2013高考生物二轮专题复习：实验与探究

专题八实验与探究一．实验归纳考点1观察类实验1.实验归类实验名称细胞的状态染色剂生物材料观察DNA、RNA在细胞中的分布死细胞甲基绿吡罗红人的口腔上皮细胞观察线粒体活细胞健那绿观察细胞的减数分裂死细胞无(为固定装片)蝗虫精母细胞低温诱导植物染色体数目的变化死细胞改良苯酚品红染液洋葱根尖细胞观察细胞的有丝分裂死细胞龙胆紫(或醋酸洋红)观察多种多样的细胞活或死细胞无(无需染色)酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等观察叶绿体活细胞藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶)观察植物细胞的质壁分离与复原活细胞紫色洋葱鳞片叶表皮细胞(1)以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可外，其余均需使用高倍镜。(2)鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。2、注意取材问题(1)观察DNA、RNA在细胞中的分布不能选用哺乳动物成熟的红细胞(无细胞核，也就几乎不含DNA、RNA)；(2)不能用观察叶绿体的材料来观察线粒体(叶绿体中的色素颜色会掩盖健那绿染色后的颜色变化)；(3)观察细胞的有丝分裂或低温诱导植物染色体数目的变化时，应注意观察呈正方形的根尖分生区细胞(长方形的细胞可能是根尖的伸长区或成熟区的细胞，没有分裂能力)；(4)观察细胞的减数分裂所选的材料可以是动物的精巢和植物的雄蕊，而不宜选用动物的卵巢和植物的雌蕊(雄配子的产生数量远远多于雌配子，更容易观察到减数分裂的细胞)；(5)观察叶绿体时，若选用菠菜叶则取稍带些叶肉的下表皮(靠近下表皮的叶肉细胞中的叶绿体较大而数目较少)；(6)观察植物细胞的质壁分离与复原应选取成熟的植物细胞(含有大的液泡)。考点2　验证（鉴定）类实验1．实验归类实验名称鉴定对象试剂颜色生物材料备注淀粉的鉴定淀粉碘液蓝色脱色的叶片无8 还原糖的鉴定还原糖斐林试剂砖红色沉淀苹果或梨的匀浆等甲乙液现混现用、水浴加热脂肪的鉴定脂肪苏丹Ⅲ（IV）染色橘黄(红)色花生种子切片需用高倍镜观察蛋白质的鉴定蛋白质双缩脲试剂紫色豆浆、稀蛋清等先加A液，后加B液，摇匀尿糖的检测葡萄糖葡萄糖试纸有色水、葡萄糖溶液、三份模拟“尿样”无叶绿体中色素的提取和分离四种色素提取液：无水乙醇；分离液：层析液胡萝卜素：橙黄色；叶黄素：黄色；叶绿素a：蓝绿色；叶绿素b：黄绿色新鲜的绿叶(如菠菜叶)加入二氧化硅是为了研磨得更充分；碳酸钙可防止研磨中色素被破坏2.生物学中常用的试剂和药品试剂鉴定(染色)的物质(结构)是否加热颜色注意事项斐林试剂还原糖是砖红色现用现配双缩脲试剂蛋白质否紫色A液与B液不能混合，需先滴加A液，再滴加B液苏丹Ⅲ染液脂肪否橘黄色 苏丹Ⅳ染液脂肪否红色 甲基绿DNA否绿色DNA、RNA同时存在时要混合使用且现用现配吡罗红RNA否红色健那绿线粒体否蓝绿色 龙胆紫溶液(醋酸洋红)染色质(体)否深紫色(红色)染色前必须漂洗彻底3、注意问题(1)有关蛋白质的鉴定①若用蛋清进行蛋白质鉴定时，需将鸡蛋清用水稀释，通常是0.5mL蛋白液加入5mL水，搅拌均匀。如果蛋白液稀释程度不够，与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上，使反应不容易彻底，并且试管也不容易刷洗干净。②鉴定蛋白质时，向样液中加入2mL双缩脲试剂A摇匀，再向样液中加入3～4滴双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B不能过量，因为过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应，使溶液呈蓝色，从而掩盖生成的紫色。(2)叶绿体中色素的提取和分离①区分色素提取和分离的原理：色素提取的原理——无水乙醇提取法；色素分离的原理——纸层析法。②注意事项：a.滤液细线要画得细且直，以防止色素带重叠而影响分离效果；待滤液干燥后要再画一两次，目的是积累更多的色素，使分离后的色素带明显。b.分离色素时，层析液不能没及滤液细线，以防止色素溶解于层析液中而无法分离。考点3　探究类实验8 实验名称自变量因变量无关变量通过模拟实验探究膜的透性半透膜两侧溶液的浓度差漏斗玻璃管液面的上升高度半透膜的种类、开始时的液面、温度等条件探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度(至少三种)酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化)pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH(至少三种)酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度)温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究酵母菌的呼吸方式氧气的有无CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度等)；酒精的产生(重铬酸钾检测)葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等模拟探究细胞表面积与体积的关系细胞体积的大小物质运输的效率琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度不同浓度的生长素类似物扦插枝条的生根数量或长度实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时间酵母菌种群数量培养液的成分、培养条件、空间等探究水族箱中的群落的演替时间群落的演替水族箱的培养条件和环境等注意问题(1)探究温度(pH)对酶活性的影响时，必须在达到预设的温度(pH)的条件下，再让反应底物与酶接触，避免在未达到预设的温度(pH)时反应底物已与酶接触发生反应，影响实验结果。(2)探究酵母菌的呼吸方式时：①新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸(杀死里面的微生物、除去溶液中的氧气)，等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再将食用酵母菌加入；②酵母菌培养液应封口放置一段时间后，待酵母菌将瓶内的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变混浊。(3)探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度①装置的设计应有利于观察，如观察促进生根的实验可以用水培法。②所设组别除不同浓度的生长素类似物处理外，还要增加一组蒸馏水处理的做空白对照。(4)探究培养液中的酵母菌种群数量的动态变化①从试管中吸出培养液进行计数之前，要轻轻震荡几次，使酵母菌均匀分布，确保计数准确，减少误差。②该探究不需要设置对照，因为随着时间的延续，酵母菌种群数量的变化，在时间上形成前后自身对照，但要获得准确的实验数据，必须重复实验，求得平均值。③对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计算相邻两边及其顶角的酵母菌。④实验结束后，用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的，正确的方法是浸泡和冲洗。考点4　调查类实验1．调查类实验归类分析实验名称调查常见的人类遗传病土壤中小动物类群丰富度的研究调查对象随机确定的人群；一定数量的家族生活在土壤中的小动物调查方法汇总法用取样器取样进行采集、调查的方法8 统计方法发病率＝(患病人数/被调查人数)×100%记名计算法；目测估计法注意事项①调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等；②调查某种遗传病的发病率时，要随机抽样调查，且要保证调查的群体足够大①取样时应注意随机取样，避免人为心理作用；②动物类群因所取地段不同，可能差异较大；③样土塑料袋上标明取样的地点和时间；④不知名的动物标记为“待鉴定XX”；⑤调查的指标是小动物种类的丰富度和数量2.观察调查类实验的统计技术和测量技术的总结如下表实习、研究性课题调查对象统计方法计算公式种群密度的取样调查动物标志重捕法植物样方法调查人群中的遗传病人类某种遗传病汇总法调查环境污染对生物的影响环境污染程度汇总法二.课本经典实验及研究方法细胞学说的建立过程（必一P10）。对细胞核功能的探索（必一P52）。对生物膜结构的探索历程（必一P65）。关于酶本质的探索（必一P81）。光合作用的探究历程（必一P101）。孟德尔遗传实验的科学方法（必二P2-11）。基因位于染色体上的实验证据（必二P28）。人类对遗传物质的探索过程（必二P42-46）。DNA双螺旋结构模型的构建过程（必二P47）。促胰液素的发现（必三P23）。生长素的发现过程（必三P46）。另外：动物激素生理作用的研究；同位素示踪技术；动植物杂交实验等（一）一些常见的实验方法1、用荧光标记法来证明细胞膜具有一定的流动性2、同位素示踪法：光合作用产生氧气的来源；光合作用中二氧化碳的去向；噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；DNA的复制是半保留复制。3、确定某种元素为植物生长必需的元素的方法:水培法（完全培养液与缺素完全培养液对照）4、获得无籽果实的方法：用适宜浓度的生长素处理花蕾期已去雄的子房，如无籽蕃茄、诱导染色体变异，如无籽西瓜。5、确定某种激素功能的方法：饲喂法，切除注射法，阉割移植法，切除口服法。6、确定传入、传出神经的功能：刺激+观察效应器的反应或测定神经上的电位变化。7、植物杂交的方法雌雄同花：花蕾期去雄+套袋+开花期人工授粉+套袋雌雄异花：花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋8、确定某一显性个体基因型的方法：测交；该显性个体自交。9、确定某一性状为显性性状或隐性性状的方法：a.具有一对相对性状的纯合体的杂交b.8 自交，观察后代是否有性状分离。10、育种的方法：杂交育种；人工诱变育种；人工诱导育种；单倍体育种；基因工程育种；细胞工程育种等。11、测定种群密度的方法：样方法；标志重捕法12、分离微生物的方法：用选择培养基培养；平板划线法、稀释涂布平板法。（二）细胞内物质或结构的检测方法淀粉——碘液还原糖——斐林试剂、班氏试剂CO2——Ca(OH)2溶液或酸碱指示剂或溴麝香草酚蓝水溶液（蓝变绿再变黄）乳酸——pH试纸蛋白质——双缩脲试剂染色体——龙胆紫、醋酸洋红溶液DNA——甲基绿脂肪——苏丹Ⅲ或苏丹IV染液酒精——重铬酸钾（酸性条件）RNA——吡罗红线粒体——健那绿（活细胞染料）（三）实验条件的控制方法增加水中氧气——泵入空气或吹气或放入绿色植物减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水提供CO2方法——NaHCO3除去容器中CO2——NaOH溶液或KOH溶液除去叶片中原有淀粉——置于黑暗环境一昼夜除去叶片中叶绿素——酒精加热除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光如何得到单色光——棱镜色散或彩色薄膜滤光血液抗凝——加入柠檬酸钠线粒体提取——细胞匀浆离心灭菌方法——微生物培养的关键在于灭菌，对不同材料，灭菌方法不同：培养基用高压蒸汽灭菌；接种环用火焰灼烧灭菌；双手用肥皂洗净，擦干后用75%酒精消毒；整个接种过程都在实验室无菌区进行。（四）实验结果的显示方法光合速率——O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量呼吸速率——O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量原子途径——放射性同位素示踪法细胞液浓度大小——质壁分离细胞是否死亡——质壁分离甲状腺激素作用——动物耗氧量，发育速度等生长激素作用——生长速度（体重变化，身高变化）胰岛素作用——动物活动状态菌量——菌落数三.实验设计及解题思路8 1、实验设计必须遵循的三大基本原则：  （1）对照原则：   ①空白对照 不给对照组任何处理因素。 ②条件对照 给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的实验因素。 ③相互对照 不单设对照组，而是几个实验组相互对照。 ④自身对照 对照和实验都在同一研究对象上进行。“实验组”与“对照组”确认:一个实验通常分为实验组和对照组（控制组）。实验组是施加实验变量处理的被试组；对照组是不施加实验变量处理的对象组，两者对无关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果，如为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照，因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组，而自然状态（即未接受实验变量处理）的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增强实验的信度。（2）单一变量原则：所谓单一变量原则，就是要尽可能控制无关变量的作用，以确保实验变量的唯一性。控制其它因素不变，只改变其中一个因素，观察其对实验结果的影响。①实验变量（又称自变量）：是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量。自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。②反应变量（又称因变量）：是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。③二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。④无关变量：与实验目的无关、但控制不好，会干扰实验结果。（3）等量原则：   对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。具体来说有如下四个方面：   ①所用生物材料要相同 即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。  ②所用实验器具要相同 即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。   ③所用实验试剂要相同 即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。   ④所用处理方法要相同 如：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。2、区分探究性实验和验证性实验 探究性实验验证性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系实验假设假设一般采用“如果A，则B”的形式表述，是根据现有的科学理论、事实．对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的解释   因结论是己知的，因此不存在假设问题实验原理因探究内容而异因验证内容而异实验过程应有的实验步骤实际上并未完成，因探究内容而异 实验步骤可以是曾经做过或尚未做过的，因验证内容而异实验现象未知，可以不描述已知，应准确描述8 实验结果的预测一般需讨论“如果出现结果①会怎样，如果出现结果②或③又会怎样”。但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题．此种情况应根据已有知识推测最合理的结果。实验现象是确定的，要么是，要么不是。实验结论可根据可能出现的结果，做出不同的推论。即，结论是不惟一的。根据实验结果做出肯定或否定的结论。即，结论是惟一的。3、实验设计题的解题策略（看清楚、想清楚、写清楚）1)明确实验目的和实验原理2)分析实验用具与材料用途并进行预处理3)遵循单因素变量原则、对照原则和等量原则、平行重复原则等4)实验步骤一般可三步走：第一，将材料和器具编号分组；第二，进行实验，即实验组和对照组的设置；第三，观察并记录结果5)全面预期实验结果：一般来说，验证性的实验，结论就只有一个；探究性实验，则要将可能的预期都列出来。6)语言表述要简明、准确，一般宜采用分段叙述的方式，有时也可以用图表加以说明，尽可能让人一目了然。(二)实验方案的评价和修正型试题解答（1）实验原理是否正确（2）是否设置了对照组、是否需要条件对照和空白对照（3）实验步骤是否正确，有无漏做或颠倒（4）操作方法是否正确（5）结果检测试剂的选择、使用方法是否正确（6）是否遵循单一变量原则，特别关注干扰变量的消除或控制（7）是否遵循重复原则，是否存在偶然性，如“一只”、“一片”等例一：下图表示显微镜的目镜以及用显微镜观察到的两个视野中的图像，回答下列问题：（1）用显微镜观察时，将图1中的甲换到乙，则视野中的亮度会变，看到的细胞数目会变。（2）图2为洋葱根尖有丝分裂的细胞图像，制作该临时装片时需要选取根尖的部位，进行该实验的四个步骤为。若观察到细胞出现重叠现象，其原因可能是。（3）估算培养液中酵母菌种群密度的常用方法称为，在吸取细胞培养液计数之前需要将培养液。若吸取酵母菌样液1ml并稀释100倍，采用血球计数板（规格为1mm×1mm×0.1mm）计数，观察的结果如图3所示，则该1ml样品中酵母菌数约为个。8 例二：在观察叶绿体的实验中可能观察到叶绿体环绕液泡的运动，显微镜下观察到的结果如右图所示，细胞内叶绿体的实际位置和细胞质流动方向（）A、左侧，顺时针B、右侧，顺时针C、左侧，逆时针D、右侧，逆时针例三：下列实验或探究活动的方法正确的是序号实验或探究活动方法①绿叶中色素的提取和分离浸泡法和沾蘸法②土壤中小动物类群丰富度的研究标志重捕法③卡尔文循环中碳的转移途径同位素标记法④培养液中酵母菌的种群数量抽样检测法A．①④B．②③C．②④D．③④例四：某校生物兴趣小组在学习了课本实验．“探究酵母菌的细胞呼吸方式”后，想进—步探究酵母菌在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较多的问题9他们进行了如下实验：将一定浓度的煮沸冷却的葡萄糖溶液与等量酵母菌混匀后，按下图装置实验（实验前瓶中均无氧气）.当测定到甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2．请分析回答：(1)甲、乙两组的自变量是_____________。(2)酵母菌能产生CO2的场所是____________。(3)继续完成探究实验，可用__________试剂，在___________条件下，对滤液l和滤液2进行检测，比较两组滤液中___________,以判定其剩余葡萄糖的多少。8