生物实验修改版325.docx
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生物实验修改版325
实验专题复习
高考目标要求:
生物科高考说明中对实验考查的目标和要求是
（1）能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
（2）具备验证简单的生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
（3）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型和系统分析等科学研究方法。
（4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订
.
第一讲教材基础实验
（一）观察类实验
此类实验实验中通常运用显微镜对目标进行观察、为使观察的结果更清晰，常借助染色技术、玻片标本制作技术等。
1、实验分类
观察方式
实验名称
观察对象
显微镜
玻片标本
染色剂
生物材料
原
色
观
察
观察叶绿体
叶绿体
高倍
临时装片
无
菠菜叶
植物细胞的吸水和失水
紫色大
液泡
低倍
临时装片
无
洋葱表皮
观察多种多样的细胞
细胞
高倍
临时装片
水绵、植物细胞、动物细胞等
染
色
观
察
观察有丝分裂
染色体
高倍
临时装片
龙胆紫或醋酸洋红
洋葱根尖
脂肪的鉴定
脂肪
高倍
切片→临时装片
苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液
花生种子
观察线粒体
线粒体
高倍
临时装片
健那绿（活体染色剂）
人的口腔上皮细胞
观察DNA、RNA的分布
DNA、
RNA
高倍
临时装片
甲基绿、比罗红
人的口腔上皮细胞或洋葱内表皮细胞
观察减数分裂
染色体
高倍
固定装片
蝗虫精巢固定装片
低温诱导染色体加倍
染色体
高倍
临时装片
改良的苯酚品红溶液
洋葱根尖细胞
说明：
（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“脂肪的切片鉴定”、探究实验中“培养液中酵母菌种群数量的变化”等都有显微镜。
2．显微镜相关的知识
（1）观察：
高倍镜使用要诀——先低后高，找移转调
（2）放大倍数与镜头长度及细胞数目的关系归纳
①物像放大倍数＝目镜的放大倍数×物镜的放大倍数。
②目镜越短，放大倍数越大；物镜越短，放大倍数越小，与玻片距离越远。
③低倍镜下视野中：
细胞数多、细胞体积小、视野明亮。
高倍镜下视野中：
细胞数少、细胞体积大、视野较暗。
④放大倍数的变化与视野中的细胞数量变化的关系：
第一种情况：
一行细胞数量的变化，可根据放大倍数与视野成反比的规律计算。
第二种情况：
圆形视野范围内细胞数量的变化，可根据看到的实物范围与放大倍数的平方成反比的规律计算。
2、实验现象
（1）脂肪+苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液→橘黄色或红色
（2）线粒体+健那绿→蓝绿色
（3）RNA+吡罗红→红色DNA+甲基绿→绿色
误区警示：
观察叶绿体、观察线粒体、观察植物细胞的吸水和失水过程中细胞是活的状态，而观察有丝分裂、、观察DNA、RNA的分布等只是观察一个瞬间状态或一个结构，不需要活的状态
【例1】回答下列与细胞有关的实验问题。
（1）下列4项实验中，需保持细胞生理活性的有________（填序号）。
①观察叶绿体和原生质的流动②观察洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA的分布
③探究酵母菌的呼吸方式④红细胞中血红蛋白的提取和分离
（2）按下面步骤进行质壁分离实验。
步骤一：
在洁净的载玻片中央加一滴清水，取一片藓类小叶，盖上盖玻片。
步骤二：
从盖玻片一侧滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引。
这样重复几次，使盖玻片下面的藓类小叶浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中。
步骤三：
在显微镜下观察，结果如图所示。
①图中A、B处的颜色分别是________________。
②如果上述实验步骤二中从盖玻片的一侧滴入的是加有伊红（植物细胞不吸收的红色染料）的0.3g/mL的蔗糖溶液，则在显微镜下观察到A、B处颜色分别是________________
③如果将步骤二中浸润在0.3g/mL的蔗糖溶液中的藓类小叶的装片，放在80℃条件下处理一段时间（装片中的藓类小叶保持在0.3g/mL的蔗糖溶液中）。
在显微镜下清晰地观察到细胞结构后，为更准确地判断A处颜色，对显微镜的操作方法是_____、________________。
如果A处呈绿色，可能的原因是___
答案：
①③无色、绿色红色、绿色改变光圈大小，调节反光镜（电光源亮度）
高温下细胞膜、叶绿体膜失去选择透过性，叶绿素等色素进入A处
例2：
某同学按下表所示制成临时装片进行有关实验，下列相关叙述错误的是D
组别
材料
实验条件
观察内容
①
浸泡过的花生种子
清水、苏丹Ⅲ染液、50%的酒精
细胞中着色的小颗粒
②
洋葱根尖细胞
清水、解离液、X染液
观察植物细胞有丝分裂
③
人的口腔上皮细胞
1%的健那绿、生理盐水
细胞中的线粒体
④
洋葱表皮细胞
甲基绿比罗红染液、生理盐水、8%的盐酸、蒸馏水
细胞中DNA、RNA
A、上述实验中需要的用具有：
显微镜、刀片、镊子、滴管、吸水纸、盖玻片、载玻片
B、①组的实验目的是鉴定花生种子含有脂肪，50%的酒精的作用是洗去浮色
C、②中的X染液应为碱性染液
D、③和④观察的细胞都是活细胞，说明染液分子都是以主动运输的方式进入细胞的
例3、 在观察藓类叶片细胞的叶绿体形态和分布、植物根尖细胞的有丝分裂和花生子叶中脂肪的鉴定三个实验中，它们的共同点是（C ）
A.实验全过程都使实验对象保持活性B.适当提高温度将使实验结果更加明显
C.都使用高倍显微镜观察D.都需要对实验材料进行染色
（二）、鉴别类实验
鉴别类实验基本原理是利用待测物质与某种特殊试剂反应（有的是相溶），产生一种特殊颜色的物质来达到鉴定的目的。
归类如下：
1．实验归类
实验
名称
鉴定
对象
试剂
颜色
水浴
加热
生物材料
生物组织中糖类的鉴定
淀粉
碘液
蓝色
无
脱色的叶片
还原糖
斐林试剂
（班氏试剂）
砖红色
要
含糖高的白色或近白色
的植物组织、尿液、血浆
蛋白质的鉴定
蛋白质
双缩脲
试剂
紫色
无
豆浆、牛奶、鸡蛋清、
蛋白质类酶
脂肪的鉴定
脂肪
苏丹Ⅲ
橘黄色
无
花生种子
苏丹Ⅳ
红色
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
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
班氏试剂
还原糖
是
砖红色
斐林试剂
还原糖
是
砖红色
现用现配等量混合
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（较大量），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
溴麝香草酚蓝溶液
二氧化碳
否
黄色
重铬酸钾
酒精
否
灰色
【例1】对下表中所列待测物质的检测，所选用的试剂及预期结果都正确的是（D）
待测物质
检测试剂
预期显色结果
①
DNA
甲基绿
红色
②
脂肪
苏丹Ⅲ
橘黄色
③
淀粉
斐林试剂
蓝色
④
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
A.①③B．②③C．①④D．②④
例2、下列对实验的相关叙述，正确的是（B ）
A.探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，可用碘液替代斐林试剂进行鉴定
B.纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明，叶绿素b在层析液中溶解度最低
C.调查人群中某种遗传病的发病率时，应选择有遗传病史的家系进行调查统计
D.鉴定蛋白质时，应将双缩脲试剂A液和B液混合以后再加入待检组织样液中
（三）、探究性和验证性实验
探究性实验：
指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。
验证性实验：
指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验
1、比较表
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答案、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
应有的实验步骤，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
实验结果预测
对应假设，分类讨论。
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。
无
实验结论
不同的预测结果有相应的不同结论
对应实验目的做出肯定结论
探究性和验证性实验是目前高考中最为常见的实验,此类实验需要对某些生物学现象作出合理化的假设并通过设计实验进行验证。
如教材中“探究影响酶活性的因素”、“探究酵母菌呼吸方式”、“低温诱导植物染色体的数目变化”、“探究植物生长调节剂对扦插植条生根的影响”“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”等。
这类实验要求高，开放性强。
例1、由于植物体内的生长素含量极少且提取困难，农业生产上常常使用人工合成的生长素类似物，如α－奈乙酸（NAA）、2,4－D、生根粉等。
某学生研究小组拟在实验室探究2,4－D促进植物扦插枝条生根的最适浓度，请你参考下图反应的规律，选用下面提供的材料用具（数量不限），补充完成实验步骤。
（提示：
可以用水培法栽培植物）
材料用具：
盆栽植株，2,4－D，清水，500mL的烧杯，米尺等。
实验步骤：
（1）取5只烧杯，分别编成1、2、3、4、5号；
（2）__________________________________________
（3）____________________________________________
（4）______________________________________________。
预测实验结果：
___________________________________
答案
（2）配置浓度分别为10－12mol·L－1、10－11mol·L－1、10－10mol·L－1、10－9mol·L－1、10－8mol·L－1的2,4－D溶液，分别加入5只烧杯中
（3）从同一植株上剪下长势相同的等长植物枝条若干，平均分成五组，分别插入5只烧杯中
（4）定期测量，记下这些枝条上根的总数量和总长度（或只测总长度） 实验结果：
10－10mol·L－1的2,4－D溶液中，扦插枝条生出根的平均数目最多，长度最长
例3、某同学在培养皿底部铺上棉花并加入适量的蒸馏水，然后把豌豆种子放在棉花上。
实验过程与结果如下表所示，则由表得出的结论是（C）
装置
场所
温度
棉花状态
数日后的现象
甲
日光
23℃
潮湿
全部发芽
乙
日光
23℃
干燥
没有发芽
丙
黑暗
23℃
潮湿
全部发芽
丁
黑暗
23℃
干燥
没有发芽
A.该实验研究的目的：
探究光照、温度和水分对种子萌发的影响
B.该实验的自变量（实验变量）为光照、温度和水分，因变量为种子是否萌发
C.该实验选用具有活胚且大小相同的豌豆作为实验材料，这属于无关变量的控制
D.该实验的结论是：
种子萌发只与光照和水分有关
（四）、调查类实验
此类实验通过调查法获得信息得出结论。
调查对象通常不是所有的相关生物，而是选中其中一部分，所以调查的随机性对调查结论的正确性与普适性有重要意义。
调查数据通常用统计法
1．调查类实验归类分析
实习、
研究课题
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
个体总数（N）=再次捕获个体数
初次捕获个体数重捕的标志个体数
植物
样方法
所有样方内个体总数
样方的总面积
调查人群中常见遗传病
人类某种遗传病
汇总法
患病人数
发病率=被调查人数×100%
土壤中小动物类群丰富度的调查
土壤中小动物类群
记名计算法、目测估计法
样地中物种数目多少
丰富度=样地面积
例1、由实际调查获得的事实证据及数据，经过科学的统计和分析，可获得一些规律性的结论。
下列有关调查、实习的内容正确的一组是（ D ）
内容
方法
实验要点
A
遗传病的
遗传方式
实际
调查法
一定要选择群体中发病率
较高的单基因遗传病
B
种群
密度
样方
调查法
随机选取不同大小的样方，
统计种群密度平均值
C
土壤中小动物类
群丰富度
目测估计法、
计名计算法
目测估计法一般用于个体较大，
种群数量有限的群落
D
调查环境污染
对生物的影响
实际调查、
实验法等
可选择SO2处理植物，
探究酸雨对植物的影响
例2．在人群中有耳垂和无耳垂是一对相对性状，已知无耳垂是隐性性状，有耳垂是显性性状。
某小组计划调查上海市50个家庭的父母与子女间这对相对性状的遗传（假设一对夫妻只生一个孩子），作为一次研究性学习活动。
（1）如果你是该小组中的一员，请你确定本次研究活动的主要目的：
_________________。
（2）请设计一张表格（写在下面），用于调查时统计数据，并给表格起一个标题。
（3）该实验的不足之处是________________。
参考答案：
．
（1）确定这一性状是否为伴性遗传（或验证基因的分离定律，调查基因频率等）
（2）上海市部分家庭耳垂性状遗传的调查统计表
父亲性状
母亲性状
儿子性状
女儿性状
有耳垂
无耳垂
有耳垂
无耳垂
有耳垂
有耳垂
有耳垂
无耳垂
无耳垂
有耳垂
无耳垂
无耳垂
（3）被调查的家庭数目太少
第二讲综合探究实验
一、实验设计常用的一些基本实验方法及技术
熟悉常用的实验方法和技术，理解每种方法和技术的适用情况并熟练掌握其操作技能，以便在设计实验时能进行迁移和利用。
主要包括以下几个方面：
（1）光学显微镜的作用
（2）临时装片、切片和涂片的制作
（3）研磨、过滤
（4）解离技术用于破坏细胞壁，分散植物细胞，制作临时装片。
（5）恒温技术适用于酶参加的生化反应，一般用水浴或恒温箱。
根据题目要求选用。
（6）纸层折技术适用于溶液中物质的分离。
主要步骤包括制备滤纸条、画滤液细线、层析分离。
（7）植物叶片生成淀粉的鉴定适用于光合作用的有关实验，主要步骤包括饥饿处理、光照、酒精脱色、加碘。
（8）化学物质的检测方法：
O2----余烬复燃CO2---火焰熄灭、Ca（OH）2溶液或酸碱指示剂
乳酸—PH试纸淀粉---稀碘液或碘酒还原糖----斐林试剂、班试试剂
蛋白质---双缩脲试剂、被蛋白酶水解脂肪---苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液
DNA---甲基绿RNA----比罗红染色体—龙胆紫溶液、醋酸洋红染液/改良的苯酚品红溶液线粒体---健那绿酒精---重铬酸钾
（9）实验中常用器材和药品的使用
NaOH溶液：
用于吸收CO2或改变也的PH
澄清的石灰水：
鉴定CO2
CaCl2:
：
提高细菌细胞壁的通透性HCl：
解离或改变溶液PH
NaHCO3溶液：
提供CO2酒精：
用于消毒、叶片脱色及配制解离液
蔗糖：
测定植物细胞夜浓度或观察质壁分离和复原
二、生物实验中的变量
1、变量的种类
变量是指可被操纵的特定因素或条件。
根据其在实验中的作用可分为两大类：
①自变量与因变量：
自变量是实验中由实验者操纵的因素或条件，是作用于实验对象的刺激变量，因变量是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，因变量是研究是否成功的证据。
二者关系：
自变量是原因，因变量是结果，即具因果关系。
2、相关实验中的变量
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
三、实验设计的基本原则
1单一变量原则
2、对照性原则
（1）空白对照：
（2）自身对照：
（3）条件对照：
（4）相互对照：
3、科学性原则
4、等量性原则
四、实验题的解题思路
1、确定实验类型
探究型：
实验结果可能多种
验证型：
实验结果只有一种
2、明确实验目的
（1）探究自变量对因变量的影响
（2）验证自变量对因变量的影响
3、确定自变量和因变量：
自变量→因变量←观测变量（观测指标）
无关变量、额外变量
4、做出假设：
最符合生物学理论的一种实验结论的语音描述
5、实验原理：
自变量与因变量的生物学原理，观测变量与因变量的生物学原理
6、材料的选择：
重点关注实验对象材料、实验组和对照组的材料设置。
7、实验步骤：
（1）是否需要预先处理
（2）实验三部曲：
A、分组编号
B、自变量的处理（实验组和对照组的不同处理，只有自变量的不同），同时注意无关变量的处理（相同且适宜、等量的。
。
。
）
C、观测指标的观察、记录与数据处理
8、实验结果：
实验组与对照组的观测数据
探究型：
有多种可能数据；验证型;：
验证型只有一种数据
实验结果呈现方式：
语音描述、曲线、柱状图、表格等
9、实验结论：
验证型：
对实验目的（实验假设）的肯定
探究型：
（1）自变量不影响因变量，
（2）自变量正向影响因变量（3）自变量反向影响因变量
五、例题分析
例1、请根据以下提供的实验材料。
完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路并预测实验结果
实验材料：
培养液、正常细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶
（要求与说明：
答题时不考虑加入W后的体积变化等误差，提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜）请回答：
（1）实验思路：
①取培养瓶若干，分组如下
每组设置若干个重复样品
②各组样品在培养箱中培养一段时间后，各取其中几个样品，加入，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录数据
③重复②若干次
④
（2）预测结果（用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示）
分析：
由实验目的“完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用”
推知：
自变量“生物制剂W”，因变量”细胞的分裂”
实验对象：
动物不同细胞，观测指标：
细胞数目
实验类型：
验证型→结论为“生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用”
实验结果：
只有一种：
有W的细胞数目会更多
实验材料：
不同细胞包括正常细胞和癌细胞
对照实验：
有w和没有W→实验应设置4组，由材料中的培养液可知细胞要进行细胞培养，胰蛋白酶的作用将细胞分散
实验结果：
癌细胞培养组比正常细胞培养组细胞数目多，加W比不加W细胞数目多
答案：
（1）①A：
正常细胞+培养液；B：
癌细胞+培养液C：
正常细胞+培养液+W
D：
癌细胞+培养液+W②胰蛋白酶④求各组平均值
（2）
六、高考中常见题型例析
（一）．回答有关实验问题：
例1、回答下列I、
题
I．东海原甲藻（简称甲藻）是我国东海引发赤潮的藻种之一，研究甲藻光合作用的生理特性可为认识赤潮发生机理提供重要信息。
（一）某研究小组探究pH对甲藻合作用的影响，设计了以下实验：
将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养，各组藻液pH分别设定为6.0、7.0、8.0、9.O、10.0，在黑暗中放置12h，然后在适宜光照等相同条件下培养，随即多次涮定各组氧
气释放量并计算净光合速率。
将实验结果绘制成右图。
（1）本实验除了通过测定氧气释放量，还可以通过测定吸收量来计算净光合速率。
（2）黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化．因此在测定氧气释放量前．需多次将各组pH分别调到，这是控制实验的
变量。
（3）若甲藻长时间处于pH10.0条件下，甲藻（能、不能）正常生长繁殖，请据图分析并说明原因：
。
（4）实验表明，甲藻光合作用适宜pH6.0—9.0。
但海水在该pH条件下，一般不会发生赤潮，原因是赤潮除了与pH、温度、光照强度等因素有关外，最主要还与海水的有关。
K^S*5U.C#O
（二）研究小组进一步探究了温度对甲藻光合作用的影响。
根据实验结果得出：
甲藻生长繁殖的适宜温度为15℃-30℃。
最适温度为25℃左右，当温度为9℃和33℃时，甲藻不能正常生长繁殖。
请根据这些信息在右图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线。
答案：
（1）CO2
（2）原设定的PH值（起始PH值）自（3）不能因为长时间处于PH10.0的条件下，甲藻的净光合作用速率为负值，甲藻不能生长繁殖。
（4）富营养化（N、P含量或矿质元素含量）
变式训练：
1回答下列Ⅰ、Ⅱ题：
I.杜氏盐藻属于海洋中一种单细胞藻类，是提取β-胡萝卜素的重要资源。
为研究海洋常见重金属污染物Pb2+对杜氏盐藻种群数量增长的影响，研究人员将杜氏盐藻分别置于A～E五种培养液中培养（其它条件相同且适宜），定期取藻液测定杜氏盐藻密度，结果如图。
请回答：
（1）利用血球计数板测定杜氏盐藻密度，取
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