1、高考生物,新高考专用,第十单元实验与探究专题二十八实验与探究,考点一物质鉴定和提取类实验,一、鉴定类实验的操作流程注意:选择无色或浅色材料,可避免材料本身的颜色掩盖实验结果。,二、常用鉴定试剂,三、教材中常见实验,知识归纳(1)色素提取和分离的原理不同,提取液用无水乙醇,是因为绿叶中的色素能溶于有机溶剂无水乙醇。分离时用纸层析法,是因为不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。(2)在提取色素时,将滤液收集到试管中,及时用棉塞将试管口塞严,防止乙醇挥发;在层析时,制备滤纸条要选用干燥的滤纸,将滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条,再将滤
2、纸条一端剪去两角,并在距这一端底部1 cm处用铅笔画一条细的横线;滤液细线要画得细且直,防止色素带重叠而影响分离效果;待滤液干燥后要再画一到两次,目的是积累更多的色素,使分离后的色素带明显。,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.绿叶中色素的提取和分离实验中,观察指标是滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄。()2.检测生物组织中的还原糖实验过程中,在待测液中先加NaOH溶液,再加CuSO4溶液。()3.NaOH与CuSO4配合使用在还原糖和蛋白质检测实验中作用不同。()4.用洋葱鳞片叶提取和分离叶绿体中的色素。()5.纸层析法分离叶绿体色素时,以多种有机溶剂的混合物作为层析液。()6.在氨基酸溶
3、液中加入双缩脲试剂,混匀后逐渐变成紫色。()7.研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏。(),答案1.2.检测还原糖时,应将NaOH溶液和CuSO4溶液等量混合后再加入待测液中。3.4.洋葱鳞片叶不含叶绿体,不能用来提取和分离叶绿体中的色素。5.6.双缩脲试剂是与肽键反应出现紫色,用于鉴定蛋白质,氨基酸无肽键,不能与双缩脲试剂反应。7.研磨时加入CaCO3可以防止叶绿素被破坏。,考点二显微观察类实验,一、观察类实验操作流程,二、常用染色剂,三、高倍镜的使用,1.使用步骤,2.注意事项1)显微镜成像为倒像,“实物”旋转180为“像”,如实物为“b”,成像为“q”;视野中胞质环流的方向与实际方向
4、一致,若视野中环流方向是顺时针,则实际环流方向也是顺时针。2)显微镜的放大倍数=物镜倍数目镜倍数。放大倍数是指放大物体的长度和宽度,而不是指面积或体积。如在显微镜放大倍数为100倍时看到m个细胞,放大倍数变成400倍时看到的细胞数目:,若视野中细胞均匀分布(考虑面积),看到的细胞数目:m(400100)2=m/16。,若视野中细胞成单行(考虑直径),看到的细胞数目:m(400100)=m/4。,3)放大倍数越大,目镜(无螺纹)越短,物镜(有螺纹)越长,物镜的镜头与玻片的距离越近,视野越暗,观察到的细胞数量越少、体积越大。,4)要将观察目标移至视野中央,移动规律:物像偏哪向哪移(或同向移动)。即
5、若物像偏左上方,要移到视野中央,则玻片应向左上方移动,如图所示。5)判断污物可能存在的位置,四、教材中常见实验,注:需用显微镜观察的还有“脂肪的检测和观察”“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”。,易混易错(1)在“观察细胞的有丝分裂”或“低温诱导染色体数目加倍”的实验中,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)。(2)“观察细胞的减数分裂”实验中,所选的材料可以是动物的精巢或植物的雄蕊,而不宜选用动物的卵巢或植物的雌蕊(一般雄配子的数量远远多于雌配子,更容易观察到减数分裂过程中的细胞)。,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.“观察洋葱
6、表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中,若选用根尖分生区细胞为材料,质壁分离现象更明显。()2.根尖染色后置于载玻片上捣碎,加上盖玻片后镜检。()3.可用洋葱鳞片叶外表皮观察细胞的质壁分离和复原现象。()4.根据某视野中中期细胞数的比例,可计算出洋葱根尖细胞分裂中期时长。()5.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片。()6.以黑藻为材料进行“观察叶绿体”活动,不同条件下叶绿体的位置不变。(),答案1.根尖分生区细胞无中央液泡,不能发生质壁分离现象。2.将已染色的根尖置于载玻片上,加一滴清水,用镊子尖将根尖弄碎,盖上盖玻片,然后用拇指轻轻按压盖玻片,再进行观察。3.4.应统计多个视野中中
7、期细胞数的比例,不能只统计一个视野;根据中期细胞数的比例,若要计算出细胞分裂中期时长,还需知道一个细胞周期的时长。5.6.叶绿体的分布可随光照强度和光照方向的改变而改变。,考点三调查类实验,一、调查类实验的一般操作流程,二、教材中常见实验,考点训练(请判断下列说法是否正确),1.利用取样器取样法调查土壤小动物的种类和数量,推测土壤动物的丰富度。()2.“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中,采集的土壤样品中的小动物可以放入体积分数为50%的酒精溶液中。()3.调查某自然保护区灰喜鹊的种群密度,使用标记重捕法,尽量不影响标记动物正常活动,个体标记后即释放。()4.调查高度近视(600度以上)在人
8、群中的发病率,在数量足够大的人群中随机调查。(),答案1.2.采集的土壤样品中的小动物可以放入体积分数为70%的酒精溶液中。3.4.,提升一教材实验中的“同材异用”和“一材多用”,一、教材实验中的“同材异用”,1.酒精:可用于消毒、洗去浮色、粗提取DNA及配制解离液等(巧记:五洗七消九解九十提)。,知识拓展体积分数为70%的酒精能渗入细胞内使蛋白质凝固变性,可用于杀菌消毒。浓度过低的酒精脱水作用减弱,杀菌力不强;浓度过高的酒精使细菌表面蛋白质迅速脱水凝固成膜,妨碍酒精进入,削弱杀菌能力。,2.NaOH溶液,3.盐酸,二、教材实验中的“一材多用”以(紫色)洋葱为例,注:新鲜洋葱也可用于DNA的粗
9、提取与鉴定实验。,提升二实验探究与设计,一、实验探究与设计的一般程序,1.明确实验变量,知识归纳单一变量原则:除自变量外,无关变量应保持相同且适宜。单一变量原则并非指实验只能有一个自变量。,1)通过题干中的实验目的来确定实验变量。,例1请写出下列实验的自变量和因变量。通过研究遮阴对花生光合作用的影响,为花生的合理间种提供依据。自变量:;因变量:。我国科研人员研究了植物来源的生物碱NB和黄酮CH对人餐后血糖的影响。自变量:;因变量:。乙醇发酵时,酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论进行了实验。自变量:;因变量:。,答案遮阴比例光合作用强度(光合速率)生物碱NB和黄酮CH血
10、糖水平小分子和离子酶的催化作用,2)若题干未表明实验目的,则可通过实验操作确定自变量和因变量。,例2分析下图,请写出自变量与因变量。图a,图b图a中,自变量:;该图未体现出因变量。图b中,自变量:;因变量:。,答案遮阴比例病毒毒株、接种方式抗体中和病毒能力,3)用实验的结果或结论反推自变量和因变量。,例3分析下图,请写出自变量与因变量。图1 图2图1中,自变量:;因变量:。图2中,自变量:;因变量:。,答案作物品种、O2浓度N吸收速率温度、DNPATP生成量、耗氧量,例4分析表中信息,请写出自变量与因变量。,自变量:;因变量:。,答案接种菌株类型、接种时间伤口的感染率,2.探究实验的设计1)实
11、验设计遵循的三大基本原则,2)对照实验中实验组、对照组的确认,在对照实验中,确认对照组和实验组至关重要。以“艾弗里证明DNA是遗传物质”的实验为例,对照组为R型细菌+S型细菌的细胞提取物;实验组为R型细菌+经蛋白酶(RNA酶、酯酶、DNA酶)处理的S型细菌的细胞提取物。,易混易错对照组、实验组与模型组(1)对照组通常是操作较简单、日常生活常见的组别;实验组则是在对照组的基础上,遵循加法原理或减法原理而设计的。(2)模型组:给药剂让受试品发病或者出现某种状况,如糖尿病模型组、癌症模型组。模型组也属于条件对照,通过对比模型组及实验组(造模后再治疗),可以让实验结论更加可靠。,3.准确表述实验结果与
12、结论1)实验结果与实验结论的区别:实验结果是具体的数据或现象;实验结论是根据实验结果总结出来的规律,是可以用来与他人交流的概括性语言,对实验结果的分析与预测不是实验结论。2)实验结果与实验结论的表述原则:实验结果的表述常为可观测性的具体指标;实验结论的表述最好为已学的结论性语句,如“酶的催化作用具有专一性”“兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导”“细胞膜具有一定的流动性”等。3)实验结果与实验结论的书写规范:若出现(实验结果),则说明(实验结论)。,易混易错验证性实验和探究性实验不同:验证性实验的实验现象与实验原理一致,实验结果和结论唯一;探究性实验的实验结果和结论有多种情况。,知识归纳在生物实
13、验中,实验结果常为实验现象、柱形图或表格中的实验数据等;实验结论常是根据实验结果得出的,一般在题干中以“结果表明”“得出结论”“说明”等描述性语言呈现。例如“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的催化作用”实验的结果和结论可表述为“淀粉酶可催化淀粉水解,不催化蔗糖水解,说明酶的催化作用具有专一性”。,二、实验探究与设计的常见题型1.实验思路或实验步骤的书写1)书写方法:(依据变量)取材分组变量处理观察记录得出结论。2)等量原则的撰写方法实验材料的选择植物:如大小相似、长势相同的同种植株。动物:如体重(体长)、年龄、生长趋势相同,有时甚至要“性别”相同。实验材料可叙述为“生长状况基本相同的个体”。试剂的选择:
14、在量上难以做到准确的量化描述时,则要注意“等浓度”“等体积”“适量的”“一定量的”等词的运用。实验时间和条件上用“一段时间”“适宜的温度、pH”等语言描述。,3)实验思路与实验步骤不同,例5研究证明,胸腺肽具有调节和增强机体细胞免疫功能的作用,能够促进淋巴细胞的成熟,可用于治疗免疫力低下的疾病及肿瘤。为验证胸腺肽的作用,科研人员利用若干健康的实验小鼠、甲泼尼龙注射剂(可获得免疫力低下的小鼠)、注射用胸腺肽、适宜的溶剂等实验材料,请简要设计实验思路。解题导引第一步,依据变量取材分组,实验自变量是胸腺肽的有无;因变量是免疫力的高低(指标为淋巴细胞的数量);实验对象应是免疫力低下的小鼠,但要注意题目
15、未给所需模型鼠,我们需要利用甲泼尼龙注射剂处理获得,因此本实验的实验对象需改为健康小鼠。由于需要将正常健康小鼠的免疫力大小进行对照,因此需将实验对象分成三组。,第二步,变量处理,将健康的实验小鼠随机分为三组,其中A组为健康小鼠,不进行药物处理,B、C组用甲泼尼龙注射剂处理,得到免疫力低下的小鼠;B组小鼠注射适宜浓度的胸腺肽,A、C组小鼠注射等量的无胸腺肽的溶剂。第三步,观察记录,得出结论。一段时间后,检测三组小鼠的淋巴细胞的数量。,答案将健康的实验小鼠随机分为三组,其中A组为健康小鼠,不进行药物处理,B、C组用甲泼尼龙注射剂处理,得到免疫力低下的小鼠;再用适宜浓度的胸腺肽注射处理B组小鼠,用等
16、量的无胸腺肽的溶剂分别处理A、C组小鼠,一段时间后,检测三组小鼠的淋巴细胞的数量。,2.实验结果与结论的预测与分析1)书写步骤2)书写模式:若出现(实验结果),则说明(实验结论)。,例6为验证小白鼠体温调节中枢是下丘脑而不是脊髓,某同学选择若干生理状况相同的小白鼠,随机均分为甲、乙、丙三组,并测量三组小白鼠的初始体温。然后,甲组不作处理,乙、丙两组分别破坏下丘脑与脊髓。将三组小白鼠置于相同的寒冷环境中,测量并比较三组小白鼠体温的变化情况。请写出预测实验结果。,解题导引本实验为验证性实验,结果与结论唯一。实验目的为“验证小白鼠体温调节中枢是下丘脑而不是脊髓”,甲组为空白对照组,乙、丙组为实验组,
17、由于下丘脑是体温调节中枢,因此甲组和丙组小白鼠体温应基本不变,而乙组小白鼠体温应发生变化(下降)。,答案甲、丙两组小白鼠体温基本不变,乙组小白鼠体温改变。,3.实验方案的分析与评价1)方法:需要从“实验目的”“自变量”“因变量”“无关变量”等角度,按照实验原理进行逐一审视,看是否合理。,2)步骤,例7保水剂是一类高分子聚合物,可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组为探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”,进行了以下实验:材料用具:相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干、保水剂、氮肥等。方法步骤:选取长势一致的小麦幼苗若干,平均分为A、B、C三组,分别施用适量的保水剂(60 kghm-2)、氮
18、肥(255 kghm-2)、保水剂(60 kghm-2)+氮肥(255 kghm-2),置于相同的轻度干旱条件下培养,其他培养条件相同且适宜。在小麦灌浆期选择一个晴朗无风的上午,于10:0011:00从每组选取相同数量的叶片,进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果(均值)如表:,实验结论:适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。请指出上述方法步骤的缺陷并改正:步骤:;步骤:。,解题导引第一步,看对照,对照实验要遵循对照原则和单一变量原则,所以步骤应该增加正常生长,不做特殊处理的对照组。第二步,看材料用具,所选取的材料应相同,故还需取相同部位的、大小相同的叶片。其他步骤都合理。,答案没有对照组,应另设不施保水剂和氮肥的一组长势一致的小麦作为对照组取材方法不科学,选取的叶片应位置、数量、大小相同,
