高考生物二轮复习 实验探究类.doc

2013高考生物二轮复习：实验探究类 专题概述：实验是高考必考的内容，也是命题的热点。高考生物实验的考查，一是重视回归教材：从内容上看，既可对教材实验内容直接考查，也可对教材相关实验的原理和方法进行拓展考查；从形式上看，不是简单机械地重复，而是通过创设新的实验情境，考查对教材实验的分析、理解和提取新信息的能力。二是重视对探究能力的考查：既有以实验操作技能训练为主的试题，又有以检验已知的事实、概念为主的验证性试题。 考纲要求：能力要求：实验与探究能力（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）具备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、建立模型与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。“生物知识内容表”所列的生物实验：分子与细胞(1)观察dna、rna在细胞中的分布(2)检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质(3)用显微镜观察多种多样的细胞(4)观察线粒体和叶绿体(5)通过模拟实验探究膜的透性(6)观察植物细胞的质壁分离和复原(7)探究影响酶活性的因素(8)叶绿体色素的提取和分离(9)探究酵母菌的呼吸方式(10)观察细胞的有丝分裂(11)模拟探究细胞表面积与体积的关系遗传与进化(1)观察细胞的减数分裂(2)低温诱导染色体加倍(3)调查常见的人类遗传病稳态与环境(1)探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用(2)模拟尿糖的检测(3)探究培养液中酵母菌数量的动态变化(4)土壤中动物类群丰富度的研究(5)探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替考点分析：考点一、观察类实验具体考点：1显微镜相关的知识（1）观察：高倍镜使用要诀先低后高，找移转调低找：先在低倍镜下“找”到图像，并调节至清晰。移：将观察点“移”到视野中央。高转：“转”动转换器，换上高倍镜。调：“调”节细准焦螺旋及光圈，使图像清晰。（2）放大倍数与镜头长度及细胞数目的关系归纳物像放大倍数目镜的放大倍数物镜的放大倍数。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。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。放大倍数的变化与视野中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。（3）视野中异物的位置判断只有三种可能在载玻片的标本上、在目镜上、在物镜上。判断方法如下：移动玻片：污点随载玻片的移动而移动，则其位于载玻片的标本上。换目镜：污点不随载玻片移动，换目镜后消失，则其位于目镜上。换物镜：污点不随载玻片移动，换目镜后不消失，但换物镜后消失，则其位于物镜上。2实验归类实验名称细胞的状态染色剂生物材料观察dnarna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染色体加倍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。3注意取材问题（1）观察dnarna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dnarna）；（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染色体加倍时，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）。典例精析：例1. 下表是根据实验目的，所需的试剂与预期的实验结果正确的是实验目的试剂预期的实验结果a观察根尖分生组织细胞的有丝分裂醋酸洋红染色体被染成紫红色b检测植物组织中的脂肪双缩脲试剂脂肪颗粒被染成红色c检测植物组织中的葡萄糖甲基绿葡萄糖与甲基绿作用，生成绿色沉淀d观察dna和rna在细胞中的分布斐林试剂吡罗红斐林试剂将dna染成绿色，吡罗红将rna染成红色解析：本题考查课本基本实验。双缩脲试剂是用来鉴定蛋白质的，鉴定脂肪用苏丹或苏丹试剂，b错误。鉴定葡萄糖用斐林试剂，鉴定dna用甲基绿，cd错误。答案：a例2. 将紫色洋葱表皮细胞置于0.3 g/ml的蔗糖溶液中，光镜下可观察到中央液泡逐渐变小的现象。出现这一现象的原因是（ ）a细胞壁收缩作用导致液泡失水b原生质层收缩作用导致液泡失水c细胞壁渗透作用导致液泡失水d原生质层渗透作用导致液泡失水解析： 植物细胞的原生质层相当于一层半透膜，此时蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度，细胞渗透失水收缩、中央液泡逐渐变小。细胞壁为全透性，收缩性小。答案： d考点二、鉴定类实验具体考点：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（或）染液橘黄（或红）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，摇匀后使用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.注意问题（1）有关蛋白质的鉴定若用蛋清进行蛋白质鉴定时，需将鸡蛋清用水稀释，通常是0.5 ml蛋白液加入5 ml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。鉴定蛋白质时，向样液中加入2 ml双缩脲试剂a摇匀，再向样液中加入34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。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。典例精析：例1只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物质或结构的实验是（ ）a.苏丹染色体观察花生种子子叶细胞中的脂肪b.龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂c.健那绿（詹纳斯绿b）染色观察动物细胞的线粒体d.甲基绿、派洛宁（呲罗红）染色观察动物细胞中的dna和rna解析：健纳斯绿b的原理是染活体细胞的线粒体，在线粒体内还原氢的作用下，染料由无色变为绿色，如果细胞死亡，则线粒体内没有还原氢，则不能起到染色的作用。答案：c例2.提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是（ ）a未见色素带，说明材料可能为黄化叶片b色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液c提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素bd胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高解析：叶绿素a和叶绿素b呈绿色，所以光合色素提取液呈绿色。未见色素带，可能的原因是没有提取到色素或滤液细线浸入层析液使色素溶解在层析液里等。若材料为黄化叶，操作正确应能见到胡萝卜素、叶黄素的色素带。色素始终在滤纸上，是因为操作时滤液细线浸入层析液，层析液沿滤纸条扩散时，溶于层析液的色素也随之扩散。胡萝卜素在层析液中的溶解度最高。答案： c考点三、调查类实验具体考点：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；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 取样时应注意随机取样，避免人为心理作用；动物类群因所取地段不同，可能差异较大；样土塑料袋上标明取样的地点和时间；不知名的动物标记为“待鉴定xx”；调查的指标是动物种类的丰富度和数量丰富度 典例精析：例1某学校的研究性学习小组以“研究xx遗传病的遗传方式”为课题进行调查研究，最好选择调查何种遗传病以及采用的方法是a白化病；在周围熟悉的410个家系中调查b红绿色盲；在患者家系中调查c苯丙酮尿症；在学校内随机抽样调查d青少年型糖尿病；在患者家系中调查解析： 明确被调查的遗传病最好是单基因遗传病，可排除d（因为多基因遗传病是由两对以上的等位基因控制的，其遗传方式很难确定）；明确只有在患者家系中进行调查才能知道遗传病的遗传方式，在群体中随机调查，只能得到遗传病的发病率，可以排除ac答案： b例2.某城市兔唇畸形新生儿出生率明显高于其他城市，研究这种现象是否由遗传因素引起方法不包括a.对正常个体与畸形个体进行基因组比较研究b.对该城市出生的双胞胎进行相关的调查统计分析c.对该城市出生的兔唇畸形患者的血型进行调查统计分析d.对兔唇畸形患者家系进行调查统计分析解析：本题主要考查遗传病的调查方法。遗传病具有的特点是遗传物质发生改变，且可以遗传给子代，因此可通过比对正常人和畸形个体的基因组是否相同进行确认，a项正确。同卵双胞胎遗传物质相同，如果表现型不同，则说明可能该病可能与环境有关，因此可通过调查双胞胎患病情况判定其病因，b项正确。血型差异由遗传物质决定，与兔形唇的是否由遗传物质决定无关，c项错误。调查患者家系可绘制系谱图，通过分析亲子代之间的遗传规律判定其遗传方式，d项正确。答案：c考点四、探究类实验具体考点：1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：实验变量（自变量）与反应变量（因变量）。实验变量是指实验中由实验者操纵的因素或条件，而反应变量是指由实验变量引起的变化结果，二者之间是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果。无关变量与额外变量。无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。它们之间也是前因后果的关系。但对实验变量与反应变量的获得起干扰作用。（2）变量的控制控制变量法是指控制其他因素不变，集中研究其中一个因素的变化，保证实验不受干扰或将干扰因素降低到最低程度。通过实验控制，尽量减小实验误差，以取得较为精确的实验结果。操纵实验变量的方法：设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。检测反应变量的方法：根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标和方法。具体包括：观察特异性的颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生理变化；测量生长发育速度；测量生化反应速度。控制无关变量的方法（平衡控制）：排除因实验对象的个体差异带来的影响；设法创造稳定的相同的条件进行对照，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响；重复实验，排除偶然因素的干扰，减小实验误差。不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量，观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。（3）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 （4）验证性实验和探究性实验有关内容的比较a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。b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（5）做题的一般步骤审题浏览试题 明确要求 挖掘条件 类型分析验证性实验题探究性实验题实验目的试题中已知，用线画出即可把试题中提出的问题变为陈述句实验假设不需要假设对探究问题提出一种可能性原理分析实验原理即实验所依据的科学道理，涉及到生物学及相关学科中的哪些方法和原理。要结合课本所学知识，并充分利用题中给出的实验条件，来确定实验原理。材料分析一般试题会给出材料用具，但完全开放性试题要求根据实验目的，自主选择实验材料和用具（原则：不要少用也不要多用）。变量分析步骤1获取变量、取材、分组：获取实验中的变量（唯一不同的量 ），将若干生长状况、大小等相同的材料（用具）均分若干组，并用1、2、3等进行标号。（要注意控制变量、对照、平行重复等原则）步骤2材料处理：不施加实验变量（自然条件或模拟自然条件）设为对照组；施加实验变量，设为实验组；（也可能是相互对照）控制无关变量，即其他条件相同。（注意对照原则、可操作性原则和重复原则）步骤3反应或培养：在环境条件相同且适宜的条件下，根据反应变量，反应或培养一段相同时间。步骤4观察记录：寻找具有可操作性的观察指标（特异颜色变化、沉淀反应；形态结构、生理特征变化等），或测定指标（生长发育速度、生化反应速度等）、记录数据。结果分析根据实验原理确定已知实验结果，并对实验结果进行准确描述对应假设，分类讨论：实验组和对照组无显著差异，实验变量无影响；实验组比对照组好，实验变量有利；实验组比对照组差，实验变量不利。（如果是相互对照，也分类讨论）实验结论对应实验目的做出肯定结论表达将实验分析的成果用语言、文字、图表曲线予以表达 检查检查实验设计及语言表达有没有科学性错误 2.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：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、除去溶液中的空气），等冷却（防止高温杀死酵母菌）后再将食用酵母菌加入；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。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数量的动态变化从试管中吸出培养液进行计数之前，要轻轻震荡几次，使酵