专题十三 实验中常用的技术和方法

1、 专题复习实验中常用的技术和方法考点2011年2012年2013年ftW?纲实验课标全国幣T6,山东T4/T6、福建T26、北京T30、天金T2.海南T2/T5/T16、江苏T26/T28/T31建T3/T26安斂T1/T29.山东T4北京T29/T31.天津T4、海南T3/TI/T9/T26.江苏T10/T15/T16/T19/T31山东T4.R庆T3.北京T5.福建T2/T4.四川T4、江苏T5/TIO/T21/T23/T272013广东卷以下为某兴趣小组获得的实验结果及其分析，正确的是（）1桁黄邑11黄色in蓝绿色IV址绿色歼维索培养基（刚果红蛰色透明圈滤液细线却II菌1菌DIV是叶绿盍

2、“A歯III分斛纤维索能力杲强解析本题考查教材中实验的相关内容，涉及叶绿彳体色素的分离、纤维素分解菌的分离、细胞分裂图像、酶的特性等知识。IV为黄绿色，是叶绿素b,A项错误；培养基中纤维素被纤维素分解菌分解后，刚果红一纤维素的红色复合物无法形成，就会出现以纤维素分解菌为中心的透明圈，可根据透明圈的大小来确定细菌分解纤维素的能力，B图中菌III周围的透明圈最大，B项正确；由C图中染色体分布在细胞中央可知，该细胞处于分裂中期，C项错误；D图|说明酶具有高效性，D项错误。答案B2.2012广东卷分析下表，可推测（）溶液双缩脉试剂碘液斐林试剂甲+一乙一+甲、乙混合+A.甲.溶液含有淀粉B.乙溶液含有还

3、原糖C.混合溶液不含淀粉D.混合溶液含有淀粉酶解析某些化学试剂能够使生物组织中的某些有机化合物产生特定的颜色反应。双缩脲试剂、碘液、斐林试剂分别用来检测蛋白质、淀粉和还原糖。据题表可以推测，甲与双缩脲试剂发生显色反应，含有蛋白质，但不能确定是否为淀粉酶，A项错误；乙遇碘液变色，含有淀粉，B项错误；混合溶液与碘液显色，说明含有淀粉，C项错误；甲和乙混合能够产生还原糖，证明甲中含有淀粉酶，将淀粉分解产生还原糖，D项正确。答案D通气阀通气阀无菌棉A通气口12%木薯淀粉酚解物发酵培养基(pH5.0),3L,25弋4.2013广东卷某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精。他们用酶将木薯淀粉

4、降解成单糖。查阅资料后，安装的酒精发酵装置、采用的发酵条件如图6133所示。向发酵瓶中加入5g酵母菌开始实验。发酵初期，通气阀需要偶尔短时间打开，并在A通气口处打气，以利于；实验过程中，通气阀需要偶尔短时间打开，目的是。第3天，取出少量发酵液，滴加含有的浓硫酸溶液来检测酒精。检测后发现，尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH适宜，但酒精含量()比预期低，他们展开了讨论，认为还有其他影响因素，如，请设计实验对此因素进行探究并预测实验结果(用表格形式呈现；用“”表示酒精量，最高含量为“”)。请对预测的结果进行分析，并得出结论。解析本题以酵母菌为材料，考查实验探究能力，主要涉及

5、传统发酵技术，酶促反应的影响因素，探究实验中自变量设置及其原理，因变量检测方法及实验结果结论的分析。装置中通气阀分别是充气口、排气口，充气口是在发酵初期时连接充气泵进行充气，便于酵母菌生长和繁殖；实验过程中，酵母菌进行酒精发酵，产生CO2,装置内气压升高，排气口(通气阀)需要偶尔短时间打开释放CO2,保持装置内气压平衡，防止装置爆裂。酒精的鉴定原理是橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成灰绿色。影响酶促反应的因素有底物量、酶量、酶活性等，题干中信息对应关系为：淀粉酶解物充足底物充足；菌种、温度和pH适宜酶种类及活性适宜；操作正确缺氧或无氧环境，推理出产物酒精含量低的原因可能还有

6、发酵时间。表格中需包括相应自变量和因变量，设计表格发酵时间为39天，以差值1为梯度进行设计，酒精含量计为，而酒精最高含量为，推理出实验组中酒精含量共有5种(、)。预测结果中，发酵7天酒精的产量已达到最高，大于7天酒精产是量不再增加，可能原因是高浓度酒精抑制酵母菌活性或淀粉酶解物己被完全利用，因而在此装置和酵母菌加量5g时，最好的发酵时间是7天。实验组号发酵时间(天)3456789预测结果+X注：酵母菌加量5g.其他条件与图中相同答案：(1)酵母菌生长和繁殖释放CO2(2)重铬酸钾发酵时间预测结果中，发酵7天酒精的产量已达到最高，大于7天酒精产量不再增加，可能原因是高浓度酒精抑制酵母菌活性或淀粉

7、酶解物己被完全利用，因而在此装置和酵母菌加量5g时，最好的发酵时间是7天。考点一显微观察法方式实验窘称对卑BM%琏片标本则色利生物材料绿休叶牠片X细唯的吸水和真水低倍临时无洋魁!視皮色临时装片圧HEF箫M帕眸红液)昨总根尖怪罚nt织肪Afo切片NA,RNA的RNA誅时和毗觀人的口舵上皮細胞或綁髓It皮n枪岛倍临时人的口腮上医%色体hM定装片*7虫衲足缁噩間毎装片低曲诱导蜒芭体finfrt色临时改建苯鮒品红洋葱根细匯特别提醒被观察细胞所处的生理状态：观察有丝分裂实验中的细胞都是死细胞，所以不能选择一个细胞观察有丝分裂的全过程，而只能观察多个细胞的瞬间状态(死亡时的状态)；探究植物细胞的吸水和失水

8、过程中的细胞是活细胞，整个实验过程是一个动态的持续过程，但要注意其质壁分离的程度，若质壁分离过度，细胞则会脱水死亡。几个重要的实验步骤：观察DNA、RNA在细胞中的分布：制片一水解一冲洗一染色一观察。叶绿体色素的提取和分离：提取绿叶中的色素一制备滤纸条一画滤液细线一分离绿叶中的色素一观察结果。观察细胞的有丝分裂：取材一解离一漂洗一染色一制片一观察。例1使用染色剂染色是生物学实验常用的方法，某同学对有关实验做了如下归纳：实验观察对象染色剂实验结果花生子叶细胞的脂肪颗粒苏丹n脂肪颗粒被染成橘黄色人口腔上皮细胞中的DNA分布甲基绿细胞核染成绿色细胞质无色人口腔上皮细胞中的线粒体健那绿线粒体呈现蓝绿色

9、洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂龙胆紫间期细胞不着色分裂期细胞染色体着色上述实验结果的归纳，正确的有(填实验序号)。实验在染色之后，用吸水纸吸去染液，再滴加12滴溶液，此操作的作用是。实验和实验在染色之前，都使用了一定浓度的盐酸处理。其中，实验用盐酸可改变的通透性，加速染色剂进入细胞；实验用盐酸与酒精混合，对材料进行。在两个实验操作中，都要注意盐酸浓度、处理材料时的温度和。解析(1)观察人口腔上皮细胞中的DNA和RNA分布实验中，应用甲基绿一吡罗红混合染料，由于DNA与甲基绿，RNA与吡罗红亲和性高，而出现绿色细胞核区域，红色细胞质区域，若单独使用甲基绿，则细胞核、细胞质区域均为红色。观察洋葱根尖

10、分生区细胞的有丝分裂实验中，间期细胞染色质也可被龙胆紫染色。(2)酒精是实验中常用试剂，其作用总结如下：实验名称浓度作用脂肪的鉴定体积分数50%洗去浮色有丝分裂的观察体积分数95%固定（与解离液一起）DNA的提取冰冷95%促使DNA凝集叶绿体色素的提取无水乙醉溶解色索低温诱导染色体加倍95%洗去卡诺氏液土壤中小动物的数最统计70%乙醉杀死、固定（3）实验中，盐酸的作用一是改变细胞膜的通透性，使染色剂迅速进入细胞，二是使染色体中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。实验中，盐酸与酒精混合为解离液，进行解离操作，目的是使细胞分散开来，为防止解离过度，需注意盐酸浓度、解离温度和时间。点评注

11、意选材与材料的处理：材料的选择以便于观察、便于获得为标准。若观察活体，最好选择颜色鲜明、对比强烈的标本，如“探究植物细胞的吸水和失水”用的是具有紫色大液泡的洋葱表皮细胞；观察“叶绿体的形态和分布”，则选择具有较大叶绿体的细胞；若观察的对象是无色的，则一般需要对材料进行染色，染色时要根据染色剂的特点对材料进行相应的处理，如用龙胆紫（或醋酸洋红）染色时，应先用盐酸对材料进行解离，解离的目的一方面是为了便于压片，另一方面是为了杀死细胞，便于染液进入细胞与染色体结合，但龙胆紫呈碱性，所以用盐酸解离后还要用水漂洗，去掉盐酸。答案：（1）（2）50%酒精洗去浮色（3）细胞膜解离时间变式2观察与实验是生物科

12、学研究中的重要手段。以下是四位同学在实验室中利用光学显微镜观察到的现象，你认为具有科学性的是（）甲同学：菠菜的稍带叶肉的下表皮叶肉细胞中叶绿体具有双层膜结构乙同学：质壁分离发生时，紫色洋葱鳞片叶表皮细胞中液泡逐渐缩小且颜色逐渐变深丙同学：经解离和染色的洋葱根尖分生区的细胞中染色体向细胞两极缓慢移动丁同学：经苏丹III染色后的花生子叶细胞中有紫色的脂肪颗粒解析菠菜的稍带叶肉的下表皮叶肉细胞中叶绿体具有双层膜结构，但光镜下看不到，A项错误；质壁分离发生时，紫色洋葱鳞片叶表皮细胞中液泡逐渐缩小且颜色逐渐变深，光镜下可看到，B项正确；经解离和染色的洋葱根尖分生区的细胞是死细胞，看不到染色体向细胞两极缓

13、慢移动，C项错误；苏丹III可将脂肪颗粒染成橘黄色，D项错误。答案B考点二鉴定实验法弟称的结疑生辆材料淀粉的检测蓝也脱色的叶片杆材料何原色肚叶J需比脱色JE韩试闸沉淀匀谁靜现配现用、水擀枷热脂肪的检IW苏丹IU桔黄或创色切片HI50的樓精洗尢浮芭斶用赢倍楼现期的检测葦色豆銮*的藍清等出加Aift.Jfi加H械.摇匀植用谦骷的检测冊幡的呼吸方术*匍萄毘帮灌列三龄模拟尿样“權色戦绿的提肮督离液；层析觥胡酸卜常*检背&|叶軸:芮色；叶绿索筒鲫的煤叶如謳英叶】加人二罠化硅迪为r研嗜碍也充井匸试恠钙可询止在研膚対程申色畫徨破坏例2(双选)下列有关物质的提取与分离的叙述中，正确的是()用差速离心法分离细胞

14、器用纸层析法提取叶绿体中的色素用2%的NaCl溶液和冷却的酒精提取DNA用凝胶色谱法分离相对分子质量不同的蛋白质答案AD解析纸层析法用于分离叶绿体中的色素，B项错误；DNA易溶于2%的NaCl溶液，但冷却的酒精不能溶解DNA，可溶解部分蛋白质，因此用于DNA提纯，C项错误。点评(1)实验的结果是观察到某种有颜色的物质产生，其实验结论则根据有无特定的颜色反应来判定是否有某物质存在。此类实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。注意选择合适的试剂，并注意试剂使用的特殊要求，如加热等。实验材料应注意选择无色或颜色浅的材料

15、，这样可以避免材料本身的颜色掩盖反应产 生的物质的颜色，如鉴定还原糖一般不用深色的组织，鉴定蛋白质一般不用血红蛋白等。变式2在做“绿叶中色素的提取和分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“”表示使用，“”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为()甲乙丙J*丙酮十-+水CaCO3+SiO2+B.C.D.解析由表可知，甲同学加的溶剂为水，而不是有机溶剂丙酮，色素不溶于水，因而提取不到叶绿体中的色素，所得结果应为；乙同学的操作正确，应为，即自上而下依次出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，且叶绿素a和叶绿素b的含量较多；丙同学尽管使用了有机溶剂丙酮

16、，可以提取到色素，但由于未加CaC03,叶绿素可能被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，应为；丁同学未加SiO2，可能研磨不充分，导致各种色素的提取量均少于正常水平，应为。答案B考点三调查法和模拟法矗柞輕求窥法活动盏鬧小.亍临大的动物t子叶;戍沽动蓝闱小的动糊虫.卵蚪虫*随机点1R拝祛、算年取样法几样疔尢小HH氏抽种壮而址；巧亍样的餐均厲作为拈计悄标志亜估前世屈犬的动物诱朋祛趙尤性昆虫如峨类适用于锻生物借防显锻植观察取样器収样锻祜动能力强而9体供小的土壤动物统讣力涨科记名计算这*个体校大H种群数址fi阳的群躋-口测怙汁法见的人美选般群休中览藕率转岛的单版白化稱進传方式在聲？Ti系中酬僧*发病

17、窣：人祥屮陆机抽样调告例3下列在统计时结果误差与其他选项不同的是()样方法：在个体密集区取样标志重捕法：生物第二次被捕获的难度加大丰富度调查：不统计不认识的物种抽样检测法：在未经摇匀的酵母菌培养液下层取样解析样方法、标志重捕法和抽样检测法调查的都是种群的密度，而丰富度指的是群落中物种数目的多少，与前三者完全不同，C项正确。答案C点评(1)调查数据的处理常用统计法。为使实验获得成功，常选用一些容易调查的内容，如植物种群密度的调查应选择容易辨别个体的双子叶植物，遗传病的调查选择发病率高的单基因遗传病等。调查的随机性决定了调查的成败。如标志重捕法要求标志物不能太明显，不能对调查对象生存产生不利和有利

18、的影响等；样方法要求样方的选择严格按取样法取样，不能带个人的好恶，且样方足够大等；调查人类遗传病时要求不能限定特定人群，且被调查人群足够大等。变式3下列有关调查、实验的描述，错误的是()内容方法实验要点A人群中遗传病的发病率实际调杳法要选择群体中发病率较高的单基因遗传病B种群密度调查样方法随机选取不同大小的样方统计种群密度平均值C探究酵母菌种群数量变化抽样检测计数取样之前试管耍轻轻振荡D研究土壤小动物丰富度取样器取样法采集采集的小动物可以放在体积分数为70%的酒精中解析调查人群中遗传病的发病率，要选择群体中发病率较高的某单基因遗传病在人群中随机调查，A项正确；用样方法调查种群密度时，应选取同样

19、大小的样方，B项错误；探究酵母菌种群数量的变化规律，在取样前要轻轻振荡试管，使酵母菌分布均匀，C项正确；用取样器取样法调查土壤小动物的丰富度时，采集的小动物可放在体积分数为70%的酒精中固定，D项正确。答案B考点四归纳、演绎、类比和模型方法方法举例归纳细胞学说的提出运用了归纳推理法演绎孟徳尔对测交实验的预测则是运用了演绎推理法类比萨顿的推理(根据基因和染色体行为之间的平行行为推断基因位于染色体上)，就是类比推理法运用的范例模型方法概念模型如对真核细胞结构共同特征的文字描述、达尔文的自然选择学说的解释模型等物理模型如人丁制作或绘制的DNA分子双螺旋结构模型、真核细胞的三维结构模型等数学模型如“J

20、”型种群增长的数学模型:N,=No”例4孟德尔发现遗传规律，摩尔根提出基因位于染色体理论，沃森、克里克推测DNA的复制方式等科学研究过程均采用了假说演绎法。下列叙述正确的是()孟德尔依据解释豌豆分离现象的假说，预期测交实验结果为高茎30株、矮茎34株孟德尔依据F1黄色圆粒豌豆的测交实验结果，提出解释自由组合现象的假说摩尔根依据实验提出基因位于染色体上的假说，证明基因是具有遗传效应的DNA片段沃森、克里克依据DNA分子的双螺旋结构，提出DNA半保留复制的假说解析预期结果只能是比例，而不是具体的数量，A项错误；孟德尔依据纯种黄色圆粒和绿色皱粒豌豆的杂交实验提出自由组合现象的假说，F1黄色圆粒豌豆的

21、测交实验用于验证此假说，B项错误；基因位于染色体上的推论是萨顿提出的，摩尔根的实验证明了这个推论，而且摩尔根通过果蝇杂交实验作出假设：白眼基因位于X染色体上，并证明了假说的正确性，但不能证明基因的本质，C项错误。答案D点评归纳是从特殊事实中概括出一般原理或规律的推理形式和思维方法。演绎是从一般到特殊，根据一类事物都有的一般属性、关系、本质来推断这类事物中的个别事物所具有的属性、关系和本质的推理形式和思维方法。类比是指根据两个研究对象的相同或相似方面来推断它们在其他方面一致性的一种推理形式和思维方法。与归纳和演绎不同的是，类比是从特殊到特殊、从一般到一般的推理。模型是人们为了某种特定目的而对认识

22、对象所做的一种简化的描述，这种描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具体的实物或其他形象化的手段，有的则通过抽象的形式来表达。模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段。变式4(双选)下列关于科学实验及方法的叙述不正确的是()林德曼推断出能量传递呈递减的特点，运用了调查和系统分析法施旺和施莱登建立细胞学说，运用了观察法格里菲思利用肺炎双球菌研究遗传物质时，运用了放射性同位素标记法摩尔根通过果蝇的眼色杂交实验，利用类比推理法得出基因在染色体上解析研究遗传物质时，噬菌体侵染细菌实验运用了同位素标记法，格里菲思利用小鼠进行活体实验，C

23、项错误；萨顿根据观察染色体和基因的行为，利用类比推理法提出基因在染色体上，摩尔根通过果蝇的眼色杂交实验，利用假说一演绎法证明基因在染色体上，D项错误。答案CD易错点对不同实验方法的认识模糊不清例下列有关生物学研究方法的叙述，不正确的是()利用抽样检测法对培养液中的酵母菌进行计数通常用层析液分离和提取绿叶中的色素研究色素的种类和含量沃森和克里克用构建物理模型的方法研究DNA的结构利用标记示踪法研究光合作用过程中碳元素的转移途径尝试解答解析通常利用提取液提取绿叶中的色素，而层析液只起到分离色素的作用。答案B易错提示解答此题的关键是正确记忆实验方法，否则易选错。纠错笔记高中教材中涉及的科学方法归纳对

24、照实验法，如比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。模拟实验法，如利用渗透装置模拟成熟植物细胞渗透吸水和失水的过程。杂交实验法，如孟德尔选用豌豆作为实验材料，运用杂交实验法，研究出两大遗传定律。显微观察法，如利用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。调查法，如标志重捕法和样方法。染色法，如利用苏丹HI染液将脂肪染成橘黄色。教师备用习题备选理由第1题考查有关数学模型的问题，作为考点补充。第2题考查用黑藻进行观察叶绿体的实验，作为考点的补充；第3题考查了四个实验相关的目的、自变量和观测指标对应关系，可作为考点补充。1如图是为理解某些生物学问题所建立的一个数学模型(此图仅表示一定条件下的变化趋势)，以下对此数学模型应用最不科学的是()若x表示外界O2浓度，y表示C02释放量，则a为有氧呼吸强度，b为无氧呼吸强度若x表示进食后一段时间血糖浓度，y表示激素含量，则a为胰岛素，b为胰高血糖素若x表示生长素浓度，y表示生理作用，则a为对根的促进作用，b为对茎的