专题一 实验与探究

专题一实验与探究一、考试大纲对实验能力的要求（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。二、考纲中的实验考试内容1、分子与细胞

（1）观察DNA、RNA在细胞中的分布（必修一P37，参考人教版P26）【讲】（2）检测生物组织中还原糖、脂肪、和蛋白质（必修一P13,参考人教版P18）【讲】（3）用显微镜观察多种多样的细胞（必修一P7,参考人教版P7）（4）观察线粒体和叶绿体（必修一P16,参考人教版P47）【讲】（5）通过模拟实验探究膜的透性（6）观察植物细胞的质壁壁分离和复原（必修一P48,参考人教版P61）（7）探究影响酶活性的因素（必修一P58、59,参考人教版P83）（8）叶绿体色素的提取和分离（必修一P63,参考人教版P97）【讲】（9）探究酵母菌的呼吸方式（必修一P68,参考人教版P91）【讲】（10）观察细胞的有丝分裂（必修一P78,参考人教版P115）

【讲】（11）模拟探究细胞表面积与体积的关系（必修一P75,参考人教版P110）

2、遗传与进化

（12）观察细胞的减数分裂（必修二P3，参考人教版P21）（13）低温诱导染色体加倍（必修二P15不好不用，参考人教版P88）【讲】（14）调查常见的人类遗传病（必修二P88，参考人教版P91）【讲】3、稳态与环境

（15）探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用（必修三无，参考人教版P51）（16）模拟尿糖的检测（必修三P16，参考人教版无）（17）探究培养液中酵母菌数量的动态变化（必修三P，参考人教版P68）【讲】

（18）土壤中动物类群丰富度的研究（必修三P73，参考人教版P75）【讲】（19）探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替（必修三P80，参考人教版无）4、现代生物科技专题（20）DNA的粗提取与鉴定（选修三P6，参考人教版选修一P54）三、显微镜的结构与使用方法实验

（一）、显微镜的结构和功能目镜：用于眼睛观察的镜头。正面标有5×或10×等字样，表示放大5倍或10倍。物镜：接近被观察标本的镜头。侧面标有放大倍数。反光镜：采光用，能转动，一面是平面镜，光线强时用；一面是凹面镜，光线弱时用。镜座镜柱：支持镜柱以上部分。镜臂：握镜的部位。载物台：放标本的地方，中央有一个通光孔，两个压片夹。压片夹：固定玻片标本。遮光器：上有大小不等的一圈圆孔(光圈)，控制光线的通过量(强弱)。镜筒：上端安装目镜的地方，下端连转换器。转换器：可以转动，上可安装3—4个物镜，一般3个物镜。粗准焦螺旋：转动时镜筒升降范围大。细准焦螺旋：转动时镜筒升降范围小。（二）、显微镜的成像1.成像原理光源→反光镜→光圈→物体→物镜(凸透镜)→在镜筒内形成物体的放大倒立的实像→目镜(凸透镜)→在镜筒内形成放大正立的虚像（最终成放大倒立的虚像）。所以眼睛能看到的物像是2次放大的倒立的虚像。2.分辨率是指分辨被观察物体细微结构的能力。常用能分辨的两个物点间的最小距离来表示。分辨距离越大，分辨率越低，物像越模糊；分辨距离越小，分辨率越高，物像越清晰。光学显微镜能分辨的最小长度单位是微米(um)。3.放大倍数的计算物体在显微镜下的放大倍数=目镜放大倍数×物镜放大倍数5.放大倍数与视野大小、亮度、细胞数目、细胞大小的关系放大倍数视野直径视野亮度细胞数目细胞大小大小暗少大小大亮多小6.镜头长短与放大倍数的关系镜头长短放大倍数目镜短(或长)大(或小)物镜短(或长)小(或大)4.依据显微镜成倒立像的特点(1)如何写物像(2)物与像移动的规律：相反7.在看清物像的情况下物载距与放大倍数的关系物载距越大，放大倍数越小；物载距越小，放大倍数越大。（三）、显微镜的使用方法1.取镜：右手握镜臂，左手托镜座。2.安放：把显微镜放在实验台前方稍偏左，距离实验台边缘10—15cm。3.对光：“四转动”即可完成转动粗准焦螺旋—升镜筒。转动转换器—使低倍物镜对准通光孔。转动遮光器—使较大光圈对准通光孔。转动反光镜—左眼注视目镜，右眼同时睁开，使光线通过通光孔反射到镜筒内，直到看到圆形明亮的视野为止。4.观察：三步可完成(1)低倍镜观察放标本—使标本对准通光孔，用压片夹夹住降镜筒—视一侧，用粗准焦螺旋使物镜接近标本，距标本约0.5cm升镜筒—左眼注视目镜，右眼睁开，用粗准焦螺旋慢慢升镜筒，直到看到清晰的物像为止(2)高倍镜观察：一移动三转动即可完成移动标本—在低倍镜下将需要放大观察的部分移动到视野中央转动转换器—移走低倍物镜，换上高倍物镜转动遮光器—调节光圈(变大)，使视野亮度适中转动细准焦螺旋—缓慢逆时针转动，使物像清晰（四）、习题训练1．用显微镜的一个目镜分别与四个不同倍数的物镜组合起来观察细胞。当成像清晰时，每一物镜与装片的距离如图所示。如果载玻片位置不变，下列哪一物镜在一个视野中看到的细胞最多()DDD2．显微镜目镜为10×、物镜为10×时，视野中被相连的64个分生组织细胞所充满。(1)若物镜转换为40×后，则在视野中可检测到的分生组织细胞数为()A．2个B．4个C．8个D．16个(2)若64个细胞排成一行，则换40×物镜后，视野中可检测到的分生组织细胞数为()A．2个B．4个C．8个D．16个BD

四、生物学中常用的试剂成分及用法（1）斐林试剂：成分：0.1g/mLNaOH(甲液)和0.05g/mLCuSO4(乙液)。用法：将斐林试剂甲液和乙液等体积混合，再将混合后的斐林试剂倒入待测液，水浴加热或直接加热，如待测液中存在还原糖，则出现砖红色沉淀。（2）班氏糖定性试剂：为蓝色溶液。和葡萄糖溶液混合后沸水浴会出现砖红色沉淀。用于尿糖的测定。（3）双缩脲试剂：由0.1g/mLNaOH(A液)和0.01g/mLCuSO4(B液)构成。向待测液中先加入2mLA液，摇匀，再向其中加入3～4滴B液，摇匀。如待测中存在蛋白质，则呈现紫色。（4）苏丹Ⅲ：取苏丹Ⅲ颗粒溶于95%的酒精中，摇匀制得。用于检测脂肪。可将脂肪染成橘黄色(被苏丹Ⅳ染成红色)。（5）吡罗红（又名派洛宁中图版）：用于鉴定RNA。RNA会被染成红色。（6）甲基绿：用于鉴定DNA的分布。DNA遇甲基绿(常温)会被染成绿色。二苯胺：DNA遇二苯胺沸水浴蓝色，用于鉴定DNA的存在（7）无水乙醇(新人教版)、丙酮（中图版）：提取叶绿体中的色素（8）15%的盐酸和95%的酒精溶液等体积混合可用于解离根尖。（9）龙胆紫溶液：浓度为0.01g/mL或0.02g/mL，用于染色体着色，可将染色体染成紫色，通常染色3~5分钟。醋酸洋红可将染色体染成红色（10）20%的肝脏研磨液、3%的过氧化氢、3.5%的氯化铁：用于比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。（新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶）（11）3%的可溶性淀粉溶液、3%的蔗糖溶液、2%的新鲜淀粉酶溶液：用于探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验。（12）碘液：用于鉴定淀粉的存在。遇淀粉变蓝。（13）层析液：(成分：20份石油醚、2份丙酮、和1份苯混合而成，也可用93号汽油)可用于色素的层析，即将色素在滤纸上分离开。（14）二氧化硅：在色素的提取的分离实验中研磨绿色叶片时加入，可使研磨充分。（15）碳酸钙：研磨绿色叶片时加入，可中和有机酸，防止在研磨时叶绿体中的色素受破坏。（16）0.3g/mL的蔗糖溶液：相当于30%的蔗糖溶液，比植物细胞液的浓度大，可用于质壁分离实验。（17）0.1g/mL的柠檬酸钠溶液：防止凝血得到血浆。（18）氯化钠溶液：浓度为0.9%时可作为生理盐水。

0.14mol/LNaCl溶液能是DNA析出2mol/LNaCl溶液能是DNA溶解（19）胰蛋白酶：①可用来分解蛋白质。②可用于动物细胞培养时分解组织使组织细胞分散开。（20）秋水仙素：人工诱导多倍体试剂。用于萌发的种子或幼苗，可使染色体组加倍，原理是可抑制正在分裂的细胞纺锤体的形成。(21)健那绿染液（人教）、詹纳斯绿B染液（中图）：能使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色（22）溴麝香草酚蓝水溶液遇CO2蓝绿黄（23）重铬酸钾酸性条件下遇酒精灰绿色(24)在低温诱导植物染色体数目的变化实验中用卡诺氏液固定根尖细胞形态五、高中生物用到酒精的实验及作用1、叶绿体色素的提取和分离实验中用无水酒精，作用是提取色素2、DNA的粗提取与鉴定实验，用体积分数为95%的酒精析出DNA，用于除去溶于酒精的蛋白质（DNA不溶于酒精）；3、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂实验，解离时用到的解离液是：质量分数为15%的HCl与体积分数为95%的酒精，比例为1：1；4、低温诱导植物染色体数目的变化实验中，用体积分数为95%的酒精+体积分数为98%的浓硫酸溶液1：1混合，解离固定根尖（中图）。剪取根尖约0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡0.5～1h，固定其形态，然后用95%酒精冲洗2次卡诺氏液，用95%酒精配制的解离液解离洋葱根点（人教）5、脂肪鉴定中用体积分数为50%的酒精洗去花生子叶上的浮色（人教）6、观察DNA、RNA的分布用体积分数为70%的酒精固定血涂片，95%的酒精对血涂片脱水固定（仅中图）7、土壤小动物类群丰富度的研究实验中用体积分数为75%（中图）（人教70%）的酒精固定和防腐六、高中生物课本用到盐酸的实验七、高中生物课本用到NaOH的实验八、同位素标记法应用实例归纳知识点标记元素标记物质标记物转移情况结论光合作用过程中氧原子的转移18OOO→18O2光合作用放出的O2全部来自H2O中的O呼吸作用过程中氧原子的转移18O18O2O有氧呼吸消耗的O2全部与结合生成H2O生长素的极性运输14C生长素标记物放在形态学上端,在形态学下端可以检测到,反之不行生长素只能从形态学上端运输到形态学下端DNA是遗传物质的证据32P、35S核酸、蛋白质子代噬菌体检测到放射性32P,未检测到放射性35SDNA是遗传物质生物膜在功能上的联系3H亮氨酸核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜生物膜在功能上紧密联系光合作用过程中碳原子的转移途径14C14CO214CO2→214C3→(14CH2O)CO2中的碳在光合作用过程中转化成了有机物九实验方法与操作1.细胞内物质或结构的检测方法①淀粉:碘液;②还原糖:斐林试剂、班氏试剂、本尼迪特试剂;③CO2:Ca(OH)2溶液或酸碱指示剂;④乳酸:pH试纸;⑤有O2:余烬木条复燃;无O2:火焰熄灭;⑥脂肪:苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液;⑦蛋白质:双缩脲试剂;⑧染色体:龙胆紫、醋酸洋红溶液;⑨DNA:甲基绿;RNA:吡罗红;⑩线粒体:健那绿。2.实验条件的控制方法①增加水中氧气:泵入空气或吹气或放入绿色植物;②减少水中氧气:容器密封或油膜覆盖或用凉开水;③除去容器中CO2:NaOH溶液或KOH溶液;④除去叶片中原有淀粉:置于黑暗环境一昼夜;⑤除去叶片中叶绿素:将叶片放入酒精中水浴加热;⑥避免光合作用对呼吸作用的干扰:将植株放在无光的条件下;⑦如何得到单色光:棱镜色散或彩色薄膜滤光;⑧防止血液凝固:加入柠檬酸钠;⑨各种细胞器的提取:细胞匀浆离心。3.实验结果的显示方法①光合速率:O2释放量、CO2吸收量或淀粉产生量;②呼吸速率:O2吸收量、CO2释放量或淀粉减少量;③原子转移途径:放射性同位素示踪法;④细胞液浓度大小:质壁分离;⑤细胞是否死亡:质壁分离、亚甲基蓝溶液染色（可以让活细胞染色,在检验水中是否存在细菌的实验中常用作指示剂。死细胞不能染色）十、实验类型汇总十一、生物实验中的变量十二、实验题型分类解析（一）、考查基本实验操作能力考纲要求：考生“能独立完成“生物知识内容表”所列实验。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的运用。”考查教材实验例题分析：c

例1.若要在普通显微镜下观察到质壁分离、DNA和脂肪，下列四组材料中应选择的一组是A．水稻胚乳和花生子叶B．天竺葵叶和水稻胚乳C．紫色洋葱和花生子叶D．天竺葵叶和紫色洋葱A例2．下表中根据实验目的，所选用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染成红色例3.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①花生子叶细胞的脂肪颗粒苏丹Ⅲ脂肪颗粒被染成橘黄色②人口腔上皮细胞中的DNA和RNA分布吡罗红甲基绿细胞内染成绿色的面积显著大于染成红色的面积③人口腔上皮细胞中的线粒体健那绿线粒体呈现蓝绿色④洋葱根尖分生组织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(1)上述实验结果的归纳，正确的有________(实验序号)。①③(2)实验②和实验④在染色之前，都使用了一定浓度的盐酸处理。其中，实验②用盐酸可改变________通透性，加速染色剂进入细胞；实验④用盐酸与酒精混合，对材料进行解离。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________。(3)健那绿使线粒体着色与线粒体内膜的酶系统有关。线粒体内膜上的酶主要催化有氧呼吸的第________阶段反应，该反应变化是_____________________________________________。[H]与氧结合形成水，同时释放出大量的能量细胞膜时间三答案：C(二)、根据实验现象，判断、推导实验结论考纲要求：考生“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。”考查验证性实验例题分析：例1.根据下列实验结果回答问题。实验一：选取同品种、同日龄的健康大鼠若干只，实施切除手术，一段时间后随机等分成四组，分别注射激素及生理盐水30天，结果如图1。（1）该实验的目的是探究

。（2）手术应切除

。每次注射各激素的量应按照

来计算。（3）图1表明胰岛素具有

的作用，胰岛素与生长激素共同作用的效应

（小于/等于/大于）它们单独作用之和。实验二：选取健康大鼠，持续电刺激支配其胰岛的副交感神经，测定血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度，结果如图2。（4）开始刺激后，血糖浓度将

，原因是

。

（5）图2中胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素直接抑制胰岛A细胞分泌。若要证实该结论，可在胰岛组织中注射

，通过检测注射前后期周围血液中

的浓度变化来确定。胰岛素和生长激素对大鼠生长的影响垂体和胰腺

单位体重注射量乘以体重促进大鼠生长

大于降低

胰岛素浓度升高和胰高血糖素浓度降低，促进了组织细胞加速对葡萄糖的摄取、利用和储存，抑制了糖原分解和非糖物质转化为葡萄糖胰岛素

胰岛血糖素

例2．某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内(如下图所示)，其中A不密封，B、C密封；B内培养皿中盛有Ba(OH)2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。回答问题：(1)根据上述实验设计判断，该实验的目的是_________________________________。探究二氧化碳浓度对光合作用的影响(2)从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B中的幼苗生长量比C中的________(大、小)，原因是________________________________

；A中的幼苗生长量比C中的________(大、小)，原因是_____________________________________________________________

。小B中Ba(OH)2溶液吸收二氧化碳，导致幼苗光合作用强度降低大A不密封，外界的二氧化碳可以进入玻璃钟罩内，增强光合作用强度，C密封，幼苗只能利用玻璃钟罩内的二氧化碳进行光合作用(三)、评价实验方案、修正实验方案中的错误或补充完善实验方案考纲要求：考生“能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订”。考查实验评价实验分析题：例1. 细胞内有氧呼吸第二阶段为丙酮酸的分解，其反应式为：2C3H4O3＋6H2O6CO2＋20[H]＋能量。为探究该反应发生的场所，甲人分别做了如下实验：甲：步骤一：用某种物质处理新鲜肝脏，使其分散成为单个细胞。步骤二：用含葡萄糖的完全营养液培养肝细胞一段时间。步骤三：离心得到细胞质基质及线粒体基质，分装在标号为1、2的两支试管中。步骤四：取新配制的澄清石灰水两滴，分别滴入两支试管内。现象：1、2两支试管均变混浊。结论：丙酮酸的分解既发生在细胞质基质中，又发生在线粒体基质中。请回答下列问题：实验完成后，老师指出甲同学的实验结果是错误的。请分析其结果出错的原因_________________________________________________________________。鉴定的产物CO2可以自由通过线粒体双层膜，在将两种基质分离之前不应使肝细胞进行细胞呼吸例2.某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计如下实验步骤：①在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉液1mL。②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL，摇匀。③将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。④取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀。⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由（不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验的重复次数），以便实验能得到正确的预期结果。（1）

。（2）

。④应用碘液检测实验结果用斐林试剂鉴定还原性糖需要水浴加热；在该过程中，酶的活性将发生变化，影响实验结果③将5支试管放入37℃环境中该实验中温度为无关变量，应保持适宜；在70℃恒温水浴中，人唾液淀粉酶可能会失活（或活性很低）例３科研人员为研究脾脏中某种淋巴细胞（简称M细胞）在免疫应答中的作用，进行了如下实验：组别处理方式检测结果实验组用肺癌细胞抗原处理M细胞后，分离出M细胞与胸腺淋巴细胞混合培养，再分离出胸腺淋巴细胞与肺癌细胞混合培养部分淋巴细胞能杀伤肺癌细胞对照组未经处理的胸腺淋巴细胞与肺癌细胞混合培养淋巴细胞均不能杀伤肺癌细胞下列对该实验的相关分析，不正确的是A、实验证明M细胞能够将肺癌细胞抗原呈递给胸腺淋巴细胞B、经M细胞刺激后部分胸腺淋巴细胞增殖分化形成效应细胞C、实验组培养液中含有能增强效应T细胞杀伤力的淋巴因子D、实验组培养液中含有能特异性识别肺癌抗原的免疫球蛋白【答案】：D【解析】：本题考查T细胞和B细胞应用的相关知识，由表格实验组内容可知，M细胞可呈递抗原，且可促进胸腺细胞的增殖分化，胸腺合成的T淋巴细胞可产生淋巴因子促进免疫反应，D项由表格内容不能确定M细胞产生了抗体，所以答案D错。(四)、设计实验方案，验证简单的生物学事实或探索实验结果考纲要求：考生“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、建立模型与系统分析等科学研究方法。”考查探究性实验Ⅰ生物实验设计方法1.设计实验的一般方法步骤(1)依据题意，明确实验目的①就是本实验要我们干什么，因此必须认真读题、审题。②要弄清是验证性实验还是探究性实验。(2)依据实验目的，明确实验原理①理论原理。②可操作性原理。(3)依据实验原理，确定实验思路①确定实验变量，进而确定实验组和对照组；②明确材料用具的用途(4)依据实验原理和思路，设计实验步骤(5)依据实验过程，预测实验现象或结果(6)依据实验现象或结果，得出实验结论并准确表述2.设计实验的一般原则(1)科学性原则(2)可行性原则(3)可重复性原(4)简便性原则则(5)单一变量原则①实验变量（自变量）与反应变量（因变量）实验变量指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。实验变量是唯一的反应变量指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。反应变量不是唯一的，如还原糖鉴定是颜色有浅蓝色—棕色—砖红色

②无关变量（控制变量）与额外变量（干扰变量）

无关变量指实验中除实验变量以外的影响实验变化和结果的因素或条件

额外变量指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。额外变量会对反应变量起干扰作用单一变量原则：是处理实验中复杂变量关系的准则之一。它有两层意思：一是确保“单一变量”的实验观测，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量;二是确保“单一变量”的操作规范,即实验实施中要尽可能避免无关变量(要适宜且相同)及额外变量的干扰。(6)设置对照原则

就是控制其他因素(无关变量)不变，而只改变其中一个变量(实验变量)，观察其对实验结果的影响实验组：是接受实验变量处理的对象组对照组：亦称控制组,是不接受实验变量处理的对象组

①空白对照。指不做任何实验处理的对象组例如在“生物组织中可溶性糖的鉴定”的实验中,假如用两个试管，向甲试管加入2ml苹果组织样液和4-5滴班氏试剂，向乙试管加入2ml蒸馏水和4-5滴班氏试剂，一起进行沸水浴,比较它们的变化。这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增加了说服力。用甲状腺制剂饲喂蝌蚪﹝实验组﹞与正常情况下蝌蚪不作任何处理（空白对照组），后者的具体作用是反映自然状态下的实验结果。

用小狗做活体材料设计实验，证明动物生长激素的分泌器官及作用时，用不做任何处理的小狗作对照，与切除了脑垂体的小狗进行比较。②自身对照。指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照如“植物细胞质壁分离和复原”实验,则是典型的自身对照，

又如人教版中还原糖、蛋白质、脂肪、淀粉的鉴定。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。③条件对照。指虽然给对象施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的，或不是所要研究的处理因素。例如,“动物激素饲喂小动物”实验,其实验设计方案是：甲组：饲喂甲状腺激素(实验组)；乙组：饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组)；丙组：不饲喂药剂(空白对照组)。显然，乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照,更能充分说明实验变量—甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。④相互对照。指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照如“温度对酶活性的影响”实验中,所采用的都是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果具有说服力。“探究PH对淀粉酶活性的影响”实验中，1号试管加1mL蒸馏水，2号、3号试管分别加等量的NaOH、HCl溶液3.验证性实验和探究性实验的比较验证性实验是依据实验目的和所提供的条件来验证已有的生物学知识。探究性实验是依据实验目的，利用提供的实验条件，通过控制实验变量来探究研究对象的未知属性、特性。设计验证性实验只有一种现象，对应的有一种实验结论，即需要验证的实验目的；设计探究性实验分各种情况预测实验现象或结果，每种预测现象或结果对应一种结论，但有一种现象或结果、结论与实际相符。Ⅱ应用举例例1．构成细胞的生物膜是选择透过性膜，其特点是水分子可以自由通过，被选择的小分子和离子可以通过，不被选择的小分子和离子及大分子物质不能通过。请根据提供的实验材料和用具简要设计实验步骤、预测实验结果并得出实验结论，从而来验证细胞膜的选择透过性的功能。 实验材料和用具：①新鲜的红色康乃馨②烧杯③玻璃铅笔④质量分数为15%的盐酸⑤清水⑥量筒

实验步骤：

第一步：______________________________________________。第二步_________________________________________________。第三步__________________________________________________。实验结果_________________________________________________。实验结论：_________________________________________________。

选两只大小相同的烧杯，用玻璃铅笔分别标上A和B在A、B两只烧杯中，分别加入等量15%的盐酸或清水

选等量的红色康乃馨花瓣，分别放入A、B两只烧杯中，经过一段时间后观察

盐酸中的花瓣颜色逐渐褪去，而溶液变红；水中花瓣仍为红色，水呈无色说明细胞膜的选择透过性的功能

例2（2011年高考理综浙江卷）（12分）为了探究某物质（X）的作用，研究者提出了以下实验思路：（1）实验分组：甲组：培养液+Y细胞+3H-TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)+生理盐水乙组：培养液+Y细胞+3H-TdR+X（用生理盐水配制）每组设置若干个重复样品。（2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定CRD，求每组平均值并进行统计分析。（要求与说明：答题时用X、CRD、3H-TDR表示相关名词：Y细胞是能增殖的高等动物体细胞）请回答：（1）实验目的：

。（2）预测实验结果及结论：

。

(3)实验中采用3H-TDR的原因是：

。如果乙组CRD明显高于甲组，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）有促进作用。如果乙组CRD与甲组基本相同，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）无影响。如果乙组CRD明显低于甲组，说明X对Y细胞增殖（DNA合成）有抑制作用。３Ｈ－ＴＤＲ是DNA合成的原料之一，可根据CRD变化来判断细胞增殖（DNA合成）。探究X对Y细胞增殖（DNA合成）的影响。派洛宁（中图）探究“DNA和RNA在细胞中的分布”活动分析1．实验原理

甲基绿和派洛宁对DNA和RNA的亲和力不同：

DNA绿色；RNA红色

利用甲基绿、派洛宁混合染色剂可显示DNA和RNA在细胞中的分布。2．实验流程固定(蟾蜍血涂片)：70%(体积分数)的酒精溶液，10min↓染色：甲基绿－派洛宁染液，15min↓冲洗：蒸馏水冲洗1s～2s；95%的酒精反复速浸10s～20s↓晾干↓观察：比较染成绿色和红色的部位，得出DNA和RNA的分布规律3．实验结论：DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。一、实验原理 生物组织中某些有机化合物能与某些化学试剂产生特定的颜色反应。1．糖类：还原糖＋班氏试剂砖红色沉淀2．脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色(脂肪＋苏丹Ⅳ染液→红色)3．蛋白质＋双缩脲试剂→紫色（中图）检测生物组织中的还原性糖、脂肪和蛋白质二、实验流程1．还原性糖的鉴定

2.脂肪的鉴定3．蛋白质的鉴定

用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体1．实验原理 (1)叶肉细胞中的叶绿体，呈绿色、扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可以在高倍显微镜下观察它的形态。 (2)线粒体普遍存在于动物细胞和植物细胞中，健那绿染液（詹纳斯绿B染液）能使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色。通过染色，可以在高倍显微镜下观察到处于生活状态的线粒体的形态有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。2．实验过程(1)观察叶绿体制作藓类叶片临时装片→低倍镜下找到叶肉细胞→高倍镜下观察。(2)观察线粒体取材→染色→制片→低倍镜下找到口腔上皮细胞→高倍镜下观察。3．注意事项

(1)材料选择 普通显微镜能够观察的材料，必须是薄的、近乎透明的。观察叶绿体时选择藓类叶，是因为藓类属于低等植物，叶片是绿色的单层细胞，不需加工即可进行观察。 (2)制作装片和镜检 临时装片中的材料要随时保持有水状态，以保证细胞器的正常形态并能悬浮在细胞质基质中，否则，细胞失水收缩，将影响细胞器形态的观察。酵母菌细胞呼吸产物鉴定原理1.CO2＋Ca(OH)2→CaCO32.CO2＋溴麝香草酚蓝溶液→黄3.酒精＋重铬酸钾灰绿色

酸性条件对实验结果的预测条件澄清石灰水溴麝香草酚蓝（蓝色）重铬酸钾--浓硫酸溶液（橙色）有氧

无氧

混浊混浊黄黄灰绿无变化CO2澄清石灰水溴麝香草酚蓝水溶液浑浊（程度）蓝绿黄（时间长短）酒精重铬酸钾酸性条件灰绿色

实验：低温诱导植物染色体数目的变化（人教）1．实验原理

(1)正常进行有丝分裂的组织细胞，在分裂后期着丝粒分裂后，子染色体在纺锤体作用下分别移向两极，进而平均分配到两个子细胞中去；(2)低温可抑制纺锤体形成，阻止细胞分裂，导致细胞染色体数目加倍。2．实验流程

根尖培养：将洋葱（二倍体16条染色体）等材料放在装满清水的广口瓶上，底部接触水面，置于适宜条件下，使之生根；

低温诱导：待不定根长至1cm时，将整个装置放入冰箱的低温 室内(4℃)，诱导培养36h；

材料固定：剪取根尖约0.5～1cm，放入卡诺氏液中浸泡 0.5～1h，固定其形态，然后用95%酒精冲洗2次；

制作装片：解离(盐酸)→漂洗→染色(改良苯酚品红染液)→制片(同观察植物细胞的有丝分裂)

观察：先用低倍镜观察，找到变异细胞，再换用高倍镜观察。3．基本技术要求(1)为了能观察到细胞在生活状态下的内部结构，必须先将细胞固定。(2)在进行本实验的过程中，与观察植物细胞的有丝分裂一样，所观察的细胞已经被盐酸杀死了，最终在显微镜下看到的是死细胞。(3)选材的时候必须选用能够进行分裂的分生组织细胞，不分裂的细胞染色体不复制，不会出现染色体加倍的情况。实验：调查人群中的遗传病1．实验原理 (1)人类遗传病是由于遗传物质改变而引起的疾病。 (2)遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解发病情况。 (3)某种遗传病的发病率＝(某种遗传病的患病人数/某种遗传病的被调查人数)×100%2．实验流程3．基本技术要求 (1)要以常见单基因遗传病为研究对象； (2)调查的群体要足够大； (3)调查“遗传病发病率”与“遗传方式”

的区别项目调查内容调查对象及范围注意事项结果计算及分析遗传病发病率广大人群随机抽样考虑年龄、性别等因素，群体足够大

×100%遗传方式患者家系正常情况与患病情况分析基因显隐性及所在的染色体类型

实验：土壤中小动物类群丰富度的研究1．实验原理 (1)土壤是无数小动物的家园。(2)许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，可用取样器取样进行采集、调查的方法。(3)丰富度：统计方法通常有两种：记名计算法和目测估计法。2.实验流程3．基本技术要求 (1)从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。(2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时，根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。(3)从同样营养土壤中采集的样本，多组同学进行统计比较。(4)识别命名要准确，并进行分类。(5)远离危险地带，不要破坏当地环境。一、植物细胞质壁分离与复原实验分析1．质壁分离与复原实验流程取用紫色洋葱鳞片的外表皮(新鲜、单层紫色细胞)2．质壁分离的原因分析特别提醒：(1)在实验中，当质壁分离现象出现后，观察时间不宜过长，以免细胞因长期处于失水状态而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。

二、质壁分离实验的拓展应用及方法1．判断细胞的死活2．测定细胞液浓度范围

待测细胞＋一系列浓度梯度的蔗糖溶液细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的蔗糖溶液的浓度之间。3．比较不同植物细胞的细胞液浓度大小 不同植物细胞＋同一浓度的蔗糖溶液刚刚发生质壁分离时所需时间的比较判断细胞液浓度大小(时间越短，细胞液浓度越小)。4．比较一系列溶液的浓度的大小 同一植物的相同成熟细胞＋未知浓度的溶液记录刚刚发生质壁分离所需时间比较所用时间长短判断溶液浓度的大小(时间越短，未知溶液的浓度越大)5．鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液) 相同成熟植物细胞＋不同种类溶液

酶的专一性及影响酶活性条件的实验探究1．酶的专一性(1)实验原理②用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用斐林试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀生成来判断淀粉酶是否对二者都有催化作用，从而探究酶的专一性。(2)实验操作程序序号项目试管121注入可溶性淀粉溶液2mL/2注入蔗糖溶液/2mL3注入新鲜的淀粉酶溶液2mL振荡2mL振荡460℃热水保温5min5min5加斐林试剂2mL振荡2mL振荡6将试管下半部放入热水中加热煮沸1min1min7观察实验结果有砖红色沉淀无砖红色沉淀结论淀粉酶只能催化淀粉的水解，不能催化蔗糖的水解2.温度对酶活性的影响 (1)实验原理②温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。(2)实验设计思路(3)实验设计程序特别提醒：本实验不宜选用过氧化氢酶催化H2O2分解，因为过氧化氢酶催化的底物过氧化氢在加热的条件下分解也会加快。3. pH对酶活性的影响 (1)实验原理 ①2H2O2 2H2O＋O2↑ ②pH可影响酶活性，从而影响O2的产生量，根据O2产生量的多少可判断pH对酶活性的影响。 (2)实验程序序号实验操作内容试管1试管2试管31注入等量过氧化氢酶溶液2滴2滴2滴2注入等量不同pH的溶液1mL蒸馏水1mL盐酸1mLNaOH3注入等量的H2O2溶液2mL2mL2mL4观察现象有大量气泡产生无气泡产生无气泡产生绿叶中色素的提取和分离1．实验原理(1)叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂丙酮(或无水乙醇)中，所以用丙酮可提取叶绿体中的色素。(2)色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素进行分离。2．实验流程提取色素：称量5g绿色叶片并剪碎加入少量SiO2、CaCO3和2mL丙酮→

研磨→过滤→收集到试管内并塞紧管口制滤纸条画滤液线

色素分离（纸层析）观察结果：整理、洗手溶解度：胡＞叶＞叶a＞叶b含量：482793．基本技术要求(1)实验成功的关键①叶片要新鲜、颜色要深绿。②滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。③滤液细线不仅要细、直，而且要含有比较多的色素(可以重复画二至三次)。④滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中。(2)注意事项①制备定性滤纸条时，注意双手尽量不要接触纸面，以免手上的油脂或其它脏物污染滤纸。②根据烧杯的高度制备滤纸条，让滤纸条长度高出烧杯1cm，高出的部分做直角弯折。③画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。④研磨要迅速、充分。a.因为丙酮有毒且容易挥发；b.为了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素；c.叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。⑤制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。特别提醒：(1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少；(2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度大小；(3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。

观察植物细胞的有丝分裂一、实验原理1．植物的分生组织细胞有丝分裂较为旺盛。2．有丝分裂各个时期细胞内染色体行为变化不同，根据各个时期内染色体的变化情况，识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。3．细胞核内的染色体(质)易被碱性染料染色。二、实验流程图示

洋葱根尖培养：实验前3～4d，待根长到5cm三、基本技术要求 (1)实验成功的关键

①剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，同时注意剪取的时间，一般在上午10点至下午2点左右，此时分生区细胞分裂旺盛。

②解离充分，体细胞分散开，是实验成功的必备条件。

③染色液的浓度和染色时间必须掌握好，应注意染色不能过深，否则镜下一片紫色，无法观察。 ④压片时用力必须恰当，过重会将组织压烂，过轻则细胞未分散，二者都将影响观察。(2)实验应注意事项①解离完一定要漂洗，目的是洗去多余的盐酸，防止解离过度和影响染色。②将染色质和染色体染色，时间不要太长，3～5min。③加盖玻片时，注意防止产生气泡。④用显微镜观察装片时，要遵循“先低后高”的原则。⑤观察时应先找到呈正方形的分生区细胞，观察时，要注意边观察边移动装片以便观察有丝分裂各个时期。⑥在观察装片时，装片的移动方向与物像的移动方向相反。模拟探究细胞表面积与体积的关系1．实验原理(1)用含有酚酞的琼脂块模拟细胞，以NaOH溶液模拟被细胞吸收的物质。(2)由于酚酞遇NaOH显粉红色，可以通过测量NaOH扩散进入琼脂块“细胞”的深度，获得相应数据，从而计算、比较不同体积琼脂块(自变量为细胞体积大小)“细胞”吸收物质的速率（因变量为物质运输速率），进而探究细胞表面积与体积之比与物质运输效率的关系。

2．流程制备琼脂块：用塑料餐刀将琼脂块切成边长分别为3cm、2cm、1cm的正方体

浸泡：将3块琼脂块放在烧杯内，加入质量分数为0.1%的NaOH溶液，将琼脂块淹没，浸泡10分钟，用塑料勺经常翻动琼脂块(注意：不要将琼脂块切开或挖动表面)

切割：戴上手套，用塑料勺将琼脂块从NaOH溶液中取出来，用纸巾把溶液吸干，用塑料刀把琼脂块切成两半

测量、记录、计算：观察切面，测量每一块上NaOH扩散的深度，记录测量结果，进行计算，并填表3．模拟实验的结论

细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就 越低。细胞表面积与体积的关系限制了细胞的长大。4．制约细胞体积增大的因素 (1)细胞的表面积与体积的关系：细胞体积越小，其相对表面 积(表面积与体积之比)就越大，细胞与周围环境交换物质的能 力就越大。(2)细胞核和细胞质的体积有一定的比例关系，一 个核内所含的遗传信息是一定的，控制细胞活动也就有一定的限度，这就决定了细胞体积不能够太大。如果细胞太大，细胞核的“负担”就过重，影响了细胞的正常生理功能。一、基本原理DNA的粗提取与鉴定⑴DNA的溶解性DNA和蛋白质等成分在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，利用这一特点，选择适当的盐浓度就能使DNA充分溶解，而使杂质沉淀；或者让其他成分溶解，DNA析出⑵DNA不溶于酒精溶液DNA不溶于酒精溶液，但细胞中某些蛋白质则溶于酒精。将DNA与蛋白质进一步分离。⑶DNA对酶、高温和洗涤剂的耐受性①蛋白酶——水解蛋白质，对DNA没有影响②高温——大多数蛋白质不能忍受60～80℃

而DNA在80℃以上才会变性③洗涤剂——溶解细胞膜，去除脂质和蛋白质

但对DNA没有影响（4）DNA的鉴定沸水浴条件下，DNA遇二苯胺被染成蓝色（一）实验材料的选取从下列材料中选取2～3种原则：菜花、香蕉、猕猴桃、洋葱、豌豆、菠菜