高考生物一轮总复习课件：专题21实验与探究

专题二十一实验与探究考点一教材基础实验1.使用显微镜的操作步骤对光2.显微观察类实验比较实验名称观察方式观察对象玻片标本染色剂生物材料观察细胞的多样性原色观察细胞临时装片/多种生物细胞观察叶绿体叶绿体临时装片/菠菜叶或黑藻嫩叶观察植物细胞质壁分离与复原紫色大液泡及原生质层临时装片/紫色洋葱的鳞片叶观察细胞中的DNA、RNA染色观察DNA、RNA临时装片__________________________________________观察线粒体线粒体临时装片_________人口腔上皮细胞观察细胞有丝分裂_______临时装片龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液洋葱________细胞观察细胞减数分裂临时装片蝗虫精母细胞吡罗红甲基绿染色剂人口腔上皮细胞健那绿染色体根尖分生区3.物质鉴定和提取类实验归纳实验名称试剂颜色生物材料备注淀粉的鉴定碘液蓝色脱色的叶片

还原糖的鉴定__________砖红色沉淀苹果或梨匀浆等现配现用、__________脂肪的鉴定苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液_____________花生种子切片需要高倍镜观察斐林试剂水浴加热橘黄(或红)色蛋白质的鉴定___________紫色豆浆、稀蛋清等先加A液，后加B液绿叶中色素的提取和分离提取液：无水乙醇；分离液：层析液①胡萝卜素：橙黄色②叶黄素：黄色③叶绿素a：蓝绿色④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；加入碳酸钙可防止在研磨中色素被破坏双缩脲试剂1.判断正误(1)判断下列关于实验现象与结果分析的正误(2015·江苏卷，23)①组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液，显微观察有橘黄色颗粒说明有脂肪()②组织样液中滴加斐林试剂，不产生砖红色沉淀说明没有还原糖()③洋葱表皮细胞滴加蔗糖溶液后，发生质壁分离说明细胞有活性()(2)在25℃的实验条件下可顺利完成光合色素的提取与分离(2014·北京，5A)()√×√√(3)标志重捕法解决了活动性不强的动物取样方法上的难题(2013·江苏，2B)()(4)观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验，可观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁(2012·山东，4C)()(5)以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核(2012·安徽，1A)()(6)只有在保持细胞活性的条件下，才能用健那绿(詹纳斯绿B)染色观察动物细胞中的线粒体(2011·山东，6改编)()(7)用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度(2011·北京，2D)()×××√×(8)在“探究α－萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中，用高浓度组的α－萘乙酸溶液浸泡插条基部一天后，观察生根情况以确定最适浓度(2012·天津，4D)()(9)在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中，计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比，能反映NaOH进入琼脂块的速率(2012·天津，4B)()(10)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式(2013·重庆，3C)()(11)随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群丰富度(2012·广东，4D)()××××2.高中生物教材涉及的观察类实验归纳(1)观察细胞中DNA、RNA分布(2)观察叶绿体：宜选用的材料黑藻叶或菠菜稍带些_______的下表皮。(3)观察线粒体①染色剂_________②结果：线粒体被染成蓝色，细胞_____

(有、无)活性甲基绿-吡罗红绿红叶肉健那绿有(4)观察植物细胞质壁分离和复原；宜选择__________________，宜用_____________________溶液作质壁分离剂。(5)观察细胞的有丝分裂①材料：洋葱______细胞②染色剂：____________________(6)低温诱导植物染色体数目变化①染色剂：____________________③卡诺氏液的作用：用于___________紫色洋葱表皮细胞0.3g/mL的蔗糖根尖龙胆紫或醋酸洋红改良苯酚品红染液解离液固定细胞高考考纲规定的19个实验染色剂及实验药品归纳1.教材规定实验中的染色剂试剂被染成分呈现颜色斐林试剂还原糖砖红色沉淀苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液脂肪橘黄色(或红色)双缩脲试剂蛋白质紫色甲基绿染液DNA绿色吡罗红染液RNA红色健那绿染液线粒体蓝绿色龙胆紫溶液染色体紫色醋酸洋红溶液红色改良苯酚品红染液红色重铬酸钾酒精灰绿色2.生物实验中常用的化学药品(1)酒精：可用于消毒、洗去浮色、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液等。①50%的酒精溶液：在脂肪鉴定中，用苏丹Ⅲ染液染色，再用50%的酒精溶液洗去浮色。②75%的酒精溶液：用于杀菌消毒，75%的酒精能渗入细胞内，使蛋白质凝固变性。低于这个浓度，酒精的渗透脱水作用减弱，杀菌力不强；而高于这个浓度，则会使细菌表面蛋白质迅速脱水，凝固成膜，妨碍酒精透入，削弱杀菌能力。主要用于微生物的实验室培养。③95%的酒精溶液：用于有丝分裂实验中的解离液的配制；冷却的体积分数为95%的酒精可用于提纯DNA；在证明光合作用产生淀粉的实验中，可用于叶片脱色。④无水乙醇：用于光合色素的提取与分离的实验中提取叶片中的色素。(2)盐酸实验名称盐酸浓度盐酸的作用观察DNA和RNA在细胞中的分布质量分数为8%的盐酸能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合探究pH对H2O2酶活性的影响质量分数为5%的盐酸改变酶的pH，提供酸性环境观察根尖分生组织细胞的有丝分裂质量分数为15%的盐酸使组织中的细胞相互分离开，即解离低温诱导植物染色体数目的变化生物体维持pH稳定的机制物质的量浓度为0.1mol/L的盐酸模拟细胞代谢产生的酸性物质促胰液素的发现稀盐酸引起胰腺分泌胰液(3)NaOH溶液①在鉴定组织中蛋白质的存在时，0.1g/mL的NaOH溶液作为双缩脲试剂的成分之一，为该实验提供碱性环境。②在鉴定组织中还原糖的存在时，0.1g/mL的NaOH溶液作为斐林试剂的成分之一。③在与光合作用有关的实验中，用NaOH溶液吸收装置中的CO2，以保证装置中没有CO2存在。④在探究影响酶活性的条件(pH)时，用质量分数为5%的NaOH溶液来调节pH。⑤在探究酵母菌细胞呼吸的方式中，用质量分数为10%的NaOH溶液来吸收空气中的CO2。教材中调查类实验方法比较实践、研究性课题调查对象统计方法计算公式种群密度的取样调查活动范围大的动物标志重捕法植物或活动能力弱的动物样方法调查人群中某种遗传病发病率人类某种遗传病汇总法土壤中小动物类群丰富度的研究物种种类记名计算法和目测估计法/探究培养液中酵母菌数量的动态变化酵母菌种群数量抽样检测法/1.辨析常见的实验方法(1)制作DNA分子双螺旋结构模型：构建物理模型法(2)种群数量增长模型：构建数学模型法(3)分离各种细胞器：差速离心法(4)证明DNA进行半保留复制：密度梯度离心法(5)分离叶绿体中的色素：纸层析法(6)观察根尖分生组织细胞的有丝分裂：死体染色法(7)观察线粒体：活体染色法(8)探究酵母菌的呼吸方式：对比实验法和产物检测法(9)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验：同位素标记法(10)摩尔根证明基因在染色体上：假说—演绎法(11)萨顿提出“基因位于染色体上”的假说：类比推理法(12)调查土壤中小动物类群的丰富度：取样器取样法(13)估算种群密度(运动能力强的生物)：标志重捕法(14)估算种群密度(运动能力弱的生物)：样方法2.生物实验中的变量变量是实验过程中可以变化的因素。在设计实验时，要注意使自变量可控制、因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。实验名称自变量因变量无关变量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)；酒精产生(用重铬酸钾检测)葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等模拟探究细胞表面积与体积的关系琼脂块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根长度实验材料的一致性、生长素类似物浓度的准确性、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演替时间群落的演替水族箱的培养条件和环境等【案例1】实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列控制无关变量的操作错误的是(

)A.验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物做饥饿处理B.探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，先将每一组温度控制在37°CC.验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住D.探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉【误选】

A【剖析】混淆自变量、因变量、无关变量，选项A、B、D均属控制无关变量。<正答>C【案例2】

(2015·河北衡水三模，5)下列关于生物实验所使用试剂的有关说法，正确的是(

)A.斐林试剂和双缩脲试剂的成分相同，但在溶液的浓度上有一定差异B.“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中使用盐酸的目的是解离C.“绿叶中色素的提取和分离”实验中无水乙醇是作为层析液，用于分离色素D.“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中使用酒精的作用是漂洗【误选】

C【剖析】错选原因是混淆叶绿体色素“提取”与“分离”。<正答>A【案例3】下列对有关实验的变量的叙述，正确的是(

)A.探究光照强度对植物光合作用速率影响的实验中，CO2浓度、温度、植物种类等是无关变量B.各种实验中都必须设置空白对照组，确保单一变量C.在探究pH对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量D.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，酒精是否产生是无关变量【误选】

B或D【剖析】错答原因是误认为所有实验均需设置空白对照，忽略了自身对照，错答D项的原因是混淆实验的自变量、因变量。<正答>A考点二实验设计与探究1.变量与对照实验(1)实验过程中可以变化的因素称为_______，生物学实验中常涉及的类型有________、_________和无关变量。(2)一个实验通常分为实验组和_______组。变量自变量因变量对照2.实验探究与实验设计(1)科学探究一般过程为：观察、_________→_________→设计、完成实验→分析数据，_________→交流、表达和再探究。(2)探究实验设计时要遵循三大原则：科学性原则__________、_____________。提出问题作出假设得出结论对照原则单一变量原则3.探究性实验与验证性实验比较比较项目探究性实验验证性实验概念指实验者在不知实验结果的前提下，通过自己进行实验、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已知对象的已知属性、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”的形式表达，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的答案、解释因结论是已知的，故不存在假设问题1.(2016·浙江绍兴检测)下面的曲线图表示用不同激素处理5组健康小鼠后，其血液中葡萄糖含量的变化，每种激素在不同组别的剂量均相同，激素C为压力激素，与情绪波动有关，下列判断不正确的有(

)A.激素处理前几小时为使小鼠的血糖水平维持在常规水平不应该提供食物给小鼠B.胰高血糖素和肾上腺素表现出了协同作用C.胰高血糖素比肾上腺素引起的效应较为渐进、幅度较大、效应较持久D.糖尿病人须避免情绪激动，否则肾上腺素和压力激素分泌量大量增加，两者共同作用会提高血糖浓度，有害健康解析对小鼠饥饿处理是为了保证血糖浓度处于常规水平，防止对实验结果的干扰，A正确；通过组2、3、4组可以看出胰高血糖素和肾上腺素都可以升高血糖浓度，两者同时使用(组4)时升高更加明显，说明二者具有协同作用，B正确；比较组2和组3可以发现，注射胰高血糖素时血糖升高迅速，但持续时间短，很快下降，而注射肾上腺素时血糖升高缓慢，但持续时间长，C错误；从组5和组4比较分析，激素C在升高血糖浓度中作用明显，而在情绪激动时，压力激素分泌会增加，所以糖尿病病人应避免情绪激动，D正确。答案C2.为了解某种特定激素对小白鼠行为的影响，你认为下列不恰当的操作是(

)A.实验组和对照组应置于相同环境下饲养B.实验组注射特定激素，对照组的小鼠注射等量的生理盐水C.随机分配小白鼠到实验组和对照组，使两组的性别比例大体一致D.将小白鼠按性别分成两组，雄性组注射该激素，雌性组作为对照解析本题考查实验设计的基本原则：单一变量原则和对照原则。根据实验目的确定本实验控制单一变量的措施：实验组小白鼠注射特定激素，对照组的小白鼠注射等量的生理盐水，在其他方面实验组和对照组的小白鼠都是相同的，如小白鼠的大小、性别比例、身体状况以及饲养条件等。答案D3.为验证胰岛素能降血糖，某同学给几只刚进食的小鼠腹腔注射一定剂量的胰岛素溶液(用生理盐水配制)，观察现象，若出现惊厥，则达到目的。该实验需要完善的具体步骤是(

)①为使反应现象出现得较快且明显，实验前应将小鼠饥饿处理，以消耗肝糖原②应设置注射等量生理盐水的对照组，且注射的部位、方法同实验组③应设置口服胰岛素的实验组，对照组灌喂等量的清水④出现惊厥现象后，还应对其中的一半注射葡萄糖溶液抢救，另一半不予抢救A.①②③

B.②③④

C.①②④

D.①②解析对照实验的设计应遵循单一变量原则、对照原则和等量原则，本实验的目的是验证胰岛素具有降低血糖的作用，为使小鼠更快出现低血糖症状，应对小鼠饥饿处理，消耗肝糖原，①正确；为排除无关变量的干扰，实验组注射一定剂量的胰岛素溶液，对照组应注射等量的生理盐水，且注射的部位、方法相同，②正确；由于胰岛素的化学本质是蛋白质，所以不能口服，③错误；当小鼠出现惊厥后补充葡萄糖，症状消失，说明胰岛素能降低血糖，④正确。答案C设计型实验答题策略(1)确定实验类型确定是验证性实验还是探究性实验。(2)确定实验目的、实验原理。一般在题干中有“验证……”、“证明……”、“探究……”，其后内容就是实验的目的。(3)找出单一变量，确定对照组和实验组的设置，无关变量如何控制。(4)设计合理的实验装置。(5)设计实验步骤。实验步骤一般分如下三步：(6)结果的分析(对应验证性实验和探究性实验)：验证性实验如“验证……”、“证明……”都可预测到与实验目的一致的结果。探究性实验如“探究……”预测的实验结果不唯一，大多有三种可能：变量促进结果；变量抑制结果；变量与结果无关。实验方案的补充完善修正与评价评价性实验题解题的“五看法”分析实验原理及方法是否正确、有无更为简单的实验方案、实验能否顺利完成和实验的安全性如何，常见的试题主要考查下面的几个方面：1.混淆实验结果的预测与结论的描述(1)针对探究性实验，实验结果可作如下预测：“变量促进结果；变量抑制结果；变量与结果无关”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。常见的三种结论：①实验组比对照组好，实验变量有利、促进②实验组比对照组差，实验变量不利、抑制③实验组和对照组无显著差异，实验变量无影响(如果是相互对照，也分类讨论)例如对“比较过氧化氢酶和MnO2的催化效率”这个实验进行结果预测时，有以下3种可能：①过氧化氢酶的催化效率高于MnO2的催化效率；②MnO2的催化效率高于过氧化氢酶的催化效率；③过氧化氢酶的催化效率与MnO2的催化效率基本相同。根据酶具有高效性的特点可知，①是最可能的结果。[易错警示]①对探究性实验来说，假说即对所要研究的对象设想一种或几种可能的答案或解释，即提出可能的实验原理。②假说的书写，往往针对实验目的以陈述句式进行表达。(2)描述实验结论：探究性实验的每一个结果和结论一般都用“如果(若)……就(则)……”来描述。验证性实验结果可“直接写出”，结论应为“直接认定”，如验证胰岛素具有降低血糖浓度的作用，实验中，结果为“实验组血糖浓度降低(或出现昏迷)”，结论可写作“由此证明了胰岛素的确具有降低血糖浓度的作用”。2.不明确对照实验的类型，不能准确确认实验组与对照组(1)实验中的对照对照方法概念实例空白对照不对对照组进行任何处理酶具有催化作用：加酶和加水条件对照对照组施加不影响实验研究的因素探究酶的高效性：H2O2酶与FeCl3自身对照对照组与实验组在同一研究对象上进行质壁分离和复原：实验前后两种状态相互对照不单独设置对照组，几个实验组相互对照温度对酶的影响：一系列温度(2)实验组与对照组的确定：实验组是施加实验变量处理的对象组，对照组是不施加实验变量处理的对象组，无关变量对两者的影响是相等的，两组之间的差别，可认为是来自实验变量(即自变量)的结果。各变量间的关系如下图所示：【案例】

(2016·广东中山期末)为研究IAA(生长素)和GA(赤霉