届 二轮复习 实验与探究 教案全国通用Word文档格式.docx
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还原糖含量较多
检测生物组织中的还原糖,与斐林试剂在水浴加热条件下反应产生砖红色沉淀
豆浆
蛋白质含量较多
检测生物组织中的蛋白质,与双缩脲试剂产生紫色反应
人口腔上皮细胞或洋葱鳞片叶内表皮细胞
取材方便
观察DNA和RNA在细胞中的分布
小麦幼苗
易于培养
证明某种无机盐是植物生长所必需的
哺乳动物成熟红细胞
有细胞膜,没有细胞壁,没有细胞核膜和细胞器膜等膜结构
观察动物细胞的失水和吸水;
体验制备细胞膜的方法
藓类的叶
薄、小、透明的植物器官
观察叶绿体
黑藻叶
新鲜的绿叶(如菠菜叶)
易于制作临时装片
绿叶中色素的提取与分离
叶绿体中四种色素含量较多
紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞
具紫色大液泡
探究植物细胞的失水和吸水
新鲜的动物肝脏
过氧化氢酶含量多
探究过氧化氢在不同条件下的分解
根尖分生区组织细胞
细胞分裂旺盛
观察植物根尖分生组织细胞的有丝分裂
绿化树种或花卉生长旺盛的一年生枝条
扦插后容易生根
探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度
2.与“洗”有关的实验操作
3.盐酸在高中生物实验中的作用
实验
作用
盐酸(质量分数为8%)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
观察植物细胞的有丝分裂或低温诱导植物染色体数目的变化
质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液(1∶1)作为解离液,使植物细胞分离开
探究pH对酶活性的影响
用于改变溶液的pH(设置酸性条件)
4.三类常考实验的操作流程归纳
(1)观察类实验操作流程模板
(2)鉴定类实验的操作流程模板
(3)调查类实验一般操作流程模板
题型 结合教材相关实验,考查实验操作和综合分析能力
1.(2019·
北京卷,1)玉米根尖纵切片经碱性染料染色,用普通光学显微镜观察到的分生区图像如图。
对此图像的观察与分析,错误的是( )
A.先用低倍镜再换高倍镜观察符合操作规范
B.可观察到箭头所指细胞的细胞核和细胞壁
C.在图像中可观察到处于分裂期前期的细胞
D.细胞不同结构成分与该染料结合能力不同
解析 箭头所指为处于有丝分裂后期的细胞,特点是着丝点分裂后,新形成的子染色体分别移向细胞两极,此时核膜已解体,核仁已消失,无法观察到细胞核。
答案 B
2.(2019·
海南卷,7)下列关于实验中使用普通光学显微镜的说法,错误的是( )
A.用高倍镜观察菠菜细胞叶绿体形态时,临时装片需要保持有水状态
B.需要高倍镜下才能观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离
C.在低倍镜下可以观察到洋葱根尖分生区细胞的形态及大小
D.用显微镜观察洋葱根尖细胞核时,可用甲基绿进行染色
解析 用高倍镜观察菠菜细胞叶绿体形态时,临时装片需要保持有水状态,以保持细胞处于生活状态,A正确;
低倍镜即可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离,B错误;
在低倍镜下可以观察到洋葱根尖分生区细胞呈正方形、排列紧密,C正确;
DNA主要分布在细胞核中,故用显微镜观察洋葱根尖细胞核时,可用甲基绿对DNA进行染色,绿色主要集中在细胞核,D正确。
3.(2019·
哈尔滨三中调研)下列关于生物学实验的描述,正确的是( )
A.在性状分离比的模拟实验中,两个小桶中小球的数量一定要相等
B.低温诱导植物染色体数目的变化的实验中,卡诺氏液可以使染色体着色
C.观察人口腔上皮细胞线粒体时用8%的盐酸进行解离,促进染色剂的进入
D.探究细胞大小与物质运输关系时,NaOH进入不同体积琼脂块的速率相同而运输效率不同
解析 在性状分离比的模拟实验中,两个小桶中的小球分别代表雌雄配子,在现实中,往往是雄配子多于雌配子,所以两个小桶中的小球个数不一定要相等,只要同一个小桶中的D与d的数目一样即可,A错误;
将剪取的根尖放入卡诺氏液中是为了固定细胞的形态,B错误;
观察人口腔上皮细胞线粒体时,需用健那绿染色剂,健那绿是活细胞染料,观察DNA和RNA在细胞中的分布实验需要用8%的盐酸改变细胞膜的通透性,促进染色剂进入细胞,C错误;
探究细胞大小与物质运输关系时,实验中不同大小的琼脂块中NaOH扩散的深度相同,即NaOH扩散的速率相同。
通过模拟实验可知,细胞体积越小,其相对表面积越大,NaOH扩散的体积占总体积的比例越大,表示细胞的物质运输效率就越高,D正确。
答案 D
4.(2019·
湖南衡阳八中质检)在探究不同浓度生长素类似物2,4-D对扦插的杜鹃花枝条生根的影响的实验中,有关叙述错误的是( )
A.扦插过程中,随机将枝条的一端浸泡生长素类似物溶液后,插入土壤
B.选择的杜鹃花枝条的发育情况、留下的叶片和芽的数目等尽可能相同
C.正式实验前需要进行预实验,以便检验实验设计的科学性和可行性
D.在本实验中,不同浓度的生长素类似物溶液处理后的枝条生根数目可能相同
解析 扦插时,要将枝条的基部浸泡生长素类似物溶液,而不能随机将枝条的一端浸泡并插入土壤,A错误;
在本实验中,杜鹃花枝条的发育情况,留下的叶片和芽的数目等属于无关变量,需要尽可能相同,以免影响实验结果,B正确;
由题干可知,本实验的目的是探究不同浓度生长素类似物2,4-D溶液浓度对扦插的杜鹃花枝条生根的影响,在进行科学研究的正式实验前需要进行预实验,以便检验实验设计的科学性和可行性,并为进一步的实验摸索条件,C正确;
由于生长素作用的两重性,可能会出现不同浓度的生长素类似物溶液处理后的枝条生根数目相同的情况,D正确。
答案 A
微专题2 生物技术方法及生物科学史归纳
1.高中生物实验常用的方法技术
2.高中教材涉及的重要人物及相应生物学史实归纳
必修1(16条)
①列文虎克——用自制显微镜观察不同形态的细胞
②施莱登和施旺——建立“细胞学说”
③欧文顿——用500多种化学物质对植物细胞进行膜通透性实验——膜是由脂质构成的
④罗伯特森——电镜下观察细胞膜看到暗—亮—暗三层结构,将细胞膜描述为静态的统一结构
⑤桑格和尼克森——提出细胞膜流动镶嵌模型
⑥巴斯德——酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在(无活细胞参与,糖类不可能变成酒精)
⑦毕希纳——将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶
⑧萨姆纳——证明脲酶是蛋白质
⑨切赫和奥特曼——发现少数RNA也具有生物催化功能
⑩恩格尔曼——用水绵和好氧细菌证明光合作用释放O2及光合作用需要光
普利斯特利——植物可更新空气
英格豪斯——植物只有绿叶才能更新污浊的空气,指出普利斯特利实验只有在光下才能成功
梅耶——植物在进行光合作用时,光能转换成化学能储存起来
萨克斯——光合作用的产物除O2外还有淀粉(叶片产生淀粉需光)
鲁宾和卡门——用18O分别标记H2O和CO2证明光合作用释放的O2来自H2O
卡尔文——用14C标记14CO2证明CO2中的碳在光合作用中转化为有机物中碳的途径[卡尔文循环:
14CO2→14C3→(14CH2O)]
必修2(13条)
①孟德尔——用豌豆作遗传材料,利用假说—演绎法提出分离定律和自由组合定律(关注孟德尔成功的四大原因)
②萨顿——用类比推理法提出基因在染色体上(关注假说—演绎法与类比推理法差异)
③摩尔根——用假说—演绎法证明基因在染色体上(用白眼雄果蝇作遗传材料)
④道尔顿——第一个提出色盲问题
⑤格里菲思——通过肺炎双球菌的体内转化实验证明加热杀死的S型菌中含有某种“转化因子”
⑥艾弗里——通过肺炎双球菌体外转化实验证明肺炎双球菌的遗传物质是DNA,不是蛋白质(转化因子为DNA)
⑦赫尔希和蔡斯——用同位素标记法(32P、35S)分别标记噬菌体,证明噬菌体的遗传物质是DNA
⑧沃森和克里克——构建DNA双螺旋结构模型(克里克还提出中心法则:
RNA
蛋白质)
⑨威尔金斯与富兰克林——DNA衍射图谱
⑩查哥夫——腺嘌呤(A)量=胸腺嘧啶(T)量,胞嘧啶(C)量=鸟嘌呤(G)量
美国遗传学家缪勒——用X射线照射果蝇,发现突变率大大提升
拉马克——第一个提出比较完整的进化学说(中心思想:
用进废退、获得性遗传)
达尔文——自然选择学说(四个要点:
过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存)
必修3(10条)
①贝尔纳——内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节
②坎农——内环境稳态是神经调节和体液调节的结果(现代观点:
内环境稳态主要的调节机制为神经—体液—免疫调节机制)
③沃泰默——促进胰液分泌的过程只受神经调节
④斯他林和贝利斯——促进胰液的分泌过程中可存在“化学调节”(并命名该调节物为“促胰液素”)
⑤达尔文——植物向光性实验,验证金丝雀
草胚芽鞘感光部位在尖端,尖端可向下面的伸长区传递某种“影响”造成单侧光下背光面比向光面生长快
⑥鲍森·
詹森——胚芽鞘尖端产生的影响可通过琼脂片传递给下部
⑦拜尔——胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的
⑧温特——胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的(并将该物质命名为“生长素”)
⑨高斯——证明大小两种草履虫间存在着竞争关系
⑩美国生态学家林德曼——对赛达伯格湖的能量流动进行定量分析,发现能量流动两大特点:
能量流动是单向的、能量在流动过程中逐级递减
考前原创信息卷)下列关于科学探究的方法匹配正确的是( )
A.调查蝗虫的种群密度——样方法
B.提取叶绿体中的色素——纸层析法
C.肺炎双球菌的转化实验——同位素标记法
D.改良缺乏某种抗病性的水稻品种——诱变育种法
解析 调查蝗虫的种群密度应用标志重捕法,A错误;
分离叶绿体中的色素用纸层析法,B错误;
肺炎双球菌的转化实验并未用到同位素标记法,C错误;
改良缺乏某种抗病性的水稻品种宜采用诱变育种,D正确。
豫南九校期末)下列实验中所运用的技术手段或原理相同的是( )
A.制备纯净的细胞膜与去除植物细胞的细胞壁
B.分离细胞中的各种细胞器与分离绿叶中的色素
C.利用噬菌体侵染细菌研究DNA是遗传物质与研究DNA分子复制的方式
D.探究培养液中酵母菌种群数量的变化与构建细胞的亚显微结构模型
解析 制备纯净的细胞膜,利用了渗透作用原理,红细胞在蒸馏水中涨破;
去除植物细胞的细胞壁,利用的是酶解法,A不同;
分离细胞中的各种细胞器,利用的方法是差速离心法;
分离绿叶中的色素利用的是纸层析法,B不同;
利用噬菌体侵染细菌研究DNA是遗传物质与研究DNA分子复制的方式,都利用了同位素标记技术,C相同;
探究培养液中酵母菌种群数量的变化,利用的是构建数学模型的方法;
构建细胞的亚显微结构模型,利用的是物理模型法,D不同。
答案 C
河北九校联考)下列关于生物学实验的叙述,错误的是( )
A.模型建构法可用于研究血糖的调节机制和减数分裂中染色体的变化
B.洋葱的根尖细胞可用于观察DNA和RNA在细胞中的分布实验和观察细胞的有丝分裂实验
C.调查某种遗传病的发病率和调查某双子叶植物的种群密度都必须做到随机取样且要求样本量足够大
D.探究培养液中酵母菌数量的动态变化实验和探究酵母菌细胞呼吸的方式实验都需要用显微镜观察
解析 研究血糖的调节机制和减数分裂中染色体的变化均可用模型建构的方法,A正确;
洋葱的根尖细胞中含有DNA和RNA,可用于观察DNA和RNA在细胞中的分布,而且洋葱的根尖分生区细胞分裂旺盛,可用于观察细胞的有丝分裂,B正确;
调查某种遗传病的发病率和某双子叶植物的种群密度时,必须做到随机取样且样本量足够大,C正确;
探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化实验中需要对酵母菌培养液使用血细胞计数板计数,因此需要用显微镜观察,探究酵母菌细胞呼吸的方式实验需要分别创造有氧和无氧环境,用澄清的石灰水和酸性重铬酸钾溶液分别鉴定CO2和酒精,没有用到显微镜,D错误。
重点题型5 实验方案的设计分析与评价
1.实验设计要点归纳
2.“五看法”评价实验设计
1.正确写出实验目的
实验目的——要探究或者验证的某一事实或者做了该实验后,要解决什么问题。
(1)实验目的的书写与表达:
实验目的的内容包含研究对象、研究现象(因变量)和作用于对象的因素(自变量),格式为“探究(验证)×
×
(自变量)对×
(因变量)的影响”或“探究(验证)×
(自变量)与×
(因变量)的关系”等。
(2)实验目的的确认方法
①根据题目信息,直接写出实验目的。
②根据实验装置或实验现象,推断实验目的。
③根据实验步骤反推实验目的。
[题型1](2019·
北京海淀模拟)科研人员从肿瘤细胞中发现了蛋白S,为研究其功能,进行了如下实验:
将DNA模板和RNA聚合酶混合一段时间后加入原料(其中鸟嘌呤核糖核苷酸用32P标记),一起保温一段时间后加入肝素(可以与RNA聚合酶结合),然后再加入蛋白S(对照组不加蛋白S),结果如图所示。
(1)本实验的自变量是________________。
(2)本实验的因变量是________________,可用图示纵坐标表示。
(3)本实验的实验目的是_________________________________________。
解析 实验结果坐标曲线图中两条曲线分别对应“加入蛋白S”和“未加入蛋白S”,说明“蛋白S的有无”是自变量;
通过DNA模板和RNA聚合酶以及原料的加入等信息可知本实验要探究的生理过程是转录(其强度对应因变量),转录的产物是RNA,RNA中放射性的大小(因变量具体观测指标)反映转录过程的强度。
可以与RNA聚合酶结合的肝素加入后,产物中放射性不再增加(转录停止),但与没有加入蛋白S相比,加入蛋白S后产物中放射性明显增加,说明蛋白S具有促进转录过程的作用。
实验目的的一般表述模式为探究(验证)+自变量+因变量,故本实验的实验目的可以表述为探究蛋白S对转录过程的影响。
答案
(1)蛋白S的有无
(2)转录过程的强度 (3)探究蛋白S对转录过程的影响
2.准确写出实验原理
实验原理就是进行实验的理论依据,包括选择实验材料的依据、作出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象与结果的依据和确定观测指标的依据。
(1)实验原理一般由三段组成:
自变量和因变量的关系+因变量的观测指标+实验过程描述。
(2)实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考;
有些题目要求对实验结果进行分析,其考查的是实验原理,所以对实验结果分析时合理套用实验原理即可。
[题型2](2017·
全国卷Ⅰ,29改编)某科研机构发现了一种新型病毒,并对该病毒的遗传物质进行研究。
请回答下列问题。
(1)可用化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究,原理是_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)可以用同位素标记法研究该病毒遗传物质种类,将宿主细胞放在含某种有放射性标记的核苷酸的培养基中培养,再用该病毒侵染被标记的宿主细胞;
一段时间后收集子代病毒并检测其放射性。
培养基中的各种核苷酸________(填“是”或“不是”)都需要标记,理由是______________________________________
________________________________________________________________。
解析 本实验的目的是探究该新型病毒遗传物质的种类。
(1)病毒只有一种核酸,DNA或者RNA,二者在化学组成上的不同是DNA含有的五碳糖是脱氧核糖,RNA含有的五碳糖是核糖;
DNA特有的碱基是T,RNA特有的碱基是U,因此,可以通过化学分析的方法,分析这种新型病毒的五碳糖或含氮碱基的种类,从而判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。
(2)核苷酸包括两类,一类是脱氧核糖核苷酸,另一类是核糖核苷酸,培养基中,只需将脱氧核糖核苷酸或者核糖核苷酸进行放射性标记,如果都进行放射性标记,那么无论新型病毒的遗传物质是DNA还是RNA,收集到的子代病毒中均能检测到放射性,无法得出实验结论。
答案
(1)DNA含有的五碳糖是脱氧核糖且含碱基T,RNA含有的五碳糖是核糖且含碱基U,可以通过化学分析的方法,分析这种新型病毒遗传物质中五碳糖或含氮碱基的种类,据此判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA
(2)不是 若对各种核苷酸都进行放射性标记,则无论该新型病毒是DNA病毒还是RNA病毒,在子代病毒中均能检测到放射性
3.规范写出实验假设
假设是指用来说明某种现象但未经证实的论题,是对研究结果的预测,是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想,假设是研究者对研究结果预先赋予的答案,是一种可能的解释和说明。
假设的提出可能正确也可能错误,假设要能解释题目现象或与题干相符。
一般情况下,若是实验中要求写出假设,我们应根据平时积累的知识,写出认为最可能的一种假设。
[题型3](2014·
全国卷Ⅰ,29改编)用浓度为2%的秋水仙素溶液处理植物分生组织5~6小时,能够诱导细胞内染色体加倍。
那么,用一定时间的低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖时,是否也能诱导细胞内染色体的加倍呢?
请对这个问题进行实验探究。
(1)针对以上问题,根据所学知识可作出的假设是____________。
(2)提出上述假设的依据是____________________________________。
解析
(1)本题中,从实验程序上看,用秋水仙素溶液处理植物分生组织能够诱导细胞内染色体加倍是通过实验得到的结论(秋水仙素可诱导细胞染色体加倍);
而低温(如4℃)处理水培的洋葱根尖是否也能诱导细胞内染色体的加倍是进一步提出的问题,针对这个问题的假设只有两种情况:
能或不能。
由于我们在人教版生物教材必修2第88页实验中学习过“用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,以致影响染色体被拉向两极,细胞也不能分裂成两个子细胞,于是,植物细胞染色体数目发生变化。
”根据这一科学知识,可判断提出的假设应是用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖,能够诱导细胞内染色体加倍。
(2)考查实验原理,“低温能诱导染色体加倍”只是答题的方向,所写答案是否得分则取决于叙述是否准确、全面,要表达出“洋葱根尖具有分生区”“分生区细胞可以通过有丝分裂进行增殖”“用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成”三个要点。
答案
(1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖,能够诱导细胞内染色体加倍
(2)洋葱根尖具有分生区,分生区细胞可以通过有丝分裂进行增殖,用低温处理植物分生组织细胞,能够抑制纺锤体的形成,使染色体不能被拉向两极,细胞不能分裂成两个子细胞,导致细胞内染色体数目加倍
4.完整写出实验思路与实验步骤
实验思路是较为“粗线条”的思考过程,而实验步骤是更为“细节化”的操作流程。
但都要注意“无关变量”的描述,尤其是写出实验步骤类试题。
(1)应牢记实验步骤的“三步曲”,即取材(共性处理)→处理(变量处理)→(培养)观察记录(实验结果处理)。
(2)实验设计中“使用恰当的语言表述”应注意的问题
①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。
有时可以叙述为“生长状况基本相同的个体”。
②试剂的选择
在量上难以做到准确的量化描述时,应尽可能用“定性”的语言表达,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。
[题型4](2019·
湖北襄阳五中调研)关于抗原和抗体的关系存在两种学说。
一种是“教导说”,即淋巴细胞最初并无区别,只有在它们接触不同的抗原之后,在抗原的影响下才分化,分化后的细胞可分泌与相应抗原互补的抗体,进而发生免疫反应;
另一种是“克隆选择学说”,即一种抗原侵入人体后,在无数淋巴细胞中,只有表达本来就带有能和这种抗原互补结合的受体的少数淋巴细胞能和此抗原结合,进而发生免疫反应。
请你利用同种、健康和体重相近的小白鼠(能正常发生免疫反应)若干,高剂量放射性同位素标记的抗原A(能杀死带有互补受体的淋巴细胞),未被标记的抗原A和抗原B,注射器等,设计一个能相互印证的实验进行探究。
(要求:
简要写出实验思路和预期结果及结论即可)
(1)实验思路:
①_____________________________________________________________;
②_______________________________________________________________;
③________________________________________________________________。
(2)结果及结论:
_________________________________________________
_________________________________________________________________。
解析 根据题干信息中“教导说”和“克隆选择学说”的含义可知,前者认为淋巴细胞分泌抗体的特异性是在接触相应抗原之后获得的,即所有的淋巴细胞在与抗原结合后才开始分化、分化后的细胞分泌与相应抗原特异性结合的抗体;
后者认为不同的淋巴细胞表面天然存在着不同的能与相应类别的抗原结合的受体,在抗原入侵时,只有表面含有能与该种抗原特异性结合的受体的淋巴细胞能识别抗原,进而分化,产生特异性免疫反应。
根据以上分析可知,如果淋巴细胞表面先天存在能识别某一种抗原的受体,则先用高剂量放射性同位素标记的抗原杀死全部带有互补受体的淋巴细胞后,再次用相同的抗原入侵,小白鼠不会发生特异性免疫反应,而若用另一种抗原入侵则仍会发生特异性免疫反应;
若淋巴细胞分泌抗体的特异性是抗原诱导产生的,则先用高剂量放射性同位素标记的抗原杀死全部与抗原接触过的淋巴细胞,当再次用相同的抗原入侵时,小白鼠仍会发生特异性免疫反应。
具体实验思路和预期结果及结论见答案。
答案
(1)①将小白鼠随机均分为两组,编号甲、乙
②甲、乙两组小白鼠均注射等量且适量的高剂量同位素标记的抗原A ③甲组小白鼠注射等量的未被标记的抗原A,乙组注射等量的未被标记的抗原B,一段时间后分别检测两组小白鼠是否发生免疫反应
(2)
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