一、教材中的实验归纳（知识归纳与讲解）-高考生物实验专题

这是一份一、教材中的实验归纳（知识归纳与讲解）-高考生物实验专题，共14页。试卷主要包含了实验操作步骤应遵循四大基本原则，设计实验步骤常用“四步法”等内容，欢迎下载使用。
一、教材中的实验归纳1．实验操作步骤应遵循四大基本原则(1)科学性原则——符合实验的原理和程序；(2)可重复性原则——使其他人能按照该步骤完成实验并能不断重复而得到相同的结果；(3)简便性原则——能以最简单的步骤、材料(经济易得)完成实验；(4)单一变量原则——排除干扰、控制变量(强调变量的唯一性)。例 在下列科学研究中，没有设置对照或对比的是(　　)A．科学家用蝾螈受精卵横缢实验证明了细胞核的功能B．萨顿基于实验观察提出了基因位于染色体上的假说C．鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧全部来自水D．赫尔希和蔡斯用噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质【答案】B【解析】蝾螈受精卵横缢实验中，有核部分和无核部分可以相互对照，A不符合题意；萨顿基于实验观察，利用类比推理法提出了基因位于染色体上的假说，B符合题意；鲁宾和卡门采用18O分别标记CO2和H2O中的氧进行实验证明光合作用释放的O2来自水，二者形成相互对照，C不符合题意；噬菌体侵染细菌实验中，分别用35S或32P标记的噬菌体侵染未被标记的细菌，二者形成相互对照，D不符合题意。2．设计实验步骤常用“四步法”第1步：共性处理实验材料，均等分组并编号选择实验材料时要注意应用一些表示等量的描述性语言，如：“生长一致的”，“日龄相同的，体重一致的”等等。分成多少组要视题目中所给的信息而定，(一般情况分两组)。编号最好用A、B、C或甲、乙、丙，而不用1、2、3 避免与实验步骤相混淆。第2步：遵循单因子变量原则，对照处理各组材料。方法为一组为对照组(往往为处于正常生理状态的)，其余为实验组，对照组与实验组只能有一个实验条件不同(单因子变量)，其他条件要注意强调出相同，这是重要的得分点或失分点。至于变量是什么要根据具体题目来确定。第3步：相同条件培养(饲养、保温)相同时间。第4步：观察记录实验结果。实验结果的预测(预期)；首先要根据题目判断该题是验证性实验还是探究性实验，如果是验证性实验，则结果只有一个，即题目中要证明的内容。如果是探究性实验，则结果一般有三种：①实验组等于对照组，说明研究的条件对实验无影响。②实验组大于对照组，说明研究的条件对实验有影响，且影响是正相关。③实验组小于对照组，说明研究的条件对实验有影响，且影响是负相关。例 取甲、乙两支试管，向甲内加入血浆，乙内加入等量蒸馏水，用pH试纸检测。然后，向甲、乙内各滴入等量的几滴盐酸或NaOH溶液。摇匀后，再用pH试纸检测。关于此实验的过程和结果的判断分析，不正确的是(　　)A．“等量”是对照实验中对无关变量的要求，在这种条件下，实验结果才可靠B．“摇匀”使酸性或碱性物质充分与试管中的血浆或蒸馏水混合，确保pH试纸检测结果的准确性C．实验的自变量是血浆和蒸馏水D．实验证明血浆中有缓冲物质，所以血浆pH保持不变【答案】D【解析】“等量”是对照实验中对无关变量的要求，防止因无关变量的不同而影响实验结果，A正确；血浆中有缓冲物质，pH维持相对稳定，变化幅度很小，而不是保持不变，D错误。3.“五看法”评价实验设计例 下列有关实验操作或应用的叙述，正确的是(　　)A.用离心机处理吸水涨破的人成熟红细胞以获得较纯净的细胞膜B.用高倍显微镜观察易于找到发生质壁分离的洋葱鳞片叶内表皮细胞C.鸡蛋煮后蛋清蛋白是否发生变性可用双缩脲试剂鉴定D.酶制品适于在酶最适温度下贮藏和运输【答案】A【解析】常将哺乳动物成熟红细胞置于清水中，使之吸水涨破，再用差速离心法获取纯净的细胞膜，A正确；洋葱鳞片叶内表皮细胞没有颜色，即使用高倍镜观察也不易找到发生质壁分离的洋葱鳞片叶内表皮细胞，B错误；鸡蛋煮熟后蛋白质变性，肽键并未断裂，遇双缩脲试剂仍呈紫色，C错误；酶制品常在低温下贮存，D错误。例 正常情况下线粒体内膜上[H]的氧化与ATP的合成偶联，即在[H]氧化的同时合成ATP。某药物可阻断该过程中ATP的合成，研究人员利用离体培养的线粒体进行实验，结果如图所示。结合图示结果分析，该药物作用于(　　)A.有氧呼吸第二阶段，但不阻断丙酮酸的分解B.有氧呼吸第二阶段，同时阻断丙酮酸的分解C.有氧呼吸第三阶段，但不阻断[H]与O2结合D.有氧呼吸第三阶段，同时阻断[H]与O2结合【答案】C【解析】在有氧呼吸第三阶段发生的反应是[H]与O2结合生成水，该过程在线粒体内膜上进行，结合题中信息可知该药物作用于有氧呼吸第三阶段，A、B错误；分析题图可知，乙组线粒体的耗氧量受ADP的限制，在溶液中加入ADP后，耗氧量增加，而添加药物的甲组的耗氧量不受ADP的影响，所以该药物不阻断[H]与O2的结合，C正确，D错误。4. 考点一、显微观察类实验总结实验名称细胞状态观察对象染色剂生物材料观察DNA和RNA在细胞中的分布死细胞DNA、RNA甲基绿、吡罗红人的口腔上皮细胞观察线粒体活细胞线粒体健那绿低温诱导植物染色体数目的变化死细胞染色体(数目)改良苯酚品红染液洋葱根尖分生区细胞观察细胞的有丝分裂死细胞染色体(形态、行为变化)龙胆紫或醋酸洋红染液观察细胞的减数分裂死细胞无蝗虫精母细胞观察多种多样的细胞活或死细胞细胞 酵母菌、水绵、叶片保卫细胞等观察叶绿体活细胞叶绿体 藓类的叶、菠菜叶等观察植物细胞的质壁分离与复原活细胞紫色大液泡及原生质层 紫色洋葱鳞片叶外表皮(1)实验材料的正确选择是观察类实验的关键,选材应注意:①观察DNA、RNA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,几乎不含DNA、RNA);②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);③观察细胞的减数分裂所选的材料可以是动物的精巢或植物的雄蕊,而不宜选用动物的卵巢或植物的雌蕊(雄配子的数量远远多于雌配子,更容易观察到减数分裂的细胞)。(2)需用显微镜观察的还有鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”。例 下列实验中需要始终保持细胞的活性和结构完整的是(　　)A．探究DNA分子的复制方式B．肺炎双球菌由R型转化为S型C．DNA和RNA在细胞中的分布D．低温诱导植物染色体数目的变化【答案】B【解析】探究DNA分子的复制方式时采用了同位素标记法和离心法，需要细胞破裂释放出DNA，没有保持细胞活性和结构完整性，A错误；肺炎双球菌由R型转化为S型需要始终保持细胞的活性和结构完整，B正确；观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中，经过盐酸处理后细胞已经死亡，C错误；低温诱导植物染色体数目的变化实验中，经过解离后细胞已经死亡，D错误。例 有关生物学实验中试剂的说法错误的是(　　)A．可用吡罗红甲基绿染色剂显示DNA和RNA在细胞中的分布部位B．酵母菌发酵产生的酒精与酸性重铬酸钾溶液反应变成灰绿色C．观察细菌的无丝分裂需用龙胆紫染液将染色体染成深色D．叶绿体中的四种色素在层析液中的溶解度不同【答案】C【解析】由于吡罗红对RNA亲和力强，可将细胞内RNA染成红色，而甲基绿对DNA亲和力强，可将细胞内DNA染成绿色，所以可用吡罗红甲基绿混合染色剂对细胞内DNA和RNA进行染色，以观察DNA和RNA在细胞中的分布部位，A正确；酵母菌通过无氧呼吸，发酵产生酒精，而酒精与酸性重铬酸钾溶液反应变成灰绿色，B正确；无丝分裂是真核细胞的分裂方式之一，细菌属于原核细胞，没有这种分裂方式，C错误；由于叶绿体中的四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大在滤纸条上扩散速度越快，从而把叶绿体中不同色素分离开，D正确。5.考点二、物质鉴定提取类实验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 还原糖的鉴定斐林试剂砖红色沉淀苹果或梨匀浆等现配现用、水浴加热脂肪的鉴定苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)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双缩脲试剂紫色豆浆、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过程中色素被破坏探究酵母菌呼吸方式溴麝香草酚蓝水溶液、酸性重铬酸钾溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄；橙色的重铬酸钾变为灰绿色酵母菌葡萄糖培养液溴麝香草酚蓝水溶液用于检测CO2的生成；酸性重铬酸钾用于检测酒精的生成[特别提醒]    (1)在物质鉴定实验中应注意选择无色或颜色浅的材料,这样可以避免材料本身的颜色掩盖反应结果。(2)物质鉴定实验一般不设置对照实验,若需设置对照实验,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。(3)色素提取和分离的原理不同,提取液用无水乙醇,是因为绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。分离时使用层析液,是因为不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。(4)在提取色素时,收集滤液的试管口要及时用棉塞塞紧,防止乙醇挥发;在层析时,制备滤纸条要选用干燥的滤纸;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若干次,目的是积累更多的色素,使分离后的色素带明显。例 下列有关物质的分离与鉴定实验的叙述，正确的是(　　)A．成熟番茄的果实含有丰富的葡萄糖和果糖，常用作还原糖的鉴定材料B．用发黄的菠菜叶为材料提取分离色素时，滤纸条自上而下第一、二条色素带缺失C．常温下植物油与苏丹Ⅲ发生作用呈现橘黄色D．鉴定蛋白质时，应将双缩脲试剂A液和B液充分混合以后再加入待测组织样液中【答案】C【解析】成熟番茄的果实虽然含有丰富的葡萄糖和果糖，但由于其所含的色素对实验结果有遮盖作用，不能用作还原糖的鉴定材料，A错误；由于叶绿素分子不如类胡萝卜素的性质稳定，易被破坏，导致叶片发黄，所以用发黄的菠菜叶为材料提取分离色素时，滤纸条自上而下第三、四条色素带缺失，B错误；脂肪可用苏丹Ⅲ染液(或苏丹Ⅳ染液)鉴定，呈橘黄色(或红色)，C正确；鉴定蛋白质时，应将双缩脲试剂A液加入待测样液摇匀后，再加B液，D错误。例 关于高中生物学实验，下列叙述正确的是(　　)A．用过氧化氢酶探究pH或温度对酶活性的影响；用甘蔗茎的组织样液进行还原糖鉴定B．分离叶绿体中的色素时，滤纸条上色素带颜色很浅，可能跟选材、研磨、试剂添加和画滤液细线等有关C．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，若溶液能使溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄，则说明溶液中产生了酒精D．观察有丝分裂、脂肪鉴定和观察质壁分离的实验都要用高倍显微镜【答案】B【解析】过氧化氢在加热条件下易分解，因此不适宜用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，甘蔗茎中蔗糖含量高，蔗糖不是还原糖，因此甘蔗茎的组织样液不适宜用来鉴定还原糖，A错误。分离叶绿体中的色素时，滤纸条上色素带较浅，可能是选择的材料是老叶；研磨的时候没有加SiO2，使研磨不充分；无水乙醇添加较多；滤液细线画的次数过少等造成的，B正确。鉴别酒精用酸性重铬酸钾溶液，溴麝香草酚蓝水溶液常用于鉴别CO2，C错误。观察质壁分离实验中，不需要用高倍显微镜，有些脂肪鉴定实验中不需要使用显微镜，D错误。例 下列检测生物分子的实验中，关于颜色变化的叙述错误的是(　　)A.淀粉遇碘液可显蓝色B.葡萄糖与斐林试剂反应呈砖红色C.蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色D.脂肪被苏丹Ⅳ染液染成橘黄色【答案】D【解析】淀粉遇碘液会出现蓝色，A正确；葡萄糖与斐林试剂经水浴加热，会呈砖红色，B正确；蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色，不需要水浴加热，C正确；被苏丹Ⅳ染液染成红色，被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，D错误。例 亳州“古井贡酒”生产发酵中需用麦芽浆，对萌发且带有小芽的大麦充分研磨后，过滤得到组织样液。在组织样液中加入下列试剂后振荡摇匀，有关实验现象及结论的叙述不正确的是(　　)A.加入苏丹Ⅲ染液，溶液呈橘黄色，证明发芽的大麦中含有脂肪B.加入斐林试剂并水浴加热，溶液出现砖红色沉淀，说明发芽的大麦中含有麦芽糖C.加入碘液，溶液呈蓝色，说明发芽的大麦中含有淀粉D.如果发芽的大麦中含有蛋白质，那么加入双缩脲试剂，溶液会呈紫色【答案】B【解析】苏丹Ⅲ染液遇脂肪呈橘黄色，A正确；加入斐林试剂并水浴加热，溶液出现砖红色沉淀，说明发芽的大麦中含有还原糖，但不能说明发芽的大麦中含有麦芽糖，B错误；碘液遇淀粉变蓝，C正确；双缩脲试剂遇蛋白质变紫，D正确。6.考点三、调查类实验与教材隐性实验实习、研究性课题调查对象统计方法计算公式注意问题种群密度的取样调查活动范围大的动物标志重捕法 = 随机取样植物或活动范围小的动物样方法 调查人群中的某种遗传病人类某种遗传病汇总法发病率=   ×100%土壤中小动物类群丰富度的研究土壤中的小动物取样器取样法记名计算法目测估计法探究培养液中酵母菌数量的变化酵母菌种群数量抽样检测法 例 下列有关生物学研究和实验方法的叙述不正确的是(　　)A．标志重捕法调查种群密度时，若被标记个体更易被捕食，实验所得数值与实际数值相比偏大B．在探究淀粉酶的最适温度时，为了减小误差需要设置预实验C．用纸层析法分离光合色素，滤纸条上的色素带颜色自下而上依次呈黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色D．建立血糖调节的模型采用的实验方法是模型方法，模拟活动本身就是构建动态的物理模型【答案】B【解析】采用标志重捕法调查动物种群密度时，若被标记个体更易被捕食，则会导致重捕中被标记的个体数偏小，最终导致实验所得数值比实际数值大，A正确；在探究淀粉酶的最适温度时，为了减少浪费需要设置预实验，预实验不能减小误差，B错误；用纸层析法分离光合色素，滤纸条上的色素带颜色自上而下依次是：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)，C正确；采用模型方法研究建立血糖调节的模型，模拟活动本身就是在构建动态的物理模型，之后再根据活动中的体会构建概念模型，D正确。例 下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述，错误的是(　　)A.将酵母菌接种到培养液中，并进行第一次计数B.从静置的培养液中取适量上清液，用血细胞计数板计数C.每天定时取样，测定酵母菌细胞数量，绘制种群数量动态变化曲线D.营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一【答案】B【解析】该实验在时间上形成前后对照，因此将酵母菌接种到培养液中时要进行第一次计数，A正确；抽样检测时，需将培养液振荡、摇匀后取样，B错误；每隔一定时间测定酵母菌细胞数量，绘制种群数量动态变化曲线，C正确；营养、温度、pH、有害物质的积累等都是影响酵母菌种群数量变化的因素，D正确。7.考点四、教材部分实验中的试剂使用（1）在测定细胞呼吸强度时常使用Ca(OH)2,目的是吸收CO2 ,测定呼吸强度时,常用的检测指标是密闭容器内O2的减少量。（2）在测定光合作用强度时常用NaHCO3 ,目的是维持CO2的浓度，提供稳定的CO2环境。（3）在观察人体口腔上皮细胞的实验中,采集的口腔上皮细胞常放在0.9%的生理盐水中,目的是维持口腔上皮细胞形态。（4）利用碘液检测光合产物时,常用酒精 对叶片进行脱色处理。（5）观察植物细胞的质壁分离和复原常用紫色洋葱表皮细胞,所用的蔗糖溶液浓度常为 0.3 g/mL。（6）观察细胞的有丝分裂时,用于染色体染色的是龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液。（7）农业生产中获得无子番茄常用的试剂是适宜浓度的生长素类似物溶液。8.考点五、教材实验的“同材异用”和“一材多用”（1）“同材异用”之一酒精: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,再用体积分数为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%的酒精溶液可用于提纯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绿体中的色素。例 下列有关高中课本实验的叙述，正确的是(　　)A．模拟实验“细胞大小与物质运输的关系”所用的研究方法是类比推理法B．利用模型构建法探究酵母菌种群数量变化时，无需设置空白对照和重复试验 C．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验，应选择染色均匀、色泽深的区域观察D．“低温诱导植物染色体数目变化”实验，95%的酒精的作用是固定细胞形态【答案】A【解析】模拟实验“细胞大小与物质运输的关系”中，NaOH扩散的体积与整个琼脂块体积之比随着琼脂块的增大而减小，进而推测细胞的表面积与体积之比(即细胞的相对表面积)与物质运输效率之间的关系，所以所用的研究方法是类比推理法，A正确；探究酵母菌种群数量变化时，前后自身做对照，不需要设置空白对照实验，但是需要重复实验以增加实验数据的可靠性，B错误；“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验，应选择染色均匀、色泽较浅的区域观察，颜色太深，显微镜下视野会太暗，C错误；在低温诱导植物染色体数目变化的实验中，利用卡诺氏液固定细胞形态后，需用体积分数为95%的酒精冲洗两次，D错误。例 下列有关实验或研究的叙述错误的是A．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“观察成熟植物细胞的吸水与失水实验”都可用洋葱鳞片叶的表皮细胞做实验材料B．“土壤中小动物类群丰富度的调查”实验中，用70%的酒精是为了固定标本C．萨顿通过类比推理法研究蝗虫的减数分裂过程，证明基因在染色体上D．卡尔文用同位素标记法研究光合作用暗反应过程【答案】C【解析】洋葱鳞片叶的表皮细胞是成熟的植物细胞，其外表皮细胞内的大液泡内含有色素，可用于观察成熟植物细胞的吸水与失水实验，其内表皮细胞的液泡中的色素含量很少，可用于观察DNA和RNA在细胞中分布的实验，A正确；“土壤中小动物类群丰富度的调查”实验中，用70%的酒精是为了固定标本，B正确；萨顿通过类比推理法研究蝗虫的减数分裂过程，根据基因和染色体在行为上存在平行关系，得出基因在染色体上的结论，由摩尔根通过果蝇眼色杂交实验证明，C错误；卡尔文用14C研究光合作用暗反应过程，得出不同时间内14C的转移路径，D正确。(2) “同材异用”之二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0.1 mol/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) “同材异用”之三NaOH溶液。①在鉴定生物组织中蛋白质的存在时,0.1 g/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在鉴定生物组织中还原糖的存在时,0.1 g/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10%的NaOH溶液来吸收空气中的CO2。（4）“一材多用”。有些实验所用的生物材料相同,对于这一类材料可进行归纳记忆。如洋葱、口腔上皮细胞、酵母菌等。例如,洋葱在实验中的应用。取材部位实验名称取材原因叶鳞片叶植物细胞的质壁分离和复原      外表皮细胞含紫色大液泡使用高倍显微镜观察细胞的多样性       细胞较大,外表皮细胞有大液泡,内表皮细胞有明显的细胞核观察DNA和RNA在细胞中的分布         内表皮细胞近于无色管状叶叶绿体中色素的提取和分离              色素含量高根观察根尖分生组织细胞的有丝分裂材料易得,且分生区细胞分裂能力强,染色体数目少(16条),易于观察低温诱导植物染色体数目的变化材料易得,且低温(4 ℃)下根尖也能分裂生长,诱导染色体变异率较高DNA的粗提取和鉴定根的数量多,细胞分裂能力强,DNA含量高