高考生物二轮复习 专题13 实验与探究课件

高频考点一 教材实验 高频考点二 实验分析与探究 专题十三 实验与探究 1考纲规定的教材实验 (1)观察DNA、RNA在细胞中的分布；(2)检测生物组织中还原糖、脂 肪和蛋白质；(3)用显微镜观察多种多样的细胞；(4)观察线粒体和叶 绿体；(5)通过模拟实验探究膜的透性；(6)观察植物细胞的质壁分离 和复原；(7)探究影响酶活性的因素；(8)叶绿体色素的提取和分离； (9)探究酵母菌的呼吸方式；(10)观察细胞的有丝分裂；(11)模拟探究 细胞表面积与体积的关系；(12)观察细胞的减数分裂；(13)低温诱导 染色体加倍；(14)调查常见的人类遗传病；(15)探究植物生长调节剂 对扦插枝条生根的作用；(16)模拟尿糖的检测；(17)探究培养液中酵 母菌数量的动态变化；(18)土壤中动物类群丰富度的研究；(19)探究 水族箱(或鱼缸)中群落的演替。 考纲原文 2实验与探究能力 (1)能独立完成考纲所列的生物实验，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作 出恰当的评价和修订。 考纲原文 【真题印证】(2014课标全国，4)下列关于植物细胞质壁分离实 验的叙述，错误的是( ) A与白色花瓣相比，采用红色花瓣有利于实验现象的观察 B用黑藻叶片进行实验时，叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能 不同 D紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素，有利于实验现象 的观察 选B 【答案】B 【解析】红色花瓣细胞的液泡呈红色，比白色花瓣更便于 观察质壁分离现象，A正确；黑藻叶片的叶肉细胞中液泡 呈无色，叶绿体的存在使原生质层呈绿色，有利于实验现 象的观察，B错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞 的细胞液浓度不一定都相同，用相同浓度的外界溶液进行 质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同，C正确 ；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡含有色素，呈紫色， 有利于实验现象的观察，D正确。 【失分预警】本题易错在忽视洋葱鳞片叶外表皮细胞的液 泡中含有色素，液泡呈紫色。在观察类实验选材时要注意 选取的材料不能干扰实验现象的观察，如鉴定类实验材料 一般选无色或近于无色的，观察类实验材料选择现象明显 的。 知识链接 知识链接 (2) 教材中鉴定提取类实验 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等 若材料有颜色，需先 脱色 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(或) 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， 摇匀使用 绿叶中色素的提取和 分离 提取液：无水乙醇；分 离液：层析液 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 新鲜的绿叶(如菠菜叶) 加入二氧化硅是为了 研磨得更充分；碳酸 钙可防止在研磨中色 素被破坏 酒精的鉴定重铬酸钾溶液橙色灰绿色酵母菌酸性条件 CO2的鉴定溴麝香草酚蓝水溶液蓝绿黄酵母菌常温条件 1(2016内蒙古呼和浩特二中三模，4)实验操作不当一般情况 下不能达到预期结果，但有的实验或调查若能及时调整也能完 成。下列有关叙述合理的是( ) A提取光合作用色素实验中，如发现滤液颜色太浅，可往滤 液中再添加适量CaCO3 B探究唾液淀粉酶的催化活性时，如发现试管中溶液pH为0.9 时，可调至中性 C调查遗传病发病率时，如发现样本太少，可扩大调查范围 ，已获得原始数据不能再用 D鉴定蛋清中蛋白质时，发现只有斐林试剂的甲、乙液，可 减少滴加斐林试剂乙液的量 选D 【答案】D 【解析】CaCO3可防止研磨时叶绿素受到破坏，滤液中再 添加无效，A错误；唾液淀粉酶在pH为0.9强酸下会不可逆 地变性失活，再调回中性也不能恢复，B错误；调查遗传 病的发病率时要调查的群体足够大，扩大调查范围后，原 来的数据可以继续用，C错误；鉴定蛋清中蛋白质的双缩 脲试剂与斐林试剂都是NaOH溶液和CuSO4溶液，但是双缩 脲试剂中CuSO4溶液的浓度较低一些，故D正确。 2(2016湖北宜昌部分示范高中高三期中联考，6)下列有关实验材料 和实验试剂的说法，正确的是( ) 在观察“叶绿体和线粒体”的实验中，可观察到黑藻细胞中的带状叶 绿体 在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，使用层析液提取色 素 在“探究酵母菌的呼吸方式”实验中，使用酸性重铬酸钾溶液检 测酒精 盐酸在“观察植物细胞有丝分裂”和“低温诱导植物染色体 数目的变化”的实验中作用相同 双缩脲试剂和蛋白质的蓝色反应 ，不需加热 用过氧化氢作实验材料可探究温度对过氧化氢酶活性的影响 A B C D 选 【答案】C 【解析】黑藻细胞中的叶绿体为椭球状；提取色素用无水 乙醇，层析液是分离色素的试剂；双缩脲试剂与蛋白质为 紫色反应；过氧化氢在温度升高时分解加快，所以不能用 于探究温度对过氧化氢酶活性的影响；故选C。 3(2014课标全国，29)回答下列问题： (1)在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中，常用盐酸酒精 混合液处理根尖，用龙胆紫溶液染色。实验中，盐酸酒精 混合液的作用是_；龙胆紫溶液属于_性染 料，能够使细胞中的_着色。 (2)用光学显微镜观察细胞，可以看到细胞核。细胞核的功 能可概括为_。 【答案】(1)使组织中的细胞相互分离 碱 染色体 (2)细胞核是细胞内遗传物质储存、复制和转录的主要场所 ，是细胞代谢和遗传特性的控制中心 【解析】(1)盐酸酒精混合液是解离液，解离的作用是用药 液使组织中的细胞相互分离开来。龙胆紫是碱性染料，可 使染色体着色。(2)细胞核的功能是细胞内遗传物质储存、 复制和转录的主要场所，是细胞代谢和遗传的控制中心。 【真题印证】(2016课标全国，5)如果采用样方法调查某地区( 甲地)蒲公英的种群密度，下列做法中正确的是( ) A计数甲地内蒲公英的总数，再除以甲地面积，作为甲地蒲公 英的种群密度 B计数所有样方内蒲公英总数，除以甲地面积，作为甲地蒲公 英的种群密度 C计算出每个样方中蒲公英的密度，求出所有样方蒲公英密度 的平均值，作为甲地蒲公英的种群密度 D求出所有样方蒲公英的总数，除以所有样方的面积之和，再 乘以甲地面积，作为甲地蒲公英的种群密度 选 【答案】C 【解析】估算种群密度最常用的方法之一是样方法：在被 调查种群分布的范围内，随机选取若干个样方，通过计数 每个样方内的个体数，求得每个样方内的种群密度，以所 有样方内种群密度的平均值作为该种群的种群密度估计值 。综上所述，A、B、D三项均错误，C项正确。 【失分预警】本题易错选D项，错选的原因主要是对样方 法的具体操作和计数方法掌握不清，样方法是一个估算值 ，而不是精确的计算。 知识链接 知识链接 4(2016湖北枣阳白水高级中学高三模拟，5)下列关于生物学 实验的叙述中，正确的是( ) A达尔文的向光性实验，证明了生长素分布不均匀是植物弯 曲生长的原因 B观察根尖细胞染色体加倍的活动程序包括低温诱导、解离 固定、漂洗、染色、制片等 C提取色素的原理是色素在层析液中溶解度越大，在滤纸上 扩散速度越快 D探究细胞表面积与体积的关系时，琼脂块体积是自变量， NaOH扩散速度是因变量 选B 【答案】B 【解析】达尔文向光性实验中并未证明引起弯曲生长的是 生长素，A错误；观察根尖细胞中染色体加倍实验中，首 先进行低温诱导，然后再进行解离、漂洗、染色和制片， 观察细胞内染色体的数目，B正确；提取色素的原理是色 素溶于乙醇等有机溶剂，在层析液中溶解度不同是分离色 素的原理，C错误；探究细胞表面积与体积的关系时， NaOH扩散的深度为因变量，D错误。 5(2016福建龙海高三模拟，24)下列叙述与生物学史实相符的 是( ) A孟德尔用山柳菊为实验材料，验证了基因的分离及自由组合 规律 B范海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生长的养料来自 土壤、水和空气 C富兰克林和威尔金斯对DNA双螺旋结构模型的建立也作出了 巨大的贡献 D赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和DNA， 证明了DNA的半保留复制 选 【答案】C 【解析】孟德尔以豌豆作为实验材料，总结出了基因的分 离和自由组合规律，并通过豌豆的测交实验验证了两大规 律，故A错。范海尔蒙特基于柳枝扦插实验，认为植物生 长的养料来自水，B错。富兰克林和威尔金斯提供了DNA的 X射线衍射图谱，对DNA双螺旋结构模型的建立作出了巨大 贡献，故C正确。赫尔希和蔡斯用35S和32P分别标记T2噬菌 体的蛋白质和DNA，证明了DNA是遗传物质，D错误。 6(2016湖南新田一中二轮复习训练，7)下列为减少实验误差而采取 的措施，错误的是( ) 选项实验内容减少实验误 差采取的措施 A对培养液中酵母菌数量进行计数多次计数取平均值 B 探索2，4D促进插条生根的最 适浓度 预实验 确定浓度范围 C调查人群中红绿色盲发生率 调查足够大的群体，随机取样并 统计 D 比较有丝分裂细胞周期不同时期 的时间长 短 观察多个装片，多个视野的细胞 并统计 选B 【答案】B 【解析】探索2，4D促进插条生根的最适浓度，应该是 找到浓度范围后，再细分浓度梯度，反复实验，找到最适 合浓度，B错误。 【真题印证】(2016课标全国，2)在前人进行的下列研究 中，采用的核心技术相同(或相似)的一组是( ) 证明光合作用所释放的氧气来自于水 用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株 用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质 用甲基绿和吡罗红对细胞染色，观察核酸的分布 A B C D 选B 【答案】B 【解析】和都采用了放射性同位素标记法，故B项正 确；是利用物理因素来诱发生物基因突变，用到的 是染色方法，属于颜色反应，因此，A、C、D项错误。 【失分预警】本题易错在不明确教材经典实验的研究方法 和使用的生物技术，教材实验中常用的生物技术有同位素 标记技术、离心技术等。 同位素标记法在高中生物中的应用总结 (1)探究分泌蛋白的合成与分泌途径。(2)探究光合作用中 氧气的来源。(3)探究光合作用中C元素的转移途径(或有 机物的合成过程)。(4)噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗 传物质。(5)探究DNA的半保留复制。(6)基因诊断(用放射 性同位素或荧光分子标记DNA作探针，鉴定被检测样本上 的遗传信息，从而达到检测疾病的目的)。 归纳点拨 7(2016山东师大附中三模，6)用同位素标记法追踪元素及物 质的去向是生物学研究的重要手段之一，下列相关结果错误 的是( ) A小白鼠吸入18O2后呼出的CO2不会含有18O，但尿液中会含 有H218O B用含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的营养液培养洋葱根尖 ，可以在细胞核和线粒体处检测到较强的放射性，而在核糖 体处则检测不到 C用14C标记CO2最终探明了CO2中碳原子在光合作用中的转 移途径 D要得到含32P的噬菌体，必须先用含32P的培养基培养细菌 选A 【答案】A 【解析】小鼠吸入的氧气参与有氧呼吸的第三阶段，生成 H218O，H218O又可以参与有氧呼吸的第二阶段，生成CO2， 所以呼出的CO2会含有18O，同时H218O还可以经肾脏随尿排 出，A错误。 8(2016课标全国，6)高中生物学实验中，以下操作对 估测结果的数值准确性影响最大的一项是( ) A估测细胞周期各期时长，可统计多个视野中各时期细 胞数量所占比例 B估测狭长样地中蒲公英数量，可用等距取样法选取样 方 C估测培养液中酵母菌的种群数量，可用滴管从静置培 养液的中层取样 D估测某地域灰地鼠的数量，可采用标志重捕法 选 【答案】C 【解析】A项，估测细胞周期各期时长时，统计多个视野 中各时期细胞数量所占比例，使实验结果更为准确；B项 ，狭长样地中最好使用等距取样法选取样方，测得结果更 为准确；C项，估测培养液中酵母菌的种群数量时，需要 将培养瓶振荡摇匀培养液后取样，若直接从静置的培养液 中层取样，酵母菌分布不均匀，测得结果不够准确；D项 ，灰地鼠活动能力较强，常用标志重捕法估测其种群数量 。 9(2016四川成都七中高三入学考试，1)下列关于科学史中研究方法 和生物实验方法的叙述中，正确的是( ) 研究光合作用的反应过程和噬菌体侵染细胞实验同位素标记法 孟德尔豌豆杂交实验提出遗传定律假说演绎法 DNA双螺旋结构的发现模型建构法 探究酵母菌细胞呼吸方式对比实验法 分离各种细胞器和叶绿体中色素的分离差速离心法 A B C D 选B 【答案】B 【解析】叶绿体中色素的分离方法是纸层析法，而不是差 速离心法，错误。 【例题印证】(2016江西九江一中月考，38)某转基因作物有很强 的光合作用能力。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基 因作物光合作用强度测试的研究课题，设计了如图所示装置。 请你利用这些装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答 有关问题： (1)先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤如下： 甲、乙两装置的D中都放入_，装置乙作为对照。 将甲、乙装置的玻璃钟罩进行_处理，放在温度等 相同且适宜的环境中。 30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。 (2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤如下： 甲、乙两装置的D中放入_。 把甲、乙装置放在_。 30分钟后分别记录甲、乙两装置中红墨水滴移动的方向和距离。 (3)实验进行30分钟后，记录的甲、乙装置中红墨水滴移动情况如下表 ： (4)假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1 g，那么 该植物的呼吸速率是_g/h；白天光照15 h，一昼夜 葡萄糖的积累量是_g(不考虑昼夜温差的影响)。 【答案】(1)NaOH溶液 遮光 (2)NaHCO3溶液，装置乙作为对照 光照充足、温度等相同且适宜的环境中 (3)左 右 (4)4 84 【解析】要测光合作用强度必须先测呼吸作用强度，在测呼吸作用强度时一 定要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行呼吸作用。用NaOH溶液除去 玻璃钟罩内的CO2，植物进行呼吸作用消耗一定量的O2，释放等量的CO2，而 CO2被NaOH溶液吸收，根据一定时间内玻璃钟罩内气体体积的减少量即可计 算出呼吸作用强度。在测定净光合作用强度时要满足光合作用所需的条件： 充足的光照、一定浓度的CO2(由NaHCO3溶液提供)，光合作用过程中消耗一 定量CO2，产生等量O2，而NaHCO3溶液可保证装置内CO2浓度的恒定，因此 ，玻璃钟罩内气体体积的变化只受O2释放量的影响，而不受CO2气体减少量的 影响。对照实验装置乙中红墨水滴右移是环境因素(如气压等)对实验产生影响 的结果。实验装置甲同样也受环境因素的影响，因此，植物呼吸作用消耗O2 量等于玻璃钟罩内气体体积的改变量，即该植物的呼吸速率为1.50.52(g/ 半小时)；净光合速率为4.50.54(g/半小时)，白天光照15 h的净光合作用量 是4215120(g)，一昼夜葡萄糖的积累量是15 h的光合作用实际生产量减 去24 h的呼吸作用消耗量，等同于15 h的净光合作用量减去9 h的呼吸作用消 耗量，即12022984(g)。 归纳点拨 10(2016福建漳州调研，31)小张查阅资料得知，淀粉酶的最适温 度是55 。下表是他为此进行的验证实验，但因各组结果相同而不能 达到实验目的。以下改进措施中可行的是( ) A.将实验温度改为0 、55 、100 B将淀粉溶液体积改为4 mL或将淀粉酶溶液浓度改为1% C将实验时间改为15分钟 D将碘液改为斐林试剂 试管实验 温度3%淀粉溶液2%淀粉酶溶液1min后碘液检测 150 2 mL1 mL溶液呈现棕黄色 255 2 mL1 mL溶液呈现棕黄色 360 2 mL1 mL溶液呈现棕黄色 选B 【答案】B 【解析】验证淀粉酶的最适温度是55 ，将实验温度设置 为0 、55 、100 ，因为温度梯度过大，实验结果不能说 明酶的最适温度就是55 ，A错误；试管1、2、3没能成功，是 因为所用淀粉量过少，或者酶量较多，酶具有高效性，故在50 、55 、60 条件下都没有淀粉剩余，可以增加淀粉量或者 减少酶量，重新设置实验，B正确；碘液遇淀粉变蓝，与时间长 短关系不大，C错误；斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，会破 坏设置的温度条件，D错误。 11(2016宁夏自主招生模拟，7)下图是探究pH影响过氧化氢酶 活性的实验装置图，请回答下列问题： (1)肝脏研磨液可以用_来代替。除 了自变量和因变量外，本实验哪些是无关变量(答出主要两 点)？_。 (2)若要验证酶的高效性，在此实验装置的基础上，应如何 改进(请写出具体操作)_。 (3)能否用本实验装置来验证温度影响酶的活性？_， 请说明理由_。 (4)酶的化学本质是_。 【答案】(1)H2O2酶 H2O2溶液的量、滤纸片的大小和数量、反 应时间等 (2)增加对照组，将肝脏研磨液换成FeCl3溶液 (3)不能 H2O2在高温下本身能分解 (4)蛋白质或RNA 【解析】(1)本题探究过氧化氢酶对过氧化氢的分解，肝脏研磨 液中含有过氧化氢酶，故可用过氧化氢酶代替肝脏研磨液。实 验中H2O2溶液的量、滤纸片的大小和数量、反应时间等都可能 影响实验结果，属于无关变量，需保证等量或一致。(2)酶的高 效性是指与无机催化剂相比，所以需增加一组用无机催化剂代 替肝脏研磨液的对照。(3)由于过氧化氢在高温下会分解，验证 温度影响酶活性时，温度为自变量，会影响过氧化氢分解的结 果，所以不能用本实验装置。(4)绝大多数酶是蛋白质，少数酶 是RNA。 【例题印证】某同学由温度能影响酶的活性联想到温度能否影响甲状 腺激素的生物活性。请以蝌蚪的变态发育情况为观察指标，根据给出 的实验材料和用具，设计实验步骤，探究经过50 的温水处理10 min 后的甲状腺激素的生物活性是否发生了改变，预测实验结果并得出结 论。 (1)材料用具：体积相同的玻璃缸几个，清水，生长发育状况相同的小 蝌蚪60只，饲喂蝌蚪的饲料，未经处理的具有生物活性的甲状腺激素 ，50 的温水处理10 min后的甲状腺激素等。 (2)设计实验的方法步骤。 (3)预测实验结果并得出结论。 【答案】(2)第一步：把生长发育状况相同的小蝌蚪随机平均分 成A、B、C三组，分别放在加入等量清水的三个玻璃缸中，A为 对照组，B、C为实验组。第二步：A组每天用适量的未添加甲状 腺激素的饲料喂养蝌蚪；B组每天用等量添加适量的未经处理的 甲状腺激素的饲料喂养蝌蚪；C组每天用等量添加与B组等量的 经处理的甲状腺激素的饲料喂养蝌蚪。其他条件相同且适宜。 第三步：把小蝌蚪培养一段时间后，观察记录蝌蚪发育成青蛙 的先后顺序。(3)如果B组玻璃缸中的蝌蚪发育成青蛙的时间 早于A组玻璃缸中的蝌蚪，但晚于C组玻璃缸中的蝌蚪，说明经 过50 的温水处理10 min后的甲状腺激素的生物活性增强； 【答案】如果C组玻璃缸中的蝌蚪发育成青蛙的时间早于A组 玻璃缸中的蝌蚪，但晚于B组玻璃缸中的蝌蚪，说明经过50 的温水处理10 min后甲状腺激素的生物活性减弱；如果B、C 组玻璃缸中的蝌蚪同步发育成青蛙，且均早于A组玻璃缸中的蝌 蚪，说明经过50 的温水处理10 min后的甲状腺激素的生物活 性不变；如果A、C组玻璃缸中的蝌蚪同步发育成青蛙，且均 晚于B组玻璃缸中的蝌蚪，说明经过50 的温水处理10 min后的 甲状腺激素失去生物活性。 (1)实验设计的一般步骤 第一步：取材、分组、编号 探究实验中一般提供实验的材料，但在设计实验步骤时需注意常用 的关键词，如“取相同的(或生理状态相同的)若干只(或株、个 等)随机(或平均)分为若干组”。设置的目的是防止无关变量对 实验结果的影响。然后根据实验分组情况而编号，如分为甲组、乙 组等，或a组、b组、c组等。 第二步：设置实验组和对照组 根据实验变量设置对照(注意：单一因素不同，其他因素相同且适宜 )。 常用的模式为：组施加实验变量，组作为对照不施加实验变量 ，将两组放在相同且适宜的环境中(如设置相同的温度、时间等)。 第三步：观察、记录 实验的因变量可能有多种具体的指标，要求指标能较好地反映与实 归纳点拨 验的自变量之间的关系，并易于实验人员观察和测定。常用的关键词 ：一段时间后观察(测定)，并做好记录等。 第四步：分析实验结果，得出结论 此结论要依据实验原理并与实验目的对应。验证实验一般有一种结论 ，而探究实验可能有多种结论。 (2)实验设计的基本原则 科学性原则：包括实验原理、实验材料的选择、实验方法、实验结 果处理等方面保证不出现科学性错误，要有科学的思想和方法作指导 。 对照原则：即实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。通常， 一个实验分为实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组。 对照组是不接受自变量处理的对象组。常见对照类型分为空白对照、 自身对照、条件对照和相互对照。 归纳点拨 单一变量原则(等量原则)：在实验中，变量是指可被操纵的特定因 素或条件，单一变量原则是指除了自变量之外的一切对实验结果有影 响的无关变量必须严格控制在适宜条件下的等量(即相同)，以平衡和 消除无关变量对实验结果的影响。 平行重复原则：为了使实验结果或实验数据更接近真实情况，避免 偶然因素对实验的影响，一般在实验组中控制相同条件下多设几组， 以使得出的结论更准确