高中生物经典实验专题复习.ppt

经典实验专题复习 经典实验 解答策略 在理解实验设计思想的基础上 对实验材料的选取 实验条件的控制 实验对照的设置 实验结果的分析等方面对经典实验进行深入剖析 对经典实验进行拓展 创新 要充分利用试题供给的信息 按照试题的要求作出科学的判断和表达 纵观近几年高考生物实验题 或分析诠释 推理预期 或验证设计 创新探索 其思想的基础都是经典实验 经典实验是高考实验命题的重要素材来源 高考生物实验题一般来自教材中某一个或几个实验 也可能来自对教材理论问题或社会实际问题的实验化探索 还可能是对生物学经典实验过程的再发现和再认识 经典实验常常与生物学发展史密切联系 是获得生物学实验方法的重要途径 剖析经典实验 有助于建立科学实验的思维方法 感悟科学家们不懈的追求精神和严谨的治学态度 一 新陈代谢 酶的发现 P811773年 意大利科学家斯帕兰札尼 胃液具有消化作用 实验过程及结果 1773年 斯帕兰札尼将食物装在金属笼中 并让动物吞下装有肉块的金属笼 过一段时间 他把金属笼取出来 发现金属笼内的肉块消失了 实验结论 1 这个实验要解决什么问题 2 是什么物质使肉块消失了 鸟类的胃是否只有物理性消化 没有化学消化 胃内的化学物质将肉块分解了 3 金属笼作用 如何证明你的推测 收集胃内的化学物质 看看这些物质在体外是否也能将肉块分解 发酵是纯化学反应 与生命活动无关 酶是蛋白质 萨姆纳 1773年意大利科学家斯巴兰札尼喂食鹰的实验 1836年法国科学家施旺提取胃液实验 1926年美国科学家萨姆纳从刀豆中提取脲酶实验 20C80th美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有催化功能 关于酶本质的探究 脲酶使尿素分解成氨和CO2 1773年 斯帕兰札尼在研究鹰的消化作用时做了一个巧妙的实验 这个实验的巧妙之处在于A 排除了鸟的胃中物理性消化的干扰B 证明了何种消化酶对食物起了消化作用C 证明了胃对于食物只有化学性消化D 证明了细胞代谢离不开消化酶 A 光合作用的发现 P101 1771年 英国科学家普里斯特利 实验设计的原则 实验结论 局限性 实验成功的关键 对照原则和单一变量原则 植物可以更新空气 实验有时成功有时失败 可能与光照有关 1771年 英国科学家普里斯特利将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内 蜡烛不容易熄灭 今天我们对这一现象的合理解释是A 植物可以跟新空气B 蜡烛燃烧所需物质来自绿色植物C 绿色植物在烛光下制造有机物D 绿色植物在烛光下释放氧气 A 1864年 德国科学家萨克斯 暗处理 叶片部分曝光部分遮光 酒精隔水加热脱去叶片色素 碘液处理脱色后的叶片 蓝色 棕色 光合作用需要光照光合作用的产物除氧气外还有淀粉 体现对照原则和单一变量原则 清水漂洗 自变量和因变量分别是什么 实验的关键 消耗原有的有机物 实验结论 1864年 德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时 然后把此叶片一半遮光 一半曝光 经过一段时间后 用碘蒸气处理叶片 成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 请据此实验回答相关问题 1 在该实验中 萨克斯看到的现象是 A 叶片全变蓝B 遮光一半变蓝C 曝光一半变蓝D 叶片全不变蓝 2 萨克斯将绿色叶片先放在暗处几小时的目的是 A 将叶片中的水分消耗掉B 将叶片中原有的淀粉消耗掉C 增加叶片的呼吸强度D 提高叶片对光的敏感度 3 萨克斯对这个实验的设计具有很强的逻辑上的严密性 具体体现在A 没有对照实验B 本实验不需要设对照实验C 曝光处作为对照实验D 遮光处作为对照实验 4 该实验中若曝光时间过长 遮光处经碘液处理后也呈现蓝色 其原因是 5 该实验中叶片内含有的叶绿素等色素 会对碘液处理后表现出的蓝色造成干扰 影响实验现象的观察 为增强实验效果 对叶片应做怎样的处理 6 该实验除了证明 光合作用产生了淀粉 外 还成功地证明了 C B D 曝光处的淀粉可运输到遮光处 在碘液处理之前 酒精隔水加热脱去叶片的色素 再用清水漂洗叶片 光合作用需要光照 1880年 美国科学家恩格尔曼 好氧细菌集中在光束照射部位 好氧细菌分布在所有受光部位 实验拓展 不同光谱的可见光 好氧细菌集中在红光和蓝紫光照射部位 叶绿体受光时释放O2叶绿体是植物进行光合作用的场所 实验结论 下图显示的是美国科学家恩格尔曼用水绵永久光合作用的实验 对该实验的说法正确的是 C A 实验采用同位素示踪法发现光合作用的场所是叶绿体B 通过显微镜观察发现好氧菌均匀分布在叶绿体的各个部位C 好氧菌集中的区域是氧气释放较多的部位D 实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量 1883年 德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻 这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体 研究光对光合作用的效应 他将该种绿藻放在一张载有细菌悬浮液的玻片上 这些细菌会移往氧浓度高的区域 他观察细菌在不同光照下的分布情况 结果如下图所示 1 描述B情况下细菌的分布情况 对此你认为应如何解释 2 恩格尔曼进行装置C的实验 其目的是什么 根据C的实验结果可以得出什么结论 3 如果你可使用水草 台灯 颜色滤光片及实验室常备的物品设计一个实验装置 定量检测上题所得的结论是否正确 请问你将收集什么数据 细菌集中在叶绿体上 光照下 叶绿体进行光合作用而产生氧 这导致细菌移向叶绿体 找出不同颜色的光对光合作用 速率 的影响 在红光下与在蓝光下的光合作用速率相近 两者都比在绿光下的高 单位时间 或某段时间 内产生的氧体积 或释出的氧气泡数目 美国科学家鲁宾和卡门 实验设计的原则 实验方法 实验结论 自变量和因变量分别是什么 对照原则 单一变量原则和等量原则 同位素示踪法 光合作用释放的O2全部来自水 下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图 图中A物质和B物质的相对分子质量的比是 A 1 2B 8 9C 2 1D 9 8 下列有关科学家的经典研究中 采取了同位素示踪法的是 恩格尔曼发现光合作用的部位 梅耶指出植物通过光合作用把光能转换为化学能 鲁宾和卡门证明光合作用释放的02来自水 卡尔文探明了C02中的碳在光合作用中的转移途径A B C D 二 生命活动的调节 促胰液素的发现 沃泰默的实验 沃泰默的解释 小肠上微小的神经难以剔除干净 所以这是一个十分顽固的神经反射 1 采用哪种对照 2 自变量和因变量分别是什么 斯他林和贝利斯的实验 小肠黏膜 稀盐酸 砂子 实验结论 提取液 静脉 实验过程和结果 实验分析 胰腺分泌胰液是促胰液素化学调节的结果 该实验有什么不足之处 缺乏对照 不能排除盐酸的作用 斯塔林和贝里斯实验的不足之处就是 不能排除盐酸的作用 请设计一个实验探究盐酸是否影响胰腺分泌胰液 一 写出具体的实验方法与步骤 1 2 3 二 预期结果与结论 1 2 3 取六只生长发育一样的小狗 切除从小肠通往胰腺的神经 分为A B两组 每组3只 分别向两组狗的静脉中注射等量 一般是2ML 的稀盐酸和生理盐水 观察胰腺的分泌情况 若A组与B组的小狗胰腺分泌量相等 则盐酸不促进胰腺的分泌 若A组小狗的胰腺分泌量比B组多 则盐酸促进胰腺的分泌 若A组小狗的胰腺分泌量比B组少 则盐酸抑制胰腺的分泌 生长素的发现 达尔文研究向光性的实验 体现对照原则 单一变量原则和等量原则 组和组实验对照 可说明胚芽鞘的向光性是由单侧光引起的组和组实验对照 可说明胚芽鞘的向光性与尖端的存在有关组和组实验对照 可说明胚芽鞘的感光部位在尖端 实验结论 单侧光 尖端 尖端下部 感受光刺激 产生某种刺激 向光弯曲生长 引起 背光面比向光面生长快 詹森实验 实验结论 胚芽鞘的尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部 詹森实验有什么不足之处 如何完善其实验设计 缺少对照 不能排除琼脂片的影响 应再加一组切掉尖端后放置琼脂片的对照试验 拜尔实验 实验结论 胚芽鞘的弯曲生长是由于尖端产生的刺激在下端分布不均匀造成的 1 采用哪种对照 2 自变量和因变量分别是什么 温特证明胚芽鞘尖端确实产生了生长素的实验 实验结论 1 胚芽鞘顶端产生的刺激确实是一种能促进生长的化学物质 一种类似于动物激素的物质 称之为生长素 2 胚芽鞘弯曲生长的原因是生长素分布不均匀 1 采用哪种对照 2 自变量和因变量分别是什么 为了验证植物向光性与植物生长素的关系 有人设计了如下实验方案 一 方法步骤取6个小花盆 各栽入一株品种 生长状况都一致的玉米幼苗 幼苗的真叶未突破胚芽鞘 按下图所示方法进行实验处理 接通台灯电源24h后 打开纸盒 观察并记录6株玉米幼苗的生长情况 二 实验结果预测在以上装置中 玉米幼苗保持直立生长的是 而玉米幼苗基本停止生长的是 三 部分实验结果的分析与推论 1 根据号和号装置之间实验记录的对照分析 可以说明玉米幼苗产生向光性是由单侧光照射引起的 2 根据号与号装置实验记录的对照分析 可以说明玉米幼苗的向光性生长与玉米幼苗尖端的存在与否有关 其中属于实验组的是号 3 根据号与号装置实验记录的对照分析 可以说明玉米幼苗感光部位在尖端 4 根据5号和6号装置之间实验记录的对照分析 只能说明 5 若将1号整个装置匀速旋转 台灯不动 玉米幼苗的生长和弯曲情况是 若仅是玉米幼苗匀速旋转 纸盒和台灯不动 则幼苗的生长和弯曲情况是 3 4 5 2 1 3 1 2 2 1 4 玉米幼苗发生弯曲生长与生长素在玉米幼苗胚芽鞘两侧分布不均匀有关 弯向小孔生长 直立生长 三 遗传和变异 证明DNA是遗传物质 肺炎双球菌的转化实验 格里菲思和艾弗里的实验 格里菲斯的体内转化实验 实验设计思路 加热将DNA和蛋白质分开 分别研究 看看哪个才是遗传物质实验结论 S型死菌中 必定存在使R型菌转化为S型菌的转化因子 实验设计思路 通过分离纯化技术将DNA和蛋白质分开 分别研究 看看哪个才是遗传物质实验结论 DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子 DNA是遗传物质 艾弗里的体外转化实验 肺炎双球菌转化实验中 将加热杀死的S型细菌与R型活细菌相混合后 注射到小鼠体内 在小鼠体内S型 R型细菌含量变化情况如图所示 下列有关叙述错误是的 A 在死亡的小鼠体内存在着S R型两种类型B 曲线ab段下降的原因是R型细菌被小鼠的免疫系统所消灭C 曲线bc段上升 与S型细菌在小鼠体内增殖导致小鼠免疫力降低有关D S型细菌数量从0开始是由于R型细菌突变的结果 噬菌体侵染细菌的实验 蔡斯和赫尔希 实验设计思路 通过同位素标记法将DNA和蛋白质分开 分别研究 看看哪个才是遗传物质实验方法 同位素标记法实验结论 DNA是使R型菌转化为S型菌的转化因子 DNA是遗传物质 1 采用哪种对照 2 自变量和因变量分别是什么 09广东高考 艾弗里等人的肺炎双球菌转化实验和赫尔希与蔡斯的噬菌体侵染细菌试验都证明了DNA是遗传物质 这两个实验在设计思路上的共同点是A 重组DNA片段 研究其表型效应B 诱发DNA突变 研究其表型效应C 设法把DNA与蛋白质分开 研究各自的效应D 应用同位素示踪技术 研究DNA在亲代与子代之间的传递 1952年 赫尔希和蔡斯利用同位素标记 完成了著名的噬菌体侵染细菌的实验 下图是实验的部分过程 1 写出以上实验的部分操作过程 第一步 用35S标记噬菌体的蛋白质外壳 如何实现对噬菌体的标记 请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由 第二步 2 以上实验结果说明 3 SARS病原体 冠状病毒 侵染人体细胞的过程类似于噬菌体侵染细菌 结合上述实验过程及现象 请提出一种获得SARS疫苗 蛋白质外壳 的新途径 4 噬菌体侵染细菌之后 合成新的噬菌体蛋白质外壳需要 A 细菌的DNA及其氨基酸B 噬菌体的DNA及其氨基酸C 噬菌体的DNA和细菌的氨基酸D 细菌的DNA及其噬菌体的氨基酸 先将细菌培养在含有35S的培养基中 然后用噬菌体去侵染被35S标记的细菌 用35S标记的噬菌体与细菌混合 噬菌体的蛋白质外壳没有进入到细菌体内 动物细胞培养 冠状病毒侵染 搅拌离心 从上清液中提取出蛋白质外壳 C 遗传规律的发现 孟德尔的碗豆杂交实验 假说 演绎法 一对相对性状的杂交实验 高茎矮茎3 1 验证实验 测交 两对相对性状的杂交实验 摩尔根的果蝇杂交实验 有关遗传实验设计的归纳 设计实验验证分离和自由组合定律 一般先让两纯种个体杂交产生F1 再让F1测交 设计实验鉴定一个生物个体是纯种还是杂种 可采用自交或测交方法 对于植物 自交比测交更简便 有些特殊的生物个即使是杂种自交也不会出现性状分离 这种情况则应考虑测交与自交结合或多次测交的方法 由多对等位基因控制的性状 若根据性状能确定出隐性纯合子时 则采用测交方法 若无法根据性状确定出隐性纯合子 则考虑自交 设计实验判断X染色体上是发生了致死突变还是基因突变 常用该变异个体与正常个体杂交 有些还要让F1互交或回交 或杂交与测交结合的方法 统计后代雌雄性个体数的比例 从而得出结论 设计遗传实验 同样要遵循对照原则和单一变量原则 已知纯种的粳稻和糯稻杂交 F1全为粳稻 粳稻中含有直链淀粉遇碘呈蓝黑色 其花粉粒的颜色反应也相同 糯稻含支链淀粉 遇碘呈红褐色 其花粉粒的颜色反应也相同 现有一批纯种粳稻和糯稻 以及一些碘液 请设计实验方案验证基因的分离规律 实验过程中可自由取用必要实验器材 基因用M和m表示 1 实验方法 2 实验步骤 3 实验预期现象 采用测交法加以验证 1 让纯合的粳稻与糯稻杂交 获取F1杂合粳稻 2 让F1杂合粳稻与糯稻测交产生F2 3 用碘液处理F2植株的种子淀粉 观察并记录现象 测交后代出现两种不同表现型且比例为1 1 还可运用F1花粉鉴定法 实验步骤 1 让纯种粳稻和糯稻杂交 获得F1杂合粳稻 2 F1开花时取其一个成熟花药 挤出花粉 置于载玻片上 滴一滴碘液并用显微镜观察实验预期现象 花粉一半呈蓝黑色 一半呈红褐色 若用纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米杂交 实验条件满足实验要求 F1全部表现为有色饱满 F1自交后 F2代的性状表现及比例为 有色饱满73 有色皱缩2 无色饱满2 无色皱缩23 请回答 1 上述每一对性状的遗传是否符合基因的分离定律 为什么 2 请设计实验方案 验证这两对性状的遗传是否符合基因的自由组合定律 方法步骤 1 2 3 结果预测及结论 符合因为玉米粒色和粒形F2的分离比均为3 1 取两纯种亲本玉米进行杂交 获得F1 取F1植株与无色皱缩玉米进行杂交 获得F2 收获F2植株的种子并统计不同表现型的数量比例 若表现型有四种 且比例为1 1 1 1 则符合自由组合定律 否则 不符合自由组合定律 1 图中亲本基因型为 2 图中F2三角形果实荠菜中 部分个体无论自交多少代 其后代表现型仍然为三角形果实 这样的个体在F2三角形果实荠菜中的比例为 4 现有3包基因型分别为AABB AaBB 和aaBB的荠菜种子 由于标签丢失而无法区分 根据以上遗传规律 请设计实验方案确定每包种子的基因型 有已知性状 三角形果实和卵形果实 的荠菜种子可供选用 实验步骤 结果预测 若 则包内种子基因型为AABB 若 则包内种子基因型为AaBB 若 则包内种子基因型为aaBB 荠菜的果实形状有三角形和卵圆形两种 该形状的遗传涉及两对等位基因 分别是A a和B b表示 为探究荠菜果实形状的遗传规律 进行了杂交实验 如图 AABB和aabb 7 15 分别将三包荠菜种子和卵圆形果实种子种下 待植株成熟后分别将待测种子发育成的植株和卵圆形果实种子发育成的植株进行杂交 得到F1种子 将得到的F1种子分别种下 植株成熟后进行自交 得到F2种子 将F2种子种下 植株成熟后分别观察统计F2所有果实形状及比例 F2果实形状为三角形 卵圆形 15 1 F2果实形状为三角形 卵圆形 27 5 F2果实形状为三角形 卵圆形 3 1 甜豌豆的紫花和白花是一对相对性状 这对相对性状由两对等位基因 A和a B和b 共同控制 这两对等位基因分别位于两对不同的同源染色体上 其显性基因决定花色的过程如图所示 1 从图可知 紫花植株必须同时具有基因和基因 2 基因型为aaBb的个体 其表现型为 基因型为AaBb的个体和其杂交 子代中开紫花的植株所占的比例为 紫花中纯合子所占的比例为 5 若要鉴定一株开紫花的甜豌豆是否为纯种 如何设计一个实验来鉴定 请写出大概的实验方案及结果预测 实验方案 结果预测 A B 白色 3 8 0 选一株开紫花的甜豌豆 让其进行自交产生F1 观察记录F1中的甜豌豆的花色 若F1中的甜豌豆既有开紫花也有开白花的 则这株甜豌豆为杂种 若F1中的甜豌豆只有开紫花的 则这株甜豌豆为纯种 果蝇是遗传学研究的常用材料 根据所学知识回答下列问题 1 若果蝇中B b基因位于X染色体上 b是隐性可致死基因 导致隐性的受精卵不能发育 但Xb的配子有活性 能否选择出雌雄果蝇使其杂交后代只有雌性 请做出判断 并根据亲代和子代的基因型情况说明理由 2 遗传学上将染色体上某一区段及其带有的基因一起丢失 从而引起的变异叫缺失 缺失杂合子的生活力降低但能存活 缺失纯合子常导致个体死亡 现有一红眼雄果蝇XBY与一白眼雌果蝇XbXb杂交 子代中出现一只白眼雌果蝇 请设计一个简单实验来判断该白眼雌果蝇的出现是由缺失造成的 还是由基因突变引起的 并预测结果 不能 因为果蝇的雄性中只有XBY个体 雌性有XBXb和XBXB的个体 雌雄果蝇的两种杂交组合中均会出现XBY的雄性个体 选该白