2020版高考二轮专题生物复习全国Ⅱ：专题八　实验与探究

专题八实验与探究,考纲要求1.能独立完成“生物知识内容表”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，能对实验现象和结果进行分析、解释，并能对收集到的数据进行处理。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做出恰当的评价和修订。,知识主线思维串联,DNA、RNA,质壁分离和复原,还原糖、脂肪和蛋白质,噬菌体侵染细菌的实验(32P、35S),酶活性,促进扦插枝条生根,透性,尿糖,孟德尔,摩尔根,1.观察类实验操作流程模板,微专题1考纲圈定的教材基础实验,颜色,无色,低,2.鉴定类实验的操作流程模板,无色,3.调查类实验一般操作流程模板,样方法,标志重捕,单基因,随机,题型结合教材基础实验及相关分析与评价考查科学探究的能力1.(2019江苏卷，22)有些实验可以通过染色改进实验效果，下列叙述合理的是()A.观察菠菜叶肉细胞时，用甲基绿染色后叶绿体的结构更清晰B.在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察白洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离C.检测花生子叶中脂肪时，可用龙胆紫溶液对子叶切片进行染色D.探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时，可用台盼蓝染液区分菌体死活,解析甲基绿与DNA的亲和力比较强，可把细胞核染成绿色，叶绿体本身为绿色，用甲基绿染色后叶绿体的结构不会更清晰，A错误；在蔗糖溶液中加入适量红墨水后，外界溶液变为红色，由于细胞膜具有选择透过性，红墨水不能通过细胞膜进入细胞中，白洋葱鳞片叶表皮细胞的原生质层为无色，而细胞壁是全透的，故细胞壁与原生质层之间充满着红色溶液，因此可以观察细胞的质壁分离，B正确；对花生子叶中的脂肪进行染色时，可用苏丹或苏丹染液，龙胆紫溶液可对染色体进行染色，不能对脂肪进行染色，C错误；细胞膜具有选择透过性，能被台盼蓝染液染成蓝色的细胞为死细胞，活细胞不能被台盼蓝染液染色，因此可用台盼蓝染液区分菌体的死活，D正确。答案BD,2.(2019江苏卷，7)下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是()A.只有从新生的根尖上取材，才能观察到有丝分裂B.解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分分离C.滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散D.临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞,解析高等植物的根尖、芽尖等分生区的细胞均可进行有丝分裂，A错误；解离的目的是用解离液使组织中的细胞相互分离开来，解离时间过长，细胞会被破坏，将会影响实验结果，B错误；制片是用镊子将之前处理的根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后，用拇指轻轻地按压载玻片，可以使细胞分散开来，有利于观察，因此，滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散，C正确；临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂间期的细胞，D错误。答案C,3.(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,微专题2教材经典实验相关拓展,1.归纳高中生物教材涉及的19种技术方法_法观察多种多样的细胞、观察线粒体和叶绿体、观察细胞有丝分裂、观察细胞减数分裂、观察质壁分离和复原、观察染色体变异等_法分离各种细胞器、制备细胞膜等_实验法设置两个或两个以上的实验组通过对结果的比较分析，探究某种因素对实验结果的影响，如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”及“酶作用特性相关实验”等,显微观察,差速离心,对比,密度梯度离心法用15N标记DNA，证明DNA半保留复制(重带、轻带、中带等)细胞染色法活细胞染色(健那绿染色线粒体)；碘染色法，证明光合作用产生淀粉；死细胞染色(醋酸洋红、龙胆紫、改良苯酚品红染液、吡罗红甲基绿染色剂)；台盼蓝染色法鉴定细胞死活；同位素标记法分泌蛋白的合成与运输；探究光合作用中释放的氧气的来源；暗反应中碳元素去向14CO214C3(14CH2O)；噬菌体侵染细菌实验(32P、35S)；基因诊断等,_法绿叶中色素的分离(选修1，胡萝卜素的提取与鉴定)梯度设置实验探究生长素类似物对扦插枝条生根的最适浓度，探究影响酶活性的最适温度和最适pH_法孟德尔两大遗传定律的发现，摩尔根证明基因在染色体上(用白眼雄果蝇为材料)，DNA半保留复制方式的证明,其与“假说演绎法”的最大不同在于“未经实验验证”,_萨顿提出“基因在染色体上”,纸层析,假说演绎,类比推理法,压榨,显微注射,DNA分子杂交,抗原抗体杂交,促性腺激素,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)列文虎克用自制显微镜发现活细胞_建立“细胞学说”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,施莱登和施旺,桑格和尼克森提出细胞膜流动镶嵌模型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)毕希纳将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶萨姆纳提出并证明酶是蛋白质切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催化功能_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,恩格尔曼,鲁宾和卡门,必修2(13条)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)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)摩尔根用假说演绎法证明基因在染色体上(用白眼雄果蝇、红眼雌果蝇作遗传材料)道尔顿第一个提出色盲问题,_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”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)赫尔希和蔡斯用_(32P、35S)分别标记噬菌体，证明噬菌体的遗传物质是DNA,格里菲思,同位素标记法,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：,威尔金斯和富兰克林DNA衍射图谱查哥夫腺嘌呤(A)量胸腺嘧啶(T)量，胞嘧啶(C)量鸟嘌呤(G)量,必修3(10条)贝尔纳内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节坎农内环境稳态是神经调节和体液调节的结果(现代观点：内环境稳态调节机制为神经体液免疫调节机制)沃泰默胰液的分泌只受神经调节斯他林和贝利斯胰液的分泌过程可存在“化学调节”(并命名该调节物为“促胰液素”),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,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_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”)高斯证明大小两种草履虫间存在着竞争关系,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,温特,题型教材经典实验及相关拓展1.(2019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，因为水稻品种缺乏某种抗病性，D正确。答案D,2.(2016全国卷，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.解析和都采用了放射性同位素标记法，故B项正确。答案B,3.下列关于生物科学研究方法与其相关实验的叙述，错误的是()A.对比实验法：探究酶的高效性实验和探究酵母菌细胞呼吸的方式实验B.同位素标记法：分泌蛋白合成和运输的过程和探究光合作用中O2的来源实验C.染色剂染色法：用高倍显微镜观察线粒体和观察DNA、RNA在细胞内的分布实验D.差速离心法：细胞中各种细胞器的分离和证明DNA半保留复制方式的实验,解析利用酶和无机催化剂进行对比，可探究酶的高效性；利用有氧条件和无氧条件进行对比，可探究酵母菌细胞呼吸的方式，A正确；用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成与分泌过程；用C18O2和,研究光合作用光反应中O2的,来源，B正确；健那绿染液可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，以便用高倍显微镜观察细胞中的线粒体；利用吡罗红甲基绿染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞内的分布，C正确；分离细胞内各种细胞器的方法是差速离心法；证明DNA半保留复制方式的方法是密度梯度离心法，D错误。答案D,重点题型5实验方案的设计、分析与评价,1.巧用“变量法”审“实验目的”若题目中以坐标模型呈现实验目的，则可描述为探究“横轴标识(自变量)”对“纵轴标识(因变量)”的影响。一般模式：探究(验证)自变量因变量，例如，探究光照强度对植物光合作用强度的影响。,2.运用“三段法”析“实验原理”(1)实验原理一般由三段组成：_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套用实验原理即可。,自变量和因变量,3.准确完成实验设计,4.实验方案的补充、完善、分析与评价“五看法”评价实验设计,易错防范：在书写实验步骤时应注意以下几点：(1)步骤设计一般不宜连续描述，而是分段叙述，并加以编号。(2)为使叙述更简洁，对试管、烧杯等一般要加以分组、编号，如A、B或甲、乙等。(3)叙述中尽量用规范的实验术语，不能用含糊的口语，如“等量”不宜说成“一样多”等。(4)一般在时间、温度、物质的量上难以做到准确的量化表达，尽可能用“相同”“适宜”或“适量”等“定性”的语言表达。,(5)实验设计中适时出现“其他培养条件相同”或“培养一段相同时间后”等都是很好的得分点。(6)题目给出的实验材料和试剂一般应充分利用，除非题目条件允许，否则不能自己随意增减实验材料和试剂。,题型一实验方案(或思路)设计类1.(2019广西桂林检测)某研究小组欲研究桑叶提取液对患糖尿病小鼠的降血糖效果，设计了一系列实验。下列有关实验的设计思路，说法错误的是()A.随机选取三组生理状况相同、数量相等的健康小鼠，其中两组制备成患糖尿病的小鼠B.每组小鼠在实验开始前和实验结束后都需要测量其血糖浓度C.患糖尿病小鼠既可以作为实验组又可以作为对照组D.对照组除每天饲喂等量的食物，也要注射等量的桑叶提取液,解析根据题干信息分析，本实验的目的是探究桑叶提取液对患糖尿病小鼠的降血糖效果，自变量是是否含有桑叶提取液，无关变量应该保持相同且适宜，因此应该随机选取三组生理状况相同、数量相等的健康小鼠，其中一组小鼠正常，另外两组制成患糖尿病的小鼠，A正确；该实验的因变量是小鼠的血糖浓度，因此每组小鼠在实验开始前和实验结束后都需要测量其血糖浓度，B正确；患糖尿病小鼠与正常小鼠相比为实验组，同时其前后可以自身对照，C正确；根据实验的单一变量原则和对照性原则，实验组注射桑叶提取液，则对照组应该注射等量的溶解桑叶提取液的溶剂，D错误。答案D,2.(2019全国卷，29)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。回答下列问题。(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力_。(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会_，出现这种变化的主要原因是_。,(3)有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。_,解析(1)经干旱处理后，植物根细胞的细胞液浓度增大，植物细胞的吸水能力增强。(2)干旱处理后，叶片气孔开度减小，使CO2供应不足，暗反应减弱，从而导致光合作用减弱。(3)本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照，证明干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的；再设计在干旱条件下ABA处理组与非ABA处理组的对照，证明干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的。答案(1)增强(2)降低气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变,题型二实验步骤的补充、完善或修正与评价类3.已知动物激素间存在协同作用，协同作用指不同激素对同一生理效应都发挥作用，从而达到增强效应(叠加)的效果。为验证生长激素和甲状腺激素在促进动物生长发育中起协同作用，设计了以下实验。请完善实验并回答问题：实验材料：生长一致的幼年小鼠若干，体重计，生理盐水，甲状腺激素溶液，生长激素溶液，注射器等。(1)实验思路：_，并编号。各组小鼠每只每天分别_。,每隔一段时间对小鼠进行_，记录并统计。(2)实验结果：其中甲、乙、丙组统计结果如图所示。,(3)实验分析：实验中起对照作用的组别是_。请用柱形图表示实验中每组小鼠的体重增长速率相对值。解析(1)实验材料属于本实验的无关变量，各组要一致，且本实验是验证生长激素和甲状腺激素在促进动物生长发育中起协同作用，故除了曲线图中三组之外，还应该设置生长激素和甲状腺激素共同处理组，故取生长一致的幼年小鼠均分为4组，并编号。根据曲线可知，各组的处理分别为注射等量且适量的生理盐水、甲状腺激素溶液、生长激素溶液、生长激素和甲状腺激素混合液。看曲线的纵坐标，本实验的观测指标是各组小鼠的体重，故每隔一段时间对,小鼠进行称重，记录下体重，并计算各组平均值，记录并统计。(3)该实验是验证生长激素和甲状腺激素在促进动物生长发育中起协同作用，只有注射生长激素和甲状腺激素混合液一组为实验组，其他组均为对照组。验证性实验的结果是唯一的，故注射生长激素和甲状腺激素混合液一组的小鼠体重增重相对值可通过乙、丙组算出，曲线图中各曲线的斜率即表示各组小鼠体重增长速率相对值，由此可绘制柱形图(见答案)。,答案(1)将生长一致的幼年小鼠均分为4组注射等量且适量的生理盐水、甲状腺激素溶液、生长激素溶液、生长激素和甲状腺激素混合液称重，记录下体重，并计算各组平均值(3)甲、乙、丙组如图,4.某同学进行了温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验：实验步骤：(1)取三支试管，分别加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液；(2)将试管分别放入25，60的水中和冰块中，在三支试管中分别加入质量分数为2%的淀粉酶溶液，两支试管中的pH为6.8，第三支试管中的pH为4，摇匀后维持各自的温度5min；(3)在三支试管中各滴一滴碘液，并摇匀。观察并记录：(略)结论：温度过高或过低都影响酶的活性。请完成下列问题：,该实验能否得出上述实验结论？_。指出实验步骤中错误之处，并在此基础上加以纠正或补充。_。答案不能错误之一是试管上没有标记，应用字母或数字标记，如三支试管应分别标记A、B、C；错误之二是步骤(1)(2)试管中加入的两种溶液没有量的描述，如步骤(1)中应补充“3%的可溶性淀粉溶液2mL”；错误之三是实验组与对照组未遵循单一变量原则，两组中存在酸碱度和温度两个变量，应只有一个温度变量，酸碱度应一致，pH应都为6.8。,实验步骤的评价“路径”(以4题为例)一看“对照”：由步骤(1)(2)可看出，该实验没有遵循等量原则，各试管所加可溶性淀粉溶液和淀粉酶溶液应体现等量；该实验也没有遵循单一变量原则，该实验的自变量应为温度，三支试管的pH应相同。二看“