第7专题生物实验与探究

1、第1专题生物实验与探究1、 考纲要求2实验与探究能力（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，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做出恰当的评价和修订。2、 教材中实验（一）、教材实验（见练习册P90）原理、方法、步骤、注意事项（二）、知识归类表一：使用显微镜的相关实验1、用显微镜观察多种多样的细胞

2、（1-P7） 2、脂肪的鉴定（花生子叶切片）（1-P18）3、观察DNA、RNA在细胞中的分布（1-P26) 4、体验制备细胞膜的方法（1-P40）5、观察线粒体和叶绿体(1-P47) 6、观察植物细胞的质壁分离和复原(1-P61)7、观察细胞的有丝分裂(1-P115) 8、观察细胞的减数分裂(2-P21)9、低温诱导染色体加倍(2-P88) 10、培养液中酵母菌种群数量的变化（3-P68）表二：使用酒精的实验、酒精的浓度及作用实验浓度作用脂肪鉴定体积分数50%洗去浮色绿叶中色素的提取无水乙醇 提取绿叶中的色素萨克斯实验（证明光合作用中产生淀粉、光是必要条件）无水乙醇 脱色（脱去绿叶中的色素）

3、观察植物细胞的有丝分裂体积分数95% 与盐酸1：1等体积配成解离液，使组织中的细胞分离开低温诱导染色体加倍体积分数95% 与盐酸1：1等体积配成解离液，使组织中的细胞分离开土壤中动物类群丰富度的研究体积分数70% 杀死和固定小动物DNA的粗提取与鉴定体积分数95% （冷却的） 使DNA析出，除去溶于酒精的蛋白质（提纯）表三：染色剂或指示剂及相应物质或结构染色剂或指示剂物质或结构颜色染色剂或指示剂物质或结构颜色斐林试剂 还原糖砖红色苏丹或 脂肪 橘黄或红双缩脲试剂 蛋白质紫色甲基绿DNA绿色吡罗红RNA 红色健那绿线粒体蓝绿色重铬酸钾（浓硫酸）酒精灰绿色龙胆紫或醋酸洋红染色体蓝色或红色二苯胺DN

4、A 蓝色改良苯酚品红染液染色体红色溴麝香草酚蓝(BTB) 二氧化碳蓝变绿变黄酚酞氢氧化钠红色碘液淀粉蓝色表四：使用盐酸的相关实验浓度实验作用8%DNA和RNA 在细胞中的分布1. 改变细胞膜通透性，加速染色剂进入细胞；2. 使DNA与蛋白质分离，利于DNA与染色剂结合15%植物细胞有丝分裂/低温诱导植物染色体数目变化与95%的酒精1：1混合，使组织细胞分离开来0.1mol/L生物体维持PH稳定的机制调节PH表五：需要（水浴）加热的实验：1、还原糖（血糖、尿糖）+斐林试剂（班氏试剂）砖红色2、DNA+二苯胺蓝色3、DNA和RNA 在细胞中的分布：口腔上皮细胞临时装片需火上烘干表六：实验材料的选择

5、实验材料优点注意事项鉴定植物组织可溶性还原糖梨富含还原糖，无色或浅色不用胡萝卜：避免颜色干扰不用甘蔗：蔗糖非还原性糖鉴定植物组织中的脂肪花生、蓖蔴富含脂肪，便于切片鉴定植物组织中的蛋白质豆浆、蛋清（稀释）富含蛋白质，白色或无色观察植物细胞质壁分离与复原紫色洋葱鳞片叶紫色中央大液泡，便于观察获取较纯净的细胞膜哺乳动物的红细胞无细胞壁，无细胞核和其他细胞器DNA和RNA 在细胞中的分布口腔上皮细胞或洋葱鳞片内表皮观察叶绿体藓类的叶、菠菜叶、黑藻叶只有一层细胞，便于观察观察线粒体口腔上皮细胞DNA粗提取与鉴定鸡血细胞含有细胞核血红蛋白的提取与鉴定哺乳动物的红细胞含有血红蛋白，且无细胞核和其他细胞器有

6、色蛋白，分离时便于观察与收集（红色区带均匀移动，色谱柱制作成功）验证遗传实验豌豆、果蝇表七：相关实验中溶液的作用溶液作用相关实验NaCl质量分数0.9%维持细胞正常的渗透压DNA和RNA在细胞中分布体验制备细胞膜的方法 血红蛋白提取和分离2mol/L或0.14mol/L溶解DNA/析出DNADNA的粗取和鉴定盐析出豆腐中的水使豆腐变硬成形；抑制微生物生长，防止腐乳变质； 调节口味。腐乳的制作盐和洗涤剂盐：溶解DNA；洗涤剂：瓦解细胞壁和细胞膜DNA的粗取和鉴定甲苯溶解细胞膜血红蛋白提取和分离卡诺氏液固定细胞形态低温诱导植物染色体数目变化CaCl2增大细胞膜的通透性将目的基因导入大肠杆菌（原核）

7、使凝胶珠固定成形固定化酵母细胞表八：调查统计实验内容 调查对象统计方法要求或注意事项遗传病发病率发病率=患病人数/被调查人数×100%1.单基因遗传病；2.随机取样；3.调查人群足够大遗传方式1.患者家族中调查2.确定显隐性及染色体上的分布酵母菌的数量变化酵母菌数=小方格内酵母菌平均数×培养液体积×稀释倍数/小方格体积每天定时抽样统计；每次重复几次统计平均值土壤中动物类群丰富度调查土壤中小动物取样器取样法记名计算法、目测估计法（取样、采集、观察和分类、统计和分析）诱虫器原理：土壤动物的避光趋湿性取样方法使用范围取样方法使用范围样方法植物或活动能力弱、范围小的动物抽

8、样检测法微生物种群密度调查标记重捕法活动能力大、活动范围大的动物取样器取样土壤中小动物（活动能力较强但身体微小）表九：实验原理归纳实验目的实验原理鉴定还原性糖还原糖与斐林试剂发生作用，产生砖红色沉淀鉴定脂肪苏丹将脂肪染成橘黄色；苏丹将脂肪染成红色鉴定蛋白质蛋白质与双缩脲试剂发生反应生成紫色物质鉴定淀粉淀粉遇碘形成蓝紫复合物鉴定DNA二苯胺试剂在加热情况下将DNA染成蓝色检测血糖或尿糖班氏（斐林）试剂加热情况下与葡萄糖反应生成砖红色沉淀叶绿体中色素的提取色素可溶于无水乙醇（丙酮）等有机溶剂叶绿体中色素的分离不同色素在层析液中溶解度不同，扩散速度不同植物细胞质壁分离和复原细胞壁的伸缩性比原生质层的

9、伸缩性小；渗透作用糖渍盐渍食品不易变质高浓度的糖（盐）溶液使细菌等发生渗透作用，严重的失水死亡。检测人类遗传病（基因诊断）DNA分子杂交（与被测DNA单链碱基互补）动物细胞培养细胞分裂植物组织培养植物细胞的全能性用培养动物细胞检测物质毒性有毒物质可使培养的动物细胞发生染色体结构、数目变异单倍体育种遗传学原理：染色体变异；细胞学原理：细胞全能性多倍体育种秋水仙素可抑制有丝分裂过程中纺锤体的形成诱变育种 / 杂交育种基因突变 / 基因重组通过杂交培育高产杂种作物利用杂种优势中耕松土增加土壤中的氧气含量，促进根细胞的呼吸温室中的温度昼高夜低的温差昼：促进光合作用，夜：抑制呼吸作用，有利于有机物积累1

10、0、 实验基本技术的归类名称解读同位素示踪技术光合作用生成的氧气来自于水。实验： 一组标记H218O，另一组标记C18O214CO2中的C在光合作用中转化成有机物中的C的途径：14CO214C314C6(卡尔文循环)DNA是遗传物质(用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质)DNA以半保留的方式复制(用15N标记DNA)分泌蛋白的合成和运输(用3H标记亮氨酸)比色法举例：生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定；DNA的鉴定；淀粉、尿糖的鉴定等原理：生物组织中的有机物与某些化学试剂相互作用，能产生颜色反应，可以根据颜色反应鉴定生物组织中某些有机物的存在玻片标本的制作技术应用：凡需在显微镜下观

11、察的生物材料，都必须制作成临时装片、切片或涂片举例：质壁分离与复原实验中要制作洋葱外表皮细胞的临时装片；脂肪鉴定实验中要制作切片步骤：如“观察洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂”：取材解离漂洗染色制片观察纸层析技术方法：制样液制备滤纸条点样液层析观察实验结果举例：绿叶中色素的提取和分离解离技术和用胰蛋白酶处理动物组织技术前者用于植物，后者用于动物，目的都是使细胞分散开恒温技术举例：探究酶的高效性、专一性和受温度影响的实验以及细胞培养实验实验室常用的恒温技术：水浴和恒温箱研磨、过滤技术举例：绿叶中色素的提取注意事项：研磨过程中加入SiO2是为了研磨得更充分，色素提取时加CaCO3是为了防止色素在研磨

12、中被破坏十一、 实验方法归类方法举例类比推理法萨顿的推理(根据基因和染色体行为之间的平行关系，推断基因位于染色体上)，就是运用类比推理法的范例假说演绎法摩尔根证明基因在染色体上 遗传规律的发现模型方法概念模型如对真核细胞结构的共同特征的文字描述，达尔文的自然选择学说的解释模型等物理模型如人工制作或绘制的DNA分子双螺旋结构模型、真核细胞三维结构模型等，照片不属于物理模型 数学模型如“J”型种群增长的数学模型：NtN0t，坐标曲线图 差速离心法 分离各种细胞器 密度梯度离心法证明DNA进行半保留复制对比实验法和产物检测法探究酵母菌的呼吸方式3、 实验考查生物科学实验探究的一般程序科学探究的一般过

13、程可简单地用图一表示：（一）、提出问题，确定实验课题所谓实验课题的选定，就是实验者首先要确定一个有一定价值的研究课题，即明确实验要解决什么问题。例题2：（2010天津）8.（18分）根据下列实验结果回答问题。实验一：选取同品种、同日龄的健康大鼠若干只，实施切除手术，一段时间后随机等分成四组，分别注射激素及生理盐水30天，结果如图1。（1）该实验的目的是探究 。（二）、作出假设“假设”，也称假说或猜测，是指用来说明某种现象但未经证实的论题，也是对所提出的问题作出的参考答案，即依据发现的事实材料或科学原理，通过创造性思维，提出初步假定。如果你的基本预测是肯定的，你的假设就是肯定的假设；如果你的基本

14、预测是否定的，你的假设就是否定的假设。例1、为确定人体在运动时呼出气体中的CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究：作出假设：人体在运动时呼出气体中CO2浓度比静止时高。例2、（2009年上海）41.（11分）桦尺蛾是一种栖息在密林中、白天停歇在树干上的昆虫，一般为浅色，它借助与环境相似的体色躲避鸟类天敌。在工业污染区，黑色桦尺蛾的数量有增多的趋势。为证实两种体色的桦尺蛾因环境不同，进行如下探究。请完成下列探究方案。（1）假设： 。（三）、设计实验方案设计一个实验来检验你的假说，在计划中应该写明详细的实验步骤，以及在实验中要进行哪些观察和测量。这是实验探究的最基本环节。（近年的题型主要是

15、实验补充、评价、改错、分析）1、 确定变量在实验中，变量是指可被操纵的特定因素或条件。据其在实验中的作用，可分为两类：实验变量与反应变量。实验变量：也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件；反应变量：亦称因变量，指实验中由实验变量而引起的变化和结果。无关变量：需排除例1：为确定人体在运动时呼出气体中的CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究：作出假设：人体在运动时呼出气体中CO2浓度比静止时高。实验过程：在3个烧杯中，分别注入100ml蒸馏水，测定其PH。实验者在安静状态（静坐2min）、中度运动（步行2min）以及剧烈运动（跳绳2min）后，立即分别向上述3个炎黄子烧杯的水中吹

16、入等量气体，测定PH。经多次重复实验，所得平均数据如下表运动状态安静中度运动剧烈运动实验前PH616161实验后PH595653请回答：作出上述假设的依据是_。（2） 该实验的自变量是 ，因变量是 。例2：步步高P68【考向2】2、 明确实验原理就是完成该实验的理论依据是什么？这就需要分析实验中所涉及的生物学及相关学科中的知识、方法，以及所依据的科学原理。另外，提供的实验仪器的使用方法和原理也应考虑在内。结果的观察检测。此过程要求学生利用储备知识独立分析、运用，这是完成实验设计题目的关键。例1：课本实验例2：为确定人体在运动时呼出气体中的CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究：作出假设

17、：人体在运动时呼出气体中CO2浓度比静止时高。实验过程：在3个烧杯中，分别注入100ml蒸馏水，测定其PH。实验者在安静状态（静坐2min）、中度运动（步行2min）以及剧烈运动（跳绳2min）后，立即分别向上述3个炎黄子烧杯的水中吹入等量气体，测定PH。经多次重复实验，所得平均数据如下表运动状态安静中度运动剧烈运动实验前PH616161实验后PH595653请回答：作出上述假设的依据是_。该实验的原理是_。例3：（2007北京）31（18分）疫苗对预防传染病具有重要意义。为研制抗某种病毒的灭活病毒疫苗，研究人员设计实验方案如下：（1）制备疫苗将纯化的某种病毒在特定的_中培养、增殖。收获病毒后

18、用灭活剂杀死，但要确保灭活病毒的_不被破坏且能被免疫细胞识别。这样得到的灭活病毒即为本实验所用的疫苗。（2）用实验动物检测疫苗刺激机体产生抗体的能力实验原理：通过接种疫苗，灭活病毒进入实验动物体内可刺激B细胞，使之增殖、分化形成效应B细胞并产生相应的_；当_病毒再次入侵时，机体能产生更强的特异性免疫反应，包括_。例4：（2007海南）16（9分）回答下列、小题：已知在促进生长的浓度范围内，浓度相同时，生长素类似物萘乙酸（NAA）产生的促进生长的作用大于吲哚乙酸（IAA）。为了验证NAA和IAA的这种差异，可分别用胚芽鞘和扦插枝条为材料进行实验。请简单写出实验设计思路并预测结果。（1）以胚芽鞘为

19、材料的实验设计思路及预测结果。实验设计思路：预测结果：（2）以扦插枝条为材料的实验设计思路及预测结果。实验设计思路：预测结果：3、生物实验设计应遵循的基本原则（1）科学性原则实验是人为控制条件下研究事物(对象)的一种科学方法，是依据假设，在人为条件下对实验变量的变化和结果进行捕获、解释的科学方法。科学研究的过程本身就是科学，并不是说研究的结论才是科学方法。因此，在实验设计中必须有充分的科学依据。科学性原则包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。（2）对照性原则只有比较才能看出差异，只有通过对照才能验证我们的推论，因此，在实验设计中，要设置对照组。设置

20、科学的、合理的对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。对照的类型“实验组”与“对照组”的确认一个实验通常分为实验组和对照组。一般情况下，把改变实验变量处理的一组称为实验组；处于正常状态的一组(没有改变实验变量)称为对照组。例如：“验证光是植物生长的必要条件”的实验可分为两组，A组处在光照下，B组处在黑暗中，则A组为对照组，B组为实验组。(3)单因子变量原则和等量性原则此两个原则都是在设计对照实验时必须坚持的原则。所谓单因子变量原则，强调的是实验组和对照组相比只能有

21、一个变量，只有这样当实验组和对照组出现不同结果时，才能确定出现这种不同结果的原因肯定是由这个变量造成的，从而证明实验组所给实验因素的作用，因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置，至于将谁作为变量则很容易确定，即要验证谁就把谁作为变量，也就是要把所要验证的中心条件作为变量。 等量性原则与单因子变量原则是完全统一的。只不过强调的侧面不同，单因子变量原则强调的是实验变量的单一性，而等量性原则强调的是除了实验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等量即相同，以平衡和消除无关变量对结果的影响，需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时，不但要等量，而且是在适宜条件下的等量，常态条

22、件下的等量。(4)平行重复原则任何实验都必须能够重复，在同样条件下重复实验，实验结果应该是一致或相似的。任何实验必须有足够多的实验次数，才能避免结果的偶然性，使得出的结论准确、科学。在实验中可以通过在一组实验中同时处理多个材料来体现重复性原则。 (5)随机性原则实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做是由于：可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；平衡各种条件，避免实验结果的偏差。4、 观察变量的确定：（怎样检测因变量或衡量因变量的指标）因变量与观察变量有时是不同的，对于因变量是不能直接观察的，应该通过相应手段转换 ，将因变量间接展现出来，才便于观察。如细胞分裂中

23、染色体可以通过染色、借助显微镜观察，呼吸强度可通过测定密闭装置中气压的变化来表现等。5、 书写实验步骤(1)分组标号：根据实验要求选择适宜的材料和器材，选材应保持条件相同(如：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠)。将实验分为实验组和对照组，可以分两组，也可以分若干组，每组进行明确的标记，如用甲、乙、丙，或者是A、B、C或1、2、3，总之应使实验组一目了然。这便于实验的观察、统计、比较和叙述。常用语言：选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组，分别编号为A、B、C；取两支试管，分别编号为甲、乙，各加入等量的某溶液；选择年龄、体重(性别)、健康状况相同的某种动物随机等量分组，分别编号为1、2、

24、3(2)实验处理：根据实验的要求分别对实验组和对照组进行处理，除实验变量外，对实验组和对照组的培养或饲养的一些条件都应相同，即控制无关变量。要注意能体现“单一变量”的词语的准确使用，例如使用“等量”、“相同”、“适宜”等词语。(3)培养(或饲养)、观察、记录：对于植物实验和某些动物实验，分别进行实验处理后，要进行一段时间的培养，才能出现结果。而有些实验进行实验处理之后，在相对较短时间内(12 h)就可以观察到出现的现象。要仔细观察实验组与对照组出现的差异，记录实验现象和实验数据。例：（2009安徽）（7分）某生物兴趣小组调查发现，在黄瓜幼苗期喷洒一次乙烯利溶液（100200mg·），可促进多开雌花，提高黄瓜产量。但乙烯利浓度低于或高于这个范围时，其作用效果尚不清楚。请设计实验，探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响。材料用具：23片真叶的盆栽黄瓜幼苗若干、乙烯利溶液（300mg·）、蒸溜水、喷壶方法步骤：汉水丑生的生物同行”超级群整理校对2012-7-5（1）将黄瓜幼苗平均分成A、B、C、D四组。（2） 。（3） 。（4）连续观察6周，记录并统计 。实验结果预测：（请在图中将预测的结果以折线的形式表示）（四）、实验结果、结论