怎样进行生物学实验的复习

怎样进行生物学实验的复习特级教师林镜仁前言

高考的实验题，实际上是考查对基础知识和实验操作技能掌握程度以及实验能力水平相结合的综合性试题。无论是分析、解释实验现象，评价实验方案或改错；设计验证性或探究性实验，都离不开对基础知识的理解和掌握，但是仅有知识，而不具备、不掌握基本的实验技能、实验的原理、实验方法,设计实验的基本原则和科学的、慎密的思维方法，也难以做好实验题。所以，实验试题又是基础知识与科学研究、生产实际相结合的分析性、推理性、实践性的试题。在实验部分的总复习要突出实验的迁移能力和设计实验能力。

一.高考给我们的启示1.重视科学研究工作的“常识”及其道理

例题1.（05北京31题）（4）转为固体培养基时，常采用

划线的方法接种，获得单菌落后继续筛选。（5）若研究“目的菌”的生长规律，将单个菌落进行液体培养，可采用

定期取样方法进行计数，以时间为横坐标，以

细菌数目的对数

为纵坐标，绘制生长曲线。（6）实验结束后，使用过的培养液应进行

灭菌

处理后，才能倒掉。例题2.（江苏卷第40题）（2）在所给的坐标图中绘出加那大一枝黄花和繁缕的种群密度的变化曲线。（3）本调查采用的方法是

样方法

；取样的关键除应考虑样方的大小和数量外，还应

随机取样

；种群密度的计算方法是

计算所有样方种群密度的平均值

。2.重视研究性学习

例题1.（05天津第3题）原发性低血压是一种人类的遗传病。为了研究其发病率与遗传方式，正确的方法是（D）①在人群中随机抽样调查并计算发病率②在人群中随机抽样调查研究遗传方式③在患者家系中调查并计算发病率④在患者家系中调查研究遗传方式A.①②B.②③C.③④D.①④

例2

研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液l00OmL。利用以下实验材料和器材设计实验，探究不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。实验材料和器材：水稻种子,试管,培养皿,纱布,尺子（l00mm),蒸馏水,恒温光照培养箱，温度设定为28℃，光强度为200OLux）；(实验材料和器材的数量不限)

根据给出的实验材料和器材．请设计实验方法和步骤．预测实验结果并作出分析。

(1)方法和步骤：

(2)结果预测和分析：

（1）方法和步骤：①用蒸馏水将重金属污染液逐级稀释10、102、103、104倍（稀释过程中pH值的变化可不作考虑），获得4种不同浓度的污染液；②挑选籽粒饱满、大小一致的水稻种子250粒，随机分成5组，50粒／组；③取5只培养皿，垫上纱布；其中4只培养皿加入等体积的不同浓度重金属污染液（浸润纱布即可），另1只培养皿加入等体积的蒸馏水作为对照；④在每只培养皿的纱布上，均匀放置50粒水稻种子；⑤将5只培养皿置于恒温光照培养箱培养；每天实验组补充等量的相应浓度重金属污染液，对照组补充等体积的蒸馏水，以保持纱布的湿润；⑥1周后统计各组的发芽率；用尺子测量幼苗株高（或根长），计算其平均值。答案:（2）结果预测和分析：不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发均有抑制作用，随着浓度的增加，萌发率逐渐降低；不同浓度的重金属污染液对水稻幼苗的生长均有抑制作用，随着浓度的增加，株高（或根长）逐渐降低。3.重视科学研究过程中对实验结果、数据的处理方法（或给出处理结果，如直角坐标图或直方图或表格化的数据，请考生表述其中蕴含着的信息）例题1（05全国卷Ⅲ第30题第2小题）拟谷盗是危害粮食的一类昆虫，现将甲、乙两种拟谷盗等量混养在不同环境条件下的同种面粉中。培养一段时间后，分别统计两种拟谷盗种群的数量（以两种拟谷盗数量总和为100%），结果如下表：环境条件甲拟谷盗（100%）乙拟谷盗（100%）湿热1000干热1090湿温8614干温1387湿冷3469干冷0100①根据上表提供的数据，在下面提供的坐标中绘制湿冷、干温条件下拟谷盗数量百分比的柱形图。答案例题2（天津第30题）（1）19世纪中叶以来，随着英国重工业的发展，尺蛾中黑化蛾的比例越来越高。为了研究环境改变对尺蛾种群变化的影响，1650年科学工作者在英国的两个地区利用标志重捕法进行了调查，获得如下结果：白色蛾黑化蛾释放数回收数回收率释放数回收数回收率污染区641625.0%1548253.2%非污染区3935413.7%406194.7%请回答下列问题：①自然选择是

适者生存，不适者被淘汰的过程。②表中两组数据

53.2%

大于25.0%

、

13.7%

大于

4.7%

共同支持“自然选择决定生物进化方向”这一论点。题目问及的两组数据到底是哪两组？为什么不是同一体色的蛾子在污染区与非污染区的回收率？这涉及到实验处理的一般原则——单因子对照。4.关注科学研究的逻辑思维与推理过程

例题1.（全国卷Ⅰ第31题）已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛，分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。（1）根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推断过程。不能确定。①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，六头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2。6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角，Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。综上分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。假设（或假说）是研究者对问题作出的合乎逻辑的解释，是严谨的思维推理过程。此题虽然不是考查科学研究过程中大的逻辑思维过程，但要求考生书写出自己假设的思维推理过程，其难度是很高的。

例2．从一个自然果绳种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。

现用两个杂交组合：灰色雌蝇×黄色雄蝇、黄色雌蝇×灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。（要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论）5.给出实验目的,要求学生写出材料用具，完成实验步骤，预测并作出解释的题目增多。例题．（全国卷Ⅱ第30题）植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。6.教材规定实验涉及到的“实验材料药品仪器的选择与使用、实验原理、实验现象及结果”仍然占有相当的比重例题1[全国Ⅰ第4题]将小麦种子分别置于20℃和30℃培养箱中培养4天，依次取等量的萌发种子分别制成提取液Ⅰ和提取液Ⅱ。取3支试管甲、乙、丙，分别加入等量的淀粉液，然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水，45℃水浴保温5分钟，立即在3支中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟，摇匀观察试管中的颜色。结果是（D）例题2.（全国Ⅱ第5题）下列实验中所用试剂错误的是 （Ｄ）

A．在观察植物细胞有丝分裂实验中，使用醋酸洋红溶液使染色体着色

B．在提取叶绿体色素实验中，使用丙酮提取色素

C．在DNA的粗提取与鉴定实验中，使用氯化钠溶液析出DNA D．在蛋白质的鉴定实验中，使用苏丹Ⅲ染液鉴定蛋白质例题3（广东卷第13题）生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是(A)A．可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀

B．只有脂肪的鉴定需要使用显微镜

C．用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热

D．使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用二、高考生物学实验考核的范围和要求（一）实验操作技能1.显微镜的使用2.玻片标本的制作3.微生物培养的基本技术1.显微镜的使用（1）目镜与物镜①目镜放大倍数（5×、10×、12.5×、15×）②物镜放大倍数（8×、10×、40×、45×、100×）③物像放大倍数＝目镜放大倍数×物镜放大倍数④目镜长度与放大倍数成反比；物镜长度与放大倍数成正比。⑤视野观察到细胞的数目多少与总放大倍数成反比；而每个细胞的大小与总放大倍数成正比。⑥放大倍数是指放大物体的长度和宽度，而不是面积和体积。⑦放大倍数与镜头和盖玻片（载玻片）之间的距离成反比。（2）对光①大光圈：光线强、视野亮，当光线过弱时需强光可使用。②小光圈：光线弱、视野暗，当光线过强时需弱光可使用。③平面镜：反射的光线较弱，当光线过强时可使用。④凹面镜：反射的光线较强，当光线过弱时可使用。⑤低倍物镜的凸透镜凸度小，且直径大，通光量大，视野明亮；高倍物镜的凸透镜凸度大，通光量少，视野变暗。（3）准焦螺旋细准焦螺旋：转动时镜筒升降幅度小，可微调。粗准焦螺旋：转动时镜筒升降幅度大，可粗调。（4）低倍镜和高倍镜观察法（略）

例1．用普通光学显微镜观察切片，当用低倍物镜看清楚后，转换成高倍物镜却看不到或看不清原来观察到的物体，可能的原因是

A．物体不在视野中央

B．切片放反，盖玻片在下面

C．低倍物镜和高倍镜的焦点不在同一平面

D．未换目镜

例2．用显微镜的一个目镜分别与4个不同倍数的物镜组合来观察血细胞涂片。当成像清晰时,每一物镜与载玻片的距离如图所示。如果载玻片位置不变,用哪一物镜在一个视野中看到的细胞最多

例3．显微镜目镜为10×，物镜为10×，视野中被相连的64个分生组织细胞所充满。若物镜转换为40×后，则在视野中可检测到的分生组织细胞数为A．2个B．4个C．8个D．16个2．玻片标本的制作 玻片标本的制作可包括：涂片法、压片法、装片法和切片法。①涂片法是一种将游离的细胞、动、植物中比较疏松的组织均匀地涂布在载玻片上的一种制片方法，其材料有单细胞生物、小型群体藻类、血液、含有细菌的培养液等，血液涂片的制作使用的就是涂片法。低倍镜观察高倍镜观察②装片法是将某些微小的生物如草履虫、蚜虫、变形虫、水螅、水绵、衣藻等或将某些大型生物的一小部分如蜂足、昆虫的肢和翅、人的口腔上皮细胞、植物的叶片表皮等从整体上取下，不做特殊处理而直接制成装片的方法，如洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片的制作。学会制作临时装片1.滴水2.取材3.展平4.盖片5.染色6.吸取例1．植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。

实验材料与主要用具：

实验步骤：

预测实验结果并作出解释：实验步骤：

①取菠菜叶，用镊子剥取表皮。

②在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。

③将临时装片放在显微镜载物台上，先在低倍镜下找到气孔，移动到视野中央。再换高倍镜进行观察，记录观察到的气孔状态。

④在盖玻片的一侧滴上浓盐水，在另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复做几次。

⑤继续观察气孔的变化，并做记录。

预测实验结果并作出解释：

在清水中气孔应开启。因为当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启。

在浓盐水中气孔应关闭。因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。③压片法是将比较疏松的生物材料，如花药、根尖、水螅、某些昆虫的唾液腺等用较小的压力压碎在载玻片上使其成一薄层的制片方法，是进行细胞学研究的常用方法之一，如果蝇幼虫唾液腺巨大染色体临时装片的制作即采用此法。

④切片法是用刀片将欲观察的材料切成极薄的片，以用于显微镜观察生物组织结构的一种方法，是生物实验中进行研究的一种有效手段。切片法又可分为徒手切片法、石腊切片法等。徒手切片法即用手拿刀片（或剃刀）把新鲜材料切成薄片，经简单染色后（也可不染色），封存于水中即可进行的一种方法。如花生种子中脂肪的鉴定即使用了徒手切片法。3.微生物培养的基本技术包扎试管，准备灭菌搁置斜面（注：培养基冷却至50℃左右时；搁置长度要合适。）接种时的正确姿势灭菌接种环灭菌接种环的箍处先接触培养基上未长菌的部位，使接种环冷却。轻轻挑取少量菌体，立即将接种环抽出。在火焰旁迅速将沾有菌体的接种环伸到斜面培养基底部。由里向外轻轻划蛇形细线，线要划密一些。抽出接种环，再用火焰烧灼管口，并在火焰上方将棉塞塞上。

（4）转为固体培养时，常采用____________的方法接种，获得单菌落后继续筛选。

（5）若研究“目的菌”的生长规律，将单个菌落进行液体培养，可采用____________的方法进行计数，以时间为横坐标，以____________为纵坐标，绘制生长曲线。

（6）实验结束后，使用过的培养基应该进行____________处理后，才能倒掉。1.还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定2.DNA的粗提取与鉴定3.叶绿体中色素的提取和分离（二）细胞和生物组织中物质的提取和鉴定1.还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定①可溶性还原糖＋斐林试剂砖红色（沉淀）溶液颜色变化过程为：浅蓝色棕色砖红色（沉淀）②脂肪＋苏丹Ⅲ（苏丹Ⅳ）染成橘黄色（红色）③蛋白质＋双缩脲试剂紫色络合物

注意事项：①斐林试剂极不稳定，其甲液和乙液需分别配制、储存，使用时再临时混合均匀用于实验。②双缩尿试剂的使用，应先加试剂Ａ，造成碱性环境，再加试剂B。③在鉴定可溶性还原糖时，试管中热时，其底部不要触及烧杯底部。④蛋白质鉴定如果用稀释液，浓度不能过大，以免实验后粘住试管壁，不易洗净。

例1．生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是

A．可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀

B．只有脂肪的鉴定需要使用显微镜

C．用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热

D．使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用2.DNA的粗提取与鉴定（见下表）步骤方法原理a．制备鸡血细胞液实验前一天，将宰杀后流出的约180mL鸡血注入盛有100mL

0.1g/mL柠檬酸钠的烧杯中，搅拌后置于冰箱内静置一天，除去上层澄清液即得柠檬酸钠防止血细胞凝固，搅拌混匀，加速破裂，静置使血细胞沉淀下层。b．提取核物质取制备鸡血细胞液10mL倒入50mL烧杯中，加蒸馏水20mL搅拌，纱布过滤取其滤液使细胞吸水胀破，搅拌加速破裂。步骤方法原理c．溶解核内DNA将滤液全部倒入50mL烧杯中，加入2mol/LNaCl溶液40mL摇动混匀，让滤液中DNA溶于浓盐溶液中DNA在高浓度NaCl溶液中，溶解度最大d．析出含DNA的黏稠物沿烧杯内壁缓缓加入蒸馏水，同时玻璃棒沿一个方向不停地轻轻搅拌，直到析出的黏稠物不再增加为止。DNA的浓度为0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最低。e．析出的DNA再溶解将玻璃棒卷起的粘稠物放入有2mol/LNaCl溶液的烧杯中，搅动使粘稠物溶解，直到溶液饱和为止。

DNA在高浓度NaCl溶液中，溶解度最大步骤方法原理f．提取较纯净的DNA在DNA的饱和溶液中加入95％冷酒精50mL，并加以搅拌就会出现较洁净的丝状物。用玻璃棒将丝状物卷起，并用滤纸吸去上面的水分DNA不溶于酒精溶液，而蛋白质溶于酒精溶液中；析出较纯净的DNA。g．DNA的鉴定①取少许丝状物，置玻片中央，加1滴甲基绿溶液，丝状物变成蓝绿色。②试管A：0.015mol/LNaCl溶液5mL+丝状物+4mL二苯胺试剂(沸水浴,5min)蓝色。试管B：0.015mol/LNaCl溶液5mL+4mL二苯胺试剂（沸水浴，5min）无色。①甲基绿与DNA亲和力强，证明丝状物主要成分为DNA。②DNA遇二苯胺（沸水浴）会染成蓝色。试管B起对照作用例题1.（广东卷第32题）下表是关于DNA粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作及其作用的表述，正确的是（AC）

试剂操作作用A柠檬酸钠溶液与鸡血混合防止血液凝固B蒸馏水与鸡血细胞混合保持细胞形状C蒸馏水加入到溶解有DNA的NaCl中析出DNA丝状物D冷却的酒精加入到过滤后DNA的NaCl中产生特定的颜色反应3.叶绿体中色素的提取和分离例题1.（广东卷第4题）叶绿体色素的纸层析结果显示。叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是(D)A．分子量最小

B．分子量最大

C．在层析液中的溶解度最小

D．在层析液中的溶解度最大（三）实验设计的一般步骤和原则确定实验目的实验原理

实验条件

实验方法、步骤

实验现象的观察、记录、数据分析（实验结果的分析）对实验现象的分析、解释，并得出实验结论①确定实验目的：验证或探究哪一生物学事实②实验原理：实验所依据的道理③实验的条件：完成该实验的必备条件，如仪器、设备、材料、温度、等。④实验的方法步骤：完成该实验的最佳程序。⑤实验现象的观察、记录、数据处理（实验结果的分析）⑥对实验现象的分析与解释，并推出或得出实验结论⑦设计对照实验。科学性原则等量性原则单一变量原则对照性原则原则a空白对照—不给对照组任何处理因素c相互对照—不单设对照组，而是几个实验组相互对照对照的常用方法：b自身对照—对照和实验都在同一研究对象上进行提出问题作出假设设计实验方案观察现象、分析数据得出结论

（四）探究性实验

①现象（胚芽鞘向光弯曲生长）—提出问题（此现象是否与单侧光照有关）—假设（此现象与单侧光照有关）—设计实验（单侧光照与常态均匀光照对照）—结果（单侧光照处理向光弯曲生长，对照处理则直立生长）—结论（证实了假设成立）。②新发现的现象（向光弯曲的部位是尖端下面一点）—问题（此现象是否与尖端有关？）—假设（向光弯曲生长与尖端有关）—设计实验（切掉尖端，单侧光照）—结果（不长也不弯）—结论（假设成立）

③现象（上述两实验结果）——提出问题（尖端是否产生某种物质，影响细胞的生长）——假设（尖端能产生影响细胞生长的物质）——设计实验（借助琼脂，注意用空白琼脂对