1、PART 7专题七实验与探究第14讲教材基础实验第15讲实验分析与设计 微专题九高中生物常用科学研究方法归纳第14讲教材基础实验专题七实验与探究能独立完成“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等进行运用。考纲展示网络构建基础速查拾遗1.下列关于显微观察类实验与物质提取和鉴定类实验的说法,正确的划“”,错误的划“”。(1)观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验,可观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。()(2)以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料,经吡罗红甲基绿染色,可观察到呈红色的细胞核。()(3)制作
2、细胞的有丝分裂装片时,洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色。()解析(1)解离后细胞死亡,不能观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展。(2)可观察到呈绿色的细胞核。(3)洋葱根尖解离后需要漂洗,然后再染色。基础速查拾遗(4)低温诱导染色体数目加倍实验中,将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理。()(5)酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸的产物都能用酸性重铬酸钾溶液来鉴定。()(6)将斐林试剂加入果糖溶液中后,溶液呈现无色,水浴加热后有砖红色沉淀生成。()(4)先低温处理,后固定,再制片。(5)酵母菌无氧呼吸的产物酒精可以用酸性重铬酸钾溶液来鉴定。(6)斐林试剂是蓝色的,因此将斐林试剂加入果糖溶液中,溶液不可
3、能呈现无色。基础速查拾遗2.下列关于模拟调查类实验与验证和探究设计类实验的说法,正确的划“”,错误的划“”。(1)在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中,计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比,能反映NaOH进入琼脂块的速率。()(2)用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤小动物的丰富度。()(3)随机扫取表层土取样,可以调查土壤小动物类群丰富度。()解析(1)在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中,计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比,能反映物质运输效率。(2)农田土壤小动物的丰富度应用取样器取样法调查。(3)用取样器取一定深度的土样调查土壤小动物类群丰富度。基础速查拾遗(4)
4、探究温度对酶活性的影响时,将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温。()(5)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式。()(6)在“探究-萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中,用高浓度组的-萘乙酸溶液浸泡插条基部一天后,观察生根情况以确定最适浓度。()(7)探索2,4-D促进插条生根的最适浓度,为减小实验误差而采取的措施是进行预实验确定浓度范围。()(4)先将酶与底物溶液在不同温度下保温,再混合。(5)酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2。(6)用高浓度组的-萘乙酸溶液浸泡插条基部约5 s。(7)预实验是为进一步实验摸索条件的,而不是为了减小实验误差。考点互动探究考点一 显微观
5、察类实验 主干整合1.列表比较六个显微观察类实验实验名称观察方式观察对象细胞的状态染色剂常用实验材料观察叶绿体原色观察叶绿体 无菠菜叶或藓类的叶观察植物细胞质壁分离与复原紫色大液泡 紫色洋葱 活细胞活细胞鳞片叶外表皮细胞考点互动探究实验名称观察方式 观察对象 细胞的状态染色剂常用实验材料观察细胞中DNA、RNA的分布染色观察DNA、RNA死细胞 人口腔上皮细胞或 观察线粒体线粒体活细胞 人口腔上皮细胞观察根尖分生组织细胞的有丝分裂染色体 或醋酸洋红液洋葱根尖低温诱导染色体数目变化染色体死细胞 洋葱根尖 甲基绿吡罗红 洋葱鳞片叶内表皮细胞 健那绿染液死细胞龙胆紫染液改良苯酚品红染液考点互动探究2
6、.观察类实验的操作流程归纳图14-1有颜色漂洗低考点互动探究3.关注洋葱在实验中的“一材多用”取材部位实验名称取材原因叶鳞片叶探究植物细胞吸水与失水外表皮细胞含 观察DNA和RNA在细胞中的分布内表皮细胞近于色 管状叶叶绿体中色素的提取与分离色素含量多根观察根尖分生组织细胞的有丝分裂材料易得,且分生区细胞,数目少,易于观察 低温诱导植物染色体数目的变化材料易得,且低温下根尖也能分裂生长,诱导染色体变异率较高紫色大液泡无分裂能力强 染色体考点互动探究 考法提炼1.下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”实验的叙述,正确的是()A.处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等B.显微镜下绝大多数细胞中
7、能观察到染色体C.观察到分裂末期有的细胞内细胞板正在向四周扩展形成新的细胞壁D.如果在一个视野中不能看各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找解析 分裂间期占细胞周期的时间长,所以处于分裂间期的细胞数目远多于处于中期的细胞数目,A错误;由于大多数细胞处于间期,间期为染色质的形态,而染色体是分裂期的形态,故显微镜下只有少数细胞中能观察到染色体,B错误;D考点互动探究 考法提炼1.下列关于“观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂”实验的叙述,正确的是()A.处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等B.显微镜下绝大多数细胞中能观察到染色体C.观察到分裂末期有的细胞内细胞板正在向四周扩展形成新的细胞壁D.如果在一个
8、视野中不能看各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找经过解离后细胞已经死亡,故不能看到细胞的动态变化,即观察不到分裂末期有的细胞内细胞板正在向四周扩展形成新的细胞壁,C错误;由于不同细胞可能处于不同的分裂时期,故若在一个视野中不能看全各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找,D正确。D考点互动探究2.洋葱是生物学实验的常用材料,其鳞片叶及根尖可用于不同的实验研究。下列关于洋葱在实验中的应用,叙述错误的是()A.运用质壁分离与复原实验,可估测洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液的浓度B.提取洋葱鳞片叶外表皮细胞液泡中的紫色色素,可使用清水作溶剂C.观察高等植物细胞有丝分裂的过程,宜选取洋葱根尖分生区细胞D.利用
9、洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验,可观察到线粒体和叶绿体D考点互动探究解析 当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时,发生质壁分离,当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时,发生质壁分离复原,故运用质壁分离与复原实验,可估测洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液的浓度,A正确;紫色色素储存在液泡里,液泡里是以水为基础的液体环境,所以此色素可溶解于水中,B正确;观察有丝分裂时,需要选择连续分裂的细胞,洋葱根尖分生区细胞属于连续分裂的细胞,C正确;利用洋葱鳞片叶内表皮细胞进行实验,可观察到线粒体,观察不到叶绿体,因为洋葱鳞片叶内表皮细胞无叶绿体,D错误。考点互动探究3.某学习小组用光学显微镜对有关实验材料进行观察和研究,结
10、果记录如下表,正确的是()选项实验材料观察到的结构或现象A人的口腔上皮细胞经健那绿染色可观察到线粒体的嵴B小鼠的肝细胞在30%蔗糖溶液中发生质壁分离C洋葱鳞片叶外表皮经龙胆紫染色细胞中出现多条染色体D黑藻叶片椭球形的叶绿体在细胞质中移动D考点互动探究解析 人口腔上皮细胞中含有线粒体,且无色,因此经过健那绿染色后,可观察到线粒体呈蓝绿色,但是看不到线粒体的嵴,A错误;小鼠的肝细胞没有细胞壁,在30%蔗糖溶液中发生渗透失水,不会发生质壁分离,B错误;洋葱鳞片叶外表皮细胞为成熟细胞,不再分裂,经龙胆紫染色,不会看到染色体,C错误;黑藻叶片含有叶绿体,用光学显微镜观察黑藻叶片,能看到椭球形的叶绿体在细
11、胞质中移动,D正确。考点互动探究【易错警示】有关教材观察类实验的3个易错点(1)实验材料的正确选择是观察类实验的关键,选材应注意:观察DNA、RNA在细胞中的分布时不能选用哺乳动物成熟的红细胞(无细胞核,几乎不含DNA、RNA);检测植物组织中的还原糖时不宜选用甘蔗的茎或甜菜的块根,因为甘蔗的茎或甜菜的块根中富含蔗糖,为非还原糖;不能用观察叶绿体的材料来观察线粒体,因为叶绿体中的色素颜色会掩盖健那绿染色后的颜色变化。(2)观察细胞的有丝分裂或低温诱导染色体数目加倍时,应注意观察呈正方形的根尖分生区细胞。(长方形的细胞可能是根尖的伸长区的细胞或成熟区的细胞,没有分裂能力)(3)观察细胞的减数分裂
12、所选的材料可以是动物的精巢或植物的雄蕊,不宜选用动物的卵巢或植物的雌蕊。(雄配子数量远远多于雌配子,更容易观察到减数分裂)考点互动探究考点二 物质提取和鉴定类实验 主干整合1.列表比较六个物质提取和鉴定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无还原糖的鉴定 苹果或梨的匀浆等试剂现用现配,水浴加热脂肪的鉴定苏丹(或苏丹)染液 花生种子组织样液用肉眼观察;切片法需用高倍镜观察斐林试剂砖红色沉淀 橘黄色(或红色)考点互动探究(续表)实验名称试剂颜色生物材料备注蛋白质的鉴定 豆浆、稀蛋清等先加A液,后加B液,摇匀后使用,B液不能过量模拟尿糖的检测葡萄糖试纸有色水、葡萄糖溶液、三份
13、模拟“尿样”无 双缩脲试剂紫色考点互动探究(续表)实验名称试剂颜色生物材料备注叶绿体中色素的提取和分离提取液:分离液:胡萝卜素呈橙黄色;叶黄素呈黄色;叶绿素a呈;叶绿素b呈黄绿色 新鲜的绿叶(如菠菜叶)加入二氧化硅是为了;加入碳酸钙是为了 无水乙醇层析液蓝绿色研磨得更充分 防止色素在研磨过程中被破坏考点互动探究2.鉴定类实验的操作流程归纳图14-2考点互动探究3.酒精与盐酸在实验中的应用试剂实验名称作用酒精50%的酒精检测生物组织中的脂肪 70%的酒精土壤中小动物类群丰富度的研究 观察植物细胞的有丝分裂 与盐酸混合,使组织细胞分离低温诱导植物染色体数目的变化,与盐酸混合,使组织细胞分离 绿叶中
14、色素的提取和分离 溶解提取色素洗去浮色 固定形态,防止腐烂95%的酒精洗去卡诺氏液无水乙醇考点互动探究试剂实验名称作用盐酸8%的盐酸观察DNA和RNA在细胞中的分布 ;使染色质中的DNA和蛋白质分开,便于染色剂与DNA结合 观察植物细胞的有丝分裂与酒精混合,使组织细胞分离低温诱导植物染色体数目的变化(续表)改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞15%的盐酸考点互动探究 考法提炼1.下列有关检测生物组织中的还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的叙述,正确的是()A.DNA分子与二苯胺试剂混合,沸水浴冷却后变紫色B.蔗糖和麦芽糖分别与斐林试剂混合,水浴后都可出现砖红色C.检测蛋白质的双缩脲试剂经稀释后可用
15、于检测还原性糖D.检测脂肪组织的苏丹染液可将脂肪组织染成橘黄色C解析 DNA分子与二苯胺试剂混合,沸水浴冷却后变蓝色,A错误。蔗糖是非还原性糖,麦芽糖是还原性糖,麦芽糖与斐林试剂混合,水浴后可出现砖红色,B错误。考点互动探究 考法提炼1.下列有关检测生物组织中的还原糖、脂肪、蛋白质和DNA的叙述,正确的是()A.DNA分子与二苯胺试剂混合,沸水浴冷却后变紫色B.蔗糖和麦芽糖分别与斐林试剂混合,水浴后都可出现砖红色C.检测蛋白质的双缩脲试剂经稀释后可用于检测还原性糖D.检测脂肪组织的苏丹染液可将脂肪组织染成橘黄色C斐林试剂中NaOH溶液称为斐林试剂甲液,其浓度为0.1 g/mL,CuSO4溶液称
16、为斐林试剂乙液,其浓度为0.05 g/mL;双缩脲试剂中NaOH溶液(双缩脲试剂A液)的浓度为0.1 g/mL,CuSO4溶液(双缩脲试剂B液)的浓度为0.01 g/mL,C错误。检测脂肪组织的苏丹染液可将脂肪组织染成橘黄色,D正确。考点互动探究2.下列四个实验中所用的酒精浓度最高的是()A.观察花生子叶中脂肪颗粒B.观察口腔上皮细胞中DNA和RNA的分布C.观察洋葱根尖细胞的有丝分裂D.土壤中小动物类群丰富度的研究C解析 观察花生子叶中脂肪颗粒,用苏丹染液或苏丹染液将花生子叶薄片染色后,需用50%酒精洗去浮色;观察口腔上皮细胞中DNA和RNA的分布,在操作过程中,需用点燃的酒精灯将涂有口腔上
17、皮细胞的载玻片烘干,酒精灯一般用90%左右的工业酒精作燃料;观察洋葱根尖细胞的有丝分裂实验考点互动探究2.下列四个实验中所用的酒精浓度最高的是()A.观察花生子叶中脂肪颗粒B.观察口腔上皮细胞中DNA和RNA的分布C.观察洋葱根尖细胞的有丝分裂D.土壤中小动物类群丰富度的研究C中,用95%的酒精与15%盐酸按11混合配制成解离液,以使细胞相互分离;在“土壤中小动物类群丰富度的研究”实验中,通常用体积分数为70%的酒精溶液对小动物进行固定和防腐。综上分析,C正确,A、B、D均错误。考点互动探究3.盐酸是一种常见的化学试剂,也广泛用于生物学实验,以下涉及盐酸的实验或过程说法正确的是()A.“观察D
18、NA和RNA在细胞中的分布”的实验中8%的盐酸作用后要用蒸馏水冲洗涂片B.“探究酶活性受pH的影响”的实验中盐酸的作用是用于控制无关变量C.“低温诱导染色体数目变化”的实验中,可尽量延长用盐酸和酒精处理的时间使解离更充分D.促胰液素的发现过程中稀盐酸的作用是促使胰腺产生促胰液素A考点互动探究解析“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验步骤:取口腔上皮细胞制片水解冲洗涂片染色观察,将涂片用质量分数为8%的盐酸水解后,还需用蒸馏水冲洗才能用染色剂染色,A正确;“探究酶活性受pH的影响”的实验中盐酸的作用是控制自变量,B错误;“低温诱导染色体数目变化”的实验中,用盐酸和酒精处理的时间不能太长,否则
19、会导致解离过度,根尖过分酥软,C错误;促胰液素的发现过程中稀盐酸的作用是促使小肠黏膜产生促胰液素,D错误。考点互动探究考点三 模拟调查类实验 主干整合1.列表比较三个模拟调查类实验研究性课题调查对象调查方法计算方法种群密度的调查活动能力强、活动范围大的动物 植物或活动能力弱、活动范围小的动物 标志 重捕法样方法考点互动探究研究性课题调查对象调查方法计算方法调查人群中的遗传病发病率汇总法遗传方式家系分析法土壤中小动物类群丰富度的调查土壤小动物 记名计算法、取样器取样法目测估计法考点互动探究2.模拟调查类实验的操作流程归纳图14-3双随机性考点互动探究3.辨析四种调查方法的适用范围调查方法适用范围
20、标志重捕法活动能力强、活动范围大的动物样方法植物或活动能力弱、活动范围小的动物和虫卵抽样检测法(显微计数法)肉眼看不见的细菌、酵母菌等取样器取样法活动能力较强、身体微小的土壤小动物考点互动探究 考法提炼1.单基因遗传病有红绿色盲、白化病、高度近视(600度以上)等,某学校开展“调查人群中高度近视遗传病发病率”活动,相关叙述不正确的是()A.收集高度近视相关的遗传学知识,了解其症状与表现B.调査时需要调查家庭成员患病情况C.为保证调查群体足够大,应汇总各小组调查数据D.高度近视遗传病发病率=高度近视人数/被调査的总人数100%B考点互动探究解析 调查人群中遗传病发病率之前,需要收集相关的遗传学知
21、识,了解其症状与表现,A正确;调查人群中遗传病发病率,需在人群随机取样,不需要调查患者家庭成员患病情况,B错误;为保证调查群体足够大,各小组调查的数据应进行汇总,C正确;某种遗传病的发病率=某种遗传病的患病人数/某种遗传病的被调查人数100%,D正确。考点互动探究2.下列探究活动中,不需要随机取样的是()A.抽样检测法计数酵母菌种群数量B.调查人群中某种遗传病的遗传方式C.调查同一块地中不同双子叶植物的种群密度D.计数视野中不同时期细胞,比较细胞周期中各时期的时间长短B解析 采用抽样检测法计数酵母菌种群数量时需要随机取样;调查遗传病的遗传方式应该在患者家系中进行,不需要随机取样;调查植物种群密
22、度时应该用样方法,而样方法取样的关键是随机取样;计数视野中不同时期细胞,比较细胞周期中各时期的时间长短时需要随机取样。考点互动探究考点四 验证和探究设计类实验 主干整合1.自变量、因变量、无关变量图14-4考点互动探究2.探究类实验的变量分析实验名称自变量因变量无关变量通过模拟实验探究膜的透性半透膜两侧溶液浓度差漏斗玻璃管液面的上升高度半透膜的种类、开始时的液面高度、温度等条件探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化)pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等考点互动探究(续表)实验名称自变量因变量无关变量探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH酶的活性(
23、单位时间产生气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度)温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究酵母菌细胞呼吸的方式氧的有无CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度);酒精的产生(用酸性重铬酸钾溶液检测)葡萄糖溶液的量、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接的导管的大小等考点互动探究(续表)实验名称自变量因变量无关变量模拟探究细胞大小与物质运输的关系琼脂块体积的大小物质运输的效率琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度不同浓度的生长素类似物扦插枝条的生根数量或长度实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间等考点互动
24、探究(续表)实验名称自变量因变量无关变量探究培养液中酵母菌种群数量的变化时间酵母菌种群数量培养液的成分、培养条件、空间等探究水族箱中群落的演替时间群落的演替水族箱中的培养条件和环境等考点互动探究3.常见实验结果的检测指标(1)光合速率:O2释放量、CO2吸收量或淀粉积累量。(2)呼吸速率:O2吸收量、CO2释放量或淀粉减少量。(3)原子转移途径:放射性。(4)细胞液浓度大小:质壁分离程度。(5)细胞是否死亡:是否发生质壁分离、台盼蓝溶液能否染色。(6)甲状腺激素作用:动物耗氧量、发育速度等。(7)生长激素作用:生长速度(体重变化、身高变化)。(8)胰岛素作用:动物活动状态。考点互动探究 考法提
25、炼1.下列关于生物实验中“对照”及“变量”的叙述,正确的是()A.探究酵母菌细胞呼吸的方式实验属于对比实验,无对照B.比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率实验中,自变量为催化剂种类,因变量只能为气泡的释放速率C.观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原实验中,原生质层的形态和位置变化为因变量,有空白对照D.探究温度对植物光合作用的影响实验中,温度为自变量,光照强度为无关变量,无空白对照D考点互动探究解析 探究酵母菌细胞呼吸的方式实验属于对比实验,通入空气组和无氧组相互对照,A错误;比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率实验中,自变量为催化剂种类,因变量可以是气泡的释放速率或卫生香的燃烧情况,B错误;观察紫色
26、洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原实验中,原生质层的形态和位置变化为因变量,无空白对照,自身前后对照,C错误;探究温度对植物光合作用的影响实验中,温度为自变量,光照强度、二氧化碳浓度等为无关变量,应该保持一致,无空白对照,D正确。考点互动探究2.下列不属于控制无关变量的是()A.验证光合作用产生淀粉的实验中,首先将实验植株进行“饥饿处理”B.验证光合作用需要光照的实验中,将叶片一半曝光、另一半遮光C.探究唾液淀粉酶最适pH的实验中,应将每一组温度控制在37 D.探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,每一组都加入等量的淀粉B解析 验证光合作用能产生淀粉的实验中,是否有光是实验的自变量,原有的淀粉是无关变量,
27、将实验植株进行“饥饿处理”是消耗原有淀粉,A不符合题意;验证光合作用需要光照的实验中,是否有光是实验的自变量,将叶片一半曝光、另一半遮光属于自变量的控制,B符合题意;考点互动探究2.下列不属于控制无关变量的是()A.验证光合作用产生淀粉的实验中,首先将实验植株进行“饥饿处理”B.验证光合作用需要光照的实验中,将叶片一半曝光、另一半遮光C.探究唾液淀粉酶最适pH的实验中,应将每一组温度控制在37 D.探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,每一组都加入等量的淀粉B探究唾液淀粉酶最适pH的实验中,自变量为pH,温度为无关变量,C不符合题意;探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,温度为自变量,淀粉的量属于无关变量
28、,D不符合题意。考点互动探究3.生物实验中常用到对照,以下实验对照设置正确的是()A.研究温度对淀粉酶活性的影响分别在 0、20、40、60、80 和 100 条件下进行B.研究细胞核的功能时,把蝾螈的受精卵横缢成两部分,每部分各含有一半的细胞核C.研究甲状腺激素对小鼠新陈代谢的影响,分别给不同组小鼠注射蒸馏水和甲状腺激素溶液D.研究低温对不同植物染色体数目的影响,分别将植物甲的根尖和植物乙的芽尖用低温处理A考点互动探究解析 研究温度对淀粉酶活性的影响时,自变量是温度,应该让温度有所不同,其他条件保持一致,A正确;研究细胞核的功能时,自变量是有无细胞核,应把蝾螈的受精卵横缢成有核和无核两部分,
29、不是各含有一半的细胞核,B错误;研究甲状腺激素对小鼠新陈代谢的影响时,对照组应该注射生理盐水,不是蒸馏水,C错误;研究低温对不同植物染色体数目的影响,自变量是不同植物,选择甲、乙两种植物,但所选植物器官应该保持一致,都选择根尖或都选择芽尖,D错误。真题回顾拓展1.2018全国卷 某同学运用黑光灯诱捕的方法对农田中具有趋光性的昆虫进行调查。下列叙述错误的是()A.趋光性昆虫是该农田生态系统的消费者B.黑光灯传递给趋光性昆虫的信息属于化学信息C.黑光灯诱捕的方法可用于调查某种趋光性昆虫的种群密度D.黑光灯诱捕的方法可用于探究该农田趋光性昆虫的物种数目B真题回顾拓展解析 在农田生态系统中趋光性昆虫要
30、以其他生物为食,属于消费者,A项正确。黑光灯发出光吸引趋光性昆虫,光属于物理信息,B项错误。黑光灯诱捕法是调查具有较强活动能力的动物的种群密度的常用方法之一,其原理是在一个封闭的种群里,用同样的方法连续捕捉被调查动物,直到捕获数为0时,捕获的总数就等于该种群的总个体数。而黑光灯诱捕的也应是该农田生态系统中所有的趋光性昆虫物种,故C、D项正确。真题回顾拓展2.2017全国卷 下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是()A.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色D.斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡
31、萄糖还原成砖红色B解析 完整的细胞膜具有选择透过性,台盼蓝不是细胞所需物质,所以在细胞膜完整的情况下,台盼蓝不能进入细胞,细胞不能被染色,只有在细胞膜不完整的情况下,细胞才能被染色,A项正确。双缩脲试剂可以和有肽键的物质发生紫色反应,氨基酸没有肽键,B项错误。真题回顾拓展2.2017全国卷 下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是()A.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测B.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色C.若要观察处于细胞分裂中期的染色体可用醋酸洋红液染色D.斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色B染色体可以被碱性染料染色,醋酸洋红液是一种碱性染料,C项正确。斐林
32、试剂是由甲液NaOH溶液和乙液CuSO4溶液等量混合而成的,是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖等还原糖还原成Cu2O,从而出现砖红色沉淀,D项正确。真题回顾拓展3.2017天津卷 叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是()A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素B.用水做层析液观察花青苷的色素带C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目D解析 叶绿体中的色素为脂溶性,能溶于有机溶剂中,故可用无水乙醇提取叶绿体中的色素,A项正确。月季成熟的紫红色叶片中含有的花青苷能溶于水,可用水作层析
33、液观察花青苷的色素带,B项正确。真题回顾拓展3.2017天津卷 叶绿体中的色素为脂溶性,液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料,下列实验无法达到目的的是()A.用无水乙醇提取叶绿体中的色素B.用水做层析液观察花青苷的色素带C.用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水D.用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目D月季成熟叶片细胞有大液泡,可用质壁分离与复原实验探究细胞的失水与吸水,C项正确。月季叶片表皮细胞是成熟细胞,不再进行有丝分裂,不能用于染色体形态和数目的观察,D项错误。教师备用习题1.下列有关生物学实验的叙述,正确的是()A.脂肪鉴定实验中,50%的酒精的作用是溶解
34、组织中的脂肪B.调查某种遗传病的发病率与遗传方式时,调查的人数有较大差别C.观察人口腔上皮细胞中的线粒体时,需先用8%的盐酸处理,再用健那绿染色D.在研钵中加入新鲜菠菜叶、SiO2和无水乙醇,研磨液呈黄绿色,原因是菠菜叶用量太少B解析 脂肪鉴定实验中,50%的酒精的作用是洗去浮色,A错误;调查某种遗传病的发病率在人群中随机调查,需要调查的人数较多,调查遗传方式时,需要在患者家系中进行,二者调查的人数有较大差别,B正确;教师备用习题1.下列有关生物学实验的叙述,正确的是()A.脂肪鉴定实验中,50%的酒精的作用是溶解组织中的脂肪B.调查某种遗传病的发病率与遗传方式时,调查的人数有较大差别C.观察
35、人口腔上皮细胞中的线粒体时,需先用8%的盐酸处理,再用健那绿染色D.在研钵中加入新鲜菠菜叶、SiO2和无水乙醇,研磨液呈黄绿色,原因是菠菜叶用量太少B观察人口腔上皮细胞中的线粒体时,需要保持细胞活性,不能用盐酸处理细胞,C错误;在研钵中加入新鲜菠菜叶、SiO2和无水乙醇,研磨液呈黄绿色,可能是未加碳酸钙,叶绿素被破坏所致,D错误。教师备用习题2.下列有关生物实验的叙述,正确的是()A.观察植物细胞的质壁分离和复原实验中缺乏对照B.提取和分离叶绿体色素时未加CaCO3,只加SiO2、无水乙醇,得到清晰的四条色素带C.可利用双缩脲试剂检测生物组织中的蛋白质D.测定胃蛋白酶分解蛋白质的最适温度,可在
36、pH=7的条件下进行C解析 观察植物细胞的质壁分离和复原实验中,实验前后构成自身对照,A错误;提取和分离叶绿体色素时未加CaCO3,只加SiO2、无水乙醇,则叶绿素被破坏,不能得到清晰的四条色素带,B错误;利用双缩脲试剂检测生物组织中的蛋白质,出现紫色反应,C正确;胃蛋白酶在pH=7的条件下已经失活,D错误。教师备用习题3.下列关于实验操作的叙述,错误的是()A.不宜选用橙汁鉴定还原糖,原因是其中不含还原糖B.鉴定花生子叶中的脂肪需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴C.用某一浓度的硝酸钾溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞,不一定能观察到质壁分离复原现象D.调查菜青虫种群密度用的是样方法A解析 检测
37、还原糖的原理是用斐林试剂与还原糖反应生成砖红色沉淀,而橙汁呈橙色,影响对颜色反应的观察,因此不能用橙汁检测还原糖,A错误。脂肪能被苏丹染成橘黄色或者被苏丹染成红色,观察花生子叶中的脂肪需要借助显微镜,B正确。教师备用习题3.下列关于实验操作的叙述,错误的是()A.不宜选用橙汁鉴定还原糖,原因是其中不含还原糖B.鉴定花生子叶中的脂肪需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴C.用某一浓度的硝酸钾溶液处理洋葱鳞片叶表皮细胞,不一定能观察到质壁分离复原现象D.调查菜青虫种群密度用的是样方法A若硝酸钾溶液的浓度小于细胞液浓度,则观察不到质壁分离及复原现象;若硝酸钾溶液的浓度大于细胞液浓度(细胞保持活性)
38、,则可观察到质壁分离和复原现象,C正确。菜青虫属于活动能力弱的动物,调查其种群密度用样方法,D正确。第15讲实验分析与设计专题七实验与探究1.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。2.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。3.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。考纲展示网络构建考点互动探究 主干整合1.理清实验设计的思路图15-1考点互动探究2.描述实验设计步骤的“三步曲”图15-2考点互动探究3.实验结果与结论的分析与归纳 实验结果是指通过观察或测量得到的实验
39、现象,是实验实际出现的情况。实验结论是根据对实验因变量与自变量关系的分析得出的具有普遍意义的理论性结论。结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般思路:(1)通过实验目的或步骤(根据单一因素不同)找出实验变量,将实验分为多个对照组。(2)由因找果,分析实验变量与结果间的逻辑关系,先得出正确结论(分结论)。(3)再根据各对照组中得出的“分结论”,综合为“全面结论(总)”。(4)在验证性实验中,如果实验目的已知,可直接作为正确结论,但全面性要因对照组而定。考点互动探究4.“五看法”评价实验设计考点互动探究图15-3考点互动探究考法一考查实验目的和实验假设1.在干旱环境中,高粱细胞生物膜系统会受
40、到损伤,抗干旱高粱仍能保持细胞正常形态,且叶片保持绿色的时间明显长于普通高粱。某同学据此提出的假设中,不成立的是()A.抗干旱高粱叶肉细胞自由水/结合水的值高于普通高粱B.抗干旱高粱叶绿体内类囊体受干旱损坏程度小于普通高粱C.抗干旱高粱细胞调节渗透压能力强于普通高粱D.抗干旱高粱根细胞的细胞液浓度高于普通高粱 考法提炼A考点互动探究解析 抗干旱高粱叶肉细胞自由水/结合水的值低,有利于增大抗性,A错误;据题意可知,抗干旱高粱能保持细胞正常形态,叶片保持绿色的时间明显较长,说明抗干旱高粱叶绿体内类囊体受干旱损坏程度小,B正确;抗干旱高粱在干旱环境中能保持细胞正常形态,推测抗干旱高粱细胞调节渗透压能
41、力较强,C正确;当根毛细胞液浓度低于外界溶液浓度时,根毛细胞会失水,而抗干旱高粱在干旱环境中能保持细胞正常形态,推测抗干旱高粱根细胞的细胞液浓度较高,D正确。考点互动探究2.为了探究某物质(X)的作用,研究者提出了以下实验思路:(1)实验分组:甲组:培养液+Y细胞+3H-TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)+生理盐水。乙组:培养液+Y细胞+3H-TdR+X(用生理盐水配制),每组设置若干重复样品。(2)分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度),求每组的平均值。(3)将各样品在相同且适宜的条件下培养合适时间后,测定其CRD,求每组平均值并进行统计分析。(要求与说明:答题时用X、CRD、3H-T
42、dR表示相关名词;Y细胞是能增殖的高等动物体细胞。)考点互动探究请回答:实验目的:。探究X对Y细胞增殖(或DNA合成)的影响解析 该实验的自变量为某物质(X)的有无,因变量为细胞内的放射性强度。3H-TdR是合成DNA的原料,若细胞分裂旺盛,则细胞内的放射性强度(CRD)的平均值就比较高。所以该实验的目的是探究X对Y细胞增殖(或DNA合成)的影响。考点互动探究【技法提炼】1.变量法寻找实验目的(1)根据题目信息,直接写出实验目的。此类题目中往往含有“验证”或“探究”的字眼,此即该实验的目的。(2)根据实验装置或实验现象,推断实验目的。此类试题首先确定实验的自变量和因变量,再寻找自变量和因变量之
43、间的关系,此即实验的目的。考点互动探究2.实验假设的确定方法(1)假设的确定依据对探究性实验来说,假设是对所要研究的对象设想一种或几种可能的答案或解释,即提出可能的实验原理。(2)假设的描述句式一:“如果(现象),则(结论)”。句式二:“当条件X存在时,事件P(实验现象)会发生”或“当条件X存在时,事件P(实验现象)不发生”或“当条件X存在时,对事件P(实验现象)没有影响”。考点互动探究考法二考查变量的控制与实验设计思路3.某课题组研究了激素类似物甲和乙对某种月季插条生根的影响,实验结果如图15-4所示,下列叙述正确的是()B图15-4A.激素类似物的浓度是该实验的唯一自变量B.若探究10 m
44、olL-1甲、乙对月季插条生根的复合影响,应设计4组实验C.实验证明乙促进生根的最适浓度是10 molL-1D.该实验证明激素类似物甲的作用具有两重性考点互动探究解析 研究激素类似物甲和乙对某种月季插条生根的影响,实验的自变量包括激素类似物种类和激素类似物的浓度,A项错误;探究10 molL-1甲、乙对月季插条生根的复合影响,应设计不加激素类似物、只加10 molL-1甲、只加10 molL-1乙、加入10 molL-1甲和10 molL-1乙的4组实验,B项正确;考点互动探究据图可知,与对照组相比激素类似物乙的各实验浓度对该种月季插条生根均具有抑制作用,故该实验不能证明激素类似物乙能促进该种
45、月季插条生根,要探究激素类似物乙是否具有促进该种月季插条生根的作用,应在01 molL-1区间再设置一系列浓度梯度重复实验,C项错误;图中激素类似物甲各浓度下生根数目均大于对照组,故不能证明激素类似物甲的作用具有两重性,D项错误。考点互动探究 将紫色洋葱鳞片叶细胞浸润在清水中,制成临时装片,放在低倍显微镜下观察液泡大小及原生质层位置。在盖玻片一侧滴加一定浓度的物质M溶液,另一侧用吸水纸吸引,重复几次(或使用引流法),使洋葱鳞片叶细胞浸润在物质M的溶液中。在低倍显微镜下观察紫色洋葱鳞片叶细胞是否发生质壁分离及自动复原。考点互动探究解析 可以通过观察质壁分离后的细胞是否自动复原来判断细胞是否可以主
46、动吸收物质M,根据实验的单一变量原则和对照性原则进行实验设计:将紫色洋葱鳞片叶细胞浸润在清水中,制成临时装片,放在低倍显微镜下观察液泡大小及原生质层位置;在盖玻片一侧滴加一定浓度的物质M溶液,另一侧用吸水纸吸引,重复几次(或使用引流法),使洋葱鳞片叶细胞浸润在物质M的溶液中;在低倍显微镜下观察紫色洋葱鳞片叶细胞是否发生质壁分离及自动复原。考点互动探究【技法提炼】实验思路与实验步骤的区别实验思路不同于实验步骤,实验步骤是详细的可操作性较强的实验过程(填写实验步骤要求学生对实验的选材、分组、处理等均要写出具体要求及详细内容),而实验思路不需要写出细致具体的可直接操作的步骤,只需要有一个大致的实验设
47、计过程即可。实验思路一般用一句话表述为用某方法处理某材料,观察其对某方面的影响效果。描述实验思路的要点是答出自变量、因变量及实验对象,而不是具体可操作性的设计。在控制无关变量时,实验思路中只要提到“相同且适宜”即可,具体操作时不同的实验者可以采用不同的方法去控制。考点互动探究考法三考查实验方案和实验步骤设计5.为检测不同波长的光(光质)对水藻光合作用强度的影响,现提供如图15-5所示的装置和如下材料:红、绿、蓝三种颜色的40 W灯泡数个,试管,水藻,pH试纸,NaHCO3溶液。请完成相关实验设计并回答有关问题:图15-5考点互动探究实验开始时按图示安装装置并放入20 的环境中。(1)请写出后续
48、的实验设计的主要步骤:。设置与题图相同的三套装置,用红、绿、蓝三种颜色的40 W灯泡在距试管相等的距离照射相同的时间,用pH试纸检测溶液pH的变化解析(1)由题意分析可知,实验的自变量是不同波长的光(光质),因变量是光合作用强度,结合实验设计的一般原则和提供的材料设计实验:设置与题图相同的三套装置,用红、绿、蓝三种颜色的40 W灯泡在距试管相等的距离照射相同的时间,用pH试纸检测溶液pH的变化。考点互动探究(2)若利用该装置,采用排水集气法测定单位时间内气体的产生量,则测量值可表示水藻的速率。净光合解析(2)植物的净光合速率=实际光合速率-呼吸速率。图示装置中的植物既可以进行光合作用,也可以进
49、行呼吸作用,因此采用排水集气法测定单位时间内气体的产生量,可表示水藻的净光合速率。考点互动探究(3)若实验中采用白光,并将试管向右移,随着距离的增大,气泡产生速率下降,产生这一结果的主要原因是 。解析(3)根据题意分析,若实验中采用白光,并将试管向右移,则随着距离的增大,光照强度减弱,导致光合作用光反应产生的氧气减少。光照强度减弱,光合作用产生的O2减少考点互动探究(4)为了减小实验数据的偶然误差,实验设计过程中,除要控制无关变量、设置对照实验外,还应进行。解析(4)在科学实验中,为了减小实验数据的偶然误差,常常需要设置重复实验。重复实验(5)在不改变实验材料和装置的情况下,如何使实验效果显著
50、?。解析(5)根据题干信息可知,该实验是在20 的环境中进行的,因此适当提高温度可以提高相关酶的活性,进而使实验效果更显著。适当提高温度考点互动探究6.氢气是一种清洁能源。低氧时莱茵衣藻叶绿体中的产氢酶活性提高,使H转变为氢气。已知CCCP(一种化学物质)能抑制莱茵衣藻的光合作用,诱导其产生氢气,而缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。请分析回答下列问题:(1)为探究CCCP、缺硫两种因素对莱茵衣藻产生氢气的影响及其相互关系。现提供生长状况相同的莱茵衣藻、CCCP、完全培养液、缺硫培养液等实验材料。请完善如下实验步骤(提示:CCCP的使用量不作要求,其可溶解在培养液中):第一步:将生长状况相同的莱茵
