届高三生物二轮复习高中生物基础知识梳理实验部分学案教师版.docx
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届高三生物二轮复习高中生物基础知识梳理实验部分学案教师版
2016年高考：
生物实验与探题专题
第一部分实验设计基础
一．实验设计的一般原则
1、单一变量原则：
即在一次对照实验中，只能是一个自变量，其实的实验条件应相同。
Ø几种变量：
自变量（实验变量）、因变量（反应变量）、无关变量
Ø无关变量控制的一般要求：
①生物材料要相同：
即所用材料的数量、来源和生理状况等方面要尽量相同或大致相同。
②实验试剂要相同：
即试剂的成分、浓度、体积要相同，尤其要注意体积上等量。
③处理方法要相同：
保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。
2、对照原则
Ø目的：
排除无关变量的影响，增强实验结果的可信度和说服力。
Ø设置对照组常有4种方法：
（1）空白对照：
即不给对照组做任何处理
（2）相互对照，不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。
（3）自身对照：
指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组；
（4）条件对照：
即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。
▲实验组和对照组的确认：
A．自然状态（未加处理）的实验称为对照组；
B．接受实验变量处理的实验称为实验组。
C．实验中对照组起参照物作用，故一般来说，对照组的结果在实验之前就已知。
D．并非任何实验都区分实验组和对照组之分。
二．实验设计题的解题策略
1、审题——分析理解能力（“三明确”：
实验目的、实验原理、实验变量）
（1）明确实验目的
类型
验证性实验
探究性实验
实验目的
验证研究对象的已知属性、特征
探索研究对象的未知属性、特征
实验假设
不存在假设问题
根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象假设出一种或几种可能性
结果预测
对应题设无须讨论
对应假设分类讨论
实验结论
对应实验目的作出肯定结论
开放，无明确结论（如果…则…）
（2）明确实验原理
原理A：
来自题干B：
课本中的相关知识C：
检测性实验还包括它的检测原理
（3）明确实验变量：
自变量、因变量、无关变量
方法一：
直接从实验目的获取方法二：
分析实验目的和实验原理推出
2、解题——语言表达能力
“四环节”：
分析实验思路、选择实验材料用具、书写实验设计步骤、预测解释实验结果
（1）构思实验思路
（2）选择实验材料用具
①利用题中已提供实验材料和用具
一般应全部用上，除非题目让你“选择使用”。
原则上不能任意添加，除非题目让你可根据需要另选材料用具。
②自行确定实验材料和用具：
实验材料要恰当（可以用、效果好）；联系教材相关实验。
（3）书写实验设计步骤（“三步走”：
分组编号、设置对照、观察记录）
（四）预测解释实验结果
实验结果：
由自变量而引起的变化实验结论：
根据实验结果作出推论
预测实验结果特别注意：
验证性实验的结果预测是唯一的，探究性实验的结果预测不是唯一的，需分组讨论。
第二部分高中生物教材实验知识点梳理
高中考纲规定教材的19个实验可分为：
（1）显微镜观察类实验：
一、三、四、六、十、十二；
（2）探究性实验：
七、九、十三、十五、十七、十九；
（3）验证性实验：
二、八；
（4）模拟实验：
五、十一、十六；
（5）调查类实验：
十四、十八。
实验一观察DNA、RNA在细胞中的分布（必修一P26）
1、原理、步骤、结论
2、实验注意事项
（1）选材：
口腔上皮细胞或洋葱内表皮细胞（无色）【不能用紫色洋葱表皮细胞或叶肉细胞，防止颜色的干扰】
（2）缓水流冲洗目的：
防止玻片上的细胞被冲走。
（3）几种试剂在实验中的作用
①0.9%NaCl溶液（生理盐水）：
保持口腔上皮细胞正常形态。
②8%盐酸：
a.改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞；b.使染色体中DNA与蛋白质分开，有利于染色。
③甲基绿吡罗红染液：
混合使用且需现配现用。
实验二检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质（必修一P18）
1、实验原理及步骤
2、实验注意事项
（1）还原糖鉴定实验材料要求：
需为白色或浅色，且还原糖含量高。
【不能用绿色叶片、西瓜、血液等材料，防止颜色的干扰；不能用马铃薯（含淀粉）、甘蔗、甜菜（含蔗糖）。
】
（2）唯一需要加热：
还原糖鉴定，且必需水浴加热，不能用酒精灯直接加热。
若不加热则无砖红色沉淀出现。
（3）非还原糖（如蔗糖）＋斐林试剂（水浴加热），现象不是无色而是浅蓝色[Cu（OH）2的颜色]。
（4）唯一需要显微镜——脂肪鉴定，实验用50%酒精的作用——洗掉浮色。
（5）斐林试剂：
需混合加入，且现配现用；双缩脲试剂：
需分别加入（先加A液，后加B液）。
实验三用显微镜观察多种多样的细胞（必修一P7）
1、显微镜的使用
2、显微镜使用的注意事项：
先低后高：
先低倍镜后高倍镜。
放大倍数：
指的是“长度”的放大倍数。
镜头与放大倍数的关系：
目镜越短，物镜越长，物镜距离玻片越近，放大倍数越大。
3、高倍镜与低倍镜的比较
物像大小
看到细胞数目
视野亮度
物镜与玻片的距离
视野范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
实验四观察线粒体和叶绿体（必修一P47）
1、实验原理
①叶绿体呈绿色，不需染色，制片后直接观察。
②线粒体需用健那绿（专一性线粒体的活细胞染料）染成蓝绿色后制片观察。
2、实验材料：
①观察叶绿体用藓类或菠菜叶片；②观察线粒体用人的口腔上皮细胞。
3、注意问题
①实验过程中的临时装片要始终保持有水状态。
②选鲜类、黑藻类叶：
因为叶子薄而小，叶绿体清楚，可取小叶直接制片；
实验五通过模拟实验探究膜的透性（必修一P60）
1．渗透系统的组成（如图）及条件
（1）半透膜：
可以是具选择透过性膜的生物膜，也可以是物理性的过滤膜。
（2）膜两侧的溶液具浓度差：
是指物质的量浓度，而非质量浓度。
2、注意事项
①水分子的移动方向：
可双向移动，但整体上水分子是从低浓度→高浓度。
②达到渗透平衡后，只要存在液面差Δh，则S1溶液的浓度仍大于S2溶液的浓度。
③若S1为10%蔗糖溶液，S2为10%葡萄糖溶液（若都不能透过半透膜），则水分子由漏斗进烧杯使漏斗液面下降。
实验六观察植物细胞的质壁分离和复原（必修一P61）
1、原理：
成熟的植物细胞构成渗透系统。
2、流程
3、质壁分离发生的条件：
活的植物细胞、大液泡、浓度差
4、质壁分离的原因分析
外因：
外界溶液浓度＞细胞液浓度；
内因：
原生质层相当于一层半透膜，且细胞壁的伸缩性小于原生质层；
表现：
液泡由大变小，细胞液的颜色由浅变深，原生质层与细胞壁逐渐分离。
5、特别提醒
（1）必须选择有大液泡并有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。
（2）若用50%蔗糖溶液做实验，能发生质壁分离但不能复原，因为细胞过度失水而死亡。
（3）若用尿素、KNO3等溶液会出现自动复原现象。
实验七探究影响酶活性的因素（必修一P78）
1、酶的高效性——比较过氧化氢在不同条件下的分解
（1）实验过程分析
（2）实验注意事项
实验时必须用新鲜的肝脏作实验材料，若不新鲜细胞内的过氧化氢酶等有机物可能在细菌的作用失活。
2、酶的专一性
该实验探究中的自变量可以是反应物不同，也可是酶种类不同；因变量是反应物是否被分解。
3、探究温度对酶活性的影响
（1）实验过程分析
（2）实验注意事项
①由于过氧化氢酶受热会分解，所以不能用过氧化氢为底物。
②由于斐林试剂在使用时需加热，所以应用碘液检测因变量。
4、探究pH对酶活性的影响
思考：
为什么不能用淀粉酶为底物探究pH的实验？
答：
因为淀粉在酸性条件下会分解，这对于判断淀粉酶
能否使得淀粉水解出现干扰。
故不能使用。
实验八叶绿体色素的提取和分离（必修一P97）
1、提取色素原理：
色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中。
2、分离色素原理：
各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。
【溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。
】
3、各物质作用：
无水乙醇：
溶解并提取色素；层析液：
分离色素；二氧化硅：
使研磨得充分；
碳酸钙：
中和液泡破损时释放的有机酸，防止色素分子被破坏。
4、分离结果：
滤纸条从上到下依次是“胡黄ab”。
【色素带的宽窄与色素含量相关】
实验九探究酵母菌的呼吸方式（必修一P91）
1、原理：
有氧条件：
C6H12O6＋6O2＋6H2O6→CO2＋12H2O＋能量
无氧条件：
C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2＋少量能量
2、检测：
（1）检测CO2的产生：
使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。
（2）检测酒精的产生：
橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
实验十观察细胞的有丝分裂（必修一P115）
1、材料：
洋葱根尖（或葱，蒜）
2、步骤：
（1）洋葱根尖的培养
（2）装片的制作流程：
解离（解离液）→漂洗（清水洗3min）→染色（龙胆紫或醋酸洋红）→制片
3、观察：
（1）先在低倍镜下找到根尖分生区细胞：
细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂。
（2）换高倍镜下观察：
处于分裂间期的细胞数目最多。
注意问题：
（1）为何每条根只能用根尖？
取根尖的最佳时间是何时？
为何？
答：
因为根尖分生区的细胞能进行有丝分裂；上午10时到下午2时；因为此时细胞分裂活跃。
（2）解离和压片的目的分别是什么？
压片时为何要再加一块载玻片？
答：
解离和压片的目的都是为了使细胞相互分离开来；再加一块载玻片是防止盖玻片被压破。
（3）解离过程中盐酸的作用是什么？
答：
分解和溶解细胞间质。
（4）为何要漂洗？
答：
洗去盐酸便于染色。
（5）为何要找分生区？
分生区的特点是什么？
答：
因为在根尖只有分生区的细胞能够进行细胞分裂；分生区的特点是：
细胞呈正方形，排列紧密。
（6）所观察的细胞能从中期变化到后期吗？
答：
不能，因为观察时细胞已死亡，只停留在某一时期。
（7）观察洋葱表皮细胞能否看到染色体？
为什么？
答：
不能，因为洋葱表皮细胞不能再分裂。
（8）若观察时不能看到染色体，可能的原因是什么？
答：
没有找到分生区细胞；没有找到处于分裂期的细胞；染液过稀；染色时间过短等。
实验十一 细胞大小与物质运输的关系（必修一P110）[模拟探究细胞表面积与体积的关系]
1、实验原理：
用琼脂块模拟细胞，琼脂块中含有酚酞，与NaOH相遇，呈紫红色，可显示物质（NaOH）在琼脂块中的扩散速度。
2、结论：
琼脂块的表面积与体积之比随着琼脂块的增大而减小；
NaOH扩散的体积与整个琼脂块的体积之比随着琼脂块的增大而减小。
实验十二观察细胞的减数分裂（必修二P21）
1、方法步骤：
低倍镜观察→高倍镜观察→绘图
2、讨论：
（1）如何判断视野中的一个细胞是处于减数第一次分裂还是减数第二次分裂？
答：
减数第一次分裂会出现同源染色体联会、四分体形成、同源染色体在赤道板位置成对排列、同源染色体分离、移向细胞两极的染色体分别由两条染色单体组成等现象；减数第二次分裂的中期，非同源染色体成单排列在细胞赤道板位置，移向细胞两极的染色体不含染色单体。
（2）减数第一次分裂与减数第二次分裂相比，中期细胞中的染色体的不同点是什么？
末期呢？
答：
减数第一次分裂的中期，两条同源染色体分别排列在细胞赤道板的两侧，末期在细胞两极的染色体由该细胞一整套非同源染色体组成，其数目是体细胞染色体数的一半，每条染色体均由两条染色单体构成；减数第二次分裂的中期，所有染色体的着丝点排列在细胞的赤道板的位置。
末期细胞两极的染色体不含染色单体。
实验十三低温诱导染色体加倍（必修二P88）
1、原理：
低温能够抑制纺锤体的形成，使细胞也不能分裂成两个子细胞，导致细胞中染色体数目加倍。
2、方法步骤：
（1）洋葱长出约1cm左右的不定根时，放入冰箱的低温室内（4℃），诱导培养36h。
（2）取根尖约0.5-1cm，用卡诺氏液中浸泡0.5-1h，固定细胞的形态，再用95%的酒精冲洗2次。
（3）制作装片：
解离→漂洗→染色→制片
（4）观察比较：
视野中既有正常的二倍体细胞,也有染色体数目发生改变的细胞。
3、讨论：
秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，这两种方法在原理上有什么相似之处？
答：
秋水仙素与低温都能诱导染色体数目加倍，其原理都是抑制纺锤体的形成，使染色体不能移向细胞两极，而引起细胞内染色体数目加倍。
实验十四调查常见的人类遗传病（必修二P91）
1、要求：
调查的群体足够大；选取群体中发病率较高的单基因遗传病。
【如红绿色盲、白化病、高度近视等】
2、计算公式：
某种遗传病的发病率=
×100%
实验十五探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用（必修三P51）
1、常用的生长素类似物：
α-萘乙酸（NAA），2,4-D,，苯乙酸（IPA），吲哚丁酸（IBA）
2、方法：
浸泡法：
要求溶液的浓度较低，并且最好是在遮荫和空气湿度较高的地方进行处理。
沾蘸法：
把插条的基部在浓度较高的药液中蘸一下（约5s），深约1.5cm即可。
3、预实验：
先设计一组浓度梯度较大的实验进行探索,在此基础上设计细致的实验。
4、控制无关变量：
如处理的时间长短应该一致,所用到的植物材料尽可能做到条件相同等。
实验十六模拟尿糖的检测
1、取样：
正常人的尿液和糖尿病患者的尿液
2、检测方法：
斐林试剂（水浴加热）
3、结果：
试管内发生出现砖红色沉淀的是糖尿病患者的尿液，未出现砖红色沉淀的是正常人的尿液。
实验十七探究培养液中酵母菌数量的动态变化（必修三P68）
1、实验原理
（1）酵母菌可以用液体培养基来培养，其增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关。
（2）利用血球计数板在显微镜下直接计数。
【由于不能区分活菌与死菌，会导致统计结果偏高】
2、注意事项
①怎样进行酵母菌的计数？
采用抽样检测的方法：
先将盖玻片放在记数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余培养液用滤纸吸去，待酵母菌细胞全部沉降到计数室底部，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为依据，估算试管中的酵母菌总数。
②吸取培养液计数前要将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差；
③如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取怎样的措施？
答：
增加稀释倍数
实验十八土壤中动物类群丰富度的研究（必修三P75）
1、方法：
取样器取样法。
2、用诱虫器采集：
利用了土壤小动物的趋暗、趋湿、避高温的特性。
3、丰富度的统计方法有两种：
一是计名计算法；二是目测估计法。
实验十九探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替（必修三P68）
1、实验目的：
探究生物群落的演替过程。
2、实验要求：
（1）水族箱必须是密封的，且透明，放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直。
（2）组成成分：
非生物成分、生产者、消费者和分解者（3）各生物成分的数量不宜过多，以免破坏食物链
归纳总结：
高中生物教材中的实验方法与操作
一、高中教材中涉及的实验方法汇总
（1）制作DNA分子双螺旋结构模型：
构建物理模型法
（2）种群数量增长模型：
构建数学模型
（3）分离各种细胞器：
差速离心法
（4）证明DNA的半保留复制：
密度梯度离心法
（5）分离叶绿体中的色素：
纸层析法
（6）观察线粒体：
活体染色法
（7）探究酵母菌的呼吸方式：
对比实验法
（8）分泌蛋白的合成和加工、噬菌体侵染细菌实验、追踪光合作用O和C的转移途径：
同位素标记法
（9）萨顿提出“基因在染色体上”的假说：
类比推理法
（10）孟德尔遗传规律的发现、摩尔根证明基因在染色体上、探究DNA的复制方式：
假说演绎法
（11）调查土壤中小动物类群的丰富度：
取样器取样法
（12）调查种群密度：
标志重捕法、样方法
二、常考的实验条件的控制
（1）增加水中氧气：
泵入空气、通入氧
（2）减少水中氧气：
容器密封、油膜覆盖、用凉开水
（3）CO2的控制：
除去密闭容器中的CO2：
容器中放置NaOH溶液
保持密闭容器中CO2浓度的恒定：
容器中放置Na2CO3溶液（或CO2缓冲液）
（4）光照强度的控制：
改变光源与植物的距离或改变光源（灯泡）的瓦数
（5）测定植物的呼吸速率（排除光合作用的干扰）：
给植物遮光处理
三、同位素标记法在高中教材实验中的应用
（1）分泌蛋白的合成与分泌——用3H标记亮氨酸
（2）光合作用中氧气的来源——用18O分别标记H2O和CO2
（3）光合作用中碳的转移途径（卡尔文循环）——用14C标记CO2
（4）噬菌体侵染细菌的实验——用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA
（5）DNA的半保留复制——用15N标记DNA
四、盐酸和酒精在高中生物实验中的使用浓度及作用
（一）盐酸
1、实验“DNA和RNA在细胞在的分布”中8％盐酸的作用——水解
（1）盐酸能改变细胞膜的通透性,加速染色剂的跨膜运输；
（2）盐酸使染色体中的DNA与蛋白质分离，便于DNA与染色剂的结合
2、实验“观察有丝分裂””和“低温诱导染色体加倍”中15％盐酸的作用——解离
能够使组织细胞的细胞壁软化，并使细胞间的物质溶解，从而达到分离细胞的目的。
3、实验“PH对酶活性的影响”中5％盐酸的作用——控制酸性条件
4、实验“生物体维持PH稳定的机制”中0.1mol/L盐酸的作用——控制酸性条件
（二）不同浓度的酒精在高中生物实验中的应用
1、体积分数为50%的酒精
（1）应用：
脂肪的鉴定实验
（2）作用：
洗去浮色。
（3）原理：
苏丹Ⅲ易溶于体积分数为50%酒精。
2、酒含量控制在12%（卤汤中）
（1）应用：
腐乳的制作
（2）作用：
抑制微生物的生长，同时能使腐乳具有独特的香味。
（3）注意事项：
酒含量过往高，会延长腐乳的成熟时间；酒含量过低，不足以抑制微生物生长，可能导致腐乳腐败。
3、体积分数为70%的酒精
（1）应用：
（2）作用
土壤中小动物类群丰富度的研究————固定小动物，防止腐烂。
微生物的实验室培养—————————消毒，防止杂菌污染
果酒和果醋的制作——————————消毒，防止杂菌污染
植物组织培养————————————对外植体、工作台等消毒
3、消毒的原理：
体积分数为75%的酒精，能够顺利地渗入到细菌体内，吸收细菌蛋白的水分，使其脱水变性凝固而失去功能，以达到消毒杀菌的目的。
（四）体积分数为95%的酒精
1、应用：
观察植物细胞的有丝分裂、低温诱导植物染色体数目的变化
2、作用：
解离，使组织中的细胞分离开来
3、原理：
用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精1∶1混合，能使组织中的细胞相互分离开来。
（五）无水酒精
1、应用：
叶绿体中色素的提取与分离
（也可以用体积分数为95%的乙醇，但要加入适量的无水碳酸钠，以除去乙醇中的水）
2、作用：
溶解色素
3、原理：
叶绿体中的各种色素均是脂溶性的，能溶解在有机溶剂中。
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