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专题八实验与探究考试说明对实验与探究能力的要求（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，并能综合运用这些实验涉及的方法和技能。（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。一、课本中的实验每一个实验的目的、原理、方法和步骤了如指掌。并能够应用相关的原理，对其他实验进行设计和拓展。考纲要求的实验（1）观察DNA和RNA在细胞中的分布（2）检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质（3）用显微镜观察多种多样的细胞（4）用高倍镜观察线粒体和叶绿体（5）通过模拟实验探究膜的透性（6）观察植物细胞的质壁分离和复原（7）探究影响酶活性的因素（8）叶绿体色素的提取和分离（9）探究酵母菌的呼吸方式（10）观察细胞的有丝分裂（11）模拟探究细胞表面积与体积的关系（12）观察细胞的减数分裂（13）低温诱导染色体加倍（14）调查常见的人类遗传病（15）探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用（16）模拟尿糖的检测（17）探究培养液中酵母菌数量的动态变化（18）土壤中动物类群丰富度的研究（19）探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替必修1必修2必修3选修1：（20）DNA的粗提取与鉴定网络构建第一类：显微镜观察类实验（7个）•用显微镜观察多种多样的细胞（1-P7）•观察DNA、RNA在细胞中的分布（1-P26)•观察线粒体和叶绿体(1-P47)•观察植物细胞的质壁分离和复原(1-P61)•观察细胞的有丝分裂(1-P115)•观察细胞的减数分裂(2-P21)•低温诱导染色体加倍(2-P88)镜筒压片夹载物台遮光器与光圈反光镜镜座镜柱镜臂细准焦螺旋粗准焦螺旋物镜目镜显微镜的结构：（一）使用高倍显微镜观察几种细胞（1-P7）显微镜的使用2、取镜安放3、对光4、放置玻片标本5、观察6、高倍显微镜的使用1、显微镜的构造（1）使用顺序：先低倍后高倍（2）放大倍数：（3）目镜、物镜镜头长度与放大倍数关系：（4）成像特点：低倍镜/高倍镜（5）物象移动方向与装片移动方向关系（包括顺逆时针问题）（6）视野光线亮度的调整与切片颜色、厚度的关系（7）污染物位置的判断若在低倍镜下看不到细胞，不可改用高倍物镜继续观察。注意：1）正确使用低倍镜：取镜——对光——安放装片——下降镜筒——调焦。下降镜筒时，必须双眼注视物镜和装片的距离，以免压坏装片和碰坏物镜。2）正确使用高倍镜：将低倍镜下看到的物像移到视野中央——转动转换器，换用高倍物镜——调整光圈和反光镜，使视野亮度适宜——调节细准焦螺旋，直至物像清晰。（二）观察DNA、RNA在细胞中的分布(1-p26)实验原理染色剂染色颜色主要存在部位DNARNA吡罗红甲基绿红色绿色主要在细胞核，线粒体、叶绿体含少量主要在细胞质取口腔上皮细胞制片(将载玻片烘干）水解冲洗涂片染色观察（先低倍镜再高倍镜/选择染色均匀、色泽浅的区域）（8%的HCl，能改变细胞膜的通透性，同时使DNA与蛋白质分离）人口腔上皮细胞DNA、RNA分布洋葱鳞片叶内表皮细胞DNA、RNA分布（蒸馏水）（0.9%的NaCl）（三）观察线粒体和叶绿体(1-p４7)一、实验原理1.高等绿色植物的叶绿体存在于细胞质基质中，叶绿体一般是色的，扁平的形或形，可以用高倍显微镜观察它的形态和分布。2.健那绿染液是专一性的染线粒体的活细胞染料。可以使活细胞的线粒体呈现色，而细胞质几乎为无色。绿蓝绿球椭球二、方法步骤与注意事项观察叶绿体装片：取材：（叶片薄且叶绿体大，数目少）制片：载玻片中央滴一滴清水，将叶片放入，加上盖玻片，制成临时装片（临时装片随时保持有水状态）观察：先倍镜找到叶片细胞后高倍镜观察叶绿体（形态和分布）（光强度的变化与叶绿体的位置关系）绘图：用铅笔画一个叶绿体形态和分布情况清楚的叶肉细胞藓类小叶或黑藻叶或波菜叶稍带叶肉的下表皮低黑藻细胞的叶绿体人口腔上皮细胞的线粒体1、原理：①细胞液浓度细胞外溶液浓度时，细胞吸水；细胞液浓度细胞外溶液浓度时，细胞失水②细胞壁与原生质层的伸缩能力不同。2、条件：细胞内外溶液浓度差，活细胞，大液泡3、材料：紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞（具紫色大液泡），质量浓度0.3g/mL的蔗糖溶液（糖液浓度不能过高），清水等。4、步骤：制片→观察→盖玻片一側滴蔗糖溶液,另一側用吸水纸吸引→观察（液泡由大到小,颜色由浅变深,原生质层与细胞壁分离）→盖玻片一側滴清水,另一側用吸水纸吸引→观察（质壁分离复原）5、结论：（略）6、应用：①可以用于测定细胞液的浓度②可以用于判断细胞的死活(四）观察植物细胞的质壁分离与复原(1-P61)细胞清水蔗糖溶液（液泡）渗入渗出（低浓度）（高浓度）细胞液（较高浓度）观察植物的质壁分离与复原1正常细胞初始质壁分离显著质壁分离观察植物的质壁分离与复原2Ⅰ、实验原理Ⅱ、方法步骤(五)观察植物细胞的有丝分裂（1-p115)(1)根尖、茎尖的分生区、茎形成层、愈伤组织可观察到有丝分裂。(2)细胞核内的染色体容易被碱性染料着色（1）根尖培养（材料）（2）装片制作：解离→漂洗→染色→制片（顺序不能交换）（3）观察：低倍镜观察→高倍镜观察（4）绘图：Ⅲ、注意事项①培养根尖：应每天换水(防止水中缺氧烂根)②取材：取生长旺盛、带有分生区的根尖，长度为根尖的2-3mm(时间：上午10时至下午2时最佳）③解离：目的：使组织细胞分离开，杀死并固定细胞；解离液：15%盐酸∶95%酒精溶液＝1∶1；时间：室温3-5分钟，至根尖酥软（时间短则细胞没有完全分离，长则可能使根尖烂掉）④漂洗：用清水漂洗10min，目的是洗去组织中的解离液，便于染色(防止酸碱中和)。⑥压片：目的是使细胞分散开。方法（用镊子弄碎根尖，盖上盖玻片，再放上一块载玻片，压片）（压片过重过猛可能将组织压碎、压烂；过轻则细胞未充分分散开而重叠。）⑦低倍镜观察：找到分生区细胞（特点：细胞呈正方形，排列紧密，有的细胞正在分裂）⑧高倍镜观察：找各时期细胞。可见处于间期的细胞最多，中期最少。不能看到某个细胞连续分裂的过程，因细胞在解离时已被杀死。⑤染色：染液（0.01g/mL的龙胆紫或0.02g/mL的醋酸洋红）;时间为3－5分钟；目的是使染色体或染色质被碱性染料染成深色，便于观察。(六)观察细胞的减数分裂(2-p21)实验材料：蝗虫精巢精母细胞减数分裂固定装片等低倍镜观察在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞高倍镜观察先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图绘图(七)低温诱导染色体加倍(2-p88)进行正常有丝分裂的植物分生组织细胞，在有丝分裂后期，染色体的着丝点分裂，子染色体在纺锤体的作用下，分别移向两极，最终被平均分配到两个子细胞中去。用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体形成，以至影响染色体被拉向两极，细胞也不能分裂成两个子细胞，于是植物细胞染色体数目发生变化。（与秋水仙素作用类似）一、实验原理低温诱导：固定形态：制作装片：观察：培养洋葱根尖，待根长出约1cm左右将整个装置放入冰箱低温室内（4℃）,诱导培养36小时剪取诱导处理的根尖约0.5-1cm,放入卡诺氏液（甲醇∶冰醋酸=1∶1）浸泡0.5-1小时，以固定形态，然后用体积分数95%酒精冲洗2次解离→漂洗→染色（改良苯酚品红染液）→制片（同有丝分裂）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.二、实验过程考点1观察类实验1.实验归类实验名称细胞的状态染色剂生物材料观察DNA、RNA在细胞中的分布死细胞甲基绿吡罗红人的口腔上皮细胞观察线粒体活细胞健那绿观察细胞的减数分裂死细胞无(为固定装片)蝗虫精母细胞低温诱导植物染色体数目的变化死细胞改良苯酚品红染液洋葱根尖细胞观察细胞的有丝分裂死细胞龙胆紫(或醋酸洋红)观察多种多样的细胞活或死细胞无(无需染色)酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等观察叶绿体活细胞藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶)观察植物细胞的质壁分离与复原活细胞紫色洋葱鳞片叶表皮细胞2．显微镜相关的知识(1)观察：高倍镜使用要诀——先低后高，找移转调说明：(1)以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可外，其余均需使用高倍镜。(2)鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。(2)放大倍数与镜头长度及细胞数目的关系归纳①物像放大倍数＝目镜的放大倍数×物镜的放大倍数。②目镜越短，放大倍数越大；物镜越短，放大倍数越小，与玻片距离越远。③低倍镜下视野中：细胞数多、细胞体积小、视野明亮。高倍镜下视野中：细胞数少、细胞体积大、视野较暗。④放大倍数的变化与视野中的细胞数量变化的关系：第一种情况：一行细胞数量的变化，可根据放大倍数与视野成反比的规律计算。第二种情况：圆形视野范围内细胞数量的变化，可根据看到的实物范围与放大倍数的平方成反比的规律计算。注意取材问题(1)观察DNA、RNA在细胞中的分布不能选用哺乳动物成熟的红细胞(无细胞核，也就几乎不含DNA、RNA)；(2)不能用观察叶绿体的材料来观察线粒体(叶绿体中的色素颜色会掩盖健那绿染色后的颜色变化)；(3)观察细胞的有丝分裂或低温诱导植物染色体数目的变化时，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或成熟区的细胞，没有分裂能力)；(4)观察细胞的减数分裂所选的材料可以是动物的精巢和植物的雄蕊，而不宜选用动物的卵巢和植物的雌蕊(雄配子的产生数量远远多于雌配子，更容易观察到减数分裂的细胞)；(5)观察叶绿体时，若选用菠菜叶则取稍带些叶肉的下表皮(靠近下表皮的叶肉细胞中的叶绿体较大而数目较少)；(6)观察植物细胞的质壁分离与复原应选取成熟的植物细胞(含有大的液泡)。第二类：物质的分离、（粗）提取及鉴定实验(3个）•检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质(1-p18)•叶绿体色素的提取和分离(1-p97)•DNA的粗提取与鉴定（选1-p54)实验原理某些化学试剂能使生物组织中的有机物产生特定的颜色反应鉴定成分还原糖脂肪蛋白质实验材料苹果、梨花生种子豆浆或蛋清实验药品斐林试剂苏丹Ⅲ染液双缩脲试剂0.1g/mLNaOH,0.05g/mLCuSO4苏丹Ⅳ染液0.1g/mLNaOH,0.01g/mLCuSO4实验现象砖红色（Cu2O）橘黄色紫色实验步骤制备样液↓斐林试剂↓水浴加热↓观察（淡蓝色→棕色→砖红色）徒手切片↓苏丹Ⅲ染色↓50%酒精去浮色↓制作装片↓显微镜观察制备样液↓双缩尿A试剂↓双缩尿B试剂↓振荡↓观察(八)检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质（1-p18)生物组织中脂肪的鉴定实验原理1.提取：叶绿体中色素溶解于无水乙醇中2.分离：色素在层析液中的溶解度不同实验材料新鲜的绿色叶片实验药品无水乙醇：溶解色素二氧化硅：研磨充分碳酸钙：防止叶绿素被破坏层析液：分离色素实验步骤1.取材2.研磨3.制备滤液4.准备滤纸5.画滤液细线6.层析色素观察7.分离的色素实验结果滤纸条从上到下：橙黄色→黄色→蓝绿色→黄绿色(九)叶绿体色素的提取和分离(1-p97)捕获光能的色素类胡萝卜素叶绿素胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b(占1/4)(占3/4)(十)模拟尿糖的检测一、实验原理葡萄糖试纸是一种酶试纸，由葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶和某种无色的化合物固定于滤纸上制成。当尿液滴加到酶试纸时，尿液中的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下生成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在过氧化氢酶的催化作用下形成水和原子氧，原子氧可以将试纸上无色的化合物氧化成有色的化合物，使试纸呈现特定的颜色，再与标准比色卡对比，即可知道尿样中葡萄糖的含量。二、方法步骤1．使用尿糖试纸测定尿糖浓度(1)将5个分别装有水、