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◆专题六实验与探究考情纵览年份考点20112012201320142015ⅠⅡⅠⅡⅠⅡ(1)观察DNA、RNA在细胞中的分布65(2)检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质629(1)(3)观察植物细胞的质壁分离和复原4(4)观察细胞有丝分裂629(5)科学实验的方法原则39(2)30(6)探究性实验设计与分析32(3)2932(7)实验结果的推测与分析312929注:表中统计近五年全国新课标Ⅰ、Ⅱ卷涉及的实验。考情纵览知识·串联导思重点·提炼透析知识·串联导思重点·提炼透析考点一教材基础实验的归纳典例引领下列是某班同学为完成教材实验所选材料或试剂列表(试剂甲和试剂乙、各溶液浓度满足实验需求)。请回答下列问题:序号实验名称主要实验材料或试剂A检测生物组织中的还原糖西瓜瓤提取液、斐林试剂B探究影响酶活性的因素淀粉溶液、淀粉酶、pH缓冲液和碘液C观察植物细胞的质壁分离和复原紫色洋葱鳞片叶、KNO3溶液D叶绿体色素的提取和分离新鲜菠菜叶、试剂甲、层析液E观察植物细胞的有丝分裂大蒜根尖、试剂乙F观察细胞中DNA分布健那绿(1)从表中主要实验材料或试剂看,不能达到实验目的的是。必须使用显微镜观察的实验是。正确实验过程必须加热的实验是。(填序号)(2)试剂甲、试剂乙并不是同一试剂,前者中的液态试剂(室温)是,其作用是,后者中用于染色的试剂是。【解题思路】(1)从表中可知,A实验中的西瓜瓤提取液本身带有红色或黄色等颜色,会影响还原糖与斐林试剂作用结果的观察,F实验中细胞中的DNA与甲基绿亲和力强,使DNA呈现绿色。(2)色素的提取中需用有机溶剂无水乙醇或丙酮溶解并提取色素,有丝分裂过程中所用的染色体染色剂是醋酸洋红液或龙胆紫溶液。答案:(1)A、FC、EA、F(2)无水乙醇或丙酮溶解并提取色素醋酸洋红液或龙胆紫溶液(3)B实验中,若要探究温度对酶活性的影响,老师建议不要选择过氧化氢作为实验底物,这样建议的理由是。D实验中,若提取和分离色素的过程操作规范,但得到的色素带中上面两条颜色清晰,下面两条颜色却非常淡,可能的原因是。(4)某同学欲调查土壤中小动物的丰富度,则该同学的调查方法是(填“标志重捕法”或“取样器取样法”)。【解题思路】(3)过氧化氢不能作为探究温度对酶活性影响的实验底物,原因是过氧化氢不稳定,本身分解受温度影响。老或发黄的菠菜叶中的叶绿素已分解,提取的色素中缺少叶绿素a和叶绿素b。(4)土壤小动物的调查方法是取样器取样法,由于土壤小动物身体微小,不适于用标志重捕法。答案:(3)过氧化氢的分解本身受温度影响所选取的叶片中叶绿素的含量少(或叶片已老黄)(4)取样器取样法【思考】1.上述实验中哪些用到盐酸?哪些用到酒精?提示:用到盐酸的是:B中探究pH影响酶活性时,可用5%盐酸营造酸性环境;E中的解离液有15%盐酸;F中用8%盐酸改变细胞膜的通透性。用到酒精的是:E中的解离液中有95%的酒精,D中提取叶绿体色素时用无水乙醇。2.观察细胞的有丝分裂与低温诱导植物染色体数目加倍,在制作步骤上有何不同?提示:后者低温处理后需用卡诺氏液固定。3.观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中能否选用哺乳动物的成熟红细胞?为什么?提示:不能,原因是哺乳动物成熟红细胞没有细胞核,无法观察到DNA和RNA。归纳拓展1.化学试剂的使用试剂作用对象实验结果注意事项斐林试剂还原糖砖红色沉淀现用现配,水浴加热双缩脲试剂蛋白质紫色先加NaOH,后加CuSO4苏丹Ⅲ(Ⅳ)脂肪橘黄色(红色)苏丹Ⅳ比苏丹Ⅲ与脂肪的亲和性高,染色更深甲基绿DNA绿色二者混合使用,现用现配吡罗红RNA红色健那绿线粒体蓝绿色活染法龙胆紫(醋酸洋红或改良苯酚品红)染色体(质)紫色(红色)染色前需漂洗掉解离液溴麝香草酚蓝水溶液CO2蓝→绿→黄据黄色出现的时间长短分析CO2的产生情况重铬酸钾酒精灰绿色与浓硫酸混合使用2.实验材料的选择与处理(1)在物质鉴定实验中,应注意选择无色或颜色浅的材料,以避免材料本身的颜色掩盖反应结果,如鉴定还原糖一般不用有色的果浆,鉴定蛋白质一般不用血红蛋白等。(2)材料的选择满足实验要求①还原糖的鉴定中不宜选择甜菜、甘蔗等,因为这些材料中主要的糖类为不具还原性的蔗糖。②观察叶绿体时常选用藓类的叶,是因为藓类植物的叶片薄而小,常是一层细胞,易于显微观察。③观察植物细胞的质壁分离和复原实验,应选择紫色洋葱鳞片叶的外表皮,原因是该处细胞具有紫色大液泡;而观察有丝分裂实验,应选择洋葱根尖的分生区。同时还可以利用洋葱鳞片叶的内表皮观察DNA和RNA在细胞中的分布。④人的口腔上皮细胞可用于观察线粒体以及DNA和RNA在细胞内的分布,而观察减数分裂时则选用动物的精巢细胞作为实验材料。(3)应对实验材料进行处理①取口腔上皮细胞制片时,在载玻片上滴加质量分数为0.9%的NaCl溶液的目的是保持细胞形态。②用甲基绿和吡罗红混合染色剂将细胞染色时,应该用质量分数为8%的盐酸起水解作用。③探究温度或pH对酶活性的影响时,应将底物和酶混合前就控制温度或pH的变化。④观察有丝分裂的实验中,为使根尖细胞相互分离开,应该用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%酒精的混合液解离。3.调查类实验的统计和测量技术总结课题调查对象调查方法计算公式或统计方法活动范围大、活动能力强的动物标志重捕法个体总数初次捕获个体数=次捕获个体数重捕的标志个体数再种群密度的取样调查植物或活动能力弱的动物样方法所有样方内个体总数样方的总面积调查人群中的遗传病人类某种遗传病汇总法发病率=患病人数被调查人数×100%土壤中小动物类群丰富度的调查土壤小动物取样器取样法记名计算法、目测估计法4.教材经典实验实验名称实验选材实验方法备注细胞膜成分及鉴定人成熟的红细胞渗透、离心法、酶解法等脂质溶剂和蛋白酶处理膜分析成分光合作用的发现(需光和O2的产生)天竺葵叶遮光法实验前进行饥饿处理小球藻同位素标记法用18O分别标记H2O和CO2DNA是遗传物质的证据两种肺炎双球菌体内转化法S型细菌中存在能使R型细菌转化成S型细菌的“转化因子”两种肺炎双球菌体外转化法DNA是遗传物质,蛋白质和多糖不是大肠杆菌和噬菌体同位素标记法注意误差分析生长素的发现胚芽鞘对照法感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端,单侧光对植物向光生长产生某种影响胚芽鞘、琼脂对照法尖端产生生长素,向下运输,促进尖端下部的生长易错提醒(1)误认为一切蛋白质都可用于蛋白质鉴定。鉴定蛋白质一般不用血红蛋白。(2)误认为所有显微镜观察类实验都需要高倍镜。“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可。(3)误认为显微镜观察的细胞全为活细胞。观察与细胞分裂相关的三个实验及观察DNA和RNA在细胞中的分布的实验都是死细胞。热点考向考向一显微观察类实验的直接考查1.(2014重庆理综)下列与实验有关的叙述,正确的是()A.人的口腔上皮细胞经处理后被甲基绿染色,其细胞核呈绿色B.剪取大蒜根尖分生区,经染色在光镜下可见有丝分裂各时期C.叶绿体色素在层析液中的溶解度越高,在滤纸上扩散就越慢D.在光镜的高倍镜下观察新鲜菠菜叶装片,可见叶绿体的结构解析:甲基绿可将DNA染成绿色,DNA主要分布于细胞核中;在光镜下不一定能观察到有丝分裂所有时期;叶绿体色素在层析液中溶解度越大,扩散速度越快;光镜下只能观察到叶绿体的形状不能看到其结构。A以实验遇到问题为依据,考查鉴定类实验2.(2015石家庄二模)生物实验结束后,通常要观察其颜色变化,下面是一些同学在实验中遇到的问题,其中正确的是()A.用滴管在花生子叶薄片上滴加苏丹Ⅲ染液,发现满视野都呈现橘黄色,滴1～2滴体积分数50%的酒精可洗去浮色B.在模拟细胞大小与物质运输的关系时,琼脂块表面积和体积之比是自变量,氢氧化钠扩散速率是因变量C.用健那绿染液处理黑藻叶片,可清晰观察叶肉细胞内线粒体的形态和分布D.将双缩脲试剂A、B液混合后加入蛋清稀释液中,溶液呈紫色解析:在模拟细胞大小与物质运输的关系时,琼脂块的边长是自变量,变红部分的体积是因变量,B错误;用健那绿染液处理黑藻叶片,因叶绿体和液泡颜色干扰,不易观察叶肉细胞内线粒体的形态和分布,C错误;先向蛋清稀释液中加双缩脲试剂A,后加B液,溶液呈紫色,D错误。考向二A以判断形式,综合考查教材多项实验3.(2014四川理综)下列有关实验方法或检测试剂的叙述,正确的是()A.用改良苯酚品红染色观察低温诱导的植物染色体数目变化B.用健那绿和吡罗红染色观察DNA和RNA在细胞中的分布C.用纸层析法提取菠菜绿叶中的色素和鉴定胡萝卜素提取粗品D.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解析:健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料,应用甲基绿和吡罗红染色观察细胞中DNA和RNA的分布,B项错误;纸层析法可用来分离菠菜绿叶中的色素,提取色素应用无水乙醇或丙酮试剂,C项错误;标志重捕法可用来调查田鼠种群密度,调查农田土壤小动物的丰富度常用取样器取样法,D项错误。考向三A针对某一教材实验以拓展分析形式,进行全方位考查4.(2014新课标全国理综Ⅰ)下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是()A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察B.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察解析:红色花瓣细胞的液泡呈红色,比白色花瓣更便于观察质壁分离现象,A项正确;黑藻叶片的叶肉细胞中液泡呈无色,叶绿体的存在使原生质层呈绿色,有利于实验现象的观察,B项错误;紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度不一定都相同,用相同浓度的外界溶液进行质壁分离实验时观察到的质壁分离程度可能不同,C项正确;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡含有色素,呈紫色,有利于实验现象的观察,D项正确。考向四B考点二实验设计遵循的原则及其答题模板步骤典例引领已知菠菜的干叶病是干叶病毒导致的,但不清楚干叶病毒的核酸类型,请设计实验进行探究。实验材料:苯酚的水溶液(可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离)、健康生长的菠菜植株、干叶病毒样本、DNA水解酶、其他必需器材。(1)实验步骤:①选取两株生长状况相似的菠菜植株,编号为甲、乙;②用苯酚的水溶液处理干叶病毒样本,并设法将其蛋白质和核酸分离,以获得其核酸;③;④;⑤再过一段时间后,观察两株菠菜的生长情况。【解题思路】该实验目的是“探究干叶病毒的核酸种类”,实验原理为:干叶病毒导致菠菜患干叶病。若干叶病毒的核酸为DNA,则用DNA水解酶处理干叶病毒核酸DNA被水解,对照组(没有处理)出现干叶,实验组(用DNA水解酶处理)不出现干叶;若干叶病毒的核酸为RNA,则对照组和实验组都表现出干叶。答案:(1)③在适当条件下,用DNA水解酶处理干叶病毒样本的核酸④一段时间后,用处理过的核酸稀释液喷洒甲组植株,用等量未处理的核酸稀释液喷洒乙组植株(2)预期实验结果及结论:①;②。答案:(2)①若甲、乙两组都出现干叶,则病毒的核酸是RNA②若仅乙组植株出现干叶,则病毒的核酸是DNA【思考】1.怎么确认自变量?提示:(1)直接从实验目的中得出。(2)根据实验原理推出。2.如何控制无关变量?提示:一般釆用“等同法”避免无关变量的干扰,具体如下:(1)所用材料要相同。(2)所用实验用具要相同。(3)所用的实验试剂要相同。(4)所用处理方法要相同。3.因变量的观测及处理有哪些方法?提示:观察:肉眼直接观察;借助于一些仪器观察(放大镜、实体镜、解剖镜、显微镜)。测量:根据测量的对象决定(长度或高度、面积、体积、温度、pH、气体的产生或消耗量等等)。及时记录观测到的数据;必要时对数据作出相关的处理。归纳拓展1.实验设计遵循的四大基本原则(1)科学性原则:包括实验原理、实验材料的选择、实验方法以及实验结果处理等方面的科学性。(2)对照原则:一般地说,对照实验应包括实验组和对照组,实验组是接受自变量处理的对象组,对照组(即控制组)是不接受自变量处理的对象组。常用的对照类型有:空白对照、自身对照、条件对照、相互对照。