高考生物一轮总复习课件：专题21 实验与探究

这是一份高考生物一轮总复习课件：专题21 实验与探究，共55页。PPT课件主要包含了吡罗红甲基绿染色剂，人口腔上皮细胞，健那绿，染色体，分生区，斐林试剂，水浴加热，橘黄或红色，双缩脲试剂，判断正误等内容，欢迎下载使用。
考点一 教材基础实验
1.使用显微镜的操作步骤
2.显微观察类实验比较
3.物质鉴定和提取类实验归纳
(1)判断下列关于实验现象与结果分析的正误(2015·江苏卷，23)①组织切片上滴加苏丹Ⅲ染液，显微观察有橘黄色颗粒说明有脂肪( )②组织样液中滴加斐林试剂，不产生砖红色沉淀说明没有还原糖( )③洋葱表皮细胞滴加蔗糖溶液后，发生质壁分离说明细胞有活性( )(2)在25 ℃的实验条件下可顺利完成光合色素的提取与分离(2014·北京，5A)( )
(3)标志重捕法解决了活动性不强的动物取样方法上的难题(2013·江苏，2B)( )(4)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(2012·山东，4C)( )(5)以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经吡罗红甲基绿染色，可观察到红色的细胞核(2012·安徽，1A)( )(6)只有在保持细胞活性的条件下，才能用健那绿(詹纳斯绿B)染色观察动物细胞中的线粒体(2011·山东，6改编)( )(7)用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰富度(2011·北京，2D)( )
(8)在“探究α－萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中，用高浓度组的α－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(2012·天津，4D)( )(9)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(2012·天津，4B)( )(10)检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式(2013·重庆，3C)( )(11)随机扫取表层土取样，可以调查土壤小动物类群丰富度(2012·广东，4D)( )
2.高中生物教材涉及的观察类实验归纳
(1)观察细胞中DNA、RNA分布
(2)观察叶绿体：宜选用的材料黑藻叶或菠菜稍带些_______的下表皮。(3)观察线粒体①染色剂_________②结果：线粒体被染成蓝色，细胞_____ (有、无)活性
(4)观察植物细胞质壁分离和复原；宜选择__________________，宜用_____________________溶液作质壁分离剂。(5)观察细胞的有丝分裂①材料：洋葱______细胞②染色剂：____________________(6)低温诱导植物染色体数目变化①染色剂：____________________
③卡诺氏液的作用：用于___________
0.3 g/mL的蔗糖
高考考纲规定的19个实验染色剂及实验药品归纳
1.教材规定实验中的染色剂
2.生物实验中常用的化学药品
(1)酒精：可用于消毒、洗去浮色、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液等。①50%的酒精溶液：在脂肪鉴定中，用苏丹Ⅲ染液染色，再用50%的酒精溶液洗去浮色。②75%的酒精溶液：用于杀菌消毒，75%的酒精能渗入细胞内，使蛋白质凝固变性。低于这个浓度，酒精的渗透脱水作用减弱，杀菌力不强；而高于这个浓度，则会使细菌表面蛋白质迅速脱水，凝固成膜，妨碍酒精透入，削弱杀菌能力。主要用于微生物的实验室培养。
③95%的酒精溶液：用于有丝分裂实验中的解离液的配制；冷却的体积分数为95%的酒精可用于提纯DNA；在证明光合作用产生淀粉的实验中，可用于叶片脱色。④无水乙醇：用于光合色素的提取与分离的实验中提取叶片中的色素。
(3)NaOH溶液①在鉴定组织中蛋白质的存在时，0.1 g/mL的NaOH溶液作为双缩脲试剂的成分之一，为该实验提供碱性环境。②在鉴定组织中还原糖的存在时，0.1 g/mL的NaOH溶液作为斐林试剂的成分之一。③在与光合作用有关的实验中，用NaOH溶液吸收装置中的CO2，以保证装置中没有CO2存在。④在探究影响酶活性的条件(pH)时，用质量分数为5%的NaOH溶液来调节pH。⑤在探究酵母菌细胞呼吸的方式中，用质量分数为10%的NaOH溶液来吸收空气中的CO2。
教材中调查类实验方法比较
1.辨析常见的实验方法
(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：构建数学模型法(3)分离各种细胞器：差速离心法(4)证明DNA进行半保留复制：密度梯度离心法(5)分离叶绿体中的色素：纸层析法(6)观察根尖分生组织细胞的有丝分裂：死体染色法(7)观察线粒体：活体染色法
(8)探究酵母菌的呼吸方式：对比实验法和产物检测法(9)赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验：同位素标记法(10)摩尔根证明基因在染色体上：假说—演绎法(11)萨顿提出“基因位于染色体上”的假说：类比推理法(12)调查土壤中小动物类群的丰富度：取样器取样法(13)估算种群密度(运动能力强的生物)：标志重捕法(14)估算种群密度(运动能力弱的生物)：样方法
变量是实验过程中可以变化的因素。在设计实验时，要注意使自变量可控制、因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。
【案例1】　实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列控制无关变量的操作错误的是(　　)
A.验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物做饥饿处理B.探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，先将每一组温度控制在37 °CC.验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住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
【误选】　A【剖析】　混淆自变量、因变量、无关变量，选项A、B、D均属控制无关变量。C
【案例2】　(2015·河北衡水三模，5)下列关于生物实验所使用试剂的有关说法，正确的是(　　)
A.斐林试剂和双缩脲试剂的成分相同，但在溶液的浓度上有一定差异B.“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中使用盐酸的目的是解离C.“绿叶中色素的提取和分离”实验中无水乙醇是作为层析液，用于分离色素D.“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中使用酒精的作用是漂洗
【误选】　C【剖析】错选原因是混淆叶绿体色素“提取”与“分离”。A
【案例3】　下列对有关实验的变量的叙述，正确的是(　　)
A.探究光照强度对植物光合作用速率影响的实验中，CO2浓度、温度、植物种类等是无关变量B.各种实验中都必须设置空白对照组，确保单一变量C.在探究pH对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量D.在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，酒精是否产生是无关变量【误选】　B或D【剖析】错答原因是误认为所有实验均需设置空白对照，忽略了自身对照，错答D项的原因是混淆实验的自变量、因变量。A
考点二　实验设计与探究
(1)实验过程中可以变化的因素称为_______，生物学实验中常涉及的类型有________、_________和无关变量。(2)一个实验通常分为实验组和_______组。
2.实验探究与实验设计
(1)科学探究一般过程为：观察、_________→_________→设计、完成实验→分析数据，_________→交流、表达和再探究。(2)探究实验设计时要遵循三大原则：科学性原则__________、_____________。
3.探究性实验与验证性实验比较
1.(2016·浙江绍兴检测)下面的曲线图表示用不同激素处理5组健康小鼠后，其血液中葡萄糖含量的变化，每种激素在不同组别的剂量均相同，激素C为压力激素，与情绪波动有关，下列判断不正确的有(　　)
A.激素处理前几小时为使小鼠的血糖水平维持在常规水平不应该提供食物给小鼠B.胰高血糖素和肾上腺素表现出了协同作用C.胰高血糖素比肾上腺素引起的效应较为渐进、幅度较大、效应较持久D.糖尿病人须避免情绪激动，否则肾上腺素和压力激素分泌量大量增加，两者共同作用会提高血糖浓度，有害健康
解析　对小鼠饥饿处理是为了保证血糖浓度处于常规水平，防止对实验结果的干扰，A正确；通过组2、3、4组可以看出胰高血糖素和肾上腺素都可以升高血糖浓度，两者同时使用(组4)时升高更加明显，说明二者具有协同作用，B正确；比较组2和组3可以发现，注射胰高血糖素时血糖升高迅速，但持续时间短，很快下降，而注射肾上腺素时血糖升高缓慢，但持续时间长，C错误；从组5和组4比较分析，激素C在升高血糖浓度中作用明显，而在情绪激动时，压力激素分泌会增加，所以糖尿病病人应避免情绪激动，D正确。答案　C
2.为了解某种特定激素对小白鼠行为的影响，你认为下列不恰当的操作是(　　)
A.实验组和对照组应置于相同环境下饲养B.实验组注射特定激素，对照组的小鼠注射等量的生理盐水C.随机分配小白鼠到实验组和对照组，使两组的性别比例大体一致D.将小白鼠按性别分成两组，雄性组注射该激素，雌性组作为对照
解析　本题考查实验设计的基本原则：单一变量原则和对照原则。根据实验目的确定本实验控制单一变量的措施：实验组小白鼠注射特定激素，对照组的小白鼠注射等量的生理盐水，在其他方面实验组和对照组的小白鼠都是相同的，如小白鼠的大小、性别比例、身体状况以及饲养条件等。答案　D
3.为验证胰岛素能降血糖，某同学给几只刚进食的小鼠腹腔注射一定剂量的胰岛素溶液(用生理盐水配制)，观察现象，若出现惊厥，则达到目的。该实验需要完善的具体步骤是(　　)
①为使反应现象出现得较快且明显，实验前应将小鼠饥饿处理，以消耗肝糖原　②应设置注射等量生理盐水的对照组，且注射的部位、方法同实验组　③应设置口服胰岛素的实验组，对照组灌喂等量的清水　④出现惊厥现象后，还应对其中的一半注射葡萄糖溶液抢救，另一半不予抢救A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①②
解析　对照实验的设计应遵循单一变量原则、对照原则和等量原则，本实验的目的是验证胰岛素具有降低血糖的作用，为使小鼠更快出现低血糖症状，应对小鼠饥饿处理，消耗肝糖原，①正确；为排除无关变量的干扰，实验组注射一定剂量的胰岛素溶液，对照组应注射等量的生理盐水，且注射的部位、方法相同，②正确；由于胰岛素的化学本质是蛋白质，所以不能口服，③错误；当小鼠出现惊厥后补充葡萄糖，症状消失，说明胰岛素能降低血糖，④正确。答案　C
(1)确定实验类型确定是验证性实验还是探究性实验。(2)确定实验目的、实验原理。一般在题干中有“验证……”、“证明……”、“探究……”，其后内容就是实验的目的。(3)找出单一变量，确定对照组和实验组的设置，无关变量如何控制。(4)设计合理的实验装置。
(5)设计实验步骤。实验步骤一般分如下三步：
(6)结果的分析(对应验证性实验和探究性实验)：验证性实验如“验证……”、“证明……”都可预测到与实验目的一致的结果。探究性实验如“探究……”预测的实验结果不唯一，大多有三种可能：变量促进结果；变量抑制结果；变量与结果无关。
实验方案的补充完善修正与评价
评价性实验题解题的“五看法”分析实验原理及方法是否正确、有无更为简单的实验方案、实验能否顺利完成和实验的安全性如何，常见的试题主要考查下面的几个方面：
1.混淆实验结果的预测与结论的描述
(1)针对探究性实验，实验结果可作如下预测：“变量促进结果；变量抑制结果；变量与结果无关”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。常见的三种结论：①实验组比对照组好，实验变量有利、促进②实验组比对照组差，实验变量不利、抑制
③实验组和对照组无显著差异，实验变量无影响(如果是相互对照，也分类讨论)例如对“比较过氧化氢酶和MnO2的催化效率”这个实验进行结果预测时，有以下3种可能：①过氧化氢酶的催化效率高于MnO2的催化效率；②MnO2的催化效率高于过氧化氢酶的催化效率；③过氧化氢酶的催化效率与MnO2的催化效率基本相同。根据酶具有高效性的特点可知，①是最可能的结果。
[易错警示]①对探究性实验来说，假说即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假说的书写，往往针对实验目的以陈述句式进行表达。(2)描述实验结论：探究性实验的每一个结果和结论一般都用“如果(若)……就(则)……”来描述。验证性实验结果可“直接写出”，结论应为“直接认定”，如验证胰岛素具有降低血糖浓度的作用，实验中，结果为“实验组血糖浓度降低(或出现昏迷)”，结论可写作“由此证明了胰岛素的确具有降低血糖浓度的作用”。
2.不明确对照实验的类型，不能准确确认实验组与对照组
(2)实验组与对照组的确定：实验组是施加实验变量处理的对象组，对照组是不施加实验变量处理的对象组，无关变量对两者的影响是相等的，两组之间的差别，可认为是来自实验变量(即自变量)的结果。各变量间的关系如下图所示：
【案例】　(2016·广东中山期末)为研究IAA(生长素)和GA(赤霉素)对植物茎伸长生长的作用，用豌豆做了一系列实验，请分析回答：
Ⅰ.分别使用不同浓度的TIBA(IAA抑制剂)和S－3307(GA抑制剂)处理豌豆黄化苗茎切段，测量结果如下：
(1)实验中①蒸馏水是对照组。(2)图1中，浓度高(80和160 mg·L－1)的TIBA对茎切段的伸长生长②有显著抑制作用。(3)图1、图2两组实验均出现茎切段的伸长生长受抑制现象，表明IAA和GA③都有抑制茎的伸长生长。Ⅱ.(1)植物体内的GA有GA1、GA2……等多种，已知GA1是由GA20转化而来的，转化过程如下：
有人发现，豌豆去顶后，茎秆中IAA的浓度④降低，无活性的GA20向有活性的GA1的转化也减少；由此推测IAA在⑤GA1(填激素名称)合成中起作用。(2)为验证上述推测正确与否，做了如下实验：将豌豆的茎切段浸入含有14C的GA20的培养液中，一组施加适宜浓度的IAA，另一组不施加IAA，若后者茎切段的代谢产物主要是含有14C的⑥GA29，而前者茎切段中则是含有14C的⑦有活性GA29，则表明生长素具有促进GA1合成的作用，其作用机理可能是生长素最终促进⑧GA1基因的表达。