專題二十一實驗與探究考點一教材基礎(chǔ)實驗1.使用顯微鏡的操作步驟對光2.顯微觀察類實驗比較實驗名稱觀察方式觀察對象玻片標本染色劑生物材料觀察細胞的多樣性原色觀察細胞臨時裝片/多種生物細胞觀察葉綠體葉綠體臨時裝片/菠菜葉或黑藻嫩葉觀察植物細胞質(zhì)壁分離與復(fù)原紫色大液泡及原生質(zhì)層臨時裝片/紫色洋蔥的鱗片葉觀察細胞中的DNA、RNA染色觀察DNA、RNA臨時裝片__________________________________________觀察線粒體線粒體臨時裝片_________人口腔上皮細胞觀察細胞有絲分裂_______臨時裝片龍膽紫溶液或醋酸洋紅溶液洋蔥________細胞觀察細胞減數(shù)分裂臨時裝片蝗蟲精母細胞吡羅紅甲基綠染色劑人口腔上皮細胞健那綠染色體根尖分生區(qū)3.物質(zhì)鑒定和提取類實驗歸納實驗名稱試劑顏色生物材料備注淀粉的鑒定碘液藍色脫色的葉片

還原糖的鑒定__________磚紅色沉淀蘋果或梨勻漿等現(xiàn)配現(xiàn)用、__________脂肪的鑒定蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ)染液_____________花生種子切片需要高倍鏡觀察斐林試劑水浴加熱橘黃(或紅)色蛋白質(zhì)的鑒定___________紫色豆?jié){、稀蛋清等先加A液，后加B液綠葉中色素的提取和分離提取液：無水乙醇；分離液：層析液①胡蘿卜素：橙黃色②葉黃素：黃色③葉綠素a：藍綠色④葉綠素b：黃綠色新鮮的綠葉(如菠菜葉)加入二氧化硅是為了研磨得更充分；加入碳酸鈣可防止在研磨中色素被破壞雙縮脲試劑1.判斷正誤(1)判斷下列關(guān)于實驗現(xiàn)象與結(jié)果分析的正誤(2015·江蘇卷，23)①組織切片上滴加蘇丹Ⅲ染液，顯微觀察有橘黃色顆粒說明有脂肪()②組織樣液中滴加斐林試劑，不產(chǎn)生磚紅色沉淀說明沒有還原糖()③洋蔥表皮細胞滴加蔗糖溶液后，發(fā)生質(zhì)壁分離說明細胞有活性()(2)在25℃的實驗條件下可順利完成光合色素的提取與分離(2014·北京，5A)()√×√√(3)標志重捕法解決了活動性不強的動物取樣方法上的難題(2013·江蘇，2B)()(4)觀察洋蔥根尖分生組織細胞有絲分裂的實驗，可觀察到分裂末期細胞內(nèi)細胞板向四周擴展形成新的細胞壁(2012·山東，4C)()(5)以新鮮洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮為材料，經(jīng)吡羅紅甲基綠染色，可觀察到紅色的細胞核(2012·安徽，1A)()(6)只有在保持細胞活性的條件下，才能用健那綠(詹納斯綠B)染色觀察動物細胞中的線粒體(2011·山東，6改編)()(7)用標志重捕法調(diào)查達烏爾黃鼠的豐富度(2011·北京，2D)()×××√×(8)在“探究α－萘乙酸促進插條生根的最適濃度”實驗中，用高濃度組的α－萘乙酸溶液浸泡插條基部一天后，觀察生根情況以確定最適濃度(2012·天津，4D)()(9)在“探究細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系”實驗中，計算紫紅色區(qū)域的體積與整個瓊脂塊的體積之比，能反映NaOH進入瓊脂塊的速率(2012·天津，4B)()(10)檢測酵母菌培養(yǎng)過程中是否產(chǎn)生CO2，可判斷其呼吸方式(2013·重慶，3C)()(11)隨機掃取表層土取樣，可以調(diào)查土壤小動物類群豐富度(2012·廣東，4D)()××××2.高中生物教材涉及的觀察類實驗歸納(1)觀察細胞中DNA、RNA分布(2)觀察葉綠體：宜選用的材料黑藻葉或菠菜稍帶些_______的下表皮。(3)觀察線粒體①染色劑_________②結(jié)果：線粒體被染成藍色，細胞_____

(有、無)活性甲基綠-吡羅紅綠紅葉肉健那綠有(4)觀察植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原；宜選擇__________________，宜用_____________________溶液作質(zhì)壁分離劑。(5)觀察細胞的有絲分裂①材料：洋蔥______細胞②染色劑：____________________(6)低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化①染色劑：____________________③卡諾氏液的作用：用于___________紫色洋蔥表皮細胞0.3g/mL的蔗糖根尖龍膽紫或醋酸洋紅改良苯酚品紅染液解離液固定細胞高考考綱規(guī)定的19個實驗染色劑及實驗藥品歸納1.教材規(guī)定實驗中的染色劑試劑被染成分呈現(xiàn)顏色斐林試劑還原糖磚紅色沉淀蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ)染液脂肪橘黃色(或紅色)雙縮脲試劑蛋白質(zhì)紫色甲基綠染液DNA綠色吡羅紅染液RNA紅色健那綠染液線粒體藍綠色龍膽紫溶液染色體紫色醋酸洋紅溶液紅色改良苯酚品紅染液紅色重鉻酸鉀酒精灰綠色2.生物實驗中常用的化學(xué)藥品(1)酒精：可用于消毒、洗去浮色、提純DNA、葉片脫色及配制解離液等。①50%的酒精溶液：在脂肪鑒定中，用蘇丹Ⅲ染液染色，再用50%的酒精溶液洗去浮色。②75%的酒精溶液：用于殺菌消毒，75%的酒精能滲入細胞內(nèi)，使蛋白質(zhì)凝固變性。低于這個濃度，酒精的滲透脫水作用減弱，殺菌力不強；而高于這個濃度，則會使細菌表面蛋白質(zhì)迅速脫水，凝固成膜，妨礙酒精透入，削弱殺菌能力。主要用于微生物的實驗室培養(yǎng)。③95%的酒精溶液：用于有絲分裂實驗中的解離液的配制；冷卻的體積分數(shù)為95%的酒精可用于提純DNA；在證明光合作用產(chǎn)生淀粉的實驗中，可用于葉片脫色。④無水乙醇：用于光合色素的提取與分離的實驗中提取葉片中的色素。(2)鹽酸實驗名稱鹽酸濃度鹽酸的作用觀察DNA和RNA在細胞中的分布質(zhì)量分數(shù)為8%的鹽酸能夠改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時使染色質(zhì)中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合探究pH對H2O2酶活性的影響質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸改變酶的pH，提供酸性環(huán)境觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸使組織中的細胞相互分離開，即解離低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化生物體維持pH穩(wěn)定的機制物質(zhì)的量濃度為0.1mol/L的鹽酸模擬細胞代謝產(chǎn)生的酸性物質(zhì)促胰液素的發(fā)現(xiàn)稀鹽酸引起胰腺分泌胰液(3)NaOH溶液①在鑒定組織中蛋白質(zhì)的存在時，0.1g/mL的NaOH溶液作為雙縮脲試劑的成分之一，為該實驗提供堿性環(huán)境。②在鑒定組織中還原糖的存在時，0.1g/mL的NaOH溶液作為斐林試劑的成分之一。③在與光合作用有關(guān)的實驗中，用NaOH溶液吸收裝置中的CO2，以保證裝置中沒有CO2存在。④在探究影響酶活性的條件(pH)時，用質(zhì)量分數(shù)為5%的NaOH溶液來調(diào)節(jié)pH。⑤在探究酵母菌細胞呼吸的方式中，用質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液來吸收空氣中的CO2。教材中調(diào)查類實驗方法比較實踐、研究性課題調(diào)查對象統(tǒng)計方法計算公式種群密度的取樣調(diào)查活動范圍大的動物標志重捕法植物或活動能力弱的動物樣方法調(diào)查人群中某種遺傳病發(fā)病率人類某種遺傳病匯總法土壤中小動物類群豐富度的研究物種種類記名計算法和目測估計法/探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化酵母菌種群數(shù)量抽樣檢測法/1.辨析常見的實驗方法(1)制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型：構(gòu)建物理模型法(2)種群數(shù)量增長模型：構(gòu)建數(shù)學(xué)模型法(3)分離各種細胞器：差速離心法(4)證明DNA進行半保留復(fù)制：密度梯度離心法(5)分離葉綠體中的色素：紙層析法(6)觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂：死體染色法(7)觀察線粒體：活體染色法(8)探究酵母菌的呼吸方式：對比實驗法和產(chǎn)物檢測法(9)赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗：同位素標記法(10)摩爾根證明基因在染色體上：假說—演繹法(11)薩頓提出“基因位于染色體上”的假說：類比推理法(12)調(diào)查土壤中小動物類群的豐富度：取樣器取樣法(13)估算種群密度(運動能力強的生物)：標志重捕法(14)估算種群密度(運動能力弱的生物)：樣方法2.生物實驗中的變量變量是實驗過程中可以變化的因素。在設(shè)計實驗時，要注意使自變量可控制、因變量比較好檢測，并盡量避免無關(guān)變量對實驗的干擾。實驗名稱自變量因變量無關(guān)變量探究溫度對淀粉酶活性的影響不同溫度(至少三種)酶的活性(加碘液后溶液顏色的變化)pH、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應(yīng)時間、操作程序等探究pH對過氧化氫酶活性的影響不同pH(至少三種)酶的活性(氣泡的數(shù)量或帶火星的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度)溫度、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應(yīng)時間、操作程序等探究酵母菌的呼吸方式氧的有無CO2生成量(澄清石灰水的混濁程度)；酒精產(chǎn)生(用重鉻酸鉀檢測)葡萄糖溶液、石灰水的量、溫度、pH、錐形瓶的潔凈程度等模擬探究細胞表面積與體積的關(guān)系瓊脂塊體積的大小物質(zhì)運輸?shù)男虱傊瑝K的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的時間、測量的準確性等探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度不同濃度的生長素類似物扦插枝條的生根數(shù)量或根長度實驗材料的一致性、生長素類似物濃度的準確性、處理時間的一致性等探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化時間酵母菌種群數(shù)量培養(yǎng)液的成分、培養(yǎng)條件、空間等探究水族箱中的群落演替時間群落的演替水族箱的培養(yǎng)條件和環(huán)境等【案例1】實驗中的變量主要有自變量、因變量和無關(guān)變量。下列控制無關(guān)變量的操作錯誤的是(

)A.驗證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實驗中，首先將實驗植物做饑餓處理B.探究唾液淀粉酶的最適pH的實驗中，先將每一組溫度控制在37°CC.驗證光合作用需要光照的實驗中，將葉片的一半用黑紙包住D.探究唾液淀粉酶最適溫度的實驗中，每一組都加入等量的淀粉【誤選】

A【剖析】混淆自變量、因變量、無關(guān)變量，選項A、B、D均屬控制無關(guān)變量。<正答>C【案例2】

(2015·河北衡水三模，5)下列關(guān)于生物實驗所使用試劑的有關(guān)說法，正確的是(

)A.斐林試劑和雙縮脲試劑的成分相同，但在溶液的濃度上有一定差異B.“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中使用鹽酸的目的是解離C.“綠葉中色素的提取和分離”實驗中無水乙醇是作為層析液，用于分離色素D.“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗中使用酒精的作用是漂洗【誤選】

C【剖析】錯選原因是混淆葉綠體色素“提取”與“分離”。<正答>A【案例3】下列對有關(guān)實驗的變量的敘述，正確的是(

)A.探究光照強度對植物光合作用速率影響的實驗中，CO2濃度、溫度、植物種類等是無關(guān)變量B.各種實驗中都必須設(shè)置空白對照組，確保單一變量C.在探究pH對酶活性影響的實驗中，溫度和pH是自變量D.在探究酵母菌細胞呼吸方式的實驗中，酒精是否產(chǎn)生是無關(guān)變量【誤選】

B或D【剖析】錯答原因是誤認為所有實驗均需設(shè)置空白對照，忽略了自身對照，錯答D項的原因是混淆實驗的自變量、因變量。<正答>A考點二實驗設(shè)計與探究1.變量與對照實驗(1)實驗過程中可以變化的因素稱為_______，生物學(xué)實驗中常涉及的類型有________、_________和無關(guān)變量。(2)一個實驗通常分為實驗組和_______組。變量自變量因變量對照2.實驗探究與實驗設(shè)計(1)科學(xué)探究一般過程為：觀察、_________→_________→設(shè)計、完成實驗→分析數(shù)據(jù)，_________→交流、表達和再探究。(2)探究實驗設(shè)計時要遵循三大原則：科學(xué)性原則__________、_____________。提出問題作出假設(shè)得出結(jié)論對照原則單一變量原則3.探究性實驗與驗證性實驗比較比較項目探究性實驗驗證性實驗概念指實驗者在不知實驗結(jié)果的前提下，通過自己進行實驗、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認知活動指實驗者針對已知的實驗結(jié)果而進行的以驗證實驗結(jié)果、鞏固和加強有關(guān)知識內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復(fù)性實驗實驗?zāi)康奶剿餮芯繉ο蟮奈粗獙傩浴⑻卣饕约芭c其他因素的關(guān)系驗證已知對象的已知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系實驗假設(shè)假設(shè)一般采用“如果A，則B”的形式表達，是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實，對所要研究的對象設(shè)想出一種或幾種可能的答案、解釋因結(jié)論是已知的，故不存在假設(shè)問題1.(2016·浙江紹興檢測)下面的曲線圖表示用不同激素處理5組健康小鼠后，其血液中葡萄糖含量的變化，每種激素在不同組別的劑量均相同，激素C為壓力激素，與情緒波動有關(guān)，下列判斷不正確的有(

)A.激素處理前幾小時為使小鼠的血糖水平維持在常規(guī)水平不應(yīng)該提供食物給小鼠B.胰高血糖素和腎上腺素表現(xiàn)出了協(xié)同作用C.胰高血糖素比腎上腺素引起的效應(yīng)較為漸進、幅度較大、效應(yīng)較持久D.糖尿病人須避免情緒激動，否則腎上腺素和壓力激素分泌量大量增加，兩者共同作用會提高血糖濃度，有害健康解析對小鼠饑餓處理是為了保證血糖濃度處于常規(guī)水平，防止對實驗結(jié)果的干擾，A正確；通過組2、3、4組可以看出胰高血糖素和腎上腺素都可以升高血糖濃度，兩者同時使用(組4)時升高更加明顯，說明二者具有協(xié)同作用，B正確；比較組2和組3可以發(fā)現(xiàn)，注射胰高血糖素時血糖升高迅速，但持續(xù)時間短，很快下降，而注射腎上腺素時血糖升高緩慢，但持續(xù)時間長，C錯誤；從組5和組4比較分析，激素C在升高血糖濃度中作用明顯，而在情緒激動時，壓力激素分泌會增加，所以糖尿病病人應(yīng)避免情緒激動，D正確。答案C2.為了解某種特定激素對小白鼠行為的影響，你認為下列不恰當?shù)牟僮魇?

)A.實驗組和對照組應(yīng)置于相同環(huán)境下飼養(yǎng)B.實驗組注射特定激素，對照組的小鼠注射等量的生理鹽水C.隨機分配小白鼠到實驗組和對照組，使兩組的性別比例大體一致D.將小白鼠按性別分成兩組，雄性組注射該激素，雌性組作為對照解析本題考查實驗設(shè)計的基本原則：單一變量原則和對照原則。根據(jù)實驗?zāi)康拇_定本實驗控制單一變量的措施：實驗組小白鼠注射特定激素，對照組的小白鼠注射等量的生理鹽水，在其他方面實驗組和對照組的小白鼠都是相同的，如小白鼠的大小、性別比例、身體狀況以及飼養(yǎng)條件等。答案D3.為驗證胰島素能降血糖，某同學(xué)給幾只剛進食的小鼠腹腔注射一定劑量的胰島素溶液(用生理鹽水配制)，觀察現(xiàn)象，若出現(xiàn)驚厥，則達到目的。該實驗需要完善的具體步驟是(

)①為使反應(yīng)現(xiàn)象出現(xiàn)得較快且明顯，實驗前應(yīng)將小鼠饑餓處理，以消耗肝糖原②應(yīng)設(shè)置注射等量生理鹽水的對照組，且注射的部位、方法同實驗組③應(yīng)設(shè)置口服胰島素的實驗組，對照組灌喂等量的清水④出現(xiàn)驚厥現(xiàn)象后，還應(yīng)對其中的一半注射葡萄糖溶液搶救，另一半不予搶救A.①②③

B.②③④

C.①②④

D.①②解析對照實驗的設(shè)計應(yīng)遵循單一變量原則、對照原則和等量原則，本實驗的目的是驗證胰島素具有降低血糖的作用，為使小鼠更快出現(xiàn)低血糖癥狀，應(yīng)對小鼠饑餓處理，消耗肝糖原，①正確；為排除無關(guān)變量的干擾，實驗組注射一定劑量的胰島素溶液，對照組應(yīng)注射等量的生理鹽水，且注射的部位、方法相同，②正確；由于胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，所以不能口服，③錯誤；當小鼠出現(xiàn)驚厥后補充葡萄糖，癥狀消失，說明胰島素能降低血糖，④正確。答案C設(shè)計型實驗答題策略(1)確定實驗類型確定是驗證性實驗還是探究性實驗。(2)確定實驗?zāi)康摹嶒炘怼Ｒ话阍陬}干中有“驗證……”、“證明……”、“探究……”，其后內(nèi)容就是實驗的目的。(3)找出單一變量，確定對照組和實驗組的設(shè)置，無關(guān)變量如何控制。(4)設(shè)計合理的實驗裝置。(5)設(shè)計實驗步驟。實驗步驟一般分如下三步：(6)結(jié)果的分析(對應(yīng)驗證性實驗和探究性實驗)：驗證性實驗如“驗證……”、“證明……”都可預(yù)測到與實驗?zāi)康囊恢碌慕Y(jié)果。探究性實驗如“探究……”預(yù)測的實驗結(jié)果不唯一，大多有三種可能：變量促進結(jié)果；變量抑制結(jié)果；變量與結(jié)果無關(guān)。實驗方案的補充完善修正與評價評價性實驗題解題的“五看法”分析實驗原理及方法是否正確、有無更為簡單的實驗方案、實驗?zāi)芊耥樌瓿珊蛯嶒灥陌踩匀绾危Ｒ姷脑囶}主要考查下面的幾個方面：1.混淆實驗結(jié)果的預(yù)測與結(jié)論的描述(1)針對探究性實驗，實驗結(jié)果可作如下預(yù)測：“變量促進結(jié)果；變量抑制結(jié)果；變量與結(jié)果無關(guān)”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。常見的三種結(jié)論：①實驗組比對照組好，實驗變量有利、促進②實驗組比對照組差，實驗變量不利、抑制③實驗組和對照組無顯著差異，實驗變量無影響(如果是相互對照，也分類討論)例如對“比較過氧化氫酶和MnO2的催化效率”這個實驗進行結(jié)果預(yù)測時，有以下3種可能：①過氧化氫酶的催化效率高于MnO2的催化效率；②MnO2的催化效率高于過氧化氫酶的催化效率；③過氧化氫酶的催化效率與MnO2的催化效率基本相同。根據(jù)酶具有高效性的特點可知，①是最可能的結(jié)果。[易錯警示]①對探究性實驗來說，假說即對所要研究的對象設(shè)想一種或幾種可能的答案或解釋，即提出可能的實驗原理。②假說的書寫，往往針對實驗?zāi)康囊躁愂鼍涫竭M行表達。(2)描述實驗結(jié)論：探究性實驗的每一個結(jié)果和結(jié)論一般都用“如果(若)……就(則)……”來描述。驗證性實驗結(jié)果可“直接寫出”，結(jié)論應(yīng)為“直接認定”，如驗證胰島素具有降低血糖濃度的作用，實驗中，結(jié)果為“實驗組血糖濃度降低(或出現(xiàn)昏迷)”，結(jié)論可寫作“由此證明了胰島素的確具有降低血糖濃度的作用”。2.不明確對照實驗的類型，不能準確確認實驗組與對照組(1)實驗中的對照對照方法概念實例空白對照不對對照組進行任何處理酶具有催化作用：加酶和加水條件對照對照組施加不影響實驗研究的因素探究酶的高效性：H2O2酶與FeCl3自身對照對照組與實驗組在同一研究對象上進行質(zhì)壁分離和復(fù)原：實驗前后兩種狀態(tài)相互對照不單獨設(shè)置對照組，幾個實驗組相互對照溫度對酶的影響：一系列溫度(2)實驗組與對照組的確定：實驗組是施加實驗變量處理的對象組，對照組是不施加實驗變量處理的對象組，無關(guān)變量對兩者的影響是相等的，兩組之間的差別，可認為是來自實驗變量(即自變量)的結(jié)果。各變量間的關(guān)系如下圖所示：【案例】

(2016·廣東中山期末)為研究IAA(生長素)和GA(赤霉