高考生物二轮专题复习课件：生物学实验

高考生物二轮专题复习 课件生物学实验 本专题是对实验相关内容的综合复习与训练。 高考理科综合能力测试题中， 有关实验探究能力的试题， 从所占的比例来看有逐渐增加的趋势； 从题目设计的认知层次来看有逐渐提高的趋势； 从覆盖的知识范围来分析， 有涉及高中课本内的知识， 也有高中课本以外内容， 所要验证的生物学事实是由题目提供的； 从知识内念容分析， 试题涉及生物学基本原理、 概念、 实验目的、 材料的使用、 实验操作、 方法步骤、 现象分析、 实验设计和结果预测等多个方面。 考试大纲有关实验与探究能力所涉及的几条， 都具有将所学的实验知识、 方法、 技能进行综合运用方面的要求。  1. 实验与探究能力（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， 并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。 （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。 2.实验考查方面的内容及常见题型按照认知层次设计实验试题识记层次的实验试题理解层次的实验试题综合运用层次的实验根据实验结果提出合理解释根据实验结果确定实验控制的条件根据实验结果确定实验控制的条件根据实验原理和实验过程， 预测实验结果根据实验原理和所要验证的生物学事实设计实验步骤和预测实验结果生物实验按照实验过程来设计的实验试题生物实验对象的结构层次和知识范围离子、 分子水平的实验亚细胞、 细胞水平的实验个体水平的实验种群水平的实验生态系统水平的实验 3.教材基础实验的复习要求（1 ） 明确每个实验的目的要求， 即要证明的问题。 （2） 理解每个实验的原理。 （3） 弄清实验中每种材料、 用具和试剂的用途。 （4） 站在实验设计的角度来分析、 理解实验步骤。 （5） 学会对实验现象（5） 学会对实验现象、 结果的分析， 从而得出实验结论，结果的分析从而得出实验结论并能用简练、 准确的语言进行表述。 4.解答实验题的基本思路总结（1 ） 读题目找到实验目的， 找到单一变量。  （2） 分析材料用具、 原理、 步骤。 （3） 单一变量的对照实验标记： 实验装置多于两组就得分组标记。装备： 根据实验要求装备仪器、 添加试剂等。培养培养： 注意培养的条件（相同、 适宜） 。观察且记录： 可借助显微镜、 pH试纸等（测时间需计时） 。注意培养的条件（相同适宜）（4） 联系实验目的得出结论预测结果， 得出结论。注意探究性实验和验证实验的不同回答。 1 .生物学中常用的试剂成分及用法（ 1 ） 斐林试剂：成分： 0.1 g/mL NaOH(甲 液) 和 0.05 g/mLCuSO4(乙液)。 用法： 将斐林试剂甲液和乙液等体积混合， 再将混合后的斐林试剂倒入待测液， 水浴加热或直接加热， 如待测液中存在还原糖原糖， 则出现砖红色沉淀。则出现砖红色沉淀（2） 班氏糖定性试剂： 为蓝色溶液。 和葡萄糖溶液混合后沸水浴会出现砖红色沉淀。 用于尿糖的测定。（3） 双缩脲试剂： 由0.1 g/mL NaOH(甲液)和0.01 g/mL CuSO4(乙液)构成。 向待测液中先加入2 mL甲液， 摇匀， 再向其中加入3~4滴乙液， 摇匀。 如待测中存在蛋白质， 则呈现紫色。  （4） 苏丹Ⅲ： 取苏丹Ⅲ颗粒溶于95%的酒精中， 摇匀制得。 用于检测脂肪。 可将脂肪染成橘黄色(被苏丹Ⅳ染成红色)。 （5） 二苯胺： 用于鉴定DNA。 DNA遇二苯胺(沸水浴)会被染成蓝色。 （6） 甲基绿： 用于鉴定DNA。 DNA遇甲基绿(常温)会被染成蓝（ ） 甲基绿用于鉴定绿色。 遇甲基绿(常温)会被染成蓝（7） 95%的酒精： 冷却的体积分数为95%的酒精可用 于凝集DNA。 （8） 1 5%的盐酸和95%的酒精溶液等体积混合可用于解离根尖。（9） 龙胆紫溶液： 浓度为0.01 g/mL或0.02 g/mL， 用于染色体着色， 可将染色体染成紫色， 通常染色3~5分钟。 （1 0） 20%的肝脏研磨液、 3%的过氧化氢、 3.5%的氯化铁： 用于比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率。 （新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶） （1 1 ） 3%的可溶性淀粉溶液、 3%的蔗糖溶液、 2%的新鲜淀粉酶溶液： 用于探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用实验。 （1 2） 碘液： 用于鉴定淀粉的存在。 遇淀粉变蓝。（1 3） 丙酮： 用于提取叶绿体中的色素（1 4） 层析液： (成分： 20份石油醚、 2份丙酮、 和1 份苯混合而成， 也可用93号汽油)可用于色素的层析， 即将色素在滤纸上分离开。（1 5） 二氧化硅： 在色素的提取的分离实验中研磨绿色叶片时加入， 可使研磨充分。  （1 6） 碳酸钙： 研磨绿色叶片时加入， 可中和有机酸， 防止在研磨时叶绿体中的色素受破坏。 （1 7） 0.3 g/mL的蔗糖溶液： 相当于30%的蔗糖溶液， 比植物细胞液的浓度大， 可用于质壁分离实验。（1 8） 0.1 g/mL的柠檬酸钠溶液： 与鸡血混合， 防凝血（1 9） 氯化钠溶液： ①可用于溶解DNA（1 9） 氯化钠溶液： ①可用于溶解DNA。 当氯化钠浓度为2 mol/L、0.01 5 mol/L时DNA的溶解度最高， 在氯化钠浓度为0.1 4 mol/L时，DNA溶解度最低。 ②浓度为0.9%时可作为生理盐水。 当氯化钠浓度为2 mol/L（20） 胰蛋白酶： ①可用来分解蛋白质。 ②可用于动物细胞培养时分解组织使组织细胞分散开。 （21 ） 秋水仙素： 人工诱导多倍体试剂。 用于萌发的种子或幼苗，可使染色体组加倍， 原理是可抑制正在分裂的细胞纺锤体的形成。 2.实验题解题（1 ） 审准实验目的和原理。 明确验证“生物学事实” 是什么， 或“生物学事实” 的哪一方面； 实验所依据的生物学原理是什么 。 如“探索酶的活性与温度的关系” 的实验原理为： 淀粉遇碘变蓝， 淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖， 麦芽糖遇碘不变蓝。 （2） 找自变量和因变量， 以及影响本实验的相关变量， 然后构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。 如验证“CO2是光合作用合成有机物的必需原料” ， 首先应明确该实验的条件是CO2， 结果是光合作用(合成有机物)， 影响结果的条件变化应该是CO2的有、 无两种情况， 那么对照的设计就应该为空白对照。 影响实验结果的相关变量有温度、 pH、 实验用植物的生长状况、 饥饿处理的环境、 吸收CO2的氢氧化钠的量及浓度等因素， 这些相关变量中的任何一种因素的不恰 当处理都会影响实验结果的准确性和真实性。 因此实验中必须严格控制相关变量， 做到平衡和消除相关变量对实验结果的影响。 常常采用对照的方法， 即在相关变量相同的条件下， 观察实验变量(实验条件)的不同情况对反应变量(实验结果)的影响。 （3） 实验对象。 实验所用的生物学材料， 如光合作用的叶片， 验证质壁分离所用的成熟植物细胞。（4） 实验条件。 完成这一项实验所必需的理化条件及生物学处理方法。 如光照、 温度、 pH、 酶、 缓冲剂、 离心等。 （5） 设计实验方法和步骤。 这一环节要遵循科学性、 可操作性、对照性和单一变量等原则， 使实验有可信度和说服力。 （6） 记录分析实验方法和步骤。 分析应有的实验结果， 对意料之外的结果乃至失败的情况作出恰当的分析和推论。  3.有关实验设计中的几个概念在探究性实验设计的题目中， 常常涉及到假设、 预期、 结果、 结论等一些概念， 应当注意辨析与区分。 (1 )假设： 也称假说或猜测， 是指用来说明某种现象但未经证实的论题， 即依据发现的事实材料或科学原理， 通过创造性思维， 提出实初步假定。 (2)预期： 是在实验设计方案确定以后， 实验正式实施之前， 根据假说和原理， 对实验可能出现的结果的判断， 是依据提出的假说进行推理， 得出假定性结果或推论， 即“假如假设成立， 则应有何种结果” 。 (3)结果： 结果应为实验过程中实际出现的情况。 (4)结论： 结论的得出须依据实验结果， 即若出现的结果与预期结果一致则得出与先前的假说一致的结论或“假说成立” ， 若实验出现的结果与预期结果不符， 则得出的结论应为“假说不成立” 。 一般而言，假设应对应结论， 预期应对应“结果” ， 在实验讨论时应注意描述的科学性科学性。 4.对照实验的几种对照方式（1 ） 空白对照： 即不作任何实验处理的对照组。 （2） 相互对照： 不设控制组， 只在几个实验组之间相互对比。 例如，在植物激素与向性的设计实验中， 5个实验组的相互比较。 在实验中要找出一个最佳效果点， 就要采取相互对照进行实验。  （3） 条件对照： 给对照组施以不是所要研究的处理因素， 这个处理因素就是实验变量。 一般用“等量清水” 取代“药品、 制剂” 等。 （4） 自身对照： 即实验与对照在同一对象上进行。 例如， 将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解，即自身对照， 处理前的对象状况为对照组， 处理后的对象变化为实验组。 5.实验设计的基本方法（1 ） 了解题目要求： 解题首先要明确题意， 看清题意是要求设计实验方案、 步骤还是分析实验结果。 （2） 明确实验目的原理： 明确实验到底要解决什么问题， 要用到生物学上什么原理。  （3） 确定实验思路： 根据原理作出假设， 并对可能产生的现象作出预期， 要充分利用实验材料来设计实验思路。 （4） 设计实验步骤： 根据实验目的、 原理和思路， 设计出合理的实验装置和操作步骤。 要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用？ 怎样运用？ 题目中给出的实验试剂和材料一般应充分利用，除非题目条件允许， 不要随意增加实验试剂和材料。除非题目条件允许， 不要随意增加实验试剂和材料。（5） 记录实验现象和数据： 将观察到的现象如实、 准确地记录下来。除了用文字进行记录外， 还可以用数据或符号进行记录。 （6） 分析得出结论： 根据实验观察的现象和记录的数据， 通过分析、计算、 图表、 推理等处理， 归纳出一般概括性判断， 并用文字、 图表、绘图等方法作一个简明的总结。  例1在叶绿体色素提取和分离实验中， 收集到的滤液绿色过浅，D其原因可能是（） ①未加石英砂、 研磨不充分 ②一次加入大量的无水酒精提取③分次加入少量无水酒精提取 ④使用放置数天的菠菜叶A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④［解析］该题主要考查了对实验现象的分析解释。 未加石英砂、研磨不充分、 使用放置数天的菠菜叶滤液色素（叶绿素） 太少， 其颜色必然会过浅； 一次加入大量的无水酒精提取， 也会因浓度太低而致使绿色太浅。  例2格里菲思（F. Griffith） 用肺炎双球菌在小鼠身上进行了著名的转化实验， 此实验结果（） A.证明了DNA是遗传物质B.证明了RNA是遗传物质DC.证明了蛋白质是遗传物质D.没有具体证明哪一种物质是遗传物质［解析］1 928年格里菲思利用两个肺炎双球菌品系进行的转化实验,被称为体内转化实验； 1 944年艾弗里等人进行的转化实验,则称为体外转化实验。 格里菲思“肺炎双球菌转化实验” 中， R菌转化为S菌， R菌的DNA在S菌DNA的作用下发生变异， 而且“这些S型菌体的后代为S型菌体” ， 进一步证明这种变异是可遗传的; 从肺炎双球菌S型活细菌中提取DNA， 将S型DNA与R型混合培养， R型活细菌繁殖的后代中有少量S型菌体， 这些S型菌体的后代为S型菌体。 肺炎双球菌的转化实验， 只能证明有转化因子； 不能证明哪一种物质是遗传物质。 在高考能力目标关于获取信息能力方面， 要求关注对科学、 技术和社会发展有重大影响和意义的生物学新进展以及生物科学发展史上的重要事件。关注教材中的经典实验， 就是关注科学史的研究。 应当重视这类实验的分析和理解， 从中获得一些启示， 进而演绎和推广。  例3某同学做了如下实验： 取A、 B两支试管， 在A管中加入煮熟的蚕豆子叶， B管中加入发芽的蚕豆子叶。 在两管中分别加入甲烯蓝溶液（注：甲烯蓝氧化态为蓝色， 接受氢后为无色） 一段时间后倒出溶液， 两管中的子叶都呈蓝色。 然后， 两管分别加水淹没子叶、 抽气， 在水面上覆盖适量石蜡油， 37℃保温一段时间后， 发现A管中的子叶不变色， B管中的子叶蓝色变浅。 取出子叶放在滤纸上， 一段时间后， 发现Ａ 管中取的子叶不变色，Ｂ 管中取出的子叶蓝色变深。根据上述实验现象， 回答问题： （ 1 ）37℃ 保 温 一 段 时 间 后 ，B 管 子 叶 蓝 色 变 浅 的 原 因是。（2） 滤纸上Ｂ 管子叶蓝色变深的原因是。  （3） Ａ 管子叶37℃保温后不变色的原因是________________。 （4） 该实验设置A管的目的是______________________。［解析］理的能力。 还有一点也非常关键， 就是获取信息的能力， 要求能通过题目阅读获取相关的生物学信息， 并能运用这些信息， 结合所学知识解决相关的生物学问题。 例如(1 )和(2)的回答， 都可以直接在题目在找到答案(题目 中有个注解提示： 甲烯蓝氧化态为蓝色找到答案(题目 中有个注解提示： 甲烯蓝氧化态为蓝色， 接受氢后为无色)。 (3)的分析， 也只要注意题目中给出的已知条件就能解决(题目提示： A管中的子叶已煮熟)。 该题主要考查了对实验现象和结果进行解释、 分析和处接受氢后为［答案］（1 ） 子叶在无氧呼吸过程中产生的氢能使甲烯蓝还原（2） 通过呼吸作用还原的甲烯蓝被氧化（3） 子叶细胞的酶失活，无呼吸作用（4） 作对照实验 例4若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验， 发现蛋白液与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管壁上。 下列关于这一现象形成原因的描述中正确的是（） A． 鸡蛋蛋白液稀释不够， 搅拌不匀BB． 只添加了双缩脲试剂A， 未添加双缩脲试剂B只添加缩脲试剂A未添加缩脲试剂BAC． 鸡蛋蛋白液不是合适的实验材料D． 蛋白液与双缩脲试剂的反应时间不够长［解析］在高考关于实验探究能力的要求中提出， 应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。蛋白质鉴定是教材中的一个基本实验， 鸡蛋蛋白液是很好的实验 材料， 一般用双缩脲试剂来鉴定， 双缩脲试剂成分由两种溶液组成： A液是0.1 g/mL NaOH， B液是0.01 g/mL CuSO4。 具体用法是： 向待测液中先加入2 mL A液， 摇匀， 再向其中加入3~4滴B液， 摇匀。 如待测中存在蛋白质， 则呈现紫色。 蛋白液与双缩脲试剂发生反应后粘固在试管壁上,最可能的原因就是鸡蛋蛋白液稀释不够， 搅拌不匀。上,最可能的原因就是鸡蛋蛋白液稀释不够， 搅拌不匀。例5下列有关生物学实验操作、 材料、 条件等方面的叙述， 正确）的是（A． “探究水族箱中的群落的演替” 实验中， 水族箱应放在黑暗密室中B． “观察细胞有丝分裂” 实验中， 洋葱根尖细胞用吡罗红或派洛宁染色 C． “探究酵母菌种群数量动态变化” 实验中， 用培养液培养酵母菌D． “用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体” 实验中， 叶绿体和线粒体都不需染色［解析］该题涉及了四个不同的生物学实验， 这些实验主要是新对于还未实行新课程教材地区的考生也具有一定的借课程教材中的， 对于还未实行新课程教材地区的考生也具有鉴意义。 光是生态系统的能量来源， 所以， “探究水族箱中的群落的演替” 实验中， 水族箱不能放在黑暗密室中， 而应置于光照下。 “观察细胞有丝分裂” 实验中， 洋葱根尖细胞应该用龙胆紫或醋酸洋红染色。 因为酵母菌是异养型的， 所以， “探究酵母菌种群数量动态变化”实验中， 要用培养液培养酵母菌。 “用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体” 实验中， 观察叶绿体不需染色， 但是， 观察线粒体需要用一些特殊方法进行染色。C课程教材中的定的借［答案］ 例6（2006·江苏） 做DNA粗提取和鉴定实验时， 实验材料用鸡血而不用猪血的原因是（） A.鸡血的价格比猪血的价格低B.猪的红细胞没有细胞核， 不易提取到DNABC.鸡血不凝固， 猪血会凝固D.用鸡血提取DNA比用猪血提取操作简便［解析］做DNA粗提取和鉴定实验的材料要求含DNA要多， 哺乳动物的成熟红细胞无细胞核， 含DNA少， 故不可以作为实验材料。 例7 土壤动物具有趋暗、 趋湿、 避高温的习性， 下图A、 B、 C、D 4种土壤微型节肢动物分离收集装置中， 最合理的是（） 　 ［解析］据题意提示： 土壤动物具有趋暗、 趋湿、 避高温的习性。 4种土壤微型节肢动物分离收集装置中， 最合理的是亮、 湿、 热三个条件中符合最多的。 A符合亮和热， B只符合亮， C只符合热， D没有采取任何措施。 故A最符合。［答案］A例8为 测定组织细胞中 是否有葡萄糖存在， 常用 的试剂是（）A.苏丹Ⅲ染液B.碘液C.班氏试剂D.龙胆紫染液［解析］这是一道事实性知识的考查题目， 其素材来自教材中几个最基本的实验。 葡萄糖是还原性糖,为测定组织细胞中是否有葡萄糖存在,应选用班氏试剂。 　　C 例9为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗。 用所提供的材料和用具， 在给出的实验步骤和预测实验结果基础上， 继续完成实验设计和预测实验的结果， 并对实验结果进行分析：实验材料和用具： 烟草幼苗、 试管2支、 蒸馏水、 NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料） 、 真空泵、 日光灯（实验过程中温度和光照等条件适宜， O2、 CO2在水中的溶解量和无氧呼吸不计） 。 实验步骤和预测实验结果： （ 1 ） 剪取两块相 同 的 烟草叶片 分别 放在盛有等量蒸馏 水和NaHCO3稀溶液的两支试管中， 叶片均浮在水面上。  （2） 用真空泵抽走两支试管内液体中和叶肉细胞空隙间的气体后，敞开试管口， 可观察到叶片均沉在试管底部。 （3） ……分析实验的结果： ［解析］实验目的是验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗， 是两个方面， 由碳酸氢钠稀溶液可以分析出， 它可以产生二氧化碳也可以吸收二氧化碳。 根据给出的实验步骤“一组加入碳酸氢钠稀溶液， 另一组加入等量的蒸馏水” 可知， 本质是有无二氧化碳， 所以应先验证光合作用是否产生氧气， 条件应进行光照。利用碳酸氢钠稀溶液提供的二氧化碳产生的气体可使叶片上升。 没有二氧化碳供应的不能进行光合作用。 然后给以暗处理， 呼吸作用又会消耗氧气， 叶片又会下沉。 ［答案］（ 3） 将这两支试管放在日 光 灯下 ， 照光 一段时间 。 结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮， 蒸馏水的叶片仍在试管底部。 （4） 再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间， 结果： NaHCO3稀溶液中的叶片下沉， 蒸馏水的叶片仍在试管底部。 分析预测的结果：分析预测的结果：（1 ） 光照下， NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用， 释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2， 叶肉细胞间隙中的O2增加， 叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和O2， 叶片不能进行光合作用和有氧呼吸， 叶肉细胞间隙缺乏气体， 因此叶片位于试管底部。 （2） 黑暗中， NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用， 消耗了叶肉细胞间隙中的O2， 放出CO2溶于NaHCO3稀溶液中， 叶肉细胞间隙缺乏气体， 叶片下沉。 蒸馏水中缺乏O2， 叶片不能进行有氧呼吸， 叶肉细胞间隙仍缺乏气体， 因此叶片仍位于试管底部。实验步骤和预测实验结果：  例1 0绝大多数微生物最适生长温度为25～37℃。 为了探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产物(谷氨酸)合成量的影响， 设计如下实验。 在实验中有4处错误， 分别标以①、 ②、 ③、 ④， 请依次分析错误原因。 ℃、28第一步： 设定培养温度为第二步： 将菌种接种到灭菌后的液体培养基中第二步： 将菌种接种到灭菌后的液体培养基中， 分别在设定的温度条件下②衰亡期分别在设定的温①℃30℃、29第三步： 在并绘制曲线。定时取样， 分别测定谷氨酸合成量， 记录结果实验结果预测及结论： 若在30℃培养条件下， 谷氨酸合成量最大， 则认为，℃为为该细菌合成谷氨30。密闭闭培③④的最适最适当培养 ①____________________________________________。②____________________________________________。③____________________________________________。④____________________________________________。［解析］［解析］考查对简单的实验方案做出恰当的评价、 修订。 生物实考查对简单的实验方案做出恰当的评价、 修订。 生物实验应当遵循科学实验的基本原则。 题目中已标出4处错误的地方， 关键是分析错误的原因。 除了分析温度、 通气等条件对微生物的影响，还应注意实验方法本身的问题(包括分组的合理性、 变量的控制等)。 ［答案］棒状杆菌是好氧细菌， 不应密闭培养。 ③从调整期至衰亡期均有谷氨酸的合成， 故取样时期有遗漏。 ④实验结果有局限性， 合成谷氨酸的最适培养温度有可能高于30℃①温度设定范围过窄， 会导致结论误差增大。 ②谷氨酸