高考生物一轮复习 第十单元 实验原则与实验设计 微讲座 教材实验归纳总结学案 新人教版.docx

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高考生物一轮复习第十单元实验原则与实验设计微讲座教材实验归纳总结学案新人教版

教材实验归纳总结

授课提示：

对应学生用书第245页

一、显微观察类实验

（一）显微镜的使用及相关问题分析

1．使用显微镜的操作步骤

2．显微镜放大倍数计算

（1）放大倍数问题

显微镜的放大倍数＝物镜倍数×目镜倍数。

放大倍数指的是物体的宽度或长度的放大倍数，而不是面积或体积的放大倍数。

（2）放大倍数的变化与视野中细胞数目的变化关系

①若视野中细胞成单行，计算时只考虑长度，可根据看到的细胞数量与放大倍数成反比的规律进行计算。

如：

在显微镜放大倍数为40倍时看到m个细胞，放大倍数变成400倍时看到的细胞数目＝m÷（

）＝m/10（个）。

②若视野中细胞均匀分布，可根据看到的细胞数目与放大倍数的平方成反比的规律进行计算。

如：

在显微镜放大倍数为40倍时看到m个均匀分布的细胞，放大倍数变为400倍时看到的细胞数目＝m÷（

）2＝m/100（个）。

3．显微镜的物镜、目镜与成像特点

（1）物镜与目镜的区分

①区分物镜和目镜，看有无螺纹。

有螺纹的是物镜，没有螺纹的是目镜。

②区分倍数看长短。

物镜长的倍数大，目镜短的倍数大。

还可看物镜镜头离标本的距离，倍数越大，物镜镜头离标本越近。

（2）显微镜成像特点

显微镜下所成的像为放大的倒立的虚像，例如实物为字母“b”，则视野中观察到的为“q”。

若物像在左上方，则实物应在右下方。

要将物像移至视野中央，移动规律：

物像偏哪向哪移（或同向移动）。

（二）显微观察类实验总结

实验名称

细胞状态

观察对象

染色剂

生物材料

观察DNA和RNA在细胞中的分布

死细胞

DNA、RNA

甲基绿、吡罗红

人的口腔上皮细胞

观察线粒体

活细胞

线粒体

健那绿染液

低温诱导植物染色体数目的变化

死细胞

染色体

（数目）

改良苯酚品红染液

洋葱根尖分生区细胞

观察细胞的有丝分裂

死细胞

染色体

（形态、行

为变化）

龙胆紫

或醋酸

洋红染液

观察细胞的减数分裂

死细胞

蝗虫精母细胞

观察多种多样的细胞

活或死细胞

细胞

无须染色

酵母菌、水绵、叶片保卫细胞、鱼的红细胞等

观察叶绿体

活细胞

叶绿体

藓类的叶、菠菜叶等

观察植物细胞的质壁分离与复原

活细胞

紫色大液泡及原生质层

紫色洋葱鳞片叶外表皮

二、物质鉴定提取类实验

1．教材规定实验中的染色剂

试剂

被染成分

呈现颜色

斐林试剂

还原糖

砖红色沉淀

苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液

脂肪

橘黄色（或红色）

双缩脲试剂

蛋白质

紫色

甲基绿染液

DNA

绿色

吡罗红染液

RNA

红色

健那绿染液

线粒体

蓝绿色

龙胆紫溶液

染色体

紫色

醋酸洋红溶液

红色

2.物质鉴定和提取类实验总结

实验名称

试剂

颜色

生物材料

备注

淀粉的鉴定

碘液

蓝色

脱色的叶片

还原糖的鉴定

斐林试剂

砖红色沉淀

苹果或梨匀浆等

现配现用、水浴加热

脂肪的鉴定

苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染液

橘黄（或红）色

花生种子切片

需用高倍镜观察

蛋白质的鉴定

双缩脲试剂

紫色

豆浆、稀蛋清等

先加A液，后加B液

绿叶中色素的提取和分离

提取液：

无水乙醇；分离液：

层析液

①胡萝卜素：

橙黄色

②叶黄素：

黄色

③叶绿素a：

蓝绿色

④叶绿素b：

黄绿色

新鲜的绿叶（如菠菜叶）

加入二氧化硅是为了研磨得更充分；加入碳酸钙可防止在研磨中色素被破坏

三、调查类实验与教材隐性实验

1．调查类实验总结

实验名称

调查对象

调查方法

统计方法（计算公式）

种群密度的调查

活动范围大的动物

标志重捕法

＝

植物或活动能力弱的动物

样方法

种群密度＝

人类遗传病发病率的调查

人类某种遗传病

汇总法

发病率＝

×100%

土壤中小动物类群丰富度的研究

土壤中的小动物

取样器取样法

记名计算法、目测估计法

探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化

酵母菌种群数量

抽样检测法

2.教材隐性实验中的试剂使用

（1）在测定细胞呼吸强度时常使用Ca（OH）2，目的是吸收CO2，测定呼吸强度时，常用的检测指标是密闭容器内O2的减少量。

（2）在测定光合作用强度时常用NaHCO3，目的是提供稳定的CO2环境。

（3）在观察人体口腔上皮细胞的实验中，采集的口腔上皮细胞常放在0.9%的生理盐水中，目的是维持口腔上皮细胞形态。

（4）利用碘液检测光合产物时，常用酒精对叶片进行脱色处理。

（5）观察植物细胞的质壁分离和复原常用紫色洋葱表皮细胞，所用的蔗糖溶液浓度常为0.3g/mL。

（6）观察细胞的有丝分裂时，用于染色体染色的是龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液。

（7）农业生产中获得无子番茄常用的试剂是适宜浓度的生长素类似物溶液。

四、教材实验中实验材料应用归纳

1．教材实验的“同材异用”

有些实验中，所用的某材料相同，但作用却是不一样的，对于这一类材料可进行归纳，比较记忆。

（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。

①体积分数50%的酒精溶液：

在脂肪鉴定中，用苏丹Ⅲ染液染色，再用体积分数50%的酒精溶液洗去浮色。

②体积分数75%的酒精溶液：

用于杀菌消毒，体积分数75%的酒精能渗入细胞内，使蛋白质凝固变性。

低于这个浓度，酒精的渗进脱水作用减弱，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，妨碍酒精进入，削弱杀菌能力。

③体积分数95%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绿体中的色素。

（2）盐酸

实验名称

盐酸浓度

盐酸的作用

观察DNA和RNA在细胞中的分布

质量分数为8%的盐酸

能够改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合

探究pH对H2O2酶活性的影响

质量分数为5%的盐酸

改变酶的pH，提供酸性环境

观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

质量分数为15%的盐酸

使组织中的细胞相互分离开

低温诱导植物染色体数目的变化

生物体维持pH稳定的机制

物质的量浓度为0.1mol/L的盐酸

模拟细胞代谢产生的酸性物质

促胰液素的发现

稀盐酸

引起胰腺分泌胰液

（3）NaOH溶液

①在鉴定组织中蛋白质的存在时，0.1g/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，0.1g/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。

2．教材实验的“一材多用”

有些实验所用的生物材料相同，对于这一类材料可进行归纳记忆。

如洋葱、口腔上皮细胞、酵母菌等。

例如，洋葱在实验中的应用。

取材部位

实验名称

取材原因

叶

鳞片叶

植物细胞的质壁分离和复原

外表皮细胞含紫色大液泡

使用高倍显微镜观察细胞的多样性

细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核

观察DNA和RNA在细胞中的分布

内表皮细胞近于无色

管状叶

叶绿体中色素的提取和分离

色素含量多

根

观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察

低温诱导植物染色体数目的变化

材料易得，且低温（4℃）下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高

[易混易错]

（1）选择合适的材料是实验成功的关键

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，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染色体加倍时，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，这些细胞没有分裂能力）。

④观察细胞的减数分裂所选的材料可以是动物的精巢或植物的雄蕊，而不宜选用动物的卵巢或植物的雌蕊（雄配子产生数量远远多于雌配子的）。

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）。

（2）物质鉴定类实验应注意的问题

①在显色实验（如物质鉴定）中，材料最好不带颜色或颜色较浅，或实验时对有色材料进行脱色处理。

②物质鉴定实验一般不设立对照实验，若需设立对照实验，对照组应加入成分已知的物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。

鸡蛋清作为鉴定蛋白质的材料时，因其较黏稠，故使用时需稀释。

③可溶性还原（性）糖鉴定中不宜选择甜菜、甘蔗等作为实验材料，因它们不含还原（性）糖。

④颜色深浅与所鉴定的物质的含量有关，含量越多，颜色越明显。

[题组突破演练]

1．（2017·湖南衡阳月考）关于光学显微镜的叙述正确的是（　　）

A．通过光学显微镜不能观察到猫叫综合征患者的染色体结构变异

B．借助光学显微镜可以粗略探究紫色洋葱表皮细胞液浓度

C．显微镜下所成的像是倒立放大的虚像，若在视野中看到细胞质顺时针流动，则实际上细胞质则是逆时针流动

D．观察植物细胞质壁分离与复原的实验中，可用根尖分生区细胞代替表皮细胞

解析：

染色体结构变异可在光学显微镜下观察到，A错误；通过光学显微镜观察植物细胞质壁分离程度，可以粗略探究紫色洋葱表皮细胞液浓度，B正确；若在显微镜视野中看到细胞质顺时针流动，实际上细胞质也是顺时针流动，C错误；根尖分生区细胞无大液泡，不能用于观察植物细胞的质壁分离与复原现象，D错误。

答案：

B

2．（2017·浙江湖州期中）下列关于生物学实验的描述中正确的是（　　）

A．检测生物组织中脂肪实验中，可滴加1～2滴50%盐酸洗去浮色

B．在稀释的蛋清液中加入双缩脲试剂，摇匀，可看到溶液变为蓝色

C．向小麦种子的研磨滤液中加入斐林试剂，就会呈红黄色

D．用于观察质壁分离与复原的紫色洋葱表皮细胞，不能用来观察有丝分裂

解析：

检测生物组织中脂肪实验中用体积分数为50%的酒精洗去浮色，A错误；在稀释的蛋清液中加入双缩脲试剂，摇匀，可看到溶液变为紫色，B错误；斐林试剂与还原糖反应出现砖红色沉淀，C错误；用于观察质壁分离与复原的紫色洋葱表皮细胞是高度分化的细胞，不分裂，不具有细胞周期，不能用来观察有丝分裂，D正确。

答案：

D

3．下列是关于酒精的鉴定及酒精在相关实验中运用的叙述，其中不正确的是（　　）

A．用质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精（1∶1）混合液对洋葱根尖进行解离

B．在提取绿叶中的色素时可用无水酒精作为提取剂提取色素

C．在碱性条件下用重铬酸钾溶液鉴定酒精，溶液颜色由橙色变成灰绿色

D．用苏丹Ⅲ染液鉴定花生子叶中的脂肪时，需要用酒精洗去浮色

解析：

在酸性条件下，用重铬酸钾溶液鉴定酒精，现象是溶液由橙色变为灰绿色。

答案：

C

4．高中生物很多实验需要用到普通光学显微镜，下列现象用高倍显微镜能观察到的是（　　）

A．人口腔上皮细胞中的线粒体被甲基绿染成绿色

B．小麦种子细胞中的脂肪被苏丹Ⅳ染成橘黄色

C．紫色洋葱表皮细胞的液泡在质壁分离过程中颜色越来越深

D．洋葱根尖分生区细胞的染色体在有丝分裂后期缓慢移向细胞两极

解析：

人口腔上皮细胞中的线粒体被健那绿染液染成蓝绿色，细胞质接近无色，A项错误；小麦种子细胞中的脂肪被苏丹Ⅳ染液染成红色，B项错误；有丝分裂临时装片中的细胞已被解离液杀死，只能固定在某一特定分裂时期，无法看到染色体的移动，D项错误。

答案：

C

5．（2017·黑龙江大庆测试）在下列调查活动或实验中，计算所得数值与实际数值相比，可能偏小的是（　　）

A．标志重捕法调查灰喜鹊种群密度时标志物脱落

B．用血球计数板计数酵母菌数量时只统计方格内菌体

C．样方法调查蒲公英种群密度时在分布较密的地区取样

D．调查某遗传病的发病率时以患者家系为调查对象

解析：

标志重捕法调查灰喜鹊种群密度时，如果标志物脱落，重捕时已经标记的个体数目偏少，计算结果偏大；用血球计数板计数酵母菌数量时，应该统计方格内的酵母菌和相邻两边及其顶点的酵母菌；样方法调查种群密度时，取样的关键是随机取样，如果在分布较密的地区取样，计算结果偏大；调查某遗传病发病率时，应在人群中随机抽样调查，如果以患者家系为调查对象，计算结果偏大。

答案：

B

6．用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂，下列叙述正确的是（　　）

A．同一视野中各个细胞的染色体数目相等

B．在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等

C．观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到赤道板和染色体

D．如果观察的视野过暗，可以转动细准焦螺旋增加视野的亮度

解析：

同一视野中各个细胞所处的时期可能不一样，各个细胞的染色体数目不一定相等，在一个视野中处于分裂前期和中期的细胞数目可能相等；观察处于分裂中期的细胞，可清晰地看到染色体，但看不到赤道板，因为赤道板是一个假想的结构；调节视野亮度应该调节反光镜或光圈。

答案：

B

7．酸碱物质在生物实验中有着广泛的应用。

下列有关实验中，表述正确的是（　　）

A．斐林试剂中，NaOH为CuSO4与还原糖的反应创造碱性条件

B．浓硫酸为重铬酸钾与酒精的显色反应创造酸性环境条件

C．双缩脲试剂中的CuSO4应先与NaOH反应后，才能用于蛋白质的鉴定

D．盐酸水解口腔上皮细胞可改变膜的通透性，加速甲基绿进入细胞将线粒体染色

解析：

斐林试剂实际是新配制的Cu（OH）2溶液，它在加热条件下与还原性基团反应，被还原成砖红色的Cu2O沉淀，A错误；重铬酸钾溶液为橙色，在酸性条件下可与酒精发生化学反应，变成灰绿色，B正确；双缩脲试剂检测蛋白质的原理是在碱性条件下，CuSO4与具有肽键的化合物反应生成紫色络合物，C错误；盐酸水解口腔上皮细胞可改变细胞膜的通透性，加速甲基绿吡罗红染液进入细胞对DNA、RNA染色，D错误。

答案：

B