生物实验专题教案.docx

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生物实验专题教案

专题四实验专题

撰稿人：

李晨辉秦雪艳

考纲解读：

实验题能充分体现“掌握相关操作技能，验证简单生物学事实，对生物学问题进行初步探究，并对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改”的考纲能力要求，而成为高考重点题型之一，考查的范围包括教材中的学生实验、经典实验及非教材的设计类、补充类、评价类等，以对照实验为主，题型包括选择题和非选择题，但以非选择题为主要考查形式，内容几乎可以包括必修的全部。

虽然新课程倡导探究性学习理念，但高考试题要求学生独立完成全程性探究实验的各个方面的可能性较小，而要求学生对探究过程中的个别方面，也就是对某个局部进行科学的补充的可能性较大。

课时安排：

6课时

第一课时教材实验

（1）

一．显微观察类实验

在此类实验中通常运用显微镜对目标进行观察，为使观察的结果更清晰，常借助染色技术、玻片标本制作技术等。

归类如下：

观察方式

实验名称

观察对象

显微镜

玻璃标本

染色剂

生物材料

原

色

观

察

观察叶绿体

叶绿体

高倍

临时装片

无

菠菜叶

观察植物细胞吸水和失水

紫色大液泡

低倍

临时装片

无

紫色洋葱表皮

染

色

观

察

观察线粒体

线粒体

高倍

临时装片

健那绿

人口腔上皮细胞

生物组织中的脂肪的鉴定

脂肪

高倍

切片

↓

临时装片

苏丹Ⅲ或

苏丹Ⅳ

花生种子

观察DNA、RNA在细胞中分布

DNA、RNA

高倍

临时装片

甲基绿和吡罗红

人口腔上皮细胞或洋葱表皮细胞

观察有丝分裂

染色体

高倍

临时装片

龙胆紫（醋酸洋红）

洋葱根尖

观察减数分裂

染色体

高倍

固定装片

蝗虫精巢固定装片

低温诱导染色体加倍

染色体

高倍

临时装片

改良的苯酚品红溶液

洋葱根尖细胞

【特别提醒】

1.以上实验除了观察植物细胞吸水和失水可使用低倍镜外，其余均使用高倍镜。

使用方法：

（1）放大倍数与镜头长度和细胞数目的关系

①物象的放大倍数=目镜的放大倍数×物镜的放大倍数

②目镜镜头越短，放大倍数越大；物镜镜头越短，放大倍数越小，与玻片距离越远

③低倍镜下，视野相对较小，光线相对越亮，细胞数目现对较多

（2）使用步骤：

取镜安放——对光——安放装片——调节焦距——低倍镜观察——高倍镜观察

2．注意选材与材料的处理：

（1）材料的选择以便于观察、便于获得为标准。

若观察活体，最好选择颜色鲜明、对比强烈的标本，如“探究植物细胞的吸水和失水”用的是细胞；观察“叶绿体的形态和分布"，则选择具有较大的细胞；若观察的对象是无色的，则一般需要对材料进行，染色时要根据染色剂的特点对材料进行相应的处理，如用龙胆紫（或醋酸洋红）染色时，应先对材料用盐酸解离，解离的目的一方面是为了便于压片，另一方面是，便于染液进入细胞与染色体结合，但龙胆紫呈碱性，所以用盐酸解离后还要用水，去掉盐酸。

（2）观察DNA、RNA在细胞中分布不能用哺乳动物的红细胞（无细胞核，也就几乎不含DNA）

（3）观察有丝分裂或者低温诱导染色体变异，应注意观察呈形的根尖区细胞

（4）观察减数分裂所选材料可以是动物的精巢或者植物的雄蕊，而不宜选卵巢或雌蕊

注意装片的制作：

用显微镜观察材料利用的是透射光，为清楚地看到材料中的内容，应尽量使材料变薄，以便透光，于是就要用到一些制片方法。

不同材料用不同的制片方法，制片方法可分为：

装片法（把整个实验材料制成装片，如用黑藻叶观察叶绿体）、切片法（把材料切成薄片，以便观察，如脂肪鉴定）、压片法（把材料压碎成一薄层，以便观察，如观察根尖有丝分裂）。

（5）注意观察的现象：

有些现象其实是观察不到的，但可以通过其他指标性现象反映出来。

如用液泡的大小变化代表原生质体的大小变化，进而反映细胞是吸水还是失水。

与运动有关的问题：

装片移动方向与物像移动方向；细胞质环流方向与物像

，等等。

例1.（13新课标）下表是根据实验目的，所需选用的试剂与预期的实验结果正确的是

实验目的

试剂

预期的实验结果

A

观察根尖分生组织细胞的有丝分裂

醋酸洋红

染色体被染成紫红色

B

检测植物组织中的脂肪

双缩脲试剂

脂肪颗粒被染成红色

C

检测植物组织中的葡萄糖

斐林试剂

葡萄糖与斐林试剂作用，生成砖红色沉淀

D

观察DNA和RNA在细胞中的分布

甲基绿

吡罗红

吡罗红将DNA染成绿色，甲基绿将RNA染成红色

例2．（12课标）将有关生物材料直接制成临时装片，在普通光学显微镜下可以观察到的现象

A．菠菜叶片下表皮保卫细胞中具有多个叶绿体

B．花生子叶细胞中存在多个橘黄色脂肪颗粒

C．人口腔上皮细胞中线粒体数目较多

D．紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中细胞核清晰可见

【课堂练习】

1．用高倍显微镜观察洋葱根尖细胞的有丝分裂。

下列描述正确的是

A．处于分裂间期和中期的细胞数目大致相等

B．视野中不同细胞的染色体数目可能不相等

C．观察处于分裂中期的细胞，可清晰看到赤道板和染色体

D．细胞是独立分裂的，因此可选一个细胞持续观察它的整个分裂过程

2．用洋葱鳞片叶表皮制备“观察细胞质壁分离实验”的临时装片，观察细胞的变化。

下列有关实验操作和结果的叙述，正确的是

A．将装片在酒精灯上加热后，再观察细胞质壁分离现象

B．在盖玻片一侧滴人清水，细胞吸水膨胀但不会破裂

C．用不同浓度的硝酸钾溶液处理细胞后，均能观察到质壁分离复原现象

D．当质壁分离不能复原时，细胞仍具正常生理功能

3.（2014重庆卷）.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

4．在“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察（如下图所示）。

下列有关叙述正确的是

A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞质基质区域

B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处

C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体，以免污染镜头

D.为了节约实验时间，通常可以省略第一次显微观察步骤

5.（13江苏）在1、3、5号试管中分别加入2mL蒸馏水，2、4、6号试管中分别加入2mL发芽的小麦种子匀浆样液，然后在1~4号试管中适量滴加斐林试剂，5、6号试管中合理滴加双缩脲试剂，摇匀。

预期观察到的实验现象是（多选）

A.1、3、5号试管内都呈蓝色

B.3组实验中甲组和乙组的实验结果相同

C.4号试管内呈砖红色，其余试管内都呈蓝色

D.4号试管内呈砖红色，6号试管内呈紫色

6.（13江苏）一个班级分组进行减数分裂实验，下列操作及表述正确的是

A.换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦

B.因观察材料较少，性母细胞较小，显微镜视野应适当调亮

C.为观察染色体不同层面的精细结构，用粗准焦螺旋调节焦距

D.一个视野中，用10×物镜看到8个细胞，用40×物镜则可看到32个细胞

第二课时教材实验

（2）

二、物质鉴别和提取类实验

1．此类实验的基本原理是利用待检测物质与某种特殊试剂反应（有的是相溶），产生一种

特殊颜色的物质来达到鉴定的目的。

归类如下：

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

还原性糖的鉴定

斐林试剂（班氏试剂）

含糖量高的白色或近白色植物组织尿液血浆

水浴加热；

现配现用

检测生物组织中的脂肪

苏丹Ⅲ

花生种子

切片要薄；使用显微镜

苏丹Ⅳ

DNA粗提取和鉴定

二苯胺试剂

蓝色

鸡血细胞

水浴加热

检测生物组织中的蛋白质

双缩脲试剂

豆浆、牛奶、鸡蛋清、

蛋白质类酶

不加热；

先加A液,再加B液

叶绿体中色素的提取与分离

提取液：

无水乙醇

分离液：

层析液

1胡萝卜素：

色

2叶黄素：

色

3叶绿素a：

色

4叶绿素b：

色

新鲜的绿叶（如菠菜）

加入二氧化硅的目的：

加入碳酸钙的作用：

2．方法与技巧

（1）实验材料应注意选择无色或颜色浅的材料，这样可以避免材料本身的颜色掩盖反应产生的物质的颜色，如鉴定还原糖一般不用深色的组织，鉴定蛋白质一般不用血红蛋白等。

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

（3）注意选择合适的试剂，并注意试剂使用的特殊要求，如加热等。

（4）实验的结果是观察到某种有颜色的物质产生，其实验结论也就是根据有无特定的颜色反应来判定是否有某物质存在。

（5）色素的提取和分离不仅选用的试剂不同,原理也不同。

提取液用无水乙醇，原理是

；分离方法用，试剂选层析液

原理是。

例1.（2014年浙江）回答下列问题

使用染色剂染色是生物学实验常用的方法，某同学对有关实验做了如下归纳：

实验

观察对象

染色剂

实验结果

①

花生子叶细胞的脂肪颗粒

苏丹Ⅲ

脂肪颗粒被染成橘黄色

②

人口腔上皮细胞中的DNA和RNA分布

毗罗红甲基绿

细胞内染成绿色的面积显著大于染成红色的面积

③

人口腔上皮细胞中的线粒体

健那绿

线粒体呈现蓝绿色

④

洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂

龙胆紫

间期细胞不着色，分裂期细胞染色体着色

（1）上述实验结果的归纳，正确的有_______（实验序号）。

（2）实验②和实验④在染色之前，都使用了一定浓度的盐酸处理。

其中，实验②用盐酸可改变______通透性，加速染色剂进入细胞；实验④用盐酸与酒精混合，对材料进行解离。

在两个实验操作中，都要注意盐酸浓度，处理材料时的温度和______。

健那绿使线粒体着色与线粒体内膜的酶系统有关。

线粒体内膜上的酶主要催化有氧呼吸的第______阶反应，该反应变化是____________。

【课堂练习】

1.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，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．②③④C．①③④D．①②④

2.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

3.（江苏卷）.关于生物组织中还原糖的鉴定，下列叙述正确的是

A.量取2mL斐林试剂时应优先选用5mL量筒而不用10mL量筒

B.隔水加热时，试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面

C.在组织样液中加入斐林试剂后试管内液体呈现无色，加热后变成砖红色

D.实验结束时将剩余的斐林试剂装入棕色瓶，以便长期保存备用

4.（2014山东卷）下列有关实验操作的描述，正确的是（）

A．鉴定待测样液中的蛋白质时，先加NaOH溶液，振荡后再加CuS04溶液

B．制作细胞的有丝分裂装片时，洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色

C．低温诱导染色体加倍实验中，将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理

D．探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温

5.为进一步确定来源不同的A、B、C、D、E五种物质（或结构）的具体类型，进行了下列实验，现象与结果如下：

①各种物质（或结构）的性质、染色反应的结果，见下表：

A

B

C

D

E

来源

猪血

马肝

蛙表皮

棉花

霉菌

水溶性

＋

-

＋

-

＋

灰分

＋

-

＋

-

-

染

色

反

应

甲基绿溶液

-

-

＋

-

-

斐林试剂

-

-

-

-

-

苏丹Ⅲ溶液

-

＋

-

-

-

双缩脲试剂

＋

-

＋

-

＋

碘液

-

-

-

-

-

注：

＋：

有（溶解）；一：

无（不溶解）；灰分指物质充分燃烧后剩下的部分。

②A为红色，检测A的灰分后发现其中含有Fe元素。

③将适量的E溶液加人盛有D的试管中，混合一段时间后，混合液能与斐林试剂发生作用，

生成砖红色沉淀。

根据以上实验现象和结果，推断出：

A、；B、；C、；D、；E、

（13江苏卷）关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是（）

A.使用定性滤纸过滤研磨液

B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析

C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2-3次

D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素

第三课时教材实验

三、调查模拟类实验

实习研究性课题

调查对象

统计

方法

计算公式

种群密度的取样调查

动物

标志重捕法

植物

样方法

调查人群中某种遗传病

人类遗传病

土壤中小动物类群丰富度的研究

物种种类

记名计数法

目测估计法

探究培养液中酵母菌的动态变化

酵母菌种群数量

抽样检测法

特别提醒

（1）调查方法：

取样调查法。

数据的处理常用统计法。

应做到随机调查

（2）调查选材：

为使实验获得成功，常选用一些容易调查的内容，如植物种群密度的调查选择容易辨别个体的双子叶植物，遗传病的调查选择发病率高的遗传病等。

课堂练习

1．下列调查活动或实验中，实验所得到数值与实际数值相比，最可能偏大的（）

A．用标志重捕法调查池塘中鲤鱼的种群密度时，部分鲤鱼身上的标志物脱落

B．探究培养液中酵母菌种群数量时，从试管表层中吸出培养液计数前没有振荡试管

C．调查土壤小动物丰富度时，用诱虫器采集小动物没有打开电灯

D．用样方法调查草地中的蒲公英时，不统计正好在样方线上的个体

2．某生物兴趣小组对某种皮肤病遗传的情况进行了调查，以下说法正确的是（）

A．要选择单个基因控制的皮肤遗传病进行调查

B．在调查该皮肤病的发病率时，选取个体数越多，误差越小

C．在调查该皮肤病的遗传方式时应注意随机取样

D．在调查该皮肤病的发病率时应选取患者家庭进行调查

（2013福建卷）4.下列为减少实验误差而采取的措施，错误的是

选项

实验内容

减少实验误差采取的措施

A

对培养液中酵母菌数量进行计数

多次计数取平均值

B

探索2,4-D促进插条生根的最适浓度

预实验确定浓度范围

C

调查人群中红绿色盲发生率

调查足够大的群体，随机取样并统计

D

比较有丝分裂细胞周期不同时期的时间长短

观察多个装片、多个视野的细胞并统计

第四课时

一．评价及修订性实验题

类型：

指出错误，分析原因，改正错误

措施：

五看

一看有无对照

二看是否遵循单一变量原则、大样本原则

三看实验步骤是否科学、完善、合理

四看实验仪器、药品使用是否科学合理

五看实验结果的验证是否合理

评判原则：

实验设计的原则，教材常规实验方法及生物学理论

例1.某同学探究温度对唾液淀粉酶活性的影响，其实验方案设计和程序如下：

⑴实验组合及处理

实验组合编号

1

2

3

2%淀粉液mL

5mL

5mL

5mL

处理温度℃

0℃

37℃

100℃

⑵酶促反应的实验操作

在经过适当处理的上述各个试管的溶液中，分别加入1mL稀释的新鲜唾液

将每只试管再放回特定条件下保温10min

⑶鉴定反应的实验操作

分别向每只试管中滴一滴碘液

观察和比较各个试管中溶液的显色程度

⑷预测实验结果

实验组合编号

0℃

37℃

100℃

颜色反应

浅蓝

无色

深蓝

请你说明该实验设计的不足

二.设计类实验

考查内容

1.实验题目/实验目的：

2.实验原理：

4.实验假设：

3.实验对象：

5.实验预期：

6.实验步骤：

实验组与对照组；观测指标

7.观察和收集数据：

8.分析结论：

9.设计实验思路：

例2：

（14年吉林）“X”形迷宫（图1）内有红灯和电刺激装置。

当分别按下各臂按钮时，相应臂的红灯就会亮起来，此时该臂不通电成为安全区，另外的臂及中央交界区均在短时间后通电而成为电刺激区。

请回答下列问题：

（1）小白鼠在遭受电刺激后迅速逃向安全区，该逃避反应的基本活动方式是________。

此时，神经冲动在神经纤维上是________（单向/双向）传导。

（2）研究发现小白鼠在连续遭受多次电刺激后，其反应强度随电刺激的重复出现而减弱。

已知其关键因素在于突触的信号传递，突触后膜电位变化与突触前膜释放递质的量有关。

据此推断上述小白鼠反应减弱现象的原因最可能的是________________。

（3）在某适宜溶液中维持正常活性的离体神经纤维，未受到刺激时处于静息状态（膜电位如图2中a）。

受到适宜刺激后，受刺激部位的膜内Na+含量变化趋势如图2中曲线所示，曲线上升的原因是__________________________。

已知Na+通道开放后会引起K+通道开放，使K+外流、膜电位趋于静息水平，请在图2中a的基础上画出膜电位相应的变化曲线。

（4）该实验中的适宜溶液________（可以/不可以）用适当浓度的KCl溶液代替。

【课堂练习】

1.下列对实验的相关叙述，正确的是

A.探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时，可用碘液替代斐林试剂进行鉴定

B.纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明，叶绿素b在层析液中溶解度最低

C.调查人群中某种遗传病的发病率时，应选择有遗传病史的家系进行调查统计

D.鉴定蛋白质时，应将双缩脲试剂A液和B液混合以后再加入待检组织样液中

2.

（1）甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿体色素提取和分离”实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为。

（2）该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。

他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的来判断条带的色素种类。

（3）实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。

乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的，丙同学则认为某些色素含量增加。

根据所学知识，你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确？

三．实验分析说明题

例.（11海南）某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的

3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内（如下图所示），其中A不

密封。

B、C密封。

B内培养皿中盛有Ba（OH）2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培

养皿中液体的体积相同。

该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。

回答问题：

（1）根据上述实验设计判断，该实验的目的是__________.

（2）从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：

B中的幼苗生长量比C中的

____（大、小），原因是____；

A中的幼苗生长量比C中的______（大、小），原因是_______

__。

课堂练习：

（13海南）某同学将生长一致的小麦幼苗平均分为甲、乙两组，甲组置于阳光下培养。

乙组置于黑暗中培养，其他条件适宜。

一段时间后，测定麦苗的干重，发现两组存在明显差异。

回答下列问题：

（1）两组麦苗中，干重较大的组是组，原因是

。

（2）观察叶片颜色，出现黄化现象的是组，其主要原因是

。

（3）该实验探究了环境因子中对小麦的影响。

（4）若将甲组置于红光下，乙组置于绿光下，培养一段时间后，两组麦苗中干重较大的是甲组，原因是

。

（1）甲甲组能进行光合作用，积累有机物，乙组不能进行光合作用，同时呼吸作用消耗有机物

（2）乙在黑暗条件下，叶片中叶绿素降解，且无叶绿素合成

（3）光照光合作用

（4）甲组吸收的光能多，光合作用强；乙组吸收的光能少，光合作用弱。