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专题七,实验与探究
[考纲要求]“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等进行运用。,能对实验现象和结果进行分析、解释、并能对收集到的数据进行处理。,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。。
***绿染色剂人的口腔上皮细胞观察线粒体线粒体活健那绿染液人的口腔上皮细胞观察细胞的有丝分裂染色体死龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)洋葱根尖低温诱导植物染色体数目的变化染色体死改良苯酚品红染液洋葱根尖
观察叶绿体原色观察叶绿体活无菠菜叶(稍带叶肉的下表皮)、藓类的叶、黑藻叶等观察植物细胞的质壁分离与复原紫色大液泡活成熟植物细胞,如紫色洋葱鳞片叶外表皮观察细胞的减数分裂染色体死蝗虫精母细胞(1)显微观察类实验要先制片,不同材料用不同的制片方法。装片法(把整个实验材料制成装片,如用葫芦藓观察叶绿体);切片法(把材料切成薄片,以便观察,如脂肪的鉴定);压片法(把材料压成薄层,以便观察,如观察根尖细胞的有丝分裂)。
(2)解离≠水解,前者用盐酸和酒精等量混合,处理的目的是使细胞彼此分离开,在低温诱导染色体加倍和观察有丝分裂实验中涉及;后者用盐酸处理,增大细胞膜的通透性,使DNA和蛋白质分开,便于染色,在观察DNA和RNA分布实验中涉及。两者在染色前都需要用水漂洗或冲洗,避免影响染色。
(3)洋葱在实验中的“一材多用”取材部位实验名称取材原因叶鳞片叶观察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绿叶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,易于观察染色体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,-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,摇匀使用绿叶中色素的提取和分离提取液:
无水乙醇;分离液:
层析液胡萝卜素:橙黄色;叶黄素:黄色;叶绿素a:蓝绿色;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(1)在显色实验(如物质检测)中,材料最好无色或颜色较浅或实验时对有色材料进行脱色处理。
(2)物质鉴定实验中,一般不设置对照实验,若需设置对照实验,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的实验中,对照组可加入稀释的鸡蛋清。
(3)还原糖的检验若出现砖红色沉淀,结论只能说溶液中有还原糖存在,但不能证明具体是哪种还原糖;同理蛋白质的鉴定若出现紫色,也不能证明胰岛素或淀粉酶是否存在。
(4)斐林试剂鉴定还原糖实验的原理是发生氧化还原反应。双缩脲试剂鉴定对象为肽键,故可检验蛋白质、多肽及变性后的蛋白质,不能鉴定氨基酸;先加入A液(NaOH溶液)1mL创造碱性条件,再滴加B液(CuSO4溶液)4滴,不能过量。
=某种遗传病的患病人数某种遗传病的被调查人数×101%种群密度的取样调查活动能力强的动物标志重捕法初次捕获个体数种群总数=重捕标志个体数再次捕获个体数植物或活动能力弱的动物样方法种群密度=所有样方内个体总数样方的总面积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(1)调查对象:①为使实验获得成功,常选用一些容易调查的对象,如植物种群密度的调查,选择容易辨别的双子叶植物;蚜虫、昆虫卵、跳蝻和蚯蚓等活动范围小、活动能力弱的动物,常采用样方法调查其种群密度。
②调查人群中常见的遗传病,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白
化病等;调查某种遗传病的发病率时,要随机抽样调查,且要保证调查的群体足够大;调查某种遗传病的遗传方式应在患者家系中展开调查。
(2)随机调查:调查的随机性决定了调查的准确性,所以应做到随机取样。
(1)探究实验的基本操作流程(2)归纳总结①任何渗透装置,隔着半透膜(玻璃纸、细胞膜、原生质层),水分子都是双向移动的,只是在浓度差的作用下,两个方向水分子移动的速率不同而已。
②探究温度、pH对酶活性影响时,至少分三组,其中一组为最适条件下进行,且注意不能先将酶与底物混合后再控制条件。
③探究酵母菌细胞呼吸方式时:
%的葡萄糖溶液先加热煮沸(杀死里面的微生物、除去溶液中的氧气),等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再加入食用酵母菌。
,酵母菌培养液应先封口放置一段时间,待酵母菌将瓶内的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2。
④探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度时,所设组别除用不同浓度的生长素类似物处理外,还要增加一组用蒸馏水处理的空白对照。
⑤探究培养液中酵母菌种群数量的变化时:
,要轻轻振荡几次,使酵母菌均匀分布,以确保计数准确,减少误差。
,因为随着时间的延续,酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照,但要获得准确的实验数据,必须重复实验,求得平均值。
,应只计数相邻两边及其夹角上的酵母菌。
单细胞探究培养液中酵母菌种群数量的变化水绵低等植物细胞观察多种多样的细胞带状叶绿体探究光合作用的场所马铃薯淀粉含量较多检测生物组织中的淀粉(遇碘液变蓝)花生脂肪含量较多检测生物组织中的脂肪(与苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液反应呈橘黄色或红色)苹果、梨还原糖含量较多检测生物组织中的还原糖(与斐林试剂反应产生砖红色沉淀)豆浆蛋白质含量较多检测生物组织中的蛋白质(与双缩脲试剂产生紫色反应)小麦幼苗易于培养证明某种无机盐是植物生长所必需的哺乳动物成熟的红细胞有细胞膜,没有细胞壁,没有细胞核膜和细胞器膜等膜结构观察动物细胞的失水和吸水;体验制备细胞膜的方法藓类的叶薄、小、透明的植物器官观察叶绿体黑藻叶新鲜的绿叶(如菠菜叶)(1)酒精比较项目实验作用50%的酒精检测生物组织中的脂肪脂肪鉴定中洗去浮色75%的酒精微生物的实验室培养用于杀菌消毒无水乙醇绿叶中色素的提取与分离提取绿叶中的色素95%的酒精观察根尖分生组织细胞的解离液(质量分数为15%
有丝分裂的盐酸和体积分数为95%的酒精等体积混合)鉴定光合作用产物(淀粉)脱色低温诱导植物染色体数目的变化洗去卡诺氏液70%的酒精土壤中小动物类群丰富度的研究用于杀死并保存小动物(防腐)(2)盐酸实验名称浓度作用观察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对过氧化氢酶活性的影响质量分数为5%的盐酸改变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%的盐酸解离液(质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精等体积混合)(3)NaOH溶液①在鉴定生物组织中蛋白质的存在时,,为该实验提供碱性环境。
②在鉴定生物组织中还原糖的存在时,。
③在与细胞呼吸有关的实验中,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。
(4)(石英砂)使研磨充分碳酸钙防止色素被破坏
1.(2023·海南,7)下列关于实验中使用普通光学显微镜的说法,错误的是(),,可用***绿进行染色答案B解析用高倍镜观察菠菜细胞叶绿体形态时,临时装片需要保持有水状态,以保持细胞处于生活状态,A正确;低倍镜即可观察到洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离,B错误;在低倍镜下可以观察到洋葱根尖分生区细胞呈正方形、排列紧密,C正确;DNA主要分布在细胞核中,故用显微镜观察洋葱根尖细胞核时,可用***绿对DNA进行染色,绿色主要集中在细胞核,D正确。
2.(2023·全国Ⅰ,4)为达到实验目的,需要选用合适的实验材料进行实验。下列实验目的与实验材料的对应,不合理的是()选项实验材料实验目的A大蒜根尖分生区细胞观察细胞的质壁分离与复原B蝗虫的精巢细胞观察细胞的减数分裂C哺乳动物的红细胞观察细胞的吸水和失水D人口腔上皮细胞观察DNA、RNA在细胞中的分布答案A解析大蒜根尖分生区细胞没有大液泡,不能作为观察细胞的质壁分离与复原实验的材料,A项错误;蝗虫精巢中的精母细胞能够进行减数分裂,通过制作装片可观察蝗虫精母细胞的减数分裂,B项正确;哺乳动物红细胞的细胞膜相当于一层半透膜,由于没有细胞壁的保护,红细胞吸水时膨胀,甚至涨破,失水时皱缩,因此可根据红细胞在溶液中的形态变化分析细胞的吸水和失水现象,C项正确;人口腔上皮细胞中含有DNA和RNA,且细胞几乎无色,因此可以用吡罗红***绿染色剂进行染色,观察DNA和RNA在细胞中的分布,D项正确。
3.(2023·全国Ⅱ,3)下列关于生物学实验的叙述,错误的是(),,,可用吡罗红***,可用荧光染料标记膜蛋白答案B
解析健那绿染液是专一性染线粒体的活性染料,几乎不损伤细胞,可将线粒体染成蓝绿色,因此观察活细胞中的线粒体时,可用健那绿染液进行染色,A项正确;探究人体红细胞因失水而发生的形态变化时,需用显微镜才能观察到,B项错误;吡罗红可将RNA染成红色,***绿可将DNA染成绿色,观察细胞中RNA和DNA的分布时,可用吡罗红***绿染色剂染色,C项正确;细胞膜上的蛋白质大都是可以运动的,用荧光染料标记细胞膜上的蛋白质,然后采用细胞融合的方法可探究细胞膜的流动性,D项正确。
(),研磨与过滤操作不会影响可溶性还原糖含量的检测,A项不符合题意;在蒲公英生长密集处取样调查,会使结果偏大,B项不符合题意;被标记鲤鱼投放入池塘后立即重捕,会使重捕个体中被标记的个体数量增多,从而使估测的鲤鱼数量偏小,C项符合题意;草履虫细胞呼吸需要氧气,静置的上清液中分布较多草履虫,从静置的上清液处取样估测,会使估测值偏大,D项不符合题意。
,有关操作时间的长短对实验现象或结果影响的叙述,正确的是()“质壁分离与复原”的实验中,“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,“32P标记的噬菌体侵染细菌”的实验中,,两次捕获间隔时间的长短对调查结果的影响相同答案C解析在“质壁分离与复原”的实验中,第二次观察的是质壁分离现象,第三次观察的是质壁分离复原现象,若两次观察间隔的时间过长,细胞可能由于失水时间过长而死亡,则在第三次观察时看不到质壁分离复原现象,A项错误;在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中,解离的目的是使组织细胞相互分离,若解离时间过长,则细胞结构会遭到破坏,从而影响实验结果的观察,B项错误;用32P标记的噬菌体侵染细菌时,保温时间过短或过长,部分噬菌体还未侵染或已经释放出来,从而使上清液出现放射性,二者对检测结果的影响相同,C项正确;用标志重捕法调查种群密度时,若两次捕获间隔的时间过长,则可能会导致第二次捕获到的有标记的个体偏少,使调查的结果偏大,若间隔时间过短,则调查结果偏小,D项错误。
,叙述不正确的是()%,可将采集到的小动物放入体积分数为70%,可用酒精来改变细胞膜通透性,加速染色剂进入细胞答案D解析低温诱导植物染色体数目的变化实验中,用卡诺氏液固定细胞形态后,需用体积分数为95%的酒精冲洗2次,A正确;由于色素易溶于有机溶剂,因此可用无水乙醇提取色素,B正确;在调查土壤中小动物类群丰富度时,可将采集到的小动物放入体积分数为70%的酒精溶液中保存,以免腐烂,C正确;在观察细胞内DNA和RNA分布的实验中,用盐酸改变细胞膜通透性,加速染色剂进入细胞,D错误。
(1)细胞学说的建立①虎克——细胞的发现者和命名者。
②列文虎克——用自制显微镜观察细胞。
③施莱登和施旺——建立“细胞学说”。
④魏尔肖——总结出细胞通过分裂产生新细胞。
(2)流动镶嵌模型的建立过程①欧文顿——用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验——膜是由脂质组成的。
②罗伯特森——电镜下观察细胞膜看到暗—亮—暗的三层结构,将细胞膜描述为静态的统一结构。
③桑格和尼克森——提出细胞膜的流动镶嵌模型。
(3)酶的发现过程①巴斯德——酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在(无活细胞参与,糖类不可能变成酒精)。
②毕希纳——将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。
③萨姆纳——提取出脲酶并证明脲酶是蛋白质。
④切赫和奥特曼——发现少数RNA也具有生物催化功能。
(4)光合作用的发现过程①恩格尔曼——用水绵和好氧细菌证明光合作用释放O2及光合作用需要光。
②普利斯特利——植物可以更新空气。
③英格豪斯——植物体只有绿叶才能更新污浊的空气,指出普利斯特利实验只有在光下才能成功。
④梅耶——植物在进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。
⑤萨克斯——光合作用的产物除氧气外还有淀粉(叶片产生淀粉需光)。