人教生物二轮专题复习-实验与探究 第1讲　实验基础——教材经典实验及探究技能汇总(共63张PPT)

(共63张PPT)
高考对教材实验的考查一是直接考查，二是对实验原理和方法进行拓展考查。因此系统归纳教材实验和科学史中的实验方法是掌握实验基本技能的重要抓手，也是取得实验基本分的保障。本讲从三个角度对教材涉及的经典实验进行归纳汇总，以期达到系统实验基础知识，掌握实验基本能力的目的。
第 1讲　实验基础——教材经典实验及探究技能汇总
人教生物二轮复习-实验与探究
一、归拢教材经典实验·掌握基本实验流程
(一)观察类实验　
1．四个观察类实验的比较
实验名称 观察对象 细胞状态 染色剂 常用实验材料
观察叶绿体和细胞质的流动 叶绿体 活细胞 无 菠菜叶、藓类的叶
探究植物细胞的吸水和失水 紫色大液泡 活细胞 成熟植物细胞
续表
观察根尖细胞的有丝分裂 染色体 死细胞 甲紫溶液 洋葱根尖
观察蝗虫细胞减数分裂装片 染色体 死细胞 无(为固定装片) 蝗虫精母细胞减数分裂装片
2.观察类实验的操作流程
(二)检测(鉴定)类实验　
1．检测(鉴定)类实验的比较
实验名称 试剂 颜色 生物材料 备注
淀粉的检测 碘液 蓝色 脱色的叶片 —
还原糖 的检测 斐林试剂 砖红色 沉淀 葡萄或梨匀浆等 现配现用、水浴加热
脂肪的检测 苏丹Ⅲ染液 橘黄色 花生子叶切片 需用显微镜观察
续表
蛋白质的检测 双缩脲试剂 紫色 豆浆、稀蛋清等 先加A液，后加B液
酒精的 鉴定 重铬酸钾溶液 橙色→灰绿色 酵母菌 酸性条件
CO2的 鉴定 澄清的石灰水 澄清→浑浊 常温条件
溴麝香草酚蓝溶液 蓝→绿→黄 续表
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 (如菠菜的绿叶) 加二氧化硅是为了研磨得更充分；加碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
续表
DNA的 粗提取 与鉴定 NaCl溶液、体积分数为95%的冷酒精、二苯胺试剂 蓝色 新鲜 洋葱等 需沸水浴加热
2.检测实验的操作流程
[特别提醒]　 关注物质检测类实验中的四个问题
①在显色实验(如物质检测)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物质检测实验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，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
③可溶性还原糖检测中不宜选择甜菜、甘蔗等作为实验材料，因为它们所含的糖类主要是蔗糖，为非还原糖。
④颜色深浅与所检测的物质的含量有关，含量越多，颜色越深。
(三)调查类实验　
1．四个调查类实验的比较
续表
2．调查类实验的操作流程模板
[针对训练]
1．(2023·全国乙卷，改编)生物体内参与生命活动的生物大分子可由单体聚合而成。构成蛋白质等生物大分子的单体和连接键，以及检测生物大分子的试剂等信息如下表。根据表中信息，下列叙述错误的是(　 )
单体 连接键 生物大分子 检测试剂或染色剂
葡萄糖 — ① —
② ③ 蛋白质 ④
⑤ — DNA ⑥
A．①可以是淀粉或糖原
B．②是氨基酸，③是肽键，⑤是碱基
C．②和⑤都含有C、H、O、N元素
D．④可以是双缩脲试剂，⑥可以是二苯胺试剂
答案：B　
解析：淀粉、糖原是生物大分子，由葡萄糖聚合而成，A正确；
蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物大分子，连接两个氨基酸分子的化学键为肽键，脱氧核苷酸聚合形成DNA，故⑤是脱氧核苷酸，B错误；
②和⑤分别是氨基酸、脱氧核苷酸，均含有C、H、O、N元素，C正确；
可用双缩脲试剂检测蛋白质，DNA可用二苯胺试剂进行检测，D正确。
2．(2023·浙江6月选考)为筛选观察有丝分裂的合适材料，某研究小组选用不同植物的根尖，制作并观察根尖细胞的临时装片。下列关于选材依据的叙述，不合理的是(　 )
A．选用易获取且易大量生根的材料
B．选用染色体数目少易观察的材料
C．选用解离时间短分散性好的材料
D．选用分裂间期细胞占比高的材料
答案：D　
解析：制作并观察根尖细胞的临时装片，应选用易获取且易大量生根的材料，A正确；
要对染色体行为进行观察，应选用染色体数目少易观察的材料，B正确；
观察植物根尖有丝分裂需要解离使植物细胞分离开来，因此应选用解离时间短、分散性好的材料，C正确；
选用分裂期细胞占比相对较高的材料有助于观察有丝分裂各个时期的染色体行为，D错误。
3．(2023·北京高考)高中生物学实验中，下列实验操作能达成所述目标的是(　 )
A．用高浓度蔗糖溶液处理成熟植物细胞观察质壁分离
B．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C．在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D．对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
答案：A　
解析：成熟的植物细胞有中央大液泡，用高浓度蔗糖溶液处理，细胞会失水，发生质壁分离，A正确；
向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水能形成内部无氧环境，不能创造无菌环境，B错误；
在用样方法调查种群密度时，应该做到随机取样，而不是在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度，C错误；
对外植体进行消毒可以减少外植体携带的微生物，但不能杜绝接种过程中的微生物污染，D错误。
二、归纳生物常用实验方法·掌握基本实验知能
(一)归纳常用实验的技术方法　
(二)归纳总结盐酸和酒精在实验中的作用　
1．盐酸在教材实验中的作用
2．酒精在教材实验中的作用
[针对训练]
4．生物科学的发展离不开实验方法和科学技术。下列有关实验的说法，正确的是(　 )
A．用纸层析法分离和提取新鲜菠菜绿叶中的色素
B．用3H标记氨基酸的羧基研究分泌蛋白的合成和分泌
C．用同位素18O标记CO2验证光合作用释放的O2的来源
D．用“假说—演绎法”证实DNA以半保留的方式复制
答案：D
解析：利用纸层析法可以分离绿叶中的色素，提取色素需用有机溶剂无水乙醇，A错误；
由于肽链形成时，相邻氨基酸的羧基和氨基之间会形成肽键，从而脱去水分子，因此，用3H标记氨基酸的R基来研究分泌蛋白的合成和分泌，B错误；
用同位素18O分别标记H2O和CO2来验证光合作用释放的O2的来源，C错误；
证明DNA半保留复制的实验用到了同位素标记法和密度梯度离心，该探究过程运用了假说—演绎法，D正确。
5．科学探究思维和方法是生物学研究和发展的重要保障。下列关于科学探究思维和方法的叙述，错误的是(　 )
A．模型构建——人体血糖平衡调节
B．荧光标记法——基因在染色体上呈线性排列
C．对比实验——探究酵母菌呼吸作用方式
D．目测估计法——青蒿种群密度的调查方法
答案：D　
解析：可以构建不同条件下(如饥饿、饭后等)血糖调节的模型，来研究胰岛素和胰高血糖素对血糖的调节作用，A正确；
现代生物学用荧光标记法观察到基因在染色体上呈线性排列，B正确；
使用不同的条件(如有氧和无氧)对比，探究酵母菌呼吸作用方式为有氧呼吸还是无氧呼吸，C正确；
目测估计法是土壤小动物丰富度调查时常用的计数方法，而青蒿种群密度的调查方法使用样方法，D错误。
6．下列有关科学家的研究方法、技术及成果的叙述，错误的是(　 )
A .卡尔文运用同位素标记法探明了碳元素在暗反应中的转移途径
B.梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记和差速离心技术证明了DNA的半保留复制
C.孟德尔运用假说—演绎法发现了基因的分离定律和自由组合定律
D.林德曼运用定量分析揭示了相邻营养级之间有较稳定的能量传递效率
答案：B　
解析：卡尔文运用同位素标记法探明了碳元素在暗反应中的转移途径，A正确；
梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记和密度梯度离心技术，证明了DNA分子的半保留复制，B错误；
孟德尔运用假说—演绎法发现了基因的分离定律和自由组合定律，C正确；
林德曼对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，揭示了相邻营养级之间有较稳定的能量传递效率，D正确。
7．下列生物学实验中都用到了酒精，有关酒精的作用和体积分数的叙述，错误的是(　 )
选项 实验名称 酒精作用 体积分数
A 绿叶中色素的提取和分离 提取绿叶中的色素 100%
B 制作并观察有丝分裂临时装片 漂洗被解离后的根尖 95%
C 土壤中小动物类群的采集 杀死样本，并进行防腐处理 70%
D 观察花生子叶细胞中脂肪 洗去浮色 50%
答案：B　
解析：在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，需要用到无水乙醇，其作用是提取绿叶中的色素，A正确；
在“制作并观察有丝分裂临时装片”实验中，需要用到体积分数为95%的酒精与盐酸组成解离液进行解离，解离后的根尖需要用清水进行漂洗，B错误；
在“土壤中小动物类群的采集”中，杀死样本，并进行防腐处理所用的酒精体积分数为70%，C正确；
“观察花生子叶细胞中脂肪”，需要用苏丹Ⅲ染液染色，染色后需要用体积分数为50%的酒精洗去浮色，便于观察，D正确。
答案：A　
解析：用14C标记CO2，再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道14C通过什么路径，运动到哪里，从而探明了CO2中碳元素在光合作用过程中的转移途径，A正确；
用32P标记噬菌体的DNA并以此侵染细菌不能证明蛋白质不是遗传物质，C错误；
探究DNA复制方式时，用于标记的15N是稳定同位素，没有放射性，D错误。
三、理清科学探究历程·内化科学思维
1．细胞学说的建立过程
罗伯特·胡克 细胞的发现者和命名者
列文虎克 用自制显微镜观察细胞
施莱登和施旺 建立细胞学说
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
欧文顿 用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验，推测出：细胞膜是由脂质组成的
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
辛格和尼科尔森 提出细胞膜的流动镶嵌模型
3.酶的发现过程
巴斯德 酿酒中的发酵是由于酵母菌细胞的存在(无活细胞参与，糖类不可能变成酒精)
毕希纳 将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶
萨姆纳 提取出脲酶并证明了脲酶是蛋白质
切赫和 奥尔特曼 发现少数RNA也具有生物催化功能
4．光合作用的发现过程
恩格尔曼 用水绵和需氧细菌证明光合作用释放O2及光合作用需要光
鲁宾和 卡门 用18O分别标记水和二氧化碳，证明光合作用释放的氧气来自水
卡尔文 用14C标记二氧化碳，证明二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径，即卡尔文循环：
5．遗传规律的发现史
孟德尔 用豌豆作遗传材料，利用假说—演绎法提出遗传的两条基本定律，即分离定律和自由组合定律
萨顿 用推理法提出基因在染色体上
摩尔根 用假说—演绎法证明基因在染色体上(用白眼雄果蝇作遗传材料)
6.遗传物质的发现史
格里菲思 通过肺炎链球菌的体内转化实验证明加热致死的S型细菌中含有某种“转化因子”
艾弗里 通过肺炎链球菌的体外转化实验证明肺炎链球菌的遗传物质是DNA不是蛋白质(转化因子为DNA)
赫尔希和蔡斯 用放射性同位素标记法(32P、35S分别标记噬菌体)证明噬菌体的遗传物质是DNA
续表
威尔金斯和富兰克林 获得DNA衍射图谱
查哥夫 在DNA中，腺嘌呤(A)＝胸腺嘧啶(T)；胞嘧啶(C)＝鸟嘌呤(G)
沃森和克里克 构建DNA双螺旋结构模型(克里克还提出中心法则：
)
梅塞尔森和斯塔尔 证明DNA的复制方式是半保留复制
7．生物进化的发现史
拉马克 提出进化学说(主要观点：用进废退、获得性遗传)
达尔文 自然选择学说(四个要点：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存)
现代生 物进化 理论　 适应是自然选择的结果；种群是生物进化的基本单位；突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种；生物多样性是协同进化的结果
8．动物生命活动调节机制的发现史
贝尔纳 提出内环境的稳定是生命能独立和自由存在的首要条件，内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节
坎农 提出稳态的概念
沃泰默 胰液的分泌只受神经调节
斯他林和贝利斯 胰液分泌存在“化学调节”，并命名该调节物为促胰液素
巴甫洛夫 建立了条件反射学说
9．植物生长素的发现史
达尔文 植物向光性实验，验证金丝雀 草胚芽鞘感光部位在尖端，尖端可向下面的伸长区传递某种“影响”，造成单侧光下伸长区背光面比向光面生长快
鲍森·詹森 胚芽鞘尖端产生的“影响”可透过琼脂片传递给下部
拜尔 胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的“影响”在其下部分布不均匀
温特 胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质引起的，并将该物质命名为生长素
10．生态学的发现史
高斯 证明大草履虫种群的增长曲线呈“S”形
林德曼 对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，发现能量流动的两大特点：单向流动，逐级递减
[针对训练]
9．(2023·广东高考)科学理论随人类认知的深入会不断被修正和补充，下列叙述错误的是(　 )
A．新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正
B．自然选择学说的提出是对共同由来学说的修正
C．RNA逆转录现象的发现是对中心法则的补充
D．具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充
答案：B　
解析：新细胞是由老细胞分裂产生的，新细胞产生方式的发现是对细胞学说的修正，A正确。
达尔文的生物进化论主要由共同由来学说和自然选择学说组成，前者指出地球上所有的生物都是由原始的共同祖先进化来的，后者揭示了生物进化的机制、解释了适应的形成和物种形成的原因，B错误。
继中心法则提出以后，随着研究的不断深入，科学家对中心法则作出了补充：少数生物(如一些RNA病毒)的遗传信息可以从RNA流向RNA(RNA的复制)以及从RNA流向DNA(逆转录)，C正确。
一般来说，酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶的化学本质是蛋白质，具催化功能RNA的发现是对酶化学本质认识的补充，D正确。
10．(2023·天津高考)下列生物实验探究中运用的原理，前后不一致的是(　 )
A．建立物理模型研究DNA结构—研究减数分裂染色体变化
B．运用同位素标记法研究卡尔文循环—研究酵母菌呼吸方式
C．运用减法原理研究遗传物质—研究抗生素对细菌选择作用
D．孟德尔用假说演绎法验证分离定律—摩尔根研究伴性遗传
答案：B　
解析：模型是人们为了某种特定的目的而对认识对象所做的一种简化的概括性的描述，研究DNA结构时构建了DNA双螺旋的物理模型，研究减数分裂时可通过橡皮泥等工具进行物理模型的构建，A不符合题意；
用经过14C标记的14CO2探究卡尔文循环，但探究酵母菌呼吸方式时用的是对比实验法，分别设置有氧和无氧组进行探究，不涉及同位素标记，B符合题意；
在探究DNA是遗传物质的实验中，肺炎链球菌的体外转化实验中用对应的酶设法去除相应物质，观察其作用，用到了减法原理，研究抗生素对细菌的选择作用时，也可通过去除抗生素后进行观察，属于减法原理，C不符合题意；
孟德尔验证分离定律和摩尔根研究伴性遗传都用到了假说演绎法，D不符合题意。
11．摩尔根研究白眼雄果蝇基因的显隐性及其在染色体上的位置时，经历了若干过程：①白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关？②白眼由隐性基因控制，仅位于X染色体上；③对F1红眼雌果蝇进行测交。上面三个叙述中(　 )
A．①为假说，②为推理，③为验证
B．①为问题，②为假说，③为推理
C．①为问题，②为假说，③为验证
D．①为推理，②为假说，③为验证
答案：C　
解析：假说—演绎法的一般程序是观察实验→发现问题→提出假说→设计实验→验证假说→归纳综合和总结规律。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，反之，则说明假说是错误的。“白眼性状是如何遗传的，是否与性别有关”是提出问题；“白眼由隐性基因控制，仅位于X染色体上”是提出假说；“对F1红眼雌果蝇进行测交”是验证过程，C正确。
12．下列有关促胰液素发现史的叙述，不正确的是(　 )
A．斯他林和贝利斯在沃泰默研究的基础上，勇于向权威观点挑战，大胆质疑、探索与创新是成功的关键
B．促胰液素是人们较早发现的一种激素，是由胰腺分泌的
C．沃泰默实验中存在排除盐酸作用于胰腺分泌胰液的对照组
D．刮下小肠黏膜并制成提取液可有效排除神经调节的干扰
答案：B　
解析：斯他林和贝利斯能成功的一个重要原因是具有大胆质疑、探索和创新的精神，A正确；
促胰液素是人们发现的第一种激素，是由小肠黏膜分泌的，B错误；
沃泰默实验分为三组，通过其中两组对照可以排除盐酸对胰腺作用的影响，C正确；
刮下小肠黏膜并制成提取液可有效排除神经调节的干扰，D正确。
13．下列关于生长素发现过程的叙述，正确的是(　 )
A．鲍森·詹森通过实验证明了胚芽鞘尖端产生的生长素在其下部分布不均匀
B．拜尔的实验证明了胚芽鞘尖端产生的化学物质可以透过琼脂片
C．温特证明了胚芽鞘的弯曲生长是由一种化学物质引起的
D．达尔文认为单侧光对胚芽鞘尖端产生某种“影响”，传递到下部导致向光侧生长比背光侧快
答案：C　
解析：鲍森·詹森的实验证明，胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部，A错误；
拜尔的实验证明尖端产生某种影响在其下部分布不均匀，造成胚芽鞘弯曲生长，B错误；
温特通过实验证明胚芽鞘尖端产生了某种化学物质，向下运输，促进下部生长，并命名为生长素，C正确；
达尔文根据实验提出，单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种“影响”，传递到下部导致背光侧生长比向光侧快，D错误。
14．生物科学史蕴含科学研究的思路和方法，下列科学史实验与结论不相符的叙述是(　 )
选项 科学史实验 结论
A 用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验 伞藻的帽形建成主要与细胞核有关
B 绿叶暗处理后，一半遮光，另一半曝光，碘蒸气处理后观察叶片颜色变化 淀粉是光合作用的产物
C 不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验 细胞膜具有流动性
D 将狗的小肠黏膜和稀盐酸混合磨碎后制成的提取液注入狗的静脉，检测胰液分泌情况 胰液分泌是神经调节的结果
答案：D　
解析：用伞形帽和菊花形帽伞藻进行嫁接和核移植实验，说明伞藻的帽形建成主要与细胞核有关，A正确；
遮光和曝光的叶片形成对照，碘蒸气处理后的实验结果为遮光部分叶片不变蓝，曝光部分叶片变蓝，说明淀粉是光合作用的产物，B正确；
不同颜色荧光染料标记人和小鼠的细胞膜蛋白进行细胞融合实验，荧光染料与细胞膜组成成分中的蛋白质结合，随着蛋白质的移动而移动，可推知细胞膜具有流动性，C正确；
实验中稀盐酸刺激小肠黏膜细胞分泌促胰液素，将含有促胰液素的提取液作用于胰腺，引起胰液的分泌，说明胰液分泌不是神经调节的结果，D错误。