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高考生物专题复习:实验与探究
考纲要求:(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)具备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。
实验能力是高考的要求之一,2008年高考新课标生物试卷共有5套,分别是山东、宁夏的理综卷和扛苏、广东、海南的单科卷。其实验试题的特点:5套试卷(海南卷除外),实验试题的题量和占全卷的比重均比2007年有所增加,具体如下表所示:
新课标实施区生物实验考查情况的统计表
地区 年份 实验试题题号 分值 权重
广东 2008 3、5、20、24、27、35、37、38(选) 34 22.7%
2007 2、5、32、34、38 22 14.7%
江苏 2008 4、8、17、18、19、25、29、31、33、34(选) 30 25%
2007 19、21、26、39、41 20 13.4%
山东 2008 1、26、34(选) 22 24.7%
2007 1、26、27 17 18.9%
宁夏 2008 2、28、29、37(选) 20 22.2%
2007 28 18 19.3%
以上数据充分体现了实验在高考中的地位越来越重要。纵观以往的高考试题,既有课本实验,又有实验设计,还有研究性学习,能全面地考查考生的实验能力和科学素养。所以同学们在复习中应充分重视实验的复习,尤其是实验设计,应作为复习的重中之重。要重视教材中的科学发现过程、实验设计思路,以培养科学的实验方法;强化课本中的经典探究实验,为实验设计打好基础;学会对实验数据进行处理等。
一、生物学实验的一般程序
一个完整的生物学实验包括以下八个基本步骤:
1、实验名称:是关于一个什么内容的实验。
2、目的:实验要解决什么问题。
3、假设:是“可能会怎么样”,对可见现象提出一种可检测的解释。具体为:
4、预期:在检测提出的假设以前,先提出实验的预期结果(一个或几个假定的结果),若预
测没有实现,则说明假设不成立;若预测得到实现,则假设成立。
5、实验过程:根据实验目的和提出的假设,来设计实验的具体方法步骤,并按设计的
案进行操作。
6、观察和收集数据:客观如实地观察、记录实验的现象,得出实验结果,并通过一定方式
将实验结果呈现出来。
7、分析和推论:对记录的数据(包括现象、结果)进行整理分析,进行推导得出结论。
8、表达和交流:与其他小组交流实验的过程和结论,以及提出的新问题;听取其他小组的质询,进行必要的答辩、反思和修改。
【例1】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪发育,将27只同种、同时孵化且大小相同的蝌蚪,随机均分为三组,饲养的水、饲料和温度等培养条件相同且适宜。甲组加入甲状腺激素、乙组加入甲状腺激素抑制剂、丙组不加入药剂。饲养一段时间后,观察生长情况。
(1)该实验的假设是
A.甲状腺激素抑制剂对蝌蚪的生长有影响 B.甲状腺激素能促进蝌蚪的发育
C.乙组变态发育将加快 D.甲组变态发育将滞后
(2)该实验的“预期”是
A.甲状腺激素能提高神经系统的兴奋性 B.甲状腺激素能促进新陈代谢
C.甲状腺激素能抑制新陈代谢 D.甲组变态发育加快,乙组变态发育滞后
二、实验的基本原则
1、对照性原则
通常,一个实验总分为实验组和对照组。
实验组,是接受实验变量处理的对象组。
对照组,也称控制组,对实验假设而言,是不接受实验变量处理的对象组。
从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的,被平衡了的,故实验组与对照组两者之差异,则可认定为是来自实验变量的效果,这样的实验结果是可信的。
按对照的内容和形式上的不同,通常有以下对照类型:
(1)空白对照
即不给对照组做任何处理的对象组。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增强了说服力。例如,在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中,实验组滴加了唾液淀粉酶液,而对照组只加了等量的蒸馏水,起空白对照。
(2)自身对照
指对照组和实验组都在同一研究对象上进行,不再另外设置对照组。例如,“质壁分离与复原”实验,自身对照简便,但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。
(3)相互对照
不单独设置对照组,而是几个实验相互为对照。这种方法常用于等组实验中。“植物向光性”实验中,利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照,说明了生长素与植物生长弯曲的关系。
(4)条件对照
即虽给对照组施以部分实验因素,但不是所研究的实验处理因素,而这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理,目的是通过得出两种相对立的结论,以验证实验结论的正确性。
【例2】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪发育,将27只同种、同时孵化且大小相同的蝌蚪,随机均分为三组,饲养的水、饲料和温度等培养条件相同且适宜。甲组加入甲状腺激素、乙组加入甲状腺激素抑制剂、丙组不加入药剂。饲养一段时间后,观察生长情况。
根据实验对照原则回答下列问题:
甲组属于 ;乙组属于 ;丙组属于 。
A.实验组 B.条件对照 C.自身对照 D.空白对照
【例3】下图的甲是在有光条件下绿色植物进行光合作用释放氧气的装置;若要证明植物放氧必须在有光的条件下进行和有光条件下放氧必须有植物参与,则作为甲的对照实验装置分别是:
2、单一变量原则
单一变量原则是指,控制其他因素不变,只改变其中一个因素(要研究的因素),观察其对实验结果的影响。遵循单一变量原则,既便于对实验结果进行科学的分析,又增强实验结果的可信度和说服力。
(1)实验变量(自变量)与反应变量(因变量)
实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件,而反应变量是指由实验变量而引起的变化结果,二者之间是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果。
(2)无关变量与额外变量
无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。它们也是前因后果的关系。但对实验与反应变量的获得起干扰作用。
(3)变量的控制
控制变量,是指控制其他因素不变,集中研究其中一个因素的变化,保证实验不受干扰或将干扰因素降低到最低程度。通过实验控制,尽量消除实验误差,以取得较为精确的实验结果。
【例4】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪发育,将27只同种、同时孵化且大小相同的蝌蚪,随机均分为三组,饲养的水、饲料和温度等培养条件相同且适宜。甲组加入甲状腺激素、乙组加入甲状腺激素抑制剂、丙组不加入药剂。饲养一段时间后,观察生长情况。
根据实验“单一变量”原则回答下列问题
(1)本实验中同种蝌蚪和相同饲养条件属于
(2)甲组加入的甲状腺激素是
(3)甲组的变化和结果是
A.实验变量 B.因变量 C.额外变量 D.控制变量
(4)本实验的关键步骤是
A.定时喂食 B.定时换水 C.定时观察 D.用药量合理
(5)实验中选同种、同时孵化的大小相同的蝌蚪来做实验,其目的是 。
归纳:实验条件的控制方法
(1)增加水中氧气——泵入空气;吹气;放入绿色植物
(2)减少水中氧气——容器密封;油膜覆盖;用凉开水
(3)除去容器中CO2——NaOH溶液
(4)除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境中
(5)除去叶中叶绿素——酒精水浴加热
(6)除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光
(7)得到单色光——棱镜色散;彩色玻璃(薄膜)滤光
(8)获得单一的细胞器——细胞匀浆超速离心
(9)动物细胞破裂――蒸馏水渗透胀破;搅拌;离心
(10)杀灭细菌―――煮沸;烘烤;酒精;高浓度NaCl;含青霉素培养基
(11)控制容器的温度——用保温瓶或绒棉来隔热,避免生物所产生的热会散失至四周。
(12)避免种子上的微生物影响——实验前利用福尔马林等对萌发的种子进行消毒。
3、等量性原则
在对照实验的设计中,除遵循单一实验变量之外,还要遵循等量性原则。这样可以排除实验结果是由实验变量的取量、其他相关实验因素的取量及实验的不同处理引起的可能性,从而有利于分析实验变量的性质不同与实验结果之间的因果逻辑关系。
(1)所有生物材料要相同
即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。
(2)所用实验器具要相同
即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。
(3)所用实验试剂要相同
即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。
(4)所用处理方法要相同:如保温或冷却;光照或黑暗;搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说,看起来似乎是毫无意义的,但最好还是要作同样的处理。
4、科学性原则
(1)实验原理的科学性
实验原理是实验设计的依据,也是用来检验和修正实验过程中失误的依据,因此它必须是经前人总结或经科学检验得出的科学理论。
【例5】观察DNA和RNA在细胞中的分布,能运用的原理是
A.单独利用甲基绿对细胞染色可显示DNA在细胞中的分布从而推知RNA分布
B.单独利用吡罗红对细胞染色可显示DNA在细胞中的分布从而推知RNA分布
C.同时利用甲基绿、吡罗红对细胞染色,同时可显示DNA、RNA在细胞中的分布
D.在细胞核细胞质内可以分别提取DNA、RNA,由此说明DNA、RNA在细胞中的分布
【例6】某校一个生物兴趣小组想设计一个实验来证明血浆中含有葡萄糖,老师给他们提供了下列材料用具:加有柠檬酸钠的鸡血,试管,离心器,三脚架,酒精灯,大烧杯,石棉网,火柴,清水等。
(1)在实验过程还需要一种试剂是 ,实验的原理是
_______________________________________________________________________________。
对策:熟记考纲要求的每个实验的基本原理。
实验名称 实验原理
1、还原糖的鉴定原理 可溶性糖中的还原糖(葡萄糖、果糖、麦芽糖)的分子结构中含有还原性基团(含有游离的醛基-C-H或游离酮基),与斐林试剂作用生成 沉淀,因此,利用该‖O反应,可证明组织样液中含有可溶性还原糖。
2、蛋白质的鉴定原理 在碱性溶液(NaOH)中,双缩脲(H2NOC-NH-CONH2)能与Cu2+作用,形成紫色或紫红色的络合物,这个反应叫 。由于蛋白质分子中含有很多 ,因此能与双缩脲试剂发生反应,生成紫色的络合物,若在组织样液中加入双缩脲试剂后,有 反应,则证明其中含有蛋白质。
3、脂肪的鉴定原理 脂肪被苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液染成 ,因此,当含有大量油滴的植物细胞用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液染色后,在显微镜下可看到细胞内含有呈橘黄色或红色的颗粒。
4、观察DNA、RNA在细胞中的分布 DNA主要分布在细胞核内,RNA主要分布在细胞质内, 使DNA呈现绿色,_________使RNA呈现红色,盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色体中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合
5、观察线粒体和叶绿体 叶肉细胞中的叶绿体,散布于细胞质中,呈绿色、扁平的椭球形或球形。线粒体普遍存在于植物细胞和动物细胞中,形态多样,有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。_________染液是专一性染线粒体的_________。细胞中的线粒体呈现蓝绿色,而细胞质接近无色。线粒体能在健那绿染液中维持活性数小时,通过染色,可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体形态和分布。
(2)明确实验要求和目的,确定实验思路科学性
【例7】用最简易的方法鉴定高杆小麦是纯种还是杂种。
基本思路:用 方法进行鉴定
【例8】设计一个在室外空旷处进行的、在不用任何药剂、装置和触及幼苗的情况下,使幼嫩植株长成如图示形态的实验方案,并说明其原理。
基本思路:用 方法进行实验
【例9】下图为探究CO2是否为植物光合作用原料的实验装置示意图。其中a为实验装置,b为对照装置。有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是
A.确保植株与外界空气进一步隔绝 B.排除土壤中微生物代谢活动的干扰
C.防止NaOH溶液对植物根系的影响 D.避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉
对策:实验思路很多时候隐藏在题目中,养成仔细审题的习惯。
(3)实验材料选择的科学性
【例10】
(1)孟德尔选用________作为杂交实验的材料;
原因:自花传粉, 受粉;有多对相对性状
(2)质壁分离选用 的洋葱鳞片叶
原因:有中央大液泡,且有 ,容易观察
(3)新鲜的黑藻嫩叶是“观察细胞质流动”的理想材料。
原因:新陈代谢 ,叶片
(4)摩尔根选用 作为伴性遗传的实验材料
原因:染色体 ,便于分析;繁殖 ;果蝇有差异显著的相对性状;取材 ;果蝇个体小,在较小的空间可以大量繁殖。
(5)赫尔希选用 为实验材料,通过侵染细菌的实验来证明DNA是遗传物质。
原因:成分简单,增殖较快
(6)验证生物组织中的蛋白质、还原糖、脂肪选用的材料要求
还原糖量含高的植物组织或器官,且组织的颜色 _ ,易于观察,可选择苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等;
对策:注意考纲要求的实验中所涉及到的实验材料,力求每个实验的选材原因清晰。注意课本中的科学史所涉及到的经典实验,理解每个实验中的选材原因。
(4)设计实验步骤要合理
【例11】为了验证温度对酶活性的影响,某同学设计了如下实验方案和步骤:取三支大小相同的试管,编号为甲、乙、丙,分别向三支试管中加入3mL浆糊,再各加入2mL新鲜的-淀粉酶溶液,振荡后,将甲、乙、丙三支试管分别置于0℃、35℃、100℃下约5min,取出试管,各加入2mL斐林试剂(边加边振荡),用50~60℃热水浴检验,观察试管内物质颜色的变化。下列对实验的评价正确的是
①实验步骤不正确 ②温度设置不合理 ③不能用斐林试剂检验
A.只有①正确 B.只有②正确 C.①和②正确 D.①②③都正确
【例12】关于“低温诱导染色体加倍”和“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验描述正确的是
A.对于酵母菌的计数可以采用抽样检测的方法
B.剪取根尖后需要放入卡诺氏固定液中固定30min,然后进行解离、漂洗、染色和制片
C.用血球计数板计数时,小方格里的酵母菌数量是等于小方格的内部所有的细胞数目加上四条边的数目
D.培养根尖时的温度应保持在4℃左右
【例13】(2008盐城三模)下列实验过程中,存在错误的是
A.脂肪的鉴定:切取花生子叶薄片→染色→去浮色→制片→观察
B.观察细胞中的线粒体:取黑藻小叶→制片→观察
C.观察质壁分离:撕取紫色洋葱鳞片叶表皮→制片→观察→滴加蔗糖溶液→观察
D.观察有丝分裂:解离根尖→漂洗→染色→制片→观察
【例14】已知蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出(或沉淀),随着硫酸铵浓度增加,混合液中析出的蛋白质种类和数量增加。下表是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白质混合液中的硫酸铵浓度范围。
蛋白质混合液中的硫酸铵浓度(%) 析出的蛋白质
15~20 甲蛋白
23~30 乙蛋白
25~35 丙蛋白
38~40 丁蛋白
请据表回答:
(1)若只完全析出甲蛋白,混合液中最合适的硫酸铵浓度应为 。
(2)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵),使混合液中的硫酸铵浓度达到30%,会析出若干种蛋白质,它们分别是 。
(3)通过改变混合液中的硫酸铵浓度 (能、不能)从混合液中得到所有的、不含有其他蛋白质的乙蛋白,原因是 。
(4)简要写出从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路。
(5)如果蛋白质析出物中还含有一定量的硫酸铵,可用半透膜除去析出物中的硫酸铵。用半透膜能除去析出物中硫酸铵的原理是
___________________________________________________________________________。
对策1:要熟记考纲要求的每个实验的操作注意事项。如:
实验名称 实验操作注意事项
1、还原糖的鉴定原理 ________℃水浴加热斐林试剂甲液和乙需要 后再加入反应液中
2、蛋白质的鉴定原理 蛋清液需要____________先加双缩脲试剂A,再滴加双缩脲试剂B
3、脂肪的鉴定原理 花生子叶切片要薄
4、观察DNA、RNA在细胞中的分布 甲基绿吡罗红试剂需要现用现配显微镜观察时需要选择 的区域
5、观察线粒体和叶绿体 临时装片应随时保持 状态,以免影响细胞的活性要漱净口腔,防止杂质对观察物象的干扰必须在低倍镜下将目标移到视野中心,然后再转动转换器换用高倍镜
6、植物细胞的质壁分离和复原 实验的试剂浓度要适宜,对生物无毒害作用;观察质壁分离现象时,要在显微镜下找到处于鳞片叶表皮 的细胞,容易观察到实验现象;
对策2:要熟记常用试剂的作用,力求实验方法的合理性
试剂名称 试剂作用
HCl 根尖细胞的解离或改变溶液的pH配制解离液的HCl浓度: 观察DNA、RNA在细胞中分布的HCl浓度:
CaCO3 中和有机酸,防止 的破坏
SiO2 使 充分
斐林试剂 可溶性还原性糖的鉴定(颜色变化: )
苏丹Ⅲ、Ⅳ 脂肪的鉴定(苏丹Ⅲ染色后 色,苏丹Ⅳ染色后 色)
双缩脲试剂 蛋白质的鉴定(反应颜色 )
二苯胺试剂 鉴定DNA(反应颜色: )
龙胆紫溶液、醋酸洋红、改良苯酚品红染液 碱性染料,使 着色
甲基绿、吡咯红 对DNA和RNA进行染色,甲基绿使DNA呈现 色,吡罗红使RNA呈现 色
健那绿 专一染 的活体染色剂
溴麝香草酚蓝 鉴定鉴定CO2(碱性溶液中呈 色,在酸性溶液中呈 色)
橙色的重铬酸钾溶液 检验酒精,在酸性条件下与 反应,变成 色。
(5)实验结果的科学性
这是指对于实验得出的结论不能简单对待,而应该首先记录,然后整理,最后再经过仔细分析,找出它们所能透露给我们的最大的信息量。
【例15】(08江苏生物)科学家用含3H标记的亮氨酸的培养豚鼠的胰腺腺泡细胞,下表为在腺泡细胞几种结构中最早检测到放射性的时间表。下列叙述中正确的是
细胞结构 附有核糖体的内质网 高尔基体 靠近细胞膜的囊泡
时间/min 3 17 117
A.形成分泌蛋白的多肽最早在内质网内合成
B.高尔基体膜内向与内质网膜相连,向外与细胞相连
C.高尔基体具有转运分泌蛋白的作用
D.靠近细胞膜的囊泡可由高尔基体形成
【例16】用含有各种必需元素的溶液培养大麦。试验分两组,一组在光下,一组在黑暗中,48小时后测定几种离子的浓度。表中各离子的数据为试验结束时,溶液中离子的浓度占试验开始时浓度的百分比。
实验条件 水分消耗(mL) Ca2+ K+ Mg2+
光照 1090 135 27 179
黑暗 534 105 35 113
回答下列问题:
(1)从吸收离子和吸收水的比例看,大麦在光下吸收哪种离子比吸收水分快?
(2)从上述实验所获取的数据,可以得出哪些结论?
对策1:熟记实验结果的显示方法
①光合速度——02释放量;CO2吸收量;淀粉产生量
②呼吸速度——02吸收量;CO2释放量;淀粉减少量
③原子转移途径——放射性同位素示踪法
④细胞液浓度大小——发生质壁分离时的浓度
⑤细胞是否死亡——质壁分离、细胞质流动
⑥甲状腺激素作用——动物耗氧量,发育速度等
⑦生长激素作用——生长速度(体重变化,身高变化)
对策2:放射性元素标记法的应用
①一般常用的放射性元素有:15N、3H、2H、32P、14C、18O、35S
②用放射性因素35S、 32P分别标记噬菌体,可验证噬菌体侵染细菌的过程,DNA分子能保持连续性,从而说明DNA是生物的遗传物质。
③用放射性元素115N标记研究DNA的复制过程,可说明DNA具有半保留复制的特点
④用4H标记氨基酸,可以研究氨基酸在细胞内合成分泌蛋白所经途径
氨基酸→核糖体→内质网→高尔基体→经细胞膜分泌到细胞外
⑤用放射性元素18O研究光合作用释放的氧气来H2O
H218O+CO2→18O2 H2O+C18O2→O2
⑥用放射性元素14C研究光合作用中碳的同化途径
14CO2→C3→C6
⑦用放射性元素32P标记胸腺嘧啶可研究DNA的合成去向及细胞分裂的情况
⑧用放射性元素32P标记尿嘧啶可研究RNA的合成去向及蛋白质的合成情况
5、平行重复原则
重复、随机和对照是保证实验结果正确的三大原则,在实验设计中必须注意实验的可重复性。任何实验必须有足够的实验次数,才能避免结果的偶然性,使得出的结论准确、科学。
设计实验只能进行一次而无法重复就得出“正式结论”是草率的。
下面的这道题就是根据平行重复原则设计的实验。
【例17】阅读下列内容,回答有关问题:
(一)实验目的:
1.验证种子萌发、幼苗生长与生长素有关。
2.确定某种植物的种子萌发、幼苗生长的最适宜生长素浓度范围。
(二)材料用具:
萝卜、水稻、油菜等种子若干;试管、移液管、培养甲、滤纸、生长素溶液(浓度分别为:
1000 mg · L – 1,10 mg · L – 1,0.1 mg · L – 1,1g · L – 1,0.01 g · L – 1)
(三)实验步骤:
1.取5个试管,编号。在1 ~ 5号试管中,分别加入5 mL不同浓度的生长素溶液。
2.在5个试管中各放入2粒某种子,浸泡24小时。
3.取5个培养皿编号(1 ~ 5号),每个培养皿内事先都垫上蒸馏水浸湿的滤纸,将从1 ~ 5
号试管中取出的种子,分别放入与之对应的1 ~ 5号培养皿中,在湿滤纸上均匀摆放。盖
上培养皿盖(假设氧气充足)。
(四)观察与收集数据:
(五)分析与讨论:
问题1:本实验步骤中,有三处不够严谨,请指出并纠正:
①_________________________________________________ _;
②_________________________________________________ _;
③_________________________________________________ _。
问题2:为使实验结果真实和具有普遍性,需要_______________________________
三、各类实验题解题策略
高考中,生物实验的考查重点主要是实验设计能力的考查。要求考生对实验设计作出假设、设计对照、设计实验步骤,能分析和预期实验结果,并加以处理和判断。
实验题大致可以分为以下几类:实验操作题、实验原理题、实验设计题、实验评价题、实验步骤补充完善题、实习和研究性课题。
1、实验操作题
实验操作题主要考查实验的操作技巧、注意事项、实验步骤与程序。要求考生必须参与实验,仔细观察,掌握实验操作技能。这一类的题目,有的是以选择题的形式出现,也有的是以要求改正或完善实验步骤的简答题的形式出现。
【例18】(2008肇庆二模)某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”这个实验时,在实验室老师的帮助下,进行了一系列的创新实验,实验步骤和现象如下表
实验组 5分钟的现象 再过5分钟 滴加清水5分钟
① 0.3g·mL-1蔗糖溶液 x 无变化 质壁分离复原
② 0.5g·mL-1蔗糖溶液 质壁分离 y 无变化
③ 1mol·L-1KNO3溶液 质壁分离 质壁分离复原 z
④ 1mol·L-1醋酸溶液 无变化 细胞大小无变化 细胞大小无变化
对上表的推断或解释不正确的是
A.x为质壁分离,因为细胞壁伸缩性弱于原生质层
B.y为质壁分离,可能导致细胞失水过多而死亡
C.z为细胞稍增大,细胞液颜色逐渐变浅
D.④组无变化是因为细胞吸水量等于失水量
【例19】某同学按下表所示制成临时装片进行有关实验。
组别 材料 实验条件 观察内容
A 浸泡过的花生种子 清水、苏丹Ⅲ染液、50%酒精 细胞中着色的小颗粒
B 人的口腔上皮细胞 X染液 线粒体
C 菠菜叶 清水 叶绿体
D 紫色洋葱鳞片叶外表皮 0.3g/mL;蔗糖溶液 质壁分离
将上述各组实验材料按表中实验条件进行相关处理后,制成临时装片,放在显微镜下观察。分析回答:
(1)上述实验中需要的材料用具除显微镜外,还需刀片、镊子、滴管、吸水纸、 。
(2)A组实验的目的是 ,50%酒精的作用是 ,细胞中小颗粒呈 色。
(3)B组实验的X染液是 ,显微镜下看到的线粒体呈 色。
(4)在C组实验中,要选取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮,原因是 。
(5)D组实验中,选用紫色洋葱鳞片叶的原因是 。
对策:
(1)要熟悉考纲要求的所有实验的操作步骤、实验注意事项等。
(2)观察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,在复习中要善于归纳。
(3)要注意被观察细胞所处的生理状态。如观察有丝分裂过程中的细胞都是 细胞,所以不能选择一个细胞观察它有丝分裂的全过程,而只能观察多个细胞的瞬间状态(死亡时的状态);观察细胞质流动过程中的细胞都是 细胞;观察质壁分离与复原过程中的细胞也是 细胞.整个实验过程是一个动态的持续过程,但要注意其质壁分离的程度,质壁分离过度,细胞会脱水死亡。
2、实验原理题
实验原理题常以某一生物实验为题材,对实验过程的有关细节进行考查,包括实验材料的选材、试剂的使用和实验环境条件的控制等。通常题目给出实验材料、实验步骤、实验现象或实验结果,要求学生对实验原理进行解析,并在此基础上解决有关问题,以考查同学们对生物学基础知识和生物学实验的理解与应用能力。同学们必须弄清教材实验的每一个原理,并将所获得的知识迁移到新的实验情景中。
【例20】下列有关物质鉴定方面的叙述错误的是
A.把待测辣椒面放入一定量的植物油中,观察植物油是否变红,可以鉴定辣椒面的真伪
B.可以用葡萄糖试纸鉴定尿液中是否有葡萄糖的存在
C.在用双缩脲试剂鉴定蛋白质时,双缩脲试剂A液和B液要先混合,再使用
D.要鉴定淀粉是否被淀粉酶水解完需要用碘液,要鉴定淀粉水解是否形成还原糖则要用斐林试剂
【例21】健康人的尿中只含有极微量的蛋白质,若尿中蛋白质含量过高,则称为蛋白尿。除
了肾脏等疾病会引起蛋白尿外,健康人在剧烈运动后也会出现暂时性蛋白尿。临床上常用双缩脲法定性和定量检测尿中的蛋白质。请完成下面的实验,验证某人在某次剧烈运动后出现
了蛋白尿。
材料用具:试管、量筒、剧烈运动前后的尿液、双缩脲试剂A(质量浓度为0.1g·mL -1的
NaOH)、双缩脲试剂B(质量浓度为0.01 g·mL-1的CuS04溶液)。
实验原理:________________________________________________________________
实验步骤:
①取两支试管,分别编号为A、B,各加入某人在剧烈运动前后的尿液2mL
②先向两支试管分别加入2mL的__________________,振荡均匀,再向两支试管分别加入
3~4滴___________________,振荡均匀。
③对比两支试管中溶液的颜色变化。
预期结果:________________________________________________________________。
对策:(1)要熟记考纲要求的每个实验的基本原理。
(2)尤其要记住待检测物质与某种鉴定试剂反应,产生一种特殊颜色来达到鉴定的目
的。如:
3、实验设计题
3.1 实验设计的基本内容
(1)名称:是关于一个什么内容的实验
(2)目的:要探究或验证的某一事实
(3)原理:进行实验依据的科学道理
(4)对象:进行实验的主要对象
(5)条件:完成该实验必备的仪器、设备、药品条件
(6)方法与步骤:实验采用的方法及必需的操作程序
(7)观察、测量与记录:对实验过程及结果认真观察和用科学的手段测量并准确地记录
(8)结果预测及分析:能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因
(9)结论:对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论
3.2完全实验设计的基本步骤(记忆):
(1)确定是验证性实验还是探究性实验
一般在题干中有“验证……”、“证明……”、“探究……”,其后内容就是实验的目的。
(2)确定实验目的、实验原理
(3)找出单一变量,确定对照组和实验组的设置,无关变量如何控制
(4)设计合理的实验装置
(5)设计实验步骤:
①材料的预先处理(如材料是要用液体,但题目中给的是固体材料;如溶液的配置和浓度的设置)
②实验的前测(如生理实验中需要对实验前的材料进行生理指标的测量等)
③给相同的实验器材(或实验材料)编号或分组A、B、C或1、2、3;
④根据实验要求加入(等量;生理条件一致或其他等同条件的语句)实验材料,说明A为对照组,B、C为实验组
⑤确定单一变量的设置,同时确保其他培养实验条件一致(如实验试剂的成分体积等量,实验器具大小型号相同,处理方法相同等;排除其他无关变量),实验时间多少,观测哪些具体指标
⑥实验结果的处理(如观测的现象是什么,是否需要统计即对数据的整理,是否需要将数据转化为图表或图象,设计表格等)
(6)结果的分析(对应验证实验和探究实验)
验证性实验 如“验证……”、“证明……”都可预测到与实验目的一致的结果。
探究性实验如“探究……”预测的实验结果不惟一,大多有三种可能:变量促进结果;变量抑制结果;变量与结果无关
【例22】 (2004广东)为了验证甲状腺激素的生理作用,试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标,根据给出的实验材料和用具,设计实验步骤,预测实验结果,并作出分析。
(1)材料和用具:日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组,甲状腺激素溶液,蒸馏水,灌胃器,耗氧量测定装置,小动物活动测定仪等。
(实验提示:给药途径为每日灌胃,给药剂量和仪器操作不作考试要求,室温恒定。)
(2)方法与步骤:__________________________________________。
(3)结果预测与分析:__________________________________。
【解析】
(1)确定是验证性实验还是探究性实验:__________________________
(2)确定实验目的、实验原理、观察指标
实验目的:
实验原理: 。
观察指标: 。
(3)确定自变量、因变量、无关变量
自变量:
因变量:______________________________________________
无关变量:________________________________________________
(4)设计实验步骤
① ——分组标号、前测、控制无关变量
② ——设置实验组(甲组)和对照组(乙),设置单一变量、控制无关变量
③——观察、记录、后侧
(5)结果预测与分析:
实验目的中有“验证……”,因此是验证性实验。
实验结果预测:(前侧和后侧的结果预测)
结果分析:(结合实验原理来分析)
【例23】现有一种植物的种子,已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响,但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响,请你依据所给材料用具设计出实验的方法步骤,预测可能的实验结果,并分别得出相应的结论。
材料用具:数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等。
方法步骤:
①________________________________________________________________;
②________________________________________________________________;
③________________________________________________________________;
预测实验结果并对实验结果进行分析:
①_______________________________________________________________;
②_______________________________________________________________;
③_______________________________________________________________;
【解析】
(1)确定是验证性实验还是探究性实验:_________________________________
(2)确定实验目的、实验原理、观察指标
实验目的:
实验原理:
观察指标:
(3)确定自变量、因变量、无关变量
自变量:
因变量:
无关变量:________________________________________
(4)设计实验步骤:
①——分组标号、控制无关变量
②——设置实验组(甲组)和对照组(乙),设置单一变量,控制无关变量。
③——观察、记录、后测
(5)预测实验结果并对实验结果进行分析:
(有三种可能:变量促进结果;变量抑制结果;变量与结果无关)
3.3验证性实验和探究性实验有关内容的比较
(1)探究性实验:指实验者在不知晓实验结果的前提下,通过自己实验、探索、分析、研究得出结论,从而形成科学概念的一种认知活动。
(2)验证性实验:指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。
4.实验评价题
实验评价就是利用已有的生物学知识,从实验取材、药品试剂、步骤及操作、结果及预测等进行评价,从而正确解答有关内容。对实验方案评价时,要注意从以下几方面入手(记忆)
(1)实验原理是否正确
(2)药品和试剂的使用是否正确;
(3)实验材料的选择是否正确
(4)有无对照,如果有看对照设计是否合理
(5)实验步骤是否科学
(实验是否遵循了单一变量原则;是否漏做某个实验步骤;操作步骤是否颠倒;操作方法是否正确。)
(6)是否采取正确的方法进行实验结果的检测和记录
(7)对实验结果的预测与分析是否合理
(8)实验的安全性如何
【例24】 某同学进行了温度对酶活性影响的研究,设计了如下实验:
实验原理:
温度影响酶的活性,从而影响淀粉的水解,滴加碘液,根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
实验步骤:
1、取三支试管,分别加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。另取3支试管,分别注入新鲜α—淀粉酶溶液。
2、将装有淀粉溶液和酶溶液的试管分成三组分别放入100℃、37 ℃的水中和冰块中,维持各自的温度5 min。分别将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中,两支试管中的pH=6.8,第三支试管中的pH=4,摇均后维持各自温度5min。
3、在三支试管中各滴一滴碘液,并摇均。
观察并记录:(略)
结论:温度过高或过低都影响酶的活性。
请回答:
(1)该实验能否得出上述实验结论?_____________________________________________
(2)指出步骤中不正确之处,并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
【解析】本题是比较典型的实验评价题,先从以下9方面考虑:
(1)实验原理是否正确:
(2)药品和试剂的使用是否正确:
(3)实验材料的选择是否正确:
(4)有无对照,如果有看对照设计是否合理:
(5)实验步骤是否科学:
(6)是否采取正确的方法进行实验结果的检测和记录:(略)
(7)对实验结果的预测与分析是否合理:
(8)实验的安全性如何:
5、实验补充完善题
08年广东卷延续去年将实验与探究能力渗透到各题题干及解题过程中进行考查的命题思路,将常规实验与探究能力、实验与理论知识融合考查,注重探究过程和方法,并加强文字表达思想、描述实验结果等能力的考查。因此,实验补充完善题是今年高考的热点题型,同学们要高度关注。实验补充完善题包括以下内容:(1)添加实验假设;(2)完善实验步骤;(3)总结实验结论;(4)补充填加对照实验。
实验补充完善题的解题思路与完全实验设计的解题思路基本一致。
【例25】(10分)赤霉素广泛存在于高等植物体内,它可以通过提高生长素(吲哚乙酸)含量间接促进植物生长。那么它是如何提高生长素含量的呢 某研究小组开展了探究。生长素在植物体内有一个合成和分解的代谢过程(如图1,IAA氧化酶是一种含铁蛋白)。研究小组据此提出假设:赤霉素通过促进生长素的合成提高生长素含量。
为验证假设,研究小组设计了实验。材料用具包括燕麦幼苗,完全培养液、缺铁培养液、赤霉素溶液(以上溶液浓度均适宜),蒸馏水、琼脂块、刀片等。
(1)参考图2,补充完成以下实验步骤:
①准备四个配有培养支架的烧杯,分别标记为1—4号。
②向l号和2号烧杯中加入等量适量的完全培养液。
③________________________________________________________________________,分别在1号和2号烧杯中培养一段时间。
注:(1号烧杯中的幼苗为1号幼苗,2号烧杯中的幼苗为2号幼苗)
④1号幼苗喷洒适量蒸馏水,2号幼苗喷洒等量赤霉素溶液。继续培养一段时间。
⑤_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________。培养一段时间后,观察胚芽鞘的弯曲情况。
⑥向3号和4号烧杯中加入等量适量的缺铁培养液,_______________________________。
(2)实验分析:
步骤②→⑤的处理结果是去尖胚芽鞘弯向1号,这证明__________________________。步骤⑥可能出现______________________________种不同的实验结果。
(3)该研究小组只提出了一种假设,请你提出可能存在的其他两个假设。_______________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【解析】
(1)确定是验证性实验还是探究性实验:
(2)确定实验目的、实验原理、实验假设、观察指标
实验目的:
实验原理:
实验假设:
观察指标:
(3)确定自变量、因变量、无关变量
自变量:
因变量:
无关变量:
6、实习和研究性课题
(1)此类实验主要是用调查法获得信息得出结论的。调查的对象通常不是所有的相关生物(或事物),而只是选中其中的一部分.所以调查的随机性对调查结论的正确性与普遍性有重要的意义,归类如下:
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 =
植物
调查人群中遗传病 人类某种遗传病 汇总法 发病率=×100%
调查环境污染对生物的影响 环境污染 汇总法 污染程度=×100%
(2)方法与技巧
①调查数据的处理常用统计法。
②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 植物,遗传病的调查选择发病率高的 遗传病等。
(3)注意事项
调查的随机性决定了调查的成败,所以应做到无区别对待调查对象,以确保调查的随机性。如调查动物的标志重捕法要求标志物不能太明显,不能对调查对象生存产生不利和有利的影响等;调查植物的样方法要求样方法的选择严格按取样法取样,不能带个人的爱好等;调查人类遗传病时不能限定特定人群,且被调查人群足够大等,
【例26】由实际调查获得的事实证据及数据.经过科学的统计和分析可获得—些规律性的结论。下列有关调查、实习的内容正确的—组是
内容 方法 实验要点
A 人群中遗传病 实际调查法 一定要选择群体中发病率较高的单基因遗传病
B 种群密度 取样调查法 随机选取不同大小的样方,统计种群密度平均值
C 设计并制作小生态瓶 人工模拟池塘生态系统 将多种生物放入密闭的广口瓶中,且一定要将生态瓶放在直射、强光下
D 调查环境污染对生物的影响 实际调查、实验法等 可选择SO2处理植物,探索酸雨对植物的影响
【例27】(2006年广东文理综合试题)
生活中有许多问题,需要我们仔细地观察,创造性地思维,创新性地实践。中学生需要加强创新精神的培养,课题“延长玫瑰切花保鲜期的探究”就是一例。
(1)提出问题,进行推测
插在水中的玫瑰花过几天就凋谢了,怎样让鲜花开得更久?观察凋谢的玫瑰花茎部的切口,发现有发黑和腐烂现象,这是由于 。由此推测,玫瑰切花凋谢的原因可能是 。
(2)查阅资料,获取信息
针对提出的问题,查阅有关资料,发现海藻酸钠是比较合适的实验药品。海藻酸钠又称海藻胶,白色或淡黄色粉末,溶于水,其水溶液与钙离子反应时可形成粘胶膜。无毒,可用作食品添加剂,医药上作血浆代用品、止血剂、胶囊等。
根据以上信息,选择海藻酸钠作为延长玫瑰切花保鲜期的比较合适的实验药品的主要依据是 。
(3)设计实验,实验研究
实验一 不同浓度海藻酸钠对玫瑰切花的保鲜实验
实验分为5个组,第1组只用自来水处理,第2-5组分别用浓度为0.05mol/L、0.10mol/L、0.20mol/L和0.40mol/L的海藻酸钠溶液处理。
实验过程:剪切玫瑰花的茎部→在酒精灯火焰灼烧切口→将切口放入海藻酸钠溶液浸泡10分钟→放入1.2%氯化钙溶液浸泡10分钟→移入清水中→观察。
实验中,一位同学不小心将燃着的酒精灯打翻,正确的处理方法是 。
实验二 玫瑰花茎部切口处膜内外细菌总数检测
用无菌水洗下膜内和膜外的细菌,再用微生物培养技术分别进行计数。
(4)分析数据,得出结论
1 实验一结果如图。据图可得出的结论是:
a. ;
b. 。
②实验二结果表明,经过海藻酸钠溶液处理的玫瑰花,茎部切口处膜外的细菌数大约是膜内的细菌数的10倍,这说明玫瑰花茎部切口处的粘胶膜具有
的作用。
课后练习
一、单项选择题
1.用光学显微镜可观察到的现象有
A.质壁分离时,蔗糖分子进入细胞壁
B.有丝分裂中期染色体形态
C.叶绿体和核糖体随细胞质在流动
D.噬菌体侵入大肠杆菌细胞
2.下表是某农田使用两种肥料后4类土壤动物物种数和密度(个/m2)调查数据。
根据表中数据可以得到的正确结论是
A.化肥田土壤动物的物种多样性减少,营养结构简单
B.有机肥田的土壤动物数量大大增加,有机质减少
C.化肥田土壤动物个体总数减少,但是生物多样性提高
D.有机肥田的各类土壤动物密度总是大于化肥田
3.下列实验中没有设置对照实验的是
A.温特证明造成胚芽鞘弯曲的刺激是一种化学物质
B.鲁宾和卡门证明光合作用释放的氧全部来自水
C.萨顿基于实验观察的基础上提出基因位于染色体上的假说
D.艾弗里实验证明S型菌里的DNA是遗传物质而蛋白质不是遗传物质
4.生物学研究中,经常使用染色剂对生物体的结构或物质染色,以便观察和鉴定。下列有关叙述中正确的是
A.观察线粒体时用健那绿染色,线粒体被染成蓝黑色
B.鉴定蛋白质时用斐林试剂,混合后加热变成砖红色
C.使用甲基绿和吡罗红染色,细胞核变红色,细胞质变绿色
D.观察染色体的形态,用O.02g/ml的龙胆紫将染色体染成深色
5.健康是社会关注的焦点、人类永恒的主题,下列叙述不正确的是
A.细胞凋亡能清除体内正常细胞,影响机体生长发育
B.饮食中摄入过量胆固醇类食物可能会引发心血管疾病
C.良好的心理状态和健康的生活方式可以有效预防癌症的发生
D.利用DNA探针可快速简便地检测出乙肝病毒
6.下列实验组合,正确的是
实验名称 检测方法或试剂 结果或颜色反应
A 探究酵母菌的无氧呼吸 溴麝香草酚蓝水溶液 变黄色
B DNA的粗提取与鉴定 冷酒精、水浴加热 蓝色
C 低温诱导染色体加倍 显微镜观察 寻找染色体数目发生变化的细胞
D 探究培养液中酵母菌数量的动态变化 样方法 观察记录数值,制成坐标曲线
7.对图示的生物学实验的叙述正确的是
A.图丙是在高倍显微镜下观察到的黑藻叶细胞的细胞质处于不断流动的状态,实际上图中所标注的叶绿体位于右下角,细胞质按逆时针方向流动
B.图甲是用低倍显微镜观察某视野中的图像,如要看清洋葱根尖处于分裂期的细胞,应将装片适当向左移动
C.图乙是某同学在2m×2m样方范围内进行的双子叶草本植物苦荬菜种群密度的调查,圆圈表示个体,则这块地苦荬菜的种群密度为3.25株/m2
D.图丁表示用高倍显微镜观察正在发生质壁分离的紫色洋葱表皮细胞,可见其液泡的颜色逐渐变浅
8.生物实验中常用到对照,以下对照设置正确的是
A.研究氧浓度对植物呼吸的影响分别在黑暗和光照条件下进行
B.研究细胞核的功能,把蝾螈的受精卵横缢成有核和无核二部分
C.探究Ca2+的主动吸收,使细胞外Ca2+浓度大于或小于细胞内液
D.研究植物有丝分裂中解离液的效果,使用龙胆紫和醋酸洋红染色
9.现用洋葱根尖进行如下处理并完成实验:①用蒸馏水培养根尖,观察有丝分裂;②将正常培养的装置移到冰箱中再培养一段时间,观察并统计有丝分裂中期的染色体数;③在蒸馏水中加入一定量的苯培养根尖,观察有丝分裂中期染色体的形态和数目。下列相关叙述合理的是
A.实验①换用高倍镜观察染色体变化特点时,调节光圈、反光镜就可使视野清晰
B.实验②是为了验证“低温可能是形成多倍体的诱因”,所观察细胞中染色体数都是4N
C.实验③依据的原理之一是“致癌物质会使细胞发生基因突变,原癌基因被激活”
D.实验③的目的可能是研究苯对染色体结构和数目的影响,但还需设计对照组
10.下列有关实验试剂或实验方法的叙述,正确的是
A.植物的生长素和人的胰岛素均能与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应
B.在绿叶中色素的提取和分离实验中,若只画一次滤液细线,结果滤纸条上的色素带重叠
C.研究土壤中小动物类群的丰富度时,宜采用标志重捕法
D.使用适宜浓度的硝酸钾溶液观察到洋葱表皮细胞的质壁分离现象后,不滴加清水也能观察到质壁分离复原现象
11. (2008盐城二模)在探索遗传本质的过程中,科学发现与研究方法相一致的是
①1866年孟德尔的豌豆杂交试验,提出遗传定律
②1903年萨顿研究蝗虫的减数分裂,提出假说“基因在染色体上”
③1910年摩尔根进行果蝇杂交试验,证明基因位于染色体上
A. ①假说——演绎法 ②假说——演绎法 ③类比推理法
B. ①假说——演绎法 ②类比推理法 ③类比推理法
C. ①假说——演绎法 ②类比推理法 ③假说——演绎法
D. ①类比推理法 ②假说——演绎法 ③类比推理法
12. 下列各项实验中,与其所用的技术或方法相符的是
A.探究酵母菌数量的动态变化——培养液培养法
B.探究酵母菌细胞呼吸的方式——同位素标记法
C.无籽西瓜的培育——生长素处理
D.叶绿体中色素的分离——无水乙醇提取法
13.取洋葱根尖临时装片,欲在显微镜下观察到细胞有丝分裂的前、中、后、末几个时期,下列叙述正确的是
A.应选一个处于间期的细胞,持续观察它从间期到末期的全过程
B.如果在低倍镜下看不到细胞,可改用高倍镜继续寻找
C.如果视野过暗,可转动细调焦螺旋增加视野的亮度
D.如果在一个视野中不能看全各个时期,可移动装片从周围细胞中寻找
14.下列关于生物实验的叙述,正确的是
A.用双缩脲试剂鉴定蛋白质时,NaOH溶液和CuS04溶液需混匀后使用
B.在观察植物细胞有丝分裂实验中,有龙胆紫或醋酸洋红染液使染色体着色
C.观察细胞中DNA和RNA的分布实验时,可以用二苯胺试剂进行染色
D.在观察叶绿体的实验中,藓类的叶片大,可直接使用高倍镜进行观察
15.研究土壤小动物类群丰富度时,错误的做法是
A.取样用的塑料袋上应标明地点和时间 B.常用取样器采集土壤标本
C.用标志重捕法估算蚯蚓的种群密度 D.应设计统计表,以利于结果分析
16.下列关于“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验的说法正确的是
A.由于甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同,实验中应分别加入甲基绿和吡罗红
B.盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞
C.该实验用口腔上皮细胞而不用叶肉细胞,是因为叶肉细胞不含RNA
D.盐酸有利于染色体中DNA与蛋白质分开,不利于DNA与染色剂结合
二、多项选择题
17.某人将刚孵出的蟑螂分甲、乙、丙、丁四组,分别喂含不同营养的食物(如下表)。表中的数字代表所含成分的多少,“一”表示没有此成分。由实验设计中可以知道,他想研究对蟑螂发育影响的物质是
甲 乙 丙 丁
抗生素 - 0.1 0.1 0.1
维生素 0.5 - 0.5 0.5
蛋白质 44 44 44 -
淀粉 66 66 66 66
A.淀粉 B.蛋白质 C.维生素 D.抗生素
18.同位素标记法是生物学研究中的常用方法,若以3H标记的腺嘌呤脱氧核苷酸为实验材料进行某项研究,该研究可能是
A.测定肺癌细胞的分裂速率 B.测定人体内肝细胞合成蛋白质的速率
C.研究生物细胞中腺嘌呤的代谢途径 D.比较不同组织细胞DNA复制的情况
19.不同种植物种植在一起时,有些会分泌化学亲和物质,使生长相互促进;有些植物分泌毒素或防御素对邻近植物产生毒害。为了研究洋葱和甜菜之间能否混种,下列相关设计思路正确的是
A.应用洋葱、甜菜单独种植和混合种植进行对照
B.各组植物生长的温度、光照、土壤条件应相同
C.通过重复实验可减少实验结果的偶然性
D.用洋葱与甜菜的株高差作为实验结果的观察指标
三、非选择题
20.(12分)用低温诱导促使植物开花的作用称为春化作用。某些植物必须经过春化作用才能开花结实,高温、缺氧和缺水等均可以解除春化,一般植物在种子萌发后到植物营养生长的苗期感受低温而完成春化。下表是对冬小麦进行春化处理的研究结果,请分析回答:
(1)决定冬小麦的抽穗开花的环境因素有 。
(2)春化产生的特定蛋白质是否由突变基因引起 为什么
(3)春化过程使植物内某些细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异,该过程称为 ,这些稳定差异的根本原因是 。
(4)科学家发现用一定浓度的赤霉素处理某些植物,可以使这些植物不经过低温处理就可以开花。请你设计实验探究赤霉素对冬小麦是否有同样的作用 赤霉素的适宜浓度范围是多少 (只需写出设计思路,不需作预测和结论)
21.(8分)某研究小组做了两组有关酶的实验。
(1)研究温度对酶活性的影响,某同学根据已提供的实验器材设计出了如下实验方案:
①用恒温水浴锅、烧杯和铁架台调好水浴装置。
②将量好的酶溶液和天平称取的蛋白质块(将鸡蛋煮熟后的蛋白部分切成的小块)分别放入两只试管中,然后将两只试管放入同一水浴环境中,持续保温一定时间,使试管内外温度一致,再将酶溶液和蛋白质块倒入同一试管中混合,保温并记录蛋白质块消失所需的时间。
③将酶溶液改成等量的蒸馏水,重复步骤②,并注意与步骤②的温度保持一致,进行对照实验。
④作好观察记录。
你认为该方案存在哪些问题?
。
(至少写出其中三点)
(2)为了检测某种酶X在37℃时对3种二糖的作用,设计了如下图所示的试验:
试管1 试管2 试管3
单糖 无 无 有
二糖 有 有 无
5 min后,检测每只试管中的单糖和二糖,结果如上表。
请指出一种用于检测单糖或二糖是否为还原糖的方法,并说明现象与相应的结论:
从本实验中,可得出什么结论?
22.(8分)已知菠菜的干叶病是干叶病毒导致的,但不清楚干叶病毒的核酸种类。经实验发现,单独用干叶病毒的核酸感染菠菜,也会引起干叶病。试设计实验探究之。
实验原理:(略)
实验材料:苯酚的水溶液(可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离)、健康生长的菠菜植株、干叶病毒样本、DNA水解酶、其他必需器材。
实验步骤:
①选取两株生长状况相似的菠菜植株,编号为a、b。
② ;
③ ;
④ 。
⑤再过一段时间后,观察两株菠菜的生长情况。
实验结果及结论。
① ;
② 。
23.(12分)调查统计和实验探究等方法被广泛应用于生物科学研究之中。请回答相关问题:
(1)心血管病是全球人类因病死亡的“头号杀手”,下图表示调查得到的四个国家男性和女性每100000人中死于心血管病的比率。
①右图显示的死亡率的差异表现在
_________________________________________________________________(至少说明两个方面)。
②如果说造成上述4国死亡率差异的原因与 酒精摄入量有关,请你尝试写出一种探究酒精摄入量与心血管病死亡率关系的假设
_________________________________________________________________________。
(2)为了解人类某些遗传病的发病率和遗传方式,某实验小组对本校高二年级学生进行了调查。
①调查时最好选取群体中发病率较高的红绿色盲、白化病、并指、抗VD佝偻病等
遗传病。
②我国人群中,红绿色盲中男性发病率为7%,女性发病率为0.5%,但实验小组的调查结果与上述数据相差较大,其原因是
__________________________________________________________________。
(3)为探究不同pH的酸雨对小麦种子萌发的影响程度,某同学设计了如下实验:
①随机取一些种子分为两组并编号,进行对照实验,其它条件均相同且适宜。
②实验组用一定pH的“酸雨”定时喷洒,对照组定时喷洒清水。
③观察、记录种子萌发情况。
请改正实验操作中的不当之处
_______________________________________________________________________________。
(4)为了探究培养液中酵母菌种群的动态变化,某同学按下表完成了有关实验:
试管编号 培养液(mL) 无菌水(mL) 酵母菌母液(mL) 温度(℃)
A 10 —— 0.1 28
B 10 —— 0.1 5
C —— 10 0.1 28
①请写出该同学研究的课题名称:探究 对酵母菌种群动态变化的影响。
②用显微镜定期检测酵母菌数目,结果仅A管中第3天开始个体数目迅速增长,第5天开始A 管中个体数目达到最大,第6天结束实验。请用曲线在图中表示出A、B、C三组结果的变化趋势。
24. (11分)
为探究环境因素对光合作用强度的影响,多个兴趣小组设计实验进行研究。
实验材料和用具:100mL量筒、20W至500W的台灯、冷开水、NaHC03、黑藻等等。
实验步骤:
①准备6套如图所示装置,编号为1- 6。在瓶中各加入约500mL0.01g/mLNaHC03溶液后用冷开水充满。
②取6等分黑藻分别放入1- 6号装置。
③将6套装置放入暗室中,然后用20W、50W、75W、100W、200W和500W的台灯等距离地分别照射1- 6号装置,观察气泡的产生情况。
④30min后停止光照,测量光合作用释放的O2体积。
实验结果:
对该实验进行分析,回答有关问题:
(1)该实验中的自变量是 。列出实验中的两个控制变量(无关变量): 。
(2)根据装置图,上表中各组次的实验数据是如何读出的
(3)将实验处理结果在右边的坐标里绘成柱形图。
(4)上表中测得的氧气量并非光合作用实际产生的氧气量,其原因是 。
(5)对表中数据进行分析并得出结论。
(6)在冬季的人工大棚中种植蔬菜,需要确定合适的光照强度,因为光照不够会降低产量,而提供多余的光照还会浪费钱。通过该实验还不能确定最适合黑藻生长的光照强度,请写出该如何开展进一步的探究:
实验与探究答案
例题答案:
【例1】(1)B (2)D 【例2】A B D 【例3】乙和丙 【例4】(1)D (2)A (3)B (4)D (5)排除无关变量对实验结果的干扰
【例5】C
【例6】斐林试剂 还原糖与斐林试剂在60℃水浴加热条件下出现砖红色沉淀
【例7】自交 【例8】将花盆横放,利用茎的负向地性 【例9】B
【例10】(1) 豌豆 闭花 (2)紫色 颜色 (3)旺盛 较薄
(4)果蝇 少 快 方便 (5)噬菌体 (6)较浅或近于白色
(7)深绿 (8)短 较长
【例11】D 【例12】A 【例13】B
【例14】
(1)20% (2)甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白
(3)不能 乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸铵浓度范围有重叠
(4)向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液(或硫酸铵),使其浓度达到35%(或35%≤硫酸铵浓度<38%)范围内任意一个浓度;分离析出物与溶液,保留溶液,取保留溶液,再加入硫酸铵溶液(或硫酸铵),使硫酸铵在溶液中的浓度达到40%(或40%以上),分离析出物与溶液,析出物即为丁蛋白。
(5)半透膜只允许小分子的硫酸铵通过,不允许大分子蛋白质通过。
【例15】CD
【例16】(1)K+
(2)一是植物对水分和矿质元素的吸收与光有关;二是植物对水分和矿质元素的吸
收是两个相对独立的过程;三是植物对矿质元素的吸收具有选择性。
【例17】问题1:(3分)①缺乏对照,应再设置一对照试管,加5 mL蒸馏水,编号6 ②步骤2中的种子数目过少,应改为30粒 ③步骤3中的滤纸不应该用蒸馏水浸湿,而应该用对应浓度的生长素溶液浸湿 问题2:用不同植物种子重复上述实验(1分)
【例18】D
【例19】(8分)
(1)盖玻片、载玻片(缺一不给分)
(2)检测花生种子含有脂肪;洗去浮色;橘黄
(3)健那绿染液;蓝绿色
(4)叶绿体主要存在于叶肉细胞中
(5)使细胞液呈紫色,便于观察
【例20】 C
【例21】
实验原理:蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,并且颜色的深浅与蛋白质的浓度成正比
实验步骤:②双缩脲试剂A 双缩脲试剂B
预期结果:A试管中的溶液为淡紫色;B试管中的溶液为较深的紫色
【例22】(2)方法与步骤:
①将日龄相同体重相近的两组雄性成年大白鼠分别标号为甲组和乙组,并分别用给出仪器测定与记录耗氧量和活动量。
②每日用灌胃器给予甲组鼠灌喂甲状腺激素溶液,给予乙组灌胃等量的蒸馏水,饲养一段时间。
③定期测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量。
(3)结果预测与分析:
实验结果预测:未给甲状腺激素时,甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量相近。给甲组鼠甲状腺激素后,其耗氧量和活动量均大于乙组。
结果分析:甲状腺激素能促进新陈代谢,加速体内物质的氧化分解,提高神经系统的兴奋性,从而使耗氧量和活动量加大。
【例23】方法步骤:
①向培养皿中倒入适量的水,将等量的种子分别放入甲、乙两组培养皿中←——选材
②将甲组置于有光照的环境中,乙组置于黑暗环境中。
使两组所处温度、水分、空气状况相同且适宜的条件下培养。
③一段时间后统计两组种子的萌发率,并分析其差异程度
预测实验结果并对实验结果进行分析
本实验为探究性试验,结果可能有多方面。
①如果有光组萌发,无光组也萌发,但两组发芽率差异不显著,则说明该种植物的种子萌发不受光的影响;
②如果有光组发芽高于无光组,且差异显著,则说明光促进该种植物种子的萌发;
③如果有光组发芽低于无光组,且差异显著,则说明光抑制该种植物种子的萌发。
【例24】3、(1)按此步骤不能得出以上实验结论。
(2)①试管上没有做标记,应用字母或数字进行标记如六支试管上分别标记A、B、C、D、E、F。
②步骤1中加入试管中的两种溶液应有量的描述,应补充3%的可溶性淀粉2ml,新鲜淀粉酶溶液1ml。
③步骤2中没有设置最适温度,应把37 ℃改为60℃。
④实验组与对照组未遵循单一变量原则。两组中存在酸碱度和温度两个变量,应只有一个温度变量,酸碱度应一致,pH应都为6.8(只要答出pH就可以)。
【例25】实验设计题目要按照对照、单一变量和可重复性等原则,充分利用题干给出的条件和用具等就不难回答。
(1)③选取生长状况相同的燕麦幼苗若干株,平均分为两组(1分)
⑤切下l号和2号幼苗的胚芽鞘尖端(1分),分别用琼脂块收集生长素(1分),并将琼脂块分别放到去尖端胚芽鞘的两侧(1分)
⑥重复步骤③~⑤(2分)
(2)赤霉素能提高生长素含量(1分) 3(1分)
(3)赤霉素可能通过抑制生长素的分解,提高生长素的含量(1分)。赤霉素也可能同时通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解,提高生长素的含量(1分)
【例26】 D
【例27】(1)切口处微生物感染 微生物感染影响水分吸收(其它合理答案可酌情给分)
(2)海藻酸钠溶液与钙离子反应可形成粘胶膜,无毒
(3)用撒细砂子扑灭或用湿布盖灭
(4)①a.0.10mol/L海藻酸钠对玫瑰切花的保鲜效果最好。
b.海藻酸钠对玫瑰切花保鲜的适宜浓度范围是0.05--0.20mol/L。
②阻止细菌通过(过滤细菌或抑制细菌)
课后练习答案
一、单项选择题
1.B 2.A 3.C 4. D 5.A 6.C 7.A 8.B 9.D 10. D 11.C 12.A 13.D 14.B 15.C 16.B
二、多项选择题
17.BCD 18. ACD 19.ABC
三、非选择题:本部分包括4题,共计40分。
20.(12分)
(1)温度、氧浓度、水分 (2分)
(2)不是(1分)。细胞中原来就存在这些特殊蛋白质的基因,春化作用(低温处理)激活了这些基因。 (2分)
(3)细胞分化特定基因表达或抑制 (1分)
(4)选取粒大饱满的冬小麦种子若干,浸种并使其萌芽。配制不同浓度梯度的赤霉素溶液。 (2分)
对照组:冬小麦幼苗10株,不经低温和赤霉素处理(1分)
实验组A:冬小麦幼苗10株,低温处理(1分)
实验组B:不经低温,然后用不同浓度梯度的赤霉素溶液处理,每种浓度的赤霉素溶液处理10株冬小麦幼苗。 (2分)
21.(8分)
(1)①试管 应 编 号 ②步 骤2与步 骤3所 用 蛋 白 块 应 该 是 等 量 的。 ③对照实验的设置有误。温度变量没有设置。④步骤3作对照实验加蒸馏水是欠科学的,不必要的。(答对其中任何3条都得3分)
(2)用斐林试剂,加热后,出现砖红色沉淀,证明有还原糖;如不出现砖红色沉淀,则无还原糖(3分)。
该酶能分解3号试管中的二糖为单搪,但不能分解1、2号试管中的二糖,说明酶具有专一性(2分)。
22.(8分)
②用苯酚的水溶液处理干叶病毒,并没法将其蛋白质和核酸分离,以获得其核酸。(2分)
③在适当条件下,用DNA水解酶处理干叶病毒样本的核酸。(2分)
④一段时间后,用处理过的核酸稀释液喷洒.植株a,用未处理的核酸释液处理样本b(2分)
结果及结论(2分)
①若植株a、b都出现干叶,则病毒的核酸是RNA;
②若仅植株b出现干叶,则病毒的核酸是DNA。
23.(12分)
(1)①不同国家死于心血管病的比率不同(或四个国家中俄罗斯人死于心血管病的比率最高、法国人死于心血管病的比率最低);男性死于心血管病的比率高于女性等(2分)
②酒精摄入量越高的人群死于心血管病的比率越高;或酒精摄入量越高的人群死于心血管病的比率越低;或酒精摄入量的多少与死于心血管病的比率无关。(2分)
(2)①单基因 (1分)
②调查的数目太少,不符合统计学原理(答案合理就给分)(2分)
(3)应该取数量相等、大小和活性相同的小麦种子并进行编号;酸雨的配制应有不同的pH,并分别进行实验探究(答案合理就给分,共2分)
(4)①温度、营养物质 (1分) ②(2分)
(其它合理变化趋势也给分)
24.(11分)(1)光照强度(1分) C02(或NaHCO3溶液)、温度、PH值、黑藻(1分,要求至少答出两项)
(2)读量筒中收集到的水的体积(1分) (3)(2分,坐标轴标识、绘图各1分)
(4)黑藻自身的呼吸作用会消耗氧气(2分)
(5)在20---200W范围内随着光照强度的不断升高,光合作用产生的氧气量也在升高,但光照强度达500W时氧气量反而降低,说明适度提高光照强度可以提高光合作用的强度。(2分,分析及结论各1分,其它合理答案也给分)
(6)在100-500W范围内设置多组梯度进行实验。(2分,范围及梯度各1分)
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
排水管
止气夹
止水夹
排水管
量筒
广口瓶
黑藻
木塞
光照强度 (w)
氧气释放量
0
5
10
15
20
25
20
50
75
100
200
500
不同光照强度下氧气的释放量
酵母菌数目
光照强度 (w)
氧气释放量
0
5
10
15
20
25
20
50
75
100
200
500
不同光照强度下氧气的释放量
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