高中生物实验

1/3生物实验与探究（来源：《五年高考三年模拟》整理：杜佳骏）显微观察类实验1.使用显微镜的操作步骤低倍镜：取镜、安放、对光、压片、调焦、观察高倍镜：找、移、转、调2.显微观察类实验的染色剂与材料选择实验名称细胞状态染色剂生物材料观察DNA、RNA在细胞中的分布死细胞甲基绿、吡罗红染液人的口腔上皮细胞观察线粒体活细胞健那绿观察细胞的减数分裂死细胞蝗虫精母细胞低温诱导植物染色体数目的变化死细胞改良苯酚品红溶液洋葱根尖分生区细胞观察细胞有丝分裂死细胞龙胆紫或醋酸洋红染液3.区分目镜与物镜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。4.显微观察类实验比较实验名称观察方式观察对象染色剂生物材料观察细胞的多样性原色观察细胞/多种生物细胞观察叶绿体叶绿体/菠菜叶或黑藻嫩叶观察植物细胞质壁分离与复原紫色大液泡及原生质层/紫色洋葱的鳞片叶观察细胞中的DNA、RNA染色观察DNA、RNA吡罗红甲基绿染色剂人口腔上皮细胞观察线粒体线粒体健那绿人口腔上皮细胞观察细胞有丝分裂染色体龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液洋葱根尖分生区细胞观察细胞减数分裂蝗虫精母细胞物质鉴定提取类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染液染色体紫色醋酸洋红染液红色2．教材隐性实验中的试剂使用实验试剂目的测定细胞呼吸强度Ca(OH)2吸收CO2测定光合作用强度NaHCO3提供稳定的CO2环境观察人体口腔上皮细胞质量分数0.9%的生理盐水维持口腔上皮细胞的形态利用碘液检验光合产物酒精对叶片脱色处理植物细胞的质壁分离和复原0.3g/ml的蔗糖溶液/观察细胞的有丝分裂龙胆紫或醋酸洋红溶液染色体染色农业生产中获得无子番茄适宜浓度的生长素类似物溶液/3．生物实验中常用的化学药品名称作用实验应用酒精溶液体积分数50%的酒精洗去浮色检测生物组织中的脂肪体积分数75%的酒精杀菌、消毒微生物的培养技术体积分数95%的酒精迅速杀死细胞，使细胞分离观察植物细胞的有丝分裂质量分数15%的盐酸丙酮溶解色素绿叶中色素的提取和分离层析液溶解并分离色素二氧化硅（石英砂）使研磨充分碳酸钙防止色素受破坏调查类实验1．调查研究的一般程序：确定课题和实施方案、实施计划、结果分析、结论、建议2．不同目标的调查方法（1）调查人类常见遗传病实验中，应在全部人群中调查发病率，在有发病史的患者家系中调查某病的遗传方式。（2）种群密度的调查常用方法是样方法和标志重捕法，其中前者适用于活动范围较小的动物和植物，后者适用于活动范围较大的动物。（3）采用样方法调查植物种群密度时，调查取样的关键在于随机取样；选取样方的方法有五点取样法和等距取样法；植物种群密度的调查中，最终种群密度的估算值应该取各样方的平均值。（4）物种丰富度的统计方法通常有记名计算法和目测估计法两种。2/33．教材中调查类实验方法比较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活动范围大的动物标志重捕法个体总数(N)初次捕获个体数(n)=再次捕获个体数(M)重捕的标记个体(m)植物或活动能力弱的动物样方法所有样方内个体总数样方的总面积调查人群中某种遗传病的发病率人类某种遗传病汇总法发病率=患病人数被调查人数×100%土壤中小动物类群丰富度的研究物种种类记名计算法和目测估计法/探究培养液中酵母菌数量的动态变化酵母菌种群数量抽样检测法/教材中的“同材异用”与“一材多用”1．教材中的“同材异用”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。①50%的酒精溶液：在脂肪鉴定中，用苏丹III染液染色，再用50%的酒精溶液洗去浮色。②75%的酒精溶液：用于杀菌消毒，75%的酒精能渗入细胞内，使蛋白质凝固变性，低于这个浓度，酒精的渗透脱水作用减弱，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，妨碍酒精透入，削弱杀菌能力。主要用于微生物的实验室培养。③95%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H202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，即解离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溶度为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．教材中的“一材多用”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（16条），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DNA的粗提取和鉴定根的数量多，细胞分裂能力强，DNA含量高实验设计与探究1.科学探究的一般过程为：观察→提出问题→做出假设→设计、完成实验→分析数据，得出结论→交流、表达和再探究。2.生物实验中的变量实验名称自变量因变量无关变量探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度（至少三种）酶的活性（加碘液后溶液颜色的变化）pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH（至少三种）酶的活性（气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度）温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究酵母菌的呼吸方式氧的有无CO2生成量（澄清石灰水的浑浊程度）；酒精产生（用重铬酸钾检测）葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等模拟探究细胞表面积与体积的关系琼脂块体积的大小物质运输的效率琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度不同浓度的长素类似物扦插枝条的生根数量或根长度实验材料的一致性、生长素类似物浓度的准确性、处理时间的一致性等探究培养液中酵母菌数量时间酵母菌的种群数量培养液的成分、培养条件、空3/3的动态变化间等探究水族箱中的群落演替时间群落的演替水族箱的培养条件和环境等3.实验探究中的研究方法与思维（l）根据颜色确定某种物质的存在：待测液+I2→呈蓝色，待测液中存在淀粉；待测液+斐林试剂→呈砖红色，待测液中存在还原糖；待测液+苏丹III（苏丹IV）→呈橘黄色（或红色），待测液中存在脂肪；待测液+双缩脲试剂→呈紫色，待测液中存在蛋白质。（2）用大分子染料如红墨水来验证生物组织细胞膜的选择透过性或检验细胞的死活。（3）用荧光标记法来证明细胞膜具有一定的流动性。（4）同位素示踪法：探究光合作用产生氧气的来源；噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；探究DNA的复制是半保留复制；用1802和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子的转移途径等。（5）模拟实验法：如渗透作用的实验装置，分离定律的模拟实验等。（6）获得无子果实的方法：用适宜浓度的生长素处理花蕾期已去雄的子房，如无子番茄的获得；诱导染色体变异，如无子西瓜的获得。（7）确定某种激素功能的方法：饲喂法、切除注射法、阉割移植法、切除口服法。（8）确定传入、传出神经的功能：刺激+观察效应器的反应或测定神经上的电位变化。（9）植物杂交的方法雌雄同花：花蕾期去雄+套袋+开花期人工授粉+套袋；雌雄异花：花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋。（10）确定某一显性个体基因型的方法：测交，该显性个体自交。（11）确定某一性状为显性性状或隐性性状的方法：具有一对相对性状的纯合体杂交（自交），观察后代性状表现。（12）确定某一个体是否具有抗性基因的方法：确定小麦是否具有抗锈病基因，用锈菌去侵染小麦叶片，一段时间后，观察有无锈斑出现。（13）测定种群密度的方法：样方法，标志重捕法。（14）化学分析法：如对番茄和小麦对Si和Ca的选择性吸收，叶绿体中色素的提取和分离实验等。（15）理论分析法：如大、小两种草履虫竞争的实验，植物根向地生长、茎背地生长的实验，植物向光性实验等。（16）等组实验法：如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验，发现生长素的燕麦胚芽鞘实验。实验探究的设计策略实验步骤设计的一般步骤第一步：取材、分组和编号a取材：探究实验中一般提供实验的材料，但在设计实验步骤时需注意常用的关键词，如“取相同的（或生理状态相同的）……若干只（或株、个等）……”。如此设置是防止无关变量对实验结果的影响。b分组：要体现随机性、均衡性或者合理的梯度性。常用的关键词为：“……随机（或平均）分为若干组”。c编号：根据实验分组情况而编号，如甲组、乙组等，或1组、2组、3组……第二步：实验处理实验处理遵循单一变量原则。即除自变量外，其他因素都是相同的。常用的模式为：1组施加实验变量，2组作为对照不施加实验变量。第三步：观察、记录实验的因变量尽可能选择较好地反映与实验的自变量之间的关系，并易于实验人员观察和测定的指标。常用的关键词“……一段时间后观察（测定）……作好记录”等。实验方案的评价方法实验方案评价的一般思路辨析常见的实验方法一看对照有无对照实验1制作DNA分子双螺旋结构模型：构建物理模型法2种群数量增长模型：构建数学模型法3分离各种细胞器：差速离心法4证明DNA进行半保留复制：密度梯度离心法5分离叶绿体中的色素：纸层析法6观察根尖分生组织细胞的有丝分裂：死体染色法7观察线粒体：活体染色法8探究酵母菌的呼吸方式：对比实验法和产物检测法9赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验：同位素标记法10摩尔根证明基因在染色体上：假说-演绎法1l萨顿提出“基因位于染色体上的假说：类比推理法12调查土壤中小动物类群的丰富度：取样器取样法13估算种群密度（运动能力强的生物）：标志重捕法14估算种群密度（运动能力弱的生物）：样方法如有，看对照设计是否合理实验变量设置是否有标记是否遵循了单一变量原则是否遵循了等量原则是否排除了干扰因素二看步骤步骤的顺序是否合理步骤是否完整具体操作有无违反生物学基本原理三看验证实验结果的验证目标是否准确实验结果的验证方法是否得当四看材料生物学材料选择是否得当实验器材选择是否合理药剂选择、使用、用量是否准确五看条件是否需要搅拌、加热等实验所需的温度、光照等条件是否合理