专题10 微专题(1) 实验基础——教材经典实验及探究技能汇总(课件PPT)-【创新方案】2025年高考生物二轮复习专题辅导与测试(Ⅰ)

专题十 实验与探究 1 实验基础——教材经典实验及探究技能汇总 微专题(一) 一、归拢教材经典实验·掌握基本实验流程 二、归纳生物常用实验方法·掌握基本实验知能 目 录 三、理清科学探究历程·内化科学思维 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。 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 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 染色体 死细胞 甲紫溶液 洋葱根尖 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 染色体 死细胞 无(为固定装片) 蝗虫精母细胞减数分裂装片 续表 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 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 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 续表 2.检测实验的操作流程 (三)调查类实验 　 1.四个调查类实验的比较 实验名称 调查对象 方法 统计方法(计算公式) 种群密度的调查　 活动范围大,活动能力强的动物 标记重捕法 = 植物或活动能力弱的动物 样方法 种群密度= 调查人群中的遗传病 人类某种遗传病 汇总法 发病率=×100% 研究土壤中小动物类群的丰富度 土壤中的小动物 取样器取样法 记名计算法、目测估计法 调查当地某生态系统中的能量流动情况 当地的生态系统(如麦田生态系统) 实地调查、访谈调查 调查统计,数据分析 续表 2.调查类实验的操作流程模板 1.(2024·安徽高考)下列关于“DNA粗提取与鉴定”实验的叙述,错误的是 (　 ) A.实验中如果将研磨液更换为蒸馏水,DNA提取的效率会降低 B.利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异,可初步分离DNA C.DNA在不同浓度NaCl溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化DNA粗提物 D.将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应,可检测溶液中是否含有蛋白质杂质 针对训练 √ 解析:研磨液有利于DNA的溶解并保护DNA不被破坏,若换为蒸馏水,则DNA提取的效率会降低,A正确;DNA不溶于酒精,但细胞中的某些蛋白质溶于酒精,利用这一原理可初步分离DNA,B正确;DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同,该原理可用于纯化DNA粗提物,C正确;在沸水浴的条件下,DNA遇二苯胺试剂会呈现蓝色,二苯胺试剂用于鉴定DNA,不能检测溶液中是否有蛋白质杂质,D错误。 2.(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 √ 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。 3.(2023·江苏高考)下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是 (　 ) A.用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏 B.若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素,但易出现色素带重叠 C.该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量 D.用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带,花青素位于叶绿素a、b之间 √ 解析:用有机溶剂提取色素时,加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏,A错误;连续多次重复画滤液细线,虽可累积更多的色素,但会造成滤液细线过宽,易出现色素带重叠,B正确;该实验中提取色素用的是无水乙醇,分离色素的方法是纸层析法,可根据各种色素在滤纸条上呈现的色素带的宽窄来比较各色素的量,但不能用于测定绿叶中各种色素含量,C错误;花青素存在于液泡中,易溶于水,其不溶于层析液,故用红色苋菜叶进行实验不能得到5条色素带,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)归纳总结酒精和盐酸在实验中的作用 　 1.酒精在教材实验中的作用 2.盐酸在教材实验中的作用 4.(2024·广东高考)关于技术进步与科学发现之间的促进关系,下列叙述正确的是 (　 ) A.电子显微镜的发明促进细胞学说的提出 B.差速离心法的应用促进对细胞器的认识 C.光合作用的解析促进花期控制技术的成熟 D.RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明 √ 针对训练 解析:电子显微镜的发明是在细胞学说提出之后,细胞学说的提出主要基于光学显微镜的发明,A错误;差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来,促进了对细胞器的认识,B正确;光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究,而花期控制技术更多地涉及植物激素、环境因素等方面的知识,因此光合作用的解析与花期控制技术的成熟关系不大,C错误;PCR技术不需要RNA聚合酶,PCR技术的关键在于耐高温的DNA聚合酶的应用,D错误。 5.(2024·天津一模)生物学的发展与实验密不可分。下列关于生物学研究方法、技术与相关实验的叙述,错误的是 (　 ) A.同位素标记:研究光合作用中氧气的来源和噬菌体侵染细菌实验 B.模型构建:减数分裂中染色体数量的变化模型和研究种群的增长模型 C.差速离心:分离细胞器和证明DNA半保留复制的实验 D.模拟实验:性状分离比的模拟实验和模拟生物体维持pH的稳定 √ 解析:同位素标记法可用于追踪物质的运行和变化规律,如光合作用中氧气的来源和噬菌体侵染细菌实验等,A正确;减数分裂中染色体数量的变化模型和研究种群的增长模型均采用了模型构建,B正确;分离细胞器使用的是差速离心法,DNA半保留复制方式的证明用了密度梯度离心法,C错误;模拟实验是在人为控制研究对象的条件下,模仿实验的某些条件进行的实验,如性状分离比的模拟实验和模拟生物体维持pH的稳定,D正确。 6.纸层析法、同位素标记法、染色法、离心法等是生物学研究过程中常用的实验方法。下列有关说法错误的是 (　 ) A.纸层析法和离心法都能达到分离物质的目的 B.用台盼蓝染色法可以鉴别细胞的死活 C.验证DNA半保留复制的实验过程中要用到同位素标记法和离心法 D.色素分离实验中要得到四条不同颜色的色素带需用到纸层析法和染色法 √ 解析:纸层析法可以分离光合色素,分离细胞器可以采用差速离心法,A正确;细胞膜可以控制物质进出,台盼蓝可以将死细胞染色,而不能对活细胞染色,所以可以用台盼蓝染色法鉴别细胞的死活,B正确;验证DNA半保留复制的实验过程中要用到同位素标记法和密度梯度离心法,C正确;色素本身有颜色,所以分离色素不需要用染色法,用纸层析法即可,D错误。 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” 三、理清科学探究历程·内化科学思维 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:细胞膜的主要组成成分中有脂质 罗伯特森 电镜下看到细胞膜“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(没有活细胞参与,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 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 续表 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由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 7.(2024·郑州模拟)下列关于植物生长素的发现的叙述,错误的是 (　 ) A.达尔文认为胚芽鞘尖端产生的影响造成了尖端以下部位背光面比向光面生长快 B.拜尔认为胚芽鞘弯曲生长是由尖端产生的影响在其下部分布不均匀引起的 C.温特证明造成胚芽鞘弯曲生长的是一种化学物质,并称其为生长素 D.生长素的化学本质是吲哚乙酸,人们第一次是从胚芽鞘尖端提取出来的 针对训练 √ 解析:达尔文根据实验提出,胚芽鞘尖端受单侧光刺激,就会向下面的伸长区传递某种“影响”,造成伸长区背光面比向光面生长快,使胚芽鞘出现向光性弯曲,A正确;拜尔实验证明胚芽鞘弯曲生长是尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的,B正确;温特实验证明胚芽鞘弯曲生长确实是由一种化学物质引起的,并把它命名为生长素,C正确;科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质——吲哚乙酸,直到1946年人们才从高等植物中分离出生长素,D错误。 8.(2024·南昌二模)遗传物质的发现是一个艰难而曲折的过程,经过许多科学家的不断接力,最终证明了DNA是主要的遗传物质。下列相关叙述正确的是 (　 ) A.将加热致死的S型菌和R型活菌混合注入小鼠,小鼠死亡,这表明死亡的S型菌能将R型菌转化为S型菌 B.用蛋白质被35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,后代噬菌体中没有检测到放射性,这表明蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质 √ C.用DNA被32P标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,离心后沉淀物中放射性强而上清液几乎没有放射性,这表明DNA是T2噬菌体的遗传物质 D.将提纯出来的烟草花叶病毒的RNA喷洒在烟草叶子上,烟草出现花叶症状,这表明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA 解析:将加热致死的S型菌和R型活菌混合注入小鼠,小鼠死亡,且从小鼠体内分离得到S型菌,这表明死亡的S型菌存在某种转化因子,能将R型菌转化为S型菌,A错误;用蛋白质被35S标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,后代噬菌体中没有检测到放射性,说明蛋白质没有进入大肠杆菌,表明蛋白质不是T2噬菌体的遗传物质,B正确;用DNA被32P标记的T2噬菌体去侵染大肠杆菌,离心后沉淀物中放射性强而上清液几乎没有放射性,这表明DNA进入了大肠杆菌,若在新形成的部分噬菌体中检测到32P,则能证明DNA是T2噬菌体的遗传物质,C错误;将提纯出来的烟草花叶病毒的RNA喷洒在烟草叶子上,能使烟草感染病毒,出现花叶症状,而提纯出来的蛋白质不能使烟草感染病毒,才能表明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA,D错误。 9.(2024·合肥三模)生物的胚胎发育简短而迅速地重演系统发育中所经历的过程,这就是著名的“生物重演律”,脊椎动物在胚胎发育早期都有比较相似的阶段。下列关于达尔文生物进化理论和现代生物进化理论的叙述,错误的是 (　 ) A.胚胎学研究为共同由来学说提供了一定证据 B.生物的进化和适应的形成是自然选择的结果 C.现代生物进化理论认为种群是进化的基本单位 D.有性生殖导致后代表型更加多样,不利于进化 √ 解析:达尔文的共同由来学说的证据主要有化石证据、胚胎学证据、细胞和分子水平上的证据等,A正确;生物的进化和适应的形成是自然选择的结果,B正确;现代生物进化理论认为种群是进化的基本单位,C正确;有性生殖过程中由于基因重组等导致配子出现多样性,加上受精过程中雌雄配子的结合是随机的,这使后代表型更加多样,有利于生物进化,D错误。 本课结束 $$