高考生物高中生物实验归纳全面

高考生物高中生物实验归纳全面

‎2018高考生物：高中生物实验归纳（全面）‎ 一、用显微镜观察多种多样的细胞 ‎1.实验原理 ‎(1)放大倍数的计算，显微镜的放大倍数等于目镜放大倍数与物镜放大倍数的乘积。‎ ‎(2)放大倍数的实质：放大倍数是指放大的长度或宽度，不是指面积或体积。‎ ‎(3)高倍显微镜的作用：可以将细胞放大，更清晰地观察到细胞的形态、结构，有利于区别不同的细胞。‎ ‎2.操作步骤 ‎[深度思考]‎ ‎(1)如何区分目镜与物镜，其长短与放大倍数之间存在怎样的关系？‎ 提示　目镜无螺纹，物镜有螺纹。物镜越长，放大倍数越大；目镜越长，放大倍数越小。‎ ‎(2)为什么要先用低倍镜观察清楚后，把要放大观察的物像移至视野中央，再换高倍物镜观察？‎ 提示　低倍镜下视野范围大，而高倍镜下视野范围小，如果直接用高倍物镜观察，往往由于观察的物像不在视野范围内而找不到。因此，需要先用低倍镜观察清楚，并把要放大观察的物像移至视野中央，再换高倍物镜观察。‎ ‎(3)如何把物像移到视野中央？‎ 提示　物像在视野中偏向哪个方向，装片就向哪个方向移动，简称“偏哪移哪”。‎ ‎(4)若视野中出现一半亮一半暗；观察花生切片标本材料一半清晰一半模糊不清，出现上述两种情况的可能原因分别是什么？‎ 提示　前者可能是反光镜的调节角度不对；后者可能是由花生切片厚薄不均匀造成的。‎ ‎(5)若所观察视野中有“污物”，应如何判断“污物”位置？‎ 提示 ‎[方法技巧]‎ ‎1.关注显微镜使用的“4”个易错点 ‎(1)必须先用低倍物镜观察，找到要观察的物像，移到视野中央，然后再换用高倍物镜。‎ ‎(2)换用高倍物镜后，不能再转动粗准焦螺旋，只能用细准焦螺旋来调节。‎ ‎(3)换用高倍物镜后，若视野太暗，应先调节遮光器(换大光圈)或反光镜(用凹面反光镜)使视野明亮，再调节细准焦螺旋。‎ ‎(4)观察颜色深的材料，视野应适当调亮，反之则应适当调暗。‎ ‎2.显微镜下细胞数目的两种计算方法 若视野中的细胞为单行，计算时只考虑长度和宽度；若视野中充满细胞，计算时则要考虑面积的变化。‎ ‎(1)若视野中为一行细胞，高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于其放大倍数之比的倒数。‎ ‎(2)若视野中充满细胞，则高倍镜下细胞数量与低倍镜下细胞数量之比等于其放大倍数之比的倒数的平方。‎ 二、检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质 ‎1.实验原理 ‎2.实验步骤 ‎[深度思考]‎ ‎(1)上述实验选材的标准是什么？‎ 提示　①被检测物质含量丰富；②材料接近无色；③易取材，易操作等。‎ ‎(2)实验中，在加相应试剂之前为何要留出部分组织样液？‎ 提示　作为对照，以便与鉴定后的样液颜色作对比，增强实验的说服力。‎ ‎(3)鉴定还原糖时使用的斐林试剂为何要现配现用？‎ 提示　因为斐林试剂很不稳定，容易产生蓝色的Cu(OH)2沉淀，所以应将甲液和乙液分别保存，使用时现配现用。‎ ‎(4)蔗糖溶液中加入斐林试剂后呈现什么颜色？‎ 提示　蔗糖属于非还原糖，不与斐林试剂发生颜色反应。观察到的现象不是无色，而是蓝色[Cu(OH)2的颜色]。‎ ‎(5)在使用双缩脲试剂时，为什么要先加入试剂A，后加入试剂B?‎ 提示　先加入试剂A，造成碱性环境，只有在碱性环境中，蛋白质才容易与Cu2＋发生颜色反应。‎ ‎(6)鉴定蛋白质时，加入试剂B后，如果没有产生紫色反应，可能的原因是什么？‎ 提示　可能加入的双缩脲试剂B过量，CuSO4在碱性溶液中生成大量的蓝色Cu(OH)2絮状沉淀，会遮蔽实验中所产生的紫色，影响观察结果。‎ ‎(7)脂肪鉴定实验中为什么用50%的酒精洗去浮色，而不用清水？‎ 提示　因为苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ易溶于有机溶剂酒精中，而不溶于清水中。‎ ‎[技法提炼]‎ ‎1.利用“一同三不同”区分斐林试剂与双缩脲试剂 ‎“一同”是指都含有NaOH和CuSO4两种成分，且NaOH溶液的质量浓度都为0.1 g/mL。‎ ‎“三不同”分别指：(1)使用原理不同。斐林试剂的实质是新配制的Cu(OH)2溶液，双缩脲试剂的实质是碱性环境中的Cu2＋。‎ ‎(2)使用方法不同。鉴定还原糖时将甲、乙两液等量混匀后立即使用；鉴定蛋白质时先加A液1 mL摇匀，然后加B液4滴，振荡摇匀。‎ ‎(3)CuSO4溶液的浓度不同。斐林试剂中CuSO4溶液的质量浓度为0.05 g/mL，双缩脲试剂中CuSO4溶液的质量浓度为0.01 g/mL。‎ ‎2.三类有机物检测在操作步骤上的差异 ‎(1)唯一需要加热——还原糖检测，且必须水浴加热，不能用酒精灯直接加热。若不加热，则无砖红色沉淀出现。‎ ‎(2)唯一需要显微镜——脂肪检测。‎ ‎(3)混合后加入——斐林试剂；分别加入——双缩脲试剂(先加A液，后加B液，且B液不能过量)。‎ 三、观察DNA和RNA在细胞中的分布 ‎1.实验原理 ‎(1)甲基绿和吡罗红对DNA和RNA的亲和力不同：甲基绿＋DNA→绿色；吡罗红＋RNA→红色。‎ ‎(2)盐酸能改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，同时可使染色质中的DNA与蛋白质分离，有利于DNA和染色剂结合。‎ ‎2.实验步骤 ‎[深度思考]‎ ‎(1)实验选材时，为何不选用紫色洋葱外表皮细胞或叶肉细胞？‎ 提示　紫色洋葱外表皮细胞含紫色液泡，叶肉细胞含叶绿体，易对实验结果造成颜色干扰。‎ ‎(2)不能用哺乳动物成熟红细胞观察DNA和RNA分布的原因是什么？‎ 提示　哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核，没有DNA。‎ ‎(3)制片时，为何滴加0.9%的NaCl溶液？‎ 提示　0.9%的NaCl溶液可以保持口腔上皮细胞的正常形态。‎ ‎(4)水解之前，为何用酒精灯烘干载玻片？‎ 提示　烘干可迅速杀死并固定细胞，否则细胞内的溶酶体会对核酸造成破坏。‎ ‎(5)观察DNA和RNA在细胞中分布的实验中，用缓水流冲洗载玻片的目的是什么？‎ 提示　防止细胞被水流冲走。‎ ‎(6)由上述实验得到的实验结论是什么？‎ 提示　DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中。‎ ‎[易错警示] ‎ 观察DNA和RNA在细胞中的分布实验的注意事项 ‎(1)吡罗红甲基绿染色剂：混合使用，且现用现配。‎ ‎(2)DNA和RNA在细胞核和细胞质中均有分布，只是量不同，故结构中强调“主要”而不能说“只”存在于细胞核或细胞质中。‎ 四、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体 ‎1.实验原理 ‎(1)叶绿体呈绿色、扁平的椭球形或球形，不需染色，制片后直接观察。‎ ‎(2)线粒体呈无色，有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等，用健那绿染液染成蓝绿色后制片观察。‎ ‎2.实验步骤 ‎(1)观察叶绿体 ‎ ‎(2)观察线粒体 ‎ ‎ [深度思考]‎ ‎(1)观察叶绿体时，为什么常用藓类叶片？‎ 提示　藓类叶片很薄，仅有一两层叶肉细胞，可以直接用来制作临时装片。‎ ‎(2)选菠菜叶作为观察叶绿体的材料，为什么要撕取带少许叶肉的下表皮？‎ 提示　叶绿体主要分布在叶肉细胞中，叶表皮处无叶绿体，接近下表皮处为海绵组织，细胞排列疏松，易撕取。‎ ‎(3)观察线粒体时，为什么选健那绿染液进行染色，观察叶绿体为何不需染色？‎ 提示　健那绿是专一性用于线粒体染色的活细胞染料，染色后不影响细胞的生命活动；叶绿体本身含有色素，不需染色即可观察。‎ ‎(4)观察叶绿体时，临时装片中的材料要随时保持有水状态的原因是什么？‎ 提示　保持有水状态以保证叶绿体的正常形态，并能悬浮在细胞质基质中。否则，细胞失水收缩，将影响对叶绿体形态的观察。‎ ‎ [易错警示] ‎ 走出叶绿体、线粒体观察实验的“5”个误区 ‎(1)观察线粒体应选择人体或动物细胞或植物体无色部位细胞，不能选择绿色组织细胞。‎ ‎(2)观察线粒体与叶绿体均需保持细胞活性状态。‎ ‎(3)观察叶绿体时需保持叶片有水状态，防止失水。‎ ‎(4)制作观察线粒体的临时装片时，是滴一滴健那绿染液于载玻片中央用于染色，而不是滴一滴生理盐水。‎ ‎(5)叶绿体不仅随细胞质的流动而流动，还随光照方向的改变而旋转，一般叶绿体以正面朝向光源，以利于接受更多光照。‎ 五、观察植物细胞的质壁分离和复原 ‎1.实验原理 ‎(1)成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。‎ ‎(2)细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。‎ ‎(3)原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。‎ ‎2.实验步骤 ‎ [深度思考]‎ ‎(1)实验时一定要选择紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞吗？‎ 提示　不一定。但紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液中含有色素，使液泡呈现紫色，更有利于观察。‎ ‎(2)为什么选用紫色洋葱鳞片叶的外表皮？根尖分生区的细胞能否作为该实验的材料？‎ 提示　紫色洋葱鳞片叶外表皮具有紫色的大液泡，便于观察；根尖分生区的细胞无大液泡，不发生质壁分离，不能作为该实验的材料。‎ ‎(3)选择试剂时，为什么选用0.3 g/mL的蔗糖溶液而不用0.5 g/mL的蔗糖溶液？‎ 提示　使用浓度过高的蔗糖溶液(0.5 g/mL)，质壁分离现象明显，但不能复原，因为溶液浓度过高导致细胞过度失水而死亡。‎ ‎(4)适宜浓度的KNO3溶液或尿素、甘油、乙二醇等能否作为该实验的试剂？为什么？盐酸、酒精、醋酸等行吗？为什么？‎ 提示　K＋和NO可被细胞吸收，从而使细胞液浓度增大，所以细胞先发生质壁分离后又自动复原，不适于作为该实验的试剂(尿素、甘油、乙二醇等现象同上)。盐酸、酒精、醋酸能杀死细胞，不能作为质壁分离实验的试剂。‎ ‎(5)该实验无独立的对照组，为什么还叫对照实验？‎ 提示　该实验中，实验组和对照组在同一装片中先后进行，属于自身对照。‎ ‎ [归纳整合]‎ ‎1.关于细胞质壁分离和复原实验的注意点 ‎(1)本实验存在两组对照实验 ‎ ‎ ‎ (2)引发质壁分离的两种原因 ‎ ‎ ‎(3)本实验是教材中涉及“显微观察”实验中唯一的一个“只在低倍镜下”观察(不曾换“高倍镜”)的实验。‎ ‎2.植物细胞质壁分离及质壁分离复原的拓展应用 ‎(1)判断成熟植物细胞是活细胞还是死细胞 ‎(2)测定细胞液浓度范围 ‎ (3)比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度 ‎ ‎ (4)鉴别不同种类的溶液(如KNO3和蔗糖溶液)‎ 六、探究影响酶活性的因素 ‎1.实验原理 ‎(1)探究温度对酶活性的影响 ‎①反应原理：淀粉麦芽糖 ‎              碘↓液       碘↓液 ‎              蓝色    无蓝色出现 ‎②鉴定原理：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。‎ ‎(2)探究pH对酶活性的影响 ‎①反应原理(用反应式表示)： ‎ ‎②鉴定原理：pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量，可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验O2产生量的多少。‎ ‎2.实验步骤 ‎(1)温度对酶活性的影响 实验操作内容 试管1‎ 试管2‎ 试管3‎ 底物控制 ‎2 mL 3%的可溶性淀粉溶液 温度控制 ‎60 ℃热水 沸水 冰块 酶控制 ‎1 mL相同温度的2%新鲜淀粉酶溶液 试剂控制 等量的碘液 观察指标 检测是否出现蓝色及蓝色的深浅 ‎(2)pH对酶活性的影响 实验操作内容 试管1‎ 试管2‎ 试管3‎ 底物控制 ‎2 mL 3%的过氧化氢溶液 pH控制 ‎1 mL蒸馏水 ‎1 mL 5%的HCl ‎1 mL 5%的NaOH 酶控制 ‎2滴过氧化氢酶溶液 观察指标 气泡的产生量 ‎[深度思考]‎ ‎(1)为什么不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响？‎ 提示　过氧化氢酶催化的底物是H2O2，H2O2在高温时分解，这样实验中就存在两个变量，使实验结果受到干扰。‎ ‎(2)在探究温度对酶活性的影响实验中，能否用斐林试剂来检测实验产物？‎ 提示　不能。斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。‎ ‎(3)探究温度、pH对酶活性的影响实验中，自变量和因变量分别是什么？‎ 提示　探究温度对酶活性的影响实验中，自变量是温度，因变量是淀粉水解程度。探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH，因变量是过氧化氢的分解速率。‎ ‎(4)整个实验过程中，除温度或pH之外，其余的变量为什么相等或相同？‎ 提示　实验设计遵循单一变量原则，这样可以排除无关变量对实验结果造成影响。‎ ‎(5)在探究温度或pH对酶活性影响的实验中，控制条件的步骤和酶量控制的步骤为什么一定不能颠倒顺序？‎ 提示　若控制条件的步骤和酶量控制的步骤颠倒顺序，会在调节温度或pH的过程中，酶先将底物分解，导致实验失败。‎ ‎[归纳整合]‎ ‎1.用梯度法确定酶的最适温度和pH 设计思路：常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论——酶促反应时间最短的一组所处的温度(或pH)即为最适温度(或pH)。相邻组间的差值(即梯度值)越小，测得的最适温度(或pH)就越精确。‎ ‎2.酶实验探究的两种方法 ‎(1)试剂检测探究酶的本质 ‎①设计思路：从酶的化学本质上来讲，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质。所以，对酶本质的验证常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。因此，使用双缩脲试剂进行鉴定即可。‎ ‎②设计方案 项目 实验组 对照组 材料 待测酶溶液 已知蛋白液(等量)‎ 试剂 分别加入等量的双缩脲试剂 现象 是否呈现紫色 呈现紫色 结论 呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质；否则该酶的化学本质不是蛋白质 ‎(2)对比法探究酶的高效性 ‎①设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化底物的反应速率进行比较，得出结论。‎ ‎②设计方案 项目 实验组 对照组 材料 等量的同一种底物 试剂 与底物相对应的酶溶液 等量的无机催化剂 现象 反应速度很快，或反应用时短 反应速度缓慢，或反应用时长 结论 酶具有高效性 ‎(3)对比法探究酶的专一性 ‎①设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。‎ ‎②设计方案 项目 方案一 方案二 实验组 对照组 实验组 对照组 材料 同种底物(等量)‎ 与酶相对应的底物 另外一种底物 试剂 与底物相对应的酶 另外一种酶 同一种酶(等量)‎ 现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应 结论 酶具有专一性 酶具有专一性 ‎ ‎ 七、探究酵母菌的呼吸方式 ‎1.实验原理 ‎ ‎2.实验步骤 ‎(1)配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。‎ ‎(2)检测CO2的产生，装置如图所示。 ‎ ‎(3)检测酒精的产生：自B、D中各取2 mL酵母菌培养液的滤液分别注入编号为1、2的两支试管中→分别滴加0.5 mL溶有0.1 g重铬酸钾的浓硫酸溶液→振荡并观察溶液的颜色变化。‎ ‎3.实验现象 条件 澄清石灰水的变化 ‎1、2两试管的变化 甲组 变混浊快 无变化 乙组 变混浊慢 出现灰绿色 ‎4.实验结论 ‎(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。‎ ‎(2)在有氧条件下产生CO2多而快，在无氧条件下产生酒精，还产生少量CO2。‎ ‎[深度思考]‎ ‎(1)为什么选酵母菌作为实验材料？‎ 提示　酵母菌在有氧、无氧条件下都能生存，可通过测定其细胞呼吸产物来确定酵母菌细胞呼吸方式。‎ ‎(2)为什么先将空气通过10%的NaOH溶液后，再进入酵母菌培养液中？‎ 提示　10%的NaOH溶液用于吸收空气中的CO2，以保证用于检测产物的锥形瓶中澄清石灰水变混浊是由酵母菌有氧呼吸产生的CO2导致的。‎ ‎(3)用于测定无氧呼吸的装置中，为什么将酵母菌培养液封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶？‎ 提示　酵母菌将锥形瓶中的氧气消耗完毕后再进行检测，以确保通入澄清石灰水中的CO2是由无氧呼吸产生的。‎ ‎(4)实验设计需遵循对照原则，此实验为何不设置对照组？‎ 提示　此实验为对比实验，对比实验不设对照组，而是通过有氧和无氧条件下的两个实验组相互对比得出实验结论。‎ ‎(5)实验所用的葡萄糖溶液为什么需煮沸？‎ 提示　煮沸的主要目的是灭菌，排除其他微生物的呼吸作用对实验结果造成干扰。‎ ‎[方法技巧]‎ ‎1.运用液滴移动情况探究酵母菌呼吸方式的方法 ‎(1)欲确认某生物的呼吸类型，应设置两套呼吸装置，如前面5题中的图所示(以发芽种子为例)。‎ ‎(2)实验结果预测和结论(见下表)：‎ 实验现象 结论 装置1液滴 装置2液滴 不动 不动 只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已死亡 不动 右移 只进行产生乙醇的无氧呼吸 左移 右移 进行有氧呼吸和产生乙醇的无氧呼吸 左移 不动 只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无氧呼吸 ‎2.细胞呼吸速率的测定 ‎(1)实验装置 ‎ ‎ ‎(2)实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴左移。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。‎ ‎(3)误差的校正 ‎①如果实验材料是绿色植物，整个装置应遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。‎ ‎②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行消毒处理。‎ ‎③为防止气压、温度等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)，其他条件均不变。‎ 八、绿叶中色素的提取和分离 ‎1.实验原理 ‎(1)提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。‎ ‎(2)分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。‎ ‎2.实验步骤 提取色素：称取5 g的绿叶，剪碎，放入研钵中→加入少量SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇 ‎↓      →研磨→过滤→将滤液收集到试管内并塞严试管口 制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长和直径的滤纸条，将滤纸条一端剪去两角，‎ ‎↓        在距离剪角一端1 cm处用铅笔画一条细的横线 画滤液细线：用毛细吸管吸取少量的滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，待滤液干后，‎ ‎↓        再画一两次 分离色素：将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条轻轻插入层析液中→‎ ‎↓      用棉塞塞紧试管口，装置如图所示 观察结果：滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带 ‎ [深度思考]‎ ‎(1)为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？‎ 提示　新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液中色素含量较高，实验效果明显。‎ ‎(2)为什么研磨时要迅速？为什么研磨时要加入少量的CaCO3和SiO2?‎ 提示　叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分，以保证提取较多的色素。二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。‎ ‎(3)为什么盛放滤液的试管管口加棉塞？‎ 提示　防止乙醇挥发和色素氧化。‎ ‎(4)滤纸为什么需预先干燥处理？在制备滤纸条时，为什么将一端的两个角剪掉？‎ 提示　干燥处理的目的是使层析液在滤纸上快速扩散；剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而保证色素带分离整齐。‎ ‎(5)为什么画滤液细线要直、细、匀，而且待滤液细线干燥后再重复画一两次？‎ 提示　画滤液细线要直、细、匀的目的是使分离出的色素带平整不重叠；滤液细线干燥后再重复画一两次，使分离出的色素带清晰分明。‎ ‎(6)在层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？‎ 提示　滤纸条上的滤液细线触及层析液，会使色素直接溶解到层析液中，结果使滤纸条上得不到色素带。‎ ‎(7)分析滤纸条上色素带宽窄不同的原因。‎ 提示　不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的色素带宽，反之色素带窄。‎ ‎(8)如图是实验得到的色素在滤纸条上的分布图示，分析比较各种色素的含量及其在层析液中的溶解度的大小。‎ 提示　①色素含量：叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素。‎ ‎②溶解度大小：胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b。‎ ‎[归纳整合]‎ ‎1.绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析 ‎(1)收集到的滤液绿色过浅的原因分析 ‎①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。‎ ‎②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。‎ ‎③一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。‎ ‎④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。‎ ‎(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。‎ ‎(3)滤纸条看不见色素带 ‎①忘记画滤液细线或没有提取出色素。‎ ‎②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。‎ ‎2.实验设计的四大基本原则 ‎(1)单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。‎ ‎(2)对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其余因素都相同)，以便减小实验误差。‎ ‎(3)平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。‎ ‎(4)科学性原则：指在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。‎ 九、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂 ‎1.实验原理 ‎(1)高等植物的分生组织细胞有丝分裂较旺盛。‎ ‎(2)细胞核内的染色体(质)易被碱性染料(龙胆紫溶液)染成深色。‎ ‎(3)由于各个细胞的分裂是独立进行的，在同一分生组织中可以通过高倍显微镜观察细胞内染色体的存在状态，判断处于不同分裂时期的细胞。‎ ‎2.实验步骤 ‎[深度思考]‎ ‎(1)取材时为什么只能剪2～3 mm，而不能过长？‎ 提示　若剪得过长会包括伸长区，伸长区无细胞分裂，增加了寻找观察细胞的难度。‎ ‎(2)解离和染色时间要严格控制的原因是什么？‎ 提示　①若解离时间太短，则压片时细胞不易分散开；时间过长，则细胞分离过度、过于酥软，无法取出根尖进行染色和制片。②若染色时间太短，则染色体不能完全着色；若染色时间过长，则使细胞核等其他部分充满染色剂，无法分辨染色体。‎ ‎(3)实验操作中漂洗和染色的顺序能不能互换？并说明原因。‎ 提示　不能。漂洗的目的是洗去根尖组织细胞中的盐酸，有利于碱性染料的着色，若二者顺序颠倒，解离液中的盐酸会影响染色的效果。‎ ‎(4)在制片时两次用到载玻片，作用分别是什么？‎ 提示　第一次是放置根尖；第二次是在盖玻片上加一片载玻片，然后用拇指轻轻按压，目的是使细胞均匀分散，避免压碎盖玻片。‎ ‎(5)为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？‎ 提示　①解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期。②如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断移动装片，在不同的视野中寻找。‎ ‎(6)使细胞分散开的操作措施有哪三种？‎ 提示　①解离；②镊子尖弄碎根尖；③拇指按压载玻片。‎ ‎[易错警示] ‎ 观察有丝分裂实验的3个易错点 ‎(1)不清楚“解离”的作用原理，误认为可以观察细胞有丝分裂的动态变化过程。‎ ‎(2)不清楚细胞具有的相应结构，误认为赤道板也能观察到。‎ ‎(3)对取材原理不清楚，误认为根尖任何部位的细胞都可作为观察对象，实际上只有分生区细胞才可以作为观察对象。‎ 十、观察细胞的减数分裂 ‎1.实验原理 蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。‎ ‎2.实验步骤 ‎(1)装片制作(与有丝分裂装片制作过程相同)‎ 解离→漂洗→染色→制片。‎ ‎(2)显微观察 ‎[深度思考]‎ ‎(1)本实验宜选用雄性个体生殖器官，其原因是什么？‎ 提示　①雄性个体产生精子数量多于雌性个体产生卵细胞数；②在大多数动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时排出的仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减数第二次分裂。‎ ‎(2)制作形成的装片中可以观察到细胞内染色体数目有哪些？‎ 提示　精巢内精原细胞既进行有丝分裂，又进行减数分裂，因此可以观察到的染色体数为n、2n、4n等不同的细胞分裂图像。‎ ‎(3)视野中减数第一次分裂中期的细胞内，染色体一定位于“一条线”的位置吗？‎ 提示　从细胞侧面看，中期时染色体排列在细胞“一条线”的位置，从细胞极面看，染色体分布在细胞各处。‎ ‎[实验拓展] ‎ 观察减数分裂实验的关键提醒 ‎(1)临时装片制作时应特别注意的几个关键环节 ‎①为了更加清晰地观察染色体形态，在解离前，一般要对动物组织进行低渗处理，其目的是凭借渗透作用使细胞膨胀，染色体铺展，同时可使黏附于染色体的核仁物质散开，以便能在一个平面上观察所有染色体形态。‎ ‎②低渗处理后再进行解离固定，将细胞杀死并去除细胞之间的黏连物，使细胞彼此分开，经压片，细胞会彼此分散开，解离后进行漂洗，去除解离液对染色效果的影响，染色体容易被醋酸洋红(染)液或龙胆紫溶液染色，染色完成后进行制片并压片。‎ ‎(2)确定中期细胞的类型：睾丸内初级精母细胞进行减数分裂产生精子，精原细胞进行有丝分裂增加细胞数目。因此处于分裂中期的细胞应该包括：减数第一次分裂中期、减数第二次分裂中期、有丝分裂中期，产生的子细胞分别是次级精母细胞、精细胞、精原细胞。‎ 十一、调查人群中的遗传病 ‎1.实验原理 ‎(1)人类遗传病是由遗传物质改变而引起的疾病。‎ ‎(2)遗传病可以通过社会调查和家系调查的方式了解其发病情况。‎ ‎2.实验步骤 ‎[深度思考]‎ ‎(1)调查时，为何最好选择单基因遗传病？‎ 提示　多基因遗传病易受环境因素影响，不宜作为调查对象。‎ ‎(2)能否在普通学校调查21三体综合征患者的概率？‎ 提示　不能，因为学校是一个特殊的群体，没有做到在人群中随机调查。‎ ‎(3)遗传病发病率与遗传方式调查的区别 项目 遗传病发病率 遗传方式 调查对象 人群随机抽样 患者家系 注意事项 选取人群中发病率较高的单基因遗传病；考虑年龄、性别等因素；群体足够大 正常情况与患病情况 结果计算及分析　‎ ‎×100%‎ 分析基因显隐性及所在的染色体类型 十二、低温诱导植物染色体数目的变化 ‎1.实验原理 低温处理植物分生组织细胞→纺锤体不能形成→染色体不能被拉向两极→细胞不能分裂→细胞染色体数目加倍。‎ ‎2.实验步骤 ‎[深度思考]‎ ‎(1)为什么选用洋葱(或大葱、蒜)作实验材料？除此之外还可以选用哪种植物？‎ 提示　选用实验材料的原则是既要容易获得，又便于观察；常用洋葱(或大葱、蒜)的染色体是2n＝16条；若用蚕豆(2n＝12条)染色体更便于观察。‎ ‎(2)比较实验中所用试剂的使用方法及作用 试剂 使用方法 作用 卡诺氏液 将根尖放入卡诺氏液中浸泡0.5～1 h 固定细胞形态 体积分数为95%的酒精溶液 冲洗经卡诺氏液处理后的根尖 洗去卡诺氏液 体积分数为95%的酒精溶液和质量分数为15%的盐酸溶液 两种溶液等体积混合作为解离液 解离根尖细胞，使细胞相互分离开来 清水 浸泡解离后的根尖约10 min 漂洗根尖，洗去解离液 改良苯酚品红染液 把漂洗干净的根尖放进盛有改良苯酚品红染液的玻璃皿中染色3～5 min 使染色体着色 ‎[易错警示] ‎ 关于“低温诱导植物染色体数目的变化”实验的3个易错提醒 ‎(1)细胞是死的而非活的：显微镜下观察到的细胞是已被盐酸杀死的细胞。‎ ‎(2)材料不能随意选取：误将低温处理“分生组织细胞”等同于“任何细胞”。选材应选用能进行分裂的分生组织细胞，否则不会出现染色体加倍的情况。‎ ‎(3)着丝点分裂与纺锤体无关：误将“抑制纺锤体形成”等同于“着丝点不分裂”。着丝点是自动分裂，无纺锤丝牵引，着丝点也分裂。‎ 十三、探究培养液中酵母菌种群数量的变化 ‎1.实验原理 ‎(1)用液体培养基培养酵母菌，种群的增长受培养液的成分、空间、pH、温度等因素的影响。‎ ‎(2)在理想的无限环境中，酵母菌种群的增长呈“J”型曲线；在有限的环境条件下，酵母菌种群的增长呈“S”型曲线。‎ ‎2.实验流程 ‎[诊断与思考]‎ ‎1.判断下列说法的正误 ‎(1)培养液中酵母菌数量的增长只受一些环境因素(如培养液成分、温度等)的影响()‎ ‎(2)一定容积的培养液中酵母菌的数量增长呈“S”型()‎ ‎(3)在取样液前要将培养液振荡，目的是使酵母菌均匀分布()‎ ‎(4)酵母菌的数量随时间的变化情况只能用“S”型曲线的形式表示()‎ ‎(5)重复实验次数可以减少实验的误差()‎ ‎2.从试管中吸出培养液进行计数之前，为什么要轻轻振荡几次？‎ 提示　使酵母菌均匀分布，计数准确。‎ ‎3.该探究需要设置对照及重复实验吗？‎ 提示　酵母菌种群数量的变化在时间上形成前后自身对照，所以无需设置对照实验。但要获得准确的实验数据，必须进行重复实验，求得平均值。‎ ‎4.若一个小方格内酵母菌过多，难以数清，采取的措施是什么？‎ 提示　可增大稀释倍数后再计数。‎ ‎[归纳整合]‎ 探究培养液中酵母菌数量的动态变化实验的注意事项 ‎(1)我们测定的酵母菌种群数量是在恒定容积的培养基中测定的，与自然界中的种群数量变化有差异。‎ ‎(2)在进行酵母菌计数时，由于酵母菌是单细胞生物，因此必须在显微镜下计数，且我们不能准确计数，只能估算。‎ ‎(3)在显微镜计数时，对于压在小方格界线上的，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。‎ ‎(4)从试管中吸取培养液进行计数前，要轻轻振荡试管几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。‎ ‎(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。‎ 十四、土壤中小动物类群丰富度的研究 ‎1.实验原理 ‎(1)土壤条件：不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物的良好栖息场所。‎ ‎(2)取样方法：许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，可用取样器取样的方法进行采集、调查。‎ ‎(3)统计方法：记名计算法和目测估计法。‎ ‎2.实验流程 ‎(1)提出问题：不同区域土壤中，物种丰富度相同吗？‎ ‎(2)制订计划：包括步骤、时间、地点、内容、方法、备注等。‎ ‎(3)实施计划 ‎①准备：制作取样器，记录调查地点的地形和环境的主要情况。‎ ‎②取样：选取取样地点，用取样器取土壤样本，并标明取样地点、时间等。‎ ‎③采集：从土壤样本中采集小动物。‎ ‎④观察和分类：对采集的小动物分类并做好记录。‎ ‎⑤统计和分析：设计数据收集的统计表，分析所收集的数据。‎ ‎(4)得出结论 ‎①组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。‎ ‎②一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越多，群落结构也越复杂。‎ ‎[诊断与思考]‎ ‎1.判断下列说法的正误 ‎(1)调查土壤小动物类群丰富度时，应将表层土上的落叶轻轻拨开，将取样器来回旋转按入土中进行取样()‎ ‎(2)调查时既可调查某处土壤中小动物类群丰富度，也可以通过调查来比较不同土壤中小动物类群丰富度()‎ ‎(3)在同一地块不同时间或不同深度土层，调查结果应一致()‎ ‎(4)吸虫器主要用于采集体型较大的小动物()‎ ‎(5)采集的小动物应一律放于70%的酒精中()‎ ‎2.如图表示的是两种采集土壤中小动物的装置。甲装置的花盆壁丙和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是什么？利用该装置采集主要利用了小动物的什么习性？乙装置采集的小动物保存的主要方法是什么？‎ 提示　甲装置的花盆壁丙和放在其中的土壤之间留一定空隙的目的是便于空气流通。甲装置主要是利用土壤动物避光、避高温、趋湿的习性采集。用乙装置采集的土壤动物可放入体积分数为70%的酒精溶液中，也可放入试管中。‎ ‎[归纳提升]‎ 土壤中小动物类群丰富度研究的注意事项 ‎(1)从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。‎ ‎(2)尽可能多地收集小动物。收集小动物时，根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。‎ ‎(3)从同样营养土壤中采集的样本，多组进行统计比较。‎ ‎(4)识别命名要准确，并进行分类。‎ ‎(5)远离危险地带，不要破坏当地环境。‎ 十五、DNA的粗提取与鉴定 ‎1.实验原理 ‎(1)DNA与蛋白质在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同 溶解规律 ‎2 mol/L NaCl溶液 ‎0.14 mol/L NaCl溶液 DNA ‎ ‎ 溶解 析出 蛋白质 NaCl溶液物质的量浓度从2 mol/L逐渐降低的过程中，溶解度逐渐增大 部分发生盐析沉淀 溶解 ‎ ‎ ‎(2)DNA不溶于酒精溶液，但是细胞中的某些蛋白质则溶于酒精，利用这一原理可将DNA与蛋白质进一步分离。‎ ‎(3)DNA与二苯胺沸水浴加热，呈蓝色。‎ ‎2.操作流程 ‎（1）材料的选取：选用DNA含量相对较高的生物组织 ‎（2）破碎细胞(以鸡血为例)：鸡血细胞→加蒸馏水→用玻璃棒搅拌→用纱布过滤→收集滤液 ‎（3）去除杂质：利用DNA在不同浓度的NaCl溶液中溶解度不同，通过控制NaCl溶液的浓度去除杂质 ‎（4）DNA的析出：将处理后的溶液过滤，加入与滤液体积相等的、冷却的体积分数为95%的酒精溶液 ‎（5）DNA的鉴定：在溶有DNA的溶液中加入二苯胺试剂，混合均匀后将试管置于沸水中加热5 min，溶液变成蓝色 ‎[诊断与思考]‎ ‎1.判断下列说法的正误 ‎(1)进行DNA粗提取和鉴定实验时，加入洗涤剂后用力进行快速、充分的研磨()‎ ‎(2)洗涤剂能瓦解细胞膜并增加DNA在NaCl溶液中的溶解度()‎ ‎(3)将制备的含有DNA的滤液加入60～75 ℃的恒温水浴箱中保温10～15 min，可以将DNA析出()‎ ‎(4)本实验可以用哺乳动物的成熟红细胞作实验材料()‎ ‎(5)本实验中两次使用蒸馏水的目的不同()‎ ‎2.下图为“DNA粗提取和鉴定”实验的相关操作，请仔细观察并分析①～④操作的目的分别是什么？‎ ‎①________________；②________________；③________________；④________________。‎ 提示　①是使鸡血细胞吸水涨破释放出核物质　②是析出DNA，去除溶于酒精的杂质　③是使DNA溶解在2 mol/L NaCl溶液中　④是稀释NaCl溶液使其浓度接近0.14 mol·L－1，去除溶于低浓度NaCl溶液的杂质 ‎ ‎ ‎[技法提炼] DNA的粗提取与鉴定实验中的“2、3、4”‎ 加蒸馏水2次 ‎①加到鸡血细胞液中，使血细胞吸水涨破；②加到含DNA的2 mol/L的NaCl溶液中，使NaCl溶液的物质的量浓度稀释到0.14 mol/L，使DNA析出 用纱布过滤4次 ‎①过滤血细胞破裂液，得到含细胞核物质的滤液；②过滤用2 mol/L的NaCl充分溶解的DNA，滤去溶液中的杂质；③滤取0.14 mol/L的NaCl溶液中析出的DNA(黏稠物)；④过滤溶有DNA的2 mol/L的NaCl溶液 用NaCl溶液4次 ‎①加2 mol/L的NaCl溶液，溶解提取的细胞核物质；②用0.14 mol/L的NaCl溶液使DNA析出；③用2 mol/L的NaCl溶液，溶解滤取的DNA黏稠物；④用2 mol/L的NaCl溶液，溶解丝状物用于鉴定DNA