2020高考生物通用版提分大二轮复习课件:专题六 实验与探究 .pptx
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1、,专题六,实验与探究,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等进行运用。 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、并能对收集到的数据进行处理。 3.具有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。,考纲要求,内容索引,主干知识梳理,核心考点突破,备考技能提升,01,主干知识梳理 ZHU GAN ZHI SHI SHU LI,网络构建,1.教材涉及的科学史汇总 (
2、1)细胞学说的建立 虎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。,基础必备,(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膜通透性进行实验膜是由脂质组成的。 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。 桑格和尼克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脲酶是蛋白质。 切赫和奥特曼发现少数RNA也具有生物催
3、化功能。,(4)光合作用的发现过程 恩格尔曼用水绵和好氧细菌证明光合作用释放O2及光合作用需要光。 普利斯特利植物可以更新空气。 英格豪斯植物体只有绿叶才能更新污浊的空气,指出普利斯特利实验只有在光下才能成功。 梅耶植物在进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来。 萨克斯光合作用的产物除氧气外还有淀粉(叶片产生淀粉需光)。 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碳的途径卡尔文循环:14CO214C3(14CH2O)。,(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
4、的两大基本遗传规律,即基因的分离定律和基因的自由组合定律(关注孟德尔成功的原因)。 萨顿用类比推理法提出基因在染色体上(关注假说演绎法与类比推理法差异)。 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)。 道尔顿第一个提出色盲问题。,(6)遗传本质的发现史 格里菲思通过肺炎双球菌的体内转化实验证明加热杀死的S型细菌中含有某种“转化因子”。 艾弗里通过肺炎双球菌体外转化实验证明肺炎双球菌的遗传物质是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。 沃森和克里克构建DNA双螺旋结构模型(克里克还
5、提出中心法则: )。 富兰克林DNA衍射图谱。 查哥夫腺嘌呤(A)的量胸腺嘧啶(T)的量,胞嘧啶(C)的量鸟嘌呤(G)的量。,(7)生物进化的发现史 拉马克第一个提出进化学说(中心思想: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)。 (8)动物生命活动调节机制的发现史 贝尔纳动物的生活需要两个环境:机体细胞生活的内环境和整个有机体生活的外环境。 坎农提出稳态的概念。 沃泰默促胰液素分泌只受神经调节。 斯他林和贝利斯促胰液素可存在“化学调节”(并命名该调节物为“激素”)。 巴甫洛夫建立了条件反射学说,但对失去促胰液素的发现深表遗憾。,(9)植物
6、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由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。 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 高斯证明大小两个种的草履虫间存在着竞争关系。 美国生态学家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:生态系统中能量流动是单向的、能量在流动过程中逐级递减。,2.教材中涉及的研究方法和技术 (1)假说演绎
7、法孟德尔两大遗传定律的发现,摩尔根证明基因在染色体上(以白眼雄果蝇为材料),DNA半保留复制方式的证明,温特生长素的发现实验。 (2)类比推理法萨顿提出“基因在染色体上”。 (3)创立假说膜的成分和结构的初步阐明,达尔文提出植物向光性假说。 (4)模型构建法构建细胞亚显微结构物理模型,构建DNA双螺旋结构物理模型,构建光合作用、种群特征、细胞分裂等概念模型,构建种群增长两种数学模型(公式、“J”型与“S”型曲线),构建减数分裂、血糖调节过程物理模型。 (5)显微观察法观察多种多样的细胞、观察线粒体和叶绿体、观察细胞的有丝分裂、减数分裂、观察植物细胞的质壁分离及质壁分离复原、观察染色体变异等。
8、(6)差速离心法分离各种细胞器、制备细胞膜等。,(7)对比实验法设置两个或两个以上的实验组通过对结果的分析比较,探究某种因素对实验结果的影响,如探究酵母菌细胞呼吸的方式、酶作用特性相关的实验。 (8)密度梯度离心法用15N标记DNA,证明DNA半保留复制(重带、轻带、中带等)。 (9)细胞染色法活细胞染色(健那绿染色线粒体);碘染色法,证明光合作用产生淀粉;死细胞染色(醋酸洋红液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液、吡罗红甲基绿染色剂)。 (10)荧光标记法细胞融合实验;确定基因在染色体上的实验。 (11)放射性同位素标记法分泌蛋白的形成;光合作用H218O 、C18O2探究O2中放射性;14CO2
9、14C3(14CH2O);噬菌体侵染细菌实验(32P、35S);基因诊断等。 (12)纸层析法绿叶中色素的提取与分离。 (13)浓度梯度设置实验探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度,探究影响酶活性的最适温度和最适pH。,(14)样方法估算植物及活动能力弱、活动范围小的动物(如蚯蚓、蚜虫、昆虫卵)等的种群密度。 (15)标志重捕法估算活动能力强、活动范围大的动物种群密度。 (16)黑光灯诱捕法有趋光性的昆虫。 (17)抽样检测法探究培养液中酵母菌种群数量的变化。 (18)取样器取样法土壤中小动物类群丰富度的研究。 (19)人群中随机抽样调查遗传病调查遗传病的发病率。 (20)患者家系中调查遗传
10、病调查某种遗传病的遗传方式。 (21)遗传杂交法(包括正交、反交、测交、自交、回交等)确定显隐性、基因位置、遵循的遗传规律。 (22)横缢法、切割法、嫁接法、核移植法探究细胞核的功能。 (23)暗盒开孔法、云母片插入法、旋转法、遮盖法等探究植物的向性运动。 (24)系谱图分析法确定遗传病类型。,3.教材实验中药品的作用 (1)酒精,(2)盐酸,(3)NaOH溶液 在鉴定组织中蛋白质的存在时,0.1 gmL1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。 在鉴定组织中还原糖的存在时,0.1 gmL1的NaOH溶液作为斐林试剂的成分之一。 在与细胞呼吸有关的实验中,用NaOH溶液吸
11、收装置中的CO2,以保证装置中没有CO2存在。 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。,(4)其他常用试剂,1.转换物镜时应该手握物镜小心缓慢转动( ) 2.以洋葱鳞片叶内表皮为材料不能观察到质壁分离( ) 3.细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测( ) 4.检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色( ) 5.在显微镜下,苏丹染色后的花生子叶中可观察到橘黄色颗粒( ) 6.在新鲜黑藻小叶装片中可进行叶绿体形态观察和计数( ) 7.叶绿体色素滤液细线浸入层析液,可导致滤纸条上色素带重叠( ) 8.用标志重捕法调查田鼠种群密度及农田土壤小动物的丰富度( ) 9
12、.建构数学模型的方法,可以用于研究种群数量变化和酶活性变化的规律( ),易错辨析,10.“小鼠细胞和人细胞融合实验表明细胞膜具有流动性”和“现代分子生物学技术利用特定物质分子与基因结合确定基因在染色体上的位置” 二者采用了相似的核心技术( ) 11.罗伯特森在电镜下看到了细胞膜暗亮暗的三层结构,提出生物膜都由脂质蛋白质脂质三层结构构成( ) 12.荷兰科学家温特首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质( ) 13.探究温度对酶活性的影响时,将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温 ( ) 14.检测酵母菌培养过程中是否产生CO2,可判断其呼吸方式( ) 15.探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一
13、性作用时,可用碘液替代斐林试剂进行鉴定( ),1.如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度,正确的做法是_ _。 2.“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中不能选用哺乳动物成熟的红细胞,原因是_。 3.在观察减数分裂实验中不宜选择动物的卵巢和植物的雌蕊,原因是动物的睾丸和植物的雄蕊中_ _。,长句默写,随机取样后,,计算出每个样方中蒲公英的密度,求出所有样方蒲公英密度的平均值,作为甲地蒲公英的种群密度,哺乳动物成熟的红细胞中无细胞核和众多的细胞器,几乎不含有DNA和RNA,产生的雄配子数量远远多于卵巢和雌蕊中产生的雌配子,更易观察到减数分裂且卵巢和雌蕊中的减数分裂是不连续的,02,
14、核心考点突破 HE XIN KAO DIAN TU PO,考点一 考纲实验,考点二 拓展实验,考点一 考纲实验,1.显微观察类实验 (1)操作流程模板,要点整合,(2)归纳总结 观察线粒体、叶绿体实验和植物细胞质壁分离与复原实验一定用活细胞;用显微镜观察多种多样的细胞用活或死细胞;其余考纲中规定的观察类实验用死细胞。 解离水解,前者用盐酸和酒精等量混合,处理的目的是使细胞彼此分离开,在低温诱导染色体加倍和观察有丝分裂实验中涉及;后者用盐酸处理,增大细胞膜的通透性,使DNA和蛋白质分开,便于染色,在观察DNA和RNA分布实验中涉及。两者在染色前都需要用水漂洗或冲洗,避免影响染色。 不需染色直接观
15、察的实验:观察叶绿体实验、植物细胞质壁分离和复原实验。 观察减数分裂用蝗虫的固定装片,不需制片。,显微观察类实验要先制片,不同材料用不同的制片方法。装片法(把整个实验材料制成装片,如用葫芦藓观察叶绿体);切片法(把材料切成薄片,以便观察,如脂肪的鉴定);压片法(把材料压成薄层,以便观察,如观察根尖细胞的有丝分裂)。 鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。,洋葱在实验中的“一材多用”,2.鉴定提取类实验 (1)操作流程模板,(2)归纳总结 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。 物质
16、鉴定实验中,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的实验中,对照组可加入稀释的鸡蛋清。 可溶性还原糖检测中不宜选择甜菜、甘蔗等作为实验材料,因它们不含还原糖。 反应物颜色深浅与所检测的物质的含量有关,含量越多,颜色越明显。 还原糖的检验若出现砖红色沉淀,结论只能说溶液中有还原糖存在,但不能证明具体是哪种还原糖,同理蛋白质的鉴定若出现紫色,也不能证明胰岛素或淀粉酶是否存在。,斐林试剂鉴定还原糖实验原理是发生氧化还原反应。双缩脲试剂鉴定对象为 CONH,故可检验蛋白质、多肽及变性后的蛋白质,不能鉴定氨基酸;先加入A液(NaOH)创造碱性条件,再滴
17、加B液(CuSO4)4滴,不能过量。,关于颜色反应的实验,3.探究类实验 (1)操作流程模板,(2)归纳总结 任何渗透装置,隔着半透膜(玻璃纸、细胞膜、原生质层),水分子都是双向移动的,只是在浓度差的作用下,两个方向水分子移动的速率不同而已。 探究温度、pH对酶活性影响时,至少分三组,其中一组为最适条件下进行,且注意不能将酶与底物混合后再控制条件。 探究酵母菌细胞呼吸方式时:a.新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸(杀死里面的微生物、除去溶液中的氧气),等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再加入食用酵母菌;b.无氧条件时,酵母菌培养液应先封口放置一段时间,待酵母菌将瓶内的氧气消耗完,再连通盛
18、有澄清石灰水的锥形瓶,以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2。,探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度时,所设组别除用不同浓度的生长素类似物处理外,还要增加一组用蒸馏水处理的空白对照。 探究培养液中的酵母菌种群数量的动态变化时:a.从试管中吸出培养液进行计数之前,要轻轻振荡几次,使酵母菌均匀分布,以确保计数准确,减少误差;b.该探究不需要设置对照,因为随着时间的延续,酵母菌种群数量的变化,在时间上形成前后自身对照,但要获得准确的实验数据,必须重复实验,求得平均值;c.对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。,4.调查类实验 (1)操作流程模板,(2)归纳总结 调
19、查方法:取样调查法。可根据不同的调查目的和对象选用不同的取样方法。 调查选材:为使实验获得成功,常选用一些容易调查的对象,如植物种群密度的调查,选择容易辨别的双子叶植物;蚜虫、昆虫卵、跳蝻和蚯蚓等活动范围小、活动能力弱的动物,常采用样方法调查其种群密度。调查人群中常见的遗传病,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白化病等;调查某种遗传病的发病率时,要随机抽样调查,且要保证调查的群体足够大;调查某种遗传病的遗传方式应在患者家系中展开调查。 随机调查:调查的随机性决定了调查的准确性,所以应做到无区别对待调查对象,以确保调查的准确性。,考向一 实验材料的选择和实验原理分析 1.下列关
20、于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是 A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察 B.用黑藻叶片进行细胞质壁分离实验时,叶绿体的存在会干扰实验现象的观察 C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同 D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察,1,2,3,4,考向设计,5,6,7,8,解析 红色花瓣是由液泡内花青素的颜色呈红色导致的,所以用红色花瓣作为实验材料有利于实验现象的观察,A项正确; 黑藻叶片中的叶绿体呈绿色,液泡中细胞液的颜色接近无色,两者之间有颜色差异,因此叶绿体的存在不会干扰该实验现象的观察,B项错误; 紫色洋葱鳞片叶外表皮不同
21、部位细胞的细胞液浓度可能不同,观察到的质壁分离程度可能不同,C项正确; 通常做植物细胞质壁分离实验时用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,因外表皮细胞的液泡中有较多色素,发生质壁分离时容易观察实验现象,D项正确。,1,2,3,4,5,6,7,8,解析 恩格尔曼选择水绵的原因之一是水绵具有易于观察的条带状叶绿体,A项错误; 比较H2O2酶在不同条件下的分解实验中,选择肝脏研磨液的理由是其含过氧化氢酶,B项正确; 酵母菌是兼性厌氧菌,既可以进行有氧呼吸,也可以进行无氧呼吸,因此酵母菌可以作为探究细胞呼吸方式的材料,C项正确; 豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物,自然状态下一般是纯种,因此孟德尔选择豌豆作为实验材
22、料,D项正确。,2.(2019广西梧州2月联考)下列实验材料的选择理由不合理的是 A.恩格尔曼选择水绵的原因之一是水绵具有易于观察的椭球形叶绿体 B.比较H2O2酶在不同条件下的分解实验中,选择肝脏研磨液的理由是含有过氧化氢酶 C.在探究细胞呼吸方式时选择酵母菌的理由是它属于兼性厌氧菌 D.孟德尔选择豌豆的理由之一是豌豆属于自花传粉、闭花受粉植物,1,2,3,4,5,6,7,8,考向二 实验步骤和技术方法分析 3.(2019湖南株洲质检)下列关于科学研究方法和相关实验的叙述中,不正确的是 A.差速离心法:细胞中各种细胞器的分离和叶绿体中色素的分离 B.模型构建:研究种群数量变化规律和DNA双螺
23、旋结构的发现 C.同位素标记法:分泌蛋白的合成与分泌和噬菌体侵染细菌实验 D.对比实验:探究酵母菌细胞呼吸的方式,1,2,3,4,5,6,7,8,解析 利用差速离心法可分离不同大小的多种细胞器,但不能分离叶绿体中的色素,叶绿体中色素的分离需要利用纸层析法,A项错误; 研究种群数量变化规律利用了数学模型, DNA双螺旋结构的发现利用了物理模型,B项正确; 用3H标记的亮氨酸研究分泌蛋白的合成与分泌;用35S和32P分别标记的噬菌体研究噬菌体侵染细菌实验,证明DNA是遗传物质,二者均利用了同位素标记法,C项正确; 探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中不通入空气的装置和通入空气的装置都属于实验组,属于对比
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