2024屆高考生物二輪專題復(fù)習(xí)與測試專題八實驗與探究第14講實驗與探究考點一教材基礎(chǔ)實驗

第14講實驗與探究1．(必修1P47“科學(xué)方法”)怎樣用差速離心法將各種細胞器分離開？________________________________________________________________________________________________________________________________________________提示：將細胞膜破壞后，形成由各種細胞器和細胞中其他物質(zhì)組成的勻漿；將勻漿放入離心管中，用高速離心機在不同的轉(zhuǎn)速下進行離心處理，就能將各種細胞器分離開。2．(必修1P51“科學(xué)方法”)什么叫同位素標記法？________________________________________________________________________________________________________________________________________________提示：科學(xué)家通過追蹤同位素標記的化合物，可以弄清楚化學(xué)反應(yīng)的詳細過程。這種方法叫作同位素標記法。3．(必修1P78“科學(xué)方法”)什么是自變量、因變量和無關(guān)變量？什么是對照實驗？________________________________________________________________________________________________________________________________________________提示：實驗中人為控制的對實驗對象進行處理的因素叫作自變量；因自變量改變而變化的變量叫作因變量；除自變量外，實驗過程中還存在一些對實驗結(jié)果造成影響的可變因素，叫作無關(guān)變量。除作為自變量的因素外，其余因素都保持一致，并將結(jié)果進行比較的實驗叫作對照實驗。4．(必修1P90“探究·實踐”)說出檢測酵母菌培養(yǎng)液中有CO2產(chǎn)生的兩種方法。________________________________________________________________________________________________________________________________________________提示：CO2可使澄清石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍溶液由藍變綠再變黃。根據(jù)石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍溶液變成黃色的時間長短，可以檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2的產(chǎn)生情況。5．(必修1P92“科學(xué)方法”)設(shè)置兩個或兩個以上的實驗組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素對實驗對象的影響，這樣的實驗叫作對比實驗。對比實驗中兩組都是實驗組，兩組之間相互對照。教材中哪些實驗是對比實驗？________________________________________________________________________________________________________________________________________________提示：探究酵母菌細胞呼吸的方式；魯賓和卡門的同位素標記法實驗；赫爾希和蔡斯采用放射性同位素標記T2噬菌體侵染細菌的實驗等。1．在探究生長素類調(diào)節(jié)劑促進插條生根的最適濃度實驗中，在探究實驗正式開始前，應(yīng)該進行過一系列預(yù)實驗。做預(yù)實驗的主要目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：為進一步實驗摸索條件，可以確定有效濃度的大致范圍；檢驗實驗設(shè)計的科學(xué)性和可行性2．給小球藻提供C18O2和H2O，一段時間后，釋放的O2中含有18O，O2中含有18O的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：C18O2中的部分氧轉(zhuǎn)移到Heq\o\al(18,2)O中，Heq\o\al(18,2)O又作為原料參與光反應(yīng)生成18O23．為什么不能對細胞有絲分裂過程進行連續(xù)觀察？如何才能找到細胞分裂各個時期的細胞？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案：解離過程中細胞已經(jīng)死亡，觀察到的只是一個固定時期；如果要找到各個分裂時期的細胞，要不斷移動裝片，在不同的視野中尋找。4．進行樣方法調(diào)查時，為何要強調(diào)“隨機取樣”？樣方多少會影響調(diào)查結(jié)果嗎？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案：為了確保所選擇的樣方具有代表性，不受主觀因素的影響，使通過樣方法統(tǒng)計的結(jié)果(估算值)能更接近真實情況，應(yīng)做到“隨機取樣”；調(diào)查時若樣方的數(shù)量太少，其統(tǒng)計結(jié)果的誤差可能較大。一般而言，樣方越多，其統(tǒng)計結(jié)果越接近真實情況。但是，樣方數(shù)量太多，整體取樣花費的時間、精力就越多。從統(tǒng)計學(xué)上看，一定數(shù)量的樣方即可以保證統(tǒng)計結(jié)果的真實性?？键c一教材基礎(chǔ)實驗(2023·湖南卷)某些植物根際促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用?；卮鹣铝袉栴}：(1)若從植物根際土壤中篩選分解淀粉的固氮細菌，培養(yǎng)基的主要營養(yǎng)物質(zhì)包括水和________。(2)現(xiàn)從植物根際土壤中篩選出一株解淀粉芽孢桿菌H，其產(chǎn)生的抗菌肽抑菌效果見表。據(jù)表推測該抗菌肽對______________________的抑制效果較好，若要確定其有抑菌效果的最低濃度，需在__________μg·mL－1濃度區(qū)間進一步實驗。測試菌抗菌肽濃度/(μg·mL－1)55.2027.6013.806.903.451.730.86金黃色葡萄球菌－－－－－＋＋枯草芽孢桿菌－－－－－＋＋禾谷鐮孢菌－＋＋＋＋＋＋假絲酵母－＋＋＋＋＋＋注：“＋”表示長菌，“－”表示未長菌。(3)研究人員利用解淀粉芽孢桿菌H的淀粉酶編碼基因M構(gòu)建高效表達質(zhì)粒載體，轉(zhuǎn)入大腸桿菌成功構(gòu)建基因工程菌A。在利用A菌株發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶M過程中，傳代多次后，生產(chǎn)條件未變，但某子代菌株不再產(chǎn)生淀粉酶M。分析可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點即可)。(4)研究人員通過肺上皮干細胞誘導(dǎo)生成肺類器官，可自組裝或與成熟細胞組裝成肺類裝配體，如圖所示。肺類裝配體培養(yǎng)需要滿足適宜的營養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH以及________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出兩點)等基本條件。肺類裝配體形成過程中是否運用了動物細胞融合技術(shù)______(填“是”或“否”)。(5)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)是一種耐藥菌，嚴重危害人類健康?？蒲腥藛T擬用MRSA感染肺類裝配體建立感染模型，來探究解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽是否對MRSA引起的肺炎有治療潛力。以下實驗材料中必備的是__________。①金黃色葡萄球菌感染的肺類裝配體②MRSA感染的肺類裝配體③解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽④生理鹽水⑤青霉素(抗金黃色葡萄球菌的藥物)⑥萬古霉素(抗MRSA的藥物)解析：(1)由題意可知，根際促生菌具有固氮作用，可利用空氣中的氮氣作為氮源，因此用于篩選根際促生菌的培養(yǎng)基的主要營養(yǎng)物質(zhì)包括水、無機鹽和淀粉。(2)由題表可知，在抗菌肽濃度為3.45～55.20μg·mL－1范圍內(nèi)，金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌均不能生長，表明該抗菌肽對它們的抑菌效果較好；因為抗菌肽的濃度為1.73μg·mL－1時，它們均能生長，所以要確定抗菌肽抑菌效果的最低濃度，應(yīng)在1.73～3.45μg·mL－1的濃度區(qū)間進一步實驗。(3)在利用A菌株發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶M過程中，傳代多次后，生產(chǎn)條件未變，但某子代菌株不再產(chǎn)生淀粉酶M，可能的原因是淀粉酶編碼基因M發(fā)生突變；或者是重組質(zhì)粒在大腸桿菌分裂過程中丟失。(4)肺類裝配體培養(yǎng)需要滿足適宜的營養(yǎng)、溫度、滲透壓、pH以及無菌、無毒環(huán)境，含95%空氣和5%CO2的氣體環(huán)境等基本條件；由圖示可知，肺類裝配體形成的過程中沒有運用動物細胞融合技術(shù)，只涉及了細胞的分裂和分化等內(nèi)容。(5)科研人員擬用MRSA感染肺類裝配體建立感染模型，來探究解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽是否對MRSA引起的肺炎有治療潛力，必備實驗材料為：②MRSA感染的肺類裝配體、③解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽、④生理鹽水(設(shè)置對照實驗使用)、⑥萬古霉素(抗MRSA的藥物，比較解淀粉芽孢桿菌H抗菌肽的療效)，故選②③④⑥。答案：(1)無機鹽、淀粉(2)金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌1.73～3.45(3)淀粉酶編碼基因M發(fā)生突變；重組質(zhì)粒在大腸桿菌分裂過程中丟失(4)無菌、無毒環(huán)境，含95%空氣和5%CO2的氣體環(huán)境否(5)②③④⑥1．教材基礎(chǔ)實驗分類歸攏(1)比較四個顯微觀察類實驗實驗名稱觀察方式觀察對象細胞狀態(tài)染色劑常用實驗材料觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂染色觀察染色體死甲紫溶液(或醋酸洋紅液)洋蔥根尖低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化染色體死改良苯酚品紅染液洋蔥根尖觀察葉綠體和細胞質(zhì)的流動原色觀察葉綠體活無菠菜葉(稍帶葉肉的下表皮)、蘚類的葉觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原紫色大液泡活成熟植物細胞，如紫色洋蔥鱗片葉外表皮[特別關(guān)注]觀察類實驗操作的一般流程(2)歸納比較六個檢測類實驗實驗名稱試劑顏色生物材料備注淀粉的檢測碘液藍色脫色的葉片—還原糖的檢測斐林試劑磚紅色沉淀蘋果或梨勻漿等現(xiàn)配現(xiàn)用、水浴加熱脂肪檢測蘇丹Ⅲ染液橘黃色花生種子切片需用高倍鏡觀察蛋白質(zhì)檢測雙縮脲試劑紫色豆?jié){、稀蛋清等先加A液，后加B液，搖勻使用綠葉中色素的提取和分離提取液：無水乙醇；分離液：層析液胡蘿卜素：橙黃色葉黃素：黃色葉綠素a：藍綠色葉綠素b：黃綠色新鮮的綠葉(如菠菜葉)加入二氧化硅是為了研磨得更充分；加入碳酸鈣可防止在研磨中色素被破壞DNA的粗提取與鑒定NaCl溶液、體積分數(shù)為95%的冷酒精、二苯胺藍色雞血細胞等需沸水浴[特別關(guān)注]檢測類實驗操作的一般流程(3)對比分析四個調(diào)查類實驗實驗名稱調(diào)查對象調(diào)查方法統(tǒng)計方法(計算公式)種群密度的調(diào)查活動范圍大的動物標記重捕法eq\f(個體總數(shù)N,初次捕獲并標記的個體數(shù))＝eq\f(重捕個體數(shù)M,重捕中標記個體數(shù)m)植物或活動能力弱的動物樣方法種群密度＝eq\f(所有樣方內(nèi)個體總數(shù),樣方的總面積)(各樣方密度的平均值)人類遺傳病發(fā)病率的調(diào)查人類某種遺傳病匯總法發(fā)病率＝eq\f(患病人數(shù),被調(diào)查人數(shù))×100%土壤中小動物類群豐富度的研究土壤中的小動物取樣器取樣法記名計算法、目測估計法探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化酵母菌種群抽樣檢測法血細胞計數(shù)板顯微計數(shù)[特別關(guān)注]調(diào)查類實驗操作的一般流程2．高中生物常用實驗方法歸納(1)歸納概括常用實驗的方法技術(shù)顯微觀察法顯微觀察類實驗(如觀察各種各樣的細胞)細胞染色法①活細胞染色(健那綠染色線粒體)；②死細胞染色(醋酸洋紅液、甲紫溶液等)；③碘染色法(證明光合作用產(chǎn)生淀粉)紙層析法①綠葉中色素的分離；②胡蘿卜素的鑒定離心法①差速離心法(分離各種細胞器)；②密度梯度離心法(證明DNA進行半保留復(fù)制)模型構(gòu)建法①物理模型(如構(gòu)建細胞膜流動鑲嵌模型、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型)；②數(shù)學(xué)模型(如構(gòu)建種群數(shù)量增長模型)；③概念模型(如構(gòu)建光合作用、細胞呼吸的過程模型)對比實驗法①探究酵母菌細胞呼吸的方式；②探究生長素類調(diào)節(jié)劑促進插條生根的最適濃度；③探究酶活性的最適溫度和最適pH；④比較清水、緩沖液、體液對pH變化的調(diào)節(jié)作用同位素標記法①分泌蛋白的合成；②光合作用產(chǎn)生的O2的來源、碳的轉(zhuǎn)化途徑；③噬菌體侵染細菌的實驗種群密度的調(diào)查方法①樣方法；②標記重捕法；③抽樣檢測法類比推理法①薩頓用類比推理法提出基因在染色體上的假說；②模擬探究細胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系假說—演繹法①孟德爾兩大遺傳定律的提出；②摩爾根的果蠅雜交實驗；③DNA半保留復(fù)制方式的證明(2)對比分析“類比推理法”與“假說—演繹法”3．歸納整合實驗試劑的作用(1)鹽酸在教材實驗中的作用(2)酒精在教材實驗中的作用(3)歸納概括物質(zhì)檢測中所用試劑和顏色變化顏色實驗原理紅①還原糖＋斐林試劑eq\o(→,\s\up7(水浴加熱))磚紅色沉淀；②染色體(質(zhì))＋醋酸洋紅液→紫紅色黃①脂肪＋蘇丹Ⅲ染液→橘黃色；②葉綠體中色素分離的濾紙條中：胡蘿卜素→橙黃色，葉黃素→黃色；③CO2＋溴麝香草酚藍溶液→由藍變綠再變黃綠①酒精＋重鉻酸鉀溶液eq\o(→,\s\up7(在酸性條件下))灰綠色；②葉綠體中色素分離的濾紙條中：葉綠素b→黃綠色，葉綠素a→藍綠色藍①淀粉＋碘液→藍色；②DNA＋二苯胺試劑eq\o(→,\s\up7(沸水浴加熱))藍色；③死細胞＋臺盼藍染液→藍色紫①染色體(質(zhì))＋甲紫溶液→紫色；②蛋白質(zhì)＋雙縮脲試劑→紫色題點一：通過實驗材料和試劑的選擇與處理，考查理解能力1．(2023·廣東潮州高三統(tǒng)考)遇到不良環(huán)境影響時，植物體內(nèi)的系列脅迫響應(yīng)相關(guān)基因的表達會發(fā)生改變，這一過程稱為脅迫響應(yīng)，而脅迫響應(yīng)相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄與其啟動子區(qū)DNA分子的甲基化修飾密切相關(guān)。一定濃度的脫落酸溶液(ABA)處理可模擬外界不良環(huán)境，使植物產(chǎn)生脅迫響應(yīng)?？蒲腥藛T以某種突變體及野生型擬南芥種子為材料，用不同濃度的ABA進行處理，統(tǒng)計種子萌發(fā)率，實驗結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A．據(jù)圖推測較高濃度的ABA對突變體種子萌發(fā)的脅迫性更強B．當植物遇到不良環(huán)境影響時，體內(nèi)ABA的含量會降低C．DNA甲基化使基因發(fā)生突變導(dǎo)致脅迫響應(yīng)相關(guān)基因表達異常D．植物生長發(fā)育的調(diào)控是由激素調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同完成的解析：根據(jù)圖示可知，當ABA濃度逐漸增大時，突變體的種子萌發(fā)率不斷下降，推測較高濃度的ABA