二、教材中的实验剖析（知识归纳与讲解）-高考生物实验专题

二、教材中的实验剖析

（一）高倍显微镜的使用

1.普通光学显微镜的构造

2.镜头区别

(1)目镜：无螺纹，放大的倍数与该目镜长度成反比

(2)物镜：有螺纹，放大的倍数与该物镜长度成正比，但与玻片的距离成反比（长物短目倍数高，短物长目倍数低）

3. 有关放大倍数的问题

(1)放大的倍数＝目镜倍数×物镜倍数

(2)放大的倍数是该物体的长度或宽度，而不是表面积或者体积

4.显微镜的使用方法

取镜安放     对光     低倍镜观察     高倍镜观察

5. 视野中污点的判断

(1)转动目镜，污点移动的则污点在目镜上，不动的不在目镜上。

(2)移动玻片，污点移动的则污点在玻片上，不动的不在玻片上。

(3)不在目镜、玻片上则在物镜上。

6.物镜和玻片的距离与放大倍数的关系

特别注意：

(1)显微镜成的像是上下左右颠倒的像。

(2)偏哪，移向哪。

(3)放大的倍数越大，所看到的像越暗。

(4)放大倍数的变化与视野范围内细胞数量变化的关系。（a.一行细胞，放大倍数与视野成反比。b.圆形视野范围内细胞，看到的实物范围与放大倍数的平方成反比）

例 当显微镜的目镜为10×，物镜为10×，在视野直径范围内看到一行相连的8个细胞。若目镜不变，物镜换成40×时，则在视野中可看到这行细胞中的（    ）

A.2个               B.4个             C.16个             D.32个

【答案】A

例 显微镜目镜为10×，物镜为×10时，视野被相连的64个分生组织细胞所充满，若物镜转换为×40后，则在视野中可检测到的分生组织细胞数为（    ）

A.2个              B .4个              C.16个             D.32个

【答案】B

例 用高倍镜观察洋葱根尖的细胞比低倍镜观察到的细胞数目、大小和视野的明亮情况依次是（    ）

A.多、大、亮        B.少、小、暗      C.多、小、暗       D .少、大、暗

【答案】D

例 使用高倍镜观察装片的步骤是（    ）

①转动转换器把低倍物镜移走，换上高倍镜 ②在低倍镜下找到目标 ③将目标移到视野中央 ④调节细准焦螺旋和反光镜，直到视野适宜、物像清晰为止

A.② ③ ④ ①      B. ② ③ ① ④    C .② ④ ① ③     D .③ ④ ② ①

【答案】B

例 用低倍镜观察某装片时，若发现视野中有一异物，移动装片，异物并不动，转动物镜后异物也不动。这异物可能在（    ）

 A.目镜上           B.物镜上          C.装片上        D.反光镜上

【答案】A

例 将“b”子放在显微镜下观察，视野内看到的物像是（   ）

  A. b           B.  d            C.  q             D.  p

【答案】C

（二）检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质

1.实验原理

某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应。如：

①还原性糖的鉴定：还原性糖+斐林试剂     砖红色沉淀

②脂肪的鉴定：脂肪+苏丹Ⅲ     橘黄色

脂肪+ 苏丹Ⅳ     红色　　 

③蛋白质的鉴定：蛋白质+双缩脲试剂      紫色

注意事项：①切片要薄，如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰有的地方模糊。    ②酒精的作用是：洗去浮色。③需使用显微镜观察④ 使用不同的染色剂染色时间不同颜色变化：橘黄色或红色 。

2. 斐林试剂与双缩脲试剂两者有何不同？

3. 实验的材料的选择和处理有什么要求？

习题巩固：

例：做生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验时，需要根据实验需要选择不同的实验材料。请根据下表所列各种材料回答问题：

    ①其中适合于鉴定可溶性还原糖的是           ，理由是梨的组织细胞                                                                  ，你打算用什么试剂鉴定?                                              。

②小麦种子不如花生种子更适合用来鉴定脂肪，这是因为              

                                       ，你打算用什么试剂鉴定?      

                                       。

【答案】①梨   颜色为白色，并且糖含量较高   斐林试剂   ②脂肪含量不如花生高，也不容易做切片    用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ试剂

例 安徽阜阳劣质奶粉事件震惊全国，引起世人注目。鉴定脱脂淡奶粉是否为伪劣产品，肯定不需要用到的化学试剂是(   )

 A.斐林试剂         B. 红墨水         C.双缩脲试剂       D.苏丹Ⅳ染液

【答案】B

例 生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是(   )

A、可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀

B、只有脂肪的鉴定需要使用显微镜

C、用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热

D、使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用

【答案】A

（三）探究植物细胞的吸水和失水

1.渗透作用条件：a、要有半透膜；b、半透膜两侧的溶液存在浓度差。

2. 植物细胞的吸水和失水

3. 进行实验

(1)剥取洋葱鳞茎的鳞片叶，外表皮紫色较浓的更好。用解剖刀或刀片在叶片外表皮划一0.5 cm见方的“井”字。

(2)用尖嘴镊从“井”字中央的一角小心地将洋葱鳞片叶外表皮撕下，平铺在载玻片中央。

(3)用小滴管在表皮上滴一滴质量分数为30%的蔗糖溶液，盖上盖玻片。用吸水纸吸去多余液体。

(4)在显微镜下观察，可见原生质缓慢收缩，逐渐出现与细胞壁分离的现象，直到原生质收缩成球状小团，与细胞壁完全分开。

(5)在盖玻片的一侧滴加清水，用吸水纸在盖玻片的另一侧吸收，使清水置换蔗糖溶液。

(6)在显微镜下观察，可见质壁分离现象缓慢复原。

4. 质壁分离与复原的应用

(1) 判断细胞的死活(2) 测定细胞液浓度范围(3) 测比较不同植物细胞的细胞液浓度(4) 比较一系列溶液的浓度的大小(5) 证明成熟植物细胞发生渗透作用.

例
在保持细胞存活的条件下，蔗糖溶液浓度与萝卜条质量变化的关系如右图。若将处于b浓度溶液中的萝卜条移入a浓度溶液中，则该萝卜条的质量将(   )                         

A.不变         B.增大          C.减小          D.先增后减

【答案】B

例 下列有关生物学实验的叙述，正确的是(　　)

A.在花生子叶薄片上滴加苏丹Ⅲ染液，然后再滴1～2滴清水洗去浮色

B.用新配制的NaOH和CuSO4混合液，可检测待测样液中是否含有蛋白质

C.探究酵母菌细胞呼吸方式的实验设置了两个实验组，属于对比实验

D.在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，洋葱鳞片叶外表皮细胞中的紫色变浅

【答案】C

【解析】检测花生子叶中的脂肪时，可在花生子叶薄片上滴加2～3滴苏丹Ⅲ染液，染色3 min，用吸水纸吸去染液，再滴加1～2滴体积分数为50%的酒精溶液，洗去浮色，A错误；用双缩脲试剂检测待测样液中是否含有蛋白质时，应向试管内注入2 mL待测样液，并向试管内加入1 mL质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液，摇匀后再向试管内加入质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液4滴，摇匀，观察试管中出现的颜色变化，B错误；探究酵母菌细胞呼吸方式的实验设置了两个实验组，即有氧条件和无氧条件，这两个实验组的结果都是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响，该实验为对比实验，C正确；在植物细胞的吸水和失水实验中，用质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液处理洋葱鳞片叶外表皮细胞，细胞失水，紫色大液泡变小，颜色变深，D错误。

（四）影响酶活性的条件

1. 探究温度对淀粉酶活性的影响

2. 探究pH对淀粉酶活性的影响

3.影响酶促反应速率的因素

（1）温度

（2）pH

（3）酶的浓度：反应速率随酶浓度的升高而加快。

（4）底物浓度：在一定浓度范围内，反应速率随浓度的升高而加快，但达到一定浓度，反应速率不再变化。

例 下列实验能证明蛋白酶具有水解蛋白质作用的最佳方案是(　　)

A．在装有蛋清的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色

B．在装有蛋清的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加斐林试剂热水浴加热后观察是否变成砖红色

C．在装有煮熟的蛋白块的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色

D．在装有煮熟的蛋白块的两试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，一段时间后直接观察蛋白块的大小

【答案】D

【解析】蛋白酶属于蛋白质，加入蛋白酶的试管中无论蛋清中蛋白质是否被水解，都会显紫色，加蒸馏水组也会出现紫色，因此该方案不能证明蛋白酶能够水解蛋白质，A错误；斐林试剂能鉴定还原糖，不能鉴定蛋白质是否被蛋白酶水解，B错误；和A中相同，两试管中都会出现紫色，因此该方案不能证明蛋白酶能够水解蛋白质，C错误；两个试管中均加入了蛋白块，可通过蛋白块是否变小或消失来判断蛋白酶的作用，D正确。

（五）叶绿体中色素的提取和分离
1.实验原理

（1）叶绿体中的色素能溶解在丙酮（有机溶剂:酒精、汽油、苯、石油醚等）中，所以用丙酮可提取叶绿体中色素。

（2）色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色素分离。

2. 实验步骤

3.实验结果

4. 叶绿体中色素的对比

5.实验关键

（1）选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。

（2）画滤液细线时应以细、齐、直为标准，重复画线时必须等上次画线干燥后再进行，重复2-3次。

（3）层析时不要让滤液细线触及层析液。

6. 注意事项

（1）因丙酮和层析液都是易挥发且有一定毒性的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。

（2）在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的色素受到破坏。

（3）分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，这是因为色素易溶解在层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。

习题巩固：

例 在叶绿体中色素的提取与分离实验中，扩散速度最快的色素是（    ）

A．叶绿素a         B．叶绿素b         C．叶黄素         D．胡萝卜素

【答案】D

例 用韭菜做“叶绿体色素的提取和分离实验”，下列不能用作提取剂的是（   ）

A．水            B．丙酮           C．酒精           D．CCl4

【答案】A

例 做色素提取和分离实验的正确装置是图中（      ）

【答案】D

例 在进行叶绿素提取和分离实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（    ）

A．滤纸条上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果

B．滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散

C．色素会溶解在层析液中而使结果不明显

D．滤纸条上几种色素会混合起来

【答案】C

例 某人做叶绿体中色素分离实验时，使用的是圆形滤纸，装置如下图。实验结束时在圆形滤纸上形成四个同心色素圆环，则最内圈所呈颜色为（    ）

【答案】D

例 叶绿体的色素能在滤纸条上彼此分离开的原因是（    ）

A．色素提取液中的不同色素已分层       

B．阳光的照射使不同的色素彼此分开

C．滤纸对各种色素的吸附力不同      

D．丙酮酸使色素溶解并彼此分离的扩散速度不同

【答案】D

例 下列关于实验的叙述中，正确的是(　　)

A．绿叶中色素提取原理是色素在层析液中溶解度不同

B．不能用定性滤纸对提取的色素进行过滤

C．选材不同，四条色素带在滤纸条上的排列顺序不同

D．酒精可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄

【答案】B

【解析】绿叶中色素分离的原理是色素在层析液中溶解度不同，提取的原理是色素溶于无水乙醇，A错误；定性滤纸吸附性比较强，不能用定性滤纸对提取的色素进行过滤，应使用尼龙布对提取的色素进行过滤，B正确；色素在滤纸上的排列顺序由它们的溶解度决定，选材不同，只会影响色素的含量，不会影响四条色素带在滤纸上的排列顺序，C错误；CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄，D错误。

（六）植物细胞的有丝分裂

1. 实验原理

（1）观察部位：植物体的根尖、茎尖等分生区的细胞。

（2）分裂过程：高等植物细胞有丝分裂分为间期和分裂期的前期、中期、后期和末期，不同时期细胞染色体的行为变化有各自的特点。

（3）观察过程：先用低倍镜找到根尖生长点的细胞（正方形、排列紧密、有的正在分裂），再用高倍镜辨别各时期的染色体(染色质)变化，并判断该细胞处于有丝分裂的哪个时期。

（4）染色过程：细胞核内的染色体容易被碱性染料（龙胆紫或醋酸洋红等）着色。

2.做法指导

（1）制片：固定时间取材，通常是上午的10时至下午2时分裂活跃，尤其是上午10时至11时20分最活跃，解离时间不宜过长或过短，否则根尖未充分解离或使根尖过分酥软且染色体成分破坏。漂洗是为了洗去盐酸，防止影响染色。染色液的浓度和时间一定要掌握好，染色不能过深，否则一片紫色将无法观察。加盖玻片时应注意防止产生气泡；压片时复加载玻片的方向与底部载玻片相同。   

（2）观察：巩固显微镜的使用方法，特别是高倍镜的调节要熟练而规范。在低倍镜下寻找的目标是生长点的细胞；高倍镜下辨识有丝分裂的不同时期。注意抓住可视目标，即低倍镜下的正方形细胞(生长点细胞)和高倍镜下的染色体特征(有丝分裂的不同时期)，特别注意：各时期细胞内的染色体行为变化，必需在几个细胞甚至几个视野中才能找全。

3.实验过程

（1）装片的制作。取材     解离     漂洗     染色     制片

4.实验结果分析

（1）洋葱根尖分生区的特点是：细胞呈正方形，排列紧密，细胞绝大多数处于分裂间期，分裂期的细胞数目极少。这是因为分裂间期从时间上来说要占到细胞周期的90% -- 95%。

（2）有丝分裂各时期细胞中，染色体发生着有规律的变化。分裂间期：细胞中有明显的核膜、核仁。前期：染色体出现，纺锤体形成，核膜解体，核仁消失。中期：纺锤体清晰可见，染色体的着丝点排列在赤道板上。后期：着丝点分裂，染色单体分开变为染色体，着丝点分裂，染色单体分开变为染色体，染色体平分成两组，在纺锤丝牵引下移向细胞两极。末期：染色体变成染色质，纺锤丝消失，核膜核仁出现，形成新的细胞壁。

例 制作洋葱根尖有丝分裂装片时，使细胞分离的方法是将根尖（    ）

 A. 放入清水中10min    

    B. 放入15％盐酸和95％酒精的混合液中5min

    C. 放入0.0lg／mL的龙胆紫溶液中5min

    D. 放入0.01g／mL的醋酸洋红溶液中5min

【答案】B

例 下面列举了用显微镜观察细胞有丝分裂装片的步骤，根据实际操作过程，编写出正确的顺序（     ）

  ①安装好低倍目镜与物镜，转动转换器

  ②寻找到生长点的细胞，将它转移到视野的中央       

  ③用粗准焦螺旋调焦 

  ④转动转换器，移走低倍物镜，换上高信物镜

A. ①③④②         B.  ①③②④         C. ②①③④        D．①②③④

【答案】B

例 某同学做“观察植物细胞的有丝分裂”实验，步骤和结果记录如下：切取洋葱根尖2—3毫米，放入l0％的龙胆紫溶液中染色3—5分钟，再放入丙酮溶液中解离3—5分钟，用清水漂洗10分钟，经压片处理，制成装片。在低倍镜下看到装片，在高倍镜下找到分生区，可观察到分生区的多数细胞处于分裂期。处于分裂前期、中期、后期的细胞，染色体数目清晰可辨。

请你纠正上述记录中的六处错误：

(1) ______________________________;(2) ____________________________;

(3) ______________________________;(4) ____________________________;

(5) ______________________________;(6) ____________________________。

【答案】 (1) 切取根尖后，应先放入解离液中解离，而不是先染色   (2) 解离液应用15％HCl和95％酒精混合液(1:1)，而不是用丙酮溶液   (3) 染色液应用质量分数为0.0lg／mL或0.02g／mL的龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)染色   (4) 应首先在低倍镜下看清楚物像后，再移动装片，找到分生区细胞   (5) 因细胞分裂间期较长，因此，在高倍镜下看到的分生区的多数细胞应处于分裂间期   (6) 在高倍镜下，看到处于分裂中期的细胞，染色体数目清晰可辨，而不是前期或后期。

例 为获得玉米多倍体植株，采用以下技术路线。据图回答下列问题。发芽的种子

(1)可用______________对图中发芽的种子进行诱导处理，以获得幼苗Ⅱ。

(2)筛选、鉴定多倍体时，剪取幼苗根尖并固定后，经过解离、漂洗、染色、制片，观察分生区的细胞。若装片中的细胞均多层重叠，原因是____________________________。

(3)利用幼苗Ⅰ中甲植株根尖细胞制作有丝分裂装片，观察并绘制各分裂时期的细胞图(如图所示)。

有丝分裂的分裂期，细胞出现的先后顺序是__________________，图中M为__________________，P为________________。

(4)统计细胞周期各时期的细胞数和细胞染色体数。如表所示为幼苗Ⅰ中的甲植株和染色体数目加倍的幼苗Ⅲ中的乙植株的统计结果。

可以利用表中数值________和__________________，比较甲植株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。表中a的值为________，b的值为________(后两空用y表示)。

【答案】(1)秋水仙素(或低温)

(2)解离不充分或压片不充分

(3)①⑤②③　细胞板　纺锤丝

(4)X1　X2＋X3＋X4＋X5　2y　4y

【解析】据图分析，图中幼苗Ⅰ是由玉米种子直接发育而来的，幼苗Ⅱ是诱导发芽的玉米种子产生的，包括二倍体幼苗和四倍体幼苗；幼苗Ⅲ是筛选获得的染色体数目加倍的幼苗，即四倍体幼苗。

(1)为了获得多倍体，可以用秋水仙素或者低温处理发芽的种子，抑制纺锤体形成，从而使细胞中的染色体数目加倍。

(2)如果观察时发现细胞出现多层重叠，可能是因为细胞没有分散开，即细胞解离不充分，或者在制装片时，按压装片不充分。

(3)据图分析，①处于有丝分裂前期，②处于有丝分裂后期，③处于有丝分裂末期，④处于有丝分裂间期，⑤处于有丝分裂中期，因此有丝分裂的分裂期，细胞出现的先后顺序是①⑤②③；图中M为细胞板，P为纺锤丝。

(4)计算细胞周期各时期的时间可以通过计数处于不同时期的细胞数目进行统计，表格显示甲植株处于间期的细胞数为X1，处于分裂期的细胞数为X2＋X3＋X4＋X5，可以分别表示甲植株细胞周期中的间期与分裂期的时间长短。根据表格数据分析，幼苗Ⅰ处于有丝分裂中期的细胞内染色体数目为y，处于后期的染色体数目为2y，而幼苗Ⅲ与幼苗Ⅰ相比染色体数目加倍，因此a为2y，b为4y。

例 下列关于观察植物细胞有丝分裂实验的叙述，正确的是(　　)

A.只有从新生的根尖上取材，才能观察到有丝分裂

B.解离时间要尽量长，以确保根尖组织细胞充分分离

C.滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散

D.临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂中期的细胞

【答案】C

【解析】高等植物的根尖、芽尖等分生区的细胞均可进行有丝分裂，A错误；解离的目的是用药液使组织中的细胞相互分离开来，解离时间过长，细胞会被破坏，将会影响实验结果，B错误；制片是用镊子将之前处理的根尖取出来，放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上盖玻片，在盖玻片上再加一片载玻片，然后，用拇指轻轻地按压载玻片，可以使细胞分散开来，有利于观察，因此，滴加清水、弄碎根尖以及压片都有利于细胞的分散，C正确；临时装片镜检时，视野中最多的是处于分裂间期的细胞，D错误。