生物技术与实践专题——基础实验部分1
　　　　　　　　　　　　实验与探究能力是高考生物学科要求考查的能力之一，考试说明要求的实验与探究能力包括下面几个方面：
　　⑴能独立完成生物学教材所规定的生物实验。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进行综合运用。
　　⑵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、分析和处理。
　　⑶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、试验与调查，假说演绎、建立模型与系
　　　统分析等科学研究方法。
　　⑷能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。
　　本阶段主要针对考试说明要求的几个重要的基础实验进行复习。我们将基础实验分为4种类型，一是光学显微镜操作技术（包括临时装片的制作、染色和观察），二是生物体内物质的提取、分离和鉴定，三是微生物的培养和利用，四是调查（见下表）

分类	内容	具体实验名称
光学显微镜操作技术	1．临时装片的制作 2．临时装片的染色 3．临时装片的观察 （低倍镜和高倍镜的使用）	1) 生物组织中脂肪的鉴定 2) 观察DNA、RNA在细胞中的分布 3) 观察叶绿体 4) 植物细胞的质壁分离及复原的实验 5) 观察细胞的有丝分裂
生物体内物质的提取、分离和鉴定技术	1．物质的提取 2．物质的分离 3．物质的鉴定	6）生物组织中还原性糖、蛋白质的鉴定 7）叶绿体色素的提取和分离 8）DNA的粗提取与鉴定
微生物的培养和利用	1．微生物的培养和分离 2．某种微生物数量的测定 3．培养基对微生物的选择作用 4．利用微生物进行发酵来生产特定的产物 5．发酵过程中亚硝酸盐含量的测定	9）大肠杆菌的培养和分离 10）分离以尿素为氮源的微生物 11）观察土壤中能水解纤维素的微生物 12）果酒及果醋的制作 13）腐乳的制作 14）泡菜的腌制及亚硝酸盐的测定
调查	1．遗传学调查：群体调查和家系调查 2．生态学调查：样方法和标志重捕法	15）调查某种遗传病在人群中的发病率及其遗传方式 16）动植物种群密度的调查
生物学研究中的科学思想和一般方法	生物学重大发现的启迪（如xx转化实验、噬菌体侵染xx实验等） 做出假设和预期 设计可行的实验方案和实验装置 收集、分析数据，做出合理的判断 对简单的实验方案做出恰当的评价和修订

　
　　　　　　　　　　Ⅰ 光学显微镜操作技术（临时装片的制作、染色和观察）
　　1 生物组织中脂肪的鉴定
　　⑴实验原理：
　　　脂肪可以被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色，被苏丹Ⅳ染成红色
　　⑵实验材料的选择：
　　　富含脂肪的种子
　　⑶实验步骤：
　　　
　　⑷练习巩固
　　1．下列含脂肪最多的是
　　A．肝脏 　　　B．花生油　　　C．脑 　　　D．鱼肝油

　　2．使用苏丹Ⅲ染色能显示细胞中脂肪的存在，这是因为该染色剂
　　A．易于进入细胞　　　　 B．亲水而疏脂
　　C．颜色特别鲜艳　　　　 D．亲脂而疏水

　　3．某同学在显微镜下观察花生子叶的切片，当转动细准焦螺旋时，有一部分细胞看得清晰，另一部分
　 　　细胞较模糊，这是由于
　　A．反光镜未调节好 　　　　　　　B．标本切得薄厚不均匀
　　C．细准焦螺旋调节不到位　　　　 D．显微物镜损坏

　　参考答案：1B （鱼肝油富含维生素A和维生素D） 2D 3B

　　2 观察DNA和RNA在细胞中的分布
　　⑴实验原理：
　　真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，少量DNA分布在线粒体和叶绿体中，而RNA主要存在于细胞质。观察细胞中DNA和RNA的分布主要是利用甲基绿和派洛宁（吡罗红）两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，派洛宁使RNA呈现红色。在显微镜下可观察到细胞核呈绿色而细胞质呈红色。
　　⑵常用实验材料：人口腔上皮细胞
　　洋葱鳞片叶内表皮细胞
　　⑶实验步骤：
　　
　　⑷练习巩固
　　1．真核细胞的DNA主要分布在_____________中，少量DNA分布在_____________和_____________中，而
　 　　RNA主要存在于_____________。
　　2．观察细胞中DNA和RNA的分布主要是利用甲基绿和派洛宁（吡罗红）两种染色剂对DNA和RNA的亲和力
　 　　不同，甲基绿使____________呈现____________色，派洛宁使____________呈现_____________色。
　 　　在显微镜下可观察到细胞核呈_____________色而细胞质呈_____________色。
　　3．制作的临时口腔上皮细胞涂片要烘干的目的是_________，水解步骤所用盐酸的作用是____________
　 　　和_____________________。水解后用蒸馏水冲洗的目的是_____________。
　　参考答案：
　　1．细胞核 线粒体 叶绿体 细胞质
　　2．DNA 蓝绿（绿） RNA 红 蓝绿 红
　　3．将细胞固定在载玻片上 改变细胞膜的通透性，使染色剂快速进入细胞使染色体中的DNA和蛋白质分
　 　　开，有利于DNA和染色剂结合洗去盐酸，便于染色

　　3 用高倍镜观察叶绿体和细胞质流动
　　⑴实验原理：
　　活的细胞细胞质处于不断流动的状态。绿色植物细胞中，最容易观察到的细胞器是叶绿体， 观察植物细胞细胞质的流动可用细胞质基质中叶绿体的运动作为标志。
　　⑵实验材料的选择及其原因：
　　新鲜的黒藻等藻类植物的叶片，叶片薄且富含叶绿体，不用切片直接做成装片，就可以观察叶绿体和细胞质流动
　　⑶实验步骤：
　　　　
　　⑷练习巩固
　　1．下列材料中不能用于观察叶绿体的是
　　A．气孔保卫细胞　　　　　　 B．幼嫩黄瓜果肉细胞
　　C．藓类或藻类的小叶　　　　 D．根毛细胞

　　2．把叶绿体作为细胞质流动的标志物是因为
　　A．叶绿体在不同的光下会以不同的面朝向光源
　　B．如果没有标志物，细胞质的流动观察比较困难
　　C．只有叶绿体等颗粒可以流动，细胞质基质不流动
　　D．细胞质基质是流动的，细胞器不流动

　　3．用高倍显微镜观察黑藻叶片细胞，正确的结论是
　　A．叶绿体在细胞内是固定不动的
　　B．叶绿体在细胞内是均匀分布的
　　C．叶绿体的存在是叶片呈绿色的原因
　　D．叶肉细胞含有叶绿体，不含线粒体

　　参考答案：1D 2B 3C

　　4 观察植物细胞的质壁分离与复原
　　⑴实验原理：
　　原生质层相当于半透膜，细胞液和外界溶液之间存在浓度差，水分可以通过原生质层由低浓度向高浓度方向自由扩散。同时原生质层的伸缩性大于细胞壁
　　⑵实验材料的选择：
　　紫色洋葱鳞片叶外表皮（液泡中含有紫色素，便于观察）
　　⑶实验步骤：
　　　
　　⑷练习巩固
　　1．一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括
　　A．细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质
　　B．细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质
　　C．细胞膜和液泡膜之间的细胞质
　　D．细胞壁、液泡膜和它们之间的细胞质

　　2．用蔗糖液诱发植物细胞产生质壁分离的现象，在细胞壁与原生质层之间充满的是
　　A．空气　　　 B．水　　　 C．蔗糖液 　　　D．细胞液

　　3．选择洋葱鳞片叶的外表皮进行质壁分离及其复原的实验，是因为
　　A．只有外表皮细胞可以渗透吸水或失水
　　B．外表皮细胞的液泡中有紫色素，便于观察
　　C．外表皮细胞的细胞质中有紫色素，便于观察
　　D．外表皮比内表皮容易撕取

　　4．观察在0.3 g/ml蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中央液泡逐渐变小，说明
　　A．细胞壁相当于一层半透膜 　　　　B．此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度
　　C．洋葱表皮细胞是活的 　　　　　　D．细胞壁收缩导致中央液泡失水

　　5．撕取紫色万年青的叶表皮，剪成大小相等的小块，分别浸入不同浓度的硝酸钾溶液中，经过一段时
　 　　间后，用显微镜观察到的实验结果如下
　　⑴万年青叶表皮细胞的细胞液浓度范围为__________。
　　⑵用硝酸钾诱发细胞质壁分离的基本条件是_____________。
　　⑶C和D的处理均发生质壁分离的自动复原，你对这种现象做出的合理解释是_____________。
　　⑷用高浓度的硝酸钾溶液诱发的质壁分离，不能再诱发其复原，其主要原因是_____________。

　　参考答案：1B 2C 3B 4C
　　5．
　　⑴ 0.12—0.125mol/L
　　⑵ 硝酸钾溶液的浓度高于细胞液的浓度。
　　⑶ 原生质层具有选择透性，K⁺和NO₃^-通过主动运输进入细胞内部，使细胞液的浓度高于外界溶液浓度，
　 　　水分子自由扩散入细胞发生质壁分离复原
　　⑷ 在高浓度溶液中，细胞因失水过多而死亡，原生质层失去选择透性，不会再发生渗透吸水或失水。

　　5 植物细胞有丝分裂临时装片的制作及观察
　　⑴实验原理：
　　植物体内，细胞有丝分裂常见于细胞分裂旺盛的分生区。显微镜下，可以根据细胞有丝分裂各个时期细胞内染色体的变化情况识别各个时期。
　　为了观察染色体方便，用龙胆紫或醋酸洋红等碱性颜料为染色体染色
　　⑵该实验步骤和原理的应用：
　　可以根据不同时期细胞的数量来推测各个时期所占的时间比例
　　⑶实验步骤：
　　
　　⑷练习巩固
　　1．制作根尖细胞临时装片时，要将根尖材料放入15%的盐酸与体积分数为95%的酒精溶液的混合液
　 　　（1：1）中浸泡3-5分钟，其目的是
　　A．杀死根尖细胞 　　　　B．提取DNA物质
　　C．使细胞分散开 　　　　D．为染色创造适宜的反应条件

　　2．经盐酸处理的根尖必须用清水洗除盐酸残液，其目的是
　　A．避免细胞结构被盐酸腐蚀 　　　　　B．软化细胞结构以利于染色
　　C．利于染色体被酸性染料染色 　　　　D．利于染色体被碱性染料染色

　　3．制作洋葱根尖临时装片时，常常染不上色或染色很浅，可能的原因是
　　A．解离时间不足　　　　 B．漂洗时间不充分或没有漂洗
　　C．染色时间过长　　　　 D．温度不适宜

　　4．某同学在显微镜下观察自制的洋葱根尖有丝分裂临时装片，发现细胞重叠严重，从制作装片过程分
　 　　析，最早可能出现的问题是
　　A．载玻片上没滴清水 　　　　B．解离的时间不够
　　C．没有将根尖压碎 　　　　　D．取材不好

　　参考答案：1C 2D 3B 4B
　　总结：这种类型的实验的共同步骤是：取材→制片→观察。
　　① 取材：要根据不同的实验目的,选择便于观察的实验材料，有时候材料需要经过一些特殊处理（预处
　 　　理），然后制片；
　　② 在制片过程中，如果观察的结构本身有颜色（如叶绿体、紫色液泡）则不需要染色，只滴加清水即
　 　　可，如果观察的结构无色或不容易观察，往往需要滴加染色剂，使结构着色后便于观察。
　　③ 观察时一般先用低倍镜观察之后换高倍镜。
　　高考时一般不直接考察课本上的实验，而是为同学们提供新的情境资料，让同学们模仿或参照基础实验步骤进行实验设计或分析。如下面的例题：

　　例题：植物叶片表皮上分布着大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请根据所给的实验材料和用具，设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验步骤、预测实验结果并作出解释。
　　　　　　　　　　　　
　　实验材料与主要用具：
　　菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。
　　实验步骤：
　　预期实验结果并作解释：
　　[解析]本题主要考查同学们模仿质壁分离及其复原试验，进行实验设计和实验分析的能力。该实验先思考取材的{zj0}部位，因为要观察气孔，而菠菜叶下表皮气孔多，是{zh0}的取材部位。之后考虑题干中提供的原理，保卫细胞吸水，气孔打开，使水，气孔关闭，如果让菠菜叶下表皮处于蒸馏水的状态中，保卫细胞吸水，气孔就打开。之后用浓盐水处理，使保卫细胞失水，气孔关闭。
　　参考答案：
　　实验步骤：
　　1、取菠菜叶，用镊子撕取下表皮
　　2、在载玻片上滴一滴清水，将下表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片
　　3、将临时装片放在显微镜的载物台上，先在低倍镜下找到气孔，移到视野中央，再用高倍镜进行观
　 　　察，记录观察到的气孔状态
　　4、在盖玻片的一侧滴上浓盐水，在另一侧用吸水纸引流，反复多次
　　5、连续观察气孔的变化，并作记录。
　　预期实验结果并作解释：
　　在清水中气孔开启，因为当细胞液浓度大于细胞外溶液的浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启；在浓盐水中气孔关闭，因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。
　　[说明] 这是一道开放的实验设计题，题干中给出实验材料、用具、原理，以及实验要研究的课题，要求学生能将平时练习显微镜的使用和临时玻片标本的制作等实验操作和实验技能进行综合运用，设计实验，解决新问题