高中生物 科学家 实验 方法 结论
1、观察类实验（见第一部分）
(1)、高倍镜的使用和观察叶绿体
实验原理：叶绿体存在于细胞质基质中，一般是绿色的、扁平的椭球形或球形。
步骤：取材（藓类叶）→制片→观察
(2)、观察植物细胞的有丝分裂
原理：高等植物体的分生区细胞能进行有丝分裂，用高倍显微镜观察有丝分裂各个时期细胞内的染色体变化情况，从而识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。步骤：洋葱根尖的培养→装片制作（解离、漂洗、染色、制片）→观察
(3)、观察植物细胞的质壁分离与复原
原理：内因为原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，外因为细胞液的浓度与外界溶液的浓度差。
步骤：装片→观察
说明: (1）在此类实验中常综合运用显微观察技术、染色技术、玻片标本制作技术等。
(2）观察类实验应注意的问题
①注意取材：根据观察对象采用合适的材料，如观察有丝分裂应选取根尖分生区细胞；观察质壁分离与复原应选取成熟的植物细胞等。②注意材料处理：根据不同材料，不同的观察对象，做不同的材料处理，如浸泡、染色、解离、保持生活状态等。
③注意制片方法：显微观察实验要用装片，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，如脂肪鉴定），压片法（把材料压碎成一薄层．以便观察，如观察根尖有丝分裂）。
④注意光学显微镜的使用方法。
2、鉴定物质成分的生化实验
（1）、生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定 （2）、DNA的粗提取与鉴定
说明: （l）在此类实验中，常利用某种试剂对生物体或细胞中成分进行鉴别，针对不同的鉴别对象，采用不同的试剂。归类（见第一部分内容）：
（2）鉴别类实验应注意的问题
①实验结论常根据特定的颜色反应来确定。
②有些可不设立对照实验，若需设立，应增设一组，加入已知的待检测物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
③注意选择合适的试剂，并注意试剂使用的特殊要求，如加热煮沸等。
3、调查实验题
种群密度的取样调查
原理：在一般情况下，逐一计数某个种群的个体总数是困难的。常常用取样调查法来估计整个种的种群密度。植物种群密度的取样调查常用样方法。动物种群密度的取样调查常用标志重捕法。
调查人群中的遗传病
流程图：确定调查的目的要求，制定调查的计划（A、以组为单位，确定组内人员 B、确定调查病例 C、制定调查记录表 D、明确调查方式 E、讨论调查时应注意的问题），实施调查活动，整理、分析资料，得出结论、撰写调查报告。
初步学会社会科学研究的一般方法。
步骤：社会科学研究的一般步骤是：确定研究课题→制定研究计划→收集信息资料→加工分析收集的信息资料→提出论点或假说→撰写研究报告→自我评价。
说明: 此类实验常通过调查法，调查法中常使用统计技术和测量技术。
注意事项：（1）调查时，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、高度近视（600度以上）等
（2）为保证调查的群体足够大，小组调查的数据，应在班级和年级中进行汇总。
某遗传病的发病率 = 某种遗传病的患病人数÷某种遗传病的被调查人数×100%
调查结果往往与实际水平有一定的差距，要想缩小与实际水平的差距，在调查时应采取哪些措施？ 随机性调查，调查的群体足够大
4、探究性实验与验证性实验
探究性实验：指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动。验证性实验：指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。
探究性实验验证性实验
实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系
实验假设假设一般采用“如果A，则B” 的形式表述，是根据现有的科学理论、事实．对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释 因结论是己知的，因此不存在假设问题（或已有实验过程、结果，在提出假设时，通过验证，得出假设是正确的）
实验原理因探究内容而异因验证内容而异
实验过程应有的实验步骤实际上并未完成，因探究内容而异 应有的实验步骤，可以是曾经做过或尚未做过的，因验证内容而异
实验的分组：有实验组和对照组。如果实验中是一个自变量，则分成2组（有时也分成3组），即自变量改变与否；如果是二个自变量，则分成3组，即1、2组的设立是改变其中的一个自变量，第3组是两个自变量改变与否；……
实验组和对照组的设计是对自变量的处理，对无关变量的应设置在相同的条件下，以免影响自变量对实验的效果。故从实验材料中分析出自变量是实验的关键。
实验现象未知，可以不描述已知，应准确描述
实验结果预测对应假设，分类讨论。一般需讨论“如果出现结果①会怎样，如果出现结果②或③又会怎样”，一般有多种可能的结果。但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题．此种情况应根据已有知识推测最合理的结果。与实验假设一致
（不可与探究性的结果预测相混）
实验结论根据可能的实验结果，进行分析。 对应实验目的做出肯定结论
相同：实验原理、所用材料、方法步骤相同。
区别：现象：验证性实验每个装置只出现一种现象，探索性实验分情况说；结论：验证性实验只有一种结论，探索性实验对每种现象分别作以说明，例如必修本上 “探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”。一般的来说，凡是探究性的实验的预测，往往有三种可能性，而作为鉴定性的实验则只有一种可能性，要么就是结论是成立的，要么就是结论不成立的，切记！切记！ 当然，涉及到具体的实验题时，一般不会面面俱到，也就是以上各项实验要求不会在试题中全部出现，即在题中仅出现其中的部分要求，因此解题时需具体情况具体分析。详见如下分类。
（1）验证性生物学实验的几类题型分析
A、解释原理与方法型 B、独立设计实验型 C、评价、纠正型 D、续写步骤型
应对策略：★看有无对照实验，如果有看对照设计是否合理。
★看实验是否遵循了单一变量原则。
★看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。
★看实验仪器、药剂的使用的是否合理。药剂的配备、使用及用量的大小。
★看实验结果的验证是否合理。
（2）探究性生物学实验的几类题型分析
高考生物探究实验的基本题型大致有5种：分析——结论、设计——预测、问题——假设、评价——修正和模仿——创新。这5种基本题型的命题立意，遵循科学探究思想，重视考查同学们参与科学探究活动的能力，充分贯彻高中生物学新课程改革的精神，有助于推动新一轮课程改革和高考命题改革的进程。
近年来主要以分析——结论、设计——预测的题型为主，有的考题每个题目又包含1～2种组题类型，其中以实验设计或分析结论为主干，而问题——假设、评价——修正等其他编制试题的形式则较少。
A、[分析——结论型] 该题型的特点是试题给出实验的目的、方法和过程，侧重于考查同学们对实验过程的观察与理解、对实验现象的解释和分析以及对实验结论的归纳与总结能力。
B、[设计——预测型] 该题型的特点是试题列出生物科学的结论、事实，要求考生选用适当的实验材料，依据科学的实验原则，设计合理实验步骤，验证生物科学的结论、事实，对实验可能的结果作出预测，并对预测的结果进行解释和分析，推理出实验的结论，侧重于对考生推理能力的考查。
C、[问题——假设型] 该题型的特点是试题陈述生产和生活中的一些生物学问题，要求考生提出合理的假设，选用恰当的方法验证或解释提出的假设，并根据提出的假设作出合理的预测。此类题型重在考查同学们提出问题、解决问题的探究能力，是近年来实验考查的主力题型，从命题技术上看，这类题型是开放性的好题。
D、[评价——修正型] 该题型的特点是试题给出实验的目的，列出一些实验设计的基本思路，考生通过对试题给出的实验思路进行分析，评价能否达到实验的目的，考查了同学们的科学思维的能力和判断推理能力；同时要求考生结合自己的评价，对错误的实验设计加以修正，提出恰当合理的实验思路，是一类较为简单的题型。
E、[模仿——创新型] 该题型的特点是试题先进行原型示范和具体指导，考生从考试的过程中获得能力的提升，考查考生尝试、模仿已有实验的操作，作进一步创新设计，这类题型增强了实验技能性目标的考查，体现终生学习的理念。基于课文实验的创新为备考的重点。
生物实验总结
实验一 观察DNA和RNA在细胞中的分布
实验原理：DNA 绿色，RNA 红色
分布：真核生物DNA主要分布在细胞核中，线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA；RNA主要分布在细胞质中。
实验结果: 细胞核呈绿色,细胞质呈红色.
实验二 物质鉴定
还原糖 + 斐林试剂 砖红色沉淀 脂 肪 + 苏丹III 橘黄色
脂 肪 + 苏丹IV 红色 蛋白质 + 双缩脲试剂 紫色反应
1、还原糖的检测
（1）材料的选取：还原糖含量高，白色或近于白色，如苹果，梨，白萝卜。
（2）试剂：斐林试剂（甲液：0.1g/mL的NaOH溶液，乙液：0.05g/mL的CuSO4溶液），现配现用。
（3）步骤：取样液2mL于试管中→加入刚配的斐林试剂1mL（斐林试剂甲液和乙液等量混合均匀后再加入）→水浴加热2min左右→观察颜色变化（白色→浅蓝色→砖红色）
★模拟尿糖的检测
1、取样：正常人的尿液和糖尿病患者的尿液
2、检测方法：斐林试剂（水浴加热）或班氏试剂或尿糖试纸
3、结果：（用斐林试剂检测）试管内发生出现砖红色沉淀的是糖尿病患者的尿液，未出现砖红色沉淀的是正常人的尿液。
4、分析：因为糖尿病患者的尿液中含有还原糖，与斐林试剂发生反应产生砖红色沉淀，而正常人尿液中无还原糖，所以没有发生反应。
2、脂肪的检测
（1）材料的选取：含脂肪量越高的组织越好，如花生的子叶。
（2）步骤： 制作切片（切片越薄越好）将最薄的花生切片放在载玻片中央
↓
染色（滴苏丹Ⅲ染液2～3滴切片上→2～3min后吸去染液→滴体积分数50%的酒精洗去浮色→吸去多余的酒精）
↓
制作装片（滴1～2滴清水于材料切片上→盖上盖玻片）
↓
镜检鉴定（显微镜对光→低倍镜观察→高倍镜观察染成橘黄色的脂肪颗粒）
3、蛋白质的检测
（1）试剂：双缩脲试剂（A液：0.1g/mL的NaOH溶液，B液：0.01g/mL的CuSO4溶液）
（2）步骤：试管中加样液2mL→加双缩脲试剂A液1mL，摇匀→加双缩尿试剂B液4滴，摇匀→观察颜色变化(紫色)
考点提示：
（1）常见还原性糖与非还原性糖有哪些？
葡萄糖、果糖、麦芽糖都是还原性糖；淀粉、蔗糖、纤维素都是非还原性糖。
（2 )还原性糖植物组织取材条件？
含糖量较高、颜色为白色或近于白色，如：苹果、梨、白色甘蓝叶、白萝卜等。
（3)研磨中为何要加石英砂？不加石英砂对实验有何影响？
加石英砂是为了使研磨更充分。不加石英砂会使组织样液中还原性糖减少，使鉴定时溶液颜色变化不明显。
（4）斐林试剂甲、乙两液的使用方法？混合的目的？为何要现混现用？
混合后使用；产生氢氧化铜；氢氧化铜不稳定。
（5)还原性糖中加入斐林试剂后，溶液颜色变化的顺序为？ 浅蓝色 棕色 砖红色
（6）花生种子切片为何要薄？ 只有很薄的切片，才能透光，而用于显微镜的观察。
（7）转动细准焦螺旋时，若花生切片的细胞总有一部分清晰，另一部分模糊，其原因一般是什么？
切片的厚薄不均匀。
（8）脂肪鉴定中乙醇作用？ 洗去浮色。
（9）双缩脲试剂A、B两液是否混合后用？先加A液的目的怎样通过对比看颜色变化？
不能混合；先加A液的目的是使溶液呈碱性；先留出一些大豆组织样液做对比。
实验三 观察叶绿体和细胞质流动
1、材料：新鲜藓类叶、黑藻叶或菠菜叶，口腔上皮细胞临时装片
2、原理：叶绿体在显微镜下观察，绿色,球形或椭球形。
用健那绿染液染色后的口腔上皮细胞中线粒体成蓝绿色,细胞质接近无色。
知识概要：
取材 制片 低倍观察 高倍观察
考点提示：
（1)为什么可直接取用藓类的小叶，而不能直接取用菠菜叶？
因为藓类的小叶很薄，只有一层细胞组成，而菠菜叶由很多层细胞构成。
（2）取用菠菜叶的下表皮时，为何要稍带些叶肉？
表皮细胞除保卫细胞外，一般不含叶绿体，而叶肉细胞含较多的叶绿体。
（3)怎样加快黑藻细胞质的流动速度？最适温度是多少？ 进行光照、提高水温、切伤部分叶片；25℃左右。
（4）对黑藻什么部位的细胞观察，所观察到的细胞质流动的现象最明显？ 叶脉附近的细胞。
（5）若视野中某细胞中细胞质的流动方向为顺时针，则在装片中该细胞的细胞质的实际流动方向是怎样的？ 仍为顺时针。
（6）是否一般细胞的细胞质不流动，只有黑藻等少数植物的细胞质才流动？
否，活细胞的细胞质都是流动的。
（7）若观察植物根毛细胞细胞质的流动，则对显微镜的视野亮度应如何调节？
视野应适当调暗一些，可用反光镜的平面镜来采光或缩小光圈。
（8）在强光照射下，叶绿体的向光面有何变化？叶绿体的受光面积较小有一面面向光源。
实验四 观察有丝分裂
1、材料：洋葱根尖（葱，蒜）
2、步骤：（一）洋葱根尖的培养
（二）装片的制作
制作流程：解离→漂洗→染色→制片
1. 解离: 药液: 质量分数为15%的盐酸,体积分数为95%的酒精(1 : 1混合液).
时间: 3~5min .目的: 使组织中的细胞相互分离开来.
2. 漂洗: 用清水漂洗约3min. 目的: 洗去药液,防止解离过度,并有利于染色.
3. 染色: 用质量浓度为0.01g / mL或0.02g / mL的龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)染色3~ 5min
目的: 使染色体着色,利于观察.
4. 制片: 将根尖放在载玻片上,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. 目的: 使细胞分散开来,有利于观察.
（三）观察
1、先在低倍镜下找到根尖分生区细胞：细胞呈正方形，排列紧密,有的细胞正在分裂。
2、换高倍镜下观察：分裂中期→分裂前、后、末期→分裂间期。（注意各时期细胞内染色体形态和分布的特点）。其中，处于分裂间期的细胞数目最多。
考点提示：
（1)培养根尖时，为何要经常换水？ 增加水中的氧气，防止根进行无氧呼吸造成根的腐烂。
（2）培养根尖时，应选用老洋
1、孟德尔的豌豆杂交实验。19世纪中期，孟德尔用豌豆做了大量的杂交实验，在对实验结果进行观察、记载和进行数学统计分析的过程中，发现杂种后代中出现一定比例的性状分离，两对及两对以上相对性状杂交实验中子二代出现不同性状自由组合现象。他通过严谨的推理和大胆的想象而提出假说，并对性状分离现象和不同性状自由组合现象作出尝试性解释。然后他巧妙地设计了测交实验用以检验假说，测交实验不可能直接验证假说本身，而是验证由假说演绎出的推论，即:如果遗传因子决定生物性状的假说是成立的，那么，根据假说可以对测交实验结果进行理论推导和预测;然后，将实验获得的数据与理论推导值进行比较，如果二者一致证明假说是正确的，如果不一致则证明假说是错误的。当然，对假说的实践检验过程是很复杂的，不能单靠一两个实验来说明问题。事实上，孟德尔做的很多实验都得到了相似的结果，后来又有数位科学家做了许多与孟德尔实验相似的观察，大量的实验都验证了孟德尔假说的真实性之后，孟德尔假说最终发展为遗传学的经典理论。我们知道，演绎推理是科学论证的一种重要推理形式，测交实验值与理论推导值的一致性为什么就能证明假说是正确的呢?原来，测交后代的表现型及其比例真实地反映出子一代产生的配子种类及其比例，根据子一代的配子型必然地可以推导其遗传组成，揭示这个奥秘为演绎推理的论证过程起到画龙点睛的作用，不揭示这个奥秘学生则难以理解“假说一演绎法” 的科学性和严谨性，对演绎推理得出的结论仍停留在知其然的状况。
2、1900年，3位科学家分别重新发现了孟德尔的工作，遗传学界开始认识到孟德尔遗传理论的重要意义。如果孟德尔假设的遗传因子，即基因确实存在，那么它到底在哪里呢?1903年，美国遗传学家萨顿发现，孟德尔假设的一对遗传因子即等位基因的分离，与减数分裂中同源染色体的分离非常相似。萨顿根据基因和染色体行为之间明显的平行关系，提出假说:基因是由染色体携带着从亲代传递给子代的，也就是说，基因位于染色体上。美国遗传学家摩尔根曾经明确表示过不相信孟德尔的遗传理论，也怀疑萨顿的假说，后来他做了大量的果蝇杂交实验，用实验把一个特定的基因和一条特定的染色体— X染色体联系起来，从而证实了萨顿的假说。由此可以看出，对基因与染色体的关系的探究历程，也是假说一演绎的过程。
3、 DNA复制方式的提出与证实，以及整个中心法则的提出与证实，都是“假说一演绎法”的案例。以DNA分子的复制方式的阐明为例。美国生物学家沃森和英国物理学家克里克在发表DNA分子双螺旋结构的那篇著名的论文的最后写道:“在提出碱基特异性配对的看法后，我们立即又提出了遗传物质进行复制的一种可能机理。”他们紧接着发表了第2篇论文，提出了遗传物质自我复制的假说:DNA分子复制时，双螺旋解开，解开的两条单链分别作为模板，根据碱基互补配对原则形成新链，因而每个新的DNA分子中都保留了原来DNA分子的一条链。这种复制方式被称为半保留复制。1958年，科学家以大肠杆菌为实验材料，运用同位素标记法设计了巧妙的实验，实验结果与根据假说一演绎推导的预期现象一致，证实了DNA的确是以半保留方式复制的。
4、遗传密码的破译是继DNA双螺旋结构模型提出后，现代遗传学发展中的又一个重大事件。自1953年提出DNA双螺旋结构模型后，科学家就围绕遗传密码的破译开展了一系列探索。美籍苏联物理学家伽莫夫提出的3个碱基编码1个氨基酸的设想。克里克和他的同事通过大量的实验，以T4 噬菌体为材料，研究其中某个基因的碱基的增加或减少对其所编码的蛋白质的影响，结果表明只可能是遗传密码中的3个碱基编码1个氨基酸。但是他们的实验无法说明由3个碱基排列成的1个密码对应的究竟是哪一个氨基酸。两位年轻的美国生物学家尼伦伯格和马太转换设计思路，巧妙设计实验，成功地破译了第1个遗传密码。在此后的六七年中，科学家破译了全部的遗传密码，并编制出了密码子表。
类比推理法：类比推理指是根据两个或两类对象在某些属性上相同，推断出它们在另外的属性上（这一属性已为类比的一个对象所具有，另一个类比的对象那里尚未发现）也相同的一种推理。
1、细胞学说的建立过程中，施旺就运用了类比方法。首先，施莱登观察到细胞是组成植物体的基本单位而把这个信息告诉了施旺，施旺意识到既然植物体如此，动物体也很可能如此。因此，他广泛地对动物各种组织进行研究，发现动物体也是由细胞构成的，验证了上述推理的正确性，在此基础上，对上述事实材料进行归纳概括，建立了细胞学说。
2、DNA模型建立的过程中，沃森和克里克根据前人的研究成果，认识到蛋白质的空间结构呈螺旋型，于是他们推想： DNA结构或许也是螺旋型的。根据这样的类比推理，他们对原来构建的DNA模型进行了修改，并与DNA分子的X射线照片进行对照，证实了该推理的正确性。
3、萨顿的假说“基因在染色体上”运用了类比推理法。萨顿正是运用了此种科学方法，将看不见的基因与看得见的染色体的行为进行类比，根据其惊人的一致性，提出基因位于染色体上这一假说。
10月19日，在国家科技部召开的“973计划和重大科学研究计划”2009年项目实施会上，由我院生物所为第一承担单位，品资所、中国科学院上海生命科学研究院、中国科学院华南植物园、中国科学院北京基因组研究所、复旦大学、华中农业大学、广西大学等单位合作承担的国家重点基础研究发展计划（973计划）“重要热带作物木薯品种改良的基础研究”项目正式获得国家科技部批准立项。
我院生物所所长彭明研究员为该项目首席科学家，会议现场举行了聘书颁发仪式。
该项目执行年限为2010年1月至2014年8月，依托部门为农业部和海南省科技厅。将以木薯为热带作物典型材料，探索其淀粉高效累积和抗逆的分子遗传基础；解析木薯光合产物高效积累的基因调控模式；揭示其淀粉持续高效累积的生物学基础和逆境适应的分子机制；发掘具有应用价值的基因资源和分子标记，发展新的分子育种综合技术，为木薯新品种培育奠定坚实的理论和运用基础；建设一支世界高水平的研究团队，推动木薯及热带作物产业的可持续发展，为世界的粮食安全和生物质能源的发展做出贡献。
参加该项目的主要科学家有：生物所王文泉研究员（木薯产业体系岗位科学家）、品资所李开绵研究员（木薯产业体系首席科学家）、中国科学院上海生命科学院张鹏研究员（木薯产业体系岗位科学家、中科院百人计划入选者）、中国科学院刘斌研究员（中科院“百人计划”入选者，中国热带农业科学院特聘研究员）、中国科学院华南植物园王瑛研究员（中科院百人计划入选者）、美国华盛顿大学章伟雄教授（复旦大学特聘教授、中国热带农业科学院特聘研究员）。
木薯是海南省种植面积较大的经济作物。由于它既可以当作粮食作物种植，又可以作为生产酒精、乙醇的清洁能源，被视为战略作物。记者今天从中国热带农业科学院获悉，“重要热带作物木薯品种改良的基础研究”项目，近日正式获得国家科技部批准立项为973计划项目。
973计划，即国家重点基础研究发展计划，它以国家战略发展为目标，为解决下世纪我国经济和社会发展中重大问题提供有力的科学支撑。
据了解，该项目由热科院热带生物技术研究所为第一承担单位，热科院品资所、中国科学院上海生命科学研究院、华南植物园、北京基因组研究所、复旦大学、华中农业大学、广西大学等单位合作承担。项目依托部门为农业部和省科技厅，由热科院热带生物技术研究所所长彭明为该项目首席科学家；项目执行年限从2010年1月开始，至2014年8月结束。
该项目将以木薯为热带作物典型材料，发展新的分子育种综合技术，为木薯新品种培育奠定坚实的理论和运用基础，同时建设一支世界级的研究团队，推动木薯及热带作物产业的可持续发展，为世界粮食安全和生物质能源发展做贡献。
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