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1、经典实验思路分析与应用经典实验是科学家精心思考、巧妙设计，反复实践，经后人多次重复证明是正确的一些最具代表性的实验。经典实验常常与生物学发展史密切联系，是学生获得生物学实验方法的重要途径。剖析经典，让学生在理解实验设计思想的基础上，对实验材料的选取、实验条件的控制、实验对照的设置、实验结果的分析等方面作深入剖析，有助于学生建立科学实验的思维方法，感悟科学家们不懈的追求精神和严谨的治学态度。经典实验是高考实验命题的重要素材来源。高考生物实验题一般来自教材中某一个或几个实验；也可能来自对教材理论问题或社会实际问题的实验化探索；还可能是对生物学经典实验过程的再发现和再认识。本文就经典实验进行总结。考
2、点一、细胞膜结构和功能的发现过程例1一系列实验证明细胞膜具有流动性。荧光抗体免疫标记实验就是其中的一个典型例子。下图表示了人、鼠细胞融合过程，研究中分别将带有绿色荧光能与人细胞膜上HLA抗原特异结合的抗体和带有红色荧光能与小鼠细胞膜上H-2抗原特异结合的抗体加入细胞培养液，对人、鼠细胞进行标记。下列有关该实验的叙述不正确的是（ ）A.要使实验现象明显，可以适当提高细胞培养液的温度B.选取不同生物细胞进行融合是因为不同生物细胞表面抗原差异较大C.实验表明不同种细胞可以杂交，而同种生物细胞不能进行融合D.实验结果可以直接证明细胞膜上的蛋白质分子可以运动解析：本题考查细胞融合过程中一些概念、原理，考
3、查同学们获取新知识的能力和他们对生物学热点领域的发展关注的情况。细胞膜的流动性与细胞代谢旺盛程度、环境温度等呈正相关；由于不同细胞的细胞膜结构基本相似，因而同种或不同种生物细胞可以相互融合；人鼠细胞融合实验中，由于采用了免疫荧光标记法，而同类生物细胞膜上的蛋白质相似程度很大，因而难以找到特异性蛋白，采用异种生物细胞可以达到这一目的。答案：C例2下列是某生物兴趣小组的一个问题探究实例：背景知识：磷脂分子的头部亲水，尾部疏水（图1）如果把一滴油滴在水面上，形成“油水”界面， “油水”界面上磷脂分子的排列是什么样的呢？（结果如图2）细胞膜上的磷脂分子应该怎么排列呢？如果把一滴油滴在水面上，再高速振荡
4、，形成油水乳液，油水乳液中磷脂小滴的结构又会是什么样的呢？（结果如图3）材料分析探究1探究2推导结论 提出问题1925年，高特和戈来格尔用丙酮提取出红细胞膜上的磷脂，并将它在空气和水的界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的面积相当于原来红细胞表面积的2倍。据此，学生得出了细胞膜是由连续的两层磷脂分子组成的推论。 亲水疏水图1：磷脂分子结构模式图图2：油水界面上磷脂分子的排列图图3：高速震荡成油水乳液，乳液小滴中磷脂分子排列图图4：细胞膜磷脂分子分布图（1）图3中A的主要成分是水还是油？_ （2）请根据探究1和探究2的结果推导细胞膜上磷脂分子的排布情况，在图4中绘出其简图（片段）。（3）根据图4
5、所示结果，科学家利用纯磷脂制成“脂质体”，作为细胞模型。将“脂质体”放置于清水中，一段时间后发现，“脂质体”的形态、体积都没有变化。这一事实表明：_。进一步根据细胞膜的化学成分分析推测，水分子的跨膜运输不是真正的自由扩散，它最可能与膜上的蛋白质有关。彼德阿格雷从人红细胞及肾小管细胞的膜中分离出一种分子量为28道尔顿的膜蛋白CHIP28，并证明它是一种“水通道蛋白”。请简述证明CHIP28确实与水分子运输有关的实验基本思路。有实验证明钾离子也不能通过该“脂质体”，若要使钾离子通过，则该“脂质体”模型中还需要具备哪些物质？解析: 此题要求同学们运用课本基本知识解释经典实验；考查学生对生物膜系统的理
6、解。这个命题背景源于高校教材，通过这种变式以后，考查学生对这个知识点的掌握情况及适应新情境的能力，属于对记忆和理解层次的考查。根据相似相溶原理，极性分子只能溶于极性溶剂中；磷脂分子的极性头部接触的一面应该是水。细胞膜上磷脂分子只能按答案图示的排布形式才能保证整个磷脂分子浸没在水中。水分子属于极性分子，不能直接通过磷脂据相似相溶原理，可确定膜成分中主要为脂类物质；经蛋白酶处理过的细胞膜的透过性的改变可以说明膜中有蛋白质。2、磷脂分子排布：脂质双分子层中磷脂分子的一端为亲水性，朝向细胞膜的外表面和内表面；另一端为疏水性，朝向双分子层内部而相对排列。磷脂分子的这种结构使它具有较好的稳定性和流动性，是
7、构成生物膜基本支架的物质基础。3、识别与信息传递作用：细胞膜的外表有一层糖蛋白（亦称糖被），与细胞的识别作用式存在，有的贯穿整个脂质双分子层，两端露出膜内外；有的则靠近膜内侧或膜外侧。细胞膜所含的糖类以共价键的形式和膜脂质或蛋白质结合，形成糖脂和糖蛋白；这些糖链绝大多数裸露在膜外侧。5、具有一定的流动性（结构特点）：构成细胞膜的分子不是静止的，而是动态的，典型事例为“荧光标记的小鼠细胞与人细胞融合实验”，当然，内吞、外排作用、变形虫的运动都能体现这一点。6、选择透过性（功能特点）：由于蛋白质和磷脂分子特点以及蛋白与蛋白、蛋白与脂质、脂质与脂质之间复杂的相互作用，决定了并不是所有物质都能通过细胞
8、膜，比如无机盐离子要通过细胞膜需要相应载体蛋白的运输。在医疗上常用血液透析来治疗肾功能衰竭：血液中的水分子、废物等小分子物质能通过血液透析膜（中空纤维壁）进入到透析液中，而血液中的血细胞、蛋白质等大分子物质则不能通过透析膜。这一技术还被用于海水淡化、污水处理等方面。考点二、光合作用的发现例3普里斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内，结果小白鼠和植物都能存活很长时间。但后来有人重复这个实验，却有的能成功，有的不能成功。以下关于这一现象的说法，不正确的是 （ ）A.该实验并不科学，没有可重复性B.该实验的成功与否，要看是否将装置置于阳光下C.该实验说明光合作用释放的氧气与小白鼠需要的氧
9、气达到了平衡D.该实验说明光合作用需要的CO2与小白鼠呼出的CO2达到了平衡解析:普里斯特利的实验成败与否的关键,是要把装置置于阳光下。普里斯特利的实验虽然把实验装置置于阳光下，取得了成功，但他却忽视了一点，即没有明确地说明将实验装置置于阳光下是取得实验成功的必要条件。所以后来的科学工作者在重复该实验时，置于阳光下的取得了成功，不置于阳光下的则遭到失败。答案 A例4 材料一、20世纪50年代，卡尔文及其同事发现了卡尔文循环，他因此获得了1961年诺贝尔化学奖。卡尔文将小球藻装在，一个密闭容器中，通过通气管向密闭容器中通入CO2，通气管上柯一个开关，可以控制CO2的供应，密闭容器周围有光源，通过
10、控制电源开关可以摔制光照的有无。（1）卡尔文向密闭容器中通入14CO2，发现反应进行到5s时，14C出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中。将反应时间缩短到0.5s时，14C出现在一种三碳化合物（C3）中，这说明CO2中C的转移路径是 。上述实验中卡尔文是通过控制 来探究CO2中碳原子的转移路径。（2）卡尔文通过改变实验条件来探究卡尔文循环中固定CO2的化合物，这时他发现C5的含量快速升高，其改变的实验条件是 ，由此得出固定CO2的物质是C5。（3）为了保持小球藻中的化合物停留在某一状态，卡尔文将不同反应条件下的小球藻放入70的热酒精中，其目的是使 ，导致化学反应停止，然后利用不同
11、化合物在层析液中的溶解度不同，通过 法，分离出各种化合物。材料二、1883年，德国科学家恩格尔曼利用一种绿藻（这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体）研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有细菌悬浮液的玻片上，这些细菌检测上题所得的结论是否正确，你将收集的数据是 。解析：本题以经典实验为载体，考查光合作用过程和影响光合作用的因素。根据题目所给信息，向密闭容器中通入14CO2后，14C出现在一种三碳化合物（C3）中，然后出现在一种五碳化合物（C5）和一种六碳糖（C6）中，可推出CO2中C的转移路径是。C5的含量快速升高的原因是其利用受阻；停止CO2供应可导致C5的利用受阻。温度可通过影响酶的活性来
12、影响光合作用的各个过程；在高温条件下，酶失去活性，光合作用的各个过程不能进行，可保持小球藻中的化合物停留在某一状态。B状态下，叶绿体受光均匀，各部分产氧量相等，细菌均匀分布。C实验的自变量为不同波长的光（不同光质）。可用单位时间产物的生成量来衡量反应速率。答案：（1） 反应时间 （2）停止CO2供应 （3）酶失去活性 （纸）层析（4）细菌均匀分布在绿藻周围（细菌均匀分布在叶绿体周围） （5）找出不同波长的光（不同光质）对光合作用（速率）的影响（6）单位时间（或某段时间）内产生的氧体积（或释出的氧气泡数目） 知识拓展：光合作用的探究历程实施者 实验过程及现象 实验结论 普里斯特利 点燃的蜡烛与绿
13、色植物，密闭蜡烛不易熄灭小鼠与绿色植物，密闭小鼠不易窒息 植物能更新空气（提醒：更新何种气体当时不知道） 萨克斯 绿色叶片光合作用产生淀粉 恩格尔曼 O2是叶绿体释放出来的,叶绿体是光合作用的场所 鲁宾、卡门 光合作用释放的氧全部来自水 1.实验常考易错点 （1）萨克斯实验中黑暗处理的目的:消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气，检验前用酒精水浴加热处理，目的是溶解色素。 (2)恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处：叶绿体大呈带状，便于观察所用细菌异化作用类型为需氧型。 (3)鲁宾、卡门用的实验方法为示踪原子法（同位素标记法）。 (4)卡尔文选用小球藻做实验，用同位素标记法揭
14、示了暗反应过程。2.上述实验中对照实验设置 在光合作用的发现中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更加科学、准确。(1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照光（一半曝光与另一半遮光），因变量为叶片是否制造出淀粉。 (2)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质（H218O与C18O2），因变量为O2的放射性。 (3)普里斯特利：密闭的玻璃罩是否加植物为自变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。考点三、遗传物质的探究例5下列关于肺炎双球菌转化和艾弗里实验的叙述中，正确的是()A加热杀死后的S型细菌中DNA已经全部断裂，失去活性B在转化过程中，加热杀死后的S型细菌中DNA没有进入R型活细菌的细胞中C在艾弗里的实验中，DNA酶将S型细菌DNA分解为脱氧核苷酸，控制荚膜合成的基因不存在，因此不能使R型细菌发生转化D加热杀死的S型细菌也能使小鼠的体细胞发生转化解析：主要考查学生对经典实验的掌握程度。加热杀死的细菌体内DNA仍具有活性；加热杀死的S型细菌的DNA进入到R型细菌体内，转化成了S型细菌；DNA酶能水解DNA成脱氧核苷酸；原核细胞内的基因与动物细胞内的基因结构不同，一般不能进行转化。答案：C知识归纳：1.肺炎双球菌转化实验的分析体内转化实验体外转化实验实验者格里菲思艾弗里及同事培养细菌
