合理选材 巧析实验——以必修1中实验为例

新疆 王 刚 李艳艳

合理选材 巧析实验
——以必修1中实验为例

新疆 王 刚 李艳艳

实验知识的考查一直都是近些年高考的热点，而对实验材料的选择更是重中之重，高中生物中常见的实验类型有三种：检测类实验、观察类实验和物质提取类实验，这些实验对实验材料的选择都具有很高的要求，下面以高中生物必修1《分子与细胞》中几个高考试题中经常出现的实验为例，对实验材料的选择进行简单地分析。

一、检测类实验

检测类实验主要有：还原糖、脂肪、蛋白质和淀粉的鉴定。

【例1】（改编）在还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验中，最佳的一组实验材料是 （ ）

①甘蔗的茎 ②油菜子 ③花生种子 ④梨和苹果

⑤甜菜的块根 ⑥豆浆 ⑦鸡蛋清

A. ④②⑥⑦ B. ⑤③⑥⑦

C. ①②④⑦ D. ④③⑥⑦

【解析】①甘蔗和⑤甜菜的茎中含有丰富的蔗糖，而蔗糖是非还原性糖，不能用于还原糖的检测；②油菜子中富含脂肪，但种子体积较小，不易操作，不易用于脂肪的检测；③花生种子富含脂肪，且种子体积大，易操作，易用于脂肪的检测；④梨和苹果中富含还原糖，且近乎白色，可用于还原糖检测；⑥豆浆和⑦鸡蛋清中含有丰富的蛋白质，且颜色较浅，可用于蛋白质的检测。所以最佳的一组实验材料是④③⑥⑦。

【答案】D

【分析】生物组织中化合物的鉴定：斐林试剂可用于鉴定还原糖，在水浴加热的条件下，溶液的颜色变化为砖红色（沉淀），斐林试剂只能检测生物组织中的还原糖（如葡萄糖、麦芽糖、果糖）存在与否，而不能检测非还原糖（如淀粉）；脂肪可用苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液鉴定，呈橘黄色或红色；蛋白质可用双缩脲试剂鉴定出现紫色。由于在有机物鉴定时会出现颜色反应，所以在易于操作、选择富含相应有机物的材料的基础上还需注意不能有其他颜色干扰实验结果。

二、观察类实验

1.观察DNA和RNA在细胞中的分布

【例2】在做“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验时，如果选用植物细胞，则对其颜色有一定要求，这一要求及原因分别是 （ ）

A. 选择深色叶肉细胞，因为其中有叶绿体

B. 尽量选择浅色或无色的植物细胞，避免细胞本身的颜色对实验结果的分析产生影响

C. 选择深色细胞，这样可以和实验结果形成强烈对比，便于观察

D. 颜色无所谓，因为DNA和RNA与染色剂的结合具有特异性

【解析】在做“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验时，通常选择人的口腔上皮细胞，主要考虑到容易获取、本身颜色浅和具有细胞核等因素。当然，选择植物细胞也未尝不可，但实验材料若颜色过深，会遮盖实验产生的颜色反应，所以应该选择浅色或无色的植物细胞，避免细胞本身的颜色对实验结果的分析产生影响。

【答案】B

2.用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

【例3】下列关于用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体的实验中，说法不正确的是 （ ）

A. 观察叶绿体时，可以用菠菜做实验材料，但是必须撕取稍带些叶肉的下表皮细胞

B. 不能用菠菜叶做实验材料来观察线粒体，因为菠菜叶为绿色，影响了对实验现象的观察

C. 可以用人的口腔上皮细胞做材料观察线粒体

D. 健那绿可使线粒体染成灰绿色

【解析】观察叶绿体时，可以用菠菜做实验材料，但是必须撕取稍带些叶肉的下表皮细胞，故A项正确；不能用菠菜叶做实验材料来观察线粒体，因为菠菜叶为绿色，影响了对实验现象的观察，故B项正确；人的口腔上皮细胞无色，可以用做材料观察线粒体，故C项正确；健那绿可使线粒体染成蓝绿色，故D项错误。

【答案】D

【分析】实验原理：叶绿体主要分布于绿色植物的叶肉细胞，呈绿色，扁平的椭球形或球形，散布于细胞质中，可用高倍显微镜观察其形态和分布；线粒体普遍存在于动植物细胞中，无色，呈短棒状、圆球状、线形或哑铃形；健那绿染液能专一性地使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色，通过染色，可在高倍显微镜下观察到生活状态的线粒体的形态和分布。需要提醒的是：实验过程中的临时装片要始终保持有水状态；用口腔上皮细胞观察线粒体时，要漱净口腔，防止食物碎屑对观察物象的干扰；线粒体和叶绿体在细胞中分布不均匀，线粒体在需能多的部位分布多，叶绿体在叶的向光面分布较多。

3.植物细胞质壁分离及复原

【例4】观察植物细胞的质壁分离和复原，选用紫色洋葱作实验材料时效果较好，这是因为 （ ）

A. 只有紫色洋葱的表皮细胞才会发生质壁分离

B. 其细胞液呈紫色，质壁分离以后容易与外界溶液区分

C. 其细胞膜呈紫色，质壁分离以后容易与细胞壁区分

D. 紫色洋葱表皮细胞的液泡特别大，易于观察

【解析】只要是活的成熟的植物细胞就能发生质壁分离，故A项错误；选用紫色洋葱的外表皮做实验材料，是因为其大液泡中有色素，细胞液呈紫色，在质壁分离后容易与外界溶液区分，故B项正确；紫色洋葱的外表皮液泡是紫色的，而细胞膜是无色的，故C项错误；紫色洋葱的表皮细胞大是作为材料的一个原因，但不是主要原因，故D项错误。

【答案】B

【分析】植物细胞质壁分离的原因：外因：外界溶液浓度大于细胞液浓度；内因——原生质层相当于一层半透膜，细胞壁的伸缩性小于原生质层。分离时，液泡由大变小，细胞液颜色由浅变深，原生质层与细胞壁分离。实验成功的关键是实验材料的选择，必须选择有大液泡并且有颜色的植物细胞，便于在显微镜下观察。

三、物质提取类实验

1.绿叶中色素的提取和分离

【例5】（2013·海南卷）关于叶绿素提取的叙述，错误的是 （ ）

A.菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料

B.加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏

C.用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素

D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分

【解析】色素的提取和分离的实验材料应该选择色素含量比较高的绿色植物叶片，新鲜的菠菜叶含有大量色素，故A项正确；碳酸钙可以中和叶肉细胞的有机酸，起到保护色素的作用，故B项正确；胡萝卜素也是有机物，用乙醇也能将胡萝卜素提取出来，故C项错误；石英砂可以增大摩擦力，研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分，故D项正确。

【答案】C

【分析】叶绿体中色素的提取和分离实验应选取新鲜的绿色植物叶片，提取色素时需要加入无水乙醇、石英砂和碳酸钙，其中无水乙醇的作用是溶解色素，石英砂的作用是使研磨更加充分，碳酸钙的作用是防止色素被破坏。

2.体验细胞膜制备的方法

【例6】“体验制备细胞膜的方法”的实验中，材料选用哺乳动物成熟红细胞，而不选择鸡的红细胞，关键原因是哺乳动物的红细胞 （ ）

A. 是动物细胞 B. 有细胞核

C. 有各种细胞器 D. 无细胞核及各种细胞器

【解析】哺乳动物成熟的红细胞内没有核膜和其他多种细胞器的膜结构，这样得到的细胞膜比较纯。为获得纯净的细胞膜，应选择哺乳动物成熟的红细胞作为实验材料，哺乳动物成熟红细胞是高度特化的动物细胞，其功能是运输体内代谢废物和养料，为更充分的运输提供空间，红细胞里没有细胞核及其他细胞器，而鸟类的红细胞都具有细胞核，比人类大的一些，所以不能用来提取纯净的细胞膜。

【答案】D

生物实验中选择合适的实验材料是实验成功的关键，当然还需要正确科学的研究方法，这就需要在实验知识学习和试题的练习中勤于思考和总结，找出实验规律，以更好地解决具体的实验问题。

（作者单位：新疆塔城地区第一高级中学）