高中生物顏色反應(yīng)專題復(fù)習(xí)建議

福建 傅琦雄

2018年《考試大綱》中對(duì)實(shí)驗(yàn)與探究能力（1）做出了具體的解釋說明：“理解《考試說明》中規(guī)定實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法和操作步驟, 掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的原理、方法和技能等進(jìn)行綜合的運(yùn)用（包括實(shí)驗(yàn)材料的選擇）”，這是最基本的要求，如還原糖與斐林試劑發(fā)生反應(yīng)可以生成磚紅色沉淀這一實(shí)驗(yàn)原理的應(yīng)用。因此，教師在備考實(shí)驗(yàn)專題時(shí)，要幫助學(xué)生梳理、歸納《考試大綱》中要求的19個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法。下面通過對(duì)教材實(shí)驗(yàn)中涉及的顏色反應(yīng)的歸納整理，以及近幾年全國(guó)卷考查該知識(shí)點(diǎn)的試題分析與變式來拋磚引玉。

1.高中生物學(xué)教材涉及顏色反應(yīng)匯總

顏色反應(yīng)是指在檢測(cè)物質(zhì)或觀察結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)中，某些化學(xué)試劑能夠使生物組織中的有關(guān)物質(zhì)或結(jié)構(gòu)產(chǎn)生特定顏色的反應(yīng)。人教版高中生物學(xué)教材的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了多種顏色反應(yīng)且知識(shí)點(diǎn)零散、碎片化，不利于識(shí)記，學(xué)生常出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)知識(shí)記憶混亂的現(xiàn)象。認(rèn)知心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)列表比較是一種非常有效的復(fù)習(xí)教學(xué)組織策略，即對(duì)易混相似知識(shí)進(jìn)行列表區(qū)分比較，能大大提高學(xué)生對(duì)這些知識(shí)的長(zhǎng)期記憶。如表1所示。

表1 高中生物學(xué)教材實(shí)驗(yàn)的顏色反應(yīng)

續(xù)表

2.全國(guó)卷考查顏色反應(yīng)的經(jīng)典試題

歷年高考試題是復(fù)習(xí)備考中研究?jī)r(jià)值極高的備考資源。高考試題不僅嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范，而且權(quán)威、具有導(dǎo)向性。因此，教師研究近幾年高考試題是復(fù)習(xí)備考策略之一。從高考試題的考查知識(shí)、能力立意、難度控制、試題情境創(chuàng)設(shè)、設(shè)問方式等方面進(jìn)行研究，教師可以獲得許多有價(jià)值的信息。同時(shí)，還要加強(qiáng)試題的變式訓(xùn)練，讓學(xué)生真正從一類題的解題過程中悟出同類題的解題思路并能舉一反三。

【例1】（2017年，全國(guó)卷Ⅰ，第2題）下列關(guān)于細(xì)胞結(jié)構(gòu)與成分的敘述，錯(cuò)誤的是 （ ）

A. 細(xì)胞膜的完整性可用臺(tái)盼藍(lán)染色法進(jìn)行檢測(cè)

B. 檢測(cè)氨基酸的含量可用雙縮脲試劑進(jìn)行顯色

C. 若要觀察處于細(xì)胞分裂中期的染色體可用醋酸洋紅液染色

D. 斐林試劑是含有Cu2+的堿性溶液，可被葡萄糖還原成磚紅色

【試題分析】該題考查細(xì)胞結(jié)構(gòu)與成分的相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理與方法。涉及具體內(nèi)容有染色排除法、蛋白質(zhì)的檢測(cè)、觀察細(xì)胞的有絲分裂、還原糖的檢測(cè)。臺(tái)盼藍(lán)不能進(jìn)入完整的活細(xì)胞，死細(xì)胞的細(xì)胞膜失去選擇透過性，臺(tái)盼藍(lán)可以透過細(xì)胞膜將死細(xì)胞染成藍(lán)色，因此臺(tái)盼藍(lán)可用于檢測(cè)細(xì)胞膜的完整性；雙縮脲試劑可與蛋白質(zhì)中的肽鍵在堿性溶液中發(fā)生反應(yīng)出現(xiàn)紫色，因此不能用于氨基酸的檢測(cè)；染色體易被堿性染料染成深色，醋酸洋紅可使染色體著紅色；斐林試劑由甲液（NaOH）與乙液［Cu（SO4）］混合生成Cu（OH）2，還原糖中的還原性醛基將其還原成Cu2O，呈磚紅色。全國(guó)卷對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的考查多以簡(jiǎn)潔的題干進(jìn)行考查，從顏色反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理、染色劑的選擇、反應(yīng)條件及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析判斷來設(shè)置選項(xiàng)，各選項(xiàng)間相互獨(dú)立。

【答案】B

【變式1】下列有關(guān)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中顏色反應(yīng)的敘述錯(cuò)誤的是 （ ）

A.斐林試劑是甲、乙液混合使用，還需水浴加熱

B.檢測(cè)樣品是否含二肽，可用雙縮脲試劑進(jìn)行顯色

C.用臺(tái)盼藍(lán)染液進(jìn)行染色，可鑒別酵母菌細(xì)胞的死活

D.用醋酸洋紅染色根尖細(xì)胞的染色體之前，根尖需要漂洗

【答案】B

對(duì)此類型顏色反應(yīng)試題的解題思路是識(shí)記顏色反應(yīng)的試劑或?qū)嶒?yàn)結(jié)果，適度拓展實(shí)驗(yàn)原理等。比如，雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)的原理是蛋白質(zhì)含有兩個(gè)或兩個(gè)以上的肽鍵，類似雙縮脲的結(jié)構(gòu)，也能在堿性溶液中與Cu2+發(fā)生雙縮脲反應(yīng)，產(chǎn)生紫色絡(luò)合物。教師這樣的復(fù)習(xí)指導(dǎo)能使學(xué)生對(duì)雙縮脲試劑的使用方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及與斐林試劑的區(qū)別印象深刻，促進(jìn)對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的深度學(xué)習(xí)。

【例2】［2011年，福建卷26（Ⅱ）改編］使用染色劑染色是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)常用的方法，某同學(xué)用洋蔥不同部位為材料做了如下實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn) 觀察對(duì)象 染色劑 實(shí)驗(yàn)結(jié)果① 洋蔥管狀葉細(xì)胞中的葉綠體 無水乙醇 葉綠體呈現(xiàn)綠色② 洋蔥表皮細(xì)胞中DNA和RNA分布甲基綠、吡羅紅混合細(xì)胞內(nèi)染成綠色的面積顯著大于染成紅色的面積③ 洋蔥表皮細(xì)胞中的線粒體 健那綠 線粒體呈現(xiàn)藍(lán)綠色④ 洋蔥根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂 龍膽紫間期細(xì)胞不著色，分裂期細(xì)胞染色體著色

（1）對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的歸納，正確的有______________ （填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）。

（2）實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)④在染色之前，都使用了一定濃度的鹽酸處理。其中，實(shí)驗(yàn)②用鹽酸的作用是_______________；實(shí)驗(yàn)④用鹽酸與酒精混合，對(duì)材料進(jìn)行解離。解離的目的是_________________________________________________________ 。

（3）實(shí)驗(yàn)②③都可用紫色洋蔥______________________ （填“外側(cè)” “內(nèi)側(cè)”或“內(nèi)外兩側(cè)”）的表皮細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料，理由是_______________________________________________________________ 。

【試題分析】實(shí)驗(yàn)①中葉綠體呈綠色，無需染色劑，無水乙醇是溶解葉綠體中色素的溶劑；②使用甲基綠、吡羅紅混合液進(jìn)行染色時(shí)，甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色。DNA主要存在于細(xì)胞核，而RNA存在于細(xì)胞質(zhì)中，因此應(yīng)該是呈現(xiàn)紅色的面積較大；③健那綠染液是將活細(xì)胞中線粒體染色的專一性染料，線粒體中細(xì)胞色素氧化酶使染料保持氧化狀態(tài)（即藍(lán)綠色），而細(xì)胞質(zhì)中染料被還原成為無色狀態(tài)；④使用龍膽紫對(duì)洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行染色時(shí)，在分裂間期細(xì)胞核被染成深色，在分裂期可觀察到染色體著色。因此，①②④不正確。

【答案】（1）③

（2）改變細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合 使組織中的細(xì)胞易于分散開

（3）內(nèi)側(cè) 洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞無色，染色明顯；外表皮細(xì)胞有紫色大液泡，不易于觀察染色情況

【變式2】（2017年，海南卷，第8題）某染料（氧化型為無色，還原型為紅色）可用于種子生活力的鑒定。某同學(xué)將吸脹的小麥種子平均分成甲、乙兩組，并進(jìn)行染色實(shí)驗(yàn)來了解種子的生活力，結(jié)果如表所示。下列敘述錯(cuò)誤的是 _________________________________________________________________________ （__ ）

_分組 ________甲組 __________乙組處理 種子與染料混合保溫 種子煮沸后與染料混合_保____________________溫結(jié)果 種子中的胚呈紅色 種子中的胚未呈紅色

A.甲組的胚發(fā)生了氧化還原反應(yīng)

B.呼吸作用產(chǎn)生的NADH使染料變成紅色

C.乙組胚細(xì)胞膜上的載體蛋白能將染料運(yùn)出細(xì)胞

D.種子中胚細(xì)胞代謝活動(dòng)的強(qiáng)弱會(huì)影響染色效果

【答案】C

在高中生物實(shí)驗(yàn)中有多個(gè)實(shí)驗(yàn)用到鹽酸，教師要善于引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，如觀察DNA和RNA的實(shí)驗(yàn)中鹽酸能改變細(xì)胞膜的通透性，加速染色劑進(jìn)入細(xì)胞，同時(shí)使染色體中的DNA與蛋白質(zhì)分離，有利于DNA與染色劑結(jié)合。在根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，鹽酸和酒精的混合液起解離作用等。

全國(guó)卷中另一種考查顏色反應(yīng)的命題思路是創(chuàng)設(shè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境，要求考生有效地獲取題干中給予的信息，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，做出準(zhǔn)確的判斷。如2017年海南卷的第8題（見變式2）以某染料鑒定種子的生活力為背景，考查種子中胚細(xì)胞的代謝活動(dòng)等知識(shí)點(diǎn)。這種結(jié)合探究實(shí)驗(yàn)的解題思路是從題干或表格圖解中獲取有效信息，區(qū)分各種變量并運(yùn)用顏色反應(yīng)的知識(shí)進(jìn)行分析、推理與判斷，從而得出正確的答案。

3.關(guān)于教材實(shí)驗(yàn)中顏色反應(yīng)的復(fù)習(xí)建議

高中生物學(xué)教材實(shí)驗(yàn)的顏色反應(yīng)種類繁雜，分布在多個(gè)知識(shí)模塊。近幾年全國(guó)卷常常有所考查，側(cè)重考查識(shí)記理解能力，總體難度偏小。建議從以下幾個(gè)方面復(fù)習(xí)顏色反應(yīng)：第一，研讀《考試說明》中要求的19個(gè)教材實(shí)驗(yàn)。教師可以從顏色反應(yīng)的反應(yīng)原理、反應(yīng)條件、知識(shí)分布、相同顏色等視角，將表1深度挖掘整理。第二，研究全國(guó)卷顏色反應(yīng)的試題特點(diǎn)，預(yù)判命題趨勢(shì)。近幾年全國(guó)卷顏色反應(yīng)試題的特點(diǎn)：（1）題型多為選擇題，相對(duì)穩(wěn)定；（2）考查材料或染色劑的選擇及反應(yīng)顏色；（3）創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，結(jié)合探究性實(shí)驗(yàn)的考查。這些特點(diǎn)可以作為研究全國(guó)卷考查顏色反應(yīng)試題的命題趨勢(shì)的參考，教師把握好方向有利于學(xué)生復(fù)習(xí)內(nèi)容更加精準(zhǔn)。第三，巧用多種記憶方法，加強(qiáng)對(duì)顏色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的識(shí)記。如對(duì)于二氧化碳可使溴麝香草酚藍(lán)水溶液由藍(lán)變綠再變黃的實(shí)驗(yàn)，教師可引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到“一片藍(lán)天綠草最終變枯黃”。再如，脂肪與蘇丹Ⅲ、蘇丹Ⅳ反應(yīng)分別出現(xiàn)橘黃色、紅色，可以用記憶口訣“三黃四紅”進(jìn)行記憶。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)專題中除了顏色反應(yīng)以外，還有諸多重要的知識(shí)點(diǎn)。教學(xué)過程中，廣大教師可以借鑒以上的復(fù)習(xí)建議，多反思、多總結(jié)、多創(chuàng)新，就一定能夠提高實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)的課堂效率。