高中生物顏色反應專題復習建議

福建 傅琦雄

2018年《考試大綱》中對實驗與探究能力（1）做出了具體的解釋說明：“理解《考試說明》中規定實驗的目的、原理、方法和操作步驟, 掌握相關的操作技能，并能將這些實驗涉及的原理、方法和技能等進行綜合的運用（包括實驗材料的選擇）”，這是最基本的要求，如還原糖與斐林試劑發生反應可以生成磚紅色沉淀這一實驗原理的應用。因此，教師在備考實驗專題時，要幫助學生梳理、歸納《考試大綱》中要求的19個實驗的基本原理和方法。下面通過對教材實驗中涉及的顏色反應的歸納整理，以及近幾年全國卷考查該知識點的試題分析與變式來拋磚引玉。

1.高中生物學教材涉及顏色反應匯總

顏色反應是指在檢測物質或觀察結構的實驗中，某些化學試劑能夠使生物組織中的有關物質或結構產生特定顏色的反應。人教版高中生物學教材的實驗中出現了多種顏色反應且知識點零散、碎片化，不利于識記，學生常出現實驗知識記憶混亂的現象。認知心理學研究發現列表比較是一種非常有效的復習教學組織策略，即對易混相似知識進行列表區分比較，能大大提高學生對這些知識的長期記憶。如表1所示。

表1 高中生物學教材實驗的顏色反應

續表

2.全國卷考查顏色反應的經典試題

歷年高考試題是復習備考中研究價值極高的備考資源。高考試題不僅嚴謹規范，而且權威、具有導向性。因此，教師研究近幾年高考試題是復習備考策略之一。從高考試題的考查知識、能力立意、難度控制、試題情境創設、設問方式等方面進行研究，教師可以獲得許多有價值的信息。同時，還要加強試題的變式訓練，讓學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，全國卷Ⅰ，第2題）下列關于細胞結構與成分的敘述，錯誤的是 （ ）

A. 細胞膜的完整性可用臺盼藍染色法進行檢測

B. 檢測氨基酸的含量可用雙縮脲試劑進行顯色

C. 若要觀察處于細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】該題考查細胞結構與成分的相關實驗原理與方法。涉及具體內容有染色排除法、蛋白質的檢測、觀察細胞的有絲分裂、還原糖的檢測。臺盼藍不能進入完整的活細胞，死細胞的細胞膜失去選擇透過性，臺盼藍可以透過細胞膜將死細胞染成藍色，因此臺盼藍可用于檢測細胞膜的完整性；雙縮脲試劑可與蛋白質中的肽鍵在堿性溶液中發生反應出現紫色，因此不能用于氨基酸的檢測；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。全國卷對該知識點的考查多以簡潔的題干進行考查，從顏色反應的實驗原理、染色劑的選擇、反應條件及實驗結果的分析判斷來設置選項，各選項間相互獨立。

【答案】B

【變式1】下列有關生物學實驗中顏色反應的敘述錯誤的是 （ ）

A.斐林試劑是甲、乙液混合使用，還需水浴加熱

B.檢測樣品是否含二肽，可用雙縮脲試劑進行顯色

C.用臺盼藍染液進行染色，可鑒別酵母菌細胞的死活

D.用醋酸洋紅染色根尖細胞的染色體之前，根尖需要漂洗

【答案】B

對此類型顏色反應試題的解題思路是識記顏色反應的試劑或實驗結果，適度拓展實驗原理等。比如，雙縮脲試劑檢測蛋白質的原理是蛋白質含有兩個或兩個以上的肽鍵，類似雙縮脲的結構，也能在堿性溶液中與Cu2+發生雙縮脲反應，產生紫色絡合物。教師這樣的復習指導能使學生對雙縮脲試劑的使用方法、實驗結果以及與斐林試劑的區別印象深刻，促進對相關實驗的深度學習。

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

實驗 觀察對象 染色劑 實驗結果① 洋蔥管狀葉細胞中的葉綠體 無水乙醇 葉綠體呈現綠色② 洋蔥表皮細胞中DNA和RNA分布甲基綠、吡羅紅混合細胞內染成綠色的面積顯著大于染成紅色的面積③ 洋蔥表皮細胞中的線粒體 健那綠 線粒體呈現藍綠色④ 洋蔥根尖分生組織細胞的有絲分裂 龍膽紫間期細胞不著色，分裂期細胞染色體著色

（1）對上述實驗結果的歸納，正確的有______________ （填實驗序號）。

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

（3）實驗②③都可用紫色洋蔥______________________ （填“外側” “內側”或“內外兩側”）的表皮細胞作為實驗材料，理由是_______________________________________________________________ 。

【試題分析】實驗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、吡羅紅混合液進行染色時，甲基綠使DNA呈現綠色，吡羅紅使RNA呈現紅色。DNA主要存在于細胞核，而RNA存在于細胞質中，因此應該是呈現紅色的面積較大；③健那綠染液是將活細胞中線粒體染色的專一性染料，線粒體中細胞色素氧化酶使染料保持氧化狀態（即藍綠色），而細胞質中染料被還原成為無色狀態；④使用龍膽紫對洋蔥根尖分生區細胞進行染色時，在分裂間期細胞核被染成深色，在分裂期可觀察到染色體著色。因此，①②④不正確。

【答案】（1）③

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

（3）內側 洋蔥內表皮細胞無色，染色明顯；外表皮細胞有紫色大液泡，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。某同學將吸脹的小麥種子平均分成甲、乙兩組，并進行染色實驗來了解種子的生活力，結果如表所示。下列敘述錯誤的是 _________________________________________________________________________ （__ ）

_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____________________溫結果 種子中的胚呈紅色 種子中的胚未呈紅色

A.甲組的胚發生了氧化還原反應

B.呼吸作用產生的NADH使染料變成紅色

C.乙組胚細胞膜上的載體蛋白能將染料運出細胞

D.種子中胚細胞代謝活動的強弱會影響染色效果

【答案】C

在高中生物實驗中有多個實驗用到鹽酸，教師要善于引導學生歸納總結，如觀察DNA和RNA的實驗中鹽酸能改變細胞膜的通透性，加速染色劑進入細胞，同時使染色體中的DNA與蛋白質分離，有利于DNA與染色劑結合。在根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗中，鹽酸和酒精的混合液起解離作用等。

全國卷中另一種考查顏色反應的命題思路是創設真實的實驗情境，要求考生有效地獲取題干中給予的信息，通過對實驗結果的分析，做出準確的判斷。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，考查種子中胚細胞的代謝活動等知識點。這種結合探究實驗的解題思路是從題干或表格圖解中獲取有效信息，區分各種變量并運用顏色反應的知識進行分析、推理與判斷，從而得出正確的答案。

3.關于教材實驗中顏色反應的復習建議

高中生物學教材實驗的顏色反應種類繁雜，分布在多個知識模塊。近幾年全國卷常常有所考查，側重考查識記理解能力，總體難度偏小。建議從以下幾個方面復習顏色反應：第一，研讀《考試說明》中要求的19個教材實驗。教師可以從顏色反應的反應原理、反應條件、知識分布、相同顏色等視角，將表1深度挖掘整理。第二，研究全國卷顏色反應的試題特點，預判命題趨勢。近幾年全國卷顏色反應試題的特點：（1）題型多為選擇題，相對穩定；（2）考查材料或染色劑的選擇及反應顏色；（3）創設實驗情境，結合探究性實驗的考查。這些特點可以作為研究全國卷考查顏色反應試題的命題趨勢的參考，教師把握好方向有利于學生復習內容更加精準。第三，巧用多種記憶方法，加強對顏色反應實驗結果的識記。如對于二氧化碳可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃的實驗，教師可引導學生聯想到“一片藍天綠草最終變枯黃”。再如，脂肪與蘇丹Ⅲ、蘇丹Ⅳ反應分別出現橘黃色、紅色，可以用記憶口訣“三黃四紅”進行記憶。

綜上所述，實驗專題中除了顏色反應以外，還有諸多重要的知識點。教學過程中，廣大教師可以借鑒以上的復習建議，多反思、多總結、多創新，就一定能夠提高實驗專題復習的課堂效率。