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文檔簡介
1、實驗與探究題型專題輔導考綱中對實驗與探究能力要求:(1)能獨立完成“生物知識內容表”所列的生物實驗,包括理解實驗目的、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方法和技能進行綜合運用。(2)具備驗證簡單生物學事實的能力,并能對實驗現象和結果進行解釋、分析和處理。(3)具備對一些生物學問題進行初步探究的能力,包括運用觀察、實驗與調查、假說演繹、建立模型與系統分析等科學研究方法。(4)能對一些簡單的實驗方案做出恰當的評價和修訂。生物高考實驗試題的特點(一)回歸教材(二)實驗考查的內容與形式多樣化(三)重在考查實驗的設計、分析、評價和探究能力(四)實驗試題的分值逐年增大地區年份實
2、驗試題題號分值權重廣東20083、5、20、24、27、35、37、38(選)3422.7%20072、5、32、34、382214.7%江蘇20084、8、17、18、19、25、29、31、33、34(選)3025%200719、21、26、39、412013.4%山東20081、26、34(選)2224.7%20071、26、271718.9%寧夏20082、28、29、37(選)2022.2%2007281819.3%07、08年新課標實施區生物實驗考查情況的統計表【例1】為驗證甲狀腺激素能促進蝌蚪發育,將27只同種、同時孵化且大小相同的蝌蚪,隨機均分為三組,飼養的水、飼料和溫度等培養
3、條件相同且適宜。甲組加入甲狀腺激素、乙組加入甲狀腺激素抑制劑、丙組不加入藥劑。飼養一段時間后,觀察生長情況。(1)該實驗的目的是: . (2)該實驗的假設是( ) A甲狀腺激素抑制劑對蝌蚪的生長有影響 B甲狀腺激素能促進蝌蚪的發育 C乙組變態發育將加快 D甲組變態發育將滯后(3)該實驗的“預期”是 ( ) A甲狀腺激素能提高神經系統的興奮性 B甲狀腺激素能促進新陳代謝 C甲狀腺激素能抑制新陳代謝 D甲組變態發育加快,乙組變態發育滯后BD一 、生物學實驗的一般程序是什么?驗證甲狀腺激素能促進蝌蚪發育 一個完整的生物學實驗包括以下七個基本步驟:1、實驗名稱、目的: 指出是什么實驗,明確實驗要解決什
4、么問題。2、假設: 是“可能會怎么樣”,對可見現象提出一種可檢測的解釋。3、預期: 在檢測提出的假設以前,先提出實驗的預期結果(一個或幾個假定的結果),若預測沒有實現,則說明假設不成立;若預測得到實現,則假設成立。4、實施實驗過程: 根據實驗目的和提出的假設,來設計實驗的具體方法步驟,并按設計的案進行操作。5、觀察和收集數據: 客觀如實地觀察、記錄實驗的現象,得出實驗結果,并通過一定方式將實驗結果呈現出來。6、分析、推論: 對記錄的數據(包括現象、結果)進行整理分析,進行推導得出結論。7、交流: 寫出實驗報告。二、實驗設計的基本原則1、對照性原則2、單一變量原則3、等量原則4、科學性原則5、平
5、行重復原則(1)種類空白對照:對照組不做任何實驗處理。自身對照:實驗組和對照組在同一研究對象上進行,不再另設對照組。相互對照:不單獨設對照組,而是幾個實驗組相互對照。 條件對照:對照組施以部分實驗因素,但不是所研究的實驗處理因素,而這種處理是作為對照意義的 。不論實驗組還是對照組的對象都作不同條件的處理,目的是通過得出兩種相對立的結論,以驗證實驗結論的正確性。 2.對照組與實驗組的確定實驗組:是接受實驗變量處理的對象組。對照組:對實驗假設而言,是不接受實驗變量處理的對象組。1、對照性原則【例2】為驗證甲狀腺激素能促進蝌蚪發育,將27只同種、同時孵化且大小相同的蝌蚪,隨機均分為三組,飼養的水、飼
6、料和溫度等培養條件相同且適宜。甲組加入甲狀腺激素、乙組加入甲狀腺激素抑制劑、丙組不加入藥劑。飼養一段時間后,觀察生長情況。根據實驗對照原則回答下列問題:甲組屬于 ;乙組屬于 ;丙組屬于 。 A實驗組 B條件對照 C自身對照 D空白對照 ABD【例3】下圖的甲是在有光條件下綠色植物進行光合作用釋放氧氣的裝置;若要證明植物放氧必須在有光的條件下進行和有光條件下放氧必須有植物參與,則作為甲的對照實驗裝置分別是:乙和丙2、單一變量原則單一變量原則: 控制其他因素不變,只改變其中一個因素(要研究的因素),觀察其對實驗結果的影響。 遵循單一變量原則,對實驗結果進行科學的分析和增強實驗結果的可信度與說服力。
7、自變量(亦稱實驗變量) 是指實驗中要研究和控制的因素或條件。因變量(亦稱反應變量) 是指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結果。無關變量(也稱控制變量) 是指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現象或結果的因素或條件。額外變量(也稱干擾變量) 指實驗中由于無關變量所引起的變化和結果。【例4】為驗證甲狀腺激素能促進蝌蚪發育,將27只同種、同時孵化且大小相同的蝌蚪,隨機均分為三組,飼養的水、飼料和溫度等培養條件相同且適宜。甲組加入甲狀腺激素、乙組加入甲狀腺激素抑制劑、丙組不加入藥劑。飼養一段時間后,觀察生長情況。根據實驗“單一變量”原則回答下列問題(1)本實驗中同種蝌蚪和相同飼養條件屬于 。 (2)甲組加
8、入的甲狀腺激素是 。 (3)甲組的變化和結果是 。 A自變量 B因變量 C額外變量 D無關變量(4)本實驗的關鍵步驟是 。 A定時喂食 B定時換水 C定時觀察 D用藥量合理(5)實驗中選同種、同時孵化的大小相同的蝌蚪來做實驗,其目的是 。 DABD排除無關變量對實驗結果的影響。歸納:一些實驗條件的控制方法(1)增加水中氧氣泵入空氣;吹氣;放入綠色植物(2)減少水中氧氣容器密封;油膜覆蓋;用涼開水(3)除去容器中CO2NaOH溶液(4)除去葉中原有淀粉置于黑暗環境中(5)除去葉中葉綠素酒精水浴加熱(6)除去光合作用對呼吸作用的干擾給植株遮光(7)得到單色光棱鏡色散;彩色玻璃(薄膜)濾光(8)獲得
9、單一的細胞器細胞勻漿超速離心(9)動物細胞破裂蒸餾水滲透脹破;攪拌;離心(10)殺滅細菌煮沸;烘烤;酒精;高濃度NaCl;含青霉素培養基(11)控制容器的溫度用保溫瓶或絨棉來隔熱,避免生物所產生的熱會散失至四周。 或用水浴加熱、恒溫箱保溫。(12)避免種子上的微生物影響實驗前利用福爾馬林等對萌發的種子進行消毒。3、等量性原則(1)生物材料要相同: 即所用生物材料的數量、質量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。(2)實驗器具要相同: 即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小、型號、潔凈度等要完全一樣。(3)實驗試劑要相同: 即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積
10、上等量的問題 (4)處理方法要相同: 保溫或冷卻;光照或黑暗;攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說,看起來似乎是毫無意義的,但還是要作同樣的處理。 4、科學性原則(1)實驗原理的科學性(2)明確實驗要求和目的,確定實驗思路科學性(3)實驗材料選擇的科學性(4)設計實驗步驟要合理(5)實驗結果的科學性【例6】某校一個生物興趣小組想設計一個實驗來證明血漿中含有葡萄糖,老師給他們提供了下列材料用具:加有檸檬酸鈉的雞血,試管,離心器,三腳架,酒精燈,大燒杯,石棉網,火柴,清水等。(1)在實驗過程還需要一種試劑是 ,實驗的的原理是 。斐林試劑 還原糖與斐林試劑在60水浴加熱條件下出現磚紅色
11、沉淀對策: 熟記考綱要求的每個實驗的基本原理 (1)實驗原理的科學性P1、還原糖的鑒定原理 可溶性糖中的還原糖(葡萄糖、果糖、麥芽糖)的分子結構中含有還原性基團(含有游離的醛基或游離酮基),與斐林試劑作用生成磚紅色沉淀,因此,利用該反應,可證明組織樣液中含有可溶性還原糖。2、蛋白質的鑒定原理 在堿性溶液中,雙縮脲能與Cu2作用,形成紫色或紫紅色的絡合物,這個反應叫雙縮脲反應。 由于蛋白質分子中含有很多肽鍵,因此能與雙縮脲試劑發生反應,生成紫色的絡合物,若在組織樣液中加入雙縮脲試劑后,有紫色反應,則證明其中含有蛋白質。3、脂肪的鑒定原理 脂肪被蘇丹或蘇丹染液染成橘黃色或紅色,因此,當含有大量油滴
12、的植物細胞用蘇丹染液或蘇丹染液染色后,在顯微鏡下可看到細胞內含有呈橘黃色或紅色的顆粒。4、觀察DNA、RNA在細胞中的分布 DNA主要分布在細胞核內,RNA主要分布在細胞質內,甲基綠使DNA呈現綠色,吡羅紅使RNA呈現紅色,鹽酸能夠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5、觀察線粒體和葉綠體 葉肉細胞中的葉綠體,散布于細胞質中,呈綠色、扁平的橢球形或球形。 線粒體普遍存在于植物細胞和動物細胞中,形態多樣,有短棒狀、圓球狀、線形、啞鈴形等。 健那綠染液是專一性染線粒體活體染色劑,細胞中的線粒體呈現藍綠色,而細胞質接近無色。線粒體能在健
13、那綠染液中維持活性數小時,通過染色,可在高倍顯微鏡下觀察到生活狀態的線粒體形態和分布。(2)明確實驗要求和目的,確定實驗思路科學性【例7】用最簡易的方法鑒定高桿小麥是純種還是雜種。基本思路: 用 自交方法進行鑒定【例8】設計一個在室外空曠處進行的、在不用任何藥劑、裝置和觸及幼苗的情況下,使幼嫩植株長成如圖示形態的實驗方案,并說明其原理。 基本思路:用 將花盆橫放,利用莖的負向地性 方法進行實驗對策:實驗思路很多時候隱藏在題目中,養成仔細審題的習慣 (3)實驗材料選擇的科學性(3)實驗材料選擇的科學性(P13)【例10】(1)孟德爾選用豌豆作為雜交實驗的材料;原因:自花傳粉,閉花受粉;有多對相對
14、性狀(2)質壁分離選用紫色的洋蔥鱗片葉原因:有中央大液泡,且有顏色,容易觀察(3)新鮮的黑藻嫩葉是“觀察細胞質流動”的理想材料。原因:新陳代謝旺盛,葉片較薄(4)摩爾根選用果蠅作為伴性遺傳的實驗材料原因:染色體少,便于分析;繁殖快;果蠅有差異顯著的相對性狀;取材方便;果蠅個體小,在較小的空間可以大量繁殖。(5)赫爾希選用噬菌體為實驗材料,通過侵染細菌的實驗來證明DNA是遺傳物質。原因:成分簡單,增殖較快(6)驗證生物組織中的蛋白質、還原糖、脂肪選用的材料要求 含量高的植物組織或器官,且組織的顏色較淺或近于白色,易于觀察 對策:注意考綱要求的實驗中所涉及到的實驗材料,力求每個實驗的選材原因清晰;
15、 注意課本中的科學史所涉及到的經典實驗,理解每個實驗中的選材原因 【例11】為了驗證溫度對酶活性的影響,某同學設計了如下實驗 方案和步驟:取三支大小相同的試管,編號為甲、乙、丙,分別向三支試管中加入3mL漿糊,再各加入2mL新鮮的-淀粉酶溶液,振蕩后,將甲、乙、丙三支試管分別置于0、35、100下約5min,取出試管,各加入2mL斐林試劑(邊加邊振蕩),用5060熱水浴檢驗,觀察試管內物質顏色的變化。下列對實驗的評價正確的是 實驗步驟不正確 溫度設置不合理 不能用斐林試劑檢驗 A只有正確 B只有正確 C和正確 D都正確D(4)設計實驗步驟要合理【例12】關于“低溫誘導染色體加倍”和“探究培養液
16、中酵母菌種群數量的變化”的實驗描述正確的是 A對于酵母菌的計數可以采用抽樣檢測的方法 B剪取根尖后需要放入卡諾氏固定液中固定30min,然后進行解離、漂洗、染色和制片 C用血球計數板計數時,小方格里的酵母菌數量是等于小方格的內部所有的細胞數目加上四條邊的數目 D培養根尖時的溫度應保持在4左右 A【例13】下列實驗過程中,存在錯誤的是A.脂肪的鑒定:切取花生子葉薄片染色去浮色制片觀察 B.觀察細胞中的線粒體:取黑藻小葉制片觀察 C.觀察質壁分離:撕取紫色洋蔥鱗片葉表皮制片觀察滴加蔗糖溶液觀察 D.觀察有絲分裂:解離根尖漂洗染色制片觀察 B【例14】已知蛋白質混合液中硫酸銨濃度的不同可以使不同種類
17、的蛋白質析出(或沉淀),隨著硫酸銨濃度增加,混合液中析出的蛋白質種類和數量增加。下表是某蛋白質混合液中的不同蛋白質從開始析出到完全析出所需要的蛋白質混合液中的硫酸銨濃度范圍。蛋白質混合液中的硫酸銨濃度(%)析出的蛋白質1520甲蛋白2330乙蛋白2535丙蛋白3840丁蛋白(2)向該蛋白質混合液中加入硫酸銨溶液(或硫酸銨),使混合液中的硫酸銨濃度達到30%,會析出若干種蛋白質,它們分別是。(3)通過改變混合液中的硫酸銨濃度(能、不能)從混合液中得到所有的、不含有其他蛋白質的乙蛋白,原因是 。(4)簡要寫出從該蛋白質混合液中分離出全部丁蛋白的實驗設計思路。(5)如果蛋白質析出物中還含有一定量的硫
18、酸銨,可用半透膜除去析出物中的硫酸銨。用半透膜能除去析出物中硫酸銨的原理是 。20% 甲蛋白、乙蛋白、丙蛋白 不能 乙蛋白和丙蛋白析出所需的硫酸銨濃度范圍有重疊 請據表回答:(1)若只完全析出甲蛋白,混合液中最合適的硫酸銨濃度應為。半透膜只允許小分子的硫酸銨通過,不允許大分子蛋白質通過 對策1:要熟記考綱要求的每個實驗的操作注意事項,如:實驗名稱 實驗操作注意事項1、還原糖的鑒定原理 5065水浴加熱 斐林試劑甲液和乙需要等 量混合后再加入反應液中2、蛋白質的鑒定原理 蛋清液需要稀釋 先加雙縮脲試劑A,再滴 加雙縮脲試劑B3、脂肪的鑒定原理 花生子葉切片要薄P4、觀察DNA、RNA在細胞中的分
19、布 甲基綠吡羅紅試劑需要現用現配 顯微鏡觀察時需要選擇染色淺,分布均勻的區域5、觀察線粒體和葉綠體 臨時裝片應隨時保持有水狀態,以免影響細胞的活性; 要漱凈口腔,防止雜質對觀察物象的干擾; 必須在低倍鏡下將目標移到視野中心,然后再轉動轉換器換用高倍鏡6、植物細胞的質壁分離和復原 實驗的試劑濃度要適宜,對生物無毒害作用; 觀察質壁分離現象時,要在顯微鏡下找到處于鱗片葉表皮邊緣的細胞,容易觀察到實驗現象;對策2:要熟記常用試劑的作用,力求實驗方法的合理性。如:HCl 根尖細胞的解離 改變溶液的pH 配制解離液的HCl濃度:15 觀察DNA、RNA在細胞中分布的HCl濃度:8CaCO3中和有機酸,防
20、止葉綠素的破壞SiO2 使研磨充分斐林試劑可溶性還原性糖的鑒定 (顏色變化:淺藍色棕色磚紅色)蘇丹、 脂肪的鑒定 (蘇丹染色后橘黃色,蘇丹染色后紅色)P雙縮脲試劑 蛋白質的鑒定(反應顏色紫色)二苯胺試劑 鑒定DNA(反應顏色:藍色) 龍膽紫溶液、醋酸洋紅、改良苯酚品紅染液 堿性染料,使染色體著色甲基綠、吡咯紅 對DNA和RNA進行染色,甲基綠使DNA呈現綠色,吡羅紅使RNA呈現紅色健那綠專一染線粒體的活體染色劑溴麝香草酚藍鑒定鑒定CO2 (堿性溶液中呈藍色,在酸性溶液中呈黃色)橙色的重鉻酸鉀溶液檢驗酒精 在酸性條件下與重鉻酸鉀反應,變成灰綠色。(5)實驗結果的科學性 對實驗得出的數據應先記錄,
21、后整理,再經過仔細分析,找出它們所能透露給我們的最大的信息量。【例16】用含有各種必需元素的溶液培養大麥。試驗分兩組,一組在光下,一組在黑暗中,48小時后測定幾種離子的濃度。表中各離子的數據為試驗結束時,溶液中離子的濃度占試驗開始時濃度的百分比。實驗條件水分消耗(mL)Ca2KMg2光照109013527179黑暗53410535113(2)從上述實驗所獲取的數據,可以得出哪些結論?植物對水分和礦質元素的吸收與光有關;植物對水分和礦質元素的吸收是兩個相對獨立的過程;植物對礦質元素的吸收具有選擇性。 【分析】表中顯示幾組對照? 有光與無光;水分的吸收與礦質元素的吸收;不同的礦質元素的吸收情況比較
22、 對策1:熟記實驗結果的顯示方法光合速度02釋放量;CO2吸收量;淀粉產生量呼吸速度02吸收量;CO2釋放量;淀粉減少量原子轉移途徑放射性同位素示蹤法細胞液濃度大小發生質壁分離時的濃度細胞是否死亡質壁分離、細胞質流動甲狀腺激素作用動物耗氧量,發育速度等生長激素作用生長速度(體重變化,身高變化)P對策2:放射性元素標記法的應用一般常用的放射性元素有:15N、3H、2H、32P、14C、18O、35S用放射性因素35S、 32P分別標記噬菌體,可驗證噬菌體侵染細菌的過程,DNA分子能保持連續性,從而說明DNA是生物的遺傳物質。用放射性元素15N標記研究DNA的復制過程,可說明DNA具有半保留復制的
23、特點用4H標記氨基酸,可以研究氨基酸在細胞內合成分泌蛋白所經途徑 氨基酸核糖體內質網高爾基體經細胞膜分泌到細胞外P16用放射性元素18O研究光合作用釋放的氧氣來H2O H218O+CO218O2 H2O+C18O2O2用放射性元素14C研究光合作用中碳的同化途徑14CO2C3C6用放射性元素32P標記胸腺嘧啶可研究DNA的合成去向及細胞分裂的情況用放射性元素32P標記尿嘧啶可研究RNA的合成去向及蛋白質的合成情況5、平行重復原則 在實驗設計中必須注意實驗的可重復性。任何實驗必須有足夠的實驗次數,才能避免結果的偶然性,使得出的結論準確、科學。 【例17】 閱讀下列內容,回答有關問題:(一)實驗目
24、的:1驗證種子萌發、幼苗生長與生長素有關。2確定某種植物的種子萌發、幼苗生長的最適宜生長素濃度范圍。(二)材料用具:蘿卜、水稻、油菜等種子若干;試管、移液管、培養甲、濾紙、生長素溶液(濃度分別為:1000 mg L 1,10 mg L 1,0.1 mg L 1,1g L 1,0.01 g L 1)(三)實驗步驟:1取5個試管,編號。在1 5號試管中,分別加入5 mL不同濃度的生長素溶液。2在5個試管中各放入2粒某種子,浸泡24小時。3取5個培養皿編號(1 5號),每個培養皿內事先都墊上蒸餾水浸濕的濾紙,將從1 5號試管中取出的種子,分別放入與之對應的1 5號培養皿中,在濕濾紙上均勻擺放。蓋上培
25、養皿蓋(假設氧氣充足)。(四)觀察與收集數據:(五)分析與討論:問題1:本實驗步驟中,有三處不夠嚴謹,請指出并糾正:問題2:為使實驗結果真實和具有普遍性,需要_用不同植物種子重復上述實驗缺乏對照,應再設置一對照試管,加5 mL蒸餾水,編號6 步驟2中的種子數目過少,應改為30粒 步驟3中的濾紙不應該用蒸餾水浸濕,而應該用對應濃度的生長素溶液浸濕 三、各類實驗題解題策略 實驗題型大致可以分為以下幾類: 實驗操作題 實驗原理題 實驗設計題 實驗評價題 實驗補充完善題 實習和研究性課題1、實驗操作題 實驗操作題主要考查實驗的操作技巧、注意事項、實驗步驟與程序。要求考生必須參與實驗,仔細觀察,掌握實驗
26、操作技能。這一類的題目,有的是以選擇題的形式出現,也有的是以要求改正或完善實驗步驟的簡答題的形式出現。【例18】(2008肇慶二模)某同學在實驗室中做“觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離和復原”這個實驗時,在實驗室老師的幫助下,進行了一系列的創新實驗,實驗步驟和現象如下表實驗組5分鐘的現象再過5分鐘滴加清水5分鐘0.3gmL-1蔗糖溶液x無變化質壁分離復原0.5gmL-1蔗糖溶液質壁分離y無變化1molL-1KNO3溶液質壁分離質壁分離復原z1molL-1醋酸溶液無變化細胞大小無變化細胞大小無變化對上表的推斷或解釋不正確的是 Ax為質壁分離,因為細胞壁伸縮性弱于原生質層By為質壁分離,可能導致細胞失水
27、過多而死亡Cz為細胞稍增大,細胞液顏色逐漸變淺D組無變化是因為細胞吸水量等于失水量D【例19】某同學按下表所示制成臨時裝片進行有關實驗。組別材料實驗條件觀察內容A浸泡過的花生種子清水、蘇丹染液、50%酒精細胞中著色的小顆粒B人的口腔上皮細胞X染液線粒體C菠菜葉清水葉綠體D紫色洋蔥鱗片葉外表皮0.3g/mL;蔗糖溶液質壁分離將上述各組實驗材料按表中實驗條件進行相關處理后,制成臨時裝片,放在顯微鏡下觀察。分析回答:(1)上述實驗中需要的材料用具除顯微鏡外,還需刀片、鑷子、滴管、吸水紙、 。(2)A組實驗的目的是 ,50%酒精的作用是 ,細胞中小顆粒呈 色。(3)B組實驗的X染液是 ,顯微鏡下看到的
28、線粒體呈 色。(4)在C組實驗中,要選取菠菜葉稍帶些葉肉的下表皮,原因是 。(5)D組實驗中,選用紫色洋蔥鱗片葉的原因是 。葉綠體主要存在于葉肉細胞中 蓋玻片、載玻片檢測花生種子含有脂肪洗去浮色橘黃 藍綠色 健那綠染液使細胞液呈紫色,便于觀察對策:(1)要熟悉考綱要求的所有實驗的操作步驟、實驗注意事項等。 (2)觀察類實驗中通常運用顯微鏡對目標進行觀察,為使觀察的結果更清晰,常借助染色技術、玻片標本制作技術等,在復習中要善于歸納.(見后)觀察方式實驗名稱觀察對象顯微鏡玻片標本染色劑生物材料原色觀察觀察葉綠體葉綠體高倍臨時裝片無菠菜葉植物細胞吸水和失水紫色大液泡低倍臨時裝片無洋蔥表皮染色觀察觀察
29、有絲分裂染色體高倍臨時裝片龍膽紫(醋酸洋紅)洋蔥根尖脂肪的鑒定脂肪高倍切片臨時裝片蘇丹或蘇丹染液花生種子觀察DNA、RNA的分布DNA、RNA高倍臨時裝片甲基綠和吡羅紅人的口腔上皮細胞(或洋蔥表皮細胞)觀察線粒體線粒體高倍臨時裝片健那綠人的口腔上皮細胞觀察減數分裂染色體高倍固定裝片蝗蟲精巢固定裝片低溫誘導染色體加倍染色體高倍臨時裝片改良苯酚品紅溶液洋蔥根尖細胞(3)要注意被觀察細胞所處的生理狀態。 如觀察有絲分裂過程中的細胞都是死細胞,所以不能選擇一個細胞觀察它有絲分裂的全過程,而只能觀察多個細胞的瞬間狀態(死亡時的狀態); 觀察細胞質流動過程中的細胞都是活細胞; 觀察質壁分離與復原過程中的細
30、胞也是活細胞整個實驗過程是一個動態的持續過程,但要注意其質壁分離的程度,質壁分離過度,細胞會脫水死亡。2、實驗原理題 實驗原理題常以某一生物實驗為題材,對實驗過程的有關細節進行考查,包括實驗材料的選材、試劑的使用和實驗環境條件的控制等。通常題目給出實驗材料、實驗步驟、實驗現象或實驗結果,要求學生對實驗原理進行解析,并在此基礎上解決有關問題,以考查對生物學基礎知識和生物學實驗的理解與應用能力。【例21】健康人的尿中只含有極微量的蛋白質,若尿中蛋白質含量過高,則稱為蛋白尿。除了腎臟等疾病會引起蛋白尿外,健康人在劇烈運動后也會出現暫時性蛋白尿。臨床上常用雙縮脲法定性和定量檢測尿中的蛋白質。請完成下面
31、的實驗,驗證某人在某次劇烈運動后出現了蛋白尿。 材料用具:試管、量筒、劇烈運動前后的尿液、雙縮脲試劑A(質量濃度為0.1gmL -1的NaOH)、雙縮脲試劑B(質量濃度為0.01 gmL-1的CuS04溶液)。 實驗原理:_ 實驗步驟: 取兩支試管,分別編號為A、B,各加入某人在劇烈運動前后的尿液2mL 先向兩支試管分別加入2mL的_,振蕩均勻,再向兩支試管分別加入34滴_,振蕩均勻。 對比兩支試管中溶液的顏色變化。 預期結果: 。A試管中的溶液為淡紫色;B試管中的溶液為較深的紫色蛋白質與雙縮脲試劑發生紫色反應,并且顏色的深淺與蛋白質的濃度成正比 雙縮脲試劑A雙縮脲試劑B 對策: (1)要熟記
32、考綱要求的每個實驗的基本原理,將所獲得的知識遷移到新的實驗情景中。 (2)記住待檢測物質與某種鑒定試劑反應,產生一種特殊顏色來達到鑒定的目的。 (見后)檢測物質鑒定試劑顏色水浴加熱條件還原糖斐林試劑磚紅色沉淀需要將斐林試劑甲、乙液等量混合均勻后再注入組織樣液中,然后5065水浴加熱脂肪蘇丹橘黃色無需用到高倍顯微鏡蘇丹紅色蛋白質雙縮脲試劑紫色無先向組織樣液加1ml雙縮脲試劑A,搖勻后,再滴4滴雙縮脲試劑BDNA甲基綠綠色無需用到高倍顯微鏡二苯胺藍色需要沸水浴RNA吡羅紅紅色無需用到高倍顯微鏡淀粉碘液藍色無3、實驗設計題3.1 實驗設計的基本內容1、實驗名稱: 是一個關于什么內容的實驗2、目的:
33、要探究或者驗證的某一個事實3、原理: 進行實驗依據的科學道理4、對象: 進行實驗的主要對象5、條件: 完成實驗必備的儀器、設備、藥品條件6、方法與步驟: 實驗采用的方法及必需的操作程序7、觀察、測量與記錄: 對實驗過程及結果認真觀察和科學的手段測量并準確地記錄8、結果預測及分析: 能夠預測可能出現的實驗結果并分析導致的原因9、結論: 對實驗結果進行準確的描述并給出一個科學的結論3.2完全實驗設計的基本步驟(記憶):(1)確定是驗證性實驗還是探究性實驗一般在題干中有“驗證”、“證明”、“探究”,其后內容就是實驗的目的。(2)確定實驗目的、實驗原理(3)找出單一變量,確定對照組和實驗組的設置,無關
34、變量如何控制(4)設計合理的實驗裝置(5)設計實驗步驟:材料的預先處理(如材料是要用液體,但題目中給的是固體材料;如溶液的配置和濃度的設置)實驗的前測(如生理實驗中需要對實驗前的材料進行生理指標的測量等)給相同的實驗器材(或實驗材料)編號或分組A、B、C或1、2、3;根據實驗要求加入(等量;生理條件一致或其他等同條件的語句)實驗材料,說明A為對照組,B、C為實驗組確定單一變量的設置,同時確保其他培養實驗條件一致(如實驗試劑的成分體積等量,實驗器具大小型號相同,處理方法相同等;排除其他無關變量),實驗時間多少,觀測哪些具體指標實驗結果的處理(如觀測的現象是什么,是否需要統計即對數據的整理,是否需
35、要將數據轉化為圖表或圖象,設計表格等)(6)結果的分析(對應驗證實驗和探究實驗)驗證性實驗 如“驗證”、“證明”都可預測到與實驗目的一致的結果。探究性實驗如“探究”預測的實驗結果不惟一,大多有三種可能:變量促進結果;變量抑制結果;變量與結果無關 【例22】 (2004廣東)為了驗證甲狀腺激素的生理作用,試以大白鼠的耗氧量和活動量為觀察指標,根據給出的實驗材料和用具,設計實驗步驟,預測實驗結果,并作出分析。 (1)材料和用具:日齡相同體重相近的雄性成年大白鼠兩組,甲狀腺激素溶液,蒸餾水,灌胃器,耗氧量測定裝置,小動物活動測定儀等。 (實驗提示:給藥途徑為每日灌胃,給藥劑量和儀器操作不作考試要求,
36、室溫恒定。) (2)方法與步驟:_。(3)結果預測與分析:_。【例22】【分析】(1)確定是驗證性實驗還是探究性實驗: 驗證性實驗(2)確定實驗目的、實驗原理、觀察指標實驗目的: 驗證甲狀腺激素的生理作用實驗原理: 甲狀腺激素加速物質的氧化分解,耗氧量增加,提高神經系統的興奮性,使活動量增加。觀察指標: 大白鼠的耗氧量和活動量。(3)確定自變量、因變量、無關變量自變量: 甲狀腺激素和蒸餾水因變量: 大白鼠的耗氧量和活動量無關變量: 鼠齡、溫度、藥劑量、灌胃次數等(4)設計實驗步驟分組標號、前測、控制無關變量: 將日齡相同體重相近的雄性成年大白鼠兩組大白鼠分別標號為甲組和乙組,并分別用給出儀器測
37、定與記錄耗氧量和活動量設置實驗組(甲組)和對照組(乙),設置單一變量、控制無關變量: 每日用灌胃器給與甲組鼠灌喂甲狀腺激素溶液,給與乙組灌胃等量的蒸餾水,飼養一段時間。 觀察、記錄、后測 定期測量與記錄甲、乙兩組鼠的耗氧量和活動量。 (5)結果預測與分析:實驗目的中有“驗證”,因為是驗證性實驗。實驗結果預測: 未給甲狀腺激素時,甲、乙兩組鼠的耗氧和活動量相近。 給甲組鼠甲狀腺激素后,其耗氧和活動量均大于乙組。結果分析: 甲狀腺激素能促進新陳代謝,加速體內物質的氧化分解,提高神經系統的興奮性,從而使耗氧量和活動量加大。【例23】現有一種植物的種子,已經知道它的萌發受水分、溫度和氧氣的影響,但不了
38、解其萌發與光是否有關。為探究光的有無對該種子萌發的影響,請你依據所給材料用具設計出實驗的方法步驟,預測可能的實驗結果,并分別得出相應的結論。 材料用具:數量充足的鋪有濾紙的培養皿、無菌水、表面消毒過的種子等。 方法步驟: 預測實驗結果并對實驗結果進行分析: 【例23】 【解析】(1)確定是驗證性實驗還是探究性實驗: 探究性實驗(2)確定實驗目的、實驗原理、觀察指標實驗目的: 探究光的有無對該種子萌發的影響實驗原理: 種子在適宜的條件下萌發觀察指標: 種子發芽率(3)確定自變量、因變量、無關變量自變量: “有光”和“無光”因變量: 發芽率差異無關變量: 水分、溫度和氧氣、種子數量、大小等(4)設
39、計實驗步驟分組標號、控制無關變量: 向培養皿中倒入適量的水,將等量的種子分別放入甲、乙兩組培養皿中設置實驗組(甲組)和對照組(乙),設置單一變量: 將甲組置于有光照的環境中,乙組置于黑暗環境中。控制無關變量: 使兩組所處溫度、水分、空氣狀況相同且適宜的條件下培養。 觀察、記錄、后測: 一段時間后統計兩組種子的萌發率,并分析其差異程度 (5)預測實驗結果并對實驗結果進行分析本實驗為探究性試驗,結果可能有多方面。如果有光組萌發,無光組也萌發,但兩組發芽率差異不顯著,則說明該種植物的種子萌發不受光的影響;如果有光組發芽高于無光組,且差異顯著,則說明光促進該種植物種子的萌發;如果有光組發芽低于無光組,
40、且差異顯著,則說明光抑制該種植物種子的萌發。3.3驗證性實驗和探究性實驗有關內容的比較(1)探究性實驗: 指實驗者在不知曉實驗結果的前提下,通過自己實驗、探索、分析、研究得出結論,從而形成科學概念的一種認知活動。 (2)驗證性實驗: 指實驗者針對已知的實驗結果而進行的以驗證實驗結果、鞏固和加強有關知識內容、培養實驗操作能力為目的的重復性實驗。探究性實驗驗證性實驗實驗目的探索研究對象的未知屬性、特征以及與其他因素的關系驗證研究對象的已知屬性、特征以及與其他因素的關系實驗假設假設一般采用“如果A,則B” 的形式表述,是根據現有的科學理論、事實對所要研究的對象設想出一種或幾種可能性的答案、解釋 因結
41、論是己知的,因此不存在假設問題實驗原理因探究內容而異因驗證內容而異實驗過程應有的實驗步驟實際上并未完成,因探究內容而異 應有的實驗步驟,可以是曾經做過,因驗證內容而異實驗現象未知,可以不描述已知,應準確描述實驗結果預測對應假設,分類討論。一般需討論“如果出現結果會怎樣,如果出現結果或又會怎樣” 。但有時也會出現“預測最可能的結果”的問題此種情況應根據已有知識推測最合理的結果。無 實驗結論無 對應實驗目的做出肯定結論4實驗評價題 實驗評價就是利用已有的生物學知識,從實驗取材、藥品試劑、步驟及操作、結果及預測等進行評價,從而正確解答有關內容。 對實驗方案評價時,要注意從以下8方面入手(記憶)(1)
42、實驗原理是否正確 (2)藥品和試劑的使用是否正確; (3)實驗材料的選擇是否正確(4)有無對照,如果有看對照設計是否合理(5)實驗步驟是否科學(實驗是否遵循了單一變量原則;是否漏做某個實驗步驟;操作步驟是否顛倒;操作方法是否正確。)(6)是否采取正確的方法進行實驗結果的檢測和記錄(7)對實驗結果的預測與分析是否合理(8)實驗的安全性如何【例24】 某同學進行了溫度對酶活性影響的研究,設計了如下實驗: 實驗原理: 溫度影響酶的活性,從而影響淀粉的水解,滴加碘液,根據是否出現藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。實驗步驟:1、取三支試管,分別加入質量分數為3的可溶性淀粉溶液。另取3支試管,分別注入新鮮淀
43、粉酶溶液。2、將裝有淀粉溶液和酶溶液的試管分成三組分別放入100、37 的水中和冰塊中,維持各自的溫度5 min。分別將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中,兩支試管中的pH6.8,第三支試管中的pH4,搖均后維持各自溫度5min。3、在三支試管中各滴一滴碘液,并搖均。觀察并記錄:(略)結論:溫度過高或過低都影響酶的活性。請回答:(1)該實驗能否得出上述實驗結論?_(2)指出步驟中不正確之處,并在此基礎上加以糾正或補充相應的內容。【解析】本題是比較典型的實驗評價題,先從以下8方面考慮: (1)實驗原理是否正確:(2)藥品和試劑的使用是否正確:(3)實驗材料的選擇是否正確:(4)有無對照,如果有
44、看對照設計是否合理:(5)實驗步驟是否科學:(6)是否采取正確的方法進行實驗結果的檢測和記錄:(7)對實驗結果的預測與分析是否合理:(8)實驗的安全性如何:正確步驟1中加入試管中的兩種溶液應有量的描述 正確設置了3個相互對照試驗,但沒有最適溫度試管上沒有做標記;未遵循單一變量原則不能得出實驗結論(略)基本安全【例24】答案(1)按此步驟不能得出以上實驗結論。(2)試管上沒有做標記,應用字母或數字進行標記如六支試管上分別標記A、B、C、D、E、F。步驟1中加入試管中的兩種溶液應有量的描述,應補充3的可溶性淀粉2ml,新鮮淀粉酶溶液1ml。步驟2中沒有設置最適溫度,應把37 改為60。實驗組與對照
45、組未遵循單一變量原則。兩組中存在酸堿度和溫度兩個變量,應只有一個溫度變量,酸堿度應一致,pH應都為6.8。5、實驗步驟補充完善題(1)添加實驗假設。 (2)完善實驗步驟。(3)總結實驗結論。 (4)補充填加對照實驗。實驗補充完善題的解題思路與完全實驗設計的解題思路基本一致。【例25】赤霉素廣泛存在于高等植物體內,它可以通過提高生長素(吲哚乙酸)含量間接促進植物生長。那么它是如何提高生長素含量的呢?某研究小組開展了探究。生長素在植物體內有一個合成和分解的代謝過程(如圖1,IAA氧化酶是一種含鐵蛋白)。研究小組據此提出假設:赤霉素通過促進生長素的合成提高生長素含量。為驗證假設,研究小組設計了實驗。
46、材料用具包括燕麥幼苗,完全培養液、缺鐵培養液、赤霉素溶液(以上溶液濃度均適宜),蒸餾水、瓊脂塊、刀片等。(1)參考圖2,補充完成以下實驗步驟:準備四個配有培養支架的燒杯,分別標記為14號。向l號和2號燒杯中加入等量適量的完全培養液。 _,分別在1號和2號燒杯中培養一段時間。 注:(1號燒杯中的幼苗為1號幼苗,2號燒杯中的幼苗為2號幼苗) 1號幼苗噴灑適量蒸餾水,2號幼苗噴灑等量赤霉素溶液。繼續培養一段時間。_。培養一段時間后,觀察胚芽鞘的彎曲情況。 向3號和4號燒杯中加入等量適量的缺鐵培養液,_。(2)實驗分析: 步驟的處理結果是去尖胚芽鞘彎向1號,這證明_。步驟可能出現_種不同的實驗結果。(
47、3)該研究小組只提出了一種假設,請你提出可能存在的其他兩個假設。_ _。【解析】(1)確定是驗證性實驗還是探究性實驗: 探究性實驗(2)確定實驗目的、實驗原理、實驗假設、觀察指標實驗目的: 探究赤霉素如何提高生長素含量實驗原理: 赤霉素通過提高生長素含量間接促進植物生長實驗假設: 赤霉素通過促進生長素的合成提高生長素含量觀察指標: 胚芽鞘生長情況(3)確定自變量、因變量、無關變量自變量: 赤霉素、蒸餾水因變量: 胚芽鞘生長的情況的差異無關變量: 水分、溫度和氧氣、胚芽鞘數量等(1)參考圖2,補充完成以下實驗步驟:準備四個配有培養支架的燒杯,分別標記為14號。向l號和2號燒杯中加入等量適量的完全培養液。 _,分別在1號和2號燒杯中培養一段時間。 注:(1號燒杯中的幼苗為1號幼苗,2號燒杯中的幼苗為2號幼苗) 1號幼苗噴灑適量蒸餾水,2號幼苗噴灑等量赤霉素溶液。繼續培養一段時間。_ _ 。培養一段時間后,觀察胚芽鞘的彎曲情況。 向3號和4號燒杯中加入等量適量的缺鐵培養液,_。(2)實驗分析: 步驟的處理結果是去尖胚芽鞘彎向1號,這證明_。步驟可能出現_種不同的實驗結果。(3)該研究小組只提出了一種假設,請你提出可能存在的其他兩個假設。_ _。選取生長狀況相同的燕麥幼苗若干株,平均分為兩組切下l號和2號幼苗的胚芽鞘尖端,分別用瓊脂塊收集生長
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