高2015級生物復(fù)習(xí)課件

特色專題三生物實驗

分析廣東近年的高考試題可以看出，實驗題所占比分較大，其中直接來源于課本的實驗題越來越少，而具有材料背景的新情景探究性實驗題越來越多。高考中，生物實驗的考查重點主要是實驗設(shè)計的能力，即對實驗設(shè)計作出假設(shè)、設(shè)計對照、設(shè)計實驗步驟，分析和預(yù)期實驗結(jié)果，并加以處理和判斷等。 實驗題型大致可分為以下幾類：實驗操作題、實驗原理題、實驗設(shè)計題、實驗評價題、實驗步驟補(bǔ)充完善題。本專題主要介紹生物實驗基本原則、實驗中如何處理變量的關(guān)系以及對各類實驗題型的分析。其應(yīng)試策略為：(1)掌握高中生物教材實驗的基本操作技能。(2)重視對課本實驗的分析，能聯(lián)系生物學(xué)科的有關(guān)基本理論，分析所觀察到的實驗現(xiàn)象。

(3)挖掘課本知識點中所蘊含的實驗因素。生物學(xué)的每一個知識結(jié)論都是在觀察、實驗的基礎(chǔ)上得出的，所以在平時的復(fù)習(xí)中要注意多挖掘知識結(jié)論中所蘊含的科學(xué)實驗思想和方法。第一個要素：假設(shè)第一項原則：假設(shè)驗證原則①假設(shè)：較概括的假定科學(xué)實驗遵循的程序準(zhǔn)則 假設(shè)——預(yù)期——驗證②預(yù)期：較具體的推斷③驗證：用事實證實或證偽實驗方法要素及處理要素關(guān)系的基本原則1．假設(shè)與假設(shè)驗證原則：第二個要素：變量第二項原則：單一變量原則①實驗變量(自變量)①實驗?zāi)康模翰倏v自變量，獲取因變量②實驗關(guān)鍵：控制無關(guān)變量，減少干擾變量③一個實驗變量對應(yīng)觀測一個反應(yīng)變量：如A實驗變量對應(yīng)觀測A反應(yīng)變量，不可混入B反應(yīng)變量②反應(yīng)變量(因變量)③無關(guān)變量(控制變量)④額外變量(干擾變量)2.變量與單一變量原則：第三個要素：控制第三項原則：平衡控制原則①嚴(yán)格操縱控制實驗變量與反應(yīng)變量①單組法：對同一對象，既用A法，又用B法②等組法：對象狀況相等，甲用A法，乙用B法③輪組法：甲組用A法→B法，乙組用B法→A法②力求平衡抵消無關(guān)變量與額外變量3.控制與平衡控制原則：第四個要素：對照第四項原則：實驗對照原則設(shè)置對照，消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響，增加實驗結(jié)果的可信度①空白對照：指明不做任何實驗處理的對照組②自身對照：實驗與對照在同一對象上進(jìn)行③條件對照：給實驗組某種處理，給對照組另一條件的處理④相互對照：幾個實驗組相互對照4.對照與實驗對照原則：第五個要素：捕獲與解釋第五項原則：真實客觀原則①捕獲：捕捉、記錄由實驗變量而引起的反應(yīng)變量的變化和結(jié)果，即捕獲事實要實事求是，客觀真實，力戒主觀臆造②解釋：論證、說明實驗變量與反應(yīng)變量的因果關(guān)系，并推出結(jié)論，即解釋事實5.捕獲、解釋與真實客觀原則：

【典例1】為驗證甲狀腺激素能促進(jìn)蝌蚪發(fā)育，將27只同種、同時孵化且大小相同的蝌蚪，隨機(jī)均分為三組，飼養(yǎng)的水、飼料和溫度等培養(yǎng)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(yǎng)一段時間后，觀察其生長情況。

(1)請根據(jù)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(yǎng)條件屬于()②甲組加入的甲狀腺激素是())③甲組的變化和結(jié)果是(A．自變量C．額外變量B．因變量D．無關(guān)變量)(2)本實驗的關(guān)鍵步驟是(A．定時喂食C．定時觀察B．定時換水D．用藥量合理

(3)實驗中選取同種、同時孵化的大小相同的蝌蚪來做實驗，其目的是_________________________________________。

[名師點撥]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(jié)果的影響。遵循單一變量原則，對實驗結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，增強(qiáng)實驗結(jié)果的可信度與說服力。自變量是指實驗中要研究和控制的因素或條件。因變量是指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結(jié)果。無關(guān)變量是指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件。[答案](1)DAB(2)D(3)排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響【變式訓(xùn)練】

1．某研究小組進(jìn)行一個有關(guān)兔水鹽代謝調(diào)節(jié)的實驗，以下為實驗報告，請予以完善。實驗名稱兔的水鹽代謝調(diào)節(jié)(一)材料與方法

(1)家兔12只，2.5kg/只，隨機(jī)分為3組(甲、乙及丙組)，每組4只。

(2)對甲組兔靜脈滴注1.5%NaCl溶液，乙組滴注0.9%NaCl溶液，丙組滴注蒸餾水。滴注量均為200mL，0.5h滴完。

(3)從滴注開始收集測定2h內(nèi)兔的尿液量。(二)結(jié)果與分析(1)甲、乙、丙三組兔平均尿量比較：(2)原因：(三)討論(1)實驗設(shè)計時每組兔能否只用1只？為什么？(2)有人認(rèn)為需要增加1組兔才能使本實驗設(shè)計更為完善，你認(rèn)為對該組兔最有必要作何實驗處理？為什么？

解析：實驗動物的數(shù)量太少，無法排除個體差異對實驗的影響，體現(xiàn)了實驗設(shè)計的科學(xué)性原則，為了使實驗更加嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，應(yīng)增加一個空白對照組，對該組的處理是不注射任何液體，使甲、乙、丙三組的尿量有更好的比較基準(zhǔn)，體現(xiàn)了實驗設(shè)計的對照原則。

答案：(二)(1)丙組尿量最多，乙組其次，甲組尿量最少

(2)甲組血液滲透壓升高，抗利尿激素分泌增加，尿量減少；乙組抗利尿激素分泌不變，尿量較甲組多；丙組抗利尿激素分泌減少，尿量最多(三)(1)不能，只用1只兔不能排除因個體差異造成的結(jié)果不準(zhǔn)確(2)用這組兔作空白對照，不滴注任何液體，可以使甲、乙、丙三組兔的尿量有更好的比較基準(zhǔn)完整實驗應(yīng)包含的內(nèi)容高頻考題(1)實驗題目(2)實驗假設(shè)(3)預(yù)期結(jié)果(4)實驗方法(5)觀察和搜集數(shù)據(jù)(6)分析與結(jié)論(1)根據(jù)題干要求設(shè)計一個完整的實驗過程(2)對現(xiàn)有實驗設(shè)計進(jìn)行補(bǔ)充完善，如對實驗變量的處理、實驗條件的控制、實驗現(xiàn)象的描述、實驗結(jié)果的分析和討論等。各類實驗題解題策略題型一驗證性實驗與探究性實驗1.根據(jù)題干要求設(shè)計一個完整的實驗過程：

題目給出實驗?zāi)康募耙恍┎牧?，讓學(xué)生設(shè)計實驗方案。解答這類題目應(yīng)首先根據(jù)題目的要求和給出的條件，確定所考查的知識點及相關(guān)的實驗原理，設(shè)計便于操作的實驗方案。(1)實驗設(shè)計的基本思路：

①找出實驗?zāi)康模捍_定是探究性實驗還是驗證性實驗。 ②確定自變量、因變量和無關(guān)變量：找出單一變量，確定對照組和實驗組的設(shè)置，控制無關(guān)變量，明確觀測指標(biāo)。③分析材料用具、原理，學(xué)會制作簡易流程圖。④實驗步驟，遵行對照原則和控制好變量，注意實驗材料的選擇和培養(yǎng)條件。⑤根據(jù)實驗?zāi)康牡贸鼋Y(jié)論，預(yù)測結(jié)果、得出結(jié)論。(2)實驗設(shè)計的一般步驟：①取材、分組、編號。取材時要注意數(shù)量和生理及發(fā)育狀態(tài)相同；用具要相同等。②相同處理和不同處理。根據(jù)實驗變量設(shè)置對照(注意：單一因素不同，其他因素相同且最適)。

③進(jìn)一步的相同處理。其他因素相同且最適的繼續(xù)處理。 ④檢測、觀察、統(tǒng)計、比較。必須找出具體的觀察和記錄對象，觀察、記錄、統(tǒng)計、比較實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。如果實驗現(xiàn)象是隱蔽的，必須找出具體的檢測方法，以顯現(xiàn)實驗結(jié)果，便于觀察。

【典例2】小王發(fā)現(xiàn)黑暗中生長的大豆幼苗比陽光下生長的大豆幼苗高得多。請設(shè)計一個實驗方案，探究不同光照強(qiáng)度對大豆植株高度的影響，并預(yù)測實驗結(jié)果。

實驗材料和用具：大豆種子(200粒)、光照培養(yǎng)箱(光照強(qiáng)度范圍0～10000Lux，溫度、濕度等均可自行設(shè)定)、培養(yǎng)皿、直尺等。(1)實驗方案：(2)實驗結(jié)果測試：

[名師點撥]在設(shè)計實驗過程中，注意遵循對照原則，單一變量原則，平行重復(fù)原則等科學(xué)原則，所以至少分三組，且有黑暗作為對照，每組必須有一定的種子數(shù)量，且數(shù)量相等，排除無關(guān)變量對實驗的影響。預(yù)測實驗結(jié)果要根據(jù)題中所給的自然現(xiàn)象，即黑暗中生長的大豆幼苗比陽光下生長的大豆幼苗高得多，即可得出正確答案。

[答案]實驗方案：(1)實驗材料：①選出180粒大小一致的種子，分成六祖，每組30粒，在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。②培養(yǎng)條件光照強(qiáng)度0、2000、4000、6000、8000、10000Lux，溫度25℃，培養(yǎng)一周。③測定指標(biāo)用直尺測量植株高度，計算每組的平均值。

注：要求至少分為三組(三個處理)，每組有一定的種子數(shù)量，光照強(qiáng)度必須有0Lux(黑暗)。 實驗結(jié)果測試：隨光照強(qiáng)度的增加，植株高度下降?！咀兪接?xùn)練】

2．胰高血糖素對小白鼠和人具有相同的生理作用。為了驗證“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，請以小白鼠為實驗對象設(shè)計實驗步驟。

實驗材料和用具：正常實驗小白鼠2只，生理鹽水，用生理鹽水配制的適宜濃度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性試劑，注射器，試管，燒杯等。

實驗步驟：(實驗提示：采用腹腔注射給藥，給藥劑量不作實驗設(shè)計要求；給藥1小時后，用注射器在小鼠膀胱處穿刺取尿液。)

解析：此題根據(jù)實驗材料和原理設(shè)計實驗，驗證“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，是驗證實驗，實驗原理為胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，實驗自變量為是否注射胰高血糖素，因變量為血糖的濃度變化，其他作為無關(guān)變量。在實驗過程中要遵循單一變量原則，對照原則(一組注射胰高血糖素，一組注射等量的生理鹽水)和等量原則。一般過程為分組編號、對照處理、觀測實驗指標(biāo)等。答案：(1)取兩支試管分別編號為1號和2號，各加入等量的班氏糖定性試劑。(2)確定1只鼠為實驗鼠，腹腔注射胰高血糖素溶液；另一只鼠為對照鼠，腹腔注射等量生理鹽水。(3)給藥1小時后，對兩只小白鼠采尿液，實驗鼠尿液放入1號試管內(nèi)，對照鼠尿液放入2號試管內(nèi)。(4)將兩支試管搖勻后，放入盛有開水的燒杯內(nèi)加熱煮沸，待冷卻后，觀察兩支試管溶液顏色的變化。2．對現(xiàn)有實驗設(shè)計進(jìn)行補(bǔ)充完善：

實驗補(bǔ)充完善題的解題思路與完全實驗設(shè)計的解題思路基本一致。重點考查學(xué)生對變量的處理、過程描述、結(jié)果的預(yù)測與分析等。常見的實驗補(bǔ)充完善題有：①添加實驗假設(shè)；②完善實驗步驟；③總結(jié)實驗結(jié)論；④補(bǔ)充對照實驗。

【典例3】(2013

年重慶卷)研究發(fā)現(xiàn)豚鼠血清對人淋巴瘤細(xì)胞有抑制作用，而對正常細(xì)胞無影響。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)揮作用的物質(zhì)是L－天冬酰胺酶，它能將L－天冬酰胺分解，而淋巴瘤細(xì)胞自身不能合成該氨基酸，增殖被抑制。(1)為驗證該酶對兩種細(xì)胞的影響，某興趣小組進(jìn)行了以下實驗。實驗材料：正常細(xì)胞、淋巴瘤細(xì)胞、培養(yǎng)基(含細(xì)胞生長所需的物質(zhì))、L－天冬酰胺酶實驗步驟：a．分組實驗組：培養(yǎng)基＋L－天冬酰胺酶＋淋巴瘤細(xì)胞對照組：培養(yǎng)基＋____________________________實驗分組生長狀態(tài)L－天冬酰胺含量培養(yǎng)液細(xì)胞內(nèi)實驗組①缺乏缺乏對照組正常缺乏正常b．經(jīng)過適宜條件下培養(yǎng)后，觀察細(xì)胞生長狀態(tài)、檢測L－天冬酰胺含量。實驗結(jié)果(見下表)：

結(jié)果分析：該實驗利用了酶的______特性；表中①應(yīng)為______________；對照組細(xì)胞內(nèi)L－天冬酰胺含量正常的原因是___________________________________________________。

(2)患者多次靜脈注射該外源性酶后療效降低，是因為發(fā)生了____________反應(yīng)；該酶口服無效，原因是______________。

(3)根據(jù)實驗結(jié)果，你認(rèn)為理想的抗腫瘤藥物應(yīng)該具有的特性是________________________________________________。

[名師點撥](1)實驗的目的是驗證L－天冬酰胺酶對兩種細(xì)胞的影響，實驗組加入了淋巴瘤細(xì)胞，對照組應(yīng)在相同條件下加入正常細(xì)胞，即：培養(yǎng)基＋L－天冬酰胺酶＋正常細(xì)胞；

(2)由于腫瘤細(xì)胞自身不能合成天冬酰胺，體內(nèi)已有的天冬酰胺會被L－天冬酰胺酶分解，而正常細(xì)胞中的天冬酰胺盡管會被酶分解，但自身能夠繼續(xù)產(chǎn)生天冬酰胺，故含量正常。

(3)作為人體腫瘤康復(fù)治療的藥物是即不損傷機(jī)體又達(dá)到療效。宗旨就是只專一性殺傷腫瘤細(xì)胞，而對正常細(xì)胞無負(fù)面影響。[答案](1)L－天冬酰胺酶＋正常細(xì)胞專一抑制能合成L－天冬酰胺酶(有合成L－天冬酰胺的酶) (2)免疫(拮抗)酶被分解

(3)對腫瘤細(xì)胞有專一性殺傷作用，對正常細(xì)胞無影響【變式訓(xùn)練】3．(2013年大綱卷)用某種降血糖物質(zhì)X做以下實驗(注：用生理鹽水配制X溶液)?；卮鹣铝袉栴}：(1)某同學(xué)要驗證X的降血糖作用，進(jìn)行如下實驗：

選擇一批體重相同的正常小鼠，測定____________，并將小鼠隨機(jī)等量分成實驗組和對照組，實驗組注射適量的______，對照組注射等量的________，一段時間后，測定兩組小鼠的________，若____________________________，則表明X有降血糖的作用。

(2)若要驗證一定量的X能使患糖尿病的小鼠的血糖濃度下降到正常的范圍，進(jìn)行如下實驗：用__________小鼠作為實驗組，用患糖尿病小鼠作為對照組1，用______小鼠作為對照組2；實驗組注射______________，對照組1、組2注射等量的生理鹽水，一定時間后若實驗組和對照組__的血糖濃度均在正常范圍內(nèi)，而對照組__的血糖濃度高于正常范圍，則表明一定量的X能使患糖尿病的小鼠的血糖濃度下降到正常范圍。

解析：(1)實驗?zāi)康氖球炞CX的降血糖作用，那么此實驗的自變量是有無X，而因變量是血糖的變化?；舅悸肥?，建立一個對照組和一個實驗組，測得兩組小鼠血糖濃度，在分別注射一定量的生理鹽水和等量的X，一段時間之后測兩組小鼠的血糖濃度。若實驗組相比對照組有明顯的血糖下降，則證明X有降低血糖的作用。

(2)該實驗的目的是驗證一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖濃度下降到正常范圍。該實驗的自變量是有無一定量的X，而因變量是患糖尿病小鼠的血糖濃度?；舅悸肥墙蓚€對照組：患病小鼠組和正常小鼠組，注射生理鹽水；一個實驗組，注射一定量的X；觀察注射X前后小鼠的血糖和哪個對照組的值更近。答案：(1)血糖濃度X溶液生理鹽水血糖濃度對照組血糖濃度不變，實驗組血糖濃度下降(2)患糖尿病正常一定量的X溶液(或X溶液)21題型二實驗評價和改進(jìn)1．實驗評價類試題的一般解題方法——“五看”評價法。計是否合理一看對照

有無對照實驗 實驗變量設(shè)置 是否有標(biāo)記 是否遵循單一變量原則 是否遵循等量原則 是否排除干擾因素如果有，看對照設(shè)

步驟的順序是否合理二看步驟步驟是否完整 具體操作有無違反生物學(xué)基本原理三看驗證實驗結(jié)果的驗證目標(biāo)是否準(zhǔn)確實驗結(jié)果的驗證方法是否得當(dāng)

生物學(xué)材料選擇是否得當(dāng)四看材料實驗器材選擇是否合理 藥劑選擇、使用、用量是否準(zhǔn)確五看條件是否需要攪拌、加熱等實驗所需的溫度、光照等條件是否合理【典例4】(2012

年全國卷)某同學(xué)為了探究

pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設(shè)計了如下實驗步驟：

①在A、B、C、D、E5支試管中分別加入pH為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的適宜濃度緩沖液5mL，再分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉液1mL。②各試管中分別加入適當(dāng)濃度的唾液稀釋液1mL，搖勻。③將5支試管放入70℃恒溫水浴中，保溫時間相同且合適。④取出各試管，分別加入斐林試劑2mL，搖勻。⑤觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。

上述實驗步驟中有2處錯誤，請更正并說明更正的理由(不考慮試劑的濃度和加入量、pH梯度以及實驗重復(fù)次數(shù))，以便實驗?zāi)艿玫秸_的預(yù)期結(jié)果。(1)______________________________________________。(2)______________________________________________。[名師點撥][答案](1)③更正：將5支試管放入37℃恒溫水浴中，保溫時間相同且合適

理由：唾液淀粉酶的最適溫度為37℃，在70℃時，由于高溫使酶失去活性，干擾了pH對人唾液淀粉酶活性的影響。

(2)④更正：取出各試管，分別加入斐林試劑2mL，搖勻，將這些試管放入盛有50～65℃溫水的大燒杯中水浴加熱約2min。理由：斐林試劑與還原糖要在50～60℃水浴加熱條件下才能顯色?！咀兪接?xùn)練】4．下圖是一位學(xué)生設(shè)計的實驗裝置，用來證明CO2是光合作用的主要原料。(1)請指出該裝置的主要錯誤。___________________________________________________________________________________________________。(2)如需對照實驗，請描述對照實驗的設(shè)計。___________________________________________________________________________________________________。

解析：由于光合作用的產(chǎn)物中有淀粉，可通過碘遇淀粉變藍(lán)這一特性來檢驗實驗結(jié)果。為了消除葉片中原有淀粉對實驗結(jié)果的影響，應(yīng)首先對實驗裝置中的植物進(jìn)行48h的饑餓處理，消耗原有的淀粉，然后把植物平均分成兩組，實驗組裝置中放入盛有Ca(OH)2溶液的小燒杯，除去裝置中CO2

，對照組中無Ca(OH)2溶液，有CO2，其他實驗條件兩組完全相同。光合作用只利用紅光和藍(lán)紫光，幾乎不利用綠光，故原裝置中綠色玻璃瓶應(yīng)換成無色玻璃瓶。為增加淀粉的生成量，使實驗現(xiàn)象更明顯，應(yīng)從多個方向照光等。

答案：(1)①應(yīng)黑暗處理植物48h；②不能用綠色玻璃瓶，應(yīng)用無色玻璃瓶；③光照應(yīng)從各個方向照射；④應(yīng)設(shè)計對照實驗(2)見解析3．調(diào)查類實驗題型：(1)調(diào)查報告的內(nèi)容：①調(diào)查目的：確定調(diào)查的內(nèi)容(調(diào)查什么，想獲得哪些調(diào)查指標(biāo))。②調(diào)查內(nèi)容或?qū)ο螅合蛘l進(jìn)行調(diào)查、調(diào)查限定在什么范圍內(nèi)。

③調(diào)查方法(文獻(xiàn)調(diào)查或直接調(diào)查)：是通過訪問、座談、測驗還是通過發(fā)放問卷來調(diào)查，用普遍調(diào)查還是抽樣調(diào)查，怎樣抽取樣本和抽取多少樣本。④調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計與分析(一般要編制相應(yīng)的調(diào)查表)。⑤調(diào)查結(jié)論與建議。實驗名稱調(diào)查常見的人 類遺傳病土壤中小動物類群豐富度的研究種群密度的調(diào)查調(diào)查對象隨機(jī)確定的人群；一定數(shù)量的家族生活在土壤中的小動物植物、活動范圍小的動物活動范圍大的動物調(diào)查方法匯總法用取樣器取樣進(jìn)行采集、調(diào)查的方法樣方法：五點取樣法、等距取樣法標(biāo)志(記)重捕法：捕獲一部分個體，做上標(biāo)記后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時間后進(jìn)行重捕統(tǒng)計方法發(fā)病率＝(患病人數(shù)÷被調(diào)查人數(shù))×100%記名計算法、目測估計法樣方密度的平均值作為種群密度的估計值種群密度＝第一次捕獲個體數(shù)×重捕個體數(shù)÷重捕中標(biāo)記個體數(shù)注意事項(1)調(diào)查類實驗通常都要隨機(jī)取樣，避免主觀(2)調(diào)查的樣本數(shù)量通常不宜過小(3)為求準(zhǔn)確，通常進(jìn)行多次調(diào)查(2)高中生物涉及的調(diào)查類實驗：

【典例5】某山區(qū)被大山隔為多個相對集中的村落，因經(jīng)濟(jì)、文化、交通等因素的影響，加上傳統(tǒng)的婚俗，發(fā)現(xiàn)該地區(qū)遺傳病發(fā)病率較高。為此，該鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)準(zhǔn)備組織學(xué)生對本地5個自然村進(jìn)行一次遺傳病調(diào)查，目的是提醒人們改變傳統(tǒng)婚俗習(xí)慣，以降低遺傳病發(fā)病率，提高人口素質(zhì)。(1)請根據(jù)本次活動目的，確定一個調(diào)查課題，并簡述選題理由。①研究課題名稱：_________________________________。②選題理由：_____________________________________。(2)簡要擬定出你的調(diào)查方案①調(diào)查對象(或內(nèi)容)：__________________________