实验复习(5)-调查类实验PPT演示文档

7.(2012江苏卷)蓝藻、绿藻和硅藻是湖泊中常见藻类。某课题组研究了不同pH对3种藻类的生长及光合作用的影响，实验结果见图1、图2。请回答下列问题：,（1）根据图1和图2分析，3种藻类中pH适应范围最广的是；在pH为8.0时，3种藻类中利用CO2能力最强的是。（2）在培养液中需加入缓冲剂以稳定pH，其原因是。,（3）在实验中需每天定时对藻细胞进行取样计数，请回答以下问题：,取出的样液中需立即加入固定液，其目的是。在计数前通常需要将样液稀释，这是因为。,将样液稀释100倍，采用血球计数板（规格为1mm1mm0.1mm）计数，观察到的计数室细胞分布见图3，则培养液中藻细胞的密度是个/mL。,【答案】（1）绿藻蓝藻（2）藻类生长代谢会改变培养液pH（3）维持藻细胞数量不变藻细胞密度过大1108【解析】由图可知适应能力最强的是绿藻，PH8时利用二氧化碳能力最强的是蓝藻，藻类培养液加入缓冲物质稳定PH原因，是藻类生长代谢会影响培养液PH，血球计数板应用属识记内容，详解见答案。,七、探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替(3-p112),一、实验原理在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一个人工微生态系统是可能的。但同时，这个人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的，它会发生群落的演替。,二、实验步骤 1在透明的瓶或缸内放入生态系统各种成分，尤其要有各种生物成分，组成生物群落。水族箱必须是密封的,透明的,放置于室内通风、光线良好的地方，但要避免阳光直接照射。各生物成分的数量不宜过多，以免破坏食物链。 2制好的水族箱(或鱼缸)的群落后，应贴上标签，写上制作者姓名、日期、群落类型。 3每天观察记录水域中生物类群的变化情况，并查阅相关资料，分析总结环境中生物的演替情况。,考点3探究类实验,注意问题,(1)探究温度(pH)对酶活性的影响时，必须在达到预设的温度(pH)的条件下，再让反应底物与酶接触，避免在未达到预设的温度(pH)时反应底物已与酶接触发生反应，影响实验结果。(2)探究酵母菌的呼吸方式时：新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸(杀死里面的微生物、除去溶液中的氧气)，等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再将食用酵母菌加入；酵母菌培养液应封口放置一段时间后，待酵母菌将瓶内的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变混浊。,(3)探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度装置的设计应有利于观察，如观察促进生根的实验可以用水培法。所设组别除不同浓度的生长素类似物处理外，还要增加一组蒸馏水处理的做空白对照。,(4)探究培养液中的酵母菌种群数量的动态变化从试管中吸出培养液进行计数之前，要轻轻震荡几次，使酵母菌均匀分布，以确保计数准确，减少误差。该探究不需要设置对照，因为随着时间的延续，酵母菌种群数量的变化，在时间上形成前后自身对照，但要获得准确的实验数据，必须重复实验，求得平均值。对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计算相邻两边及其顶角的酵母菌。实验结束后，用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的，正确的方法是浸泡和冲洗。,第四类实验：调查类实验（3个）,调查常见的人类遗传病(2-p91)种群密度的取样调查土壤中动物类群丰富度的研究（3-p75）,1.调查某种遗传病的发病率,2.调查该病的遗传方式,在人群中随机抽样调查,在患者家系中调查研究,调查常见的人类遗传病 P91,1方法步骤：可以以小组为单位开展调查工作。其程序是：组织问题调查小组确定课题分头调查研究撰写调查报告汇报交流调查结果（如流程图）,(十八)调查常见的人类遗传病(2-p91),2、注意事项：（1）调查时，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病、高度近视（600度以上）等（2）为保证调查的群体足够大，小组调查的数据，应在班级和年级中进行汇总。（3）,3人类常见的遗传病类型概括,土壤中动物类群丰富度的研究 P75,采集方法：,取样器取样法,丰富度的统计方法：,记名计算法；目测估计法,（十九 ） 土壤中动物类群丰富度的研究（3-P75）,一实验目的：1初步学会动物类群丰富度的统计方法2能对土壤中部分常见的动物进行分类3学会设计表格进行观察和统计。二实验原理：土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些动物的良好栖息场所。研究土壤中动物类群的丰富度，操作简便，有助于理解群落的基本特征与结构。,三方法步骤：1提出问题：如土壤中有哪些小动物？它们的种群密度是多少？2制定计划3实施计划本研究包括三个操作环节：取样、观察和分类、统计和分析。,1）取样：在野外用取样器取样的方法进行采集、调查，即：用一定规格的捕捉器（如采集缺罐、吸虫器等进行取样），（不适于用样方法或标志重捕法）在实验室进行观察。2）观察和分类：需要借助动物分类的专业知识。3）统计和分析：要求设计一个数据收集和统计表，并据此进行数据分析。,丰富度的统计方法：记名计算法和目测估计法。 记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。 目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。,考点4调查类实验,1调查类实验归类分析,2.观察调查类实验的统计技术和测量技术的总结如下表,二轮实验复习,陕西省商洛中学,刘小刚,考试说明对实验与探究能力的要求,（1）能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能综合运用这些实验涉及的方法和技能。（2）具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。（3）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。（4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。,一、课本中的实验,每一个实验的目的、原理、方法和步骤了如指掌。并能够应用相关的原理，对其他实验进行设计和拓展。,考纲要求的实验,（1）观察DNA和RNA在细胞中的分布（2）检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 （3）用显微镜观察多种多样的细胞 （4）用高倍镜观察线粒体和叶绿体 （5）通过模拟实验探究膜的透性 （6）观察植物细胞的质壁分离和复原 （7）探究影响酶活性的因素 （8）叶绿体色素的提取和分离 （9）探究酵母菌的呼吸方式 （10）观察细胞的有丝分裂 （11）模拟探究细胞表面积与体积的关系（12）观察细胞的减数分裂 （13）低温诱导染色体加倍（14）调查常见的人类遗传病 （15）探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用 （16）模拟尿糖的检测（17）探究培养液中酵母菌数量的动态变化 （18） 土壤中动物类群丰富度的研究 （19）探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替,必修1,必修2,必修3,选修1：（20）DNA的粗提取与鉴定,网 络 构 建,细胞学说的建立过程（必一P10）对细胞核功能的探索（必一P52） 对生物膜结构的探索历程（必一P65） 关于酶本质的探索（必一P81）光合作用的探究历程（必一P101）孟德尔遗传实验的科学方法（必二P2-11）基因位于染色体上的实验证据（必二P28） 人类对遗传物质的探索过程（必二P42-46）DNA双螺旋结构模型的构建过程（必二P47）促胰液素的发现（必三P23） 生长素的发现过程（必三P46） 另外：动物激素生理作用的研究；同位素示踪技术；动植物杂交实验等,二.课本经典实验及研究方法,三.实验设计及解题思路 了解科学探究和实验设计的一些规律性的方法和原则，学会科学分析实验现象，得出正确的结论，并准确表述和呈现实验的过程和结果。,(一)实验方案的设计,实验方案的设计着重考查：确定实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计实验数据的处理方法和分析实验现象，得出正确的实验结论，以及对提供的一些实验方案进行补充、完善等。 在实验方案的设计中，必须高度关注以下几个方面：,实验设计是解答实验题的难点，要理清思路，找准方法和突破口，才能化难为易。,实验（设计）的原则,（1）科学性原则,（2）平行重复原则,（6）单一变量原则,（4）随机性原则,（5）简便性原则,（3）可行性原则,（7）对照原则,（1）科学性原则,实验原理的科学性实验材料选择的科学性实验方法的科学性实验结果处理的科学性,（4）随机性原则,（5）简便性原则,材料易获取装置简单药品便宜操作简便，步骤少，时间短,（消除系统误差，平衡无关变量）,（6）单一变量原则,实验变量与反应变量无关变量与额外变量,自变量 因变量,（原因 ） （结果）,实验目的在于获得和解释这种前因后果,控制变量 干扰变量,实验设计和操作中尽量减少无关变量,（原因 ） （结果）,（实验变量只有一个）,（7）对照原则,空白对照自身对照条件对照相互对照,（排除无关变量的干扰，增加实验结果的可信度）,1、 实验必须遵循的三大基本原则：（1）设置对照原则： 空白对照 不给对照组任何处理因素。如：在研究甲状腺激素促进蝌蚪发育实验中，先取等量的同龄且发育状态相同的小蝌蚪60只，分为两组放入容积相同的两个玻璃缸，加入等量的自然水和蝌蚪饲料；一组加入甲状腺激素，另一组不加任何药品，就是空白对照。 条件对照 给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的实验因素。如：在上述空白对照的举例中，如果取等量的同龄且发育状态相同的小蝌蚪60只，分为三组（编号甲、乙、丙）放入容积相同的三个玻璃缸，加入等量的自然清水和蝌蚪饲料；甲组加入甲状腺激素，乙组加入甲硫咪唑(甲状腺抑制剂)，是条件对照，丙组不加任何药品，是空白对照。 相互对照 不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如：验证植物根对矿质离子有选择吸收的特性，可把蕃茄和水稻分别培养在成分相同的培养液中，过一段时间后，测定培养液中各种矿质元素离子浓度的变化，就会发现蕃茄吸收Ca多，吸收Si少；而水稻吸收Si多，吸收Ca少。以上就是两个实验组的相互对照。 自身对照 对照和实验都在同一研究对象上进行。如：要研究植物根具有向重力性，茎具有背重力性，可把某一植株横放于培养基上，让其自然生长，经过一段时间后，便可观察到根向重力生长，茎背重力生长。这里，对照和实验都在同一个体上进行，属于自身对照。,分析下列实验对照的类型：,（2）单一变量原则：控制其它因素不变，只改变其中一个因素，观察其对实验结果的影响。 如探索温度对酶活性的影响时，只能改变反应的温度，其它如pH、酶浓度等因素就要完全相同且适宜。,自变量（又称实验变量） ：是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量。自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。因变量（又称反应变量）：是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。无关变量：与实验目的无关、但控制不好，会干扰实验结果 所谓单一变量原则，就是要尽可能控制无关变量的作用，以确保实验变量的唯一性。,例： 为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验时，如果以正常小鼠注射某种药物前后小鼠症状作为观察指标，则下列对实验组小鼠注射药物的顺序，正确的是A先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液B先注射胰岛素溶液，再注射胰岛素溶液C先注射胰岛素溶液，后注射生理盐水D先注射生理盐水，后注射胰岛素溶液,解题的简要思路：本实验是验证胰岛素是否具有降低血糖含量的作用，因而有无胰岛素应该是实验中的唯一变量，也就是说，对照组中没有胰岛素，而实验组中应该有胰岛素，且注射胰岛素后血糖浓度应该与实验前发生变化。实验的操作步骤应该是：给对照组注射一定量的生理盐水，给实验组注射等量的用生理盐水溶解的胰岛素溶液；一段时间后观察两组小鼠的症状表现，可见对照组小鼠正常，而实验组小鼠出现血糖降低的症状，再给实验组小鼠注射一定浓度的葡萄糖溶液，可见实验鼠的症状得以恢复。答案：A,（3）等量原则： 对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。有如下四个方面：所用生物材料要相同 即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。所用实验器具要相同 即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。所用实验试剂要相同 即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。所用处理方法要相同 如：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。 此外，还应注意科学性原则（指在设计实验时，必须要有充分的科学依据，也就是要以前人的实验为基础，而不是凭空设想，主观臆造）、简便经济原则（如，装置简单、实验步骤较少、使用材料用具少、实验时间较短等），等等。,2 、区分探究性实验和验证性实验,实例：鉴定某人是否出现糖尿-探究性实验验证某糖尿病患者尿液中含葡萄糖-验证性实验,3、 实验设计（控制变量法）策略（看清楚、想清楚、写清楚）,1)明确实验目的和实验原理2)分析实验用具与材料用途并进行预处理3)遵循单一变量原则、对照原则和等量原则、平行重复原则4)实验步骤般可三步走： 第一，将材料和器具编号分组； 第二，进行实验，即实验组和对照组的设置； 第三，观察并记录结果5)全面预期实验结果：一般来说，验证性的实验，结论就只有一个；探究性实验，则要将可能的预期都列出来。6)语言表述要简明、准确，一般宜采用分段叙述的方式，有时也可以用图表加以说明，尽可能让人一目了然。,4 、实验设计题的解题策略,（1）实验原理是否正确（2）是否设置了对照组、是否需要条件对照和空白对照（3）实验步骤是否正确，有无漏做或颠倒（4）操作方法是否正确（5）结果检测试剂的选择、使用方法是否正确（6）是否遵循单一变量原则，特别关注干扰变量的消除或控制（7）是否遵循重复原则，是否存在偶然性，如“一只”、“一片”等,(二)实验方案的评价和修正型试题解答,研究发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质X。有人推测根部合成的X运输到叶片，能调节气孔的开闭。他们做了如下实验：从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中。一段时间后，测得的有关数据如下表所示。（注：气孔导度越大。气孔开启程度越大）,以上方案有不完善的地方，请指出来并加以修正。,答案：a样本量太小。应“取叶片若干，等分为三组”。b缺乏空白对照。增加1组，将叶片的叶柄下浸在不含X的培养液中。,某同学由温度能影响酶的活性联想到温度能否影响甲状腺激素的活性。为了探索这一问题，他做了一个实验。实验步骤如下： 取三只相同的洁净玻璃缸，编号为l、2、3，分别装上等量的蒸馏水、河水、自来水。 取发育状况不同的15只蝌蚪，分成三等份，分别放人1、2、3号玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。 每天同时向l、2、3号玻璃缸中分别投入普通饲料、常温(25)下的甲状腺激素制剂拌匀的饲料、用60温水处理1小时的甲状腺激素制剂拌匀的饲料。 每隔一段时间测量、记录，并比较蝌蚪的发育状况。(1)在实验步骤的叙述中，存在一些不妥或不严密之处，请指出并加以改正；(2)预测实验现象及结论。,参考答案:(1)改正：蒸馏水、河水、自来水改为河水，“发育状况不同”改为“相同”，“投入”后加“等量的”。(2)预测实验现象及结论：若2号玻璃缸内蝌蚪发育最快，而l、3号玻璃缸内蝌蚪发育状况相同，说明高温使用甲状腺激素制剂失活。若2号玻璃缸内蝌蚪发育最快，3号玻璃缸内次之，l号玻璃缸最慢，说明高温使甲状腺激素制剂的活性降低。若2、3号玻璃缸内蝌蚪发育状况相同，而1号玻璃缸内较慢，说明高温未影响甲状腺激素制剂的活性。(或增加一项：若三个玻璃缸中的蝌蚪发育状况为：l号快于2号，2号快于3号，说明高温增强了甲状腺激素制剂的活性。),第一类：显微镜观察类实验（7个）,用显微镜观察多种多样的细胞（1-P7）观察DNA、RNA在细胞中的分布（1-P26)观察线粒体和叶绿体(1-P47)观察植物细胞的质壁分离和复原(1-P61)观察细胞的有丝分裂(1-P115)观察细胞的减数分裂(2-P21)低温诱导染色体加倍(2-P88),常用仪器、试剂或药品的用途1、NaOH： 2、Ca(OH)2： 3、CaCl2: 4、HCl: 5、NaHCO3： 6、酸碱缓冲剂（Na2CO3/NaHCO3， Na2HPO4/NaH2PO4）： 7、NaCl：,8、琼脂： 9、酒精： 10、蔗糖： 11、二苯胺：12、甲基绿：13、吡罗红： 15、斐林试剂/班氏试剂：16、双缩脲试剂：17、苏丹染液和苏丹染液：18、碘液： 19、龙胆紫溶液或醋酸洋红：21、健那绿：,22、重铬酸钾溶液: 23、溴麝香草酚蓝水溶液：25、伊红美蓝： 30、层析液：31、20%新鲜肝脏研磨液： 32、无土营养液：33、柠檬酸钠：,归纳：一些实验条件的控制方法（1）增加水中氧气 （2）减少水中氧气（3）除去容器中CO2（4）除去叶中原有淀粉（5）除去叶中叶绿素（6）除去光合作用对呼吸作用的干扰（7）得到单色光（8）获得单一的细胞器（9）动物细胞破裂（10）杀灭细菌（11）控制容器的温度,归纳：一些实验条件的控制方法（1）增加水中氧气 （2）减少水中氧气 （3）除去容器中CO2 （4）除去叶中原有淀粉 （5）除去叶中叶绿素 （6）除去光合作用对呼吸作用的干扰,泵入空气；吹气；放入绿色植物,容器密封；油膜覆盖；用凉开水,NaOH溶液,置于黑暗环境中,酒精水浴加热,给植株遮光,（7）得到单色光棱镜色散；彩色玻璃（薄膜）滤光（8）获得单一的细胞器（9）动物细胞破裂（10）杀灭细菌（11）控制容器的温度用保温瓶或绒棉来隔热，避免生物所产生的热会散失至四周。或用水浴加热、恒温箱保温。,细胞匀浆超速离心,蒸馏水渗透胀破；搅拌；离心,煮沸；烘烤；酒精；高浓度NaCl；含青霉素培养基,放射性元素标记法的应用一般常用的放射性元素有：15N、3H、2H、32P、 14C、18O、35S,放射性元素标记法的应用 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分别标记噬菌体，可验证 噬菌体侵染细菌的过程，DNA分子能保持连续 性，从而说明DNA是生物的遗传物质。用放射性元素15N标记研究DNA的复制过程，可 说明DNA具有半保留复制的特点用4H标记氨基酸，可以研究氨基酸在细胞内合成 分泌蛋白所经途径:氨基酸核糖体内质网高 尔基体经细胞膜分泌到细胞外,（一）一些常见的实验方法,1、用荧光标记法来证明细胞膜具有一定的流动性2、同位素示踪法：光合作用产生氧气的来源；光合作用中二氧化碳的去向；噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；DNA的复制是半保留复制。3、确定某种元素为植物生长必需的元素的方法: 水培法（完全培养液与缺素完全培养液对照）4、获得无籽果实的方法： 用适宜浓度的生长素处理花蕾期已去雄的子房，如无籽蕃茄、诱导染色体变异，如无籽西瓜。5、确定某种激素功能的方法： 饲喂法，切除注射法，阉割移植法，切除口服法。6、确定传入、传出神经的功能： 刺激+观察效应器的反应或测定神经上的电位变化。,7、植物杂交的方法 雌雄同花：花蕾期去雄+套袋 +开花期人工授粉+套袋 雌雄异花：花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋8、确定某一显性个体基因型的方法： 测交； 该显性个体自交。9、确定某一性状为显性性状或隐性性状的方法： 具有一对相对性状的纯合体的杂交 自交，观察后代是否有性状分离。10、育种的方法：杂交育种；人工诱变育种；人工诱导育种；单倍体育种；基因工程育种；细胞工程育种等。11、测定种群密度的方法：样方法； 标志重捕法12、分离微生物的方法：用选择培养基培养；平板划线法、稀释涂布平板法。,（二）细胞内物质或结构的检测方法,淀粉碘液还原糖斐林试剂、班氏试剂CO2 Ca(OH)2溶液或酸碱指示剂或溴麝香草酚蓝水溶液（蓝变绿再变黄）乳酸pH试纸O2余烬木条复燃无O2火焰熄灭蛋白质双缩脲试剂染色体龙胆紫、醋酸洋红溶液DNA甲基绿脂肪苏丹或苏丹IV染液酒精重铬酸钾（酸性条件）RNA吡罗红线粒体健那绿（活细胞染料）,（三）实验条件的控制方法,增加水中氧气泵入空气或吹气或放入绿色植物减少水中氧气容器密封或油膜覆盖或用凉开水提供CO2方法NaHCO3 除去容器中CO2NaOH溶液或KOH溶液 除去叶片中原有淀粉置于黑暗环境一昼夜除去叶片中叶绿素酒精加热除去光合作用对呼吸作用的干扰给植株遮光如何得到单色光 棱镜色散或彩色薄膜滤光 血液抗凝加入柠檬酸钠线粒体提取细胞匀浆离心灭菌方法微生物培养的关键在于灭菌，对不同材料，灭菌方法不同：培养基用高压蒸汽灭菌；接种环用火焰灼烧灭菌；双手用肥皂洗净，擦干后用75%酒精消毒；整个接种过程都在实验室无菌区进行。,（四）实验结果的显示方法,光合速率O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量呼吸速率O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量原子途径放射性同位素示踪法细胞液浓度大小质壁分离细胞是否死亡质壁分离甲状腺激素作用动物耗氧量，发育速度等生长激素作用生长速度（体重变化，身高变化）胰岛素作用动物活动状态,要熟记考纲要求的每个实验的操作注意事项：1、还原糖的鉴定原理 5065水浴加热 斐林试剂甲液和乙需要等量混合后再加入反应液中 2、蛋白质的鉴定原理 蛋清液需要稀释 先加双缩脲试剂A，再滴加双缩脲试剂B3、脂肪的鉴定原理 花生子叶切片要薄,4、观察DNA、RNA在细胞中的分布 甲基绿吡罗红试剂需要现用现配 显微镜观察时需要选择染色浅,分布均匀的区域5、观察线粒体和叶绿体 临时装片应随时保持有水状态，以免影响细胞的活性； 要漱净口腔，防止杂质对观察物象的干扰； 必须在低倍镜下将目标移到视野中心，然后再转动转换器换用高倍镜,（10年天津高考题） 在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，以下操作和结论正确的是A. 剪取5cm根尖, 用酒精和吡罗红混合液解离染色B. 右图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野C. 持续观察, 视野中的K细胞将分裂成两个子细胞D. 视野中, N细胞