2013实验设计专题复习.ppt

高考实验专题复习高考实验专题复习 教材中出现的实验类型： 研究生物学实验研究生物学实验 的方法、技术的方法、技术 研究性课题研究性课题 实习实习 探究性实验探究性实验 验证性实验验证性实验 观察法、同位素示踪法、离心等观察法、同位素示踪法、离心等 调查调查 设计设计 真实探究真实探究 模拟探究模拟探究 掌握实验题的题型及应对策略 全国各类高考实验题，大致类型 1.对实验目的、原理进行考查的实验题 2. 对实验的材料、用具进行考查的实验题 3.对实验操作进行考查的实验题 4.对实验过程及原理进行考查的实验题 5.对实验设计及结果进行考查的实验题 6.对多个实验进行综合考查的实验题 高考生物实验命题有以下特点： 在课本实验的基础上进行变式，增加题目的开放性 ，灵活性和综合性，主要是实验题目，实验材料， 实验方法和实验步骤的开放。以对实验技术的掌握 ，对实验原理、程序、现象、结果等内容的归纳与 总结为基本要求。重点考察实验水平、实验设计与 分析推导能力、以及运用恰当语言对实验结果作出 科学解释的能力。 基础性强，难度较小或适中，在高考中 考查较多。 2011年考试说明要求的实验内容 必修一： （1）观察dna和rna在细胞中的分布。 （2）检测生物组织中还原糖，脂肪和蛋白质。 （3）用显微镜观察多种多样的细胞。 （4）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和体积的关系。 必修二： （1）观察细胞的减数分裂。 （2）低温诱导染色体加倍 （3）调查常见的人类遗传病。 必修三： （1）探究生物生长调节剂对扦插枝条生根的作 用。 （2）模拟尿糖的检测。 （3）探究培养液中酵母菌数量动态变化 （4）土壤中动物类群丰富度的研究。 （5）探究水族箱中群落的演替。 选修三：dna的粗提取和鉴定。 生物学实验包括教材中的常规实验和 实验设计两部分 第一部分 常规实验 41分子与细胞: （1）检测生物组绢中还原糖、脂肪和蛋白质 （2）用显微镜观察多种多样的细胞 （3）观察线粒体和叶绿体 （4）观察植物细胞的质壁分离和复原 （5）探究影响酶活性的因素 （6）叶绿体色素的提取和分离 （7）探究酵母菌的呼吸方式 （8）观察细胞有丝分裂 （9）模拟探究细胞表面积与体积的关系 42遗传与进化: （1）观察细胞的减数分裂 （2）低温诱导染色体加倍 （3）调查常见的人类遗传病 43稳态与环境: （1）探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的 作用 （2）探究培养液中的酵母菌数量的动态变化 （3）土壤中动物类群丰富度的研究 观察类实验 鉴定类实验 实习和研究性课题 实验十四 调查常见的人类遗传病 1、实验目的：(略) 2、实验方法：社会调查(获得遗传病的发病率) 和家系调查(获得遗传病的遗传方式) 3、某种遗传病的发病率=某种遗传病的患病人 数/某种遗传病的被调查总人数经100% 4、调查过程：确定调查课题划分调查小组划分调查小组 实施调查实施调查统计分析统计分析写出调查报告写出调查报告 5、注意事项：(1)最好选择发病率高的单基因遗 传病，如色盲、白化病等；(2)样本要足够；(3) 注意调查人群的随机性。 第二部分:实验设计 （宁夏理综）28（25分）回答i、ii小题： 甲组（20）乙组（40）丙组（100） i将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆、过 滤，得到提取液。取6支试管分别加入等量的 淀粉溶液后，分为3组并分别调整到不同温度 ，如图所示，然后在每支试管中加入等量的 玉米子粒提取液，保持各组温度30分钟后， 继续进行实验（提取液中还原性物质忽略不 计）： a b c d e f 甲组（20）乙组（40）丙组（100） （1）若向a、c、e三支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试 剂，沸水浴一段时间，观察该三支试管，其中液体颜色呈砖红色的 试管是 ；砖红色较深的试管是 ，颜色较深的原因是 : 不变色的试管是 ，不变色的原因是 。 （2）若向b、d、f三支试管中分别加入等量的碘液，观察三支试 管，发现液体的颜色是蓝色，产生该颜色的原因是 。 a和cc 淀粉酶在40时活性相对较高，淀粉酶催化淀粉 水解产生的还原糖多 e 酶失活 剩余的淀粉遇碘变蓝 （3）以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取 液促使淀粉分解的最适温度。你怎样设计实验才能确 定最适温度？（只要求写出设计思路） （宁夏理综）ii同一品种的西瓜种植在非生物因素相 同的两块土地上，但单位面积产量差别很大，为了探 究两块土地上产量不同的原因，请根据所学知识提出 一个值得研究的课题（要求写出课题的题目）。 在20和100之间每隔一定温度设置一个实验组，其它实 验条件保持一致。 以反应液和上述试剂（或答碘液或答斑 氏试剂或答斐林试剂）发生颜色反应的程度为指标确定最适 温度。 病虫害对西瓜产生影响的研究(本题答案有多种 ，只要合理就给分） 一、实验设计思路的确立 二、实验步骤的设计 三、实验结果的预测和分析 实验设计解题步骤 总结 一、实验设计思路的确立 审题： 题目中的实验原理、实验目的(方 向) 实验材料和用具(基础) 1、在实验原理的指导下，确定是验 证性实验还是探究性实验 2、是否有教材中或练习中的实验原 型，如果有可类比 探究性实验实验验证验证 性实验实验 提出问题问题 有 无 实验实验 假设设 假设设一般采用“如果a，则则b” 的形式表 述，是根据现现有的科学理论论、事实实 对对所要研究的对对象设设想出一种或几种 可能性的答案、解释释 因结论结论 是己知的，因此不 存在假设问题设问题 实验过实验过 程 应应有的实验实验 步骤实际骤实际 上并未完成，因 探究内容而异 应应有的实验实验 步骤骤，可以是 曾经经做过过或尚未做过过的， 因验证验证 内容而异 实验结实验结 果 预测预测 不唯一对应对应 假设设，分类讨论类讨论 。一般需 讨论讨论 “如果出现结现结 果会怎样样，如果出 现结现结 果或又会怎样样” 。但有时时也会 出现现“预测预测 最可能的结结果”的问题问题 此 种情况应应根据已有知识识推测测最合理的 结结果。 唯一 实验结实验结 论论 无 对应实验对应实验 目的做出肯定结结 论论 1.实验设计的原则 对照性原则: 科学、合理的设置对照可以使实验方案 简洁、明了，且使实验结论更有说服力。 所谓对照实验是指除所控因素外其它条 件与被对照实验完全相等的实验。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”。 二、实验步骤的设计(用规范 的科学术语表述,表述的语言要 精炼) 设置对照组常有4种方法： (1)空白对照，即不给对照组做任何处理；例如，在 “唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了 唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起 空白对照； (2)条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素，但 不是所研究的实验处理因素；例如，在“探究甲状 腺激素对小动物发育的影响”的实验中，采用等组 实验法，甲组为实验组(饲喂甲状激素)，乙组为条 件对照(饲喂甲状抑制剂)；不饲喂药剂的是空白对 照组。显然，通过条件对照实验说服力大大提高 。 (3)自身对照，指对照组和实验组都在同一研究对象 上进行，不再另外设置对照组；例如，“质壁分离与 复原”实验，自身对照简便，但关键要看清楚实验处 理前后的现象及变化差异。 (处理前的对象状况为对 照组，处理后的对象变化为实验组。) (4)相互对照，不单独设置对照组，而是几个实验相 互为对照。证明玉米根的生长方向与地心引力的关系 实验中不同方向放置的玉米种子之间则属于相互对照 。再如: 在探究温度(或ph)对酶催化活性影响实验中 温度(或ph)(0度、50度,100度) 为相互对照。(在实 验中要找出一个最佳效果点，就要采取相互对照进行 实验。) 单因子变量原则 所谓单因子变量原则，强调的是实验组和对照 组相比只能有一个变量，只有这样当实验组和对 照组出现不同结果时，才能确定造成这种不同结 果的原因肯定是这个变量造成的，从而证明实验 组所给实验因素的作用，因此在设计对照组实验 时首先要确定变量并加以正确设置，至于将谁作 为变量则很容易确定，即要验证谁则把谁作为变 量，也就是要把所要验证的中心条件作为变量。 确定变量 自变量：也称实验变量，是指实验中实验者能操纵 的给定的因素和条件 （怎样设定？对照原则） 控制变量：也称无关变量，指实验中除自变量以外 的影响实验变化和结果的因素或条件 （相同且适宜） 因变量：也称反应变量，指实验中由于自变量引起的 变化和结果（怎样检测？如探究甲状腺激素对小蝌蚪 发育的影响。自变量？因变量？） 等量性原则 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。 科学性原则：包括实验原理的科学性、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。 可行性原则：可行性原则是指在设计生物学 实验时，从实验原理、实验的实施到实验结 果的产生，都具有可行性。 2.实验设计步骤(步骤设计一般不宜连续表述 ，往往需要分段进行，并加以编号如“、 ”) 实验准备、分组 、编号 实验组、对照 组的设置 培养或其他 处理 观察和记 录 （3）、观察、记录：根据题意，简单说明观察 时间或周期等；观察、记录一定要针对反应变 量（观察指标）进行，具体的写出有必要的 话要设计一些图形、表格或坐标曲线等来记录 ，有的还要说明一下对记录数据的初步处理方 法，如求平均值等。 （2）、培养或其他处理：要注意保证生存 条件。除了一些明显的条件外，其他的条 件可用“适宜的条件”等词句给出。 、准备（配制溶液等），分组（实验组 、对照组，其中实验组如果有浓度梯度， 至少要分三组。如果有必要，每组还要设 多个相同处理），编号 三、实验结果的预测和分析 对结果进行预测和分析时，必须 将每一种可能性都列出来进行逐 一的分析 只要写出正确的结果并分析即可 探究性实验： 验证性实验： （山东理综）27（16分）近期统 计数据显示，癌症已经成为我国城 乡居民的首要死因。请根据提供法 的材料回答问题： （1）体外分别培养某癌细胞和正 常体细胞，图中代表癌细胞生长曲 线的是 。在体内，癌细胞可能 侵袭周围正常组织，说明癌细胞具 有 的特性。 （2）细胞癌变后，膜表面会出现 一些不同于正常细胞的蛋白质，这 些蛋白质会成为 ，引起机体的 免疫应答，在应答中直接使癌细胞 裂解的免疫细胞是 。 a 扩（分）散转移 抗原 效应t细胞 （3）端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据 显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验 ： 实验目的：探究端粒酶与细胞癌变的关系。 实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。 实验步骤： _ _ _ _ _ _ 结果预测及分析： _ （4）请根据上述内容，提出一种治疗癌症的新 思路： _。 细细胞类类型 增值值代数 端粒酶活 性 正常体细细 胞 5060 无 癌细细胞 无限 有 将癌细胞分成a、b两组 a组加入端粒酶抑制剂，b组 不加，进行培养 纪录并比较a、b两组的 增殖代数（分裂次数） a组比b组增殖代数减少，说明端粒酶与细胞癌变（连续分裂 ）有关；a组仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞癌变（连续分 裂）无关。 抑制癌细胞中端粒酶的活性（或抑制细胞分裂）或免疫治疗（输入淋巴因子、 dna疫苗） （2010年高考浙江卷）ii（12分）为研究兔红细胞在 不同浓度nacl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实 验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原 因分析的表格，并填入相应内容。 材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的 nacl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。 （要求：答题时对nacl溶液的具体配制、待观察装片 的具体制作不作要求） （1）实验思路： 用1.5%的nacl溶液和蒸馏水，配制出nacl质量分数 为0.3%、0.6%、0.9% 、1.2% 、1.5%的溶液 取6片载玻片，标记为1-6，滴加适量且等量的红细胞稀 释液滴在1-6号玻片上,再分别滴加等量的蒸馏水、0.3%、 0.6%、0.9% 、1.2% 、1.5%的nacl溶液 制成临时装片持续观察红细胞的形态，并做好记录 。 （2）设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入 该表中。不同浓度nacl溶液下兔红细胞的形态变化表 组别组别/指 标标 细细胞形态态 原因 1胀胀破 在蒸馏馏水中吸水过过多胀胀破 2膨胀胀后恢复 细细胞液浓浓度大于外界浓浓度，细细胞吸水膨胀胀,但是 离子会进进入细细胞,一段时间时间 后细细胞内外浓浓度相等, 细细胞恢复形态态 3膨胀胀后恢复 细细胞液浓浓度大于外界浓浓度，细细胞吸水膨胀胀,但是 离子会进进入细细胞,一段时间时间 后细细胞内外浓浓度相等, 细细胞恢复形态态 4正常 细细胞液浓浓度等于外界浓浓度,细细胞水分平衡 5皱缩皱缩 后恢复 细细胞液浓浓度小于外界浓浓度，细细胞失水皱缩皱缩 ,但是 离子会进进入细细胞,一段时间时间 后细细胞内外浓浓度相等, 细细胞恢复形态态 6皱缩皱缩 后不恢复 细细胞液浓浓度小于外界浓浓度，细细胞失水皱缩皱缩 ,但是 细细胞失水过过多死亡,不再恢复 (广东生物)32（5分） （1）甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿体色素提取 和分离”实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄 绿色的色素带为 。 （2）该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出 现了黄、绿两条色素带。他用刀片裁出带有色素带的滤纸条 ，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测 ，通过分析色素溶液的 来判断条带的色素种类。 （3）实验结束几天后，乙、丙两同学发现部分预留叶片已变 黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的，丙 同学则认为某些色素含量增加。根据所学知识，你将如何设 计实验来判断两个同学的观点是否正确？ 叶绿素b 吸收光谱 从预留的叶片中挑选出足量的、份量相等、大 小相近的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实 验材料，在相同条件下，再次进行叶绿体色素 的提取分离实验，测定和记录实验结果，比较 这两种叶片各种色素的组成及含量后，得出结 论。 （立意：考查验证生物学事实、正确分析和处 理实验现象和结果等基本实验能力，同时考查 对生物学问题进行初步探究的能力。） (广东生物)34（8分） 某科研小组为了解下丘脑与其他内分泌腺之间的功能关系，进 行了如下实验。请根据你所学知识，完成实验报告： （1）实验材料和步骤： 实验动物：家兔12只（体重2kg/只，雌雄各6只）。 依次测定和记录12只家兔血液中促甲状腺激素、甲状腺激素 、促性腺激素和性激素的含量以及12小时的尿量，每天1次，连 续3天。（性激素分泌调节与甲状腺激素分泌调节的原理相同） 第4天，切断各家兔下丘脑和垂体之间的联系后，重复上述步 骤。最后，将手术前、后的两组数据用 方法处理，求出差异。 统计学（统计、数理统计 ） （2）结果与分析：促甲状腺激素、甲状腺激素、促 性腺激素和性激素的含量，手术后比手术前 ；切 断垂体与下丘脑的联系后，甲状腺和 的生理功能 受到影响。兔的尿量，手术后比手术前 ，可推断 出 激素分泌减少。 （3）结论：根据实验结果以及下丘脑和其他内分泌腺 的功能可知，下丘脑合成和分泌 ，促进垂 体合成和分泌相应的 ，再促进相应的内分泌腺合成 和分泌激素。 （4）为进一步明确与尿量变化相关激素的分泌途径， 你认为下一个实验应在哪一方面进行研究？ 低（少） 性腺 多 抗利尿 促激素释放激素 促激素 抗利尿激素的释放与垂体的关系（抗利尿激素的分泌与 下丘脑的关系） 回答下列、小题： 已知在促进生长的浓度范围内，浓度相同时，生长素类似物萘乙酸 (naa)产生的促进生长的作用大于吲哚乙酸(iaa)。为了验证naa和iaa的 这种差异，可分别用胚芽鞘和扦插枝条为材料进行实验。请简单写出实验 设计思路并预测结果。 （1）以胚芽鞘为材料的实验设计思路及预测结果。 实验设计思路： 预测结果： （2）以扦插枝条为材料的实验设计思路及预测结果 实验设计思路： 预测结果： 某山地进行植树造林后发现一种昆虫数目大增，对树木造成极大危害 ，为探究昆虫数目大增的原因，请根据所学知识提出一个值得研究的课题( 要求只写出课题的题目)。 用等量相同浓度的iaa和naa分别处理各组去尖端的胚芽 鞘一侧（或答顶端），观察其弯曲生长角度（或答直立生 长长度）的差异。 naa处理胚芽鞘的弯曲角度（或答直立生长的长度）大于iaa的处 理。 用相同浓度的iaa和naa分别处理各组扦插枝条的 下端，观察其生根的差异。 naa处理的扦插枝条生根数量多于iaa的处 理。 天敌对昆虫数目影响的研究。（本答案有多种，只要合理就给 分） （2010年高考海南卷）21某木本植物种子成熟后不能萌发，经过 适宜的预处理可以萌发。现用甲、乙、丙、丁四种预处理方法处理 种子，再将处理后的种子分成两组：一组在温度和水分等适宜的条 件下进行萌发实验并测定萌发率，结果见表；另一组用于测定a、 b两种激素的含量，结果见图。请回答： 预处理方法室温、保湿（甲）4、保湿（乙）4、水浸种（丙） 4、干燥（丁）种子萌发实验条件温度和水分等适宜条件种子萌 发率（%） （1）由表可知，有利于该种子萌发的预处理条件是 和。 （2）由表和图可知，两种激素中抑制种子萌发的是 。 低温 水分 激素a 预处预处 理方法 室温、保湿 （甲） 4、保湿 （乙） 4、水浸 种（丙） 4、干 燥（丁） 种子萌发实发实 验验条件 温度和水分等适宜条件 种子萌发发率（ %） 0 100 98 0 （3）已知激素a存在于上述木本植物种子的种皮中，为了验证激素 a对种子萌发的作用，可用白菜种子为材料，以白菜种子发芽率为 指标进行实验，请补充完成下列实验步骤，并预测结果、得出结论 。 图2-2-1预处理方法 实验步骤： 剥离该草本植物种子的种皮，提取激素a，并制备成激素a水溶 液。 预测结果： 得出结论： 分别用激素a水溶液和蒸馏水处理白菜种子，置于适宜温度下 培养，其中蒸馏水处理为对照 一定时间后，统计白菜种子的发芽率 激素a处理的白菜种子发芽率低于对照组 激素a对种子萌发有抑制作用 （2010年高考福建卷）26回答下列i、ii题 i东海原甲藻（简称甲藻）是我国东海引发赤潮的藻种之一，研究甲 藻光合作用的生理特性可为认识赤潮发生机理提供重要信息。 （一）某研究小组探究ph对甲藻光合作用的影响，设计了以下实验： 将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养， 各组藻液ph分别设定为6.0、7.0、8.0、 9.o、10.0，在黑暗中放置12 h，然后 在适宜光照等相同条件下培养， 随即多次测定各组氧气释放量并 计算净光合速率。将实验结果绘制成右图。 （