专题七实验实习与研究性课题.ppt

实验是高考必考的内容，也是命题的热点。高考生 物实验的考查，一是重视回归教材：从内容上看，既可 对教材实验内容直接考查，也可对教材相关实验的原理 和方法进行拓展考查；从形式上看，不是简单机械地重 复，而是通过创设新的实验情境，考查对教材实验的分 析、理解和提取新信息的能力。二是重视对探究能力的 考查：既有以实验操作技能训练为主的试题，又有以检 验已知的事实、概念为主的验证性试题。 1.教材实验识记、理解和拓展 教材中的实验原理、方法、步骤、器材、注意事项等 是近几年考查的重点，所以，在复习过程中，首先要将教 材中的实验分类归纳，举一反三。然后对教材中每一个实 验的实验目的、原理、材料、步骤及注意事项等进行比较 记忆，要认真领会每个实验的设计意图，并总结实验方法 。对于根据教材实验内容进行拓展创新的试题，要给予加 倍关注。 2.实验设计和分析 实验分析主要考查是否理解某个实验的原理、能否 分析实验结果、是否具有灵活运用教材中实验知识的能 力及在不同情境下对知识的迁移能力。特别是对题中一 些具体实验数据的处理、分析、表达、描述和作图等更 是高考的热点。实验设计要剖析教材中的各类实验，包 括经典实验，特别是理解验证性实验和探究性实验的设 计方法和实验结论上的区别。 3.研究性学习 重点掌握数据处理的基本方法，如列表法、算术平均 值法、图像法等。在复习过程中创设一种类似科学研究的 情境和途径，如可重温(再经历)科学家成功探索自然的经典 实验及重要发现，重点放在对科学研究方法的探索过程， 培养发现问题、提出假设、设计实验验证等能力。通过主 动地探索、发现和体验，学会对大量信息进行收集、分析 和判断，从而增强科学探究能力。 考点一显微镜观察类实验 考 点 解 读 1.观观察 DNA 和 RNA 在细细胞中的分布 2使用高倍显显微镜观镜观 察几种细细胞 3用高倍显显微镜观镜观 察叶绿绿体和线线粒体 4观观察植物细细胞的吸水和失水 5观观察细细胞的有丝丝分裂和减数分裂 1(2010新课标全国卷)若要在普通显微镜下观察到质壁 分离、RNA和脂肪，下列四组材料中应选择的一组是 ( ) A水稻胚乳和花生子叶 B天竺葵叶和水稻胚乳 C紫色洋葱和花生子叶 D天竺葵叶和紫色洋葱 解析 观察质壁分离时细胞一定要是活的，且细胞的细胞液 中有一定的色素，便于观察液泡的颜色变化和大小变化，而水 稻胚乳细胞是死细胞不能做质壁分离的材料；天竺葵叶片绿色 较深，会干扰观察质壁分离；水稻胚乳中主要含淀粉，而脂肪 含量少，不便于观察脂肪的存在。 答案 C 实验实验 名称 实验实验 材料实验实验 流程 观观察叶 绿绿体 藓类藓类 小叶 或菠菜叶 制片(滴水取材盖片)低倍镜镜 观观察高倍镜观镜观 察 观观察线线 人的口腔 上皮细细胞 制片(滴健那绿绿取材盖片)低 倍镜观镜观 察高倍镜观镜观 察 1.观察叶绿体和线粒体 2.观察植物细胞的吸水和失水 3观观察细细胞的有丝丝分裂和减数分裂 实验实验 名称 实验实验 材料 实验过实验过 程 观观察细细 胞有丝丝 分裂 洋葱 根尖 分生 区细细 胞 实验实验 名称 实验实验 材料 实验过实验过 程 观观察 细细胞 减数 分裂 蝗虫 精母 细细胞 减数 分裂 固定 装片 植物细胞质壁分离与复原实验的应用 1判断细胞的死活 待测细胞0.3 g/mol 蔗糖溶液镜检观察发生质壁分离， 为活细胞；不发生质壁分离，为死细胞。 2测定某种植物细胞液的浓度 待测细胞一系列浓度梯度的蔗糖溶液镜检观察观察 质壁分离情况，细胞液浓度约等于未发生质壁分离和刚刚 发生质壁分离的外界溶液的浓度。 3比较不同种植物细胞液的浓度大小 不同植物细胞同一浓度的蔗糖溶液镜检观察根据 质壁分离发生的时间及程度，判断细胞液浓度的大小。 4比较未知浓度溶液的浓度大小 同种植物细胞未知浓度的溶液镜检观察根据质壁 分离发生的时间及程度，判断未知溶液浓度的大小。 5验证原生质层和细胞壁伸缩性大小 成熟植物细胞0.3 g/mL 蔗糖溶液镜检观察发生质 壁分离，说明细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性。 考点二验证类实验 考点 解读 1.绿绿叶中色素的提取和分离 2检测检测 生物组织组织 中的糖类类、脂肪和蛋白 质质 2(2010上海高考)右图中代表新鲜菠菜 叶的光合色素纸层析结果，则右图所 示结果最有可能来自 ( ) A水培的洋葱叶 B生长的柳树幼叶 C培养的衣藻 D秋冬的银杏落叶 解析 图的结果显示无叶绿素a和叶绿素b，A、B、C项 的细胞中都含有叶绿素，只有D项，几乎不含叶绿素。 答案 D 1绿叶中色素的提取和分离 2检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质 实验实验 名称实验实验 材料实验实验 步骤骤 还还原糖的检检 测测和观观察 去皮的苹果或梨 的匀浆浆 去皮切块块研磨过滤过滤 取 2 mL 组织样组织样 液注 入 1 mL 斐林试剂试剂 (现现配 现现用、混合均匀后加入 )水浴加热热观观察出现现 砖红砖红 色沉淀 实验实验 名称 实验实验 材 料 实验实验 步骤骤 脂肪的 检测检测 和观观 察 花生种子 方法一：取花生子叶研磨取组织样组织样 液 滴加 3 mL苏苏丹染液 观观察染色情况 方法二：取花生子叶徒手切片制片 染色低倍显显微镜观镜观 察高 倍显显微镜观镜观 察 蛋白 质质的 检测检测 和观观 察 大豆种子 浸泡研磨过滤过滤 取2 mL 组织样组织样 液 注入双缩脲试剂缩脲试剂 A 液 1 mL摇摇匀 注入双缩脲试剂缩脲试剂 B 液4滴摇摇匀出现现 紫色 高中生物实验常见颜色归纳 1赤(红)：斐林试剂与还原糖作用，在热水浴中生成砖红色 沉淀；班氏试剂与葡萄糖反应，在沸水浴中生成砖红色沉 淀；脂肪可以被苏丹染液染成红色，该反应不需要加热； 在观察植物细胞的有丝分裂实验中，用醋酸洋红液将染色 体(或染色质)染成红色。 2红、橙：叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收红橙光和蓝紫光。 3橙、黄：脂肪可以被苏丹染液染成橘黄色，该反应不需要 加热；叶绿体中色素的提取和分离实验中，滤纸条分出的色 带中最上边的是胡萝卜素橙黄色，其下边的是叶黄素 黄色。 4黄绿色和蓝绿色：叶绿体中色素的提取和分离实验中，滤 纸条分出的色带中最下边的是叶绿素 b黄绿色，其上 边的是叶绿素 a 蓝绿色。 5绿色：叶绿体中色素的提取和分离实验中，用丙酮提取的 叶绿素的颜色是绿色。 6蓝色：在光合作用发现过程中，德国科学家萨克斯做的实 验中发现曝光的那一半叶片用碘蒸气处理后呈深蓝色。 7紫蓝色：在温度对酶活性的影响中，淀粉遇碘后，形成紫 蓝色的复合物；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 8紫色：蛋白质与双缩脲试剂发生作用(不用沸水浴)，产生 紫色反应。 考点三探究性实验 考 点 解 读 1.探究影响酶活性的条件 2探究酵母菌细细胞呼吸的方式 3低温诱导诱导 植物染色体数目的变变化 4探究植物生长调节剂对扦长调节剂对扦 插枝条生根的作 用 5探究培养液中酵母菌数量的动态变动态变 化 6探究水族箱(或鱼鱼缸)中群落的演替 3(2010福建高考)下列关于低温诱导染色体加倍实验的叙 述，正确的是 ( ) A原理：低温抑制染色体着丝点分裂，使子染色体不 能分别移向两极 B解离：盐酸酒精混合液和卡诺氏液都可以使洋葱根 尖解离 C染色：改良苯酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使 染色体着色 D观察：显微镜下可以看到大多数细胞的染色体数目 发生改变 解析 低温诱导染色体加倍实验的实验原理是：低温处理植 物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不分 离，从而产生染色体数目加倍的细胞核；卡诺氏液能固定细 胞的形态，而盐酸酒精混合液可以使洋葱根尖解离；改良苯 酚品红溶液和醋酸洋红溶液都可以使染色体着色；洋葱根尖 装片中的细胞大部分处于有丝分裂间期，因此在显微镜下能 观察到染色体数目发生改变的只是少数细胞。 答案 C 1探究酵母菌细胞呼吸的方式 2探究培养液中酵母菌数量的动态变化 3探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用 验证性实验和探究性实验 1二者的比较 (1)验证性实验 验证性实验是验证某一个结论是否正确的实验。 通过验证性实验可以对研究对象进行更深入地了解， 也能证明某种假设是否正确，从而加深对所学生物学知 识的理解和记忆。 由于实验者在实验前大多已掌握了实验结果和实验结 论，因此实验者对实验结果的预期常常是惟一的。 (2)探究性实验 探究性实验是探究研究对象的未知属性、特性以及与其 他因素的关系的实验。 探究性实验是根据一定的实验目的，利用现有的实验 条件，通过控制实验变量的改变干扰研究对象，并观察 实验结果(现象)和推理得出实验结论。 由于实验者在实验前提出的假说往往是比较模糊的， 也没有掌握最后的实验结果和实验结论，因此对实验结 果的预期也是不确定的，只能把各种有可能出现的实验 现象都考虑在内，再由各种现象推出相应的实验结论。 此类实验一般需经过探究得出实验结论，往往需讨论 ，即“如果出现结果 a 会怎样，如果出现结果 b 或 c 又会怎样”。 2举例 探究性实验实验验证验证 性实验实验 实验实验 名称鉴鉴定某人是否出现现 糖尿 验证验证 某糖尿病患者尿液 中含葡萄糖 实验实验 原理相同(斐林试剂试剂 与可溶性还还原糖作用出现砖现砖 红红色沉淀) 实验实验 步骤骤相同(取尿液后加斐林试剂试剂 水浴加热热，观观察 实验现实验现 象) 实验现实验现 象出现现或不出现砖红现砖红 色沉淀 出现砖红现砖红 色沉淀 探究性实验实验验证验证 性实验实验 预预期实实 验结验结 果 出现现或不出现砖红现砖红 色沉 淀 出现砖红现砖红 色沉淀 实验结论实验结论若出现砖红现砖红 色沉淀，证证 明此人出现现糖尿；若不出 现砖红现砖红 色沉淀，证证明此 人不出现现糖尿 糖尿病患者尿液中含 葡萄糖 3实验设计遵循的原则 (1)单一变量原则 该原则可使实验中的复杂关系简单化，使结果更准确。其 含义是： 不论一个实验中有几个实验变量，都应做到一个实验变 量对应观测一个反应变量。 实验中要尽可能避免无关变量的干扰。 对照实验设置的正确与否，一个重要的方面是看是否遵循 单一变量原则，具体来说有如下四个方面：a.所用生物材 料要相同，b.所用实验器具要相同，c.所用实验试剂要相同 ，d.所用处理方法要相同。 (2)平行重复原则 为了使实验结果或实验数据更接近真实情况，避免偶然 因素对实验的影响，一般在实验组中控制相同条件下多 设几组，以使得出的结论更准确、科学。如“探究植物 生长调节剂对扦插枝条生根的作用”实验中，同浓度处 理的插条要求做35根。排除个别偶然数据的干扰，求 平均数。 (3)科学性原则 包括实验原理、实验材料的选择、实验方法和实验结果 的处理等方面要保证不出现科学性错误，要有科学思想 和方法作指导。 (4)对照原则 空白对照：对照组为不作任何处理的对象组。 自身对照：实验组与对照组在同一对象上进行，不另 设对照组，一般为自身前后对照。 相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照 。 4实验设计时的一般步骤 (1)取材、分组、编号 取材时要注意数量和生理及发育状态相同，用具要相同 等，即无关变量要相同且适宜，不影响实验结果。 (2)变量处理 根据单一变量原则和对照原则，对不同组别进行变量处理， 以引起不同的实验结果来实现实验目的。 (3)根据需要可进行进一步相同处理； 其他因素相同且最适的继续处理。 (4)检测、观察、统计、比较 必须找出具体的观察和记录对象，观察、记录、统计、比 较实验数据和现象。 考点四调查类实验 考点 解读 1.调查调查 常见见的人类遗传类遗传 病 2土壤中小动动物类类群丰富度的研究 4(2009江苏高考)某研究学习小组在调查人群中的遗传 病时，以“研究病的遗传方式”为子课题。下列子 课题中最为简单可行、所选择的调查方法最为合理的是 ( ) A研究猫叫综合征的遗传方式，在学校内随机抽样调查 B研究红绿色盲的遗传方式，在患者家系中调查 C研究青少年型糖尿病，在患者家系中进行调查 D研究艾滋病的遗传方式，在市中心随机抽样调查 解析 糖尿病是由多基因控制的遗传病，遗传方式不确定 ；艾滋病是传染病，而非遗传病；研究遗传病的遗传方式不 能随机抽样，可以通过调查患者家系的发病情况和发病规律 ，然后推测其遗传方式。 答案 B 1调查常见的人类遗传病 2土壤中小动物类群丰富度的研究 关于调查类实验应注意的几个问题 1一般步骤 确定调查内容，了解相关要求确定调查方法选取调 查对象确定调查范围制定记录表格实施调查研究 (避免随机性，获得足够的调查数据)进行结果分析(汇 总、统计数据，根据数据得出结论)撰写调查报告。 2常用方法 询问法、问卷调查法、取样调查法(样方法、标志重捕法 、取样器取样法)、野外观察法、社会调查法、实验法等 。如调查人类红绿色盲的发病率用询问法或问卷调查法 ；调查土壤中螨虫的种群密度用取样器取样法。 3合理确定调查对象和范围 (1)调查人类红绿色盲的发病率，应在广大人群中随机抽样调 查人类红绿色盲患者人数，而不是在患者家系中调查。 (2)调查人类红色盲的遗传方式应在患者家系中展开调查。 4.科学制定记录表格 如调查人类红绿色盲发病率的表格中，应该分别列出男 患者人数、女患者人数、男性总数、女性总数、男性发 病率、女性发病率。因为此是伴性遗传病，男女性发病 率不同。 考向一教材实验分析命题题指数 例1 颜色的变化常被作为生物实验过程中结果观察的一项 重要指标。下面是实验人员在生物实验中遇到的有关颜色异 常的问题，请分析回答： (1)做蛋白质鉴定实验时，在2 mL 蛋白质溶液中加入2 mL 双 缩脲试剂 A 液后，又加入 2 mL 双缩脲试剂 B 液，振荡均 匀，溶液颜色呈蓝色，最可能的原因是_。 (2)在叶绿体色素的提取和分离实验中，取材合适且提取色素 的过程操作很规范，但得到的滤纸条上的色素带颜色均非 常淡，可能的原因有滤纸条湿度大，没有预先干燥处理； _； _。 (3)某实验人员用棕色的广口瓶按教材要求规范地制作小生态 瓶，模拟池塘生态系统，各成分比例适中，取材良好，制 好后放在卧室的装饰柜中，一星期后发现水质和藻类颜色 异常，为了维持小生态瓶的稳定性，至少应做下列改进： _； _。 解析 (1)双缩脲试剂的 A 液和 B 液反应生成 Cu(OH)2，呈蓝 色。(2)色素滤液中含有的色素含量少或滤纸上的色素量少，都 会导致色素带颜色浅。由题干信息“取材合适且提取色素的过 程操作很规范”推知，色素带浅和滤液无关，与画滤液细线的 过程有关。滤纸吸收滤液的能力有限，为了增大滤纸上的色素 含量，画滤液细线时，须在所画的滤液细线干燥后再重复画线 ，否则会造成画线过粗和色素浓度低的情况；如果滤纸条上滤 液细线触及了层析液，可以将色素溶解。(3)小生态瓶必须是透 明的，以保证生态瓶中有充足的光照；为了排除温度这一无关 变量的干扰，生态瓶应该放在有较强散射光的地方。 答案 (1)加入双缩脲试剂B 液过量，生成过多的 Cu(OH)2 (2)画色素滤液细线次数太少(只画一次滤液细线) 滤纸 条上滤液细线部分触及了层析液 (3)将棕色的广口瓶换成 无色的广口瓶 放在有较强的散射光处 教材实验操作技能迁移 (1)物质鉴定类。利用化学试剂与相关物质产生特定颜色反应， 进行物质鉴定时，应注意选择白色的材料；如果实验材料 本身具有其他的颜色，在鉴定前首先要进行脱色处理。 (2)显微观察类实验要先制片，不同材料用不同的制片方法。 装片法(把整个实验材料制成装片，如用葫芦藓观察叶绿体)、 切片法(把材料切成薄片，以便观察，如脂肪的鉴定)、压片 法(把材料压成一薄层，以便观察，如观察根尖细胞的有丝 分裂)。 (3)以成熟的植物细胞为材料，利用质壁分离也可以鉴定细胞 死活。 (4)用物理或化学试剂诱变时，处理的材料应该是具有分裂 能力的组织或细胞；观察染色体变异时，一定要选择正 处于分裂期的细胞进行观察。 (5)进行调查研究时，所选择的样本要具有代表性，且要满 足样本数量足够多的条件，以减小误差；实验材料在数 量上要尽可能多地选取，记录数据时取其平均值以减小 实验误差。 (6)需加热完成的生物实验，操作时，一般采用的都是沸水 浴加热法，而不是直接加热。 考向二验证性实验命题题指数 例2 日常生活中人们常用安琪酵母发面蒸馒头，某学生 准备验证酵母菌既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸，并 设计了下列对照实验，请你帮助他完成有关内容。 (1)实验目的：验证酵母菌的细胞呼吸方式。 (2)实验原理：细胞的不同呼吸方式释放的能量多少不同，但 每种方式所释放的能量中都有一部分以_的形式散 失，从而导致细胞周围的环境温度_。 (3)材料用具：酵母菌培养液，质量浓度为 0.19 g/mL 的葡萄 糖溶液、液体石蜡油、蒸馏水、保温瓶、温度计、棉花。 (4)实验步骤： 将质量浓度为 0.19 g/mL 的葡萄糖溶液加热后冷却备 用。 取3个保温瓶，编号为 A、B、C，并将 C 瓶设置为对 照。 在3个保温瓶中分别加入等量的_。 A 瓶中再加入_，B 瓶中再加入 _，C 瓶中再加入 _。 在3个保温瓶中均放入温度计，用棉花轻轻塞上瓶口 ，并保证保温瓶通气。 24小时后观察并记录3个保温瓶中温度的变化。 (5)实验结果及分析： C瓶温度_，A 瓶温度_(填“大于”“小 于”或“等于”)B 瓶温度，原因是_。 (6)实验结论：_。 解析 本题实验的目的是验证酵母菌的细胞呼吸方式，故控 制好单一变量(有氧或无氧环境)是关键；具体表达实验步骤时 ，要注意体现出等量原则，对于实验结果的分析，由于酵母 菌有氧呼吸释放的能量比无氧呼吸释放的能量多，故作为实 验组的 A、B 两瓶温度不同。 答案 (2)热能 升高 (4)葡萄糖溶液 适量的酵母 菌培养液和液体石蜡油 与 A 瓶所加酵母菌培养液等量的酵 母菌培养液 与 A 瓶所加酵母菌培养液等量的蒸馏水 (5)不 变 小于 酵母菌无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸释放的能 量少 (6)酵母菌的细胞呼吸方式有有氧呼吸和无氧呼吸两种( 或兼性厌氧) 考向三探究性实验命题题指数 例3 (2010浙江高考)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： (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。 解析 本题考查物质出入细胞的方式，意在考查实验与探 究能力。实验目的为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中 的形态变化，所以自变量是不同浓度的NaCl溶液，因变量 是红细胞的形态变化。 答案 (1)配制质量分数由低到1.5%的NaCl溶液，分别等 量加入各支试管中。 向上述各支试管中分别加入等量的兔红细胞稀释液，放 置一定时间。 取兔红细胞稀释液和上述试管中的红细胞稀释液制作装 片，用显微镜观察并比较红细胞形态的变化。 (2)不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态的影响 NaCl溶液的浓浓度红细红细 胞形 态态的变变化 原因分析 低于一定浓浓度的NaCl溶液体积变积变 大 甚至胀胀破 红细红细 胞吸水 一定浓浓度的NaCl溶液形态态未变变 进进出红细红细 胞的 水分子数相等 高于一定浓浓度的NaCl溶液皱缩皱缩 ，体 积变积变 小 红细红细 胞失水 如何做出假设并预期实验结果 假设的做出一定要根据已有的知识经验进行，否则做 出的假设就是罗列各种可能的情况，意义不大。做出的假 设还应该紧紧呼应提出的问题。例如，针对“酵母菌在有