教材实验与实验设计-课件(49张).pptx

-1-,验证性,单一变量原则,探究性,无关变量,-2-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,命题点一教材实验,1.观察类实验,-3-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,特别提醒 (1)以上实验除了“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”可使用低倍显微镜外,其余均需使用高倍显微镜。 (2)实验材料的正确选择是观察类实验的关键,如:观察植物细胞的有丝分裂时,应注意观察呈正方形的根尖分生区细胞(长方形的细胞可能是根尖的伸长区或成熟区的细胞,没有分裂能力)。 (3)解离的目的是使组织细胞相互分离开来,压片的目的是使组织细胞相互分散开来,防止重叠,便于观察。,-4-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.鉴定类实验,-5-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,-6-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,特别提醒 (1)检测蛋白质时,双缩脲试剂B液不能过量,因为过量的双缩脲试剂B液会与A液反应,使溶液呈蓝色,从而掩盖生成的紫色。 (2)用体积分数为95%的乙醇提取光合色素的原理:光合色素是有机物,能溶解在有机溶剂乙醇中;纸层析法分离色素的原理:不同色素在层析液中的溶解度不同。 (3)尿糖试纸与尿液相遇时,很快会因尿液中葡萄糖含量由少到多而依次呈现浅蓝、浅绿、棕或深棕色。其中浅蓝表示无糖,用“-”表示。,-7-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,3.探究类实验 (1)生物实验中的变量。 实验变量:也叫自变量,是指实验中由实验者操纵的因素或条件。 反应变量:也叫因变量,是指由实验变量引起的变化结果,自变量与因变量是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因和后果。 无关变量:指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。它对自变量与因变量的获得起干扰作用,在实验中要严格控制。 (2)部分探究实验的注意事项。 探究pH对过氧化氢酶的影响时,必须在达到预设的pH的条件下,再让反应底物与酶接触,避免在未达到预设的pH时反应底物已与酶接触发生反应,影响实验结果。同理,探究温度对酶活性的影响时,必须在达到预设的温度条件下,再让反应底物与酶接触。,-8-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,探究2,4-D促进插枝生根的作用。 a.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。 b.为初步确定大致浓度范围,要先做预实验,再在已确定浓度范围内做不同浓度梯度实验。 c.所设组别除用等量不同浓度的生长素类似物溶液外,还要增加一组用等量蒸馏水做空白对照。,-9-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,探究培养液中的酵母菌种群数量的动态变化。 a.从试管中吸出培养液进行计数之前,要将试管倒转数次,使酵母菌均匀分布,以确保计数准确,减小误差。 b.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,求平均值。 c.对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计左线和上线上的酵母菌数。 d.实验结束后,用试管刷蘸洗涤剂擦洗血细胞计数板的做法是错误的,正确的方法是浸泡和冲洗。,-10-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,4.教材经典实验,-11-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,教材实验:模拟孟德尔杂交实验 (2015浙江五校联考)性状分离比的模拟实验中,如下图准备了实验装置,棋子上标记的D、d代表基因。实验时需分别从甲、乙中各随机抓取一枚棋子,并记录字母。下列分析错误的是( ) A.该过程模拟了等位基因的分离和雌雄配子的随机结合 B.甲、乙袋子模拟的是杂合子个体,袋中两种棋子11 C.每次抓取记录后,要把棋子放回原袋中,并记录统计 D.要模拟自由组合定律,可往甲、乙袋子中放入等量标记A、a的棋子,答案,解析,-12-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,规律总结 (1)模拟分离规律时,只需准备甲、乙两个袋子,各代表雌雄生殖器官,分别放入等量两种卡片(小球、棋子)等,再同时随机从甲、乙两装置中取出卡片,即代表减数分裂产生雌雄配子,将两者组合在一起代表受精过程,产生的就是下一代的基因型。 (2)模拟自由组合定律时,则需要同时准备甲、乙、丙、丁四个袋子,各代表雌1、雄1、雌2、雄2,分别放入等量两种卡片(小球、棋子)等,再同时随机从甲、丙和乙、丁中各随机取出一张卡片,将四张卡片结合在一起代表受精作用过程,产生的就是下一代的基因型。,-13-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,1.为了探究温度、pH对酶活性的影响,下列实验设计合理的是( ),A.实验 B.实验 C.实验 D.实验,答案,解析,-14-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.下列有关实验操作的描述,正确的是( ) A.鉴定待测样液中的蛋白质时,先加NaOH溶液,振荡后再加CuSO4溶液 B.制作细胞的有丝分裂装片时,洋葱根尖解离后直接用龙胆紫溶液染色 C.低温诱导染色体加倍实验中,将大蒜根尖制成装片后再进行低温处理 D.探究温度对酶活性的影响时,将酶与底物溶液在室温下混合后于不同温度下保温,答案,解析,-15-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,3.在“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验中,对紫色洋葱鳞片叶外表皮临时装片进行了三次观察(如下图所示)。下列有关叙述正确的是( ) A.第一次观察时容易看到紫色大液泡和较大的无色细胞溶胶区域 B.第二次观察时可以发现细胞质壁分离首先发生在细胞的角隅处 C.吸水纸的主要作用是吸除滴管滴加的多余液体,以免污染镜头 D.为了节约实验时间,通常可以省略第一次显微观察步骤,答案,解析,-16-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,命题点二实验设计与分析,1.探究性实验与验证性实验的比较,-17-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,-18-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.实验设计应遵循的原则 实验设计是指在正式进行科学实验之前,实验者根据一定的目标和要求,运用有关的科学知识、原理,对实验过程中的材料、手段、方法和步骤等全部方案的制订。实验设计应遵循以下原则: (1)对照原则。 对于对照实验,一个实验包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组,对照组(控制组)是不接受自变量处理的对象组。常用的对照类型有以下几种。 空白对照:对照组为不作任何处理的对象组。这里的不作处理,并非什么因素都不给予,而是针对实验所要研究的因素不给予,以体现实验因素的有无对实验结果的影响。,-19-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,自身对照:实验与对照在同一对象上进行,不另设对照组。如“探究洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”实验,即是典型的自身对照实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化为实验组。 条件对照:给对照组施以某种实验处理,但不是所研究的实验因素,以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异,从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。如肺炎双球菌转化实验中以下两组实验: 相互对照:不单设对照组,而是几个实验组相互对照。如“探究温度对酶活性的影响”实验中,要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究,进行相互对照,以得出相应的实验结论。,-20-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(2)单一变量原则。 在实验中,变量是指可被操纵的特定因素或条件。单一变量原则是指控制其他因素不变,而只改变其中某一因素,观察其对实验结果的影响。,-21-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,3.实验设计题的解法指导 (1)解题思路。 准确把握实验目的:明确实验要解决的“生物学事实”是什么,要解决该“生物学事实”的哪一方面。 明确实验原理:分析实验所依据的科学原理是什么,涉及的生物学及相关学科的方法和原理有哪些。 确定实验变量、设置对照实验:找出自变量和因变量,确定实验研究的因素以及影响本实验的无关变量;构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。 确定实验方法:根据实验目的和所提供的材料来确定。 设计合理的实验装置和实验步骤:严格遵循实验设计原则,根据实验原理并在充分考虑提供的实验材料、用具的基础上,根据设计要求,设计实验装置和步骤。 得出预期实验结果和结论。,-22-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(2)设计步骤要点。 材料准备、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,即无关变量要相同且适宜,不影响实验结果。随机平分成A、B、C组。 操纵自变量。 根据单一变量原则和对照原则,对不同组别进行自变量处理,以引起不同的实验结果来实现实验目的。 控制无关变量。 其他因素控制在相同且最适条件下。 观察、统计因变量。 必须找出具体且直观可测的观察和记录对象即观察指标,观察、记录、统计、比较实验数据和现象,并对实验数据进行统计分析。,-23-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,-24-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,-25-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(4)实验设计题答题技巧。 实验材料选择。 a.所选材料应有利于实验现象的观察。 b.所选材料应容易获得:尽可能选择无明显季节性、地域性的材料。 c.所选材料应价格便宜。 探究性实验课题的确定。 a.呈现形式一般为“探究对的影响”或“对是否有影响”等。 b.课题一般呈现以下三种信息:探究因素(自变量);实验对象;观察(或测量)目标(因变量)。答题时准确提取这三种信息即可确定探究课题。,-26-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,假说的提出。 假说指用来说明某种现象但未经证实的论题,也就是对所提出的问题所作出的参考答案。假说一般分为两个步骤:第一步,提出假说,即依据发现的事实材料或已知的科学原理,通过创造性思维,提出初步假定;第二步,作出预期(推断),即依据提出的假说,进行推理,得出假定性的结论。实验预期是较具体的推断。 一个问题常有多个可能的答案,但通常只有一个是正确的。因此,假设是对还是错,还需要加以验证,即依据假设或预期,设计实验方案,进行实验验证。,-27-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,实验语言组织。 a.应注意实验组别的编号。 如:凡涉及两组或两组以上的实验,所用器材需用1、2、3或A、B、C或甲、乙、丙加以编号便于区分。 b.应注意分步描述实验步骤。 如:“第一步;第二步;。1.;2.;。 c.对在量上难以准确描述的,应尽可能用“定性”的语言表达。 如:“一段时间”“适宜温度”“适量的”“一定量的”“用相同型号的”“选取生长状况相同的”“大小数量相同的”“等体积的”“置于相同且适宜条件下”“加入等量的”等。,-28-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,d.叙说中注意语言规范、表达准确,不用含糊的口语。 如:“盖玻片”不说成“薄的玻璃片”;“等量的”不说成“一样多的”;“振荡”不说成“晃动”“摇动”;加碘后,“不变蓝”不说成“无色”或“没有颜色变化”;“不变”不说成“无现象”等。 实验结果的呈现。 a.实验结果的呈现方式有三种:曲线图、表格、柱形(直方)图。 b.优点:可对实验结果进行具体、准确、简便、直观的呈现。 c.注意点:应注意表格设计的合理性,如要写出表格名称,根据题目要求在表格中体现自变量和因变量等。曲线图、柱形(直方)图描绘准确,横纵坐标要注明单位,并在图右上角作出标注,做到具体实用、直观易懂。,-29-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,特别提醒 (1)若选取的实验材料不是单个,而是一组,则检测到的因变量要计算平均值,即要进行统计分析。 (2)无关变量的控制要贯彻始终,从实验材料的准备、对照组设置、实验过程、因变量检测都要时刻注意控制,如随机平分,生理状况相同,加等量试剂,相同适宜条件,相同时间,假性实验等,以排除无关变量对实验结果的干扰,确保实验结果的真实性和可靠性。,-30-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,探究实验的设计 (2015湖州二模)甲状腺素(简称T4)不仅能促进动物的个体发育,还能提高神经系统的兴奋性,使实验动物反应敏锐。研究发现,低浓度的甲基异噻唑啉酮(简称MIT,一种防腐剂)对蝌蚪的神经系统有负面影响。为了研究这两种物质对蝌蚪神经系统的影响及其相互作用,某研究小组进行了如下实验,请完成实验设计方案。 材料:甲状腺素片,MIT制剂,直径20 cm的玻璃培养缸4个,研钵,任氏液(蛙的生理盐水),清水,电表,停表。 (1)将体长23 cm 的40尾健康蝌蚪随机均分在4个玻璃培养缸中,缸内放入3 L的 。 (2)其中A缸不加任何药物作为对照;B缸加入120 mg的甲状腺素片;C缸加入30 mg的MIT制剂;D缸加入 。,-31-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(3)每两天换水一次,连续饲养20 d后,从下向水缸的底部一半照射一定强度的光束,蝌蚪会出现避光行为,观察、记录 ,记为a、b、c、d,进行比较分析得出实验结论。 (4)在验证甲状腺素能够促进动物的个体发育的实验中,通常选择蝌蚪作为实验材料,原因是 。 (5)后续实验:继续用上述实验方法饲养20 d后,所有蝌蚪都发育为成蛙。再分别剥离A、C两组成蛙的坐骨神经腓肠肌标本。如图所示,在M处给予适宜的刺激,甲、乙电表将检测到电位变化,现分别记录从开始刺激到电表甲、乙出现电位变化所需的时间,记为t1、t2。该后续实验的目的是: 。,-32-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,解析:本题是为了研究甲状腺素和MIT制剂对蝌蚪神经系统的影响及其相互作用,实验的自变量为甲状腺素和MIT制剂,因变量为蝌蚪神经系统的兴奋性,可以通过观察、记录四组蝌蚪避开光束所需要的时间来看它们神经系统的兴奋性,设计该实验时应遵循单一变量原则。 (1)本实验的自变量为甲状腺素和MIT制剂,其他无关变量都应相同,所以应将体长23 cm日龄相同的40尾健康蝌蚪随机均分在4个玻璃培养缸中,缸内放入3 L的清水供蝌蚪正常生活利用。 (2)由于本题是为了研究这两种物质对蝌蚪神经系统的影响及其相互作用,且其中A缸不加任何药物作为对照,B缸加入120 mg的甲状腺素片,C缸加入30 mg的MIT制剂,所以D缸应加入120 mg的T4和30 mg的MIT。 (3)由于神经系统的兴奋性会影响蝌蚪的避光行为,所以可以通过观察、记录四组蝌蚪避开光束所需要的时间来看它们神经系统的兴奋性,为了减小实验误差,应取平均值。,-33-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,(4)蝌蚪具有变态发育的生理特点,所以在验证甲状腺素能够促进动物的个体发育的实验中,通常选择蝌蚪作为实验材料。 (5)由图可知,记录电表甲可知兴奋在神经纤维上传递所需的时间,记录电表乙可知兴奋在神经纤维和突触上传递所需的时间,现分别记录从开始刺激到电表甲、乙出现电位变化所需的时间,就可以探究MIT影响的是动作电位在神经纤维上的传导还是在突触处的传递,或两者兼有。,答案:(1)日龄相同(或“发育状况相同”) 清水 (2)120 mg的T4和30 mg的MIT(或“T4和MIT”) (3)四组蝌蚪避开光束所需要的时间并计算平均值(或“蝌蚪避开光束所需的时间”) (4)蝌蚪具有变态发育的生理特点(或“幼体和成体的形态结构相差明显”) (5)探究MIT影响的是动作电位在神经纤维上的传导还是在突触处的传递,或两者兼有(或“MIT影响的是动作电位的传导还是传递”),-34-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,规律总结 (1)解答探究实验题时,首先要从题干中找出实验目的,再确定自变量和因变量,再按单一变量原则和等量对照原则来设计实验过程。 (2)实验材料选择要能体现出因变量的变化过程,如只有蝌蚪才能体现出个体发育过程。 (3)因实验材料为四组一定数量的蝌蚪,故因变量处理应取平均值。,-35-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,1.(2015江苏高考)血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具,下列叙述正确的是( ) A.每块血细胞计数板的正中央有1个计数室 B.计数室的容积为1 mm1 mm0.1 mm C.盖盖玻片之前,应用吸管直接向计数室滴加样液 D.计数时,不应统计压在小方格角上的细胞,答案,解析,-36-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,2.淡水微藻具有易于培养、光合利用效率高、生物周期短和油脂含量高等优点,使得微藻的开发利用成为生物柴油研究的热点之一。某研究小组进行不同无机碳源对微藻生长及油脂含量影响的研究。 请回答下列问题。 (1)用不同无机碳源培养微藻时,可采用的无机碳源是 (A.蔗糖 B.NaHCO3 C.淀粉 D.CO2)。微藻数量可通过比浊计测定 ,并结合以血细胞计数板计数绘制的 进行推算。微藻叶绿素可用 提取,并通过仪器测定叶绿素a含量;测定微藻油脂含量时,可用苏丹对微藻染色,并制作 在显微镜下观察和测量细胞内油脂颗粒的数目和直径,进而计算油脂含量。 (2)设计一个表格,用于记录不同无机碳源对不同生长天数的微藻数量、叶绿素a含量和油脂含量的影响(表中天数为3 d,测定指标的计量单位不作要求)。,答案,解析,-37-,命题点一,命题点二,整合提升,题型突破,题组训练,3.用某种降血糖物质X做以下实验(注:用生理盐水配制X溶液)。 回答下列问题。 (1)某同学要验证X的降血糖作用,进行如下实验: 选择一批体重相同的正常小鼠,测定 ,并将小鼠随机等量分成实验组和对照组,实验组注射适量的 ,对照组注射等量的 ,一段时间后测定两组小鼠的 ,若 , 则表明X有降血糖作用。 (2)若要验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围,进行如下实验: 用 小鼠作为实验组,用患糖尿病小鼠作为对照组1,用 小鼠作为对照组2;实验组注射 ,对照组1、2注射等量的生理盐水,一定时间后若实验组和对照组 的血糖浓度均在正常范围内,而对照组 的血糖浓度高于正常范围,则表明一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。,答案,解析,-38-,1,2,3,4,5,1.(2015山东高考理综)下列有关生物学实验的叙述,正确的是( ) A.叶绿体色素滤液细线浸入层析液,可导致滤纸条上色素带重叠 B.低温诱导大蒜根尖时间过短,可能导致难以观察到染色体加倍的细胞 C.用显微镜观察洋葱根尖装片时,需保持细胞活性以便观察有丝分裂过程 D.将洋葱表皮放入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,水分交换平衡后制成装片观察质壁分离过程,答案,解析,-39-,1,2,3,4,5,2.(2015海南高考)取生理状态相同的某种植物新鲜叶片若干,去除主脉后剪成大小相同的小块,随机分成三等份,之后分别放入三种浓度的蔗糖溶液(甲、乙、丙)中,一定时间后测得甲的浓度变小,乙的浓度不变,丙的浓度变大。假设蔗糖分子不进出细胞,则关于这一实验结果,下列说法正确的是( ) A.实验前,丙的浓度乙的浓度甲的浓度 B.乙的浓度不变是因为细胞内蔗糖浓度与乙的浓度相等 C.实验中,细胞与蔗糖溶液间的水分移动属于协助扩散 D.甲、丙的浓度变化是由水分在细胞与蔗糖溶液间移动引起的,答案,解析,-40-,1,2,3,4,5,3.(2015重庆高考理综)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系,进行了如下实验。 (1)取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子,分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉),并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下:,-41-,1,2,3,4,5,注:“+”数目越多表示蓝色越深 步骤中加入的C是 ,步骤中加缓冲液的目的是 。显色结果表明:淀粉酶活性较低的品种是 ;据此推测:淀粉酶活性越低,穗发芽率越 。若步骤中的淀粉溶液浓度适当减小,为保持显色结果不变,则保温时间应 。 (2)小麦淀粉酶包括-淀粉酶和-淀粉酶,为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用,设计了如下实验方案: X处理的作用是使 。若中两管显色结果无明显差异,且中的显色结果为红粒管颜色显著 白粒管(填“深于”或“浅于”),则表明-淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。,-42-,1,2,3,4,5,解析:本题以淀粉酶活性的探究为材料,考查对照实验的设计和分析能力,设计和分析对照实验的关键是确定实验变量(即自变量)和无关变量,实验变量(即自变量)在各实验组别中有着差异,而无关变量在各实验组别中没有差异,确定实验变量(即自变量)和无关变量的途径可以来自对探究目的的审析,也可以来自对实验步骤的分析。(1)分析实验步骤可以确定实验变量为种子类型的变化,结果说明白粒种子淀粉酶的活性比较高,结合题干“红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦”类比推理,淀粉酶的活性与种子的穗发芽率呈正相关关系。本实验的温度、pH、实验材料的用量等皆为无关变量,不同组别的无关变量应相同且适宜。步骤加缓冲液的目的是维持pH的相对稳定性。对照管应体现出没有种子时的变化(可加蒸馏水),为遵循无关变量相同的原则,蒸馏水的添加量应和其他两组种子的提取液量相同。,-43-,1,2,3,4,5,(2)根据实验目的和实验步骤判断,实验变量为活性酶种类的变化,既然组使-淀粉酶失活,组应为使-淀粉酶失活。可逆向分析该实验的结果,即假设-淀粉酶是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因,那么使-淀粉酶失活后(组),红粒管和白粒管的显色结果应无明显差异;而使-淀粉酶失活后(组),其结果应是红粒管显色比白粒管深。,答案:(1)0.5 mL蒸馏水 控制pH 红粒小麦 低 缩短 (2)-淀粉酶失活 深于,-44-,1,2,3,4,5,4.(2015福建高考理综)为了研究从植物中提取的可可碱是否可以作为除草剂,某科研小