生物实验设计突破(免费).doc

2010年高考生物热点：突破高考实验设计题2009年考试说明明确指出，坚持以能力立意的命题趋势不变，强调理解和综合，主要考查学生对生物概念、基本原理、生理过程和生物实验的理解，掌握和综合应用情况。实验在高考中是重中之重，在理综生物卷中，实验经常能达到10-20分的分值，在单科生物试卷中，实验也能达到3-4题，分值在150分里占到20-40分。高考考试大纲中对实验与探究能力是这样要求的：（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，并能将这些实验所涉及的方法和技能进行综合运用。（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进行设计并做出恰当的评价和修正。下表是近两年全国各地区高考实验题的分布情况。年份地区题号题型2009福建26、探究酵母菌的呼吸方式2009浙江30、验证甲乙两种激素的生理作用2009广东36、探究不同光照强度对大豆植株高度的影响2008广东35、补充兔的水盐代谢调节2008广东37、探究温度对两种淀粉酶活性的影响2008海南21、验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关纵观近几年高考题不难发现实验设计题是热点考查题型，分值也比较高，许多同学觉得解这类题目难以下手，有些时候只是心里明白，却无法用准确的文字语言表达出来。其实只要理清思路，找准方法，也能化难为易，取得好成绩。做高考实验题可遵循以下思路进行设计。一、认真审题确定实验目的，找出探究问题，这一点题目中都会给我们提示 ，诸如“研究、验证，探究”等字眼后面往往是本题将要研究的问题，也就是实验目的。对应实验目的，运用所学知识，找准实验原理，并要找出试验如何应用试验原理去进行设计。要弄清试验类型，即要设计的实验是验证性实验还是探究性实验。依据试验原理确定实验变量，以及影响本实验的无关变量。审器材：根据实验提供的器材，准确选取实验所需的用具和材料。二、根据实验原理、实验目的，通过初步分析，进行实验设计设计试验的一般步骤：取材、编号、分组。选择题目中提供的实验材料和用具，组装实验设备，一般情况对照试验组一组，实验组分成两组或多组，并作好编号。设置对照试验。根据实验目的和试验原则对实验中的实验组和对照组进行实验设置，在设置中注意实验变量和无关变量的控制。注意对单一变量的控制，对于无关变量我们可以用“等量、等浓度、相同”等模糊的概括词去表示。对照试验一般分为空白对照、相互对照、自身对照、条件对照等几种。其中最为常见的为空白对照。培养、观察、处理实验结果。若试验最后一步需要培养，那么一定要注意培养条件一定相同，可以用“适宜、相同、合适”等模糊词去表述。实验结果要记录、分析、比较。结果中产生数据的还需要用数学统计法去处理。三、通过对实验结果（现象）的处理，分析综合得出实验结论此结论要依据实验原理并与实验目的对应。验证试验一般有两种结论，而探究实验可能有多种结论了。四、纵览、检查检查原则原理：是否遵循实验原理？检查检查是否遵循试验设计的原则？如有无对照实验？看实验是否遵循了单一变量原则？检查实验过程：有没有科学性错误、是否违背实验原理、语言文字表达是否应用专业术语，一定要避免方言俗语在答案中出现。检查实验器材：是否“物尽其用”，一般情况题目所给的器材都有用，除特殊说明外不许额外添加实验器材，有的同学疏忽容易误把生理盐水换成蒸馏水，这样一来就额外为试验添加材料了，不符合实验要求而不得分。检查实验结果是否合理：一般情况下实验结果要符合实验原理，验证试验一般只有一种或两种结论，而探究实验可能有多种结论，都需要与实验目的相对应。纵观近几年各省市高考试验题，对验证试验和探究实验考察的比较多，备考中要注意区分验证试验和探究实验。二者区别是项目探究实验验证试验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系。验证研究对象的已知属性，特征以及与其他因素的关系。试验假设假设一般采用“如果A则B”的形式表述，是根据现有科学理论和事实，对所要研究的对象几种可能情况的解释。因结论是已知的，因此不存在假设。实验结果、现象未知，需要讨论多种情况。已知，因验证内容而不同。实验结论结论不唯一，因探究结果而亦，一般结论有多个。对应试验目的做出肯定结论。备考建议：同学们在以后的复习中要重视教材实验，先学会教材中试验的原理和操作步骤，明确实验原理在试验中的应用，尤其是对照实验设计和单一变量的控制。学会如何进行实验设计和实验分析。复习中特别注意以下几个方面：（1）熟练掌握教材中的实验基本的操作方法、实验仪器和实验试剂的应用。如生理盐水和蒸馏水在实际试验中的应用时不一样的。（2）明确实验设计的一般程序：了解题目要求、明确实验目的、分析实验原理、确定实验思路、选择实验器材、设计实验步骤、预测结果与分析，掌握实验设计的基本原则。（3）注重复习验证试验和探究实验。学会区分这两种试验，重点把握这两种试验的设计方法。（4）关注高考实验考查的社会热点，遗传规律的应用和遗传育种方法，如考查基因工程育种方法。植物激素的调节，如生长素的生理作用。高等动物生命活动调节，动物激素的生理作用、神经调节、免疫调节。光合作用和呼吸作用，如影响光合作用的因素光照强度等。探究某种酶的特性等。关注社会热点，学会联系社会热点和我们学习的知识，如“甲流”可考查探究抗体的专一性，也可考查抗体的制备等。经典考题赏析（09福建卷）26 回答下列题.右图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶（500mL）、温度计活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。（1）取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容： 装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三A加入240ml的葡萄糖溶液加入10g活性干酵母 B加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液 加入石蜡油，铺满液面（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ，这是控制实验的 变量。（3）要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三C 加入石蜡油，铺满液面（4）实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是： （用“”表示），则假设成立。答案：.（1）不加入石蜡油 加入10g活性干酵母（2）去除氧气 自（3）加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液不加入活性干酵母（4）ABC解析：.本题考查通过探究酵母菌在有氧条件下和无氧条件下呼吸作用放出热量的情况。分析表中相关内容，考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则这几个原则，因此处应填：不加入石蜡油，处应填：加入10g活性干酵母。B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，这样来控制实验的自变量。要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C，因此应设计成空白对照，即：加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液，不加入活性干酵母。因为有氧条件下比无氧条件下呼吸作用放出热量多，因此，装置A、B、C温度大小关系是ABC。（09广东卷）36.（8分）小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案，探究不同光照强度对大豆植株高度的影响，并预测实验结果。 实验材料和用具：大豆种子（200粒）、光照培养箱（光照强度范围010000Lux，温度、湿度等均可自行设定）、培养皿、直尺等。（1）实验方案：（2）实验结果测试：答案：实验方案：1 实验材料：选出180粒大小一致的种子，分成六祖，每组30粒，在培养皿中培养。2培养条件 光照强度 0、2000、4000、6000、8000、10000Lux 温度25度，培养一周3 测定指标 用直尺测量植株高度，计算每组的平均值。注：要求至少分为三组（三个处理），每组有一定的种子数量，光照强度必须有0 Lux（黑暗）实验结果测试：随光照强度增加，植株高度下降。解析：本题考查根据自然现象设计实验方案及预测实验结果的能力。在设计实验过程中，注意遵循对照原则，单一变量原则，平行重复原则等科学原则，所以至少分三组，且有黑暗作为对照，每组必须有一定的种子数量，且数量相等。预测实验结果要根据题中所给的自然现象，即黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多，即可得出正确答案。（09浙江卷）30.回答下列小题：.（12分）给正常成年实验兔注射甲药物后，使其患了高血压病，注射乙药物可使高血压症状缓解。为了验证甲、乙两种药物的上述作用，请您根据以下提供的实验材料与用具，设计实验步骤，并在下面的坐标中画出实验过程中该组兔的血压变化示意曲线，标注注射药物的时间点。材料与用具：一组正常成年实验兔、血压测定仪、适宜浓度的甲药物、适宜浓度的乙药物、注射器等。（要求：答题时对该组实验兔不再分组；对动物的手术过程与药物的具体注射剂量不作要求）（1）实验步骤：（2）在下面的坐标中画出实验过程中该组兔的血压变化示意曲线，并标注注射药物的时间点。答案：（1）用血压测定仪对该组每只实验兔每隔一定时间测定血压，计算血压的平均速度作为对照。 给该组每只实验兔注射等量的甲药物，用血压测定仪对每只实验兔每隔一定时间测量血压，计算血压得平均值。当该组实验兔患高血压病后，给每只实验兔注射等量的乙药物，用血压测定仪对每只实验兔每隔一定时间测量血压，计算血压得平均值。解析：本题考查通过设计实验验证甲、乙两种药物的作用，因此应遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则。（1）实验步骤应为：用血压测定仪对该组织每只实验兔每隔一定时间测定血压，计算血压的平均值作为对照。给该组每只实验兔注射等量的甲药物，用血压测定仪对每只实验兔每隔一定时间测量血压，计算血压得平均值。当该组实验兔患高血压病后，给每只实验兔注射等量的乙药物，用血压测定仪对每只实验兔每隔一定时间测量血压，计算血压得平均值。（2）血压变化示意曲线见答案。模拟练习1、酵母菌在氧气充足条件下不能进行酒精发酵，有同学认为是氧气抑制了酵母菌无氧呼吸，也有同学认为是有氧呼吸产生的ATP抑制了酵母菌无氧呼吸。请设计实验探究酵母菌在氧气充足条件下不能进行无氧呼吸的原因。供选的实验试剂和用品：锥形瓶、酵母菌细胞（试剂1）、质量分数5%的葡萄糖溶液、酵母菌破碎后经离心处理得到的只含有酵母菌细胞质基质的上清液（试剂2）和只含有酵母菌细胞器的沉淀物（试剂3）、ATP溶液、蒸馏水、橡皮管夹若干、其他常用器材和试剂。完成下列实验步骤：（1）取锥形瓶等连接成如下装置三套，依次编号为A、B、C。1号瓶锥形瓶中都加质量分数为10%的NaOH溶液，3号锥形瓶瓶中都加澄清的石灰水。（2）A装置的锥形瓶2中加入_ _；B装置的锥形瓶2中加入_ _；C装置的锥形瓶2中加入_ _。（3）A、B、C三套装置均先持续通入氮气5min，去除锥形瓶中的氧气，再将A、B、C三套装置分别作如下处理：A套_ _，B套_ _，C套_ _。（4）将三套装置放在温度适宜（2535）的相同条件下培养相同时间（810h）。（5）观察_ _，判断是否进行无氧呼吸。预期实验结果并得出相应结论： _ _ _ _；_ _ _ _；_ _ _ _；_ _ _ _。2、三聚氰胺外形为“白色单斜晶体”、“无味”，形似蛋白粉,其含氮量高，如果仅凭含氮量多少来确定蛋白质含量的多少，那么三聚氰胺完全可以假乱真。由此，价廉且容易获得的三聚氰胺便可以堂而皇之地代替了真正的蛋白质而混入婴幼儿食用的配方奶粉之中。然而，三聚氰胺本身几乎没有任何营养价值，添加之后，只能造成蛋白质含量提高的假象，奶粉当中的营养物质含量必然大大低于正常值。更可怕的是，三聚氰胺具有轻微毒性，其危害并不为人所熟知。1945年的一个实验报道，动物长期摄入三聚氰胺会造成生殖、泌尿系统的损害，膀胱、肾部结石，并可进一步诱发膀胱癌。为了解三聚氰胺的危害，生物兴趣小组想利用以下材料，设计实验探究三聚氰胺是否可能造成动物肾部结石，请你为他们完成下列实验设计和预测实验结果并分析。（一）实验题目：探究三聚氰胺是否可能造成动物肾部结石。（二）材料用具：大鼠若干只；普通饲料；三种不同剂量的三聚氰胺溶液A、B、C（分别为低、中、高浓度）；其他所需条件均满足（如何检测肾部是否有结石不做要求；为了统一评价，检测结果只以大鼠肾部结石的发生率做为指标）。（三）步骤设计：（请简要写出）第一步： ；第二步： ；第三步： ；第四步：一段时间后，检查大鼠的健康状况，统计各组大鼠肾部结石的发生率。 （四）实验结果预测与分析：（至少写出三种情况） ； ； 。答案及解析1.解析：根据题意，这是一个探究性实验，由于酵母菌的无氧呼吸可能受受ATP抑制也可能受氧气的抑制，所以酵母菌的无氧呼吸受抑制的情况可能是四种组合，根据四种组合推知可能的情况，其逆命题即为预期结果与结论。答案：（2）10mL的试剂2、10mL质量分数5%的葡萄糖溶液、2mL蒸馏水 10mL的试剂2、10mL质量分数5%的葡萄糖溶液、2mLATP溶液 10mL的试剂2、10mL质量分数5%的葡萄糖溶液、2mL蒸馏水（3）持续通入氮气 持续通入氮气 持续通入空气（5）三组实验锥形瓶3中溶液是否变浑浊预期实验结果并得出相应结论：若A套变浑浊，B套不变浑浊，C套变浑浊，则酵母菌无氧呼吸受ATP抑制，不受氧气抑制若A套变浑浊，B套变浑浊，C套不变浑浊，则酵