高考生物专题复习 第54讲 生物实验设计课件 大纲人教版.ppt

第二十章实验设计与评价 第二十章 知识框架 近年来 生物实验一直是生物高考必考的内容 从近几年高考实验题型变化来看 借助实验方法创设新情境 侧重考查学生的思维能力已成为命题趋势 尤其是根据教材实验内容进行拓展创新的实验类试题 是目前高考生物试题的新热点 高考中本章内容以各种题型出现 尤其以非选择题的形式出现居多 分值一般不会低于10分 高考实验能力题型的复习涉及面广 难度大 是一项长期的系统工程 复习时可从以下几方面着手 第一 牢记考纲规定实验的原理和方法步骤 在理解的基础上迁移运用到新情境中 第二 从教材所学知识中提炼 归纳出某些共性的东西 迁移到新情境中 用于解决实验与探究的问题 第三 归纳出各类实验题解答的方法与技巧 用于实战训练 从习题演练中提升能力 实现能力的综合发展 第二十章 复习策略 第54讲 描述运动的基本概念 第54讲生物实验设计 考点一实验设计方案应包括的内容 1 拟定实验题目 2 提出假设 即对观察的现象提出一种可检测的解释 3 预期结果 即在检测一个假设之前 先提出实验的预期结果 如果预期没有实现 则说明假设不成立 如果预期得到实现 则假设成立 4 实验操作 根据实验目的和提出的假设 来具体设计实验的方法步骤 5 观察记录 在实验方案中 要事先设计定时观察的内容 第54讲 考点整合 和观察的次数 同时应按要求进行观察 并将观察到的现象和结果如实地记录下来 有的实验还需要采集数据 6 分析结论 对实验记录下来的现象 结果 数据进行整理 分析 有的可用图表表示出来 在具体的实验设计中 还可根据实验题目的具体要求 选择的材料以及实验要用到的技术手段 作出灵活多样的考虑 第54讲 考点整合 考点二近年高考试题中常见验证性试题的举例 第54讲 考点整合 第54讲 考点整合 考点二近年高考试题中常见验证性试题的举例 第54讲 考点整合 第54讲 考点整合 考点四实验设计的三大原则实验必须遵循的三大基本原则 1 设置对照原则 在实验设计中 为排除无关条件的干扰 常常要设立对照实验 通过干预或控制研究对象 以消除或减少实验误差 鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异 常见对照方法主要有 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的实验中 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 加入等量的清水和蝌蚪饲料 一组加入甲状腺激 第54讲 考点整合 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 加入等量的清水和蝌蚪饲料 甲组加入甲状腺激素 乙组加入甲巯咪唑 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 例如 验证植物根对矿质离子有选择吸收的特性 可 第54讲 考点整合 把番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 就会发现番茄吸收钙离子多 吸收硅离子少 而水稻吸收硅离子多 吸收钙离子少 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 第54讲 考点整合 2 单一变量原则 控制其他因素不变 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 其他如ph 酶浓度等就要完全一样 3 平行重复原则 对所做的实验在同样条件下 进行足够次数的重复 不能只进行1 2次便轻易得出结论 任何一项生物学实验 要有科学性 都必须能够重复 都必须经得起重复 第54讲 考点整合 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 第54讲 考点整合 考点五探究性实验和验证性实验的比较探究性实验和验证性实验的比较 第54讲 考点整合 探究点一选择材料用具 设计实验装置 观察实验现象 预期实验结果 例1 2009 浙江卷 在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 第54讲 要点探究 1 实验步骤 2 在图54 1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 第54讲 要点探究 图54 1 第54讲 要点探究 例1 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 计算血压的平均值 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 计算血压的平均值 2 解析 本题考查通过设计实验验证甲 乙两种药物的作用 第54讲 要点探究 点评 验证性实验设计的基本方法 1 了解题目要求 看清题意是要求设计实验方案 步骤还是分析实验结果 2 明确实验目的 原理 明确实验到底要解决什么问题 要用到生物学上什么原理 3 确定实验思路 就是根据原理对实验做出假设 并对可能产生的现象做出预测 充分利用实验材料理顺实验思路 4 设计实验步骤 根据上述实验目的 原理和思路 设计出合理的实验装置和实验步骤 要思考题目中给出的实验材料和试剂分别起什么作用 怎样运用等 并且还要注意 题目中给出的实验试剂和材料一般应充分利用 除非题目条件允许 否则不能自己随意增加实验试剂和材料 5 记录实验现象和数据 在实验中 将观察到的现象如实 准确地记录下来 除了用文字进行记录外 还可以用数据或符号进行记录 6 分析并得出结论 根据实验观察的现象和记录的数据 通过分析 计算 绘图 推理等处理 归纳出一般概括性判断 并用文字 图表等方法作一个简明的总结 第54讲 要点探究 变式题 为了验证胰岛素具有降低血糖的作用 以小鼠活动状况为观察指标设计实验 某同学的实验方案如下 将正常小鼠随机分成a b两组 观察并记录其活动状况 a组小鼠注射适量胰岛素溶液 b组注射等量生理盐水 一段时间后 a组小鼠会出现四肢无力 活动减少 甚至昏迷等低血糖症状 b组活动状况无变化 a组小鼠出现低血糖症状后 分别给a b两组小鼠注射等量葡萄糖溶液 一段时间后 a组小鼠低血糖症状缓解 b组活动状况无变化 第54讲 要点探究 该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用 请回答 1 该实验原理是 2 分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因 3 胰岛素在血糖平衡调节中的作用是 第54讲 要点探究 探究点二设计实验方案 验证实验原理 例1 2010 安徽卷 在面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情 生物兴趣小组同学查阅资料发现 摩西球囊霉菌可以与植物的根系形成共生体 能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力 增强抗旱性 请完成实验设计 探究接种摩西球囊霉菌是否有提高苜蓿 牧草 的抗旱性的能力 材料用具 紫花苜蓿幼苗 摩西球囊霉菌菌种 栽培土 经灭菌处理的田园土与河沙混合 体积比9 1 大小一致的花盆 第54讲 要点探究 方法步骤 1 每个花盆中放置栽培土3g 并将花盆平均分成a b两组 2 a组各花盆中 b组各花盆中 3 将等数量的幼苗移栽于各花盆中 置于 的条件下培养 4 6周后 处理10天 每天观察 记录并统计 结果预测与分析 第54讲 要点探究 第54讲 要点探究 例1 2 接种等量的摩西囊霉菌种不接种 或接种与a组等量的经灭菌处理的摩西球囊霉菌菌种 3 相同且适宜 4 干旱 或停止浇灌 紫花苜蓿死亡率 或存活率 或存活天数 结果预测与分析 a组紫花苜蓿死亡率明显低于b组 这可能是接种摩西球囊霉菌提高了紫花蓿宿的抗旱能力 或a组紫花苜蓿死亡率等于或高于b组 这可能是接种摩西球囊霉菌不能提高紫花苜蓿的抗旱能力 解析 本题考查实验设计的相关知识 属于中档题 2 实验设计要遵循对照性原则和单一变量原则 a b两组花盆一个接种摩西球囊霉菌菌种 a组 一个不接种或接种 第54讲 要点探究 与a组等量的经过灭菌处理的摩西球囊霉菌菌种 b组 3 移栽幼苗后将两组花盆放在相同且适宜的条件下培养 4 要探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿 牧草 的抗旱能力 就要用干旱处理 并且观察记录紫花苜蓿的死亡率 结果预测 如果a组紫花苜蓿的死亡率低于b组 说明接种摩西球囊霉菌菌种能提高紫花苜蓿的抗旱能力 如果二者的死亡率相当 说明接种摩西球囊霉菌菌种不能提高紫花苜蓿的抗旱能力 点评 探究性实验设计的一般程序 明确实验目的和具体要求 确定实验的原理和研究对象 明确实验条件 如仪器 温度等 确定实验设计思路 设计实验步骤 实验结果的预测和分析 第54讲 要点探究 变式题 010 深圳一模 请利用下列材料用具 完成探究不同颜色的光对光合作用的影响的有关实验 材料用具直径为1cm的打孔器1个 注射器1个 蓝色玻璃纸和绿色玻璃纸若干 小烧杯4个 新鲜菠菜叶片若干 装有60w白炽灯泡的台灯1个 方法步骤 用打孔器打出小圆形叶片30片 并用注射器抽出叶片内的气体 将其放入黑暗处盛有清水的1个烧杯中待用 取3个洁净的大小相同的小烧杯 分别倒入20ml富含co2的清水 分别向小烧杯中加入10片小圆形叶片 第54讲 要点探究 20min后进行观察 3个小烧杯内叶片的变化情况是 讨论在上述实验条件下 影响实验效果的无关变量主要是 绿叶中色素的提取和分离实验中 如用体积分数为95 的乙醇作为溶剂时 需要加入适量的 以除去乙醇中的水分 为防止研磨中色素被破坏 应向研钵中放入少许 在层析结果的滤纸条上 相邻两色素带间距离最大的是 第54讲 要点探究 下表为不同氧气浓度下 植物呼吸作用过程中相关气体的交换值 根据表格中的数据回答相关的问题 1 co2的释放量与o2的吸收量的比值等于1时 植物的呼吸方式是 2 co2的释放量为1 00时 写出植物呼吸作用的化学反应式 第54讲 要点探究 第54讲 要点探究 探究点三对实验设计方案进行评价与矫正 例1在赤霉素能促进豌豆茎节间的伸长 生长素也可以促进茎的伸长 某同学设计了如下的实验来验证 赤霉素与生长素具有协同作用 实验步骤 取生长状况相同的豌豆幼苗 从豌豆幼苗的同一部位切取等长的茎段若干段 平均分成两组 将两组豌豆茎切段分别放入两个标号为a b的培养皿中 培养液成分如图54 2甲所示 在同样的条件下培养 第54讲 要点探究 每隔12小时 测量茎切段长度一次 48小时后 计算茎切段伸长的平均值 实验结果 如图乙所示曲线 1 以上实验不能准确说明赤霉素与生长素具有协同作用 其原因是 2 请完善上述实验 写出你补充的实验设计 并预测整个实验的结果 同时对结果加以说明 第54讲 要点探究 应补充的实验 实验结果的预测 说明 第54讲 要点探究 第54讲 要点探究 例1 1 缺少 生长素和赤霉素单独作用的 对照实验 2 第一步 再取生长状况相同的豌豆幼苗 从豌豆幼苗的同一部位切取等长的茎段若干段 平均分成c d两组 第二步 c组 培养液加一定浓度的生长素 d组 培养液加一定浓度的赤霉素 在相同条件下培养 第三步 测量并计算茎切段伸长的平均值 c组的茎切段比b组的茎切段短 比a组的茎切段长 d组的茎切段比b组的茎切段短 比a组的茎切段长 说明生长素和赤霉素都能促进茎的伸长 两种激素的协同作用 使其对植物茎伸长的促进作用增强 解析 题中给出的实验设计方案 缺少必要的对照 缺乏说服力 应增加对照 第54讲 要点探究 点评 实验评价题解答的一般方法在解答实验评价类题目时 要充分根据实验设计的基本原则和题干所提供的信息 运用与此相关的知识 原理来分析思考 实验评价应从 五看 逐项分析 一看有无对照实验 如有 看对照设计是否合理 实验变量设置是否正确 是否有标记 是否遵循了单一变量原则 是否遵循了等量性原则 是否排除了干扰因素 二看步骤的顺序是否合理 步骤是否完整 具体操作有无违反生物学基本原理 三看实验结果的验证目标是否准确 实验结果验证方法是否得当 四看生物学材料选择是否得当 实验器材选择是否合理 药剂选择 使用 用量是否准确 五看是否需要搅拌 加热等条件 实验所需的温度 光照条件是否合理等 第54讲 要点探究 变式题 2010 沈阳二监 完成下列生物学实验问题 1 甲同学在进行 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 实验时 进行如下操作 从静止放置的试管中取出1ml酵母菌液 移入一支干净的试管 从1ml酵母菌液中取出少许 滴在载玻片上 并盖上盖玻片 制成装片 置于视野较亮的显微镜物镜下观察计数 请改正甲同学实验操作中的错误 2 分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因 第54讲 要点探究 2 乙同学进行 秋水仙素诱导二倍体西瓜萌发的种子 实验 在该实验中 秋水仙素在细胞有丝分裂的 期发挥作用 将该种子种植后获得的植株表现出茎秆 叶片 果实和种子都 的特征 为鉴定该植株是否为多倍体 乙同学取西瓜根尖 用卡诺氏液 用体积分数95 的酒精冲洗 解离 用改良的苯酚品红 制片 用显微镜观察 数目 第54讲 要点探究 探究点四遗传育种类实验 例4现有aabb aabb ddee ddee四个品种的玉米 非等位基因位于非同源染色体上 要在短时间内培育基因型为aabb ddee的玉米新品种 请选择不同 简便而且合理的育种方法 请写出育种过程并简要说明你所选用方法的理由 第54讲 要点探究 第54讲 要点探究 例1培育aabb采用单倍体育种方法 过程 aabb aabb aabb配子abababab单倍体abababab个体aa