高考生物三轮复习 第4讲实验类解题方法与思维建模课件.ppt

第4讲实验类解题方法与思维建模1 对经典实验重视不足 对课本实验的设计思想及基本的实验能力把握不到位由于长期的应试教育 老师课堂讲实验 学生课下背实验的条文 缺乏必要的实际操作 也就造成学生缺乏基本的实验能力 高考试题中提供的材料 信息 学生难以联想到实验场景 缺乏整体的设计思想 难以建立完整的设计方案和具体方法 还常常将实验结果 结果分析 结论混为一谈 2011 全国卷 请用所给的实验材料和用具 设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性 要求完成实验设计 补充实验步骤 预测实验结果 得出结论 并回答问题 实验材料与用具 适宜浓度的蔗糖酶 唾液淀粉酶 蔗糖 淀粉4种溶液 斐林试剂 试管 37 恒温水浴锅 沸水浴锅 1 若 代表加入适量的溶液 代表不加溶液 甲 乙等代表试管标号 请用这些符号完成下表实验设计 2 实验步骤 按照上表中的设计 取试管 加溶液 3 结果预测 4 结论 5 在上述实验中 如果仅将37 c恒温水浴锅的温度调到20 c 而在其他条件不变的情况下重做上述实验 出现砖红色试管中的颜色会比37 c时的浅 其原因是 解析 该题考查了实验探究能力 要求考生能独立完成 生物知识内容表 所列实验 理解实验目的 原理 方法和操作步骤 掌握相关的操作技能 并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用 答题可参照相关实验方法和过程进行 其中填写表格时要注意把握实验设计的对照原则和控制变量原则 试题难度中等 来源于教材上的实验 是教 材实验的拓展 该题是要验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性 因此应遵循对照性原则 科学性原则和单一变量原则 错因分析对教材实验掌握不到位 对于实验结果的预测与结论相互混淆 实验结果是在实验结束时出现的 通常伴有一定的现象 本题中应描述为 含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管 以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀 其他试管中不出现砖红色沉淀 等 实验结论是和实验目的相关的结论 应回到实验目的中去表述 本题中实验目的是要 验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性 所以实验结论应表述为 酶的催化作用有专一性 考生在解题时 一定要明确题目的要求 不能将实验结果和实验结论混为一谈 答案 1 2 混匀 37 恒温水浴一段时间 取出试管 分别加入适量的斐林试剂 混匀 沸水浴一段时间 观察实验现象并记录实验结果 3 含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管 以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀 其他试管中不出现砖红色沉淀 4 酶的催化作用具有专一性 5 20 低于酶的最适温度 酶活性低 水解产生的还原糖少 2 对验证性实验和探究性实验的分析处理能力不足由于平时学习中缺少实际操作的训练 考生在自行设计实验验证某些实验现象方面仅仅是在理论上的推理和验证 大多都缺乏实用性 逻辑思维稍弱一点的考生 常表现为 实验目的不明确 实验原理不清楚 实验步骤不完善 实验结论不严密 解答探究性实验题时常出现探究要素不明确 探究命题不明确 问题分析不够深入 语言组织与文字表达能力不强等问题 某同学进行实验 甲图为实验开始状态 乙图为实验结束状态 请在乙图所示实验结果的基础上继续实验 探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜 增添的实验材料 蔗糖酶溶液 斐林试剂 试管 滴管 水浴锅等 1 设计出继续实验的简要步骤 2 预测实验现象并作出结论 解析 本实验的设计思路是首先要考虑将蔗糖用蔗糖酶分解 得到水解产物 其次是检测a管内有没有水解产物 蔗糖分解为葡萄糖和果糖 可用斐林试剂加以确定 三是注意遵循实验设计的基本要求和原则 错因分析实验目的不明确 实验要解决什么问题 这个核心首先得抓出来 然后就去解决这个问题 否则整个试题的解答就显得没有任何逻辑 实验步骤不知道如何实施 实验也没有依据或理论基础 实验原理不清楚 实验的原理通常是来源于课本 在课本中一定能找到原型 根据题干的提示 斐林试剂是干什么的 水浴锅是干什么的 毫无疑问是检测还原糖的 哪儿来的还原糖 蔗糖酶又是干什么的 反映出考生欠缺获取信息的能力 实验步骤不完善 很多考生的答案都只有 向a b两管分别加入等量蔗糖酶溶液 水浴加热 或隔水加热 u型管至适宜温度 吸取a b两管内适量液体 分别加入a b两试管中 并加入斐林试剂 60 65 水浴加热 却忘记了一定要观察并记录实验现象 没有记录实验观察到的现象 如何得到实验的结果从而分析并下结论呢 还有的考生没有注意到编号问题 或者丢掉了 分别 等量 适量 等 未遵循等量原则或单因子变量原则 实验结论不严密 如只回答 如果a b试管内均有砖红色沉淀 则蔗糖的水解产物能通过半透膜 或者 如果a试管内无砖红色沉淀 b试管内有砖红色沉淀 则蔗糖的水解产物不能通过半透膜 有的甚至只回答一个方面 能通过 不能通过 反映考生欠缺逻辑思维能力和综合分析能力 答案 1 向a b两管分别加入等量蔗糖酶溶液 水浴加热 或隔水加热 u型管至适宜温度 观察a b两管内液面的变化 吸取a b两管内适量液体 分别加入a b两试管中 并加入斐林试剂 60 65 水浴加热 观察a b试管内有无砖红色沉淀 2 如果a b两管液面高度差缩小且a b试管内均有砖红色沉淀 则蔗糖的水解产物能通过半透膜 如果a b两管液面高度差增大且a试管内无砖红色沉淀 b试管内有砖红色沉淀 则蔗糖的水解产物不能通过半透膜 1 明确目的准答实验综合题实验综合题常常综合考查实验的原理 步骤 结果和结论等相关问题 所以能够全面考查考生对相关知识的理解 迁移和综合运用能力以及语言组织能力 实验综合题是高考生物试题中的重点 所占分值较大 因此 得实验者得高分 是不争的事实 解答实验综合题时审题是关键 审题的内容主要包括以下几个方面 审实验目的 明确实验目的 理解实验原理是审题的基础 抓住实验目的 就等于抓住了试题的灵 魂 再根据实验目的选择恰当的实验材料 恰当的实验材料是保证实验达到预期结果的关键因素之一 审实验变量 实验过程中的变量包括自变量 实验变量 因变量 反应变量 和无关变量 自变量是指实验中由实验者所操纵的因素或条件 它是体现单一变量原则的实验组与对照组唯一不同的 单一变量 因变量是指实验中由自变量引起的变化和结果 它一般是实验现象或实验结果的描述对象 无关变量是指实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件 实验设计的关键之一在于控制实验组和对照组之间的无关变量 以减少误差 审实验条件 了解实验条件 体会各种条件所隐含的意义是实验分析和形成实验设计思路的重要依据 了解实验条件及其含义 才能保证按题意答题 避 免 答非所问 审实验类型 正确判断实验类型 才能对实验结果做出正确的预期 实验类型常有验证性实验和探究性实验两种类型 验证性实验是验证某一理论或假设是否正确的实验 题中给出 或隐含 了某一生物学原理 要求 验证 其结论一般是已知的 因此其预期实验结果一般是唯一的 探究性实验是探索研究对象的未知属性 特征及其相关因素的实验 探究性实验往往是将已知理论模拟成未知理论 然后让考生去再发现 再探索的一种过程 因此也常常将探究性实验叫做 试验 题中给出 或隐含 了某种假设 要求 探究 是否 其预期实验结果及结论一般是不确定的 根据结论与变量之间的关系一般可分为正相关 负相关 零相关三种情况 为验证适宜浓度的生长素通过促进细胞分泌h 进而促进细胞伸长 有人设计了如下实验 一 实验 1 实验材料与药品 10 5mol l的生长素溶液 ph分别为5 0 9 0的缓冲液 黑暗中萌发的小麦种子若干 镊子 刀片 刻度尺 培养皿等 2 实验步骤 材料处理 选择 的黑暗中萌发的小麦种子若干 用镊子取其胚芽鞘并切掉尖端 平均分成3组 将平均分组的胚芽鞘放入编号为1 2 3的培养皿中 加等量的不同试剂 置于相同且适宜的温度下培养 一定时间后 并进行若干次重复实验 记录结果 3 实验结果 二 问题 1 步骤 中切除胚芽鞘尖端的目的是 2 步骤 中重复实验的目的是 其他步骤中还有哪些措施也是为了达到这一目的 解析 本实验属于验证性实验 目的是验证适宜浓度的生长素通过促进细胞分泌h 进而促进细胞伸长 所以实验设置中要有一组用10 5mol l的生长素溶液处理胚芽鞘 即第1组 另外还要用ph分别为5 0 9 0的缓冲液处理胚芽鞘 即第3组和第2组 如果第1组与含h 的第3组的实验结果一致 即胚芽鞘生长明显 则有可能是h 发挥了促进作用 但是不能肯定是h 发挥的促进作用 若通过第2组实验证明在碱性 几乎无h 条件下胚芽鞘生长不明显 则可说明是h 发挥了促进胚芽鞘生长的作用 从而得出第1组生长素促进生长的原因与第3组相同 即都含h 答案 一 2 生长状况一致 测量并统计各组胚芽鞘的平均长度 3 实验结果 a 胚芽鞘生长明显b 10只胚芽鞘 ph为9 0的缓冲液 二 1 排除胚芽鞘尖端产生的生长素对实验的干扰 2 减小实验误差 一次实验的偶然性太大 选择生长一致的幼苗 平均分组 置于相同且适宜的温度下培养 测量并统计各组胚芽鞘的平均长度2 发散思维活解开放探究题开放探究型试题主要考查考生的学科综合能力 试题具有结论不确定性的特点 因而更容易让考生摆脱单一固定的思维模式 引出考生的不同见解 接受考生的 奇思妙想 对于这些新见解 新观点一般要求 合理即可 解题时考生可以在熟练掌握生物学基础知识和基本原理的基础上 从不 同角度去思考问题 例如 一个植物细胞原生质层和细胞壁分开的图示所处状态的分析 可以从相对静止的角度看 该细胞可能处于一种即时的动态平衡 可以从运动的角度看 该细胞可能正在进行质壁分离或质壁分离复原 当然 合理即可 这一要求的核心是 合理 这有两层含义 其一是从科学性的角度而言要 合理 例如在实验探究中 实验材料的选择应正确易得 探究步骤的安排应遵循基本实验原则 对照原则 单一变量原则 平行可重复原则等 实验现象的预测应准确全面 实验结论的得出应严谨缜密 对应实验结果 其二是从试题自身要求的角度而言要 合理 目前常见的开放性试题往往并非完全开放 试题题 干中一般还含有一些或显性或隐性的限定 例如在实验装置上的限定 利用该装置继续研究 在探究方向上的限定 在此基础上进一步探究 等 解答此类试题时应注意 奇思妙想 与试题要求的结合 在紧扣试题要求的基础上大胆联想 在一封闭饲养的有毛小鼠繁殖种群中 偶然发现一对有毛小鼠生下的一窝鼠仔中有几只无毛小鼠 无毛小鼠全身裸露无毛 并终身保留无毛状态 科研人员为了研究无毛小鼠的遗传特性 让上述这对有毛小鼠继续杂交 仍有无毛小鼠出生 让无毛小鼠与亲代有毛小鼠回交 生产出10只无毛小鼠和12只有毛小鼠 其中无毛小鼠雌 雄各5只 有毛雌小鼠7只 雄小鼠5只 1 科研人员初步判断 该小鼠无毛是种群中的基因突变造成的 而不是营养不良或其他环境因素造成的 控制无毛性状的基因位于常染色体上 写出科研人员做出上述两项判断的理由 理由一 理由二 2 由于该种无毛小鼠有极大的科研价值 科研人员需要将其扩大繁殖 已知无毛是由隐性基因控制 无毛雄鼠能正常生育 无毛雌鼠繁殖力低 哺乳困难 若利用上述回交实验得到的小鼠作实验材料 理论上有四套交配方案能获得无毛小鼠 请写出另外三套方案 指出最佳方案并说明理由 方案一 杂合有毛小鼠 杂合有毛小鼠 方案二 方案三 方案四 最佳方案 方案 理由 解析 1 由于无毛小鼠是偶然出现 且在回交实验中无毛性状能够遗传 所以可初步判断无毛性状是基因突变造成的 而不是营养不良或其他环境因素造成的 由于回交后代中无毛性状在雌雄中出现的概率接近 无显著的性别差异 所以可初步判断控制无毛性状的基因位于常染色体上 2 设有关基因为a a 则上述回交实验中 亲本有毛小鼠 的基因型均为aa 无毛小鼠的基因型为aa 得到的子代小鼠的性状及基因型为有毛 aa 无毛 aa 欲获得更多的无毛小鼠 有以下四套方案 aa aa aa aa a