【状元之路】高中生物第一轮复习 实验7 实验设计专题研究系列之观察植物细胞的质壁分离与复原 实验的对照原则课件.ppt

实验设计专题研究系列之 七 观察植物细胞的质壁分离与复原实验的对照原则 实验专项一 观察植物细胞的质壁分离与复原实验原理 1 原生质层伸缩性比细胞壁伸缩性大 2 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时 细胞失水 原生质层收缩 进而质壁分离 3 当细胞液浓度大于外界溶液浓度时 细胞渗透吸水 使质壁分离复原 实验目的 1 初步学会观察植物细胞质壁分离与复原的方法 2 理解植物细胞发生渗透作用的原理 实验步骤 实验结论 成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时 细胞失水 当外界溶液浓度小于细胞液浓度时 细胞吸水 实验成败的关键 1 选材 活细胞 细胞液颜色鲜艳 应选择活的紫色洋葱鳞片叶外表皮 最外层表皮中 有的细胞虽含有大量的紫色花青素 但死亡的细胞太多 内表皮细胞的液泡中花青素少 呈无色 都不能选用 另外新鲜的水绵 黑藻叶 紫鸭跖草等也是经常使用的材料 2 试剂 本实验选用0 3g ml的蔗糖溶液 质量浓度过高 质壁分离速度虽快 但不久就将细胞杀死 质壁分离后不能复原 质量浓度过低不能引起质壁分离或质壁分离速度太慢 此外 8 的食盐溶液 5 的硝酸钾溶液等也可使用 盐酸 酒精 醋酸等溶液能杀死细胞 不适于做质壁分离的溶液 二 实验的对照原则对照原则是设计和实施实验的准则之一 通过设置实验进行对照 既可排除无关变量的影响 又可增加实验结果的可信度和说服力 通常 一个实验分为实验组和对照组 实验组是接受实验变量处理的对象组 对照组亦称控制组 对实验假设而言是不接受实验变量处理的对象组 至于哪个作为实验组 哪个作为对照组 一般是随机决定的 这样 从理论上说 由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的 被平衡了的 故实验组与对照组二者的差异 则可以确定为是来自实验变量的效果 按对照的内容和形式上的不同 通常有空白对照 自身对照 条件对照 相互对照四种对照类型 对照原则 空白对照1 概述空白对照是指除给予范围的实验因素外 不给予研究的实验因素处理 探究某种实验因素的有无对实验结果的直接影响 明显地对比出实验组的实验因素与实验结果的对应关系 实验组和对照组的关系如下 2 注意事项 1 实验设计一定要分组进行 2 变量只能有一个 其他条件均相同 两者唯一的区别是变量不同 3 保持实验条件的前后一致性 实验过程中不可改变其中任何条件 3 应用举例 对照原则 自身对照1 概述自身对照指实验与对照在同一对象上进行 不另设对照组 实验操作前的对象为对照组 实验操作后的对象则为实验组 对比实验操作前后现象变化的差异而得出实验结论 2 典例分析植物细胞的质壁分离与复原实验 1 实验对象 同一个成熟的植物细胞 2 在这一实验中有两次对照 具体分析如下 3 注意事项 1 实验材料在实验过程中必须保持一定的生理活性 2 实验操作要有一定的范围 如处理活细胞时所用溶液浓度要适宜 3 持续观察记录实验操作前 后的实验对象状况 控制好观察时间 k 对照原则 条件对照1 概述指虽给对象施以某种实验处理 但这种处理是作为对照意义的 或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量 2 典例分析请用dna酶做试剂 选择适当的材料用具 完成下列的实验方案 验证促进r型细菌转化成s型细菌的物质是dna 并预测实验结果 得出实验结论 实验过程 第一步 制备符合要求的培养基 从s型细菌中提取出dna 第二步 分组处理 如下表 第三步 将r型细菌分别接种到三组培养基上 第四步 将接种后的培养基放在适宜的温度下培养一段时间 观察菌落生长情况 1 预测实验结果并得出结论 2 通过你设计的实验 还能得出什么新的结论 解析 在验证促进r型细菌转化成s型细菌的物质是dna的实验中 只有b组加入了s型细菌的dna 其培养基中会产生s型细菌 而其他培养基中均没产生s型细菌 证明s型细菌的dna是遗传物质 答案 1 a c组培养基中均未出现s型细菌 只有b组培养基中出现s型细菌 说明培养基中s型细菌dna可以使r型细菌转化为s型细菌 2 dna结构要保持完整才能促进r型细菌转化为s型细菌 对照原则 相互对照1 概述相互对照是指不单独设对照组 而是几个实验组之间的相互对照 由此得出相应的实验结论 一般是在探究某种实验因素对结果的影响不明确的情况下使用 通过实验的相互对比 确立实验变量和反应变量的关系 2 典例分析温度对唾液淀粉酶活性的影响实验 1 实验对象 加了相同淀粉糊的四支试管 2 对照处理 不另设对照组 而是将四支试管分别放在温度为80 60 37 0 的不同环境中 并同时逐个加入相同的唾液 3 实验结果 对相同时间内四组溶液中淀粉糊消化程度进行检测 并记录检测值 4 对照分析 通过对四组检测值之间相互对比 得出淀粉糊消化程度最高组的温度 即为本实验探究的唾液淀粉酶活性的最适温度 3 注意事项 1 不需确定对照组和实验组 每组均为实验组 2 每个实验组除要探究的因素各不相同外 其他所有条件均相同 3 最终结论必由几组实验结果的对比得出 典例示范1 根据教材相关实验 回答下列问题 下面的图解为某学生在实验室操作的基本步骤 请回答 1 你认为他做该实验的目的是 2 该同学通过多次做实验 得出的体会是在两次高倍镜观察之间时间不宜停留过长 否则会导致实验失败 你认为最合理的原因是 3 若改用小麦的根毛细胞进行上述实验 由于观察的细胞无色透明 为了取得更好的观察效果 调节显微镜的措施是 下图可以用来说明渗透作用的原理 请回答以下问题 1 如果将漏斗内的溶液换成相同体积 相同质量浓度的葡萄糖溶液 漏斗内的液柱高度将 2 如果将相同质量浓度的葡萄糖溶液和蔗糖溶液分别置于漏斗内和烧杯内 漏斗内的液柱高度将 3 现有一瓶淀粉溶液和一瓶碘液 可以利用该装置来探究碘分子和淀粉分子是否能通过半透膜 请写出预期的实验现象和结论 提示 将淀粉溶液置于烧杯中 将碘液置于漏斗中 思路分析 本题是教材中的基础实验的改编和拓展 第 题 该操作步骤属于观察植物细胞质壁分离与复原的操作步骤 在0 3g ml的蔗糖溶液中 成熟植物细胞发生渗透失水 导致其发生质壁分离 若停留过长 细胞会因过度失水而使原生质脱水变性失去活性 导致细胞死亡 无法再做细胞质壁分离复原实验 由于要观察的细胞无色透明 若视野太明亮 则不易看清楚 所以要将视野调得暗一些 即缩小光圈或换平面反光镜 第 题 该图属于教材中渗透作用装置图解 葡萄糖是小分子有机物 可自由通过半透膜 在刚开始时半透膜两侧浓度差较大 由于单位体积清水中的水分子比单位体积葡萄糖溶液中的水分子多 所以在单位时间内 水分子由烧杯透过半透膜进入漏斗内的数量 多于水分子由漏斗透过半透膜进入烧杯内的数量 因此漏斗管内的液面上升了 同时由于葡萄糖也透过半透膜进入烧杯 导致半透膜两侧浓度差越来越小 最终两侧浓度达到相等 所以该实验中漏斗内的液柱高度先上升然后下降 同理也可分析相同质量浓度的葡萄糖溶液和蔗糖溶液分别置于漏斗内和烧杯内 漏斗内的液柱高度也是先上升然后下降 在预测可能的实验现象和结果时 要根据漏斗与烧杯中的溶液是否变蓝进行合理预测 并注意实验现象与结果的一致 答案 1 观察植物细胞质壁分离与复原 2 细胞长时间处于高渗溶液中导致死亡 3 缩小光圈或换平面反光镜 1 先上升然后下降 2 先上升然后下降 3 如果烧杯内的溶液变蓝 而漏斗内的溶液没有变蓝 说明只有碘分子能穿过半透膜 如果烧杯内的溶液不变蓝 而漏斗内的溶液变蓝 说明只有淀粉分子能穿过半透膜 如果烧杯内和漏斗中的溶液都变蓝 说明二者都能穿过半透膜 如果烧杯内和漏斗中的溶液都不变蓝 说明二者都不能穿过半透膜 典例示范2 某校生物兴趣小组将体重 大小和年龄相同的成年小鼠分成甲 乙 丙三组 分别进行如表所示的连续实验 下列有关该实验的叙述中错误的是 a 该实验可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用b 该实验的对照有同组内的自身对照 甲乙间的相互对照 设计丙组作空白对照无必要c 该实验所用的胰岛素溶液和胰高血糖素溶液应是生理盐水与相应激素配制而成d 该实验同一步所用的三种溶液用量必须相等 同一组前后两步所用溶液用量可以不等 思路分析 该实验通过甲组和乙组的自身对照 可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用 实验要严格遵循对照性原则和单一变量原则 因此该实验所用的胰岛素溶液和胰高血糖素溶液应是由生理盐水与相应激素配制而成的 而且该实验同一步所用的三种溶液用量必须相等 但是同一组前后两步所用溶液用量可以不等 该实验有组内的自身对照 第一步与第二步对照 也有甲乙两组的相互对照 但是丙组的空白对照也很有必要 因为只有与空白对照相比较才能看出实验组的情况是否异常 答案 b 实战演练 2008 江苏 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 实验目的是探究蔗糖的水解产物是否能透过半透膜 由提供的实验材料可推知实验原理 蔗糖的水解产物如果能透过半透膜 则由于渗透作用 两边的液面差会缩小 用斐林试剂检验 水浴条件下会出现砖红色沉淀 否则 两边的液面会因为蔗糖的水解使溶质分子数增加而液面差加大 且检验时无砖红色沉淀 设计实验步骤时重点考查无关变量的控制 如两侧加入等量的蔗糖酶