新课标高三生物二轮复习专题课件学案27《实验分析与设计类》.ppt

学案实验分析与设计类 题型剖析 近几年的生物实验题的设计往往借助实验方法创设新情境 侧重考查学生对实验的解释 分析 完善 评价 纠正和完整设计的能力 该类试题的主要特点是 试题思维量大 信息和情景新 设问角度多 综合性强 能力要求高 能够较好地考查学生对生物基础知识和基本技能的掌握情况 能够激活学生的创新意识和提高其思维能力 还能够反映出学生的生物学科素养 其具体可分为补充完善类 评析修订类 突破策略 此类试题解题突破点概括如下 1 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 的哪一个方面 2 明确实验原理 分析实验所依据的科学原理是什么 涉及到的生物学有相关学科中的方法和原理有哪些 3 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 4 设计出合理的实验装置和实验操作 得出预期实验结果和结论 典例1 请利用所提供的材料用具 设计一个实验 证明植物可以利用光能合成淀粉 材料用具 天竺葵 暗箱 烧杯 酒精灯 石棉网 镊子 三角架 黑纸板 回形针 质量分数为95 的酒精溶液 大烧杯 碘液 培养皿 方法步骤 第一步 培养2 3天 目的是 且已证实目的达到 第二步 把天竺葵放入暗箱中 消耗完叶片中已有的淀粉 选两片生长正常 大小一样的叶片 用回形针把黑纸固定在其中一片叶片上进行遮光处理 另一叶片作对照 用光进行照射 第三步 经2 3小时的光照后摘下叶片 置于装有95 酒精溶液的小烧杯内 小烧杯放在盛有水的大烧杯中 在酒精灯上加热煮沸 直到叶片为止 第四步 实验现象 分析说明 脱绿 成为白色 将两叶片放在两个培养皿中 分别滴加 碘液 见光的叶片变为蓝色 用黑纸遮盖的 叶片不变为蓝色 绿色植物可以利用光能合成淀粉 解析本题为补充完善类实验题 解答时要紧扣题意 仔细结合上下文补充步骤和现象 第一步要处理叶片 消耗掉其中储存的淀粉 以避免对后续实验的影响 第二步要注意保证单一变量 并进行对照实验 第三步的目的是用酒精溶解叶绿素 以避免对后续颜色反应的影响 因为碘液遇淀粉变蓝 备考链接本题突出考查了考生对实验设计的补充完善能力 补充原理 步骤和结果的预测 其突破方法是 1 补充实验原理的突破 要深入分析题目中所依据原理 进而分析与实验原理有关的内容 对照组实验 重要实验步骤 重要实验装置 完善实验装置 完善实验所用的实验方法等 在此基础上 联系教材中的相关联的原理 知识点进行知识的迁移 归纳出其原理 这类问题解决的基点是看我们能否对教材中基础实验原理深刻理解 能否对其融会贯通 举一反三 能否学会类比迁移 2 补充实验步骤预测实验结果的突破 认真分析实验目的和相关知识点 辨别实验类型 确定准各变量 把握准解题的方向和关键 文字描述应力求简练 准确 科学 结果的预测对 验证类 和 探究类 应区分对待 能力迁移 1 若证明某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米 请用所学的方法设计实验加以验证 实验原理 材料用品 新鲜的普通玉米籽粒 新鲜的新品种玉米籽粒 研钵 试管 漏斗 纱布 吸管 清水 双缩脲试剂a液 双缩脲试剂b液 量筒 方法步骤 将两种玉米籽粒分别进行 制备组织样液 取a b两只试管 向a中加入新品种玉米组织样液2ml b中加入普通玉米组织样液2ml 蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应 蛋白质含量越高颜色越深 研磨 向a b两只试管中分别加入2ml 摇匀 再分别加入3滴摇匀 观察 预期的结果 解析通过颜色反应鉴定有机物的实验 也可以依据最终产生的颜色深度对比某种有机物含量的多少 注意实验过程中实验变量新鲜普通玉米籽粒与新鲜的新品种玉米籽粒和无关变量 试剂的使用量等 的正确处理 双缩脲试 剂a液 双缩脲试剂b液 颜色变化并比较紫色的深浅 新品种玉米籽粒组织液 a试管 紫 色较深 典例2 为了探究 甲状腺激素及甲状腺抑制剂对蝌蚪生长发育的影响 某同学制订了下列实验设计方案 请作出正确的评价 a 取2个玻璃缸分别编号1号 2号 b 在2个玻璃缸中 分别加入等量 且适量 的水和新鲜水草 然后在每个玻璃缸中分别放入10条发育状态不同的蝌蚪 c 向1号缸投放含甲状腺激素的饲料 向2号缸投放含量甲状腺抑制剂的饲料 d 每天分别向各缸中投放一些饲料 e 每隔一定时间观察一次 观察时用小网将蝌蚪捞出放在培养皿中 再将培养皿放在坐标纸上 1mm 1mm 观察并且测量蝌蚪的体长变化 解析该实验设计只有实验组而没有对照组 应该增加一个玻璃缸 放入常规饲料 蝌蚪的数目应相等 大小 种类应相同 投放的饲料也应该是等量的 这样才具有可比性 另外 甲状腺激素的功能是促进蝌蚪的发育 因此观测指标应该是蝌蚪发育成青蛙所需的时间的长短 而不是体长的变化 观测生长激素对蝌蚪发育的影响可用蝌蚪的体长变化作指标 答案 1 缺少空白对照组应增加一个玻璃缸 编号为3号 3号缸中投放常规饲料 2 发育状态相同的蝌蚪 3 投放等量的饲料 4 观测指标应为蝌蚪发育成青蛙所需的时间 备考链接1 本题是属于评析修订类实验设计题 此类试题要求学生对实验的原理 目的要求 材料用具 方法步骤 实验现象 结果或结论等内容熟悉 深入分析并能找出错误的地方并给予改正 先指错 再改错 这类试题多为验证性实验 是以生物学中一些经典实验或学生实验为基础而设计 要求学生要有扎实的基础知识和基本技能 突出了对 双基 的考查 2 此类型的题目主要包括 药品试剂的分析 评论和改进 是否漏做某个实验步骤 操作步骤是否颠倒 实验原理和方法是否正确 实验变量控制是否合理 特别注意看是否缺少对照实验 实验装置设计是否妥当 是否充分利用实验条件 实验变量突破要点是 依据实验目的 原理和思路 思考题目所给的实验材料和试剂分别起什么作用 应怎样应用 特别注意题干中是否隐含实验试剂和材料的选择利用 对实验步骤的判定应注意其简便性 可行性 精确性和安全性 能力迁移 2 09 宁波期末 生物兴趣小组设计了下列实验装置研究甲状腺激素对小鼠新陈代谢的促进作用 实验装置足以维持实验过程中小鼠的生命 瓶口密封 忽略水蒸气变化对实验结果的影响 装置放在适宜恒温的环境中 现有性别 日龄 大小相同的健康小鼠数只及有关的实验材料 提供良好的饲养条件等 同学们设计了如下的实验方案 步骤1 将小鼠随机均分为两组 分别编号为a组 b组 步骤2 a组切除甲状腺 b组作假性切除处理 每天饲喂等适量的饲料 连续饲养一段时间 使其生理状态稳定 步骤3 将a b两组小鼠分别放入a b两瓶中 待小鼠安静后塞紧胶塞 一段时间后记录两装置中液滴的移动情况 1 该实验设计的装置有不当之处 请在不增加实验装置的情况下加以修改 2 该实验的基本原理是 3 预期修正后的实验结果是 4 有同学提出该实验设计还不够严谨 需加以补充 请在不增加实验装置的基础上提出合理的补充方案 注 试剂不受限制 b广口瓶中清水换为naoh溶液 甲状腺激素能促进新陈代谢 提高动物的耗氧量 通过上述实验装置在相同时间内耗氧量的变化来验证甲状腺激素的作用 a瓶液滴向左移动刻 度小于b瓶 补充步骤4 待a b两组小鼠出现耗氧量差异后 a组饲料中增添适量的甲状腺激素制剂 b组增添等量的生理盐水 连续饲养一段时间后重复步骤3 解析本实验是通过在相同时间内耗氧量的变化来验证甲状腺激素的作用 b广口瓶中清水换为naoh溶液 用以吸收二氧化碳 甲状腺激素能促进新陈代谢 提高动物的耗氧量 因此 b组小鼠耗氧量大于a组 也可对a组再饲喂甲状腺激素制剂 观察耗氧量 典例3 近期统计数据显示 癌症已成为我国城乡居民的首要死因 请根据提供的材料回答问题 1 体外分别培养某种癌细胞和正常体细胞 图中代表癌细胞生长曲线的是 在体内 癌细胞可能侵袭周围正常组织 说明癌细胞具的特性 2 细胞癌变后 膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质 这些蛋白质会成为 引起机体的免疫应答 在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是 a 有扩 分 散转移 抗原 效应t细胞 3 端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分 下表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关 请完成下面的探究实验 实验目的 研究端粒酶与细胞癌变的关系 实验材料 癌细胞 端粒酶抑制剂 细胞培养液等 实验步骤 将癌细胞分成a b两组 a组加入端粒酶抑制剂 b组不加 进行培养 结果预测及分析 4 请根据上述内容 提出一种治疗癌症的新思路 a组比b组增殖代数减少 说明端粒酶与细胞癌变 连续分裂 有关 a组仍然无限增殖 说明端粒酶与细胞癌变 连续分裂 无关 抑制癌细胞中端粒酶的活性 或抑制细胞分裂 免疫治疗 输入淋巴因子 dna疫苗 解析一般正常的体细胞分裂不会超过50 60代 当细胞代数达到这个限度 大部分细胞会死亡 但少数细胞由于基因发生突变可以继续分裂 且分裂无 记录并比较a b两组的增殖代数 分裂次数 限进行 只要外界条件适宜 这就是癌变 癌细胞的特点有三 在适宜的条件下 癌细胞能无限增殖 癌细胞的形态结构发生显著变化 癌细胞的表面发生了变化 根据以上特点可知 a曲线反映出了癌细胞无限增殖的特点 效应t细胞会对靶细胞 癌细胞 发起攻击 使其裂解死亡 第 3 小题设计的实验为探究性实验 该类实验设计的一般步骤是 提出问题 作出假设 设计实验 观察现象 得出结论 通过审题 准确确定实验的变量为 有无端粒酶抑制剂 设计时注意编号和排除无关变量的影响 最后得出实验结果 即预测 并注意分析 即结论 至于治疗方法的设计 题中都有所提示 备考链接独立设计类 1 特点 这类题型在高考里出现的频率比较高 属于难度较大的实验设计题 因为它是与研究性学习相配套的一类题型 这类题型要求学生除具有严谨的科学态度外 还要求能用课本所学知识来解决生活与生产实践中存在的现象 问题等 要求学生必须具备较高的实验能力 题目有一定的开放性 便于考生发挥个性特长 符合课改要求 2 解答提醒 解答时要特别注意对照原则 而且由于是探究实验 要对实验结果及结论进行分类讨论 一个完整的课题研究方案应包括研究目的 内容 方法 形式 结论 研究报告等 该课题已经提供细胞癌变 免疫等相关信息 降低了题目的难度 学生只要从题目中获取有关信息 把握好设计实验的基本方法即可迎刃而解 能够对一些生物学问题进行初步的探究性研究 并制定课题的研究方案 是 考试大纲 中高考能力考查的高层次要求 是今后高考命题的重要题型之一 能力迁移 3 09 广东卷 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0 10000lux 温度 湿度等均可自行设定 培养皿 直尺等 1 实验方案 选出180粒大小一致的种子 分成6组 每组30粒 在培养皿中培养 培养条件 光照强度0 2000 4000 6000 8000 10000lux 温度25 培养一周 2 实验结果预测 测定指标 用直尺测量植株高度 计算每组的平均值 注 要求至少分三组 三个处理 每组有一定的种子数量 光照强度必须有0lux 黑暗 随光照强度增加 植株高度 下降 解析该实验目的为探究不同光照强度对大豆植株高度的影响 实验变量为不同光照强度 反应变量为大豆植株的高度 书写实验方案的一般步骤为分组 对照培养 检测 预测实验结果时应通过分析题中给了的 黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多 信息进行预测 1 人在生病发烧 常会发生食欲下降的现象 某同学猜测这可能与消化酶的活性减弱有关 某生物小组欲通过实验对这一猜测加以探究 现请你完善实验步骤 并回答有关实验问题 供选材料 浓度适宜的 淀粉酶溶液 浓度适宜的胰淀粉酶溶液 可溶性淀粉液 ph适宜 班氏糖定性试剂 恒温水浴箱两只 温度可调控 试管 烧杯 清水 酒精灯等 实验原理提示 班氏糖定性试剂遇还原糖在加热条件下产生砖红色沉淀 其颜色的深浅与还原糖的量成正比 实验步骤 1 取两支试管分别编号为甲 乙 分别加入适量 等量的可溶性淀粉液 2 将甲 乙两试管的下端同时插入不同的恒温水浴箱中 甲试管保持的温度设定为40 乙试管保持的温度设定为 维持10min 3 同时向甲 乙两试管分别加入等量的溶液 振荡后继续保温10min 4 同时对两试管加入等量的班氏糖定性试剂 摇匀并 然后观察比较两试管的颜色变化 实验预期和结论 1 若 说明人生病发烧时会减弱消化酶的活性 37 胰淀粉酶 沸水浴2分钟 甲试管颜色比乙浅 2 若 说明人生病发烧时不会减弱消化酶的活性 两试管颜色相同 解析 2 正常人体温度为37 左右 所以乙试管应设定为37 用于同40 相对照 3 应选择在37 条件下活性最强的胰淀粉酶 4 班氏糖定性试剂与还原糖混合在沸水浴条件下能产生砖红色沉淀 在最适宜温度下 淀粉被充分水解 若人发烧则引起酶活性降低淀粉被分解得到的还原糖少 则将出现对应砖红色颜色较浅 若人发烧未引起酶活性改变 则对照组与实验组与班氏试剂水浴加热后试管颜色相同 2 09 郑州质检 果蝇的灰身 b 和黑身 b 红眼 r 和白眼 r 分别受一对等位基因控制 b b基因位于常染色体 r r基因位于x染色体上 下表是杂交实验结果 1 选果蝇作遗传实验材料的优点是 2 f1随机交配 试推断f2中红眼 白眼果蝇的性别分别是和 3 以上两对相对性状中 正交与反交产生子代的结果一致的是 4 现用纯合的灰身红眼雌果蝇与黑身白眼雄果蝇杂交 再让f1个体间杂交得到f2 预期f2可能出现的基因型有种 雄性中黑身白眼的概率是 相对性状明显 繁殖周期短 后代个体数量多 便于饲养 雌雄易辨等 雄 雌 雄 灰身与黑身 12 1 8 5 果蝇中另有直刚毛 焦刚毛一对相对性状 生物科技活动小组用纯种果蝇杂交 f1的个体数及性状统计如下表 根据表中的杂交结果 可以判断控制直 焦刚毛的一对等位基因位于染色体上 生物科技活动小组中有同学认为 控制身体灰色或黑色的基因与控制直 焦刚毛的基因之间可以自由组合 有的同学则表示怀疑 现有一批纯种灰身焦刚毛和黑身直刚毛果蝇 请以这些果蝇为实验材料 探究这两对相对性状的遗传是否遵循自由组合规律 实验步骤 第一步 第二步 将灰身焦刚毛和黑身直刚毛果蝇杂交 得到f1 让f1雌 雄个体自由交配 得到f2 常 第三步 预期实验结果及结论 统计f2中各表现型的个体数 若f2灰身直刚毛 灰身焦刚毛 黑身直刚毛 黑身焦刚毛的数量比接近9 3 3 1 则两对等位基因之间是自由组合的 否则是不能自由组合的 解析 2 由f1果蝇表现型知 p基因型为xrxr xry f1个体基因型为xrxr xry f1随机交配 子代基因型为 xrxr xrxr xry xry 故雌果蝇均为红眼 雄果蝇有白眼 也有红眼 3 控制果蝇体色的基因位于常染色体上 故灰身与黑身正交与反交产生子代的结果一致 4 纯合的灰身红眼雌果蝇 bbxrxr 与黑身白眼雄果蝇 bbxry 杂交 f1基因型为 bbxrxr bbxry 把两对基因分开处理 bb自交后代有3种基因型 xrxr xry后代有4种基因型 故纯合的灰身红眼雌果蝇与黑身白眼雄果蝇杂交 再让f1个体间杂交得到f2 预期f2可能出现的基因型有3 4 12种 雄果蝇中白眼概率为1 2 黑身概率为1 4 雄果蝇中黑身白眼概率为1 2 1 4 1 8 5 由表格数据可以看出 果蝇的刚毛性状与性别无关 故控制刚毛性状的基因位于常染色体上 位于两对同源染色体上的基因 在遗传时遵循自由组合定律 即f1自交 f2出现9 3 3 1特定的性状分离比 或f1测交 后代出现1 1 1 1特定的性状分离比 否则不会出现以上比例 3 09 皖南八校联考 遗传学家对虎皮鹦鹉的羽色和绵羊角的有无进行了研究 请回答 1 虎皮鹦鹉的羽色受两对等位基因控制 基因b控制蓝色素的合成 基因y控制黄色素的合成 二者的等位基因b和y均不能指导色素的合成 其遗传机理如下图所示 该过程说明 一些基因就是通过 从而控制生物性状的 若将纯合蓝色和纯合黄色鹦鹉杂交 其后代的表现型为 基因型为 再让子一代的互交 子二代的表现型及比例为绿色 如何验证黄色雄性个体的基因型 请写出简要实验思路 控制酶的合成来 控制代谢过程 绿色 bbyy 蓝色 黄色 白色 9 3 3 1 选择多个白色雌性个体与黄色雄性个体杂交 若出现白色后代 该黄色个体为杂合子 若只出现黄色后代 则黄色个体很可能为纯合子 2 常染色体上的基因所控制的性状在表现型上受个体性别影响的现象叫从性遗传 杂合子的雄性与雌性所表现的性状不同 是与伴性遗传截然不同的遗传方式 绵羊的有角和无角受一对等位基因控制 有角基因h为显性 无角基因h为隐性 一只有角公羊与一只无角母羊交配 生产多胎 凡公羊性成熟后都表现为有角 凡母羊性成熟后都表现无角 据此能否确定绵羊有角性状的遗传方式为从性遗传 为什么 不能 伴y染色体遗传也有可能出现上述现象 有没有伴x遗传的可能 没有 理由是因为有角性状为显性性状 若为伴x染色体遗传 后代公羊全部表现无角 后代母羊应全部表现为有角 与上述事实不符 解析 1 由题干信息知 纯种蓝色鹦鹉和纯种的黄色鹦鹉基因型分别为 bbyy和bbyy二者杂交子代基因型为 bbyy 绿色 子一代互交有 9 16by 绿色 3 16byy 蓝色 3 16bby 黄色 1 16bbyy 白色 检验黄色鹦鹉的基因型需要用双隐性个体的白色鹦鹉进行测交 为提高实验结果的准确性 可选用多个白色的鹦鹉与该黄色鹦鹉进行交配 若后代有白色个体出现 则说明黄色鹦鹉为杂合子 若子代无白色个体出现 说明子代个体为纯合子 2 由 有角公羊 无角母羊 后代母羊均无角 公羊均有角知 该遗传有可能为伴y遗传 因有角基因由h控制 若该基因在x染色体上 所有有角公羊的后代中母羊应表现为有角 而实际后代母羊无角 故该基因不可能位于x染色体 伴y遗传与从性遗传的区别是 伴y遗传有角性状全为公羊 而从性遗传公羊母羊均有有角与无角性状 4 某兴趣小组以 混合培养a b两种酵母菌 它们的数量变化情况 作为研究课题 回答下列相关问题 实验材料 含a酵母菌的培养液 含b酵母菌的培养液 5 的葡萄糖溶液 试管 滴管 显微镜 血球计数板 计数板的使用不作要求 等 1 实验步骤 在甲 乙 丙三个相同的无菌容器中加入等量的5 的葡萄糖溶液 分别接种等量的a酵母菌 b酵母菌和a b两种酵母菌 置于相同且适宜的条件下培养 2 请设计一个表格用于记录实验数据 定时取样 用血球计数板测定甲 乙 丙三个容器内酵母菌种群数量变化情况 并记录数据 答案 3 组内有同学提出一种观点 混合培养时 生存下来的某种酵母菌产生了杀死另一种酵母菌的物质 请你设计一个实验以验证其观点是否正确 那么实验思路是 4 组内某同学的部分实验操作过程是这样的 从静置试管中吸取酵母菌培养液进行计数 记录数据 把酵母菌培养液放置在冰箱中 第七天再取样计数 记录数据 统计分析绘制成曲线 请纠正该同学实验操作中的错误 在其他条件不变的情况下 用单独培养过a 或b 酵母菌的培养液单独培养b 或a 酵母菌 观察其数量的变化 应先将试管轻轻振荡几次 再吸取酵母菌培养液计数 应将酵母菌培养液置于适宜温度下培养 连续培养七天 每天定时观察 取样计数并记录数据 解析设置方法为 单独培养a 单独培养b 混合培养ab 因变量为种群数量的变化 观察指标为酵母菌a b的数量变化 用血球计数板计数 记录表格的设计要考虑观察对象 观测指标和观测时间 因为涉及数量的变化 还要考虑到平均值 5 经实验证明 适宜浓度 0 01g ml 的植物激素 多效唑可以明显促进小麦的生长 那么该浓度的多效唑溶液是否对同为禾本科的植物 高粱的生长有促进作用呢 某科研小组进行了如下的准备工作和探究实验 实验材料和用具 花盆 高粱种子40粒 0 01g ml多效唑溶液 喷壶 卷尺 清水和菜园土等 1 该探究实验作出的假设 2 主要实验步骤 一定浓度的多效唑溶液能促进 或抑制或不影响 高粱的生长 取花盆2个 各放入等量的菜园土 其中一个花盆为a组 实验组 另一个为b组 对照组 待高粱幼苗长出第一片真叶时 对幼苗进行处理 20天后用卷尺测量幼苗的高度 并记录 分别将20粒饱满的高粱种子种入2个花盆内 在适宜条件下培养 向a组幼苗喷洒0 01g ml多效唑溶液 b组幼苗喷洒等量的清水 3 写出该实验预期的结果和相关结论 实验预期的结果和相关结论 a组幼苗的高度明显高于b组 该浓