高中生物 生物实验题型及应对策略.doc

生物实验题型及应对策略 生物科学是一门实验科学，因此生物实验一直是生物学高考必出的内容。从近几年的实验题在高考中的题型变化来看，借助实验方法创设新情境，侧重考查同学们对实验进行解释和分析的能力已成为命题趋向，其中设计型实验题更是热点。 所谓实验设计，就是要求同学们设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。它包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。实验设计，主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。 一、实验设计的四个原则 1.对照性原则:在实验设计中，通常设置对照组，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。实验设计中可采用的对照方法很多，除了有条件对照、剂量对照、位置对照、相互对照、自身对照等外，通常采用空白对照的原则：即不给对照组以任何处理因素。值得强调的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素。 2.随机性原则：随机性原则，是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于：一是可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。 3.平行重复原则： 平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的。 4.单因子变量原则：单因子变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。 二、实验题型及应对策略 如果把实验题型进行归纳,大致有以下几种类型： （一）、 实验设计题 解这类题时，需要: .明确实验目的、原理及实验要求，以便确定答题方向。 .明确所给实验仪器及试剂、材料的操作及用途。 .设计实验步骤：首先要遵循两个原则：对照原则和单一变量原则；注意实验的准备工作；实验过程中的顺序；实验现象的观察，实验结果的验证分析。 例1：课题小组的研究性学习课题是“探究影响细菌生长繁殖的因素”他们在培养细菌的过程中，发现了某种细菌（）的周围其他细菌的生长繁殖受到抑制。他们把细菌接种到专门的培养基上进行培养，一段时间后，他们除去细胞，用该培养基再培养其他细菌，结果其他细菌仍然不能在这个培养基上生长和繁殖。于是该同学就假设了“造成细菌的周围其他细菌不能生长和繁殖的最可能的原因是：细菌产生了不利于其他细菌生存的物质” 。 问题：参照上述题目中所给出的有关材料，请设计一个实验对该同学的假设进行验证。 第一步：_。 第二步：_。 第三步：_。 第四步：_。 解析： 本题的实验目的是验证“细菌产生了不利于其他细菌生存的物质”。那么就要验证细菌产生了一种物质，并且不利于其他细菌的生存。我们要观察细菌的生长情况只能通过培养皿，所以要配制含有培养基的培养皿。本实验的设计抓以下几个关键点：一是进行对照组（细菌的有无）的准备，二是对照组的设置（注意单一变量原则），三是对照组的使用，四是对照组控制条件的观察。第一步：取两个培养皿，按相同营养成分配制成甲乙两个培养基。第二步：在甲培养基上接种细菌，培养一段时间后，除去细菌；乙培养基上不接种细菌，作为对照。第三步：在这两个培养基上分别接种相同的其他细菌。第四步：在相同条件下，让甲乙两个培养基上的细菌生长繁殖。 （二）、 实验评价题 解这类题时，需要: .看有无对照实验，如果有，则看对照设计是否合理。 . 看实验是否遵循了单一变量原则。 .看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。 .看实验仪器、药剂的使用是否合理。药剂的配备、使用及用量的大小。 . 实验结果的验证是否合理。 例2：某同学进行了温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验： 实验步骤：（1） 取三支试管，分别加入质量分数为3的可溶性淀粉溶液。（2）将试管分别放入25、60的水中和冰块中，在三支试管中分别加入质量分数为2的淀粉酶溶液，两支试管中的pH6.8,第三支试管中的pH，摇均后维持各自温度min。（3）在三支试管中各滴一滴碘液，并摇均。 观察并记录：（略） 结论：温度过高或过低都影响酶的活性。请回答： 1该实验能否得出上述实验结论？。 2指出步骤中不正确之处，并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。 解析： 本题是比较典型的实验评析题，从实验原则、过程顺序、剂量等方面逐一排查就会得出结论。1按此步骤不能得出以上实验结论。2不正确之一是试管上没有做标记，应用字母或数字进行标记如三支试管上分别标记、。不正确之二是步骤（）（）中加入试管中的两种溶液应有量的描述，如步骤（）中应补充的可溶性淀粉2ml。不正确之三是实验组与对照组未遵循单一变量原则。两组中存在酸碱度和温度两个变量，应只有一个温度变量，酸碱度应一致，pH应都为6.8 。 （三）、 实验步骤补充完善题 解这类题时，应分析一下以下四个步骤是否齐全： .添加实验假设； .完善实验步骤； .总结实验结论； .补充填加对照实验。 例3：下面是最早发现青霉素的科学家弗莱明所进行的探索过程。请将该过程补充完整。（1）观察现象，提出问题：细菌的培养基中，偶然生出青霉菌，在其周围没有细菌生长。为什么会出现这一现象？（2）做出假设： 。（3）进行实验：把青霉菌接种于培养液中培养，然后观察使用这种培养液对细菌生长的影响。（4）实验结论：弗莱明在持续实验后分离出了这一物质，将它命名为青霉素。本实验中你认为不完善之处是，应如何改进？。 解析： 假设：青霉素产生可阻止细菌生长和繁殖的物质 ，本实验的不足之处：未设计对照实验，应将细菌接种于未培养过青霉素菌的培养基或培养液中，观察细菌的生长和繁殖情况。 （四）、 对照实验的设计题 对照实验的设计需遵循以下几点: .在设计对照实验时必须要有明确的标记，如用甲、乙、丙，或、，总之让人一看对实验组一目了然。 .必须要确定实验因子，即影响实验结果的关键因素是谁？ 这样设计才有依据。 .常用的对照方法有：(1)空白对照：即实验因子的有无。 例如2002年全国理综试题中用水培法验证矿质元素镁对植物生长的影响。瓶中加入完全培养液，瓶中加入去掉镁的培养液进行对照，观察实验现象。(2)条件对照：例如验证不同色质的光对光合作用的影响：对条件完全相同的植株用不同的光照射，：用绿光，用红光；验证温度对酶活性的影响：在其它条件完全相同的情况下，把试管放在 0 ，B试管放在 37，C试管放在 100实验观察。(3)剂量对照：如验证二氧化碳浓度对光合作用的影响，其他条件不变的情况下，可以通过改变二氧化碳浓度的方法进行对照。(4)顺序（位置）对照：如2001年高考题中验证生长素在植物中的极性运输，即由植物形态学的上端运输到下端，那么对照实验就应该是把植物体的上下端倒置过来。（5）相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。例如，要验证植物根对矿质元素离子有选择吸收的特性，可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Ca多，吸收Si少，而水稻吸收Si多，吸收Ca少。以上就是不单设对照组，而用二个实验组的相互对照。（6）自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行。如要研究植物的根具有向地性，茎具有背地性，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，便可观察到根向地生长，茎背地生长。这个实验中，对照和实验都在同一个体上进行，这就是自身对照。 例4：有一实验现象：将生理状况相同的胚芽鞘分为甲乙两组，甲组给单侧光照射，乙组不给光照。同样培养一段时间后，甲组向光弯曲生长，乙组则直立向上生长。 简答下列问题： 作为对照，若要使乙组同时也受光照，你会如何设计乙实验装置？并请简要说明。 解析： 本题是给予实验单侧光照射，因此推测实验因子就是单侧光，方法一：如果给予乙组与甲组反方向的单侧光，实验现象可能会发现胚芽鞘弯曲与甲组相反的方向生长（即弯向光源生长）。 方法二：也可以消除光的单侧性。给予乙组直射光照，发现乙组胚芽鞘直立生长。（其他的设计只要合理也可）如让乙组旋转照射光等 。 三、 强化练习： 例、 生物体内的细胞代谢速率与物质扩散的速率有关。同种物质虽然在细胞中扩散的速率基本相同，但细胞大小不同，扩散发生的快慢会有差异。有人设计了一种模型，用于研究这一问题。 实验目的：（略） 实验材料：（略） 实验步骤：（）用小刀将琼脂块样品（内含酚酞）切成三块边长分别为cm, 2cm和1cm 的立方体；（）将以上三种琼脂块样品，侵入0.1%的NaOH溶液中，处理10分钟；（）取出琼脂块样品，吸干浮液后，分别将每一样品切成两半，观察切面，测量每一切面上NaOH扩散的深度，记录结果并分析。 问题 a. 请你为此研究拟定一个课题名称。 b. 该研究中所用的细胞模型是，考虑在样品中加入酚酞是为了检测NaOH在琼脂块中的扩散深度，原因是。 答案提示： a.细胞大小与物质扩散快慢之间关系的研究 b.不同大小的琼脂块（代表了不同大小的细胞）；酚酞遇NaOH变红色。 例为了证明噬菌体侵染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，可用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA，然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对此做出实验论证。据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸等多种氨基酸。请你完成以下实验设计： （1）实验室已制备好分别含3H、14C、15N、18O、32P、35S等6 种放射性同位素的微生物培养基。你将选择哪两种培养基分别用于噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体DNA？ （2）你用这两种培养基怎样去实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由？ 。 答案提示：（）用32P标记DNA，用35S标记蛋白质外壳（）先将细菌分别加入在32试管编号 加入物 条 件 现 象 12ml水1cm3瘦肉块 室 温 无明显变化 2 2ml新鲜分泌物1cm3瘦肉块 室 温 瘦肉块明显变化 32ml新鲜分泌物1cm3瘦肉块 煮沸后冷却到室温 无明显变化 42ml水1cm3马铃薯块 室 温 无明显变化 52ml新鲜分泌物1cm3马铃薯块 室 温 无明显变化 62ml新鲜分泌物1cm3马铃薯块 煮沸后冷却到室温 无明显变化P或35S的培养基上培养，使细菌被标记上32 P或35S，然后用噬菌体去侵染分别被32P或35S标记的细菌。因为噬菌体营寄生生活。 例3、猪笼草是一种食虫植物，