高三生物实验：掌握实验的分析、设计（一）人教版知识精讲

1、高三生物实验：掌握实验的分析、设计（一）人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：生物实验：掌握实验的分析、设计（一）二. 学习重点：实验分析和设计三. 学习难点：实验分析和设计四. 学习过程：高考目标对学生实验能力的要求分为两个层次：一是：独立完成实验的能力。二是：设计简单实验方案并处理相关实验问题的能力。高考试题中主要是考查学生在掌握教材实验的基础上是否具备了实验能力，包括对实验材料、精度、方法、安全等的选择；对实验过程的理解；实验现象的解释；实验数据的处理；简单实验的设计等。这些都是实验考查的内容，在综合考试中，这些内容更为重要。其中设计简单实验方案是实验总复习中的重点。（一）实验设计1.

2、实验设计的主要内容实验设计是指有关实验研究的计划和方案的制订。主要内容如下：2. 挖掘书中经典实验，掌握实验设计的方法技巧。学生在掌握实验设计的方法技巧的同时，还有助于加深学生对生物学概念、原理和规律的深入理解及学生科学态度和创新精神的进一步培养。近年来的高考实验题几乎是来自书中的经典实验，只是加以适当改造。因此，复习时应注重对书中经典实验的剖析，像科学家那样思考，学习科学家的科学思想、科学方法、科学精神、科学态度，为将来从事科学研究打牢基础，提高复习质量。（二）挖掘潜在实验设计1. 书本上 证明：Mg是植物体的必需矿质元素，而Na不是。 证明：光照强度（温度、CO2浓度）影响光合作用强度。

3、证明：厌氧细菌在有氧时，发酵作用受到抑制。 证明：生长素具有双重性。 农民播种时，不用把种子放正，种子萌发的根在重力作用的影响下向地生长。请你设计一个实验证明：种子萌发时，根（茎）在重力作用的影响下向（背）地生长。 证明：生长素处理获得的无籽番茄是不可遗传的变异，三倍体无籽西瓜是可遗传的变异。 证明：表现型是基因型和环境共同作用的结果。 探究：蛾的向光性是由光的哪一因素引起的。 证明：光是生态系统不可缺少的非生物成分。 探究：温度（光照、CO2、PH）与蛙卵的孵化率的关系。证明：害虫种群中原来就存在着抗药性个体。 探究：三倍体无籽西瓜培育中，二倍体做母本，四倍体做父本能否培育出同样品种的三倍体

4、无籽西瓜。2. 挖掘生活、生产中潜在实验设计 探究：大棚蔬菜中的塑料薄膜的最佳颜色。 探究：无土栽培营养液中氧含量与农作物生长的关系。 探究：大棚种植中温度如何控制才有利于植物生长。 根据水稻、白菜生长中对N的需求量，制订出合理施肥的措施。 新鲜叶类蔬菜常残留有水溶性有机农药，人们常把蔬菜浸泡清水中一段时间即可大大减少农药残留量，是否浸泡的时间越长越好，设计实验加以证明。 用多种方法证明你买回的丝绸是蚕丝。 现有两只没有标签、外观相同的试剂瓶，内盛500 mL未污染、无色澄清的液体，1瓶是室温下饱和的NaCI溶液，l瓶是蒸馏水。请你运用学过的知识，把它们鉴别开来，写出鉴别的方法和结论（用理、化

5、、生方法都行，其中生物学方法有3种）。 NOx、SO2、CO、碳氢化合物等混合，在一定条件下，经一系列复杂的变化，形成一种呈浅蓝色的光化学烟雾，对人体健康带来不利影响。设计一实验探究光化学烟雾是由光中哪一因素起的作用（光照时间、强度、光波长）。 探究：影响水面以下的光量和光质的决定因素。 有一则香皂厂告：XXX含有抑菌成分Q，有效地除去99皮肤接触的细菌，同时Q能附着在细菌表面，破坏细菌新陈代谢系统，不仅抑制皮肤细菌再生，而且持续 24 h抵抗新接触的皮肤细菌请设计实验证明其真实性。3. 从热点中开发创新设计新课题 废旧电池污染与蛙卵孵化率的关系。 设计实验方案证明：滥用抗生素药品治疗细菌感染

6、疾病的不科学性。 探索：气孔密度与大气中CO2浓度的相关性。 探索：城市绿化广场种树好还是种草好。 简要设计市区娱乐城餐饮油烟综合治理方案。 探索：油污染（热污染）对植物生长的影响。 模拟：清除水（土壤）中油污染物。 探索：高层聚集建筑对植物生长的影响。 模拟酸雨设计实验，探索对蛙卵孵化最佳的pH值。 探索：含磷洗衣粉与水体富营养化的关系。 探索：DDT影响蛋壳厚度。 假如你是月球上的第1批移民，设计建设一个可容纳20人生活几个月的住处。【模拟试题】1. 下面是以小麦为材料所进行的实验，请回答有关问题（1）将发芽种子的研磨液置于试管中，加入斐林试剂，并_，试管中出现砖红色。说明发芽的小麦种子中

7、含有_。（2）在盛有 10 ml 3过氧化氢溶液的试管中，加入新鲜的发芽小麦种子研磨液时，试管中有大量气泡生成，将点燃的卫生香插入试管，火焰变得明亮，这个实验证明发芽的小麦种子中含有_。（3）利用小麦叶片进行“叶绿体色素的提取与分离”实验时，将盛有叶绿体色素提取液的试管经静置后置于透射光和反射光下，依次是_和_色。（4）小麦幼根吸水能力最强的部位是_区。用显微镜观察此区的徒手纵切片，可见到该区已分化出木质部，其中输送水分的是_。（5）为了研究小麦染色体的数目、大小和形态特征，应以显微镜观察并计数小麦根尖的分生区处于_期的细胞染色体。若以适宜浓度的秋水仙素处理培育中的小麦幼苗根部，则此根尖分生组

8、织细胞的染色体与处理前相比较，其数目_（6）若利用小麦的根毛细胞进行质壁分离实验，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：_（7）现有在培养皿中萌发至 3 cm的小麦幼苗，罩以侧面开一个小孔的纸盒，胚芽鞘弯向小孔生长。请设计一个实验方法，在细胞水平上证明向光一侧细胞生长慢，背光一侧细胞生长快。2. 显微镜镜头盒中有4个镜头。甲、乙镜头一端有螺纹，丙、丁皆无螺纹，甲长3cm，乙长5cm，丙长3cm，丁长6cm。问：调好焦距以后，物镜与装片之间距离最近的是_，在同样光源条件下，视野中光线最暗的一组镜头是_。3. 下表是验证唾液淀粉酶专一性的实验设计：已知（1）滴加本迪森

9、试剂如出现黄色，证明还原性糖的存在。 （2）唾液淀粉酶将淀粉水解成麦芽糖，但不能水解蔗糖成为葡萄糖和果糖，麦芽糖、果糖、葡萄糖具有还原性；淀粉和蔗糖不具有还原性。 表中3号试管和4号试管各留下了一处空白，你认为3号试管空白处的操作应是_，4号试管的空白处的处理应是_，其理由是_。 实验中1号和2号试管起_作用。 实验结果说明试管_内有还原性糖存在。 本实验中保持试管温度为37的理由是_。 本实验为什么可证明唾液淀粉酶的专一性?试分析其理由。加人物质试管号12341%淀粉溶液/滴442%蔗糖溶液/滴44稀释的唾液/滴1蒸馏水/滴11恒温处理15min370C370C370C370C本迪森试剂/滴

10、1111沸水浴/min3333现象不变黄不变黄变黄不变黄4. 在人群中有耳垂和无耳垂是一对相对性状，已知无耳垂是隐性性状，有耳垂是显性性状。某小组计划调查上海市50个家庭的父母与子女间这对相对性状的遗传（假设一对夫妻只生一个孩子），作为一次研究性学习活动。（1）如果你是该小组中的一员，请你确定本次研究活动的主要目的：_。（2）请设计一张表格（写在下面），用于调查时统计数据，并给表格起一个标题。（3）该实验的不足之处是_。5. 将青蛙脑破坏，保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧邻近的两对脊神经根（一对脊神经根包含一个背根和一个腹根，见图）。分别电刺激每对脊神经根的背根与腹根均可引起蛙同

11、侧后肢发生运动反应。然后进行下列实验： 在第一对脊神经的背根中央处剪断，电刺激背根向中段，蛙后肢发生运动反应；电刺激背根外周段，蛙后肢不发生反应。 在第二对脊神经根的腹根中央处剪断，电刺激腹根向中段，蛙后肢不发生反应；电刺激腹根外周段，蛙后肢发生运动反应。脊髓横切面及其一侧的一对脊神经根示意图试分析回答：（1）根据实验判断背根的功能是传入功能。（2）根据实验判断腹根的功能是传出功能。6. 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，

12、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 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： 7. 红细胞悬液为不透明的红色液体，而红细胞发生溶血（红细胞破裂）后，光线比较容易通过溶液，溶液会逐渐澄清，所以可通过红细胞悬液澄清的速度判断红细胞溶血速度，进而根据红细胞溶血速度来判断物质进入红细胞的速度。据此回答以下问题

13、：请你利用以下实验材料，设计实验判断葡萄糖和甘油进入红细胞的速度。材料用具：稀释的羊红细胞悬液、0.3mol/L的葡萄糖溶液、0.3mol/L的甘油溶液、试管、量筒、记时器、试管架、笔。实验步骤： 。 。 。结果及结论： 。实验思考：根据研究得知，0.3mol/L的葡萄糖溶液和0.3mol/L的甘油溶液都是红细胞的等渗溶液，为什么还会使红细胞发生溶血。8. “生长素对植物生长的作用，往往具有双重性。”为了验证这一结论，请根据下图（根对生长素浓度的反应），以植物的根为实验对象，设计实验步骤，预测并解释实验结果。 （1）实验材料和用具：刚长出根的大豆种子若干、浓度分别为1011mol/L、1010

14、mol/L、109mol/L、108mol/L、107mol/L生长素溶液、蒸馏水、培养皿、纱布等。（2）实验歩骤：第一步：第二步：第三步：（3）实验结果的预测和解释：9. 生态工作者从东到西对我国北方A、B、C三种类型的草原进行调查。下表是不同调查面积的物种数量统计结果：调查面积cmcm草原类型10102020404080809090100100110110120120130130140140A358141617152020B35691213131313C235888888（1）A、B、C三种草原对放牧干扰的抵抗力稳定性由强到弱的顺序是 ABC。导致这三种类型的草原物种数量不同的关键生态因素

15、是水。如果将A草原与我国东北针叶林相比，两者之间恢复力稳定性较强的是A草原。（2）调查B草原某种双子叶植物种群密度时，设计如下步骤： 选取40cm40cm为最佳样方面积 在该物种分布较密集的地方取5个样方 记数每个样方内该物种的个体数。若记数结果由多到少依次为N1、N2、N3、N4、N5，则将N3作为种群密度的估计值。请指出以上设计步骤中的错误并加以改正。10. 为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案：（1）实验目的（略）（2）实验材料和用具（略）（3）实验方法和步骤 用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。 将上述

16、植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。 饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。 取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。 将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。【试题答案】1.（1）沸水浴加热；还原糖（2）过氧化氢酶（3）绿色；红（4）根毛；导管（5）有丝分裂中；增加一倍（或是原来的两倍）（6）缩小光圈或换平面反光镜（7）取弯曲处纵切片制成玻片标本，用显微镜观察并测量向光侧和背光侧细胞的长度2. 乙；乙和丙。根据显微镜的结

17、构可知，甲、乙镜头一端有螺纹为物镜，丙、丁无螺纹为目镜。物镜越长，放大倍数越大，工作距离越短，即与装片之间的距离越近。目镜越短，放大倍数越大。在同样光源条件下，显微镜的放大倍数越大，视野中光线越暗。3. （1）加入一滴稀释唾液；不加蒸馏水；保证试管具有等量的物质，从而证明实验结果的差异是由唾液淀粉酶的作用引起的。（2）对照。（3）3号。（4）唾液淀粉酶在37左右时催化效率最高。（5）3号试管变黄，说明唾液淀粉酶使淀粉分解成了麦芽糖，而4号试管未变黄，说明淀粉酶没有将蔗糖分解成果糖和葡萄糖，从而证明了唾液淀粉酶具有专一性；本实验是生物实验常用的对比分析实验，特别要注意。3、4号试管的比较。1、2

18、号起对照作用4. （1）确定这一性状是否为伴性遗传（或验证基因的分离定律，调查基因频率等）（2）上海市部分家庭耳垂性状遗传的调查统计表父亲性状母亲性状儿子性状女儿性状有耳垂无耳垂有耳垂无耳垂有耳垂有耳垂有耳垂无耳垂无耳垂有耳垂无耳垂无耳垂（3）被调查的家庭数目太少5. a. 因为电刺激背根向中段可以产生后肢运动反应，表明神经兴奋经脊髓中枢并通过传出神经引发肌肉收缩，因此是传入功能。电刺激背根外周段不发生反应，表明背根无传出功能。b. 因为电刺激腹根向中段不发生反应，而电刺激腹根外周段可以产生后肢运动反应，表明神经兴奋沿传出神经引发肌肉收缩，因此是传出功能。6. a. 胰岛素具有降低血糖的作用。

19、体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。b. 注射胰岛素溶液后，血糖含量下降，小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖供应减少，导致能量供应不足而发生功能障碍，从而引起低血糖症状。c. 胰岛素可使组织细胞对血糖的利用增加，同时使血糖来源减少，从而使血糖含量减少。7. 实验步骤： 取2支试管，分别标记为A、B。 分别量取0.3mol/L的葡萄糖溶液、0.3mol/L的甘油溶液各10mL，注入A、B二支试管。 分别量取1 mL稀释的羊红细胞悬液注入A、B二支试管中，同时开始记时，记录溶液由不透明到澄清的时间。结果及结论：如果加入葡萄糖液的试管内溶液澄清所用的时间短，说明葡萄糖比甘油进入细胞的速度快；如果加入甘油的试管内溶液澄清所用的时间短，说明甘油比葡萄糖进入细胞的速度快；如果两支试管内溶液澄清所用的时间相同，说明葡萄糖和甘油进入细胞的速度相同。实验思考：由于葡萄糖和甘油都是细胞选择吸收的物质，所以会逐渐进入细胞，使细胞内的溶液浓度增大，渗透压上升，细胞大量吸水，最终导致细胞胀破。8. 第一步：取6个培养皿分别编号为1、2、3、4、5、6号，在其底部衬垫干纱布，然后各放入5