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1、第8单元,主编,第1单元,主编,QG,生物,生物,生物,生物,专题1 生命的物质基础和结构基础,决胜高考,专案突破,名师诊断,对点集训,【考情报告】,【考向预测】,2013年的高考,实验仍是重头戏,一般会出现在非选择题中,可能以实验分析题的形式考查相关基础知识,也可能以实验设计的形式考查实验基本理论。,【知能诊断】,1.(2012保定模拟)有关生物学实验方法的叙述错误的是(),A.利用差速离心法可分离多种细胞器,B.利用同位素标记法研究分泌蛋白的合成和运输,应观察标记原子的放射性强度,C.利用纸层析法分离叶绿体色素时层析液不可触及滤液细线,D.利用抽样检测法对酵母菌进行计数时,应先将盖玻片放在
2、计数室上,再将培养液滴于盖玻片边缘,使其自行渗入,【解析】利用同位素标记法研究分泌蛋白的合成和运输时,应用同位素标记氨基酸,进而用自显影方法追踪被标记的氨基酸在细胞质中的位置,而不是观察细胞内标记原子的放射性强度。,【答案】B,2.(2011苏州联考)生物学是一门实验性很强的学科,下列有关叙述中正确的是(),A.选择高倍光学显微镜即可观察到细胞膜具有暗-亮-暗三层结构,B.研究氧气浓度对植物细胞呼吸的影响时应分别在黑暗和光照条件下进行,C.有丝分裂实验中,在高倍显微镜下可以观察到染色体加倍的连续过程,D.用不同浓度的生长素溶液处理扦插的枝条,生根数量可能相同,【解析】用电子显微镜才可观察到细胞
3、膜具有暗-亮-暗三层结构,故A错;研究氧气浓度对植物细胞呼吸的影响时应在黑暗条件下进行,严格控制的自变量是氧气的浓度,而不是光照的有无,故B错;有丝分裂实验中,解离液已将细胞杀死,在高倍显微镜下不可以观察到染色体加倍的连续过程,只能在不同的视野中找不同分裂状态的细胞进行观察,故C错;因生长素具有两重性的作用特点,故用不同浓度的生长素溶液处理扦插的枝条,生根数量可能相同。,【答案】D,3.如图所示的玻璃容器中,注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片,密闭后,设法减小液面上方的气体压强,会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器,又会发现叶片重新浮出液面。光照后叶片重新浮出液面的原因是
4、(),A.叶片吸水膨胀,密度减小,B.溶液内产生的CO2大量附着在叶面上,C.叶片进行光合作用所产生的O2附着在叶面上,D.NaHCO3溶液因放出CO2而密度增大,【解析】本题中叶片上浮的原因应是光照后,叶片进行光合作用,产生O2,O2附着在叶面上,使叶片的比重降低。,【答案】C,A.若要证明酶的活性受酸碱度的影响,要再增设5号试管,5号试管内应加入1 g用酸液或碱液浸泡过的鲜猪肝,温度为37,B.若14号试管都是为了验证酶的某项特性而设置的对照,则4号设置得不科学,4.下图是验证酶的催化特性的几组对比实验,15号试管内装有等量的H2O2溶液。14号试管的控制温度与投入物品如图所示,下列相关叙
5、述不正确的是(),【解析】本题考查实验设计的单一变量原则和对照原则,以及实验变量的控制,由图示信息可知,1和2号试管反应都很剧烈,只是2号试管更强烈些,所以这两个实验组试管口火柴均迅速复燃。,【答案】C,C.若投入物品后立即用带有余烬的火柴去试探14号试管口,则只有1号试管口火柴迅速复燃,D.如A项设置的5号试管与2号试管做对比实验,可得出的实验结论是:过酸或过碱会影响酶的活性,5.规范实验操作并正确选择实验方法是实验成功的关键。下表是一系列生物学实验及其对应常用的实验方法,其中有几项是错误的(),【解析】萨顿是通过类比推理法提出了“基因位于染色体上”的假说;调查土壤中小动物的丰富度时因许多小
6、动物体小且活动能力强而不适合用样方法或标志重捕法,通常用取样器取样法进行采集和调查;摩尔根是运用假说-演绎法验证了基因在染色体上;观察洋葱根尖细胞的有丝分裂是先用解离液处理细胞,此过程中细胞被杀死和固定,经漂洗后再染色的。,【答案】B,A.五项B.四项C.三项D.两项,6.下列有关实验及显色结果的叙述,正确的是(),A.在水浴加热条件下,蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀,B.脱氧核苷酸与吡罗红作用呈现红色,C.在常温条件下,蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色,D.在常温条件下,核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色,【解析】蔗糖是非还原糖,不能与斐林试剂发生作用,故A错;脱氧核苷酸不能与吡罗红作用呈
7、现红色,故B错;在常温条件下,蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色,故C正确;在常温条件下,脱氧核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色,故D错。,【答案】C,7.(2012东城二模)利用下列实验方法不能实现相应目的的是(),【解析】甲状腺激素的化学本质是氨基酸衍生物,是可以通过口服进入动物体内并起作用,只是甲状腺激素进入动物体内,为证明它能提高细胞代谢速率这里缺少一个对照组,即缺少一个不加甲状腺激素、其他条件相同的对照组。,【答案】A,8.(2012安徽联考)下面是“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验有关描述,正确的是(),A.实验原理是利用甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同,B.
8、甲基绿使RNA呈现绿色,吡罗红使DNA呈现红色,C.实验时先加甲基绿,水浴充分染色后再加吡罗红水浴染色,D.该实验结论:DNA分布在细胞核中,RNA分布在细胞质中,【解析】实验原理是利用甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同。甲基绿使DNA呈现绿色,吡罗红使RNA呈现红色。利用甲基绿和吡罗红混合染色剂将细胞染色,可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。实验结论:DNA主要分布在细胞核中,RNA主要分布在细胞质中。,【答案】A,9.(2012云浮中学一模)下列有关生物实验材料的选用正确的是(),A.观察线粒体时可用榕树叶肉细胞代替口腔上皮细胞,B.提取DNA时可以用花椰菜,也可以用鸡
9、血,C.红西瓜汁中无还原性糖,不能代替梨汁做还原性糖的鉴定,D.用样方法调查种群密度时可用蔓生的紫藤作调查对象,【解析】观察线粒体时不可用榕树叶肉细胞代替口腔上皮细胞,因为叶肉细胞叶绿体中的色素会影响对线粒体的观察;红西瓜汁中含有还原性糖,但因为其液泡中的色素会影响对生成的砖红色沉淀的观察,故不能代替梨汁做还原性糖的鉴定;用样方法调查种群密度时因很难对蔓生的植物进行计数而造成实验结果不客观。,【答案】B,10.科研人员为研究生长素(IAA)对根尖生长的影响,以琼脂块和水稻根尖为材料进行了如下实验,相关叙述正确的是(),A.实验表明单侧光照越强,根尖背光侧生长素含量越多,B.组与组说明单侧光照引
10、起根尖生长素分布不均匀,C.根尖背光弯曲生长说明生长素对根尖生长有抑制作用,D.第组根尖的生长状况应是“向贴琼脂块一侧生长”,【解析】仅依据表中实验数据不能说明单侧光照越强,根尖背光侧生长素含量越多,故A错;组与组的处理不是单一变量,要想说明单侧光照引起根尖生长素分布不均匀,还要增加一组黑暗(一侧贴空白琼脂块)的处理,故B错;根尖背光弯曲生长不能说明生长素对根尖生长有抑制作用,因为根对生长素非常敏感,这里可能既表现了向光侧的促进生长,又表现了背光侧的抑制生长,故C错;D项第组根尖的生长状况应是“向贴琼脂块一侧生长”。,【答案】D,11.(2012嘉兴质检)叶片的蒸腾速率可反映气孔的开放程度。为
11、验证脱落酸有能使气孔关闭的作用,某小组设计了如下实验。,材料小麦,试剂脱落酸溶液(100 mgL-1)、蒸馏水。,用具电子天平、烧杯、移液管、剪刀、镊子、光源等。,步骤选取苗龄约10天的小麦,取第1叶为材料,剪取,10 cm长切段60段;,取相同的烧杯2个,均加入脱落酸溶液10 mL,插,入叶片切段15段;,用电子天平称出每个烧杯的总质量,并记录;,将烧杯置于光照强度为3000 lx的光源下;,2小时后,称量并记录。,(1)请完善用于记录和处理实验数据的表格,并补充对照组的实验处理。,脱落酸对小麦叶片蒸腾作用影响的实验,;,;。,(2)脱落酸合成缺陷植株的叶片形态表现为,而使用外源脱落酸可以改
12、变这一表现,这也验证了脱落酸可使气孔关闭。脱落酸的这一功能,使植物具有一定的能力。,【答案】(1)差值(m1-m2)/g差值(m2-m1)/g平均值/g蒸馏水10 mL,插入叶片切段15段蒸馏水10 mL(2)萎蔫抗旱,12.(2012韶关调研)重金属离子会导致蛋白质分子变性,为探究Cu2+对唾液淀粉酶活性的影响,某同学进行了实验,实验步骤如下。请回答:,(一)实验步骤,取两支洁净的试管,编号A、B,A管加入1%CuSO4溶液和pH 6.8缓冲液各1 mL,B加入C各1 mL。,往两支试管各加入1%淀粉溶液1 mL。,往两支试管各加入1%淀粉酶溶液1 mL,D。,取出试管,各加入1%碘溶液3滴
13、,观察颜色变化。,(二)讨论与分析,(1)实验中设置B管的目的是,实验步骤中C处应为,D处为。,(2)两支试管最可能的实验结果是A管呈色,B管呈色。,(3)实验中加入缓冲液的作用是。,(4)有同学提出由于CuSO4溶液呈蓝色,用上述步骤的检测方法可能会对实验结果产生干扰,请你提出另外的一种结果检测方法并预估实验结果。,检测方法:。,预估结果:A管:;B管:。,【答案】(1)对照蒸馏水和pH 6.8缓冲液放入37 恒温水浴(或适宜温度下)保温一段(适宜)时间,(2)(深)蓝无(浅蓝)(3)维持反应液中pH的稳定(4)取出试管,各加入斐林试剂1 mL,60 恒温水浴2分钟,观察颜色变化无砖红色(或
14、蓝色)出现砖红色沉淀,【能力进阶稳步提升】,教材中的经典实验将越来越被重视。以经典实验为背景,重点考查学生的基础知识和基本理论及运用已有知识在新情境下解决问题的能力。因此,在复习时,不仅要重视学生实验,更应重视教材中涉及的经典实验。,教材实验不容忽视。考纲中明确划定了所要考查的教材实验,以这些实验内容为命题素材,考查学生对实验技术的掌握,对实验原理、实验程序、实验数据和实验现象、实验结论等内容的分析、归纳和总结能力。在复习中,要注意实验洞察能力与分析推导能力的培养,强化训练运用恰当的语言对实验结果作出科学描述和解释的能力。,以实验题为载体,考查综合运用能力。实验题不会只考查实验与探究能力,而是
15、以给出的材料为基础,根据现有条件,设计实验程序、预,测实验结果,并对实验结果进行合理的分析和解释,考查学生使用恰当的方法验证简单的生物学实验,并对结果进行解释和分析等综合运用能力。答好实验题的前提是扎实掌握高中生物学知识,因此,考生切不可舍本逐末,盲目陷入实验题海,忽视相关理论的复习。,一、观察类实验,1.在此类实验中通常运用显微镜对目标进行观察,为使观,察的结果更清晰,常借助染色技术、玻片标本制作技术等。归类如下:,2.方法与技巧,(1)注意选材与材料的处理:材料的选择以便于观察、便于获得为标准。若观察活体,最好选择颜色鲜明、对比强烈的标本,如“探究植物细胞的吸水和失水”用的是具有紫色大液泡
16、的洋葱表皮细胞;观察“叶绿体的形态和分布”,则选择具有较大叶绿体的细胞;若观察的对象是无色的,则一般需要对材料进行染色,染色时要根据染色剂的特点对材料进行相应的处理,如用龙胆紫(或醋酸洋红)染色时,应先对材料用盐酸解离,解离的目的一方面是为了便于压片,另一方面是为了杀死细胞,便于染液进入细胞与染色体结合,但龙胆紫呈碱性,所以用盐酸解离后还要用水漂洗,去掉盐酸。,(2)临时装片制作的一般过程和要点,制作方法的一般过程:,a.压片法:取材固定解离(对不易分散的材料用盐酸处理)染色压片。,b.装片法:将材料在载玻片上水滴中展平放盖玻片时应从一侧慢慢盖在水滴上,防止气泡产生染色(或改变溶液浓度时),从
17、一侧滴染色液(或溶液),在另一侧用吸水纸吸引。,c.切片法:取材切片选取薄片放在载玻片上染色盖盖玻片。,d.涂片法:取一滴材料滴在载玻片一端用另一载玻片成3045角,将材料推涂成均匀的薄层。,临时装片制作过程:擦片滴水放置材料展平盖片或压片染色。,临时装片制作要点:,a.临时装片中的叶片要随时保持有水状态,以保证叶绿体的正常形态并能悬浮于细胞质中,便于观察。,b.制作过程中尽可能防止气泡过多产生,以免影响观察。可用镊子夹取载玻片,使盖玻片与载玻片成45夹角,让盖玻片的一侧先与载玻片接触,并与水滴相连,然后将盖玻片慢慢放下,保证盖玻片下没有气泡。,(3)注意观察的现象:有些现象其实是观察不到的,
18、但可以通过其他指,标性现象反映出来。如用液泡的大小变化代表原生质体的大小变化,进而反映细胞是吸水还是失水。,(4)注意显微镜的使用,操作步骤:如先低倍镜,再高倍镜;镜筒先下降,后上升。,与放大倍数有关的问题:如倍数越大,视野越小,光线越暗,须调节光圈和反光镜;应先调整目标位置,再换高倍镜,等等。,与运动有关的问题:装片移动方向与物像移动方向相反;细胞质环流方向与物像相同,等等。,【思维误区规避】,被观察细胞所处的生理状态:观察有丝分裂过程中的细胞都是死细,胞,所以不能选择一个细胞观察它有丝分裂的全过程,而只能观察多个细胞的瞬间状态(死亡时的状态);探究植物细胞的吸水和失水过程中的细胞是活细胞,
19、整个实验过程是一个动态的持续过程,但要注意其质壁分离的程度,若质壁分离过度,细胞则会脱水死亡。,选择合适的实验材料和试剂是实验成功的关键,下列有关实验材料或试剂选取的叙述,正确的是(),A.脂肪鉴定实验和DNA粗提取实验中都会使用到体积分数为95%的酒精,B.观察植物细胞的质壁分离与复原,观察植物细胞的有丝分裂实验都可以用洋葱鳞片叶表皮细胞作实验材料,【解析】脂肪鉴定实验中去掉浮色用的是50%的酒精,DNA粗提取实验中使用到体积分数为95%的冷却酒精,故A错;观察植物细胞的质壁分离与复原用洋葱鳞片叶表皮细胞作实验材料,而观察植物细胞的有丝分裂时是用洋葱根尖,洋葱鳞片叶表皮细胞是成熟的细胞,不再
20、分裂,故B错;通过杂交实验验证基因分离定律和基因自由组合定律时,实验材料选用玉米比选用小麦更好,因为玉米雌雄同株异花,去雄更方便;观察叶绿体时,使用菠菜叶作实验材料,而观察线粒体时,一般选无色或浅色的材料,如口腔上皮细胞,故D错,【答案】C,C.通过杂交实验验证基因分离定律和基因自由组合定律时,实验材料选用玉米比选用小麦更好,D.观察叶绿体和线粒体时,使用菠菜叶作实验材料效果都很明显,1.在此类实验中,常利用某种试剂对生物体或细胞中的成分进行鉴别,针对不同的鉴别对象,采用不同的试剂。归类如下:,二、验证鉴定类实验,2.方法与技巧,(1)实验的结果是观察到某种有颜色的物质产生,其实验结论也就是根
21、据有无特定的颜色反应来判定是否有某物质存在。,(2)此类实验一般不设立对照实验,若需设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清。,(3)注意选择合适的试剂,并注意试剂使用的特殊要求,如加热等。,(4)实验材料应注意选择无色或颜色浅的材料,这样可以避免材料本身的颜色掩盖反应产生的物质的颜色,如鉴定还原糖一,般不用深色的组织,鉴定蛋白质一般不用血红蛋白等。,【思维误区规避】,生物组织中还原糖的鉴定与蛋白质的鉴定两个实验都要用到Cu-SO4溶液,但两者的浓度不同,用法也不一样:斐林试剂本质是新制的Cu(OH)2,故应将甲液和乙液混匀后使用,而双缩脲试
22、剂A液提供碱性环境,Cu2+与肽键发生紫色反应,故应先加A液再加B液。,DNA的鉴定中加入二苯胺后,还需要沸水浴加热,否则不会出现蓝色。,鉴定脂肪时不是利用反应生成有特殊颜色的物质,而是利用苏丹或苏丹可溶于脂肪,使脂肪染色的特性。,下列对实验的相关叙述,正确的是(),探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时,可用碘液替代斐林试剂进行鉴定纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明,叶绿素b在层析液中溶解度最高用鲜葡萄制作果酒时,需给发酵装置适时排气鉴定还原糖时,应将斐林试剂A液和B液混合以后再加入待检组织样液中,A.B.C.D.,【解析】探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性作用时,因为蔗糖既不被淀粉酶水解,又不
23、能与碘液发生颜色反应,所以不可用碘液替代斐林试剂进行鉴定,故错;纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明,胡萝卜素在层析液中溶解度最高,扩散最快,叶绿素b在层析液中溶解度最低,故错;用鲜葡萄制作果酒是利用酵母菌的酒精发酵,会产生CO2,需给发酵装置适时排气,故正确;鉴定还原糖时,应将斐林试剂A液和B液混合以后再加入待检组织样液中,故正确。,【答案】D,三、探究性实验,1.探究性实验的特点,探究性实验指实验者在不知晓实验结论的前提下,创造性地运用科学知识和实验手段,有计划地实施探究性实践的一种科学认知过程。其特点可归纳如下表:,2.科学探究的一般程序,科学探究的一般过程可简单地用下图表示:,3.调查
24、是探究性实验的一种常见形式。调查的对象通常不是所有的相关生物(或事物),而只是选中其中的一部分,所以调查的随机性对调查结论的正确性与普适性有重要的意义,归类如下:,4.方法与技巧,(1)调查数据的处理常用统计法。,(2)为使实验获得成功,常选用一些容易调查的内容,如植物种群密度的调查应选择容易辨别个体的双子叶植物,遗传病的调查选择发病率高的遗传病等。,【思维误区规避】,调查的随机性决定了调查的成败。如标志重捕法要求标志物不能太明显,不能对调查对象生存产生不利和有利的影响等;样方法要求样方的选择严格按取样法取样,不能带个人的爱好,且样方足够大等;调查人类遗传病时不能限定特定人群,且被调查人群足够
25、大等。,某实验室通过手术获得下丘脑部分损毁却能存活的大鼠,进行了相关研究。,(1)实验一按下表准备两组实验大鼠并作如下处理:向大鼠皮下注入等量的SRBC(山羊红细胞);7天后,取脾脏组织制成细胞悬液;将适量脾细胞悬液与SRBC混合培养一段时间,然后检测SRBC破裂情况(注:特异性抗体与红细胞表面的抗原结合后,红细胞会破裂,释放出血红蛋白。培养液中血红蛋白的含量越高,OD值越大)。,向大鼠皮下注入SRBC的目的是。,脾细胞悬液会引起SRBC破裂,说明悬液中含有,产生该物质的细胞称为。,有人认为该实验还应增设一组:做手术却不损毁下丘脑。你认为有必要吗?。请说明理由:。,请为此实验拟定一个题目:。,
26、(2)实验二另取正常鼠和手术损毁鼠多组,在不同温度的环境中放置30分钟,然后测定大鼠单位时间的耗氧量。正常鼠的结果如图所示。,请在图中绘出手术损毁鼠单位时间的耗氧量变化曲线。,将正常鼠从室温移至低温环境,其血糖浓度会升高,原因是。,在适宜条件下喂养一段时间后,发现手术损毁鼠的性腺萎缩,这是,该大鼠由下丘脑释放的减少,使垂体释放的降低所致。,【解析】实验一通过设置对照实验,探究下丘脑对体内产生红细胞抗体的影响。甲组实验的OD值比乙组的OD值要小,说明乙组产生的红细胞抗体要多,切除下丘脑的个体比正常的个体排异能力要弱。抗体是进入体内的抗原刺激B淋巴细胞增殖分化产生的浆细胞直接产生的。实验一的不足之
27、处是对照实验并未真正做到单一变量原则,还应排除手术本身对实验结果的影响,故应设置一组做手术却不摧毁下丘脑的对照组使实验更具说服力。实验二通过测定摧毁下丘脑的个体与正常个体间在不同温度下耗氧量的变化来测定下丘脑对体温调节的影响。正常个体的体温是稳定的,当外界温度过低时会通过加强呼吸作用增加产热量维持体温,因此耗氧量高。当外界温度接近体温时,耗氧量就会相应减少。下丘脑被摧毁后,体温会随外界环境温度的变化而变化,在一定范围内,当外界温度持续上升时体温也会上升,因此耗氧量一直增加。正常鼠在低温条件下呼吸作用加快,需要消耗更多的血糖以便产生更多的热量来维持体温,下丘脑是血糖调节的神经中枢,因此会通过相关
28、神经促进肾上腺素与胰高血糖素的分泌,肾上腺素与胰高血糖素能促进肝糖原的分解,提高血糖的浓度。下丘脑还能分泌促性腺,激素释放激素作用于垂体,使其分泌促性腺激素作用于性腺,促进发育。,【答案】(1)作为抗原,抗体浆细胞有必要可以排除手术本身对实验结果的影响探究下丘脑对抗体产生的影响(2)如上图所示在低温刺激下,下丘脑通过相关神经促进肾上腺素和胰高血糖素的分泌;肾上腺素和胰高血糖素能促进肝糖原分解,使血糖浓度升高,促性腺激素释放激素促性腺激素,四、探究性和验证性实验的总结,1.探究性实验的基本模式,(1)理论假设的提出,提出问题,明确实验变量(x),提出假说。假说必须能被检验,常描述为:当x存在时,
29、事件如何;当x改变时,事件若发生,可证明当事件有发生时,可得到何种结论。,(2)设计实验,实验准备,包括实验器材及药品。,设置变量x,观察x被满足及x发生变化时,事件是否发生,如何变化。,设计对照实验。,检查你的实验设计是否遵循了“单一变量”、“平行实验”等原则。,(3)分析数据,实验结束时要对数据进行分析,看是否存在什么规律或趋势。它们能不能支持你的假说?它们是否指出了你在实验中存在的缺陷?是否需要收集更多的数据?,(4)得出结论,在下结论的时候,你要确定收集的数据是否支持原先的假说。通常需要重复好几次实验才能得出最后的结论。,2.注意事项,此类实验需要对某些生物学现象作出合理化的假设并通过
30、设计实验进行验证。如教材中“比较过氧化氢在不同条件下的分解”、“影响酶活性的条件”、“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”、“土壤中小动物类群丰富度的研究”等。这类实验要求高,开放性强。,设计探究性和验证性实验要注意的问题:,(1)一定要设置对照。,(2)遵循实验设计的单一变量原则。,(3)注意实验操作步骤的前后顺序要有逻辑性(前因后果),步步有理,环环相扣,各步骤要严密、完整。,(4)注意确定实验用具与试剂及需要控制的实验条件。,(5)注意实验结果的观察、记录、分析和结论,确定对实验结果的观察内容和合适的观察方法,最后对结果作出科学的解释并得出正确的结论。,【思维误区规避】,验证性实验和
31、探究性实验的辨别,是最容易失误的地方。在结果预测上,如果是验证性实验,假设既定,那么,结果的预测应是与实验的假设相一致的;如果是探究性实验,那么,就要对实验结果进行讨论,而且对各种可能出现的实验现象都必须作出预测和分析。,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010000 lx,温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等。,(1)实验方案:,(2)实验结果预测:,【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,实验变量为光照强
32、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出的“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。,【答案】(1)实验方案:实验材料: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:光照强度分别设为0、2000、4000、6000、8000、10000 lx;温度为25,培养一周。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0 lx(黑暗)。(2)实验结果预测:随光照强度增加,植株高度下降。,一株绿色植物被放置于黑暗中
33、3 d,标号A至E的5张大小相同的叶片被取下置于黑暗中按下图进行实验。请回答:,(1)实验前为什么要将这株植物在黑暗中放置3 d?。,实验假设是。,(2)比较B组和C组实验结果的不同之处是。由此可以推断出的结论是。,(3)D叶片与C叶片实验结果不同之处是。可能的原因是。,(4)设置A组实验的作用是。,(5)有同学想证明这种植物上表皮的气孔少于下表皮,于是将E叶片叶柄去掉并用胶带纸封口,将上表皮朝下放在5%蔗糖溶液中,下表皮朝上不接触蔗糖溶液。2 d后脱色并用碘液处理。,【解析】根据实验分析法可知本题主要是对实验结果的分析及找出实验目的、提出实验假设。(1)本实验用碘液检测叶片中淀粉来推测结论,
34、因此实验前应饥饿处理消耗掉叶片中原有淀粉。(2)由表中结果可知B组叶片没变蓝色,无淀粉产生;C组叶片变蓝色,产生了淀粉,该淀粉是由叶柄从烧杯中吸收蔗糖转化而来的。(3)D组整个叶片变蓝,C组近叶柄处叶片变蓝,说明蔗糖通过叶片下表面气孔进入叶片后,转化为淀粉。(4)A组实验是空白对照。(5)根据上述实验可知,实验目的是研究蔗糖可以通过气孔进入叶片转化成淀粉,利用碘液可检测,并通过蓝色的分布范围而判断气孔的密度,因此,可提出的假设是叶片上表皮气孔少于下表皮,进入的蔗糖转化为淀粉较少。,预期实验现象是。,粉,C叶片中有淀粉形成,且主要集中在叶脉周围蔗糖可以经过叶柄进入叶片内,并转化成淀粉(3)D叶片
35、中淀粉均匀分布在整个叶片中D叶片中蔗糖是通过下表皮的气孔进入叶片并转化成淀粉的,(4)对照(5)上表皮气孔比下表皮少,进入的蔗糖较少,转化成的淀粉较少E叶片中蓝色比D叶片中淡得多,【答案】(1)饥饿处理以消耗叶片中原有淀粉(2)B叶片中无淀,五、生物实验中的变量与设计原则分析,1.变量,在实验中,变量是指可被操纵的特定因素或条件。根据其在实验中的作用,可分为两类:,(1)实验变量与反应变量,实验变量,也称自变量,指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量,也称因变量,指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常,实验变量是原因,反应变量是结果,二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前
36、因后果。例如,在“温度对唾液淀粉酶活性的影响”的实验中,设定的低温(冰块)、适温(37)、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化,唾液淀粉,酶水解淀粉的反应速率也随之变化,这就是反应变量,该实验即在于获得和解释温度变化(实验变量)与酶活性(反应变量)的因果关系。,(2)无关变量与额外变量,无关变量,也称控制变量,指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。额外变量,也称干扰变量,指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然,额外变量会对反应变量起干扰作用。例如,上述实验中除实验变量(低温、适温、高温)以外,试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉溶液浓度和纯度;试
37、剂溶液的剂量、浓度和纯度;实验操作程序、温度处理的时间长短等等,都属于无关变量。如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件,对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会对实验结果造成干扰,产生误差。在实验设计和操作中,要尽量减少无关变量,而且不同的,实验组中的无关变量应完全相同,这就可避免实验结果的差异是由于无关变量引起的可能性,便于清晰地研究实验变量与反应变量的关系。,2.实验设计中遵循的有关原则,(1)科学性原则:指设计实验时必须有充分的科学根据,即设计实验时要以前人的实验、公式或自己的实验为基础,不能凭空想象。包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科
38、学性。,(2)平行重复原则:任何实验都必须要有足够的实验次数,才能判断结果的可靠性,设计的实验不能只进行一次,在无法重复的情况下就得出“正式结论”,这样是不科学的。,(3)单一变量原则:为了使实验结论更精确,说服力更强,实验设计中一定要注意只有确立一个变量,才能得出该结论是由此变量决定的。其含义是:不论一个实验有几个实验变量,都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量;实验中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。,(4)对照原则,对照原则是中学实验设计中最常用的原则,如有关酶的高效性和影响酶活性的条件的实验,观察植物细胞的质壁分离和复原实验等采用了对照。通过设置对照实验,既可排除无关变量的干扰,
39、又可增加实验结果的可信度和说服力。,对于对照实验,一个实验可包括实验组和对照组,实验组是接受自变,量处理的,对照组(控制组)是不接受自变量处理的。常用的对照类型有以下几种:a.空白对照,对照组为不做任何处理。b.自身对照,实验组与对照组在同一对象上进行,不另设对照组,如“探究植物细胞的吸水和失水”的实验,实验处理前后的对象状况分别为对照组和实验组。c.条件对照,给实验组某种处理,给对照组另一条件的处理。如在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中,“R型活菌+S型菌的DNA混合培养”(实验组),“R型活菌+S型菌的DNA和DNA酶混合培养”(条件对照组),目的是通过对比得出相对立的结论,以验证实验结
40、论的正确性。d.相互对照,指不另设对照组,而是设置两个或两个以上的实验组,通过对结果的比较分析,来探究某种因素与实验对象的关系,这样的实验叫做对比实验。如在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中,需要设置有氧和无氧两种条件,探究酵母菌在不同,氧气条件下细胞呼吸的方式,这两个实验组的结果都是事先未知的,通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。,(5)可行性与简便性原则,可行性原则是指在设计生物学实验时,从实验原理、实验的实施到实验结果的产生,都具有可行性。简便性原则是指设计实验时,要考虑到实验材料容易获得,实验装置比较简单,实验药品比较便宜,实验操作过程比较简便,实验步骤比较少,实验时间比较短等。
41、,日常生活中,我们会用到各种洗涤剂,如洗洁精、沐浴露、洗发水、漂白剂等。这些洗涤剂使用后排放到河流中是否会对动植物的生命活动带来负面影响呢?下表是清水和六种不同类型,.探究不同类型的洗涤剂对绿豆种子萌发的影响实验。,(1)为了保证实验的准确性,挑选绿豆种子的标准是。除此以外,还需要在实验过程中注意什么,才能保证实验结果具有说服力?(答出两点即可),。,(2)本实验中,实验组是,对照组是。在计量结,的洗涤剂溶液。,果时,如果某一组绿豆种子的,说明该组的洗涤剂对绿豆种子的萌发负面影响最大。,(3)洗涤剂对绿豆种子萌发的影响机理可能是。,.如果利用上述表中的洗涤剂溶液饲养金鱼,发现各种洗涤剂对金鱼的
42、存活时间都有较大的负面影响。,(1)为了减少实验误差,应该。,(2)如果解剖在洗涤剂中死掉金鱼的鳃部,发现金鱼鳃部的表皮细胞遭到破坏,可以推知金鱼的死亡与洗涤剂抑制金鱼的有关。,【解析】本题借助水体污染考查实验设计的能力。.实验设计要遵循单一变量原则、对照原则和平行重复原则。单一变量原则主要是在材料的选择,除自变量之外的条件与环境的设置方面保持一致性,可以增加实验的准确性和说服力。对照原则包括空白对照(如本题中的A)和实验组之间的相互对照(如本实验中的B、C、D、E、F、G)。洗涤剂对种子萌发的影响可以通过计算种子的发芽率来判断,如果洗涤剂影响了种子的发芽率,可能是洗涤剂直接杀伤细胞,也可能是
43、对细胞中的基因具有诱变作用,或者是影响了细胞的分裂和分化,从而影响了种子的萌发。.为了减少实验误差,可以通过对实验的重复进行,获取平均数据来增加实验的准确性。鱼的鳃是鱼的呼吸器官,洗涤剂使鱼鳃表皮细胞破坏,会导致鱼摄入的氧气减少,鱼的有氧呼吸受到抑制,导致鱼窒息死亡。,【答案】.(1)大小一致、饱满程度相同每组绿豆种子的数量相等对绿豆种子进行浇灌的溶液要等量在相同且适宜的环境中培养培养基质要相同,且透气性好,不能积水,防止种子腐烂浇灌要定时(任意两项均可,其他合理答案亦可)(2)B、C、D、E、F、GA萌发数量最少(萌发率最低)(3)洗涤剂对细胞有直接杀伤作用(洗涤剂对细胞具有诱变作用或洗涤剂
44、影响细胞的正常分裂、分化).(1)重复实验,(2)有氧呼吸,六、中学生物实验方法技术小结,1.化学物质的检测方法,(1)O2余烬复燃,(2)CO2火焰熄灭、Ca(OH)2溶液或酸碱指示剂,(3)乳酸pH试纸,(4)淀粉稀碘液或碘酒,(5)还原糖斐林试剂、班氏试剂,(6)蛋白质双缩脲试剂,(7)脂肪苏丹或苏丹染液,(8)DNA二苯胺试剂,(9)染色体龙胆紫溶液、醋酸洋红染液,(10)酒精重铬酸钾溶液,2.实验结果的显示方法或观测指标,(1)光合速率O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量,(2)呼吸速率O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量,(3)原子转移途径放射性同位素示踪法,(4)细胞液浓度大小初
45、始质壁分离时的外界溶液浓度,(5)细胞是否死亡质壁分离,(6)甲状腺激素的作用动物耗氧量、发育速度等,(7)生长激素的作用生长速度(体重变化、身高变化),(8)胰岛素的作用动物活动状态,(9)菌量菌落数或亚甲基蓝溶液褪色程度,3.实验条件的控制方法,(1)增加水中氧气泵入空气或吹气或放入绿色植物,(2)减少水中氧气容器密封或油膜覆盖或用凉开水,(3)除去水中的CO2NaOH溶液,(4)除去叶片中原有淀粉置于黑暗环境中,(5)除去叶片中叶绿素与酒精溶液共煮,(6)除去光合作用对细胞呼吸的干扰给植株遮光,(7)如何得到单色光棱镜色散或彩色薄膜滤光,(8)血液抗凝加入柠檬酸钠,(9)线粒体提取细胞匀
46、浆离心,4.实验中温度的控制,(1)恒温技术:水浴保温,如酶促反应的水浴保温;恒温箱保温,如植物组织的培养等。,(2)加热技术:水浴加热,如还原糖的鉴定和DNA鉴定中的水浴,加热等。,下图示三株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的同种相似植株在不同的玻璃钟罩内。以下关于本实验的叙述中最准确的是(),A.证明光合作用的速率随CO2浓度的增大而增大,B.证明光合作用的必需条件是CO2,C.证明过多的CO2阻碍光合作用,D.证明NaOH能促进光合作用,【解析】由各个装置可知,装置中的CO2浓度不同(),即实验变量为CO2浓度,研究的是CO2浓度与光合作用速率的关系。,【答案】A,七、遗传实验的几种题型,1
47、.与遗传两大基本规律有关的实验设计,(1)与基因分离定律有关的实验方法,自交法:观察是否出现性状分离,可用于验证基因分离定律和F1是否为杂合子;还可用于提纯显性纯合子。,测交法:观察后代表现型及比例,可用于验证基因分离定律和F1是否为杂合子等。,花粉鉴定法:非糯性与糯性水稻的花粉遇碘呈现不同颜色,杂合子非糯性水稻的花粉遇碘液呈现两种不同的颜色,且比例为11,从而直接证明了杂合子非糯性水稻产生的花粉为两种:一种含显性基因,一种含隐性基因,且数量均等。,(2)与基因自由组合定律有关的实验方法,自交法:与(1)同。,测交法:与(1)同。,2.确定基因位置的实验设计,方法1选择合适亲本杂交以确定基因位
48、置在常染色体上还是在性染色体上。,XY型性别决定生物选隐性性状个体作母本;选显性性状个体作父本,即XbXbXBY,ZW型性别决定生物选隐性性状个体作父本;选显性性状个体作母本,即ZbZbZBW,规律:两条同型性染色体(XX、ZZ)的亲本选隐性性状,两条异型性染色体(XY、ZW)的亲本选显性性状。,应用:由于性染色体上的基因遗传时与性别相联系,在生产实践中可巧妙利用这种基因与染色体的连锁关系,对伴性遗传的性状进行品种的选育。例如:家蚕的正常蚕(A)对油蚕(a)是显性,正常蚕幼虫的皮肤不透明,油蚕幼虫的皮肤透明,基因A、a位于Z染色体上,家蚕的性别决定为ZW型,我们可设计方案只根据皮肤特征即可区分
49、雌雄蚕,从而选出高产量的雄蚕:ZaZaZAW。,方法2若已知某一性状在子代雌雄个体中出现的比例或数量,则依据该性状在雌雄个体中的比例是否一致即可确定。若某相对性状在雌性与雄性中的分离比相同,一般可判断为常染色体遗传,若不同,可判断为伴性遗传。,3.可遗传变异与不可遗传变异的鉴定方法:自交后代是否发生性状分离或在相同环境下进行比较鉴定。,4.几种育种方法的归纳与比较(本专题略,见第5专题)。,某名贵观赏植物(2n=10)花蕊的性别分化受两对独立遗传的等位基因控制,显性基因B和E共同存在时,植株开两性花,表现为野生型;仅有显性基因E存在时,植株的雄蕊会转化成雌蕊,成为表现型为双雌蕊的可育植物;只要
50、不存在显性基因E,植物表现为败育。请根据上述信息回答问题:,(1)该物种基因组测序应测条染色体,在雌配子形成过程中细胞内可形成个四分体。,(2)纯合子BBEE和bbEE杂交,应选择作母本,得到的F2中表现型及其比例为。,(3)BbEe个体自花传粉,后代可育个体所占比例为,可育个体中纯合子的基因型是。,(4)请设计实验探究某一双雌蕊个体是否为纯合子。提示:有已知性状的纯合子植株可供选用。,实验步骤:,;,。,结果预测:,如果,则该植株为纯合子;,如果,则该植株为杂合子。,【解析】(1)该观赏植物野生型为两性,所以无性染色体,基因组测序时只需测一个染色体组(n=5);(2)因为bbEE是双雌蕊的,
