生物实验设计专题复习-课件.ppt

2016年高考生物实验设计专题能独立完成能独立完成“生物知识内容表生物知识内容表”所列的生物实验，所列的生物实验，能理解能理解实验实验目的、原理、方法和操作步骤目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这，掌握相关的操作技能，并能将这些实验、涉及的方法和技能进行综合的运用。（选择题、判断与些实验、涉及的方法和技能进行综合的运用。（选择题、判断与识别识别 ）考查考查考查考查教材实验教材实验教材实验教材实验具备验证简单生物学事实的能力，并能具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行对实验现象和结果进行解释、分析和处理解释、分析和处理。（准确表述题、填空与问答题）。（准确表述题、填空与问答题）考查考查考查考查验证性实验验证性实验验证性实验验证性实验具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法实验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。考查考查考查考查探究性实验探究性实验探究性实验探究性实验能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改（实验评价与能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改（实验评价与改错题）。改错题）。考查考查考查考查实验评价实验评价实验评价实验评价考纲要求考纲要求1313年新课标年新课标卷卷2929（1 1）为了观察胚乳中的脂肪，常用）为了观察胚乳中的脂肪，常用苏丹苏丹IIIIII（或苏丹（或苏丹IVIV）染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，染液对种子胚乳切片染色，然后在显微镜下观察，可见可见橘黄橘黄(或红或红)色的脂肪微粒。色的脂肪微粒。1414年新课标年新课标卷卷29.29.（9 9分）回答下列问题：分）回答下列问题：（1 1）在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中，常用盐）在观察大蒜根尖细胞有丝分裂的实验中，常用盐酸酒精混合液处理根尖，用龙胆紫溶液染色。实验中，酸酒精混合液处理根尖，用龙胆紫溶液染色。实验中，盐酸酒精混合液的作用是盐酸酒精混合液的作用是使组织中的细胞相互分离使组织中的细胞相互分离；龙；龙胆紫溶液属于胆紫溶液属于碱碱性染料，能够使细胞中的性染料，能够使细胞中的染色体染色体着色。着色。考查考查教材实验教材实验（20112011全国大全国大纲卷）卷）3131(10(10分分)某同学从温度某同学从温度为55556565的泉水中的泉水中筛选出能合成脂肪出能合成脂肪酶的的细菌，菌，并从并从该细菌中提取了脂肪菌中提取了脂肪酶。回答。回答问题：根据根据该细菌的生活菌的生活环境，境，简要写出要写出测定定该酶催催化作用最适温度的化作用最适温度的实验思路思路。考查考查探究性实验探究性实验在一定温度范围（包括在一定温度范围（包括55556565）内设置温度梯）内设置温度梯度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，度，分别测定酶活性。若所测得的数据出现峰值，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度，否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现度，否则，扩大温度范围，继续实验，直到出现峰值。峰值。分组分组 测量指标测量指标培养液中培养液中X的浓度的浓度/molm-3510-5510-4510-3叶片中叶片中X的浓度的浓度/molg-1（鲜重）（鲜重）2.472.979.28叶片中的气孔导度叶片中的气孔导度/molm-2a-10.540.430.27（2009 四川卷）四川卷）研究还发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合研究还发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质成某种化学物质X。有人推测根部合成的。有人推测根部合成的X运输到叶片，能调节气运输到叶片，能调节气孔的开闭。孔的开闭。他们做了如下实验：从同一植株上剪取大小和生理状他们做了如下实验：从同一植株上剪取大小和生理状态一致的态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中。的培养液中。一一段时间后，测得的有关数据如下表所示。段时间后，测得的有关数据如下表所示。以上方案有不完善的地方，以上方案有不完善的地方，请请指出来加以修正指出来加以修正。（注：气孔（注：气孔导导度越大。气孔开启程度越大）度越大。气孔开启程度越大）a.样样本量太小，本量太小，应应“取叶片若干，等分成三取叶片若干，等分成三组组”；b.缺乏空白缺乏空白对对照。增加照。增加1组组，将叶片的叶柄下部浸在不含，将叶片的叶柄下部浸在不含X的培的培养液中。养液中。考查考查实验评价和改错实验评价和改错实验实验设计设计的基本内容的基本内容（1 1）实验课题）实验课题（2 2）实验目的）实验目的（3 3）实验原理）实验原理（4 4）材料用具）材料用具（5 5）实验步骤）实验步骤（6 6）实验结果和结论）实验结果和结论补充实验步骤（改错），变量的确补充实验步骤（改错），变量的确定，实验原则的遵循定，实验原则的遵循实验结果的预测和分析，实验实验结果的预测和分析，实验结果的统计（画表格、坐标、结果的统计（画表格、坐标、柱形图等）柱形图等）解题思路：解题思路：分清实验类型，明确实验目的，确定实验变量分清实验类型，明确实验目的，确定实验变量一、拟定课题名称、目的一、拟定课题名称、目的课题名称一般需结合课题名称一般需结合实验原理实验原理，实验题，实验题目即为目即为实验结论实验结论赤霉素对细胞伸长的促进作用赤霉素对细胞伸长的促进作用本题涉及到的实验原理：本题涉及到的实验原理：为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关,请用所给的实验材料请用所给的实验材料,完成下列实验步骤并回答下列问完成下列实验步骤并回答下列问题题:(1)(1)请请拟定该实验的课题名称拟定该实验的课题名称：实例例验证赤霉素对某大豆品种的矮化特性具有抑制作用验证赤霉素对某大豆品种的矮化特性具有抑制作用验证性实验验证性实验探究性实验探究性实验【例题例题】请据图分析回答：图一表示利用碗莲种子所做请据图分析回答：图一表示利用碗莲种子所做的的探究实验探究实验（图中未提及的条件适宜且相同（图中未提及的条件适宜且相同）。请写出图示实验的研究课题：请写出图示实验的研究课题：探究探究光照、破壳处理和水分光照、破壳处理和水分对对碗莲种子萌发碗莲种子萌发的影响的影响 写法：探究写法：探究自变量自变量对对因变量因变量的影响的影响 例：例：0 0以上的低温能对喜温植物玉米造成伤害，对此科以上的低温能对喜温植物玉米造成伤害，对此科研人员进行了有关实验研究。研人员进行了有关实验研究。从甲、乙、丙三个品种中挑选长势相同的玉米幼苗若干，从甲、乙、丙三个品种中挑选长势相同的玉米幼苗若干，平均分为三组，分别放在平均分为三组，分别放在5 5、1010和和2525的环境中培养的环境中培养4 4天天(其他各种条件都相同且适宜其他各种条件都相同且适宜)，实验结果如下图：，实验结果如下图：探究（探究（0 0以上）低温对不以上）低温对不同品种玉米叶绿素含量的影同品种玉米叶绿素含量的影响（响（2 2分）分）答探究（答探究（0 0以上）低温对以上）低温对不同品种玉米光合作用或生不同品种玉米光合作用或生长的影响（长的影响（1 1分分）（写出该实验的实验目的）（写出该实验的实验目的）自变量自变量因变量因变量无关变量无关变量实验要研究的某种因素实验要研究的某种因素三种情况：有无、多少、类别。三种情况：有无、多少、类别。施加研究因素后实验对象发生的变化施加研究因素后实验对象发生的变化因变量可测时即实验的观测指标因变量可测时即实验的观测指标因变量不易测时选择其它的指标观测因变量不易测时选择其它的指标观测不是实验研究的因素，但对实验结果不是实验研究的因素，但对实验结果有影响的因素（干扰因素）。有影响的因素（干扰因素）。控制好无关变量，保持控制好无关变量，保持相同且适宜相同且适宜。可变性可变性可测性可测性可控性可控性二、实验设计遵循的原则二、实验设计遵循的原则单一变量原则单一变量原则 【例例题】请据据图分析回答：分析回答：图一表示利用碗一表示利用碗莲种子所做种子所做的探究的探究实验（图中未提及的条件适宜且相同中未提及的条件适宜且相同）。1 1、实验中自变量是：、实验中自变量是：因变量是：因变量是：是否需要光照，是否提供水分，是否是否需要光照，是否提供水分，是否进行破壳处理进行破壳处理碗莲种子是否萌发碗莲种子是否萌发温度，光照强度、光照时间、处理时间温度，光照强度、光照时间、处理时间无关变量：无关变量：无关变量要一致：排除无关变量对实验结果的干扰无关变量要一致：排除无关变量对实验结果的干扰空白对照空白对照 :对照组不做任何处理对照组不做任何处理如：如：在在“唾液淀粉酶催化淀粉唾液淀粉酶催化淀粉水解水解”的实验中，的实验中，实验组实验组：滴加了唾液淀粉酶液，滴加了唾液淀粉酶液，空白空白对照组对照组：滴加：滴加等量的蒸馏水，空白对照等量的蒸馏水，空白对照。条件对照条件对照:所做的处理不是实验假设给定的实验变量所做的处理不是实验假设给定的实验变量例例 ：验证激素作用的验证激素作用的实验实验中中,甲组：饲喂甲状腺激素甲组：饲喂甲状腺激素(实验组实验组)；乙组：饲喂甲状腺抑制剂乙组：饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组条件对照组)；丙组：不饲喂药剂丙组：不饲喂药剂(空白对照组空白对照组)。对照性原则对照性原则 自身对照自身对照 自身对照是指实验与对照在同一对象上进行自身对照是指实验与对照在同一对象上进行,即不另设即不另设对照。如对照。如“植物细胞质壁分离和复原植物细胞质壁分离和复原”实验实验 相互对照相互对照 相互对照是指不另设对照组相互对照是指不另设对照组,而是几个实验组相互对比而是几个实验组相互对比对照。如对照。如“植物向重力性植物向重力性生长生长实验实验”和和“温度对唾液温度对唾液淀粉酶活性的影响的实验淀粉酶活性的影响的实验”。等量原则等量原则 对照实验设置的正确与否，对照实验设置的正确与否，关键就在于关键就在于控制控制 “无关变无关变量量相等相等”。具体来说有如下四个方面：。具体来说有如下四个方面：所用所用生物材料要相同生物材料要相同 即所用生物材料的数量、质即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。或至少大致相同。所用所用实验器具要相同实验器具要相同 即试管、烧杯、水槽、广口即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。瓶等器具的大小型号要完全一样。所用所用实验试剂要相同实验试剂要相同 即试剂的成分、浓度、体积即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。要相同。尤其要注意体积上等量的问题。所用所用处理方法要相同处理方法要相同 如：保温或冷却：光照或黑如：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。处理。(4)(4)平行重复平行重复原则原则 在实验中可以通过在每组实验中同时处理多个材料在实验中可以通过在每组实验中同时处理多个材料,求其平均值以提高实验结果的可信度。求其平均值以提高实验结果的可信度。(5)(5)科学性原则科学性原则 包括实验原理、实验材料的选择、实验方法以及实包括实验原理、实验材料的选择、实验方法以及实验结果处理等方面的科学性。验结果处理等方面的科学性。为了了解酒精对细胞的毒害作用，某研究性学习小组开展了探为了了解酒精对细胞的毒害作用，某研究性学习小组开展了探究实验究实验请分析回答下列问题。请分析回答下列问题。探究不同的酒精溶液浓度对细胞成活率的影响探究不同的酒精溶液浓度对细胞成活率的影响因变量因变量自变量自变量空白空白对照对照平行重复平行重复单一变量单一变量三、实验步骤的一般顺序：三、实验步骤的一般顺序：步骤步骤1：取材、分组、编号，：取材、分组、编号，注意平行重复注意平行重复步骤步骤2：处理自变量，需：处理自变量，需设置实验组和对照组，注意设置实验组和对照组，注意单一变量单一变量步骤步骤3 3：保持无关变量相同且适宜，培养：保持无关变量相同且适宜，培养(或处理或处理)一段时间、一段时间、观察现象或记录数据，观察现象或记录数据，多组数据要求平均值多组数据要求平均值实验步骤的一般顺序：实验步骤的一般顺序：步骤步骤1 1：材料器具的准备（包括分组、编号、无关变量处理等）：材料器具的准备（包括分组、编号、无关变量处理等）书写模式：书写模式：步骤步骤1 1：取：取.随机平均分为随机平均分为.组，分别标记为组，分别标记为A A、BB，（并分别加入，（并分别加入等量的等量的 ）针对不同材料的语言表述：针对不同材料的语言表述：植物植物：“长势相同、同种、发育良好长势相同、同种、发育良好”动物动物：“生长发育状况相同、健康生长发育状况相同、健康”溶液溶液：“大小相同的试管（或其他器大小相同的试管（或其他器步骤步骤2：进行实验处理，需：进行实验处理，需设置实验组和对照组设置实验组和对照组对照原则对照原则 书写模式：书写模式：步骤步骤2 2：“A A组组.（施加实验变量，如加入适量某浓度的（施加实验变量，如加入适量某浓度的溶液、饲喂溶液、饲喂.、注射、注射），），B B组组.施加等量（作为对照施加等量（作为对照的）处理（或不作处理）的）处理（或不作处理）”或者分别加入浓度为或者分别加入浓度为的的溶液。溶液。单一变量原则单一变量原则平行重复原则平行重复原则 步骤步骤3 3：培养：培养(或处理或处理)、观察现象或记录数据、观察现象或记录数据 书写模式：书写模式：步骤步骤3 3：将两套（或多套）装置放在相同且适宜的环境中：将两套（或多套）装置放在相同且适宜的环境中培养培养 (或其他相同的方法处理或其他相同的方法处理)一段时间后观察现象或记录一段时间后观察现象或记录数据，数据，多组数据要求平均值多组数据要求平均值注意：检测指标一般为因变量，可分两种：注意：检测指标一般为因变量，可分两种：1.1.可操作性的可操作性的观察指标观察指标2.2.具体的具体的测定指标测定指标，计算平均值或求，计算平均值或求 率率例：某生物兴趣小组的同学想探究一定浓度的生长素类似物溶液例：某生物兴趣小组的同学想探究一定浓度的生长素类似物溶液对碗莲种子的萌发率是否有影响。对碗莲种子的萌发率是否有影响。（1 1）请你帮助他们补充完整实验步骤：）请你帮助他们补充完整实验步骤：第一步：第一步：第二步第二步：第三步第三步：取取4040粒发育程度相同的破壳碗莲种子，随机平均放粒发育程度相同的破壳碗莲种子，随机平均放入两个洁净的烧杯，编号入两个洁净的烧杯，编号A A、B B。A A烧杯中加入烧杯中加入5ml5ml（适量的）适宜浓度的生长素类似（适量的）适宜浓度的生长素类似物溶液，物溶液，B B烧杯中加入烧杯中加入5ml(5ml(等量的）蒸馏水。等量的）蒸馏水。将将A A、B B组均放在相同且适宜的条件下培养一段时间，组均放在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察并记录种子的萌发情况，计算出萌发率。观察并记录种子的萌发情况，计算出萌发率。修正：取修正：取300300粒发育程度相同的破壳碗莲种子，随机粒发育程度相同的破壳碗莲种子，随机平均放入平均放入6 6 个洁净的烧杯，分为个洁净的烧杯，分为A A、B B两组，每组两组，每组3 3个个烧杯。烧杯。修正修正:A:A组烧杯中分别加入组烧杯中分别加入5ml5ml（适量的）适宜浓度的（适量的）适宜浓度的生长素类似物溶液，生长素类似物溶液，B B组烧杯中分别加入组烧杯中分别加入5ml(5ml(等量的等量的)蒸馏水。蒸馏水。实验结果和结论是实验结果和结论是“预料之中预料之中”的，对应实验目的的，对应实验目的 有多种可能性，且一个结果对应一个相应的结论有多种可能性，且一个结果对应一个相应的结论四、预测实验结果，总结实验结论四、预测实验结果，总结实验结论探究性实验探究性实验验证性实验验证性实验 实验结果：实验结果：例：为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关例：为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关课题名称：验证赤霉素对大豆的矮化特性有抑制作用课题名称：验证赤霉素对大豆的矮化特性有抑制作用A A组植株的平均高度比组植株的平均高度比B B组的平均高度小组的平均高度小 实验实验结论：结论：赤霉素对大豆的矮化特性有抑制作用赤霉素对大豆的矮化特性有抑制作用 实验结果和结论是实验结果和结论是“预料之中预料之中”的，对应实验目的的，对应实验目的验证性实验验证性实验有多种可能性且一个结果对应一个相应的结论有多种可能性且一个结果对应一个相应的结论例：某生物兴趣小组的同学想探究一定浓度的生长素类似物溶液例：某生物兴趣小组的同学想探究一定浓度的生长素类似物溶液对碗莲种子的萌发率是否有影响。对碗莲种子的萌发率是否有影响。（2 2）预测实验结果得出相应结论：）预测实验结果得出相应结论：第二步：第二步：A A组烧杯中加入组烧杯中加入5ml5ml（适量的）适宜浓度的生长素（适量的）适宜浓度的生长素类似物溶液，类似物溶液，B B组烧杯中加入组烧杯中加入5ml(5ml(等量的）蒸馏水。等量的）蒸馏水。如果如果A A组中的种子萌发率高于组中的种子萌发率高于B B组，则说明该浓度的生长素类似组，则说明该浓度的生长素类似物对种子萌发起物对种子萌发起促进促进作用作用如果如果A A组中的种子萌发率等于组中的种子萌发率等于B B组，则说明该浓度的生长素类似组，则说明该浓度的生长素类似物对种子萌发物对种子萌发无影响无影响如果如果A A组中的种子萌发率低于组中的种子萌发率低于B B组，则说明该浓度的生长素类似组，则说明该浓度的生长素类似物对种子萌发起物对种子萌发起抑制抑制作用作用探究性实验探究性实验例：例：生物学家在研究中发现，给动物注射促甲状腺激素后最终导致生物学家在研究中发现，给动物注射促甲状腺激素后最终导致下丘脑的促甲状腺激素释放激素分泌减少。但是不知是促甲状腺激下丘脑的促甲状腺激素释放激素分泌减少。但是不知是促甲状腺激素直接对下丘脑进行的反馈调节，还是通过促进甲状腺分泌甲状腺素直接对下丘脑进行的反馈调节，还是通过促进甲状腺分泌甲状腺激素对下丘脑进行的反馈调节。探究实验如下：激素对下丘脑进行的反馈调节。探究实验如下：(1)实验假设：促甲状腺激素通过促进甲状腺分泌甲状腺激素对下丘实验假设：促甲状腺激素通过促进甲状腺分泌甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。脑进行反馈调节。(2)材料用具：实验动物，可能用到的试剂、药品、手术器械等。材料用具：实验动物，可能用到的试剂、药品、手术器械等。(3)实验思路：实验思路：将实验动物均分为将实验动物均分为_，并测定，并测定两组动物血液中的两组动物血液中的_含量。含量。用手术器械将用手术器械将A 组动物的组动物的_(填相应的组织或器填相应的组织或器官官)切除，切除，B 组进行手术，但不切除腺体。组进行手术，但不切除腺体。对对_组动物注射组动物注射_。一段时间后，测量一段时间后，测量A、B 两组动物血液中两组动物血液中_含量。含量。(4)实验结果：若实验结果：若_，则假设成立。则假设成立。