高中生物实验与探究能力专题训练ppt课件.pptx
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1、高中生物实验与探究能力专题训练KAO GANG YAO QIU考纲要求1.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,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作操作技能技能,并能将这些实验涉及的方法和技能等进行运用。2.具备验证简单生物学事实的能力具备验证简单生物学事实的能力,能对实验现象和结果进行分析、解释,并能对收集到的数据进行处理。3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力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。4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订考点一
2、生物知识内容所列表涉及到的实验考点二验证性实验和探究性实验验证性验证性实验:实验:指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验(例(例1 20191 2019全国卷全国卷) 将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小,回答下列问题。(1)经干旱处理后,该植物根细胞的吸水能力_。(2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会_,出现这种变化的主要原因_。(3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请
3、以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。一、设计性实验的分类及高考分析(例例3 20193 2019全国卷全国卷3232) 玉米是一种二倍体异花传粉作物,可作为研究遗传规律的实验材料。玉米子粒的饱满与凹陷是一对相对性状,受一对等位基因控制。回答下列问题。(1)在一对等位基因控制的相对性状中,杂合子通常表现的性状是 。(2)现有在自然条件下获得的一些饱满的玉米子粒和一些凹陷的玉米子粒,若要用这两种玉米为材料验证分离定律,写出两种验证思路及预期结果。(例(例2 2 2019 2019全国卷全国卷2929)(2)农作物吸收氮元
4、素的主要形式有铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH4+和NO3-的吸收具有偏好性(同时存在时,对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证,要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 探究性探究性实验:实验:指实验者在不知晓实验结果的前提下,通过自己实验、探索、分析、研究得出结论,从而形成科学概念的一种认知活动(例例4 20174 2017全国全国卷卷3232)已知某种昆虫的有眼(A)与无眼(a)、正常刚毛(B)与小刚毛(b)、正常翅(E)与斑翅(e)这三对相对性状各受一对等位基因控制。现有三个纯合品系:aaBBEE、AAb
5、bEE和AABBee。假定不发生染色体变异和染色体交换,回答下列问题:(1)若A/a、B/b、E/e这三对等位基因都位于昌染色体上,请以上述品系为材料,设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)(2)假设A/a、B/b这两对等位基因都位于X染色体上,请以上述品系为材料,设计实验对这一假设进行验证。(要求:写出实验思路、预期实验结果、得出结论)一、要具备完整的实验程序一、要具备完整的实验程序观察到某现象(或欲证明某结论)提出假说设计并实施实验分析实验结果得出结论(支持或否定原假说)。 二、明确二、明确实验目的实验目的明确该实验要解决的“生
6、物学事实”是什么,要解决的“生物学事实”是哪一方面?例1:设计实验来验证这一结论(有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。)例2:请设计实验对这种偏好性进行验证,(同时存在时,对一种离子的吸收量大于另一种) 。例3:若要用这两种玉米为材料验证分离定律。例4:(1)设计实验来确定这三对等位基因是否分别位于三对染色体上; (2)设计实验对这一假设进行验证(假设A/a、B/b这两对等位基因都位 于X染色体上)二、设计性实验的解题要点分析三三、明确实验原理、明确实验原理分析实验所依据的科学原理是什么?涉及的生物学及相关学科中的方法和原理有哪些四、明确实验思路四、明确
7、实验思路1.实验材料的选择一般根据题干中所提供的材料进行选择,若题干中没有的,则结合实验目的选择合理性的材料2.控制变量,设置对照找出自变量和因变量,以及影响本实验的无关变量,构思如何设置对照实验进行变量的控制。3.遵循实验设计原则,科学设计合理的实验步骤实验设计原则:单因子变量原则、对照原则、平行重复性原则、科学性原则。严格遵循实验设计原则,在充分考虑实验原理及所提供的实验材料、用具的基础上,科学设计合理的实验装置和步骤。4.实验设计的一般步骤实验步骤应用简洁科学的语言叙述,一般如下叙述:(1)分组编号:根据实验要求选择适宜的材料和器材,选材应保持条件相同(如:日龄相同、体重相近的雄性成年大
8、白鼠)。将实验分为实验组和对照组,可以分两组,也可以分若干组,每组进行明确的标记,如用甲、乙、丙,或者是A、B、C,或者是1、2、3,总之让人一看就知道,便于实验的观察、统计、比较和叙述。常用语言模板:选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组,分别编号为A、B、C等;取两支试管,分别编号为甲、乙,各加入等量的某溶液;选择年龄、体重(性别)、健康状况相同的某种动物随机等量分组,分别编号为1、2、3等。(2)对照处理:根据实验的要求分别对实验组和对照组进行处理,除实验变量外,对实验组和对照组的培养、饲养等条件应相同,即控制无关变量。要注意能体现“单一变量”词语的准确使用,例如使用“等量”、“相
9、同”、“适宜”等词语。(3)培养(或饲养)、观察、记录:对于植物实验和某些动物实验,分别进行实验处理后,要进行一段时间的培养才能出现结果。而有些实验进行实验处理之后,在短时间内(12 h)就可以观察出现的现象。要仔细观察实验组与对照组出现的差异,记录实验现象和实验数据。五五、得出实验预期结果及及结论、得出实验预期结果及及结论1.预期结果:在实验设计方案确定以后、实验正式实施之前,根据假说和原理,对实验可能出现的结果进行判断,依据提出的假说进行推理,得出假定性结果或推论,即“如果假设成立,则应有何种结果”。2.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,它们能不能支持假说,它
10、们是否指出了实验中存在的缺陷,是否需要收集更多的数据。3.得出结论:在下结论的时候,确定收集的数据是否支持原先的假说。通常需要重复几次实验才能得出最后的结论。结论的得出必须依据实验结果,即若出现的结果与预期结果一致,则得出与先前的假说一致的结论或“假说成立”;若实验出现的结果与预期结果不符,则得出的结论应为“假说不成立”。探究性实验题探究性实验题验证性实验题验证性实验题实验目的实验目的实验过程实验过程实验现象实验现象实验结果预测实验结果预测实验结论实验结论探索研究对象的未知属性探索研究对象的未知属性, ,特征特征验证研究对象的已知属性验证研究对象的已知属性, ,特征特征应有的实验步骤应有的实验
11、步骤, ,实际上实际上并并未完未完成成应有的实验步骤应有的实验步骤, ,可以是曾可以是曾经或者尚未做过的经或者尚未做过的未知未知已知已知对应假设对应假设, ,分类讨论分类讨论对应题设对应题设, ,无须讨论无须讨论开放开放, ,无明确结论无明确结论对应实验目的做出肯定结论对应实验目的做出肯定结论三、验证性实验和探究性实验的比较1.理论比较理论比较2.举例举例项目探究性实验验证性实验实验名称鉴定某人是否出现糖尿 验证某糖尿病患者尿液中含葡萄糖实验原理相同(本尼迪特试剂与可溶性还原糖作用呈现红黄色沉淀)实验步骤相同(取尿液后加本尼迪特试剂热水浴加热,观察实验现象)实验现象出现或不出现红黄色沉淀出现红
12、黄色沉淀预期实验结果出现或不出现红黄色沉淀出现红黄色沉淀实验结论 若出现红黄色沉淀,证明此 人出现糖尿;若不出现红黄 色沉淀,证明此人不出现糖尿糖尿病患者尿液中含葡萄糖题组一验证性实验题组一验证性实验验证性实验适用于实验结果是已知的实验。题目中常见提问语:“请设计一个实验,验证”“验证(自变量)对(因变量)的影响”或“验证(自变量)与(因变量)的关系。”答题模板答题模板答案(例(例1 20191 2019全国卷全国卷) 将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理,该植物根细胞中溶质浓度增大,叶片中的脱落酸(ABA)含量增高,叶片气孔开度减小,回答下列问题。(1)经干旱处理后,该植物
13、根细胞的吸水能力_。(2)与干旱处理前相比,干旱处理后该植物的光合速率会_,出现这种变化的主要原因_。(3)有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。【解析】(1)干旱处理会导致植物根细胞溶质浓度增大,吸水能力增强。(2)干旱处理后该植物叶片气孔开度减小,导致叶片吸收二氧化碳减少,暗反应速率降低,光合速率降低。(3)要验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,且要以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料,
14、可取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。【答案】(1)增强(2)降低;气孔开度减小使供应给光合作用所需的CO2减少(3)取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度,经干旱处理后,再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。(或 将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组作为对照
15、组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变。)。(例(例2 2 2019 2019全国卷全国卷2929(2)农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮(NH4+)和硝态氮(NO3-)。已知作物甲对同一种营养液(以硝酸铵为唯一氮源)中NH4+和NO3-的吸收具有偏好性(同时存在时,对一种离子的吸收量大于另一种)。请设计实验对这种偏好性进行验证,要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 【解析】要验证作物甲对和吸收具有偏好性,可以把甲放在以硝酸铵为唯一氮源的培养液中进行培养,通过测定培养前后铵态氨和硝态氮的含量变化即可以得出结论。因此实验思路为:配制营养液
16、(以硝酸铵为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中和剩余量。可用假设法推理,假设作物甲偏好吸收,则营养液中的剩余量较少;假设作物甲偏好吸收,则营养液中的剩余量较少。因此,预期结果和结论为:若营养液中剩余量小于剩余量,则说明作物甲偏好吸收;若营养液中剩余量小于剩余量,则说明作物甲偏好吸收。【难点】本题的难点是实验设计,需要注意几点:培养液应该以硝酸铵为唯一氨源,避免其他氮源对实验的影响;预期的结果和结论要一一对应。【答案】(2)实验思路:配制营养液(以硝酸铵为唯一氮源),用该营养液培养作物甲,一段时间后,检测营养液中和剩余量。 预期结果和结论:若营养液中剩余量小于剩余量,则说
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