生物实验专题突破.ppt

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1、生物实验专题突破,义乌中学 吴贵忠,专题一 教材实验研究与拓展,专题概述 高考分析 复习指导 方法突破一、知识技能要熟练二、常规操作要规范三、原理现象会解释四、技术方法能拓展五、新情境下能迁移六、设计思想能组合,高考分析,教材实验是教材中规定学生必须掌握的几个实验、演示实验、生物科学史上经典实验。考试要求认真分析这些实验，在理解实验设计思想的基础上，对实验选材、实验条件的控制、实验过程的评价和修正、实验结果的预期和分析、实验结论的得出等方面进行深入剖析，达到熟悉和建立科学思维过程的目的。高考命题往往是在教材实验的基础上进行重组与改造，创设新情境，提出新问题，考查学生的创新意识。对教材中常规实验

2、的考查一般为：对实验原理、实验材料和实验试剂的分析和解释；对实验步骤及实验顺序的分析和解释；对实验设计中对照实验的分析和解释；对实验结果的分析和解释；基本实验操作仪器的使用（如显微镜）。,重视教材规定的实验，以此作为全程复习的基础,理解和掌握教材规定的实验这些实验内容，是最基本的高考复习要求，是实现复习高效率的出发点。按照实验研究方法和操作技术的不同，教材中的实验大体上可分为两大类：验证性实验和探究性实验。（见表1）,复习指导,复习中应注意对实验技术的掌握，对实验原理、实验程序、实验现象、实验结论等内容的分析、归纳与总结，更要站在全新的、应用的角度去重新分析已做过的每一个实验，从中提取出真正要

3、掌握的最重要的内容，主要包括两部分内容：一是每个实验的设计思想、设计思路，要做到触类旁通、能力迁移；二是每个实验中最基本的实验方法和技术（如显微镜、徒手切片、临时装片的制作、研磨、过滤等）。,方法突破,一、知识技能要熟练实验知识和技能的考查，包含了对教材实验的原理、取材、实验步骤、实验结果、注意事项、设计思想等的考查，常以选择题的形式出现。建议复习时对教材中每一个实验进行概括总结，要求能独立完成考纲规定的相关实验，理解实验目的、原理、方法和操作步骤，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。,典例1 有时候，由于实验材料用品所限而需要设法替代。下列各项中正确的是A做植物

4、细胞有丝分裂实验时，可用蒜叶代替洋葱B做植物细胞质壁分离与复原实验时，可用30%的NaCl溶液代替30%的蔗糖溶液C做叶绿体中色素的提取和分离实验时，可用乙醇代替丙酮D高倍显微镜的使用和观察叶绿体时，可用葫芦藓代替,思路分析：本题考查实验的选材，可用排除法。A错误，做植物细胞有丝分裂实验时，目的是要观察细胞分裂，而蒜叶细胞不分裂，故不能代替洋葱（根尖）。B错误，不能用30%的NaCl溶液代替30%的蔗糖溶液，因为30%的NaCl溶液（摩尔）浓度太高，分离速度快，会使细胞过度失水而死亡。C正确，色素可以溶解于有机溶剂，如丙酮、酒精、石油醚，故可以用酒精（乙醇）代替丙酮。答案：C,发散类比,1生物

5、材料选择要合理材料选择要满足实验要求：如可溶性还原糖鉴定实验中不宜选择甜菜、甘蔗等，因为这些材料中主要的糖类为不具还原性的蔗糖；观察叶绿体时，选择菠菜叶下表皮稍带叶肉（叶表皮细胞没有叶绿体，而靠近下表皮的叶肉细胞中含少而较大的叶绿体）或用藓类（叶片薄、叶绿体大），观察时应选择靠近叶脉部位细胞（叶脉附近细胞中水含量丰富，细胞质流动明显）；观察有丝分裂时，选择幼小根尖或动物受精卵；观察质壁分离与复原实验中选择紫色洋葱表皮（液泡呈紫色，便于观察）；叶绿体中色素的提取实验中选择新鲜绿叶（叶绿素含量丰富）等。有些实验需要对实验材料进行处理，如：研磨肝脏细胞以释放出细胞的过氧化氢酶；向血细胞悬液中加入清水

6、，使细胞吸水破裂等。,2药剂选择要恰当,实验设计类题目通常会提供所需的器材和药品，因此，如果能够熟悉这些常用器材和药品的用途和使用方法，往往能从中发现实验设计的思路和方法，甚至具体的实验步骤。现在总结如下：NaOH：用于吸收CO2或改变溶液的pH Ca(OH)2：鉴定CO2HCl：解离或改变溶液的pH 或改变细胞膜通透性NaHCO3：提供CO2滤纸：过滤或纸层析 纱布或尼龙布：过滤 本尼迪特剂：可溶性还原糖的鉴定 碘液：鉴定淀粉 苏丹、：脂肪的鉴定 双缩脲试剂：蛋白质的鉴定 柠檬酸钠:血液抗凝剂 NaCl：配制生理盐水及其他不同浓度的盐溶液琼脂：激素或其他物质的载体，用于激素的转移或配制培养基

7、蔗糖：配制蔗糖溶液，用于测定植物细胞液浓度或观察植物细胞质壁分离与复原龙胆紫溶液或醋酸洋红：碱性染料，用于染色体染色革兰氏染液：革兰氏阳性菌紫色、革兰氏阴性菌红色色CaCL2增大细胞壁的通透性,二、常规操作要规范,常规操作是实验考查的一个重点，包括使用各种玻璃器皿和其他工具、仪器，如显微镜的使用、水浴加热、研磨和过滤、层析法、试剂配制、制作玻片标本，以及进行操作、观察、记录、绘图等。要求能规范地进行相关操作及其描述。,典例2 在将显微镜的低倍镜转换成高倍镜并寻找物像的过程中，不应出现的操作过程是A调节细准焦螺旋 B调节粗准焦螺旋 C转动转换器 D调节光圈,思路分析：低倍镜转换成高倍镜时的正确方

8、法：将目标转至视野中央；转动转换器，使高倍镜对准通光孔；将细准焦螺旋大约逆时针转半圈。在观察过程中，可根据需要，调节光圈，选择合适的进光量。答案：B,发散类比,1视野中物像与标本移动的关系是怎样的？2使用显微镜为什么先用低倍镜，再换用高倍镜？3在视野中发现污点，如何判断其位置？4不同材料采用不同的制片方法：装片法：把整个实验材料制成装片，如用葫芦藓观察叶绿体。切片法：把材料切成薄片，以便观察，如脂肪鉴定。压片法：把材料压碎成一薄层，以便观察，如观察洋葱根尖有丝分裂。涂片法：把材料在载玻片上涂成薄层，以便观察，如血涂片。,三、原理现象会解释,对教材实验的原理、过程和现象要做到深层次的理解和解释。

9、注意找出自变量和因变量，以及本实验的相关原理，然后构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。解释和预测材料实验时，主要涉及寻找因果关系和它们之间的规律，分析自变量如何引起因变量的变化。,典例3 下列有关实验的说法不正确的是A制片时，一般要求在载玻片中央滴一滴清水，这是为了避免材料变干影响观察B用清水漂洗已解离的洋葱根尖，是为了维持细胞活性C可溶性还原糖鉴定实验中不宜选择甜菜、甘蔗等，因为这些材料中主要的糖类为不具还原性的蔗糖； D当观察角度与赤道板相垂直时，才能看清有丝分裂中期细胞的染色体,思路分析：四个选项都是关于实验原理和现象的解释，可用排除法。A正确，考查装片的制作；B错误，用清水漂洗

10、已解离的洋葱根尖，是为了洗去多余的解离液，便于染色；C正确，可溶性还原糖鉴定实验中不宜选择甜菜、甘蔗等，因为这些材料中主要的糖类为不具还原性的蔗糖 D正确，考查有丝分裂图像的观察，或观察角度与赤道板不垂直则染色体会重叠或者看上去比较分散。答案：B,发散类比,重要的、常考的教材实验原理与现象举例1还原糖、脂肪、蛋白质、原理和出现的颜色分别是什么？2观察植物细胞的有丝分裂实验中，解离和压片的作用是否相同？3叶绿体中色素的提取与分离的原理相同吗？层析结果滤纸条上色素的上下列顺序是怎样的？色素带最宽的和最窄的分别是什么色素？相互间距离最大的是哪两种色素？4质壁分离的内因和外因分别是什么？,四、技术方法

11、能拓展,教材实验包含了一些正确的在某些特定条件下行之有效的技术方法，如根据颜色来确定某种物质的存在：淀粉+碘液（蓝色）；还原性糖+本尼迪特试剂（红色）；脂肪+苏丹（橘黄）或+苏丹（红色）；蛋白质+双缩脲试剂（紫色）；这些技术方法可用于一些类似的特定实验中，甚至教材中的整个实验，可用作其他用途，如植物细胞的质壁分离与复原实验可用于鉴别细胞的死活、测定细胞液的浓度等。深刻挖掘教材实验的技术方法，并能联想、拓展应用，是近年高考的常见考试形式，应引起高度重视。,典例4 植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭

12、。请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。实验材料与主要用具：实验步骤：预测实验结果并作出解释：,思路分析：本题的一个重要核心是引流法操作的拓展应用，考查的知识点是成熟植物细胞渗透吸水和失水的原理。本题的解题关键：一是通过审题分析，正确判断出保卫细胞吸水（开启）、失水（关闭）与植物细胞渗透吸水、失水原理间的关系；保卫细胞吸水，叶片气孔开启；保卫细胞失水，叶片气孔关闭。二是要熟悉和掌握临时装片的制片过程及显微镜的正确操作步骤。,答案：实验材料与主要用具：菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片、显微镜、吸水

13、纸、滴管、镊子等。实验步骤：取菠菜叶，用镊子剥取表皮。在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。将临时装片放在显微镜的载物台上，先在低倍镜下找到气孔，移至视野中央，再换用高倍镜进行观察，记录观察气孔状态。在盖玻片的一侧滴上浓盐水，在另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复做几次。继续观察气孔的变化，并作好记录。预测实验结果并作出解释：在清水中气孔应开启，因为当细胞液浓度大于细胞外液浓度时，保卫细胞吸水膨胀，气孔开启。在浓盐水中气孔应关闭，因为当细胞液浓度小于细胞外液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。,保卫细胞的吸水、失水,洋葱表皮细胞的吸水、失水,质壁分离,引流法。,五

14、、新情境下能迁移,点击思维 教材实验在新情境下的迁移应用，并非教材实验的简单再现，而是将教材实验中常用的试剂、实验方法、设计思路等应用于新的实验材料,典例5 某校生物兴趣小组想设计两个实验：,1探究尿液中是否含葡萄糖；2证明血液中存在葡萄糖。现提供：新取尿液样品、加有柠檬酸钠的鸡血、清水、试管、离心机、三脚架、大烧杯、火柴、酒精灯、石棉网等。回答下列问题：在实验过程中，上述两个实验均需要增加的一种试剂是 ，实验原理为 。实验2比实验1复杂，其原因是 。写出实验2的实验步骤、观察到的现象。 步骤1： 。步骤2： 。现象： 。,思路分析：,本题考查葡萄糖（是一种还原糖）的实验鉴定，利用的是显色原理

15、，所以应避免所用材料本身颜色对实验结果的干扰。因此实验2应先分离出血浆，然后再验证血浆中有无葡萄糖的存在。,答案：斐林试剂或班氏试剂 葡萄糖还是还原糖，加热被斐林试剂氧化，生成砖红色Cu2O沉淀血液呈红色，若直接用斐林试剂检测葡萄糖，则产生的现象与血液颜色相近。而尿液的颜色不会干扰显色反应。步骤1：取加有柠檬酸钠的鸡血5mL，用离心器离心，获得上清液 步骤2：取2mL上清液，加入新制的斐林试剂，在沸水中加热 现象：有砖红色沉淀出现,技巧点拨,这类试题，抛开外衣，实质就是教材实验的再现。与教材实验相比，往往有三个变化：实验材料的变化：若所给材料不能直接用于实验，须加以处理，如本题的血液不能直接用

16、于还原糖的鉴定。再如试剂的浓度不适宜，应重新组配。实验条件的变化：如光照条件，按实验的要求可遮光或增加光照。实验结论的变化：根据题目的设计要求作出相应的调整。,六、设计思想能组合,教材实验是经典的有代表性的实验，包含了正确的设计思想和方法，如同位素示踪法（验证光合作用中氧气的来源；噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质；DNA的复制是半保留复制；用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等）、模拟实验法（如渗透作用的实验装置等）、加法创意法（如用饲喂法研究甲状腺激素，用注射法研究动物胰岛素和生长激素，用移植法研究性激素等）、减法创意法（如用阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺

17、激素和生长激素的实验，雌蕊受粉后除去正在发育着的种子等）、温度（或pH）对酶活性影响实验的三种温度（或pH）设置方法。设计思想的组合考查，是将教材中不同的实验设计思想进行重新组合，创造性完成相关的实验方案设计。,技巧点拨,1常考的实验设计思想组合举例：温度（或pH）与蛋白质变性、激素的活性、膜通透性、种子的活性、细胞分裂、微生物的呼吸强度等；有丝分裂观察法与秋水仙素诱发染色体变异；还原糖的鉴定与胰岛素的作用；细胞培养技术与癌变的观察；单侧光与重力对生长素分布的影响；微生物培养技术与转化技术侵染实验；酶解法与遗传物质的确认。,2组合设计要注意“实验组”与“对照组”确认。一个实验通常分为实验组和对

18、照组（控制组）。实验组是施加实验变量处理的被试组；对照组是不施加实验变量处理的对象组，两者对无关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果。,专题二 实验设计与方法剖析,高考分析实验设计类试题思维最大，信息和情境新颖，设问角度多样，综合性强，能力要求高，能较好地反映学生对生物学基础知识和基本技能的掌握情况，能激活学生的创新意识并提高其思维能力。命题大多要求学生设计实验原理，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现象等，考查学生是否理解实验原理，是否会分析实验结果，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。主要包括观察类实验设计、对

19、照类实验设计（验证型、探究型）、调查类实验设计、杂交类实验设计.分析近几年的浙江高考试题，实验设计是必考的一种题型。,解题指导,解答实验设计类试题的一般思路：1首先确定实验目的，并对其去粗取精，提炼要点。2运用所学知识，找准实验原理，并要做到对原理理解透彻。3根据实验原理，对照实验目的，通过初步分析，确认变量，初步形成操控变量的方法。4根据变量的分析，确定对照的方法。5结合实验所给的条件，选取适当的方法（简便性原则），草拟具体步骤方案。6设计具体步骤后，要顺藤摸瓜，通过实验结果（现象）的判断，分析综合得出实验结论。7回归检验。检查自己设计的实验是否存在科学性原则，紧扣实验原理来进行分析；是否有

20、遗漏的方法；是否还有其他可能性存在，即检验实验的严密性、科学性问题。实验设计的检验过程是终应该对照实验原理，回归实验目的。,方法突破,一、观察方法要得当观察类的实验设计大多是以教材实验为依据，变式考查对观察材料的选择、显微镜的使用、装片的制作、染色方法等。观察类实验一般不需要另设对照组，解题时，只要能通过一定的方法观察到规定的现象即可。,典例1 请设计一个实验，观察洋葱表皮细胞质壁分离后的自动复原现象。推荐材料；显微镜、载玻片、紫色洋葱、吸水纸、滴管、清水、质量分数为30%的蔗糖溶液、质量分数为10%的KCl溶液、质量分数为5%的酒精溶液等。设计原理： 。实验步骤：第一步：将一小块洋葱表皮平展

21、在载玻片中央的清水滴中，盖上盖玻片，在显微镜下观察，可看到原生质层紧贴在细胞壁上。第二步： 。第三步：观察紫色洋葱表皮细胞的质壁分离及自动复原现象。,思路分析：,植物细胞质壁分离与自动复原的原理是渗透作用，当外界溶液浓度细胞液浓度时，则植物细胞渗透失水。由于细胞壁的伸缩性小于原生质层，所以发生质壁分离。如果植物细胞吸收了外界溶液中的离子（或其他溶质），改变了细胞内外浓度差。当外界溶液浓度b，则；若ab，则若a=b，则。,答案：方法步骤：取三棵实验植物，置于三种不同的环境中，对照组大气温度和土壤温度都恒定在22；实验组大气温度为15，土壤温度为22；实验组二大气温度为22，土壤温度为15；分别只

22、给植物上某一片叶（饲喂叶）饲喂14C标记的二氧化碳（如上图）；一段时间后分别测定对照组与实验组一、二中植物顶端和植物根部中放射性碳的含量，分别记作植物顶端：a、a1、a2和植物根部：b、b1、b2。如果aa1a2，b2bb1，则说明大气温度大于土壤温度，有利于有机物向顶端运输；大气温度小于土壤温度，有利于有机物向根部运输；如果a2a1a1，b1bb2，则说明大气温度大于土壤温度，有利于有机物向根部运输；大气温度小于土壤温度，有利于有机物向顶端运输；如果a1=a=a2，b1=b=b2，则说明有机物的运输与土壤温度和大气温度没有直接的关系。,误点警示,1注意区分预测实验结果和分析实验结果，二者是有

23、区别的，回答问题的方式不同。预测实验结果是根据实验原理和事物间的相互关系，进行理性分析，从而预先猜测可能是什么样的结果、有几种结果可能性，都要事先预测到。分析实验结果是从结果出发去寻找事物间的相互关系，或者推导出一般性的结论或规律等。它是分析应有的实验结果，对意料之外的结果乃至失败的情况作出恰当的分析和推论。二者是两个相反的过程，因此解决此类问题时要根据题意用词的科学性和准确规范性。当然无论是预测实验结果还是分析实验结果，都既要考虑最后的结果，也要考虑中间步骤的结果。2探究性实验结果分析出现最多的问题有：分析不全面，不能准确分析各种可能性。结论和结果不能一一对应。,六、调查方向要明确,调查类实

24、验设计，要注意“四个明确”，即调查对象要明确、调查范围要明确、调查方法要明确（如动物种群密度调查常用标志重捕法、植物种群密度调查常用样方法）、统计方法要明确。,典例6 某研究性学习小组在调查人群中的遗传病时，以“研究病的遗传方式”为子课题，下列调查的遗传病与选择的方法最合理的是A白化病，在学校内随机抽样调查B红绿色盲，在患者家系中调查C进行性肌营养不良，在市中心随机抽样调查D青少年型糖尿病，在患者家系中调查,思路分析：用排除法，根据调查的目标确定调查的对象和范围。人类遗传病情况可通过社会调查和家系调查的方式进行，如统计调查某种遗传病在人群中的发病率应是在人群中随机抽样调查，然后用统计学方法进行

25、计算；某种遗传病的遗传方式应对某个典型的患者家系进行调查，根据家系遗传状况推断遗传方式。故可排除A和C。青少年型糖尿病属于多基因遗传病，具有家庭聚集的特点，不适合在患者家系中调查。故可排除D。答案：B,方法导引 调查法中常使用的调查方法、统计技术和测量技术：,专题三 实验分析方法剖析,高考分析实验分析类试题，着重考查理解实验的原理与方法，分析综合得出结论，并对相关结论进行解释与评价的能力，命题的素材大多以教材内容和教材实验为基础，创设全新的情境，给出或要求答出实验过程，考查对实验的分析和评价。按考查的核心问题，可分为假设预期型、结果结论型、数据与图表型、原理释因型、评价修正型。从近几年高考命题

26、看，此类题型所占比例有上升趋势。解题指导总的解题思路和方法是：从实验目的和实验材料入手，分析实验假设，并作出预期。总结概括实验原理，研究分清自变量与因变量，联想基本知识，在自变量与因变量之间建立关联。,一、假设与预期,点击思维 此类试题要求对实验作出假设、预期。解题的一般思路有：变量关联法。有关假设预期的考查，往往是给出了一定的实验过程，应注意分清自变量和因变量，“假设”实质上就是在自变量和因变量之间建立关联，阐明自变量如何引起因变量。“预期”则是阐明给出一定的自变量会引起因变量如何变化。现象联想法。分析实验现象，联想相关知识，寻求出现这种现象的原因，这个原因也就是“假设”。因果联系法：已作出

27、假设，进一步分析，若“假设”成立，则可能出现什么结果；若“假设”不成立，则可能出现什么结果，即“预期”。,典例1 根据下列实验回答问题：实验一：甲细菌在基本培养基中单独培养结果无菌落产生； 甲细菌在完全培养基中单独培养结果产生了甲菌落。 实验二：乙细菌在基本培养基中单独培养结果无菌落产生； 乙细菌在完全培养基中单独培养结果产生了乙菌落。实验三：甲细菌与乙细菌混合在基本培养基中培养结果有菌落产生。如果实验三出现的是一种新菌落，既不是甲菌菌落，也不是乙菌菌落（已排除突变），对这一实验现象的原因提出你的假设： 。如果在实验一的培养基中增添甲物质，则会出现甲细菌的菌落；实验二的培养基中增添乙物质，则会

28、出现乙细菌的菌落；实验三是将甲细菌和乙细菌同时培养，结果出现了甲细菌和乙细菌两种菌落。根据上述实验再现提出你的假设： 。,思路分析：,的“假设”可用现象联想法。实验三出现的是一种新菌落，新菌落的产生可联想可遗传变异的三个来源：基因突变、基因重组、染色体变异。题中已排除基因突变，细菌属于原核生物，无染色体的形态结构。故可能的原因是甲乙细菌间发生了基因重组。的“假设”可用变量关联法。实验一单独培养甲细菌，不产生菌落是因为缺少甲物质。与实验三对照，自变量是乙细菌，所以实验三产生了甲菌落的原因是乙细菌的存在，可能是乙细菌产生了甲物质；同理，实验二和三对照，实验三产生了乙细菌可能是由于甲细菌产生了乙物质。答案：甲乙细菌间发生了基因重组 甲细菌代谢产生了乙细菌繁殖需要的乙物质，乙细菌代谢产生了甲细菌繁殖需要的甲物质,