高中生物实验技能(实验设计的基本原则)课件.pptx

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1、实验技能一实验设计的基本原则典例引领(2017全国，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)审题关键信息：病毒营寄生生活，由蛋白质和核酸组成，核酸是DNA或RNA，只含有二者中的一种，DNA和RNA在化学组成上的区别如下：核酸五碳糖含氮碱基DNA脱氧核糖A、

2、G、C、TRNA核糖A、G、C、U信息：强调了碱基，二者碱基的区别：DNA特有T，RNA特有U。信息：放射性同位素标记法是指用放射性的同位素替代某化合物中的特殊元素，来追踪该化合物的运行和变化过程的方法。回忆相关内容：研究内容标记方法分泌蛋白的合成、加工和运输过程将3H标记的亮氨酸注射到胰腺细胞中光合作用中氧气中的氧的来源用18O分别标记光合作用的原料H2O和CO2光合作用暗反应中C元素的转移过程用14C 标记光合作用的原料CO2T2噬菌体遗传物质的探究分别用32P标记噬菌体的DNA，用35S标记噬菌体的蛋白质外壳信息：联想T2噬菌体遗传物质的探究实验和病毒的寄生特点，标记病毒需要先用含有放射

3、性元素的培养基培养宿主细胞，再让病毒去侵染标记的细胞，子代病毒就会被标记。信息：甲、乙两组要形成对比，结合可判断出应分别用放射性的同位素标记DNA成分中的T和RNA成分中的U。参考答案(1)实验思路：甲组：将宿主细胞培养在含有放射性同位素标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性；乙组：将宿主细胞培养在含有放射性同位素标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无放射性，则为RNA病毒；反之则为DNA病毒。错解例析错例1：将该病毒处理后用吡罗红甲基绿混合染色剂染色，如果呈现绿色

4、则为DNA病毒，如果呈现红色则为RNA病毒。错因分析：审题时遗漏关键信息，没有用放射性同位素标记法，没有用体外培养的宿主细胞为材料，没有分成甲、乙两组。错例2：用含有放射性同位素标记的尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基培养病毒。一段时间后收集病毒并检测其放射性。错因分析：没有分成甲、乙两组，而是用同时含有放射性同位素标记的尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基来培养，不能形成对照。病毒不能直接用培养基培养，这样设计不科学。归纳整合实验设计遵循的四大基本原则1.单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程

5、度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。2.对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同)，以便消除无关变量对实验结果的影响，增强实验结果的可信度。3.平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。4.科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。解析要验证

6、唾液中含有蛋白质，可采取设置对照实验的方法。取两支相同的试管，在其中一支试管中加入唾液，在另一支试管中加入蛋清稀释液作为对照，经过相同的处理后，根据两支试管中溶液的颜色变化来判断唾液中是否含有蛋白质。要注意材料中没有提供唾液，需要从实验者自身获取。提升演练1.已知蛋白质和双缩脲试剂反应呈现紫色，请你根据给出的实验材料设计一个验证唾液中含有蛋白质的实验，要求写出：(1)基本的实验步骤；(2)预期的结果和结论。材料用具：双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、蛋清稀释液(含有丰富蛋白质)、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉。答案解析答案(1)步骤：用清水漱口后取适量唾液到小烧杯中，备用；取

7、2 mL蛋清稀释液和2 mL唾液分别加入甲、乙两支试管中；分别向两支试管中加入双缩脲试剂A液1 mL，振荡后加入双缩脲试剂B液4滴，振荡均匀后静置；观察并对照两支试管的颜色。(2)预期结果和结论：甲、乙两支试管都呈现紫色，说明唾液中含有蛋白质。2.芝麻种子中含有丰富的脂肪，脂肪与苏丹染液反应会呈现橘黄色，请设计简单的实验，验证芝麻种子中含有脂肪，写出基本的实验思路和预期结果、结论即可。答案解析答案(1)实验思路：将适量芝麻种子研磨后制成组织样液，取部分组织样液加到试管中，加入适量的苏丹染液，摇匀后和原组织样液对比，观察颜色变化。(2)预期结果和结论：芝麻种子组织样液出现明显的橘黄色，说明芝麻种

8、子中含有脂肪。解析芝麻种子很小，因此要验证芝麻中含有脂肪不能像花生子叶那样做切片用显微镜观察，要先把芝麻种子研磨后制成组织样液，再染色观察颜色变化，这样才符合科学性的原则。为了实验严谨，应留部分组织样液与实验组形成对照。创新设计创新设计考点一考点二考点一细胞的分化与细胞的全能性考点一细胞的分化与细胞的全能性1.细胞的分化细胞的分化形态、结构和生理功能形态、结构和生理功能胚胎胚胎专门化专门化创新设计创新设计考点一考点二2.细胞的全能性细胞的全能性完整个体完整个体全套全套离体离体创新设计创新设计考点一考点二创新设计创新设计考点一考点二1.理解细胞分化的关键点理解细胞分化的关键点(1)细胞分化的标志

9、：细胞分化的标志：分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如血红蛋白、唾液淀粉酶、胰岛素等。分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如血红蛋白、唾液淀粉酶、胰岛素等。细胞水平：形成了不同种类的细胞。细胞水平：形成了不同种类的细胞。(2)分化细胞表达的基因：分化细胞表达的基因：管管家家基基因因：所所有有细细胞胞均均表表达达的的一一类类基基因因，其其表表达达产产物物是是维维持持细细胞胞基基本本生生命命活活动动所所必需的，如呼吸酶基因、必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。水解酶基因。奢奢侈侈基基因因：不不同同类类型型细细胞胞特特异异性性表表达达的的一一类类基基因因，其其产产物物赋赋予予不不同同细细胞

10、胞特特异异性性的的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。创新设计创新设计考点一考点二考向考向1以细胞分化为载体考查生命观念以细胞分化为载体考查生命观念1.(2016全全国国卷卷，1)在在细细胞胞的的生生命命历历程程中中，会会出出现现分分裂裂、分分化化等等现现象象。下下列列叙叙述述错错误误的是的是()A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培

11、育成新的植株通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株创新设计创新设计考点一考点二解解析析细细胞胞增增殖殖是是重重要要的的细细胞胞生生命命活活动动，是是生生物物体体生生长长、发发育育、繁繁殖殖、遗遗传传的的基基础础，而而细细胞胞增增殖殖的的主主要要方方式式是是有有丝丝分分裂裂，A正正确确；哺哺乳乳动动物物的的造造血血干干细细胞胞是是已已经经分分化化的的多多能能干干细细胞胞，B错错误误；细细胞胞分分化化的的实实质质是是：在在个个体体发发育育中中，在在遗遗传传物物质质的的控控制制下下合合成成特特异异性性蛋蛋白白质质的的过过程程，即即细细胞胞分分化化是是细细胞胞内内基基因因选选择择性性表表达达的的结

12、结果果，C正正确确；植植物物细细胞胞具具有有全全能能性性，借借助助植植物物组组织织培培养养技技术术，可可将将离离体体的的植植物物叶叶肉肉细细胞胞培培育育成成新新的的植植株株，D正确。正确。答案答案B创新设计创新设计考点一考点二A.均表示均表示“”B.此表说明细胞分化导致基因的选择性表达此表说明细胞分化导致基因的选择性表达 C.三种细胞中三种细胞中mRNA和蛋白质种类完全不同和蛋白质种类完全不同D.三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同三种细胞的形态、结构和生理功能不同的根本原因是核基因种类不完全相同解解析析题题表表说说明明细细胞胞分分化化的的原原因因是是基基因因选选

13、择择性性表表达达的的结结果果，B错错误误；三三种种细细胞胞中中有有氧氧呼呼吸吸酶酶基基因因都都表表达达，C错错误误；三三种种细细胞胞是是同同一一个个体体中中的的体体细细胞胞核核基基因因种种类类相相同同，只只是是表达的基因不同，表达的基因不同，D错误。错误。答案答案A创新设计创新设计考点一考点二考向考向2结合细胞分化及全能性，考查分析推断能力结合细胞分化及全能性，考查分析推断能力4.(2016海南卷，海南卷，9)下列关于植物细胞的叙述，错误的是下列关于植物细胞的叙述，错误的是()A.高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能B.植物细胞在有氧

14、条件下的呼吸终产物与无氧条件下的不同植物细胞在有氧条件下的呼吸终产物与无氧条件下的不同C.种子胚根和胚芽中的所有细胞都是由受精卵分裂分化而来的种子胚根和胚芽中的所有细胞都是由受精卵分裂分化而来的D.叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果解析解析高度分化的植物细胞仍具备发育成完整植株的潜能。高度分化的植物细胞仍具备发育成完整植株的潜能。答案答案A创新设计创新设计考点一考点二5.(2020四川成都七中零诊四川成都七中零诊)关于细胞的全能性的叙述，错误的是关于细胞的全能性的叙述，错误的是()A.离体的植物细胞在一定条件下培养能表现

15、出全能性离体的植物细胞在一定条件下培养能表现出全能性B.在生物体所有的细胞中，受精卵的全能性最高在生物体所有的细胞中，受精卵的全能性最高C.克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性克隆羊的诞生证明了高度分化的动物细胞具有全能性D.卵细胞直接发育成雄蜂体现了动物细胞具有全能性卵细胞直接发育成雄蜂体现了动物细胞具有全能性创新设计创新设计考点一考点二解解析析处处于于离离体体状状态态的的植植物物细细胞胞，在在一一定定的的营营养养物物质质、激激素素和和其其他他外外界界条条件件下下，可可培培养养成成完完整整植植株株，体体现现了了植植物物细细胞胞的的全全能能性性，A正正确确；在在生生物物体体所所有有的

16、的细细胞胞中中，受受精精卵卵的的分分化化程程度度最最低低，全全能能性性最最高高，B正正确确；高高度度分分化化的的动动物物细细胞胞，其其细细胞胞的的全全能能性性受受到到限限制制，不不容容易易表表达达，克克隆隆羊羊的的诞诞生生证证明明了了高高度度分分化化的的动动物物细细胞胞的的细细胞胞核核具具有有全全能能性性，C错误；由卵细胞直接发育成雄蜂的过程体现了卵细胞的全能性，错误；由卵细胞直接发育成雄蜂的过程体现了卵细胞的全能性，D正确。正确。答案答案C创新设计创新设计考点一考点二6.(2020武武汉汉市市调调研研)“细细胞胞核核重重编编程程”即即将将人人类类成成熟熟的的体体细细胞胞重重新新诱诱导导回回干

17、干细细胞胞状状态态，它它们们就就有有再再分分化化形形成成多多种种类类型型细细胞胞的的可可能能，可可应应用用于于临临床床医医学学。下下列列有有关关叙叙述述错错误误的是的是()A.干细胞分化成多种类型的细胞体现了细胞的全能性干细胞分化成多种类型的细胞体现了细胞的全能性B.干细胞可用于治疗因胰岛干细胞可用于治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病细胞受损而引起的糖尿病C.“细胞核重编程细胞核重编程”和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关D.该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来希望该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来希望创新设计创新设计考点一考点二解解析析干干细细胞胞分分化化成成多多种种类类型型的的细细胞胞，但但没没有有形形成成个个体体，所所以以不不能能体体现现动动物物细细胞胞的的全全能能性性，A错错误误；细细胞胞核核重重编编程程后后形形成成的的细细胞胞，其其细细胞胞核核是是自自身身细细胞胞的的，形形成成的的组组织织器器官用于移植属于自体移植，没有免疫排斥反应，官用于移植属于自体移植，没有免疫排斥反应，D正确。正确。答案答案A