搜索
高三生物高考训营（一）教师：刘媛实验设计专题复习一、课本实验（学法指导）除掌握一些实验技能和理解实验原理和过程外，还应注意以下三点：1．细心体会科学家的设计思路，周密的理解经典实验的全过程。例1．赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质，实验包括4个步骤：①培养噬菌体，②35S和32P标记噬菌体，③放射性检测，④离心分离。实验步骤的先后顺序为（）A．①②④③B．④②①③C．②①④③D．②①③④答案：C2．体会课本实验步骤的书写和语言的表达方式，尤其是探究实验的一般书写格式。例如：（1）《探究酶的专一性》时，用到了表格体现实验步骤，起到简洁明了，跨越语言障碍的作用。（2）当实验范围很宽泛时，要善于选择一个具体素材着手去设计实验实现实验目的，如《植物向性运动的实验设计》。我们应从植物众多的向性运动中，选择一个方便的适宜的素材，如向光性的实验设计。（3）学会表达。如《用动物激素饲喂小动物的实验》的步骤5为：每1d（或2d）观察一次。观察时用小网将蝌蚪捞出放在培养皿中，再将培养皿放在坐标纸上（1mm×1mm），观察并且测量蝌蚪的体长变化、前肢和后肢的生长情况、尾的变化等。特别要注意观察1号玻璃缸中蝌蚪的形态变化。从中我们应学会如何对观察记录结果进行描述。3．从课本实验中学会一些基本的实验方法：两种常用技术（一）同位素标记：通过同位素标记能够实现的目标：使看不见的结构（光合作用中的C同化过程）或途径（分泌蛋白）可以看见。如：光合和呼吸中的标记，DNA的标记，分泌蛋白的标记。例：人类发现了放射性同位素以后，很快便将它应用在生物学的研究中，为探明许多生命过程的奥秘起了很重要的作用。请回答：（1）如果用含18O的水浇灌某盆栽植物，并将该盆植物置于光照下。过一段时间，在植物周围的空气中，能够收集到哪些含18O的气态物质？这些物质是由植物内的哪些生理过程产生的？①__________________________________________②__________________________________________③__________________________________________（2）为了证明噬菌体浸染细菌时，进入细菌的是噬菌体DNA，而不是它的蛋白质外壳，可用两种不同的放射性同位素分别标记噬菌体的蛋白质外壳和噬菌体的DNA。然后再让这两种不同标记的噬菌体分别去侵染未被标记的细菌，从而对此做出实验论证。据分析，噬菌体的蛋白质外壳含有甲硫氨酸等多种氨基酸。你怎样去实现对噬菌体的标记？请简要说明实验的设计方法和这样设计的理由。答案：（1）①O2光合作用②CO2呼吸作用③H2O蒸腾作用（2）先分别将细菌在含32P，35S的培养量上培养，后用噬菌体去侵染分别32P或35S标记的细菌。因为噬菌体营寄生生活，噬菌体DNA在细菌体内利用细菌的化学成分指导合成自身DNA（二）离心的方法：通过离心可以得到：物质—DNA；细胞器—线粒体，叶绿体；细胞结构—细胞膜二、实验设计题型的解题思路及典型例题：（一）探究和验证型实验型1．一般程序解题思路概况观察现象，提出问题从资料中寻找答案↓作出假设对于验证型实验而言，假设就是结论↓对于探究型实验而言，假设就是解释，对引见现象的解释设计实验有书写的基本框架（见附页）↓实验预期↓实验验证检验实验结果与预期结果是否一致↓结论是结果的升华。例如：《甲状腺激素饲喂小动物的实验》，实验结果是含用了含甲状腺激素的小动物发育快，而未用了含甲状腺激素的小动物发育慢，而实验结论为：甲状腺激素可以促进幼年动物的个体发育2．其它情况：（1）侧重对实验思路的考查：解题思路重点在于描述实验思路，而不是实验过程。1．将青蛙脑破坏保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧的一对脊神经根（包含一个背根和一个腹根，见图）。分别电刺激背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应。已知背根含有传入神经，腹根含有传出神经，背根与腹根合并成脊神经。请根据上述提供的实验材料（实验用具自选）设计实验步骤，并预测实验结果，以分别验证背根具有传入功能，腹根具有传出功能。验证型探究型预期结果唯一多种可能性实验结果唯一唯一例如探究经500C处理后的甲状腺激素的生理活性可能有以下5种情况：不仅完全失活，而且还抑制生物发育介且于完全失活和完全正常之间不仅未失活，而且活力有所增强答案：实验步骤一：在背根中央处剪断，分别电刺激背根向中段、外周段，观察蛙后肢是否发生运动反应预测结果：电刺激背根向中段应发生蛙后肢运动反应，电刺激背根外周段不发生运动反应，说明背根具有传入功能。实验步骤二：在腹根中央处剪断，分别电刺激腹根向中段、外周段，观察蛙后肢是否发生运动反应预测结果：电刺激腹根向中段不发生运动反应，电刺激腹根外周段，应发生蛙后肢运动反应，说明腹根具有传出功能。2．用插管插入蛙心的心室腔中，制备带神经的搏动的离体蛙心(见图甲)。插管内的液体是任氏液(能够维持蛙心跳动的生理溶液)，心脏内的血液已被任氏液代替，插管内的任氏液液面随蛙心的收缩与舒张而上下移动。请回答：现提供2支吸管、2个带有与甲相同装置的离体蛙心(乙和丙)、任氏液。利用上述材料和用具，设计一个简单实验，证明神经受刺激后，心室腔内存在引起蛙心搏动变化的某种“物质”。答案：吸取任氏液或刺激神经前的蛙心肌的任氏液，加入到离体蛙心乙中，蛙心搏动没有变化（2分）吸取刺激神经后的蛙心甲内的任氏液，加入到离体的蛙心丙中，引起蛙心丙的搏动减慢（2分）由此证明神经受刺激后，心室确实产生了引起心脏搏动的某种物质（2）既侧重思路，又侧重步骤：通过步骤解题思路，思路配合展示实验例1．（14分）某实验小鼠适宜生活在25℃左右的环境中，为探究低于适宜温度的环境（如10℃）对小鼠能量代谢的影响（能量代谢的强弱用单位时间的耗氧量表示），请依据所给的实验装置（如图）、实验材料和用品，在给出的实验方法和步骤的基础上，继续完成探究实验，预测可能的实验结果和结论，并回答问题。实验室温度：25℃左右材料和用品：小鼠、冰袋、秒表等方法和步骤：步骤1：将小鼠放入广口瓶的笼子内，加塞密闭。打开夹子（A）、（B）、（C），片刻后关闭夹子（B），用注射器抽取10毫升氧气备用。关闭夹子（C），打开夹子（B），使水检压计液面左右平齐。步骤2：步骤3：结果预测和结论：①②③该实验最可能的结果和结论应是。原因是。答案:步骤2：待小鼠安静后，关闭夹子（A），记下时间，将注射器向前推进5毫升（推进数量合理即可），水检压计液面左侧升高，关闭夹子（B），待水检压计的液面左右平齐时，记录时间。得到在25℃环境中小鼠消耗5毫升氧气所用时间。结果预测和结论：步骤3：将冰袋放在广口瓶周围，调节距离，使瓶内的温度稳定在10℃，待小鼠安静后，重复步骤1、2中的有关操作。得到在10℃环境中小鼠消耗5毫升氧气所用时间。①消耗5毫升氧气所用的时间10℃少于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢会加强。②消耗5毫升氧气所用的时间10℃多于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢会减弱。③消耗5毫升氧气所用时间10℃等于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢不受影响。最可能的结果和结论是：消耗5毫升氧气所用的时间10℃少于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢会加强。因为小鼠是恒温动物，在10℃比25℃下维持体温所消耗的能量多。有关探究和验证实验的具体解题思路：实验设计解题思路：1．基本框架：解答设计探究实验的框架：（1）审题---用笔标记（2）明确目的，找准原理---区分原理和目的（3）书写格式：A选择仪器（为酵母菌发酵创造真空的试管，胶塞和注射器），处理或选择实验材料（植物的饥饿处理，幼龄动物的选择）B分组编号（等量、适量、随机相同）C设计对照，突出单因子D再次强调固定控制变量的同时，等量和适宜（植物的光照，动物的饲喂，微生物配置相应的培养基）E观察记录：（要具体化，即找准实验观察的对象并准确描述。如“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”实验中，观察的实验现象为气泡的大小和气泡产生的速率。记录的表示方式，记录的频率可以针对实验现象，分析单一实验变量对结果的影响从而选用文字、表格、坐标曲线图等形式进行具体、准确表达。）注意：运用图示、图表、图标；具体操作要写明（如仪器材料）；身临其境（家兔凝血的例题）2．关注框架中的对照，尤其是空白对照例：（06上海）在“学农”活动中，生物小组同学了解到一种有毒植物“博落迥”，农民常用其茎叶的浸出液对水稻种子进行消毒杀菌，防治秧苗病害，但是使用中常出现水稻发芽率降低的现象。同学们经调查后发现，农民所使用的“博落迥”浸出液浓度约为每100ml水中含有3～7g“博落迥”茎叶干重。他们推测，水稻发芽率降低的现象可能与使用的浸出液浓度有关。课题名称：不同浓度“博落迥”浸出液对水稻种子发芽率的影响实验材料：晒干的“博落迥”茎叶、饱满无菌已经水浸泡一天的水稻种子500粒、培养皿数套、大小烧杯数只、量筒、台秤、漏斗、纱布、吸管、吸水纸等。实验步骤：结果与讨论：答案：步骤：①称取“博落迥”草叶30g、40g、50g、60g、70g，分别放入不同烧杯中，各加水500ml，浸泡两天，用纱布过滤，得到不同浓度的浸出液。②取培养皿6只，分别编号，在培养皿内铺垫吸水纸。③按编号倒入相应浓度的浸出液，对照倒入蒸馏水，使吸水纸吸足水分；每一培养皿中的吸水纸上，平铺50粒水稻种子，置于适宜温度下。④每天观察，使吸水纸保持湿润，三天后，检察并记录每一培养皿中发芽和不发芽的种子数。结果与讨论：①计算各培养皿中的种子发芽率。②比较各组的种子发芽率，如果某一浸出液浓度下的水稻种子发芽率远低于对照组，说明该浓度的“博落迥”浸出液能抑制水稻种子发芽。虽然该浓度的“博落迥”浸出液能用于水稻种子的消毒杀菌，但也能降低发芽率，在生产中不能使用。(言之有理即给分)例：研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液1000mL，利用以下实验材料和器材设计实验，探究不同浓度金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。实验材料和器材：水稻种子；试管；培养皿；纱布；尺子（100mm）；蒸馏水；恒温光照培养箱（温度设定为280C，光强度为2000Lux）。（实验材料和器材的数量不限）根据给出的实验材料和器材，请设计实验方法和步骤，预测实验结果并作出分析。（1）方法和步骤：（2）结果预测和分析：答案：（1）方法和步骤：①用蒸馏水将重金属污染液逐级稀释10、102、103、104倍（稀释过程中pH值的变化可不作考虑），获得4种不同浓度的污染液；②挑选籽粒饱满、大小一致的水稻种子250粒，随机分成5组，50粒/组；③取5只培养皿，垫上纱布；其中4只培养皿加入等体积的不同浓度重金属污染液（浸润纱布即可），另1只培养皿加入等体积的蒸馏水作为对照；④在每只培养皿的纱布上，均匀放置50粒水稻种子；⑤将5只培养皿置于恒温光照培养箱培养；每天实验组补充等量的相应浓度重金属污染液，对照组补充等体积的蒸馏水，以保持纱布的湿润；⑥1周后统计各组的发芽率；用尺子测量幼苗株高（或根长），计算其平均值。（3）结果预测和分析：不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发均有抑制作用，随着浓度的增加，萌发率逐渐降低；不同浓度的重金属污染液对水稻幼苗的生长均有抑制作用，随着浓度的增加，株高（或根长）逐渐降低。例：04年江苏：环境污染对植物的生长发育有不同程度的影响。在一定程度上，植物在污染环境中也有继续保持正常生命活动的特性，这种特性称为抗性。研究植物的抗性对筛选具有净化环境的植物种类和保护环境有积极意义。工业生产中产生的SO2是酸雨（pH＜5.6）形成的主要原因之一。有人设计实验研究酸雨对植物的毒害作用。实验过程如下图所示（除图中特别说明的外，其他条件甲、乙均相同）：实验结果表明，“酸雨”使植物叶片变黄，而对照实验中的植物没有变黄。该实验说明“酸雨”对植物的生长发育有影响。参照上述装置和试剂以小麦种子为实验材料尝试设计实验，探究2种不同pH的酸雨对