搜索
[直击考纲]1.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解释、分析和处理。2.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括确认变量、作出假设和预期、设计可行的实验方案、搜集处理数据等，并能运用观察、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。3.能对一些简单的实验与探究方案做出恰当的评价和修订。考点41准确理解应用实验基本原则1．科学性原则：包括实验原理、实验材料的选择、实验方法、实验结果处理的科学性，要有科学的思想和方法作指导。典例1(2012·大纲全国，33)某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：①在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5mL，再分别加入质量分数为1%的淀粉溶液1mL。②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL，摇匀。③将5支试管加入70℃恒温水浴中，保温时间相同且合适。④取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀。⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。(1)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)③中70℃应改为37℃。因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃左右(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在50～65℃温水浴中一段时间。因为在50～65℃温水浴条件下斐林试剂才能与还原糖反应显色解析解答本题时应全面考虑酶的最适条件以及斐林试剂的作用条件。(1)唾液淀粉酶的最适温度是37℃左右，70℃时酶会变性失活。(2)加入斐林试剂后，需要50～65℃温水浴加热才能看到砖红色沉淀。典例2(2011·安徽，29Ⅰ)保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组为探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验：材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干，保水剂，氮肥等。方法步骤：①选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂(60kg·hm－2)、氮肥(225kg·hm－2)、保水剂(60kg·hm－2)＋氮肥(225kg·hm－2)，置于相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10：00～11：00从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果(均值)如下表：组号CO2吸收量/μmol·m－2·s－1叶绿素含量/mg·g－1A10.663.07B13.043.02C15.913.05实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。(1)请指出上述方法步骤中的缺陷并改正：步骤①________________________________________________________________________________________________________________________________________________；步骤②________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是____________________________________________。(3)实验测得的CO2吸收量________(大于、等于、小于)光合作用过程中CO2实际消耗量，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定__________释放量计算。答案(1)没有对照组，应另设一组不施保水剂和氮肥的作为对照组取材方法不科学，选取的叶片还应取自植株的相同部位(2)提高了光合作用有关酶的含量与活性(3)小于实验测得的CO2吸收量是光合作用过程中CO2实际消耗量与呼吸作用CO2释放量之差O2解析(1)本题实验步骤①缺少对照组；步骤②中，为了减小实验误差，取材时应取植株相同部位的叶片。(2)影响光合作用的内在因素有自由水的含量，参与光合作用的物质ATP、NADPH的量及酶的活性等。(3)本题中实测光合作用CO2吸收量等于植物光合作用实际CO2消耗量减去细胞呼吸CO2释放量，测定光合作用强度既可通过测定CO2吸收量，也可通过测定O2释放量进行计算。2．平行重复原则：控制某种因素的变化幅度，在同样情况下重复实验，观察其对实验结果的影响程度，从而揭示事物的本质特征。其目的是为了使实验结果或数据更接近真实情况，避免偶然因素对实验的影响。典例3把引起50%左右的细胞发生初始质壁分离的浓度称为等渗浓度。为了测定洋葱表皮细胞的等渗浓度，有人把大小一样的洋葱表皮细胞分别放入下面各组溶液中，并记录结果如下表：培养皿蔗糖溶液浓度(mol·L－1)发生初始质壁分离的细胞占观察细胞数目的百分比10.2无20.3无30.415%40.540%50.680%60.799%70.8100%请分析回答：(1)该洋葱表皮细胞的等渗浓度为多少？________________________________________________________________________。(2)你认为用什么方法可以更精确地测定洋葱表皮细胞的等渗浓度？写出你的设计思路。(数据保留2位小数)________________________________________________________________________。答案(1)从表中看到，当蔗糖溶液浓度分别为0.5mol·L－1和0.6mol·L－1时，有40%和80%的细胞发生初始质壁分离，根据题干的条件，故确定细胞液的等渗浓度为0.5～0.6mol·L－1(2)分别配制浓度为0.52mol·L－1、0.54mol·L－1、0.56mol·L－1、0.58mol·L－1四组蔗糖溶液进行实验，再观察细胞发生初始质壁分离的百分比，百分比接近50%的蔗糖溶液的浓度即为细胞液的等渗浓度典例4某人拟利用下列材料用具设计实验，探究较低和较高氧气浓度对玉米光合速率的影响。请帮助完成下列实验方案。材料用具：玉米幼苗3株，适宜浓度的完全培养液(含植物生长的全部必需无机盐离子)，适宜浓度的NaHCO3溶液(维持CO2含量在大气水平)，培养装置，照明灯，O2发生器等。实验步骤：①组装培养装置并编号为甲、乙、丙。培养装置除规格满足实验需要并方便添加物质和取样分析外，还应________________。②向甲、乙、丙中分别加入等量且适量的完全培养液和NaHCO3溶液，振荡摇匀，各放入1株玉米幼苗。③向装置甲、乙中分别充入相同体积的4%O2和50%O2，丙组________________作为对照。④在________条件下培养一段时间，实验过程中保持培养液的有氧环境。⑤观察记录实验数据，比较得出结论。结果与结论(略)。讨论：为尽量减少实验的偶然误差，对实验材料的处理应注意：a．________________________________________________________________________；b．________________________________________________________________________。答案①透明且密闭③充入相同体积的21%O2④相同且适宜(的光照、温度等)讨论：a.幼苗应生长良好且长势一致b．进行平行重复实验(或每组需用多株玉米幼苗进行实验)解析因为实验目的是探究较低和较高氧气浓度对玉米光合速率的影响，故装置要求是密闭并且透光。向装置甲、乙中分别充入相同体积的4%O2和50%O2，为了对照，丙组应该充入相同体积的21%O2。在对植物进行培养时，应提供相同且适宜的环境条件：如光照、温度等。讨论：为尽量减少实验的偶然误差，要注意以下两个方面：a.幼苗应生长良好且长势一致；b.进行平行重复实验(或每组需用多株玉米幼苗进行实验)。3．对照原则：即实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。通常，一个实验分为实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组；对照组是不接受自变量处理的对象组。常见对照类型分为空白对照、自身对照、条件对照和相互对照。典例5试判断下列实验分别是属于什么对照类型？实验组和对照组分别是什么？(1)“探究影响酶活性的因素”实验中：1号试管加1mL蒸馏水；2号试管加1mL盐酸；3号试管加1mLNaOH溶液。答案属于空白对照。对照组为1号试管，实验组为2号和3号试管。(2)“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。答案属于自身对照。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化为实验组。(3)肺炎双球菌转化实验中以下两组实验：①S型菌DNA＋R型菌――→混合培养S型菌落＋R型菌落②S型菌DNA＋DNA酶＋R型菌――→混合培养R型菌落答案属于条件对照。①为实验组，②为对照组。(4)植物向重力性生长的向性实验中将玉米种子放置在不同的方向。答案属于相互对照。没有单独的对照组，而是几个实验组相互对照。(5)在“动物激素饲喂小动物”的实验中，甲组饲喂甲状腺激素，乙组饲喂甲状腺激素抑制剂，丙组不饲喂药剂。答案属于条件对照同时具备空白对照。甲组为实验组，乙组为条件对照，丙组为空白对照。典例6为了证实“甲状腺激素及甲状腺抑制剂对蝌蚪发育的影响”，某同学制定下列方案：a．取两个玻璃缸分别编号为1号、2号；b．在两个玻璃缸中，分别加入等量(且适量)的水和新鲜水草，然后在每个玻璃缸中分别放入10条同时孵化出的发育状况相同的蝌蚪；c．向1号缸投放含甲状腺激素的饲料，2号缸投放含甲状腺抑制剂的饲料；d．每天分别向两缸中投放一些饲料；e．每隔一段时间观察一次，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(1mm×1mm)上，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)。上述实验设计方案中，有一些明显的设计缺陷或不足，请你修改并完善该设计方案。(1)该设计方案的明显缺陷是_____________________________________，因此，a过程应该为(只需陈述修改内容，下同)_________________________；c过程应该为______________________________。(2)方案中存在着引起实验误差的不妥之处，d过程的不妥之处应该改为__________________________________________