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高中生物实验及实验设计专题1、能独立完成“生物知识内容表”所列生物实验。2、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。3、具备验证简单生物学事实的能力。并对实验现象和结果进行解释、分析和处理。4、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。5、能对一些简单的实验方案做出恰当评价、补充和修订一、2015年考纲要求考试大纲知识要求比例：实验约22%1.通过对教材中实验的考察，检测学生生物学基础知识和基本实验技能；2.通过分析他人的实验现象，获得实验结论，考察学生分析实验现象获得结论能力；3.指出他人的实验设计的不足，完善给出实验方案，考察学生实验评价和实验设计的能力；4.提出实验课题，独立设计实验，考察学生实验设计的能力。近几年高考实验题型主要包括四类：必修1实验（共11个）实验课题实验类别书页观察细胞中DNA和RNA的分布实验26检测生物组织中糖、脂肪、和蛋白质等实验18使用高倍显微镜观察几种细胞实验7使用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体实验47观察植物细胞质壁分离及复原探究62探究影响酶活性的条件探究83叶绿体中色素的提取和分离实验97探究酵母菌细胞呼吸的方式探究91观察根尖分生区细胞的有丝分裂实验115细胞大小与物质运输的关系探究110环境因素对光合作用强度的影响探究104二、课本实验（即“生物知识内容表”所列生物实验。）必修2、3实验（共6个）实验课题实验类别页数观察蝗虫精原细胞减数分裂固定装片实验必修二21低温诱导植物染色体数目的变化实验必修二88调查人群中的遗传病调查必修二91探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度探究必修三51培养液中酵母菌种群数量的变化探究必修三68土壤中小动物类群丰富度的研究探究必修三课本隐性实验（经典实验）1、验证光合作用产生淀粉2、验证光合作用释放O23、验证光合作用需要CO24、验证光合作用需要光照5、验证细胞膜流动性实验6、肺炎球菌转化实验7、噬菌体侵染细菌实验8、孟德尔杂交实验9、DNA杂交实验10、动、植物激素实验1.物质分离鉴定类实验：⑴检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质⑵叶绿体色素的提取和分离2.显微观察类实验：⑴用显微镜观察多种多样的细胞⑵观察DNA、RNA在细胞中的分布⑶观察线粒体和叶绿体⑷观察植物细胞的质壁分离和复原⑸观察细胞的有丝分裂⑹观察细胞的减数分裂⑺低温诱导染色体加倍。3.调查与探究类实验：⑴通过模拟实验探究膜的透性⑵探究影响酶活性的因素⑶探究酵母菌的呼吸方式⑷模拟探究细胞表面积与体积的关系⑸调查常见的人类遗传病⑹探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用⑺探究培养液中酵母菌数量的动态变化⑻土壤中动物类群丰富度研究.考纲必修实验归类：三、实验设计的类型高中阶段的生物学实验主要分为验证性实验和探究性实验。两类实验的根本区别在于有无先给出明确的实验结论。结论已定，体现在课题名称中验证性实验1探究性实验2课题：探究……对……的影响结论：如果……，则说明……如：证明脑啡肽是多肽的实验；如：探究尿液中是否含有葡萄糖；探究食盐对草履虫的影响。验证性实验的例题：血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。一、实验材料和用具：（1）家兔（2）生理盐水（3）酒精棉（4）适宜浓度的草酸钾溶液（5）适宜浓度的氯化钙溶液（6）试管、注射器（针管、针头）二、实验步骤和实验结果第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水（见图）第二步：第三步：第四步：问题：设置B管的目的是。实验结论是什么？探究性实验的例题：现有一植物的种子，已知它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子的萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。（1）材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等。（2）方法步骤：①；②。（3）可能的实验结果及相应的结论：①；②；③。①有光组萌发，无光组也萌发，该种植物的种子萌发不受光的影响。②有光组萌发，无光组不萌发，光是该种植物种子萌发的必要条件之一。③有光级不萌发，无光组萌发，光抑制该种植物种子的萌发。四、实验设计基础知识：实验设计的原则1、对照实验2、（1）科学性原则：是所有原则的前提，实验设计要合乎科学性。（2）可行性原则：符合实验者的一般认知水平；还要满足现有的条件，具有进行实验和完成实验的可能性。（3）简便性原则：实验的材料易获得，装置简化、简单，实验药品便宜，操作简便等等。（4）可重复性原则：一方面，减少误差，增加信度。另一方面，你做的实验，同样的情况下，别人应该可以重复验证。实验设计的原则1、（5）单一变量原则：在不同的实验组别中，只有我们所要研究的因素不同，影响实验的其他所有因素都相同。（6）等量原则：除研究因素以外，所有可以影响实验过程或结果的因素都应该保持一样。（7）对照性原则：是生物实验设计的一个重要原则。在单一变量的前提下，通过对照，就能有效地排除其它因素对结果的干扰，增加实验结果的可信度和说服力。可以说，单一变量原则和对照性原则是对照实验的基石和灵魂，而单一变量原则又是对照性原则的前提，单一变量原则与等量原则实际上不可分割。实验设计的原则1、（1）自变量：是指实验中由实验者故意操纵、改变的。因素或条件如：《比较过氧化氢酶和FeCl3的催化效率》实验中，FeCl3溶液和肝脏研磨液都属于自变量；单一变量原则：控制其他因素不变，只改变其中一个因素（要研究的因素），观察其对实验结果的影响。遵循单一变量原则，对实验结果进行科学的分析和增强实验结果的可信度与说服力。实验设计的原则1、（2）因变量随着自变量的变化而变化的变量做为“因变量”。如《比较过氧化氢酶和FeCl3的催化效率》实验中，酶的活性（以过氧化氢的分解速率来表示）就是因变量。自变量和实验结果是因果关系，科学实验的结果就是解释这种前因后果关系。实验设计的原则1、（3）无关变量（又叫控制因素）：是指在实验过程中，除自变量以外的影响实验变化结果的因素和条件。实验中，无关变量如果控制不当或不加控制，就会干扰预期实验结果的出现，影响科学实验中所要研究和解释的自变量和实验结果的关系。例如：比较过氧化氢酶和FeCl3的催化效率》实验中，温度、加入物质的量、pH、实验时间、检测方法等都属于无关变量。实验设计的原则1、①生物材料要相同②实验器具要相同③实验试剂要相同④处理方法要相同即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。实验中要做到“单一变量”，应注意：即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等要完全一样。即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但还是要作同样的处理。【例4】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪发育，将90只同种、同时孵化且大小相同的蝌蚪，随机均分为三组，饲养的水、饲料和温度等培养条件相同且适宜。甲组加入甲状腺激素、乙组加入甲状腺激素抑制剂、丙组不加入药剂。饲养一段时间后，观察生长情况。根据实验“单一变量”原则回答下列问题（1）本实验中同种蝌蚪和相同饲养条件属于。（2）甲组加入的甲状腺激素是。（3）甲组的变化和结果是。A．自变量B．因变量C．额外变量D．无关变量（4）实验中选同种、同时孵化的大小相同的蝌蚪来做实验，其目的是。DAB排除蝌蚪品种和大小对实验结果的影响。答题模式：排除（题目所给的无关变量）对实验结果的影响练一练：对照实验除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。通常，一个对照实验总分为实验组和对照组（实验组和对照组可以是一个也可以分多个组）实验组：1、是接受实验变量处理的对象组；2、未知结果的。对照组：1、对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。2、处于自然状态或理想状态的。3、已知结果的。2、（课本P79）按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：（1）空白对照：指不做任何实验处理的对象组。例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管组织样液加入斐林试剂，而乙试管不加试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变化。这样，甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强了说服力。对照实验（课本P79）2、（2）自身对照：指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。如“植物细胞质壁分离和复原”实验，就是典型的自身对照。自身对照，方法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。对照实验（课本P79）2、对照实验（课本P79）2、“探究鱼鳍在游泳中的作用”实验：不管是将鱼鳍剪掉，还是捆绑住，都是将鱼的前后泳姿作对比，通过比对得出各种鳍的作用。处理前是（对照）组（正常状态），处理后为（实验）组。对照实验（课本P79）2、“探究鱼鳍在游泳中的作用”实验：不管是将鱼鳍剪掉，还是捆绑住，都是将鱼的前后泳姿作对比，通过比对得出各种鳍的作用。处理前是（对照）组（正常状态），处理后为（实验）组。对照实验（课本P79）2、对照实验（3）条件对照：指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例1，“动物激素饲喂小动物”实验，其实验设计方案是：甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）；乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）；丙组：不饲喂药剂（空白对照组）。显然，乙组为条件对照，该实验既设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照，更能充分说明实验变量——甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。（课本P79）2、对照实验（3）条件对照：指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。例1，“动物激素饲喂小动物”实验，其实验设计方案是：甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）；乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）；丙组：不饲喂药剂（空白对照组）。显然，乙组为条件对照，该实验既设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照，更能充分说明实验变量——甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。（课本P79）2、例2：如证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验中，设置以下几组：请回答：1、该实验中的实验组为_______,对照组为________2、对照类型分析：其中________和实验组之间形成______对照，_____和实验组之间形成_______对照。练一练：例2：如证明DNA是遗传物质的肺炎双球菌体外转化实验中，设置以下几组：该实验所研究的实验因素为DNA，故用DNA处理的③组为实验组，而蛋白质或多糖虽然是实验所实施的处理因素，但与实验因素（DNA）无关，故①②③组之间形成条件对照，①②组均为③组的对照组；而③组（实验组）和④组（对照组）之间形成空白对照。该实验既设计了条件对照，又设置了空白对照，通过比较实验，更能说明实验因素对实验结果的影响。练一练：“草履虫对肉汤有趋向性”实验：上图甲、乙、丙表示三块载玻片，分别在载玻片两端各滴一滴草履虫培养液，并使两滴培养液连通。甲维持原状。当在乙和丙两块载玻片右侧培养液的边缘分别放一滴肉汁和一小粒食盐时，分析可能出现的现象以及出现这种现象的原因，你能从中得出什么结论？练一练：例3三组中：甲为_____组乙为_____组丙为_____组练一练：甲不做处理，为空白对照组。其中的草履虫的趋向是随机的；乙进行了处理，而且是实验假设所给定的实验变量(是否滴加肉汤)的处理，所以为实验组。丙是经过施放盐粒的处理，但是这种处理不是实验假设所给定的实验变量的