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专题十四高考开放性生物实验应试分析返回目录返回目录考情纵览考点考例2011年2012年2013年设计实验遵循的原则课标全国卷T31、北京T29、福建T26、天津T8、广东T2/T29、四川T30、江苏T28/T30/T31安徽T29、福建T27、四川T30、广东T26、北京T31、海南T26、江苏T27/T29/T31浙江T30、课标全国卷ⅡT29、重庆T9、四川T9、北京T30/T31、福建T26、安徽T5、天津T8、广东T2/T26、江苏T26/T28返回目录考情纵览探究性实验和验证性实验的比较浙江T31、山东T27、重庆T31、海南T26浙江T31、课标全国卷T31、山东T27、北京T30、天津T8浙江T31、课标全国卷ⅠT6/T31、重庆T9、广东T4实验设计方案评价安徽T29福建T26、北京T29、重庆T30、广东T28/T29、江苏T33浙江T5、课标全国卷ⅡT29专题十四高考开放性生物实验应试分析1．[2013·全国卷]用某种降血糖物质X做以下实验(注：用生理盐水配制X溶液)。回答下列问题：(1)某同学要验证X的降血糖作用，进行如下实验：选择一批体重相同的正常小鼠，测定_______，并将小鼠随机等量分成实验组和对照组，实验组注射适量的____，对照组注射等量的__________，一段时间后测定两组小鼠的________，若__________________________________，则表明X有降血糖的作用。返回目录(2)若要验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，进行如下实验：用________小鼠作为实验组，用患糖尿病小鼠作为对照组1，用______小鼠作为对照组2；实验组注射________，对照组1、2注射等量的生理盐水，一定时间后若实验组和对照组________小鼠的血糖浓度均在正常范围内，而对照组____________小鼠的血糖浓度高于正常范围，则表明一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析[答案](1)血糖浓度X溶液生理盐水血糖浓度对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降(2)患糖尿病正常一定量的X溶液(或X溶液)21[解析](1)实验的目的是验证X的降血糖作用，则实验的自变量是X溶液，通过对比注射X溶液前后小鼠血糖浓度的变化，得出X溶液是否有降血糖的作用。所以实验的思路是建立对照组和实验组，测得两组小鼠的血糖浓度，再分别注射一定量的生理盐水和等量的X溶液，一段时间后测两组小鼠的血糖浓度。相比对照组，若实验组小鼠的血糖浓度下降明显，则证明X有降血糖的作用。(2)该实验的目的是验证一定量的X溶液能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降，则实验的自变量是有无一定量的X溶液，因变量是患返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析糖尿病小鼠的血糖浓度，实验思路是患病小鼠和正常小鼠分别注射生理盐水作为对照组，实验组小鼠注射一定量的X溶液，观察注射X溶液前后小鼠的血糖浓度的变化。实验中注意单一变量原则和等量原则。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析2．[2012·浙江卷]请根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。实验材料：培养液、正常体细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶。(要求与说明：答题时不考虑加入W后的体积变化等误差。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜)请回答：(1)实验思路：①取培养瓶若干个，分组如下：___________________________________________________________。每组设置若干个重复样品。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析②各组样品在培养箱中培养一段合适的时间后，各取其中的几个样品，加入__________，摇匀，在显微镜下用血细胞计数板分别计数并记录细胞数。③重复②若干次。④_____________________________________________。(2)预测实验结果(用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示)：返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析[答案](1)①A组：培养液中加入体细胞。B组：培养液中加入体细胞，加入W。C组：培养液中加入癌细胞。D组：培养液中加入癌细胞，加入W②胰蛋白酶④统计并分析所得数据(其他合理答案均可)(2)(其他合理答案均可)返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析[解析]该实验的目的是研究W物质对不同细胞的分裂具有促进作用，所以在分组时一要注意不同细胞的分组实验和空白对照组的设置。将动物细胞分散成单个细胞要用胰蛋白酶处理。实验结果的观察和处理：由于有多组重复实验，因此要统计并分析数据，求平均值。从题意理解，体细胞的分裂速度小于癌细胞，加入W能促进细胞的分裂，所以实验结果如答案所示。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析本专题以数据处理的基本方法为中心，要求学生能用文字、图表及数学方式准确描述，且具备以实验的原理、经典实验及重要发现为出发点，结合科学方法进行比较、分析和判断，对验证性实验和探究性实验列表进行比较、解释、推理，做出合理的判断或得出正确结论的能力；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、处理，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订的能力。本专题内容主要以非选择题形式考查。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析考点一设计实验遵循的原则1．等量性原则等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同，以平衡和消除无关变量对实验结果的影响，需要强调的是在对这些无关变量进行严格控制时，不但要等量，而且是在适宜条件下的等量，常态条件下的等量。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析2．平行重复原则为了使实验结果或实验数据更接近真实情况，避免偶然因素对实验的影响，一般在实验组中的相同条件下多设几组实验，以使得出的结论更准确、更科学。如“探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用”实验中，同浓度处理的插条要求3～5根。排除个别偶然数据的干扰，求平均数。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析3．单一变量原则单一变量原则可使实验中的复杂关系简单化，使实验结果更准确。其含义包括：①不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个变量对应一个需要观测的反应变量；②实验中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。这一原则强调实验组和对照组只有一个量是不同的，实验组和对照组的结果差异只能是由这个单一变量导致的，从而证明实验组变量的作用。因此，在进行实验设计时，要首先确定实验变量并正确设置。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析4．对照原则对照原则是中学实验中最常用的原则。通过设置对照实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。在一个对照实验中，可包括实验组和对照组。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。常用的对照组类型有空白对照、自身对照、条件对照、相互对照几种。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析例1某同学为了探究高温和低温对酶结构的影响是否相同，根据实验室提供的材料，设计了下面的实验方案。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析试管步骤甲乙丙丁戊1唾液淀粉酶2mL2mL2mL2mL2mL2pH为7的缓冲液5mL5mL5mL5mL5mL30℃保温5min＋＋437℃保温5min＋570℃保温5min＋＋60℃淀粉溶液2mL737℃淀粉溶液2mL注：表中“＋”代表进行相应的实验操作实验材料：试管、大烧杯、滴管、温度计、恒温水浴锅、唾液淀粉酶、淀粉溶液等(所给溶液浓度均适合实验用)、碘液、蒸馏水等。(1)甲、乙、丙试管中溶液的颜色变化分别是________、________、________。设置丙试管的目的是_________。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析870℃淀粉溶液2mL937℃保温5min＋＋1037℃淀粉溶液2mL2mL11碘—碘化钾溶液2滴2滴2滴2滴2滴12观察溶液变化(2)实验结果显示，戊试管中溶液呈蓝色，丁试管中溶液无蓝色，说明__________________________________。(3)步骤2的目的是_______________________________。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析[答案](1)变蓝色变蓝色不变蓝色对照(2)低温时酶的活性很低，但酶的空间结构没变，在适宜温度下酶的活性可以恢复；温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活(3)排除无关变量(pH)对实验结果的干扰[解析](1)本题探究高温和低温对酶结构的影响是否相同，所用的酶是唾液淀粉酶，最适温度是37℃，甲、乙、丙试管分别是0℃、70℃、37℃，其中丙试管是最适温度，淀粉被淀粉酶水解，所以不会与碘—碘化钾溶液发生蓝色反应，而甲、乙试管分别设定是低温和高温，低温降低酶活性，高温会使酶失活，所以两支试管中的淀粉没有被水解，会与碘—碘化钾溶液发生蓝色反应。实验要返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析遵循对照原则，所以丙试管的目的就在于此。(2)戊试管进行的处理是是把酶放置在70℃条件下保温5min，然后与淀粉混合37℃保温，结果仍是蓝色，说明酶在高温条件下空间结构发生变化，已经失活且不能恢复；丁试管进行的处理是把酶先放置在0℃条件下保温5min，然后与淀粉混合37℃保温，结果无蓝色，说明酶在低温时活性降低，当温度恢复到适宜条件下时活性恢复。(3)实验要遵循单一变量原则，要排除无关变量的干扰，本实验的自变量是温度，所以pH为无关变量，应排除pH对实验的干扰。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析[点评]实验设计的关键——对照设置和变量控制实验中的无关变量很多，同一实验结果可能是由多种不同的实验因素所引起的，因此必须严格控制无关变量，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响。设置对照实验能有效地排除其他因素干扰实验结果的可能性，使实验设计更加严密，所以大多数实验尤其是生理类实验往往都要有相应的对照实验。所谓对照实验是指除所控因素外，其他条件与被对照实验完全相同的实验。对照实验设置得正确与否，关键在于如何保证“其他条件的完全相同”等。具体有以下四个方面：返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析①所用生物材料要相同。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大致相同。②所用实验器具要相同。即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。③所用实验试剂要相同。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。④所用的处理方法要相同。如保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。尽管有时某种处理对对照实验似乎是毫无意义的，但也要做同样的处理。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析变式1低温迫使植物细胞产生大量对细胞有害的过氧化产物，如脂质过氧化产物(MDA)。超氧化物歧化酶(SOD)能够清除过氧化产物，从而增强植物的抗冷性。研究人员进行了“水杨酸对水稻幼苗抗冷性影响”的实验，步骤及结果如下表。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析组别处理培养温度SOD活性[U/g(·min)]125℃的蒸馏水浇灌25℃7.32①②9.435℃的0.5mmol/L水杨酸浇灌5℃10.345℃的1.0mmol/L水杨酸浇灌5℃11.6(1)表中①是__________________，②是____________。(2)本实验需要控制的无关变量有__________________(至少写两点)。返回目录专题十四高考开放性生物实验应试分析55℃的1.5mmol/L水杨酸浇灌5℃13.665℃的2.0mmol/L水杨酸浇灌5℃8.575℃的2.5mmol/L水杨酸浇灌5℃7.985℃的3.0mmol/L水杨酸浇灌5℃6.5(3)组别1和2对照可得到的结论是___________________。组别2～8可得到的结论是______________________