高考生物实验设计专题复习精选
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第2节 实验设计及分析知识点101 验证性实验教材知识萃取教材素材变式多维变式,夯基础1 某科学家为了研究性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用,提出如下假说。
假说1:发育出雄性器官需要来自睾丸提供的激素信号,当这一信号缺失时,胚胎发育出雌性器官。
假说2:发育出雌性器官需要来自卵巢提供的激素信号,当这一信号缺失时,胚胎发育出雄性器官。
科学家用家兔进行部分组织摘除手术后得出实验结果如表。
下列相关叙述错误的是A.本实验需要在家兔胚胎生殖系统分化前摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织B.该实验依据了实验变量控制中的“减法原理”,上述实验结果验证了假说1C.如果假说2成立,则性染色体组成为XX 的家兔胚胎术后发育出雄性器官D.为进一步验证假说1,在摘除即将发育为卵巢的组织的同时,给予一定量的睾酮刺激,性染色体组成为XX 的胚胎发育出雌性器官性染色体组成外生殖器表现未做手术手术后XY雄性雌性XX 雌性雌性答案1.D 为了排除生殖器官传递相应的信号刺激,本实验需要在家兔胚胎生殖系统分化前摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织,A正确。
该实验依据了实验变量控制中的“减法原理”,如将相应的组织切除,从而减去了相应的信号来源,题述实验结果验证了假说1,但没有验证假说2,B正确。
如果假说2(发育出雌性器官需要来自卵巢提供的激素信号,当这一信号缺失时,胚胎发育出雄性器官)成立,则性染色体组成为XX的家兔胚胎术后发育出雄性器官,C正确。
为进一步验证假说1,在摘除即将发育为睾丸的组织的同时,给予一定量的雄性激素(睾酮)刺激,性染色体组成为XY的胚胎将发育为雄性,D错误。
2 已知EBI3蛋白是一种非常重要的分泌蛋白,可以和抗原发生特异性结合使其失去侵染细胞的能力。
回答下列问题:(1)EBI3蛋白是由氨基酸经 作用形成的。
在其合成加工、运输的过程中,有 种具膜细胞器参与。
(2)Sedlin蛋白是一种转运复合体蛋白,是SEDL基因的表达产物,在内质网到高尔基体的囊泡运输过程中发挥着重要作用。
考点二试验设计分析及答题技巧总结一、试验设计遵循的原则1.科学性原则(1)选材科学性:如鉴定还原糖的试验中不能以西瓜汁为试验材料,因为西瓜汁的红色会干扰颜色反应。
(2)试验方法科学性:如运用双缩脲试剂时应先加入A液,再加入B液。
2.单一变量原则和等量原则二者是完全统一的,只不过强调的侧重点不同,前者强调的是自变量的单一性即试验组和比照组相比只能有一个变量,而后者强调的是除了自变量之外的一切对试验结果有影响的无关变量,必需严格限制在相宜且等量条件下,以平衡和消退无关变量对试验结果的影响。
3.平行重复原则为减小试验误差应进行多次试验,如探究培育液中酵母菌种群数量动态变更的试验中,每次计数都要重复至少3次。
4.比照原则(为使试验结果更有可信度,需设置比照组)(1)空白比照:即比照组不做任何变量处理。
如探究胰岛素的生理作用试验中,对小鼠进行饥饿处理后,注射胰岛素的为试验组,注射等量生理盐水的为比照组。
(2)自身比照:即比照组和试验组在同一试验对象上进行,不再设置新的比照组。
如视察植物细胞质壁分别和复原的试验中,质壁分别状态与自然状态形成比照。
(3)条件比照:即给比照组施加变量处理,但这种处理不是试验假设所定的。
如探究甲状腺激素的生理作用试验中,试验组为饲喂甲状腺激素,空白比照为饲喂等量生理盐水,可以再增加一组比照组,饲喂甲状腺激素抑制剂,即条件比照,这样可以增加试验的劝服力。
(4)相互比照:即不单独设比照组,而是几个试验组之间相互进行比照。
如探究温度、pH对酶活性影响的试验中,各组既是试验组,又是其他组的比照组。
二、试验设计的基本方法试验设计程序:明确试验目的→选择试验原理→确定试验思路→设计试验步骤→预期试验结果→得出试验结论。
1.试验目的(1)验证性试验:找寻题干信息,一般写有“验证……”,即为该试验的试验目的。
(2)探究性试验:首先分析试验的自变量和因变量。
此类试验的试验目的一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。
高考生物实验专题【知识联系框架】【重点知识联系与剖析】生物学是一门以实验为基础的学科,生物学的基础理论都是建立在实验基础上发展起来的。
对实验的重视和复习是高考复习的重要一环。
从对近几年、的高考生物试卷和全国的理科综合试卷分析中发现:有关实验能力的试题,从所占的比例来看有逐渐增加的趋势;从题目设计的认知层次来看有逐渐提高的趋势;从覆盖的知识围来分析,有涉及高中课本的知识,也有不涉及高中所学的容,所要验证的生物学事实是由题目提供的;从知识容分析,试题涉及生物学基本原理、概念、解剖和生理知识。
实验目的、材料的使用、实验操作、方法步骤、对实验现象的分析、实验设计和结果预测等多个方面。
一、按照认知层次设计实验试题从设计实验试题的认知层次分析,一般分为3个层次:识记、理解和综合运用。
1.识记层次的实验试题一般都是以高中生物教材上的容作为命题的基本素材,不要求考生有一个复杂的推理过程,只要求学生能在问题情境中识别它们即可。
如:(1995年高考试题)通过纸层析法分离叶绿体色素,结果在滤纸条上出现4条色素带,从上而下依次为(A)A.萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB.萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素C.叶绿素a、叶绿素b、萝卜素、叶黄素D.叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、萝卜素这道题只要求学生对已做过的实验结果进行回忆,即能找到正确的答案。
2.理解层次的实验试题一般要求学生根据实验的基本原理,进行科学的推理,才能导出正确的实验步骤或实验结果。
如:(1995年高考试题)将制作的装片在显微镜下观察时,发现细胞的透明度较大,为便于观察,应采取下列何种措施(A)A.用平面反光镜,缩小光圈B.用平面反光镜,放大光圈C.用凹面反光镜,缩小光圈D.用凹面反光镜,放大光圈这道题目要求学生用显微镜的工作原理和显微镜的使用过程来综合分析,细胞的透明度太大,说明光线太强。
学生能理解到这一点,就不难找到正确答案。
3.综合运用层次的实验题这类题目难度一般较大。
高三生物实验设计类复习一.实验设计的一样应计策略A.明白得实验原理对实验设计的重要作用每一个生物实验材料的选择、实验装置的确定、实验步骤和实验方法的安排都不是随意的、盲目的,而是有事实上验原理作为依据的。
实验现象和实验结果的预期也是依据实验原理而作出的。
可见,实验原理是实验设计的依据。
B.应认真研究实验课题.找出其中的实验变量和反应变量,明白得题目已知条件所隐含的意义。
明确实验目的、实验原理及实验要求的差不多条件。
充分利用所给器材和试剂,构思实验变量的操纵方法和实验结果的捕捉方法。
—般情形下,题目中所指定的器材、试剂,任何一种都应在实验的相关步骤中显现,幸免遗漏或自行增加某种器材或试剂。
精心策划实验方法、严格设计实验过程、合理设置对比或变量,并引入科学的测量方法C.反应变量的确定和操纵生物实验设计中,反应变量的确定专门重要,因为任何一个科学实验的结论差不多上从反应变量所表现出的数量、质量或状态的事实中推导或分析出来的。
生物实验中专门多反应变量确实是实验条件。
设计实验时,应该依照实验目的和实验原理来确定对实验结果有阻碍的反应变量。
同时,对其他无关变量或非研究变量应进行操纵。
对变量的操纵所要遵循的原则是对比原则,即操纵其他因素不变,而只改变其中一个因素(反应变量),观看其对实验结果的阻碍。
通过对比的建立,达到对变量的操纵,这是生物实验设计的灵魂。
二.例题1.某研究性学习小组探究光合作用的阻碍因素。
甲图为测定光合作用速率的装置,在密闭的玻璃钟罩中放一株植株和CO2缓冲液,钟罩内气体体积的变化可依照毛细刻度管内红色液滴的移动距离测得。
在不同强度的光照条件下测得气体体积如图乙中的A曲线所示。
植物叶片的呼吸速率不变,请据图回答:(1)在较强光照条件下,甲装置中的液滴向移动,若将装置放置于黑暗条件下,则装置中毛细刻度管内红色液滴的移动方向与强光照耀下的相反,其缘故是。
为了防止无关因素的干扰,还应设置对比组,即。
高考生物专题复习生物实验一、常规实验的复习:1、实验中常用器材和药品的使用:一般实验设计此类题目会提供所需的器材和药品。
因此,如果能够熟悉这些常用器材和药品的用途和使用方法,往往能从中发现实验设计的思路和方法,甚至具体的实验步骤。
现在总结如下:NaOH:用于吸收CO2或改变溶液的pH。
Ca(OH)2:鉴定CO2HCl:解离或改变溶液的pH。
NaHCO3:提供CO2滤纸:过滤或纸层析。
纱布或尼龙布:过滤斐林试剂:可溶性还原性糖的鉴定。
碘液:鉴定淀粉。
苏丹Ⅲ、Ⅳ:脂肪的鉴定。
双缩脲试剂:蛋白质的鉴定。
二苯胺试剂:鉴定DNA。
柠檬酸钠:血液抗凝剂。
NaCl:配制生理盐水及其它不同浓度的盐溶液,可用于动物细胞内液或用于提取DNA。
琼脂:激素或其它物质的载体,用于激素的转移或培养基。
亚甲基蓝:用于活体染色或检测污水中的耗氧性细菌(细菌的氧化可使之褪色)。
酒精:用于消毒处理、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液。
蔗糖:配制蔗糖溶液,用于测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原。
龙胆紫溶液或醋酸洋红:碱性染料,用于染色体染色。
2、常规实验方法:(1)显微观察法,如观察植物细胞有丝分裂、观察叶绿体和细胞质流动、观察植物细胞质壁分离和复原实验等。
(2)观色法,如观察动物毛色和植物花色的遗传等。
(3)原子示综法,如噬菌体浸染细菌的实验,用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。
(4)等组实验法,如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验,发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等。
(5)加法创意法,如用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等。
(6)减法创意法,如用阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验,雌蕊受粉后除去正在发育着的种子等。
(7)杂交实验法,如孟德尔发现遗传定律的植物杂交、测交的实验,小麦的杂交等。
(8)化学分析法,如番茄和对Ca和Si选择吸收,叶绿体中色素的提取和分离实验等。
中学生物试验专题复习一、高考考纲试验要求(共19个试验):二、试验设计Array遵循的原则(必修一P79):(1)比照性原则(2)单一变量性原则:(只能一个因素变,其余均要一样)(3)等量性原则:试验中要做到“单一变量”,应留意等量的原则例如探究生长素类似物促进插条生根,只能生长素浓度变更,其余条件均保持一样:①生物材料要相同(数量、长度、来源和生理状况等方面要相同);②所用试剂的成分、体积要相同;③处理条件,光照、培育温度要相同。
三、试验操作设计(四步曲)(1)取材、分组、编号(2)依据原理进行试验处理(遵循比照、等量、单一变量原则)(3)培育与视察,记录试验结果(4)结果与结论分析四、试验设计与分析中要留意语言规范、科学、简明1、试验组别编号描述如:凡试验中涉及到两组或两组以上,所用器材需用1、2、3……或A、B、C……或甲、乙、丙……等加以编号便于区分。
2、试验步骤分步描述并加以编号(一般不宜连续描述)3、在试验中因素不能做到精确量化的描述,应尽可能用“定性”的语言表达。
如:“一段时间”、“相宜的温度”、“适量的”、“肯定量的”等。
4、叙说中尽量要用规范的试验术语,不能用模糊的口语如:“盖玻片”不能说是“玻璃片”;“等量的”不宜说成“一样多的”;“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等。
五、试验复习要点a 、对试验相关基础学问(试验的目的、原理、材料、用具、现象)精确记忆,透彻分析。
b 、娴熟驾驭试验中涉及的方法及操作技能并能敏捷运用c 、提升对试验设计和对试验结果进行说明、分析及处理的实力。
光学显微镜构造注1:目镜镜头越长,放大倍数越小;物镜镜头越长,放大倍数越大。
注2:放大倍数:目镜和物镜二者放大倍数的乘积,显微镜放大倍数是指直径倍数,即长度和宽度,而不是面积。
注3:显微镜的运用:置镜(装镜头)→对光→置片→调焦→视察注4:换高倍物镜时只能移动转换器,换镜后,只准调整细准焦和反光镜(或光圈)问1:低倍镜换为高倍镜后,若看不到或看不清原来的像,可能缘由?(ABC )A 、物像不在视野中B 、焦距不在同一平面C 、载玻片放反,盖玻片在下面D 、未换目镜 问2:放大倍数与视野的关系:放大倍数越小,视野范围越大,看到的细胞数目越多,视野越亮,工作距离越长; 放大倍数越大,视野范围越小,看到的细胞数目越少,视野越暗,工作距离越短。
高考生物实验设计专题复习一、典型高考试题分析实验设计题是近年高考的常见试题.我们应对这些典型实验设计的高考试题进行分析,把握其命题规律、题型特征和答题要求.例1.(2009广东36)(8分)小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多.请设计一个实验方案,探究不同光照强度对大豆植株高度的影响,并预测实验结果.实验材料和用具:大豆种子(200粒)、光照培养箱(光照强度范围0-10000 Lux,温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等.(1)实验方案:(2)实验结果预测:例2:(2010广东29)(16分)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动,需要完成以下任务:(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质.提供的试剂有:①碘液,②苏丹Ⅲ溶液,③双缩脲试剂,④斐林试剂.你选用的试剂应该是;蛋白质与相应试剂反应后,显示的颜色应为 .(2)完善以下实验设计并回答问题.探究A动物蛋白对小鼠生长的影响资料:饲料中的蛋白含量一般低于20%;普通饲料可维持小鼠正常生长;A动物蛋白有可能用于饲料生产.一、研究目的:探究A动物蛋白对小鼠生长的影响.二、饲料:1、基础饲料:基本无蛋白质的饲料;2、普通饲料(含12%植物蛋白):基础饲料+植物蛋白;3、试验饲料:基础饲料+A动物蛋白.三、实验分组:实验组号小鼠数量(只)饲料饲养时间(天)1 10 基础饲料 212 10 试验饲料1(含6% A动物蛋白) 213 10 试验饲料2(含12% A动物蛋白) 214 10 试验饲料3(含18 %A动物蛋白) 215 10 试验饲料4(含24% A动物蛋白) 216 10 ⅠⅡ备注:小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同.四、实验方法和检测指标:略①实验组6中,Ⅰ应该为,原因是;Ⅱ应该为,原因是;②要直观和定量地反映小鼠的生长情况,可以测量小鼠的和 .例3:(2011广东29)(16分)中国的饮食讲究“色香味“,颜色会影响消费.小李同学拟研发“绿色”食用色素,他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验.I.提取叶绿素Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品,配成一定浓度的溶液,于室温(约25℃)下进行实验.方法和结果如下表.实验组号叶绿素溶液调pH至处理时间溶液颜色(mL)(min)① 3.0 Y 10 绿色② 3.0 7.0 10 绿色③ 3.0 6.0 10 黄绿色④ 3.0 5.0 10 黄褐色根据所学知识和实验结果,请回答:(1)提取食用叶绿素的X应该为_________________________,原因是_________________________________________________________________________.(2)表中Y应该为____________,原因是________________________________________________________________________________________________.(3)若用作食品色素,天然叶绿素色素不适用于食品,否则___________(4)小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素,请你提供检测方法并写出主要步骤__________________________________________________________例4.(2009福建26)8分右图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置.某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况.材料用具:保温桶(500mL)、温度计活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油.实验假设:酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多.(1)取A、B两装置设计实验如下,请补充下表中内容:装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三A 加入240ml的葡萄糖溶液加入10g活性干酵母①B 加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液②加入石蜡油,铺满液面(装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是,这是控制实验的变量(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个装置C.请写出装置C的实验步骤:装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三C ③④加入石蜡油,铺满液面(4)实验预期:在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结果,若装置A、B、C温度大小关系是:(用“<、=、>”表示),则假设成立.二、题型突破方法1. 解答实验设计题的一般思路(1)首先确定实验______________.(2)运用所学知识,找准实验原理.(3)确认_________,形成操控变量的方法.(4)根据变量分析,确定_________的方法.(5)根据提供的材料,草拟实验步骤.(6)预测实验结果,分析可能的结论.实验设计的核心思想是变量的操控.解题时首要的任务是以实验目的为目标,以实验原理为依据,以实验材料为基础,确认自变量(实验变量)、因变量(反应变量)和无关变量,分析自变量如何操纵、因变量如何观测、无关变量如何控制.2. 实验步骤设计的四段法第一步,取材、分组、编号.取材要注意所用材料的类型、数量、生理状态、取用方法、取用部位;实验组和对照组各有几组;编号常用甲、乙、丙、丁或A、B、C、D表示.第二步,实验组和对照组的设置.对实验组选用恰当的方法进行自变量的操纵,对照组采用对照处理(注意:除自变量外其他因素相同且适宜).第三步,培养、保温、饲养等处理,其他因素相同且适宜.第四步,观察、测量、记录、统计分析.找出具体的观察和记录对象,如果实验现象是隐蔽的,必须找出具体的检测方法,以显现实验结果,便于观测.【技巧点拨】(1)注意步骤设计的科学性.根据实验目的、原理和思路,设计出合理的实验装置和实验操作步骤.实验材料、用具在试题中一般都会给出,注意要结合实验的目的和原理合理利用.题中给出的实验材料和试剂一般应充分利用;一般不能随意增加实验材料和试剂.(2)注意书写的规范性.①步骤设计一般不宜连续描述,往往需分步叙说.②试管(或烧杯等)要加以编号,以便叙说简洁.③尽量使用规范的实验术语,如:载玻片、盖玻片、临时装片、无N培养基、含青霉素的培养基;等量的、其他条件相同且适宜;振荡、充分研磨等.不能用含糊的口语,如:“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”;“等量的”不宜说成“一样多的”;“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等.三、实验设计的原则及方法1、原则科学性原则;对照性原则;单一变量原则;可重复原则;可行性原则等.例如:在验证酶是催化剂的实验中,A试管加入淀粉酶,在对照试管(B试管)中应加入等量的清水;观察温度对酶的影响时,各组其他条件一样,只有温度不同.观察pH对酶的影响时,各试管只能是pH不同,其他如温度、酶、反应物的量等必须相同.2、对照实验的设置(1)对照实验的类型空白对照:空白对照组为不作任何处理的对象组.例如:用甲状腺制剂饲喂蝌蚪﹝实验组﹞与正常情况下蝌蚪不作任何处理(空白对照组),后者的具体作用是反映自然状态下的实验结果.用小狗做活体材料设计实验,证明动物生长激素的分泌器官及作用时,用不做任何处理的小狗作对照,与切除了脑垂体的小狗进行比较.相互对照:不单设对照组,而是几个实验相互对照.如:验证pH对唾液淀粉酶活性影响的实验中,不同pH 的实验组相互对照.自身对照:即对照和实验都在同一研究对象上进行.如质壁分离和复原实验在一个对象上完成,先质壁分离再进行复原实验.缺素培养法验证镁是必需的矿质元素,可以设定在一组上先用完全培养液培养再用缺素培养液培养,最后用完全培养液再培养确定.条件对照:虽给对照组施以部分实验因素,但不是所要研究的处理因素.如在“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中,存在以下实验组和对照组.甲组:饲喂甲状腺激素( 组);乙组:饲喂甲状腺激素抑制剂( 对照组);丙组:对蝌蚪不作任何处理( 对照).(2)对照实验设置的合理与否,关键就在于如何尽量去保证“其他条件的完全相等”.①所用生物材料要相同,即所用生活材料的数量、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.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.④所用处理方法要相同,如:保温或冷却;光照或黑暗;搅拌或振荡都要一致.(3)结果分析要全面预测实验结果——是根据实验原理和事物间的相互关系,进行理性分析,从而预先猜测可能是什么样的结果.验证性实验结果是确定的,探究性实验的结果则一般有多种可能.分析实验结果——是从结果出发去寻找事物间的相互关系,或者推导出一般性的结论或规律等.如果是验证性实验,结果和结论是确定的;如果是探究性实验,结果和结论一般要分情况讨论,分析时应注意:①各种可能分析要全面.②结论和结果要对应.典型高考试题参考答案例1(1)实验方案:1.实验材料:选出180粒大小一致的种子,分成六祖,每组30粒,在培养皿中培养.2.培养条件:光照强度 0、2000、4000、6000、8000、10000Lux 温度25℃,培养一周.3.测定指标:用直尺测量植株高度,计算每组的平均值.注:要求至少分为三组,每组有一定的种子数量,光照强度必须有0 Lux(黑暗)(2)实验结果预测:随光照强度增加,植株高度下降.例2(1)③双缩脲试剂紫色(2)普通饲料需要普通饲料作为对照组;21;饲养时间相同,实验结果的比较才有意义(3)体重体长例3(1)对人无害的有机溶剂(食用酒精),叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响.(2)8.0,实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响.(3)酸性.由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质.(4)纸层析法,其主要步骤:①制备滤纸条,②画色素液细线,③用层析液分离色素,④观察色素带..例4(1)①不加入石蜡油②加入10g活性干酵母(2)去除氧气;自(3)③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液④不加入活性干酵母。