难点37 在实验中寻求真理
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难点37 在实验中寻求真理
理科综合能力测试注重学生实验能力的考查，而生物科学本身又是一个实验科学，实验考查一直是高考的热点。
●难点磁场
１．如图为两个大小相同的萝卜，分别在上面挖了一个大小相同的洞，并在洞内各插入一支口径与洞口相同的玻璃管，甲玻璃管内注入3mL清水，乙管内注入3ml浓盐水，一段时间后两玻璃管中液面的变动情况是（）
A.甲中升高、乙中降低
B.甲中降低、乙中升高
C.甲、乙中均下降
D.甲、乙中均上升
２．空气中的含菌量是衡量空气质量的指标之一，为了检测学校生物实验室、教室、校长室、小树林四个地方空气中的含菌情况，请利用所提供条件设计一个简单的实验。
（1）请用100mL量筒、四只培养皿、煮沸过的洗碗水，设计取样的实验步骤。
（2）请用四只试管、滴管、0.01%亚甲基蓝溶液，设计检测的实验步骤。
（3）实验结果的预测及分析。
（4）你所设计的实验检测到的是_________细菌的数量。
●案例探究
１．在高倍显微镜下观察处于有丝分裂中期的植物细胞都能看到的结构是（）
A.赤道板、染色体、细胞膜
B.赤道板、同源染色体、纺锤体
C.细胞壁、同源染色体、纺锤体
D.细胞壁、核膜、染色体、着丝点
命题意图：考查细胞的显微结构，在高倍光镜下，所应看到的结构。
知识依托：细胞有丝分裂中期，染色体形态固定数目清晰，纺锤体清晰可见。
错解分析：错选A或B，是由于对赤道板理解不到位，赤道板是一个假想平面，而细胞膜一般是看不到的。
错选D，对核膜变化认识不清，其应在前期消失，末期重现。
解题方法与技巧：解此题时最好用排除法，A、B项中赤道板不对，A、B项被排除，D 项核膜不对。
答案：C
２．根据下述条件设计一实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实验步骤并分析结果。
一瓶10%的蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液、250mL烧杯1只、半透膜制成的透析袋1只、刻度玻璃管1支、细线1根、支架1个。
（1）实验步骤：
(2)结果分析：
命题意图：考查学生设计简单实验的能力，并能对实验现象进行分析，得出结论。
知识依托：教材渗透作用原理中渗透装置部分。
错解分析：一些同学解答此实验时，用蒸馏水，而题目中没有给出，故而不对。
要注意审准题，结合题目给出的条件。
解题方法与技巧：科学实验设计一般应掌握四个原则，科学性原则，等量性原则，对照性原则，单因子原则；利用已知条件解题。
答案：（1）实验步骤：①将一瓶溶液倒入烧杯中。
②将另一瓶溶液装入透析袋中，刻度玻璃管插入袋内的溶液中，用线将袋口和玻璃管扎紧。
③将插有刻度玻璃管的透析袋放入盛有溶液的烧杯中，垂直固定在支架上，记录刻度管液面的刻度。
④一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是上升还是下降。
（2）结果分析：如液面升高，则透析袋内的溶液是30%的蔗糖溶液，烧杯中的溶液是10%的蔗糖溶液。
反之，可推知透析袋中的溶液是10%的蔗糖溶液，烧杯中是30%的蔗糖溶液。
●锦囊妙计
一个比较完整的实验设计方案，一般应包括以下内容：
实验课题：即研究内容
实验原理：即理论依据
假设：即对可见现象提出一种可检测的解释但未经证实的论题。
假设一般分为二个步骤：第一步提出假设，即依据发现的事实材料和已知的科学原理，通过思维，提出初步假设。
第二步作出推断，即依据提出的假设，推理得出假定性结论。
实验：即依据实验目的和提出的假设和推断，设计实验的方法和步骤，进行实验验证。
实验设计中，一必须注意实验变量的控制，一般只确定一个变量，即对实验结果有影响的变量，二必须循对照的原则，有比较才能鉴别。
对照的常用方法有：空白对照，不给对照组任何处理因素；条件对照，给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的因素；自身对照，对照和实验在同一研究对象上进行；相互对照，不单设对照，而是几个实验组相互对照。
观察和数据的收集：即定时、定期观察实验过程中发生的现象或采集数据并如实记录。
分析与结论：对实验中收集到的现象、结果、数据进行整理归纳，有的可以处理成图表等形式。
最后通过分析，得出结论。
如结论符合预期推断，则假设成立，作出肯定结论，如果不符合推断，则否定结论。
●歼灭难点训练
1．为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案：（1）实验目的：（略）
（2）实验材料和用具：（略）
（3）实验方法和步骤：
①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。
②将上述植物及装置入在暗室中使植物饥饿，消耗掉叶片中贮藏的有机物，暗室装有一红色安全灯。
③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。
④取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。
⑤将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘——碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。
该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。
２．下表是用于无土栽培的一种培养液的配方，
请回答下列问题：
（1）用此培养液培育某高等植物时，往往要给培养液中通入空气，这一措施的目的是有以促进_________,以利于对矿质元素的吸收。
要使该植物生长良好，根据光合作用所必须的条件，除了适宜的温度外，还需要_________和_________。
（2）植物在吸收培养液中的矿质离子时，主要是通过_________的方式进行的。
经过一段时间后，检测到培养液中存留的Ca2+较多，而NO-3较少，这一现象与细胞膜的_________有关。
（3）若除去该培养液中的MgSO4将直接影响植物体的_________合成。
（4）该配方中属于植物所需的大量矿质元素是_________,微量元素_________。
参考答案
难点磁场
１．解析：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水；当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水。
答案：B
２．解析与答案：（1）①用量筒取等量的煮沸过的洗碗水分别倒入四只培养皿中；②分别将以上四只培养皿暴露，放置于四个场所③静置1-3天后，同时加盖取回；（2）①分别取等量放置过的洗碗水放入四支试管中②在每只试管内滴加5～10滴0.01%亚甲基蓝溶液于温暖处；（3）根据四支试管内洗碗水在相同时间内褪色的程度，来判断空气中的含菌量，褪色程度最大的，空气中含菌量相对最高；褪色程度最小的，空气中含菌量最低；（4）好氧性歼灭难点训练
1.解析：该题通过让学生对这一实验方案的方法、步骤进行审核评价，指出实验过程中的错误之处，并且加以纠正。
是属于考查能力要求4的范畴。
答案：（1）步骤②中暗室内用红色安全灯是错误的，应改为绿色安全灯。
（2）步骤⑤中的葡萄糖是错误的，应改为淀粉。
（3）未进行对照，对照的作法是：a装置同题干中的步骤①，玻璃罩内用同一种生长相同的另一株植物代替题干中的植物；用一杯清水代替NaOH 溶液。
b将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内的有机物。
暗室内有绿色安全灯。
c重复题干中步骤③④。
d重复改正后的题干中的步骤⑤。
2.解析：依题中给出的无土栽培培养液配方，其中均为植物生活的必需元素，可推断此题与植物的矿质代谢密切相关。
（1）矿质元素的吸收包括交换吸附与主动运输两个过程，这两方面均与植物的有氧呼吸密切相关，向培养液中通入空气，是增大培养液中的含氧量，促进根细胞的呼吸作用，进而促进对矿质元素离子的吸收。
光合作用所需的外部条件除温度、温度、光能外，反应物必不可少，并且外界反应物的浓度在一定程度上影响光合作用的速率。
因此，在无土栽培保证水分和温度等条件下，光照条件和适宜的CO2浓度是必不可少的。
（2）矿质元素的吸收是矿质元素离子穿过根细胞膜进入细胞的过程，吸收的种类和数
量取决于细胞的遗传性，即选择透过性，吸收过程中需要消耗能量，为主动运输。
（3）MgSO4在培养液中可解离成Mg2+和SO42- ，其中是植物叶绿素的一种重要组成成分，如果缺乏或没有，将严重影响叶绿素的合成。
、
（4）植物必需的元素有16种，除C、H、O外，矿质元素主要是指从土壤中吸收的元素，其大量元素为N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素包括Fe、Mn、B、Zn、Cu、NO、Cl。
答案：（1）根的有氧呼吸光照CO2（2）主动运输选择透过性（3）叶绿素（4）N、P、K、Ca、Mg Fe、Cl。
