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1、专题七 生物实验与探究,栏目导引,网格构建,知识自填,核心考点,重难突破,第,2,讲实验设计与分析,第2讲实验设计与分析,随机分组,对照,适宜,重复,观察现象,对照性原则,单一变量原则,变量处理（对变量进行不同处理）,随机分组对照适宜重复观察现象对照性原则单一变量原则变量处理（,1,如何理解实验的原理？,实验原理是做实验的依据，包括反应原理和检测原理。,2,探究性实验与验证性实验的预期结果是否相同？,不同。探究性实验的结果不确定，有多种可能；验证性实验是与验证结果相等。,1如何理解实验的原理？2探究性实验与验证性实验的预期结果,考点一实验设计的思路及步骤,(2013,高考大纲全国卷,),用某种
2、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,有降血糖作用。,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,考点一实验设计的思路及步骤血糖浓度 X溶液生理盐水血糖浓度,(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
3、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,_,的血糖浓度均在正常范围内，而对照组,_,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。,患糖尿病,一定量的,X,溶液（或,X,溶液）,2,1,正常,(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,【,解析,】(1),实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量称为自变量，本题中实验鼠是否注射,X,溶液为自变量；随自变量的变化而变化的变量称为因变量，本实验中血糖浓度的变化是因变量。除了一个因素以外，其他因
4、素都保持不变的实验叫作对照实验。本实验过程中设置了对照实验，即注射,X,溶液与生理盐水形成对照，并且在实验前后均要测定小鼠的血糖浓度。本实验为验证性实验，故预测实验结果是对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降。,【解析】(1)实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变,(2),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，除需要用患糖尿病小鼠作空白对照外，还需要增设正常鼠作恢复到正常范围的对照，预测结果是实验组和增设的正常鼠的血糖浓度在正常范围内，对照组,1,患糖尿病小鼠的血糖浓度高于正常范围。,(2)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,【,链接提升,】,
5、1,实验设计的基本思路,(1),实验变量操纵：实验变量,(,自变量,),指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。操纵实验变量的重要方法是设置对照。,(2),无关变量控制：无关变量并不是与实验结果无关，而是指除了自变量外影响实验观察或结果的因素或条件，只是这些变量并不是本实验所要探究、关心的自变量。要考查自变量所产生的效果，就要对无关变量进行控制。,(3),实验变量检测：有些实验结果可以直接观察和测量，有些则不能。对不能直接观察和测量的实验，要通过一定的手段和方法，将实验结果转变成可以观察和测量的变化。,【链接提升】,2,实验步骤设计的一般规律,第一步：取材、分组和编号,(1),取材：探究实验
6、中一般提供实验的材料，但在设计实验步骤时需注意常用的关键词,如,“,取相同的,(,或生理状态相同的,),若干只,(,或株、个等,),”,。如此设置是防止无关变量对实验结果的影响。,(2),分组：要体现随机性、均衡性或者合理的梯度性。常用的关键词为：,“,随机,(,或平均,),分为若干组,”,。,(3),编号：根据实验分组情况而编号，如分为甲组、乙组等，或,组、,组、,组,2实验步骤设计的一般规律,第二步：设置实验组和对照组,设置的基本原则是遵循单一变量原则。即除自变量外，其他因素都是相同的。常用的模式为：,组施加实验变量，,组作为对照不施加实验变量。常用的关键词：,组加入适量的,组加入等量的,
7、(,如蒸馏水、生理盐水等,),将两组放入相同的适宜环境中,(,如设置相同的温度、相同的时间等,),。,第三步：观察、记录,实验的因变量可能有多种具体的指标，因此观察和记录因变量时应选择其中合适的一种。要求指标能较好地反映与实验的自变量之间的关系，并易于实验人员观察和测定。常用的关键词：,一段时间后观察,(,测定,),做好记录等。,第二步：设置实验组和对照组,跟踪训练,植物的顶芽生长占优势，而侧芽生长受抑制的现象，称为,“,顶端优势,”,，某校生物小组的同学欲探究顶端优势是否与植物激素有关,做了如下实验,请完成有关实验内容。,(1),实验目的：,_,。,(2),实验假设：顶芽产生生长素抑制侧芽生
8、长。,(3),实验材料：发育状况相近的杨树幼苗若干、琼脂块、生长素,(IAA),等。,探究杨树幼苗的顶芽抑制侧芽生长是否与生长素有关,跟踪训练植物的顶芽生长占优势，而侧芽生长受抑制的现象，称为,(4),实验步骤：,第一步：选取发育状况相近的杨树幼苗若干，均分为四组，并编号,A,、,B,、,C,、,D,。,第二步：,A,组杨树幼苗切除顶芽；,B,组杨树幼苗,_,；,C,组杨树幼苗切除顶芽,并在顶芽处放置含生长素的琼脂块；,D,组杨树幼苗,_,，作空白对照。,切除顶芽，并在顶芽处放置不含生长素的琼脂块,不做任何处理,(4)实验步骤：切除顶芽，并在顶芽处放置不含生长素的琼脂块不,第三步：四组幼苗均在
9、,_,的条件下培养一段时间，观察记录每组幼苗,_,。,(5),实验结果及结论：,若,_,_,，,则说明顶芽抑制侧芽生长与生长素无关。,若,_,，,则说明顶芽抑制侧芽生长与生长素有关。,侧芽的生长情况,(,其他答案合理也可,),相同且适宜,A,、,B,、,C,组杨树幼苗的侧芽正常生长，,D,组杨树幼苗的侧芽生长受抑制,A,、,B,组杨树幼苗的侧芽正常生长，,C,、,D,组杨树幼苗的侧芽生长受抑制,第三步：四组幼苗均在_的条件下,【,解析,】(1),根据题干信息可知，本实验要探究的问题是顶端优势是否与顶芽产生的生长素有关，即实验目的是探究杨树幼苗的顶芽抑制侧芽生长是否与生长素有关。,(4),本实验
10、涉及顶芽、生长素两个自变量，所以，联系其他两组的实验处理可知，对,B,组杨树幼苗应进行去顶芽并放置不含生长素的琼脂块，而对,D,组杨树幼苗不做任何处理，作为空白对照。四组幼苗处理后均在相同且适宜的条件下进行培养，并观察因变量侧芽的生长情况。,(5),由于本实验为探究性实验，实验结果和结论未知,需要进行讨论。实验中已经明确“顶端优势”,【解析】(1)根据题干信息可知，本实验要探究的问题是顶端优势,的存在，即,A,、,B,组的侧芽正常生长，,D,组的侧芽生长受到抑制，只需要讨论,C,组幼苗侧芽的生长情况即可，若,C,组幼苗侧芽正常生长，则顶芽抑制侧芽生长与生长素无关；若,C,组幼苗侧芽生长受抑制，
11、则顶芽抑制侧芽生长与生长素有关。,的存在，即A、B组的侧芽正常生长，D组的侧芽生长受到抑制，只,考点二实验分析,(2013,高考重庆卷,),研究发现豚鼠血清对人淋巴瘤细胞有抑制作用，而对正常细胞无影响。进一步研究发现，发挥作用的物质是,L,天冬酰胺酶，它能将,L,天冬酰胺分解，而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，增殖被抑制。,(1),为验证该酶对两种细胞的影响，某兴趣小组进行了以下实验。,实验材料：正常细胞、淋巴瘤细胞、培养基,(,含细胞生长所需的物质,),、,L,天冬酰胺酶,考点二实验分析,实验步骤：,a,分组,实验组：培养基,L,天冬酰胺酶淋巴瘤细胞,对照组：培养基,_,b,适宜条件下培养后
12、，观察细胞生长状态、检测,L,天冬酰胺含量。,实验结果,(,如下表,),：,实验分组,生长状态,L,天冬酰胺含量,培养液,细胞内,实验组,对照组,L-,天冬酰胺酶,+,正常细胞,正常,缺乏,缺乏,缺乏,正常,实验步骤：实验分组生长状态L天冬酰胺含量培养液细胞内实验组,结果分析：,该实验利用了酶的,_,的特性；表中,应为,_,；对照组细胞内,L,天冬酰胺含量正常的原因是,_,。,(2),患者多次静脉注射该外源性酶后疗效降低，是因为发生了,_,反应；该酶口服无效，原因是,_,。,(3),根据实验结果，你认为理想的抗肿瘤药物应该具有的特性是,_,。,专一性,抑制,能合成,L-,天冬酰胺,(,有合成,
13、L-,天冬酰胺的酶,),免疫,(,拮抗,),酶被分解失活,对肿瘤细胞有专一性杀伤作用,对正常细胞无影响,结果分析：专一性抑制能合成L-天冬酰胺(有合成L-天冬酰胺的,【,解析,】(1),该实验的目的是验证酶对两种细胞的影响，所以自变量是细胞的种类，则对照组是培养基,+L,天冬酰胺酶,+,正常细胞，实验组的实验结果是细胞生长受到抑制。天冬酰胺酶只能分解天冬酰胺，利用了酶的专一性。对照组细胞内天冬酰胺含量正常，是因为自身能合成天冬酰胺。,(2),多次注射该外源性酶后，机体会对其产生免疫反应使其疗效降低。酶口服后会被消化酶水解而失活。,(3),根据实验结果可以得出以下结论：天冬酰胺酶能抑制肿瘤细胞的
14、生长，但对正常细胞无影响，这正是理想的抗肿瘤药物的研制方向。,【解析】(1)该实验的目的是验证酶对两种细胞的影响，所以自变,【,链接提升,】,1,实验对照分析,(1),对于不同对照类型中实验组和对照组的判定方法。,空白对照实验中的判定：被实验研究因素所处理的对象组称为实验组，未被实验研究因素处理的对象组为对照组。有时,依据是否处于正常状态下进行判断，通常将处于正常情况下的对象组称为对照组。,(2),自身对照实验中的判定：自身对照实验是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。自身对照的关键是看实验处理前后现象变化的差异，其中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
15、实验组。,【链接提升】,(3),相互对照实验中的判定：相互对照实验是指不单设对照组,而是几个对象组之间的相互对照，一般表现出实验因素在量上的多少对实验结果的影响。其中每一组既是实验组又是其他组的对照组。,(4),条件对照实验中的判定：条件对照实验是指虽给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实施的非实验研究因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。其中非实验研究因素所处理的对象组为对照组。,(3)相互对照实验中的判定：相互对照实验是指不单设对照组,而,2,实验变量分析,根据实验目的确定实验变量，要遵循单一变量原则，对于单一变量原则要做到两个确保：
16、一是确保,“,因变量,”,的实验观测，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个自变量对应观测一个因变量，二是确保,“,单一变量,”,的操作规范，即实验中要尽可能避免无关变量的干扰。,3,实验结果分析,根据实验的结果，分析产生该结果的原因是常见的实验题型之一。对于实验现象的解释，其知识的落脚点一般是基本知识。在复习时，一要掌握基本知识，为实验的设计和实验分析提供理论支撑；二要掌握对照性原则、单一变量原则、等量性原则在实验分析和实验设计中的运用。,2实验变量分析,跟踪训练,研究发现，某植物根尖成熟区,表皮细胞对某种营养物质的吸收与该营养,物质浓度的关系如图所示。某同学为探究,该植物根系对该营养物质的吸收方式进行了实验设计。,(1),实验原理：被动运输不需要消耗能量，主动运输需要消耗能量，能量来自,_,。,细胞呼吸,跟踪训练研究发现，某植物根尖成熟区细胞呼吸,(2),变量分析：,确保单一变量,自变量：,_,。,控制无关变量：在选取实验材料时，应选择,_,_,的植株，且培养液的浓度应适合植株生长。,(3),实验步骤：,_,，分别放入含有适宜浓度的该营养物质的完全培养液中；,对甲组根系给予正常
高考生物二轮专题复习ppt课件专题七第2讲实验设计与分析
