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1、第二部分学科特色专题突破特色专题一 生物实验分析广东近年的高考试题可以看出，实验题所占比分较大，其中直接来源于课本的实验题越来越少，而具有材料背景的新情景探究性实验则越来越多，所以应深刻理解教材基础实验的原理和基本操作，并将其应用于实践。高考中，生物实验的考查重点是实验设计的能力，即对实验设计作出假设、设计对照、设计实验步骤，分析和预期实验结果，并加以处理和判断等。实验题型大致可分为以下几类：实验操作题、实验原理题、实验设计题、实验评价题、实验步骤补充完善题。本专题主要介绍生物实验基本原则、实验中如何处理变量的关系以及对各类实验题型的分析。其应试策略为：(1)掌握高中生物教材实验的基本操作技能
2、。(2)重视对课本实验的分析，能联系生物学科的有关基本理论，分析所观察到的实验现象。(3)挖掘课本知识点中所蕴含的实验因素。生物学的每一个知识结论都是在观察、实验的基础上得出的，所以在平时的复习中要注意多挖掘知识结论中所蕴含的实验思维和方法。第一个要素：假设第一项原则：假设验证原则假设：较概括的假定科学实验遵循的程序准则：假设预期验证预期：较具体的推断验证：用事实证实或证伪实验方法要素及处理要素关系的基本原则1假设与假设验证原则第二个要素：变量第二项原则：单一变量原则实验变量(自变量)实验目的：操纵自变量，获取因变量实验关键：控制无关变量，减少干扰变量一个实验变量对应观测一个反应变量：如 A
3、实验变量对应观测 A 反应变量，不可混入 B 反应变量反应变量(因变量)无关变量(控制变量)额外变量(干扰变量)2.变量与单一变量原则第三个要素：对照第三项原则：实验对照原则设置对照，消除无关变量对实验结果的影响，增加实验结果的可信度空白对照：指明不做任何实验处理的对照组自身对照：实验与对照在同一对象上进行条件对照：给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理相互对照：几个实验组相互对照3.对照与实验对照原则第四个要素：捕获与解释第四项原则：真实客观原则捕获：捕捉、记录由实验变量而引起的反应变量的变化和结果，即捕获事实要实事求是，客观真实，力戒主观臆造解释：论证、说明实验变量与反应变量的因果关系，
4、并推出结论，即解释事实4.捕获、解释与真实客观原则【典例1】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪发育，将 27 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，观察其生长情况。请根据实验回答：(1)根据实验“单一变量”原则选择合适的选项：本实验中同种蝌蚪和相同饲养条件属于_。甲组加入的甲状腺激素是_。甲组的变化和结果是_。A自变量C额外变量B因变量D无关变量(2)本实验的关键步骤是_。A定时喂食C定时观察B定时换水D用药量合理(3)实验中选取同种、同时孵化的大小相同的蝌蚪来做实验，其
5、目的是_。思路点拨单一变量原则：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，增强实验结果的可信度与说服力。自变量是指实验中要研究和控制的因素或条件。因变量是指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。无关变量是指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。答案(1)D A B(2)D(3)排除无关变量对实验结果的影响1(2010 年广东)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：碘液，苏丹溶液，双缩脲试剂，斐林试剂。你选用的试剂应该是_
6、；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：基础饲料：基本无蛋白质的饲料；普通饲料(含 12%植物蛋白)：基础饲料植物蛋白。试验饲料：基础饲料A 动物蛋白。实验分组：实验组号小鼠数量(只)饲料饲养时间(天)110基础饲料21210试验饲料 1(含 6% A 动物蛋白)21310试验饲料 2(含 12% A 动物蛋白)21410试验饲料 3(含 18% A 动物蛋白)21
7、510试验饲料 4(含 24% A 动物蛋白)21610 实验方法和检测指标：略备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同。 实验组 6 中 ， 应该为 _ ， 原因是_； 应该为 _ ， 原因是 _；要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的_和_。解析本题要了解实验的几个基本原则，如等量原则、单一变量原则、对照原则。实验条件如培养时间、小鼠数量以及生长状况要保证一致，这样实验结果才具有准确性和可比性。确定该实验的观察指标：体重和体长。要探究 A 动物蛋白对小鼠生长的影响，不同浓度A 动物蛋白的组合即2、3、4、5为实验组，且为相互对照组；第 1 组为空白对照组，排除基础
8、饲料对实验结果的影响；还缺乏另外一个对照组来排除植物蛋白对实验结果的影响，即第 6 组，所以应该为普通饲料，饲养时间为无关变量，应处于相同且适宜的状态，所以应该为21；反应变量的检测方法可以选择测量小鼠的平均体长和平均重量。答案(1)紫色(2)普通饲料要排除普通饲料中的植物蛋白对实验结果的影响21无关变量应该处于相同且适宜的状态平均体长平均体重各类实验题解题策略题型 1 实验原理题实验原理是选择实验材料、药品，设计实验步骤和预期实验结果的依据。实验原理有的在实验题干的叙述中，有的是课本中的实验原理。通常要求考生结合实验材料、实验步骤、实验现象或实验结果对实验原理进行解析，解决有关问题，考查对生
9、物学基础知识和生物学实验的理解与应用能力。我们应该注意以下几点：(1)要熟记教材中每个实验的基本原理，并将所学的知识迁移到新的实验情景中。(2)要记住待检测物质与某种鉴定试剂产生的颜色反应。【典例2】某校生物兴趣小组想设计一个实验来证明血浆中含有葡萄糖，老师给他们提供了下列材料用具：加有柠檬酸钠的鸡血，试管，离心器，三脚架，酒精灯，大烧杯，石棉网，火柴，清水等。(1) 实 验 过 程 中 还 需 要 一 种 试 剂 _；(2) 该 实 验 的 实 验 原 理 是 _。思路点拨实验中要鉴定血浆中含有葡萄糖，所以还需要斐林试剂，甲液：0.1g/mL 的NaOH，乙液：0.05g/mL的CuSO4。
10、实验原理是还原性糖能与斐林试剂在加热条件下发生反应产生砖红色沉淀。0.05g/mL 的 CuSO4(2)还原性糖能与斐林试剂在加热条件下发生反应产生砖红色沉淀答案(1) 斐林试剂，甲液：0.1g/mL 的 NaOH ，乙液：2下列有关实验及显色结果的叙述中，正确的是()A水浴加热条件下，蔗糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀CB沸水浴条件下，脱氧核苷酸与二苯胺发生作用呈现蓝色C常温条件下，蛋白质与双缩脲试剂发生作用呈现紫色D常温条件下，脂肪与苏丹作用呈现红色解析还原性糖与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀，而蔗糖不是还原性糖。DNA 能与二苯胺发生作用呈现蓝色反应，而不是脱氧核苷酸。蛋白质与双缩脲试
11、剂发生作用呈现紫色。脂肪与苏丹作用呈现橘黄色，与苏丹作用呈现红色。题型2实验操作题实验操作题主要考查实验的操作技巧、注意事项、实验步骤与程序。要求必须参与实验，仔细观察，掌握实验操作技能。该题型一般以选择题的形式出现，也有的是以改正或完善实验步骤的简答题的形式出现。解答过程中应该注意以下两点：(1)要熟悉考纲要求的所有实验的操作步骤、实验注意事项等。(2)观察类实验中通常用到了显微镜，会借助染色技术，在复习中要不断总结归纳。【典例3】下列有关显微镜操作的叙述中，错误的是()A.标本染色较深，观察时应选用凹面反光镜和大光圈B.将位于视野右上方的物像移向中央，应向右上方移动玻片标本C.若转换高倍物
12、镜观察，需要先升镜筒，以免镜头破坏玻片标本D.转换高倍物镜之前，应先将所要观察的物像移到视野正中央思路点拨标本染色较深时透光性较差，视野相对较暗，观察时应选用凹面镜和大光圈增大进光量；物像位于视野右上方，则玻片标本位于左下方，要移向中央应向右上方移动玻片标本；转换高倍镜观察，只需转动转换器换上高倍物镜即可，若视野不清晰，可用细准焦螺旋调焦；在转换高倍镜之前，将要观察的物像先移到视野中央，以便在较小的视野中观察到物像。答案C实验组5 分钟的现象再过 5 分钟滴加清水 5 分钟0.3gmL1蔗糖溶液x无变化质壁分离复原 0.5gmL1蔗糖溶液质壁分离y无变化 1molL1KNO3溶液质壁分离质壁分
13、离复原z1molL1醋酸溶液无变化细胞大小无变化细胞大小无变化3某同学在实验室中做“观察洋葱表皮细胞的质壁分离和复原”这个实验时，在实验室老师的帮助下，进行了一系列的创新实验，实验步骤和现象如下表：对上表的推断或解释不正确的是()Ax 为质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层By 为质壁分离，可能导致细胞失水过多而死亡Cz 为细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅D组无变化是因为细胞吸水量等于失水量解析A 选项中，滴加清水后质壁分离复原，可知开始 5分钟发生了质壁分离，因为细胞壁伸缩性弱于原生质层。B 选项中，滴加清水无变化，说明细胞发生了质壁分离，因为浓度过大，导致细胞失水过多而死亡。C 选项中，第
14、二个 5 分钟后，细胞质壁分离复原，再加清水，细胞吸水，细胞稍增大，细胞液颜色逐渐变浅。D 选项中，醋酸浓度过大，将细胞杀死，观察不到质壁分离和复原现象。答案D题型3实验设计题题目给出实验目的及一些材料，让考生设计实验方案。解答这类题目应首先根据题目的要求和给出的条件，确定所考查的知识点及相关的实验原理，设计便于操作的实验方案。其基本思路是：(1)找出实验目的：确定是探究性实验还是验证性实验。(2)确定自变量、因变量和无关变量：找出单一变量，确定对照组和实验组的设置，控制无关变量，明确观测指标。(3)分析材料用具、原理，学会制作简易流程图。(4)实验步骤要遵循对照原则和控制好变量，注意实验材料
15、的选择和培养条件。(5)根据实验目的预测结果、得出结论。注意探究性实验和验证实验的不同回答：“验证性”实验：根据所学知识和原理，分析得出应有的实验结果和推出相应的结论，此时一般只有一个结果和相应的结论，结论是合理的、科学的、肯定的。不少结论是在题目要求验证的内容中寻找。“探究性”实验：根据原理、目的，预测出可能的结果和推出相应的结论，此时一般有几个不同结果及相应的结论。【典例4】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 010 000Lux
16、，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：_。思路点拨在设计实验过程中，注意遵循对照、单一变量、平行重复原则等科学原则，所以至少分三组，且要有黑暗作为对照；每组必须有一定数量的种子，且数量相等，排除无关变量对实验的影响。预测实验结果要根据题中所给的自然现象，即黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多，即可得出正确答案。答案(1)实验材料：选出 180 粒大小一致的种子，分成六组，每组 30 粒，在培养皿中培养；培养条件和光照强度：0、2 000、4 000、6 000、8 000、10 000Lux，温度为 25，培养一周；测定指标：用直尺测
17、量植株高度，计算每组的平均值注：要求至少分为三组，每组有一定数量的种子，光照强度必须有 0 Lux(黑暗)。(2)随光照强度增加，植株高度下降4胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，请以小白鼠为实验对象设计实验步骤。实验材料和用具：正常实验小白鼠 2 只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性试剂，注射器，试管，烧杯等。实验步骤：(实验提示：采用腹腔注射给药剂，给药剂量不作实验设计要求；给药 1 小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。)_。答案(1)取两支试管分别编号为 1 号和 2 号，各加入等量的班氏糖定性试剂。(
18、2)确定 1 只鼠为实验鼠，腹腔注射胰高血糖素溶液；另一只鼠为对照鼠，腹腔注射等量生理盐水。(3)给药 1 小时后，对两只小白鼠采取尿液，实验鼠尿液放入 1 号试管内，对照鼠尿液放入 2 号试管内。(4)将两支试管摇匀后，放入盛有开水的烧杯内水浴加热，待冷却后，观察两支试管溶液颜色的变化题型4实验评价和修正题实验评价就是利用已有的生物学知识，对实验取材、药品试剂、步骤及操作、结果及预测等进行评价，从而正确解答有关内容。对实验方案评价时，要注意从以下几方面入手：(1)有无对照(如果有，则看对照设计是否合理)，是否遵循单一变量原则和等量原则。(2)实验材料及器材的选择、使用是否正确。(3)实验方法
19、、步骤是否合理。(4)是否采取正确的方法进行实验结果的检测和记录。【典例5】为探究温度对酶活性的影响，某同学设计了如下实验方案：(1)取三支试管并各注入 2 mL 可溶性淀粉溶液。(2)向各试管中加入 1 mL 唾液。(3)将三支试管分别放在 37的温水、沸水和冰块中；两支试管中的 pH 为 6.8，一支试管中的 pH 为 2，摇匀后各自维持温度 5 min。(4)向各试管滴加 2 滴碘液(注：处于沸水中的试管待温度下降后再滴加碘液)。(5)观察各试管溶液颜色变化。你认为该方案存在哪些错误，指出并加以纠正或补充。_。_。_。思路点拨本题应从以下几个方面入手：试管是否进行了编号，有没有遵循对照原
20、则、单一变量原则、等量原则。注意无关变量的控制和实验操作顺序。答案试管未编号，应用字母A、B、C 或数字 1、2、3标记操作顺序不合理，应使可溶性淀粉溶液和唾液分别处于不同的温度下 5 min，再将处于相同温度下的可溶性淀粉溶液和唾液混合实验组和对照组未遵循单一变量原则，三支试管中 pH应一致且适宜，均为 6.85图 Z11 是一位学生设计的实验装置，用来证明CO2是光合作用的主要原料。图 Z11(1) 请指出该装置的主要错误。_。(2)如需对照实验，请描述对照实验的设计。_。解析由于光合作用的产物中有淀粉，可通过碘遇淀粉变蓝这一特性来检验实验结果。为了消除叶片中原有淀粉对实验结果的影响，应首
21、先对实验装置中的植物进行48h 的饥饿处理，消耗原有的淀粉，然后把植物平均分成两组，实验组装置中放入盛有Ca(OH)2 溶液的小烧杯，除去装置中CO2，对照组中无Ca(OH)2 溶液，有CO2，其他实验条件两组完全相同。光合作用只利用红光和蓝紫光，几乎不利用绿光，故原装置中绿色玻璃瓶应换成无色玻璃瓶。为增加淀粉的生成量，使实验现象更明显，应从多个方向照光等。答案(1)应黑暗处理植物 48h；不能用绿玻璃瓶，应用无色玻璃瓶；光照方向应从各个方向照射；应设计对照实验 (2)(略)题型5实验补充完善题实验补充完善题的解题思路与完全实验设计的解题思路基本一致。该题型对常规实验与探究能力、实验与理论知识
22、进行融合考查，注重探究过程和方法，并加强了对文字表达思想、描述实验结果等能力的考查。实验补充完善题包括以下内容：(1)添加实验假设；(2)完善实验步骤；(3)总结实验结论；(4)补充添加对照实验。【典例6】面对 2011 年春季我国西南部部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性，请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿(牧草)的抗旱能力。材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土(经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积比 9 1)，大小一致的花盆。方法步骤：(1)每个花盆中放置栽培
23、土 3 kg，并将花盆平均分成 A、B两组。(2)A 组各花盆中_，B 组各花盆中_。(3) 将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于_的条件下培养。(4)6 周后，_处理 10d，每天观察、记录并统计_。结果预期与分析：_。思路点拨根据题意可知，设置对照实验，遵循等量且适宜原则，放在干旱环境中观察紫花苜蓿的存活率。基本思路是：(1)确定是验证性实验还是探究性实验。(2)确定实验目的、实验原理。(3)确定自变量、因变量、无关变量自变量：是否接种摩西球囊霉菌；因变量：紫花苜蓿(牧草)的抗旱能力；无关变量：栽培温度，接种剂量，培养天数等。不接种答案(2)接种等量的摩西球囊霉菌菌种(3)适宜且相同(4)干
24、旱紫花苜蓿死亡率(或存活率或存活天数)结果预测与分析：A 组紫花苜蓿死亡率明显低于 B 组，这可能是接种摩西球囊霉菌提高了抗旱能力；A 组紫花苜蓿死亡率等于或明显高于B 组，这可能是接种摩西球囊霉菌不能提高抗旱能力6在农业生产上广泛使用除草剂，其在土壤中能逐步被分解。为探究除草剂的分解是土壤本身的理化性质还是土壤中微生物的分解作用，可以通过实验加以验证。材料用具：灭菌锅、除草剂、量筒、温箱、几种土壤、容器、能鉴定除草剂含量的试剂和设备等。实验方法步骤：(1)将几种土壤混合均匀，等量分在两容器中。(2)分别贴上标签：甲和乙。补充完成以下步骤：(3)将甲容器进行灭菌处理，乙_。(4)_。(5)一段时间后测定_。预测结果与实验结论：如果甲容器中除草剂含量比乙容器高，说明除草剂的分解是_。如果甲容器中除草剂含量与乙容器无明显差别且均少于加入量，说明除草剂的分解是_。不进行灭菌处理向甲、乙容器中分别放入等量的除草剂甲、乙容器中除草剂的含量土壤中微生物的分解作用土壤本身的理化性质
高考生物大二轮总复习 第二部分 特色专题一 生物实验课件
