（新課標(biāo)）高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題7 實(shí)驗(yàn)與探究 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究課件

第第2講講實(shí)驗(yàn)設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探計(jì)與探究究對照性原則 單一變量原則 原理已知 多種 存在 隨機(jī) 對照 適宜 重復(fù) 觀察現(xiàn)象 變量處理(對變量進(jìn)行不同處理)考點(diǎn)一考點(diǎn)二半透膜兩側(cè)濃度差 漏斗玻璃管液面的上升高度 不同溫度 酶的活性 pH、底物量、酶量 考點(diǎn)一考點(diǎn)二氧氣的有無 二氧化碳生成 考點(diǎn)一考點(diǎn)二細(xì)胞(瓊脂塊)體積大小 物質(zhì)運(yùn)輸效率 不同濃度的生長素類似物 生根數(shù)量或長度 時(shí)間 種群數(shù)量 時(shí)間 群落的演替 考點(diǎn)一考點(diǎn)二例例1：下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到預(yù)期結(jié)果的是()A.在“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中,統(tǒng)計(jì)每一時(shí)期細(xì)胞數(shù)占計(jì)數(shù)細(xì)胞總數(shù)的比例,能比較細(xì)胞周期各時(shí)期的時(shí)間長短B.在“探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,計(jì)算紫紅色區(qū)域的體積與整個(gè)瓊脂塊的體積之比,能反映NaOH進(jìn)入瓊脂塊的速率C.在“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化”實(shí)驗(yàn)中,培養(yǎng)期內(nèi)共三次取樣測定密度,即可準(zhǔn)確繪制酵母菌種群增長曲線D.在“探究-萘乙酸促進(jìn)插條生根的最適濃度”實(shí)驗(yàn)中,用高濃度組的-萘乙酸溶液浸泡插條基部一天后,觀察生根情況以確定最適濃度考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析:計(jì)算紫紅色區(qū)域的體積與整個(gè)瓊脂塊體積之比,反映的是NaOH在瓊脂塊中的運(yùn)輸效率,而不是運(yùn)輸速率,故B項(xiàng)錯(cuò)誤?！疤骄拷湍妇鷶?shù)量變化”實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)定期進(jìn)行多次取樣,僅取三次無法準(zhǔn)確繪制增長曲線,故C項(xiàng)錯(cuò)誤?！疤骄?萘乙酸促進(jìn)生根最適濃度”實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)設(shè)置多組具有一定濃度梯度的溶液分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而不是一種濃度,其中生根數(shù)量最多的一組對應(yīng)的濃度即為最適濃度,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。細(xì)胞周期中時(shí)間越長的時(shí)期,在該時(shí)期的細(xì)胞數(shù)目越多,因此可用各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞數(shù)占計(jì)數(shù)細(xì)胞總數(shù)的比例去比較各個(gè)時(shí)期的時(shí)間長短,故A項(xiàng)正確。答案:A考點(diǎn)一考點(diǎn)二對點(diǎn)訓(xùn)練1(2015陜西寶雞九校聯(lián)考)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究的敘述,正確的是()A.在探究溫度對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中,溫度和pH是自變量B.在“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%的鹽酸的作用是改變細(xì)胞膜的通透性,并與DNA結(jié)合促進(jìn)DNA水解C.將重鉻酸鉀溶解在體積分?jǐn)?shù)為95%的濃硫酸溶液中,配制成橙色的重鉻酸鉀溶液來鑒定呼吸作用中產(chǎn)生的CO2D.鹽酸在“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”和“觀察植物細(xì)胞有絲分裂”中的作用相同考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析:探究溫度對酶活性的影響時(shí),溫度為自變量,pH為無關(guān)變量,A項(xiàng)錯(cuò)誤;在觀察DNA和RNA的分布實(shí)驗(yàn)中,鹽酸的作用是改變細(xì)胞膜的通透性,促進(jìn)染色質(zhì)中的DNA和蛋白質(zhì)分開,便于DNA與染色劑結(jié)合,B項(xiàng)錯(cuò)誤;酸性的重鉻酸鉀溶液可以用來鑒定無氧呼吸產(chǎn)生的酒精,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鹽酸在“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化”實(shí)驗(yàn)和“觀察植物細(xì)胞有絲分裂”實(shí)驗(yàn)中,都是解離液的成分,促進(jìn)植物細(xì)胞分離開來,D項(xiàng)正確。答案:D考點(diǎn)一考點(diǎn)二1.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)通常是考生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證已學(xué)過的或者題目中已明確告知的生物學(xué)原理、概念或性質(zhì),即所驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)?zāi)康幕蚪Y(jié)論是確定的、已知的。該題型的一般解題思路如下。(1)通過實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定自變量和因變量:試題往往通過“驗(yàn)證(自變量)對(因變量)的”形式出現(xiàn),從中可確定自變量和因變量。(2)分析實(shí)驗(yàn)原理:通過自變量和因變量的關(guān)系找出可操作的觀測指標(biāo),思考如何設(shè)置自變量可達(dá)到目的。(3)分析材料用具:要注意研究題目提供的材料用具的用途,對于補(bǔ)充完善類型的實(shí)驗(yàn),排除已經(jīng)用到的材料,重點(diǎn)關(guān)注題目中還沒有用到的材料用具,通過材料用具的用途可進(jìn)一步確定實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路?？键c(diǎn)一考點(diǎn)二(4)理順實(shí)驗(yàn)步驟:實(shí)驗(yàn)步驟往往有取材、分組編號、材料處理、觀察記錄幾個(gè)環(huán)節(jié)。(5)描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論:驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與結(jié)論是確定的、唯一的。考點(diǎn)一考點(diǎn)二例例2：研究發(fā)現(xiàn)豚鼠血清對人淋巴瘤細(xì)胞有抑制作用,而對正常細(xì)胞無影響。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),發(fā)揮作用的物質(zhì)是L-天冬酰胺酶,它能將L-天冬酰胺分解,而淋巴瘤細(xì)胞自身不能合成該氨基酸,增殖被抑制。(1)為驗(yàn)證該酶對兩種細(xì)胞的影響,某興趣小組進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)材料:正常細(xì)胞、淋巴瘤細(xì)胞、培養(yǎng)基(含細(xì)胞生長所需的物質(zhì))、L-天冬酰胺酶實(shí)驗(yàn)步驟:a.分組。實(shí)驗(yàn)組:培養(yǎng)基+L-天冬酰胺酶+淋巴瘤細(xì)胞對照組:培養(yǎng)基+b.適宜條件下培養(yǎng)后,觀察細(xì)胞生長狀態(tài)、檢測L-天冬酰胺含量?？键c(diǎn)一考點(diǎn)二結(jié)果分析:該實(shí)驗(yàn)利用了酶的特性;表中應(yīng)為;對照組細(xì)胞內(nèi)L-天冬酰胺含量正常的原因是。(2)患者多次靜脈注射該外源性酶后療效降低,是因?yàn)榘l(fā)生了反應(yīng);該酶口服無效,原因是。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,你認(rèn)為理想的抗腫瘤藥物應(yīng)該具有的特性是。考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析:(1)為探究L-天冬酰胺酶對淋巴瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞的影響,對照組應(yīng)除換用正常細(xì)胞外,其余均與實(shí)驗(yàn)組相同,即培養(yǎng)基+L-天冬酰胺酶+正常細(xì)胞,通過比較兩種細(xì)胞的生長狀態(tài)做出判斷。該實(shí)驗(yàn)利用了酶的專一性,培養(yǎng)基中L-天冬酰胺被酶分解,而淋巴瘤細(xì)胞又不能產(chǎn)生L-天冬酰胺,故其生長狀態(tài)應(yīng)為抑制。正常細(xì)胞則因能產(chǎn)生L-天冬酰胺而生長不受影響。(2)外源性酶進(jìn)入人體后會刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng),多次注射后會發(fā)生更強(qiáng)的特異性免疫反應(yīng)而導(dǎo)致療效降低。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),口服后會在消化道內(nèi)被蛋白酶水解。(3)據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,理想的抗腫瘤藥物應(yīng)該能專一性作用于腫瘤細(xì)胞,而對其他正常細(xì)胞沒有影響。答案:(1)L-天冬酰胺酶+正常細(xì)胞專一性抑制能合成L-天冬酰胺(有合成L-天冬酰胺的酶)(2)免疫(拮抗)酶被分解失活(3)對腫瘤細(xì)胞有專一性殺傷作用,對正常細(xì)胞無影響考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)二2.探究性實(shí)驗(yàn)探究性實(shí)驗(yàn)指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下,通過自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論,從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動。通常的設(shè)計(jì)思路如下。(1)通過實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定自變量和因變量。從試題提出的問題“探究(自變量)對(因變量)的”找出自變量和因變量。(2)做出實(shí)驗(yàn)假設(shè):根據(jù)現(xiàn)有的(或題目提供的)科學(xué)理論和事實(shí)對所研究的對象設(shè)想一種或幾種可能的解釋。(3)分析材料用具:與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)思路相同。(4)理順實(shí)驗(yàn)步驟:與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)思路相同。(5)反推正寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果(現(xiàn)象)、結(jié)論:先假設(shè)某種情形存在會出現(xiàn)什么結(jié)果,回答問題時(shí)反過來寫:如果出現(xiàn)什么結(jié)果(現(xiàn)象),則某種情形成立。常見的結(jié)果結(jié)論有三種情況:對實(shí)驗(yàn)變量有利,起促進(jìn)作用;對實(shí)驗(yàn)變量不利,起抑制作用;對實(shí)驗(yàn)變量無影響。有些題目要求寫出“最可能的結(jié)果結(jié)論”,則依據(jù)已有的知識推測最合理的那一種情形即可?？键c(diǎn)一考點(diǎn)二例例3：(2015北京理綜,29)為探索治療機(jī)體對某種藥物依賴的有效途徑,我國科研人員進(jìn)行了如下研究。(1)將大鼠置于自身給藥箱中(如圖)。當(dāng)大鼠按壓非給藥桿時(shí)指示燈不亮,藥泵不給藥;按壓給藥桿時(shí)指示燈亮,藥泵通過靜脈導(dǎo)管向大鼠注射一定量藥物。燈亮?xí)r,光刺激大鼠視網(wǎng)膜,引起視神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生,傳至末梢,釋放,作用于突觸上的受體。信息傳至視中樞。產(chǎn)生視覺,多次重復(fù)訓(xùn)練后,大鼠在光信號與給藥之間建立聯(lián)系。當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)大鼠按壓給藥桿的次數(shù)達(dá)到一定程度時(shí),即可被視為對該藥物形成依賴,以下將這種大鼠簡稱D鼠。考點(diǎn)一考點(diǎn)二(2)研究發(fā)現(xiàn),D鼠相關(guān)腦區(qū)內(nèi)酶A含量和活性均明顯升高,為探討酶A活性對藥物依賴的影響,在兩組D鼠相關(guān)腦區(qū)注射酶A活性抑制劑或生理鹽水后,再分別放入自身給藥箱,記錄單位時(shí)間內(nèi)兩組D鼠。與對照組相比,若抑制劑組的D鼠,則表明抑制酶A的活性可以降低D鼠對藥物的依賴。(3)研究者設(shè)計(jì)了一種能與編碼酶A的mRNA互補(bǔ)結(jié)合的,含22個(gè)核苷酸的RNA,它能進(jìn)入細(xì)胞,促進(jìn)編碼酶A的mRNA降解,將這種小RNA用溶劑M溶解后,注射到D鼠相關(guān)腦區(qū),引起酶A含量明顯下降,D鼠對藥物的依賴降低。進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時(shí),要同時(shí)進(jìn)行一個(gè)對照處理。將一段小RNA用(填“生理鹽水”或“蒸餾水”或“溶劑M”)溶解,注射到D鼠的相關(guān)腦區(qū)。這段小RNA的最佳設(shè)計(jì)為:與實(shí)驗(yàn)組使用的小RNA相比,其核苷酸的(多選,只填序號)。a.種類相同b.種類不同 c.數(shù)目相同 d.數(shù)目不同e.序列完全相同 f.序列完全不同若此對照組D鼠相關(guān)腦區(qū)內(nèi)酶A含量無明顯變化,則可以證明等因素對實(shí)驗(yàn)組結(jié)果無影響?？键c(diǎn)一考點(diǎn)二解析:本題主要考查神經(jīng)調(diào)節(jié)的有關(guān)知識及實(shí)驗(yàn)分析。(1)神經(jīng)細(xì)胞能夠接受外界刺激產(chǎn)生興奮,興奮傳至神經(jīng)末梢時(shí),會引起神經(jīng)末梢的突觸小體釋放神經(jīng)遞質(zhì)到突觸間隙中,神經(jīng)遞質(zhì)作用于突觸后膜上的受體,這樣興奮就從一個(gè)神經(jīng)元傳遞到另一個(gè)神經(jīng)元。(2)本實(shí)驗(yàn)中,要探究酶A活性對藥物依賴的影響,從題目分析可知,當(dāng)大鼠對藥物形成依賴后,表現(xiàn)為單位時(shí)間內(nèi)按壓給藥桿的次數(shù)達(dá)到一定程度,并且其腦內(nèi)酶A含量和活性均明顯升高。若想觀察到酶A活性對藥物依賴性的影響,可向兩組D鼠相關(guān)腦區(qū)注射酶A活性抑制劑或生理鹽水后,再觀察兩組D鼠對給藥桿的按壓次數(shù)變化,所以需要記錄在單位時(shí)間內(nèi)兩組D鼠對給藥桿的按壓次數(shù)。其后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明,抑制酶A活性后,降低了D鼠對藥物的依賴,所以抑制劑組的D鼠表現(xiàn)為對給藥桿的按壓次數(shù)減少?？键c(diǎn)一考點(diǎn)二(3)設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)時(shí),要遵循單一變量原則,所以對照組用的RNA應(yīng)該和設(shè)計(jì)的RNA所使用的核苷酸種類和數(shù)目相同,但為了保證兩種RNA不一樣,故兩種RNA的核苷酸序列要完全不同。并且對照組的RNA也要用溶劑M處理。當(dāng)溶劑M、不能和編碼酶A的mRNA形成互補(bǔ)結(jié)合的小RNA、給藥方法等因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響時(shí),對照組D鼠相關(guān)腦區(qū)內(nèi)酶A含量無明顯變化。答案:(1)興奮(神經(jīng)沖動)神經(jīng)遞質(zhì)后膜(2)按壓給藥桿的次數(shù)按壓給藥桿的次數(shù)明顯少(3)溶劑Ma、c、f溶劑M、不能和編碼酶A的mRNA形成互補(bǔ)結(jié)合的小RNA、給藥方法考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)一考點(diǎn)二對點(diǎn)訓(xùn)練21.某校生物興趣小組將體重、大小和年齡相同的成年小鼠分成甲、乙、丙三組,分別進(jìn)行如下表所示的兩步連續(xù)實(shí)驗(yàn),下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的敘述錯(cuò)誤的是()考點(diǎn)一考點(diǎn)二A.該實(shí)驗(yàn)可驗(yàn)證胰島素和胰高血糖素的功能以及它們在調(diào)節(jié)血糖過程中的拮抗作用B.該實(shí)驗(yàn)的對照有同組內(nèi)的自身對照,甲、乙兩組間的相互對照,沒有必要再設(shè)計(jì)丙組作為空白對照組C.該實(shí)驗(yàn)所用的胰島素溶液和胰高血糖素溶液應(yīng)是由生理鹽水與相應(yīng)激素配制而成的D.該實(shí)驗(yàn)同一步所用的三種溶液用量必須相等,同一組前后兩步所用溶液用量可以不等解析:本實(shí)驗(yàn)通過空白對照、相互對照和自身前后對照,可驗(yàn)證胰島素和胰高血糖素的功能以及它們在調(diào)節(jié)血糖過程中的拮抗作用;丙組的空白對照可排除所注射溶液中的溶劑的作用;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要注意遵循等量原則,排除無關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。答案:B考點(diǎn)一考點(diǎn)二2.在探究活動中采集和處理實(shí)驗(yàn)材料是十分重要的一環(huán)。下列有關(guān)材料選擇及處理的敘述,不正確的是()A.探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的專一性作用時(shí),需用沸水浴加熱后再將酶與反應(yīng)物混合,否則用斐林試劑進(jìn)行鑒定時(shí)現(xiàn)象不明顯B.利用干酵母探究細(xì)胞呼吸方式時(shí),需先將酵母細(xì)胞活化,否則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯C.利用豬肝組織塊探究酶的高效性時(shí),需先進(jìn)行研磨,否則會影響氣泡產(chǎn)生的速率D.利用天竺葵探究光合作用是否產(chǎn)生淀粉時(shí),需先進(jìn)行黑暗處理,否則影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果考點(diǎn)一考點(diǎn)二解析:沸水浴加熱會使酶變性失活,A項(xiàng)不正確。干酵母的活性比較低,因此在做實(shí)驗(yàn)前需先進(jìn)行活化;研磨豬肝組織塊,可增加過氧化氫酶和底物的接觸面積,使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯;對天竺葵進(jìn)行暗處理的目的是消耗掉貯存的淀粉,防止對實(shí)驗(yàn)造成干擾;B、C、D三項(xiàng)均正確。答案:A