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1、专题13 实验与探究（教学案）-2017年高考二轮复习生物1从考查内容上看，主要集中对教材实验的综合考查和实验探究能力上。 2从考查角度上看，多以完善补充实验原理、实验步骤、预测实验结果、结论。处理实验数据的形式考查实验分析、探究能力。 3从命题趋势上看，预计2017年高考命题仍可能立足于教材实验，结合新的背景材料，考查实验原理和操作技能的迁移应用能力；结合代谢、调节、遗传和生态的相关实验背景，考查实验原理的提取、变量的确认、实验程序的设置、实验结果的处理及结果预测和分析等。实验设计的难度会有所降低，淡化实验过程的表达，注重科学实验素养，侧重实验设计思路的命题可能会加大。 一、实验设计的基本原
2、则 1.科学性原则 所谓科学性原则，是指实验的原理要符合科学原理，实验结果的预期有科学依据，实验的各个环节不能偏离生物学基本知识和基本原理，以及其他科学领域的基本原则。科学性原则具有两个方面的含义：首先，必须保证实验的设计不出现科学性错误；其次，实验设计要具有科学思想和科学方法的因素。具体地说，科学性原则体现在以下几个方面：实验原理的科学性、实验方法的科学性、实验材料选择的科学性、实验结果处理的科学性及实验结果分析的科学性等。 2平行重复原则 平行重复原则要求控制某种因素的变化强度，观察其对实验结果的影响程度。任何实验都必须能够重复，在同样条件下重复，实验结果应该一致或相近，实验设计时，可以通
3、过在一组实验中同时处理多个材料体现重复性原则。 3单一变量原则 单一变量原则可使实验中的复杂关系简单化，使结果更准确。其含义包括：不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个变量对应一个需要观测反应变量；实验中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。这一原则强调实验组和对照组只有一个量是不同的，实验组和对照组的结果差异只能是由这个单一变量导致的，从而证明实验组变量的作用。因此，在进行实验设计时，要首先确定实验变量并正确设置。 4对照原则 对照原则是中学实验中最常用的原则。通过设置对照实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。在一个对照实验中，可包括实验组和对照组。实验组是接受自
4、变量处理的对象组，对照组是不接受自变量处理的对象组，一般是随机决定的。常用的对照组类型有空白对照、自身对照、条件对照、相互对照几种。 5控制与平衡控制原则 该原则是指要严格地操纵自变量，以获取因变量。同时，要严格地均衡无关变量，以消除额外变量干扰。即尽量消除实验误差，以取得较为精确的结果。常用的方法有单组、等组及轮组实验法。 6随机性原则 实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体或群体中随机抽取的。这样做可以：消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；平衡各种条件，避免实验结果出现误差。 二、探究性实验与验证性实验的比较 验证性实验 探究性实验 实验目的 验证研究对象的已知属性、特征以及与
5、其他因素的关系。实验结论已经明确 探究研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系。实验结论存在多种可能 实验假设 结论已知，不需假设 对探究的问题提出一种可能 实验原理 由验证内容决定 由探究内容决定 实验步骤 分组编号实验处理(对实验组和对照组的处理，除单一变量外，其他条件、因素等完全相同) 观察、记录实验现象，收集整理实验数据 分组编号实验处理(对实验组和对照组的处理，除单一变量外，其他条件、因素等完全相同) 观察、记录实验现象，收集整理实验数据 实验现象 只有一种情况 存在多种可能 结果预测 对确定的结果进行描述 对多种可能进行描述 实验结论 要验证的问题 肯定或否定假说 三、实验设计
6、及分析 1科学研究方法的基本思路 生物科学是一门实验科学，在生物学中，很多基本概念、基本方法、基础理论的得出，都是通过科学家的实验最终确立的，因此学好科学研究方法的基本思路，就显得极为重要。 科学研究方法的基本思路是： 观察、提出问题提出假说设计、完成实验分析数据，得出结论 2实验设计时的一般步骤 第一步，取材、分组、编号。在这里实验材料包含实验中用到的各种动植物，取材时要注意数量和生理及发育状态相同；用具有烧杯、培养皿、饲养动物的容器等。这些材料、用具在试题中都会给出，要结合实验的目的和原理合理利用。 第二步，相同处理和不同处理。根据实验变量设置对照 (注意：单一因素不同，其他因素相同且最适
7、)。 第三步，进一步做相同处理(其他因素相同且最适)。第四步，检测、观察、统计、比较。找出具体的观察和记录对象，观察、记录、统计、比较实验数据和现象。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，便于观察。3.实验结果与结论的分析与归纳 实验结果是指通过观察或测量的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据对实验因变量与自变量关系的分析得出的具有普遍意义的理论性结论。结论的得出必须依据实验结果。 归纳实验结论的一般思路是： (1)通过实验目的或步骤(根据单一因素不同)找出实验变量， 将实验分为多个对照组。 (2)由因找果，分析实验变量与结果间的逻辑关系，先得出正确结论(分结
8、论)。 (3)再根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论(总)”。 (4)在验证性实验中，如果实验目的已知，可直接作为正确结论，但全面性要因对照组而定。 考点一、基本实验综合例1下列与实验相关的叙述，正确的是()A探究淀粉酶对淀粉和蔗糖催化的专一性时，不可用碘液代替斐林试剂进行检测B通常用层析液分离和提取绿叶中的色素研究色素的种类和含量C用低倍镜观察不到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复原过程D可用紫色洋葱外表皮细胞观察DNA和RNA的分布【答案】A【解析】碘液只能检测淀粉存在与否，不能检测蔗糖及其水解产物存在与否，A正确；层析液不能用于绿叶中的色素的提取，B错误；由于紫色洋葱鳞片
9、叶外表皮细胞中有大的紫色液泡，所以用低倍镜可以观察到其质壁分离和复原的过程，C错误；紫色洋葱外表皮细胞有紫色的液泡，影响实验的颜色观察，D错误。【变式探究】下列有关实验的描述，正确的是()A检测还原糖的实验中，刚加入斐林试剂时组织样液呈无色，加热后变成砖红色B在观察口腔上皮细胞DNA和RNA分布时，盐酸的作用是对该细胞进行解离C选取经低温诱导的洋葱根尖制成的临时装片，在显微镜下观察不到联会现象D探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物溶液混合后置于不同温度下保温【答案】C【举一反三】紫色洋葱是生物学中常用的实验材料。它的叶分为两种：管状叶伸展于空中，进行光合作用；鳞片叶层层包裹形成鳞茎，富含营养物
10、质。以洋葱为材料进行如下实验：(1)若分离叶绿体中的色素，所用的实验材料是_。提取叶绿体中的色素使用的试剂是_。分离色素依据的实验原理是_。(2)观察植物细胞的质壁分离和复原所用的最佳材料是_。该实验的自变量是_。(3)若观察DNA、RNA在细胞中的分布，理想材料为_，该材料优于其他部位的原因是_。(4)若观察细胞的有丝分裂，所用的理想材料为_，简要写出操作流程：_。(5)在“观察DNA、RNA在细胞中的分布”和“观察细胞的有丝分裂”两个实验中，都用到了盐酸，它在两个实验中的作用_(填“相同”或“不同”)。【解析】(1)紫色洋葱管状叶能进行光合作用，可用作分离叶绿体中色素的实验材料；提取色素的
11、试剂是无水乙醇，由于不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同，依据此原理可将色素进行分离。(2)紫色洋葱的鳞片叶外表皮细胞呈紫色，便于显微镜观察，可用作观察质壁分离和复原的实验材料，该实验的自变量是不同浓度的外界溶液。(3)紫色洋葱的鳞片叶内表皮无色，适于用作观察DNA、RNA在细胞中的分布的实验材料。(5)在“观察DNA、RNA在细胞中的分布”实验中盐酸的作用是增加细胞膜的通透性，并使染色体中的DNA与蛋白质分离，而“观察细胞的有丝分裂”实验中盐酸的作用是解离。【答案】(1)管状叶无水乙醇不同色素在层析液中的溶解度不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同(2)(紫色洋葱)鳞
12、片叶外表皮不同浓度的外界溶液(或清水和蔗糖溶液)(3)鳞片叶内表皮无色(4)根尖(分生区组织细胞)取材解离漂洗染色制片观察(5)不同考点二、实验设计例2下列有关生物学实验的叙述，正确的有()A探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液作底物B在电子显微镜下拍摄到的叶绿体的结构照片属于物理模型C色素的提取和分离实验中，提取色素时加入无水乙醇过量，纸层析时色素带颜色将变浅D在探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，若溶液能使溴麝香草酚蓝由蓝变绿再变黄，则说明溶液中含有O2【答案】C【变式探究】生物实验中常用到对照，以下对照设置正确的是()A研究温度对酶活性的影响分别在酸性和碱性条件下进行B研究蝾螈细胞核的
13、功能实验中，将其受精卵横缢成有核和无核两部分C验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中，甲组用锡帽罩住尖端，乙组去掉尖端D在观察DNA和RNA在细胞中的分布时，分别使用甲基绿和吡罗红两种染色剂【答案】B【解析】研究温度对酶活性的影响实验时，pH为无关变量，应在最适pH时进行，A错误；验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中，应该都有尖端，一个遮光，一个照光，C错误；甲基绿和吡罗红混合染色剂对细胞染色，能够把DNA和RNA分别染色，不是分别使用甲基绿和吡罗红，D错误。【举一反三】科学家利用小鼠进行特异性免疫研究时，进行了如下实验：提取分离出对细菌X免疫过的小鼠甲和未对细菌X免疫过的小鼠乙体内的T细胞和血清，分别
14、注入四组未接触细菌X的小鼠体内，一段时间后，分别注入等量的细菌X，得到如下实验结果，有关分析错误的是()A组、组在该实验中起对照作用B由该实验结果可得出小鼠对细菌X的免疫为细胞免疫C组与组相比，可知血清中的抗体不能有效抑制脾脏内的细菌繁殖D由、两组实验结果说明细菌X生活在小鼠的内环境中【答案】D1(2016全国3，2，6分)在前人进行的下列研究中，采用的核心技术相同(或相似)的一组是()证明光合作用所释放的氧气来自水用紫外线等处理青霉菌选育高产青霉素菌株用T2噬菌体侵染大肠杆菌证明DNA是遗传物质用甲基绿和吡罗红对细胞染色，观察核酸的分布A B C D【答案】B【解析】采用的都是同位素标记法；采用的是物理因素使其发生基因突变；采用的是细胞染色的方法。2(2016江苏单科，19，2分)下列实验都需要使用光学显微镜进行观察，有关实验现象描述合理的是()实验编号实验名称观察到的实验现象观察植物细胞的质壁分离和复原镜检1：几乎整个紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞呈紫色；镜检2：不同细胞质壁分离的位置、程度并不一致观察多种多样的细
