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1、学案 实验分析与设计类 题型剖析 近几年的生物实验题的设计往往借助实验方法创设新情境，侧重考查学生对实验的解释、分析、完善、评价、纠正和完整设计的能力。该类试题的主要特点是：试题思维量大，信息和情景新，设问角度多，综合性强，能力要求高，能够较好地考查学生对生物基础知识和基本技能的掌握情况，能够激活学生的创新意识和提高其思维能力，还能够反映出学生的生物学科素养。其具体可分为补充完善类、评析修订类。突破策略 此类试题解题突破点概括如下：（1）准确把握实验目的：明确实验要解决的“生物学事实”是什么？要解决该“生物学事实”的哪一个方面？（2）明确实验原理：分析实验所依据的科学原理是什么？涉及到的生物学
2、有相关学科中的方法和原理有哪些？（3）确定实验变量、设置对照实验：找出自变量和因变量，确定实验研究的因素，以及影响本实验的无关变量；构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。（4）设计出合理的实验装置和实验操作，得出预期实验结果和结论。 典例1 请利用所提供的材料用具，设计一个实验，证明植物可以利用光能合成淀粉。材料用具：天竺葵、暗箱、烧杯、酒精灯、石棉网、镊子、三角架、黑纸板、回形针、质量分数为95%的酒精溶液、大烧杯、碘液、培养皿。方法步骤：第一步： 培养23天，目的是，且已证实目的达到。第二步： 。把天竺葵放入暗箱中消耗完叶片中已有的淀粉选两片生长正常，大小一样的叶片，用回形针把黑纸固
3、定在其中一片叶片上进行遮光处理，另一叶片作对照，用光进行照射第三步：经23小时的光照后摘下叶片，置于装有95%酒精溶液的小烧杯内，小烧杯放在盛有水的大烧杯中，在酒精灯上加热煮沸，直到叶片 为止。第四步： 。实验现象： 。分析说明： 。脱绿成为白色将两叶片放在两个培养皿中，分别滴加碘液见光的叶片变为蓝色，用黑纸遮盖的叶片不变为蓝色绿色植物可以利用光能合成淀粉解析 本题为补充完善类实验题，解答时要紧扣题意，仔细结合上下文补充步骤和现象。第一步要处理叶片，消耗掉其中储存的淀粉，以避免对后续实验的影响。第二步要注意保证单一变量，并进行对照实验。第三步的目的是用酒精溶解叶绿素，以避免对后续颜色反应的影响
4、，因为碘液遇淀粉变蓝。备考链接 本题突出考查了考生对实验设计的补充完善能力（补 充原理、步骤和结果的预测）。 其突破方法是：（1）补充实验原理的突破：要深入 分析题目中所依据原理，进而分析与实验原理有关的 内容：对照组实验、重要实验步骤、重要实验装置、 完善实验装置、完善实验所用的实验方法等，在此基 础上，联系教材中的相关联的原理、知识点进行知识 的迁移，归纳出其原理。这类问题解决的基点是看我 们能否对教材中基础实验原理深刻理解，能否对其融 会贯通，举一反三，能否学会类比迁移。（2）补充 实验步骤预测实验结果的突破：认真分析实验目的和 相关知识点，辨别实验类型，确定准各变量，把握准 解题的方向
5、和关键。文字描述应力求简练、准确、科 学。结果的预测对“验证类”和“探究类”应区分对待。能力迁移1.若证明某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米，请用所学的方法设计实验加以验证。实验原理： 。材料用品：新鲜的普通玉米籽粒，新鲜的新品种玉米籽粒，研钵，试管，漏斗，纱布，吸管，清水，双缩脲试剂A液，双缩脲试剂B液，量筒。方法步骤：将两种玉米籽粒分别进行 ，制备组织样液。取A、B两只试管，向A中加入新品种玉米组织样液2 mL，B中加入普通玉米组织样液2 mL。蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应，蛋白质含量越高颜色越深研磨向A、B两只试管中分别加入2 mL ，摇匀，再分别加入3滴 摇匀。观察 。预期的结果
6、： 。解析 通过颜色反应鉴定有机物的实验，也可以依据最终产生的颜色深度对比某种有机物含量的多少。注意实验过程中实验变量新鲜普通玉米籽粒与新鲜的新品种玉米籽粒和无关变量（试剂的使用量等）的正确处理。双缩脲试剂A液双缩脲试剂B液颜色变化并比较紫色的深浅新品种玉米籽粒组织液（A试管）紫色较深典例2 为了探究“甲状腺激素及甲状腺抑制剂对蝌蚪生长发育的影响”，某同学制订了下列实验设计方案，请作出正确的评价。 a.取2个玻璃缸分别编号1号、2号。b.在2个玻璃缸中，分别加入等量（且适量）的水和新鲜水草，然后在每个玻璃缸中分别放入10条发育状态不同的蝌蚪。 c.向1号缸投放含甲状腺激素的饲料，向2号缸投放含
7、量甲状腺抑制剂的饲料。 d.每天分别向各缸中投放一些饲料。e.每隔一定时间观察一次，观察时用小网将蝌蚪捞出放在培养皿中，再将培养皿放在坐标纸上（1 mm1 mm），观察并且测量蝌蚪的体长变化。解析 该实验设计只有实验组而没有对照组，应该增加一个玻璃缸，放入常规饲料。蝌蚪的数目应相等，大小、种类应相同。投放的饲料也应该是等量的，这样才具有可比性。另外，甲状腺激素的功能是促进蝌蚪的发育，因此观测指标应该是蝌蚪发育成青蛙所需的时间的长短，而不是体长的变化，观测生长激素对蝌蚪发育的影响可用蝌蚪的体长变化作指标。答案 （1）缺少空白对照组应增加一个玻璃缸，编号为3号，3号缸中投放常规饲料；（2）发育状态
8、相同的蝌蚪；（3）投放等量的饲料；（4）观测指标应为蝌蚪发育成青蛙所需的时间。备考链接1.本题是属于评析修订类实验设计题，此类试题要求学生对实验的原理、目的要求、材料用具、方法步骤、实验现象、结果或结论等内容熟悉，深入分析并能找出错误的地方并给予改正（先指错，再改错）。这类试题多为验证性实验，是以生物学中一些经典实验或学生实验为基础而设计，要求学生要有扎实的基础知识和基本技能，突出了对“双基”的考查。2.此类型的题目主要包括：药品试剂的分析、评论和改进；是否漏做某个实验步骤；操作步骤是否颠倒；实验原理和方法是否正确；实验变量控制是否合理（特别注意看是否缺少对照实验）；实验装置设计是否妥当；是否
9、充分利用实验条件。实验变量突破要点是：依据实验目的、原理和思路，思考题目所给的实验材料和试剂分别起什么作用？应怎样应用（特别注意题干中是否隐含实验试剂和材料的选择利用）？对实验步骤的判定应注意其简便性、可行性、精确性和安全性。能力迁移2.（09宁波期末）生物兴趣小组设计了下列实验装置研究甲状腺激素对小鼠新陈代谢的促进作用。实验装置足以维持实验过程中小鼠的生命，瓶口密封，忽略水蒸气变化对实验结果的影响，装置放在适宜恒温的环境中。现有性别、日龄、大小相同的健康小鼠数只及有关的实验材料，提供良好的饲养条件等。同学们设计了如下的实验方案：步骤1：将小鼠随机均分为两组，分别编号为A组、B组；步骤2：A组
10、切除甲状腺，B组作假性切除处理，每天饲喂等适量的饲料，连续饲养一段时间，使其生理状态稳定；步骤3：将A、B两组小鼠分别放入A、B两瓶中，待小鼠安静后塞紧胶塞，一段时间后记录两装置中液滴的移动情况。（1）该实验设计的装置有不当之处，请在不增加实验装置的情况下加以修改。（2）该实验的基本原理是 。（3）预期修正后的实验结果是 。（4）有同学提出该实验设计还不够严谨，需加以补充，请在不增加实验装置的基础上提出合理的补充方案（注：试剂不受限制）。B广口瓶中清水换为NaOH溶液甲状腺激素能促进新陈代谢，提高动物的耗氧量，通过上述实验装置在相同时间内耗氧量的变化来验证甲状腺激素的作用A瓶液滴向左移动刻度小
11、于B瓶。补充步骤4：待A、B两组小鼠出现耗氧量差异后，A组饲料中增添适量的甲状腺激素制剂，B组增添等量的生理盐水，连续饲养一段时间后重复步骤3。解析 本实验是通过在相同时间内耗氧量的变化来验证甲状腺激素的作用，B广口瓶中清水换为NaOH溶液，用以吸收二氧化碳。甲状腺激素能促进新陈代谢，提高动物的耗氧量，因此，B组小鼠耗氧量大于A组。也可对A组再饲喂甲状腺激素制剂，观察耗氧量。典例3 近期统计数据显示，癌症已成为我国城乡居民的首要死因。请根据提供的材料回答问题：（1）体外分别培养某种癌细胞和正常体细胞，图中代表癌细胞生长曲线的是 。在体内，癌细胞可能侵袭周围正常组织，说明癌细胞具 的特性。（2）
12、细胞癌变后，膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质，这些蛋白质会成为 ，引起机体的免疫应答，在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是 。a有扩（分）散转移抗原效应T细胞（3）端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。下表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验：细细胞类类型 增殖代数 端粒酶活性 正常体细细胞 5060 无 癌细细胞 无限 有 实验目的：研究端粒酶与细胞癌变的关系。实验材料：癌细胞，端粒酶抑制剂，细胞培养液等。实验步骤： ； ；将癌细胞分成A、B两组A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，进行培养 。结果预测及分析： 。（4）请根据上述内容，提出一种治疗癌症的新思路
13、：。A组比B组增殖代数减少，说明端粒酶与细胞癌变（连续分裂）有关；A组仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞癌变（连续分裂）无关抑制癌细胞中端粒酶的活性（或抑制细胞分裂）；免疫治疗（输入淋巴因子、DNA疫苗）解析 一般正常的体细胞分裂不会超过5060代，当细胞代数达到这个限度，大部分细胞会死亡，但少数细胞由于基因发生突变可以继续分裂，且分裂无记录并比较A、B两组的增殖代数（分裂次数）限进行（只要外界条件适宜），这就是癌变。癌细胞 的特点有三：在适宜的条件下，癌细胞能无限增殖。癌细胞的形态结构发生显著变化。癌细胞的表面发生了变化。根据以上特点可知，a曲线反映出了癌细胞无限增殖的特点。效应T细胞会对靶细胞
14、（癌细胞）发起攻击，使其裂解死亡。第（3）小题设计的实验为探究性实验，该类实验设计的一般步骤是： 提出问题作出假设设计实验观察现象得出结论。通过审题，准确确定实验的变量为“有无端粒酶抑制剂”，设计时注意编号和排除无关变量的影响，最后得出实验结果（即预测），并注意分析（即结论）。至于治疗方法的设计，题中都有所提示。备考链接独立设计类（1）特点：这类题型在高考里出现的频率比较高，属于难度较大的实验设计题。因为它是与研究性学习相配套的一类题型，这类题型要求学生除具有严谨的科学态度外，还要求能用课本所学知识来解决生活与生产实践中存在的现象、问题等，要求学生必须具备较高的实验能力。题目有一定的开放性，便
15、于考生发挥个性特长，符合课改要求。（2）解答提醒：解答时要特别注意对照原则，而且由于是探究实验，要对实验结果及结论进行分类讨论。一个完整的课题研究方案应包括研究目的、内容、方法、形式、结论、研究报告等。该课题已经提供细胞癌变、免疫等相关信息，降低了题目的难度，学生只要从题目中获取有关信息，把握好设计实验的基本方法即可迎刃而解。“能够对一些生物学问题进行初步的探究性研究，并制定课题的研究方案”是考试大纲中高考能力考查的高层次要求，是今后高考命题的重要题型之一。能力迁移3.（09广东卷）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
16、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010 000 Lux，温度、湿度等均可自行设定）、培养皿、直尺等。（1）实验方案： 。选出180粒大小一致的种子，分成6组，每组30粒，在培养皿中培养培养条件：光照强度0、2 000、4 000、6 000、8 000、10 000 Lux；温度25，培养一周。（2）实验结果预测： 。测定指标：用直尺测量植株高度，计算每组的平均值；注：要求至少分三组（三个处理），每组有一定的种子数量，光照强度必须有0 Lux（黑暗）随光照强度增加，植株高度下降解析 该实验目的为探究不同光照强度对大豆植株高度的影响，实验变量为不同光照强度，反应变量为大豆
