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1、专题5 实验与探究,生物（浙江选考专用）,一、高中生物常用的实验方法和思维 1.根据颜色来确定某种物质的存在: 待测液+I2呈蓝色,待测液中存在淀粉; 待测液+本尼迪特试剂呈红黄色,待测液中存在还原糖; 待测液+苏丹呈橙黄色,待测液中存在油脂; 待测液+双缩脲试剂呈紫色,待测液中存在蛋白质。 2.用大分子染料如红墨水来验证生物组织细胞膜的选择透性或检验细 胞的死活。 3.用荧光标记法来证明细胞膜具有一定的流动性。,专题精讲,4.同位素示踪法:光合作用中产生的氧气的来源;噬菌体侵染细菌实验 证明DNA是遗传物质;DNA的复制是半保留复制;用18O2和14CO2追踪光 合作用中氧原子和碳原子转移途
2、径的实验等。 5.模拟实验法:如渗透作用的实验装置,分离定律的模拟实验等。 6.获得无籽果实的方法:用适宜浓度的生长素处理花蕾期已去雄的子房, 如无籽番茄的获得;诱导染色体畸变,如无籽西瓜的获得。 7.确定某种激素功能的方法:饲喂法、切除注射法、阉割移植法、切除 口服法。 8.确定传入、传出神经的功能:刺激+观察效应器的反应或测定神经上 的电位变化。,9.植物杂交的方法 雌雄同花:花蕾期去雄+套袋+开花期人工授粉+套袋。 雌雄异花:花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋。 10.确定某一显性个体基因型的方法:动物测交;植物自交或测交。 11.确定某一个体是否具有抗性基因的方法:确定小麦是否具有抗
3、锈病 基因,用锈菌去侵染小麦叶片,一段时间后,观察有无锈斑出现。 12.育种的方法:杂交育种、人工诱变育种、多倍体育种、单倍体育 种、基因工程育种、细胞工程育种。 13.理论分析法:如大、小两种草履虫竞争的实验,植物根向地生长、茎 背地生长的实验,植物向光性实验等。,14.等组实验法:如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验,发现生长素的燕麦 胚芽鞘实验。 15.加法创意法:如用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素 和生长激素,用阉割移植法研究性激素等。 16.减法创意法:如用阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长 激素,雌蕊授粉后除去正在发育着的种子等。 二、验证性实验和探究性实验设计 1
4、.验证性实验与探究性实验的一般区别 验证性实验:已知特性、属性、影响因素等,实验中不用假设,结论能准 确描述,即为验证的内容,不必进行推论。 探究性实验:必须要假设,一种或多种结论需观察分析,必须进行推论。,2.实验设计的一般步骤 (1)了解实验目的:认真读题,弄清该题要验证的是什么样的生物学事 实。即明确实验要解决什么问题。一般在题干中有“验证”“证 明”。有些实验需要对其去粗取精,提炼要点。而探究性实验则要 搞清楚需要探究什么。 (2)明确实验原理:实验原理就是设计该实验的理论依据是什么。这就 需要分析实验中所涉及的生物学及相关学科中的知识、方法。另外提 供的实验仪器的使用方法和原理也应考
5、虑在内。原理一般是高中生物 教材上的有关理论知识,分析该实验考查的是哪部分知识,联想该部分 知识结构,用有关的生物学原理先解释清楚实验。,(3)写出实验操作过程 A.选材:选材应保持条件相同(如日龄相同、体重相近的雄性成年大白 鼠)。 B.分组编号:研究对象、器皿等要分组标号,设置实验组和对照组。 C.实验处理:分别对实验组和对照组施加单一变量; 除实验变量外,实验 组和对照组的培养、饲养等条件应相同,即控制无关变量。 D.培养(或饲养)、观察、记录:培养条件一定相同,可以用“适宜、相同、合适、一定时间”等模糊词去表述,观察记录实验现象和实验数据。,E.实验结果分析或者预测实验现象:验证性实验
6、,要根据所学知识和原 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,且结论与实验目的相对应),如“验证”“证明 ”都可预测到与实验目的一致的结果。探究性实验,在进行结果预测 时,应讨论可能出现的各种情况,并根据各实验结果得出相应的结论。 F.实验结论:通过对现象、结果的分析,概括出规律性的结论,结论一般 就是实验目的。常用格式有: 验证性实验:因为(现象)说明(分析原因)证明(结论) 探究性实验:如果(现象)那么说明(结论),例1 面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情,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,能提高干旱条 件下植物
7、对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能提高紫花苜蓿(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(经灭菌处理的田园 土与河沙混合,体积比91),大小一致的花盆,方法步骤: (1)每个花盆中放置栽培土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 条件下培养。 (4)6周后, 处理10 d,每天观察、记录并统计 。 结果预测与分析: 。,解析 要探究接种摩西球囊霉菌是否能提高紫花苜蓿的抗旱能力,需要 以是否接种摩西球囊霉菌作为实验变量,设置对照实验,对实验
8、植物进 行干旱处理,以实验组与对照组紫花苜蓿的死亡率作为观察指标,对实 验结果进行分析,进而得出接种摩西球囊霉菌是否能提高紫花苜蓿的抗 旱能力。为排除土壤中其他微生物对实验结果的影响,需要对栽培土进 行灭菌处理。,答案 (2)接种等量的摩西球囊霉菌菌种 不接种(或接种与A组等量的 经灭菌处理的摩西球囊霉菌菌种) (3)相同且适宜 (4)干旱(或停止浇灌) 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 西球囊霉菌提高了紫花苜蓿的抗旱能力(或A组紫花苜蓿死亡率等于或 高于B组。这可能是接种摩西球囊霉菌不能提高紫花苜蓿的抗旱能力),三、实验评
9、价题的解答 1.实验评价题类型 随着生物高考越来越重视对实验能力的考查,实验题形式日趋多样化, 其中实验评价题是较常见的形式,考查形式主要有以下几种: (1)对对照实验的评价 由于生物实验研究对象的复杂性、多样性和差异性等原因,生物实验大 多采用对照实验法,即确定实验组后,根据等量原则和单一变量原则设 置相应对照组,要求不同组别只能有一个实验变量,其余无关变量保持 相同且适宜,观察比较不同实验组别的差异。通过对照(对比)实验得出 科学的结论。,(2)对实验步骤顺序的评价 正确的实验步骤是实验取得成功的前提,它能确保出现正常的实验现 象,进而推理得出正确的实验结论。答题时应注意:是否漏做某个实
10、验步骤;操作步骤是否颠倒。 (3)评价实验试剂和仪器使用是否正确 实验者只有正确使用试剂和仪器才能如期看到实验效果。如使用双缩 脲试剂时必须先加氢氧化钠(A)溶液形成碱性环境后再加硫酸铜(B)溶 液;使用碘液检测淀粉是否被淀粉酶完全水解时,正确顺序是:淀粉+淀 粉酶水浴保温一段时间加碘液。,(4)纠正或改进题型的特点 试题中既有合理成分,又有不合理成分,干扰因素较多,要求在原有设计 的合理成分的基础上,提出自己的实验设计思路。这表面上是考查考生 对实验设计的分析与评价能力,实质上是全面检测设计生物学实验方案 的能力,同时还考查考生的科学态度和科学精神方面的水准。 2.实验评价题解题策略步骤 四
11、步看:一看对照、二看变量、三看操作、四看结果。 (1)一看对照:需要什么对照、几个对照组。 (2)二看变量 在实验中除要设计的单一变量外,其他条件都必须一致,特别注意实验 过程中是否会因添加试剂或进行某个操作而引起控制条件的不一致。,实验对象的一致性; 实验所加试剂的量要相等; 实验控制时间的一致性; 实验条件的一致性。 (3)三看操作 主要看实验原理是否合理正确、实验取材是否正确、方法步骤是否科学。 实验取材分析与评价:实验材料的选择要得当、经济、易得、好用、 效果好。 药品与试剂分析、评价及改进:药品与试剂的量、浓度、纯度等都是 影响实验结果的重要因素,在进行实验分析时要逐一检查,不能忽视
12、。,例如:本尼迪特试剂与双缩脲试剂。 步骤及操作的分析、评价及改进: a.是否漏做某个实验步骤; b.操作步骤是否颠倒; c.操作方法是否正确。 (4)四看结果 主要看实验结果的验证方法与预测是否合理: 实验结果的验证方法是否正确; 验证目标是否准确; 探究性实验的实验结果与结论是否为多个。,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。 (1)取2个玻璃缸分别编号,1号、2号。 (2)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 玻璃缸中放入10条发育状态不同的蝌蚪。 (3)向1号缸投放含甲状腺激素的饲料
13、,向2号缸投放含甲状腺抑制剂的 饲料。 (4)每天分别向各缸中投放一些饲料。 (5)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,投 放常规饲料。各缸中蝌蚪的数目应相等,大小、种类等应相同。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,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)应放入发育状态相同的蝌蚪;(3)(4)投放等量的饲料;(5)观 测指标应为蝌蚪发育成青蛙所需的时间。,
