專題七實驗、實習(xí)與研究性課題.ppt

實驗是高考必考的內(nèi)容，也是命題的熱點。高考生物實驗的考查，一是重視回歸教材：從內(nèi)容上看，既可對教材實驗內(nèi)容直接考查，也可對教材相關(guān)實驗的原理和方法進行拓展考查；從形式上看，不是簡單機械地重復(fù)，而是通過創(chuàng)設(shè)新的實驗情境，考查對教材實驗的分析、理解和提取新信息的能力。二是重視對探究能力的考查：既有以實驗操作技能訓(xùn)練為主的試題，又有以檢驗已知的事實、概念為主的驗證性試題。,1.教材實驗識記、理解和拓展 教材中的實驗原理、方法、步驟、器材、注意事項等是近幾年考查的重點，所以，在復(fù)習(xí)過程中，首先要將教材中的實驗分類歸納，舉一反三。然后對教材中每一個實驗的實驗?zāi)康?、原理、材料、步驟及注意事項等進行比較記憶，要認真領(lǐng)會每個實驗的設(shè)計意圖，并總結(jié)實驗方法。對于根據(jù)教材實驗內(nèi)容進行拓展創(chuàng)新的試題，要給予加倍關(guān)注。,2.實驗設(shè)計和分析 實驗分析主要考查是否理解某個實驗的原理、能否分析實驗結(jié)果、是否具有靈活運用教材中實驗知識的能力及在不同情境下對知識的遷移能力。特別是對題中一些具體實驗數(shù)據(jù)的處理、分析、表達、描述和作圖等更是高考的熱點。實驗設(shè)計要剖析教材中的各類實驗，包括經(jīng)典實驗，特別是理解驗證性實驗和探究性實驗的設(shè)計方法和實驗結(jié)論上的區(qū)別。,3.研究性學(xué)習(xí) 重點掌握數(shù)據(jù)處理的基本方法，如列表法、算術(shù)平均值法、圖像法等。在復(fù)習(xí)過程中創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境和途徑，如可重溫(再經(jīng)歷)科學(xué)家成功探索自然的經(jīng)典實驗及重要發(fā)現(xiàn)，重點放在對科學(xué)研究方法的探索過程，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、設(shè)計實驗驗證等能力。通過主動地探索、發(fā)現(xiàn)和體驗，學(xué)會對大量信息進行收集、分析和判斷，從而增強科學(xué)探究能力。,1(2010新課標全國卷)若要在普通顯微鏡下觀察到質(zhì)壁 分離、RNA和脂肪，下列四組材料中應(yīng)選擇的一組是 ( ) A水稻胚乳和花生子葉 B天竺葵葉和水稻胚乳 C紫色洋蔥和花生子葉 D天竺葵葉和紫色洋蔥,解析 觀察質(zhì)壁分離時細胞一定要是活的，且細胞的細胞液中有一定的色素，便于觀察液泡的顏色變化和大小變化，而水稻胚乳細胞是死細胞不能做質(zhì)壁分離的材料；天竺葵葉片綠色較深，會干擾觀察質(zhì)壁分離；水稻胚乳中主要含淀粉，而脂肪含量少，不便于觀察脂肪的存在。,答案 C,1.觀察葉綠體和線粒體,2.觀察植物細胞的吸水和失水,3觀察細胞的有絲分裂和減數(shù)分裂,植物細胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗的應(yīng)用 1判斷細胞的死活 待測細胞0.3 g/mol 蔗糖溶液鏡檢觀察發(fā)生質(zhì)壁分離， 為活細胞；不發(fā)生質(zhì)壁分離，為死細胞。 2測定某種植物細胞液的濃度 待測細胞一系列濃度梯度的蔗糖溶液鏡檢觀察觀察 質(zhì)壁分離情況，細胞液濃度約等于未發(fā)生質(zhì)壁分離和剛剛 發(fā)生質(zhì)壁分離的外界溶液的濃度。,3比較不同種植物細胞液的濃度大小 不同植物細胞同一濃度的蔗糖溶液鏡檢觀察根據(jù) 質(zhì)壁分離發(fā)生的時間及程度，判斷細胞液濃度的大小。 4比較未知濃度溶液的濃度大小 同種植物細胞未知濃度的溶液鏡檢觀察根據(jù)質(zhì)壁 分離發(fā)生的時間及程度，判斷未知溶液濃度的大小。 5驗證原生質(zhì)層和細胞壁伸縮性大小 成熟植物細胞0.3 g/mL 蔗糖溶液鏡檢觀察發(fā)生質(zhì) 壁分離，說明細胞壁伸縮性小于原生質(zhì)層伸縮性。,2(2010上海高考)右圖中代表新鮮菠菜 葉的光合色素紙層析結(jié)果，則右圖所 示結(jié)果最有可能來自 ( ) A水培的洋蔥葉 B生長的柳樹幼葉 C培養(yǎng)的衣藻 D秋冬的銀杏落葉,解析 圖的結(jié)果顯示無葉綠素a和葉綠素b，A、B、C項的細胞中都含有葉綠素，只有D項，幾乎不含葉綠素。,答案 D,1綠葉中色素的提取和分離,2檢測生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì),高中生物實驗常見顏色歸納 1赤(紅)：斐林試劑與還原糖作用，在熱水浴中生成磚紅色 沉淀；班氏試劑與葡萄糖反應(yīng)，在沸水浴中生成磚紅色沉 淀；脂肪可以被蘇丹染液染成紅色，該反應(yīng)不需要加熱； 在觀察植物細胞的有絲分裂實驗中，用醋酸洋紅液將染色 體(或染色質(zhì))染成紅色。 2紅、橙：葉綠素 a 和葉綠素 b 主要吸收紅橙光和藍紫光。 3橙、黃：脂肪可以被蘇丹染液染成橘黃色，該反應(yīng)不需要 加熱；葉綠體中色素的提取和分離實驗中，濾紙條分出的色 帶中最上邊的是胡蘿卜素橙黃色，其下邊的是葉黃素 黃色。,4黃綠色和藍綠色：葉綠體中色素的提取和分離實驗中，濾 紙條分出的色帶中最下邊的是葉綠素 b黃綠色，其上 邊的是葉綠素 a 藍綠色。 5綠色：葉綠體中色素的提取和分離實驗中，用丙酮提取的 葉綠素的顏色是綠色。 6藍色：在光合作用發(fā)現(xiàn)過程中，德國科學(xué)家薩克斯做的實 驗中發(fā)現(xiàn)曝光的那一半葉片用碘蒸氣處理后呈深藍色。 7紫藍色：在溫度對酶活性的影響中，淀粉遇碘后，形成紫 藍色的復(fù)合物；胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。 8紫色：蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用(不用沸水浴)，產(chǎn)生 紫色反應(yīng)。,3(2010福建高考)下列關(guān)于低溫誘導(dǎo)染色體加倍實驗的敘 述，正確的是 ( ) A原理：低溫抑制染色體著絲點分裂，使子染色體不 能分別移向兩極 B解離：鹽酸酒精混合液和卡諾氏液都可以使洋蔥根 尖解離 C染色：改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使 染色體著色 D觀察：顯微鏡下可以看到大多數(shù)細胞的染色體數(shù)目 發(fā)生改變,解析 低溫誘導(dǎo)染色體加倍實驗的實驗原理是：低溫處理植物分生組織細胞，能夠抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致染色體不分離，從而產(chǎn)生染色體數(shù)目加倍的細胞核；卡諾氏液能固定細胞的形態(tài)，而鹽酸酒精混合液可以使洋蔥根尖解離；改良苯酚品紅溶液和醋酸洋紅溶液都可以使染色體著色；洋蔥根尖裝片中的細胞大部分處于有絲分裂間期，因此在顯微鏡下能觀察到染色體數(shù)目發(fā)生改變的只是少數(shù)細胞。,答案 C,1探究酵母菌細胞呼吸的方式,2探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化,3探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用,驗證性實驗和探究性實驗 1二者的比較 (1)驗證性實驗 驗證性實驗是驗證某一個結(jié)論是否正確的實驗。 通過驗證性實驗可以對研究對象進行更深入地了解，也能證明某種假設(shè)是否正確，從而加深對所學(xué)生物學(xué)知識的理解和記憶。 由于實驗者在實驗前大多已掌握了實驗結(jié)果和實驗結(jié)論，因此實驗者對實驗結(jié)果的預(yù)期常常是惟一的。,(2)探究性實驗 探究性實驗是探究研究對象的未知屬性、特性以及與其他因素的關(guān)系的實驗。 探究性實驗是根據(jù)一定的實驗?zāi)康模矛F(xiàn)有的實驗條件，通過控制實驗變量的改變干擾研究對象，并觀察實驗結(jié)果(現(xiàn)象)和推理得出實驗結(jié)論。 由于實驗者在實驗前提出的假說往往是比較模糊的，也沒有掌握最后的實驗結(jié)果和實驗結(jié)論，因此對實驗結(jié)果的預(yù)期也是不確定的，只能把各種有可能出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象都考慮在內(nèi)，再由各種現(xiàn)象推出相應(yīng)的實驗結(jié)論。 此類實驗一般需經(jīng)過探究得出實驗結(jié)論，往往需討論，即“如果出現(xiàn)結(jié)果 a 會怎樣，如果出現(xiàn)結(jié)果 b 或 c 又會怎樣”。,2舉例,3實驗設(shè)計遵循的原則 (1)單一變量原則 該原則可使實驗中的復(fù)雜關(guān)系簡單化，使結(jié)果更準確。其含義是： 不論一個實驗中有幾個實驗變量，都應(yīng)做到一個實驗變量對應(yīng)觀測一個反應(yīng)變量。 實驗中要盡可能避免無關(guān)變量的干擾。 對照實驗設(shè)置的正確與否，一個重要的方面是看是否遵循單一變量原則，具體來說有如下四個方面：a.所用生物材料要相同，b.所用實驗器具要相同，c.所用實驗試劑要相同，d.所用處理方法要相同。,(2)平行重復(fù)原則 為了使實驗結(jié)果或?qū)嶒灁?shù)據(jù)更接近真實情況，避免偶然因素對實驗的影響，一般在實驗組中控制相同條件下多設(shè)幾組，以使得出的結(jié)論更準確、科學(xué)。如“探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用”實驗中，同濃度處理的插條要求做35根。排除個別偶然數(shù)據(jù)的干擾，求平均數(shù)。 (3)科學(xué)性原則 包括實驗原理、實驗材料的選擇、實驗方法和實驗結(jié)果的處理等方面要保證不出現(xiàn)科學(xué)性錯誤，要有科學(xué)思想和方法作指導(dǎo)。,(4)對照原則 空白對照：對照組為不作任何處理的對象組。 自身對照：實驗組與對照組在同一對象上進行，不另設(shè)對照組，一般為自身前后對照。 相互對照：不單設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對照。 4實驗設(shè)計時的一般步驟 (1)取材、分組、編號 取材時要注意數(shù)量和生理及發(fā)育狀態(tài)相同，用具要相同等，即無關(guān)變量要相同且適宜，不影響實驗結(jié)果。,(2)變量處理 根據(jù)單一變量原則和對照原則，對不同組別進行變量處理， 以引起不同的實驗結(jié)果來實現(xiàn)實驗?zāi)康摹?(3)根據(jù)需要可進行進一步相同處理； 其他因素相同且最適的繼續(xù)處理。 (4)檢測、觀察、統(tǒng)計、比較 必須找出具體的觀察和記錄對象，觀察、記錄、統(tǒng)計、比 較實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。,4(2009江蘇高考)某研究學(xué)習(xí)小組在調(diào)查人群中的遺傳 病時，以“研究病的遺傳方式”為子課題。下列子 課題中最為簡單可行、所選擇的調(diào)查方法最為合理的是 ( ) A研究貓叫綜合征的遺傳方式，在學(xué)校內(nèi)隨機抽樣調(diào)查 B研究紅綠色盲的遺傳方式，在患者家系中調(diào)查 C研究青少年型糖尿病，在患者家系中進行調(diào)查 D研究艾滋病的遺傳方式，在市中心隨機抽樣調(diào)查,解析 糖尿病是由多基因控制的遺傳病，遺傳方式不確定；艾滋病是傳染病，而非遺傳??；研究遺傳病的遺傳方式不能隨機抽樣，可以通過調(diào)查患者家系的發(fā)病情況和發(fā)病規(guī)律，然后推測其遺傳方式。,答案 B,1調(diào)查常見的人類遺傳病,2土壤中小動物類群豐富度的研究,關(guān)于調(diào)查類實驗應(yīng)注意的幾個問題 1一般步驟 確定調(diào)查內(nèi)容，了解相關(guān)要求確定調(diào)查方法選取調(diào)查對象確定調(diào)查范圍制定記錄表格實施調(diào)查研究 (避免隨機性，獲得足夠的調(diào)查數(shù)據(jù))進行結(jié)果分析(匯總、統(tǒng)計數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)得出結(jié)論)撰寫調(diào)查報告。,2常用方法 詢問法、問卷調(diào)查法、取樣調(diào)查法(樣方法、標志重捕法、取樣器取樣法)、野外觀察法、社會調(diào)查法、實驗法等。如調(diào)查人類紅綠色盲的發(fā)病率用詢問法或問卷調(diào)查法；調(diào)查土壤中螨蟲的種群密度用取樣器取樣法。 3合理確定調(diào)查對象和范圍 (1)調(diào)查人類紅綠色盲的發(fā)病率，應(yīng)在廣大人群中隨機抽樣調(diào) 查人類紅綠色盲患者人數(shù)，而不是在患者家系中調(diào)查。 (2)調(diào)查人類紅色盲的遺傳方式應(yīng)在患者家系中展開調(diào)查。,4.科學(xué)制定記錄表格 如調(diào)查人類紅綠色盲發(fā)病率的表格中，應(yīng)該分別列出男患者人數(shù)、女患者人數(shù)、男性總數(shù)、女性總數(shù)、男性發(fā)病率、女性發(fā)病率。因為此是伴性遺傳病，男女性發(fā)病率不同。,例1 顏色的變化常被作為生物實驗過程中結(jié)果觀察的一項重要指標。下面是實驗人員在生物實驗中遇到的有關(guān)顏色異常的問題，請分析回答： (1)做蛋白質(zhì)鑒定實驗時，在2 mL 蛋白質(zhì)溶液中加入2 mL 雙 縮脲試劑 A 液后，又加入 2 mL 雙縮脲試劑 B 液，振蕩均 勻，溶液顏色呈藍色，最可能的原因是_。,(2)在葉綠體色素的提取和分離實驗中，取材合適且提取色素 的過程操作很規(guī)范，但得到的濾紙條上的色素帶顏色均非 常淡，可能的原因有濾紙條濕度大，沒有預(yù)先干燥處理； _； _。 (3)某實驗人員用棕色的廣口瓶按教材要求規(guī)范地制作小生態(tài) 瓶，模擬池塘生態(tài)系統(tǒng)，各成分比例適中，取材良好，制 好后放在臥室的裝飾柜中，一星期后發(fā)現(xiàn)水質(zhì)和藻類顏色 異常，為了維持小生態(tài)瓶的穩(wěn)定性，至少應(yīng)做下列改進： _； _。,解析 (1)雙縮脲試劑的 A 液和 B 液反應(yīng)生成 Cu(OH)2，呈藍色。(2)色素濾液中含有的色素含量少或濾紙上的色素量少，都會導(dǎo)致色素帶顏色淺。由題干信息“取材合適且提取色素的過程操作很規(guī)范”推知，色素帶淺和濾液無關(guān)，與畫濾液細線的過程有關(guān)。濾紙吸收濾液的能力有限，為了增大濾紙上的色素含量，畫濾液細線時，須在所畫的濾液細線干燥后再重復(fù)畫線，否則會造成畫線過粗和色素濃度低的情況；如果濾紙條上濾液細線觸及了層析液，可以將色素溶解。(3)小生態(tài)瓶必須是透明的，以保證生態(tài)瓶中有充足的光照；為了排除溫度這一無關(guān)變量的干擾，生態(tài)瓶應(yīng)該放在有較強散射光的地方。,答案 (1)加入雙縮脲試劑B 液過量，生成過多的 Cu(OH)2 (2)畫色素濾液細線次數(shù)太少(只畫一次濾液細線) 濾紙條上濾液細線部分觸及了層析液 (3)將棕色的廣口瓶換成無色的廣口瓶 放在有較強的散射光處,教材實驗操作技能遷移 (1)物質(zhì)鑒定類。利用化學(xué)試劑與相關(guān)物質(zhì)產(chǎn)生特定顏色反應(yīng)， 進行物質(zhì)鑒定時，應(yīng)注意選擇白色的材料；如果實驗材料 本身具有其他的顏色，在鑒定前首先要進行脫色處理。 (2)顯微觀察類實驗要先制片，不同材料用不同的制片方法。 裝片法(把整個實驗材料制成裝片，如用葫蘆蘚觀察葉綠體)、 切片法(把材料切成薄片，以便觀察，如脂肪的鑒定)、壓片 法(把材料壓成一薄層，以便觀察，如觀察根尖細胞的有絲 分裂)。 (3)以成熟的植物細胞為材料，利用質(zhì)壁分離也可以鑒定細胞 死活。,(4)用物理或化學(xué)試劑誘變時，處理的材料應(yīng)該是具有分裂 能力的組織或細胞；觀察染色體變異時，一定要選擇正 處于分裂期的細胞進行觀察。 (5)進行調(diào)查研究時，所選擇的樣本要具有代表性，且要滿 足樣本數(shù)量足夠多的條件，以減小誤差；實驗材料在數(shù) 量上要盡可能多地選取，記錄數(shù)據(jù)時取其平均值以減小 實驗誤差。 (6)需加熱完成的生物實驗，操作時，一般采用的都是沸水 浴加熱法，而不是直接加熱。,例2 日常生活中人們常用安琪酵母發(fā)面蒸饅頭，某學(xué)生準備驗證酵母菌既能進行有氧呼吸，也能進行無氧呼吸，并設(shè)計了下列對照實驗，請你幫助他完成有關(guān)內(nèi)容。 (1)實驗?zāi)康模候炞C酵母菌的細胞呼吸方式。 (2)實驗原理：細胞的不同呼吸方式釋放的能量多少不同，但 每種方式所釋放的能量中都有一部分以_的形式散 失，從而導(dǎo)致細胞周圍的環(huán)境溫度_。 (3)材料用具：酵母菌培養(yǎng)液，質(zhì)量濃度為 0.19 g/mL 的葡萄 糖溶液、液體石蠟油、蒸餾水、保溫瓶、溫度計、棉花。,(4)實驗步驟： 將質(zhì)量濃度為 0.19 g/mL 的葡萄糖溶液加熱后冷卻備用。 取3個保溫瓶，編號為 A、B、C，并將 C 瓶設(shè)置為對照。 在3個保溫瓶中分別加入等量的_。 A 瓶中再加入_，B 瓶中再加入_，C 瓶中再加入_。,在3個保溫瓶中均放入溫度計，用棉花輕輕塞上瓶口，并保證保溫瓶通氣。 24小時后觀察并記錄3個保溫瓶中溫度的變化。 (5)實驗結(jié)果及分析： C瓶溫度_，A 瓶溫度_(填“大于”“小于”或“等于”)B 瓶溫度，原因是_。 (6)實驗結(jié)論：_。,解析 本題實驗的目的是驗證酵母菌的細胞呼吸方式，故控制好單一變量(有氧或無氧環(huán)境)是關(guān)鍵；具體表達實驗步驟時，要注意體現(xiàn)出等量原則，對于實驗結(jié)果的分析，由于酵母菌有氧呼吸釋放的能量比無氧呼吸釋放的能量多，故作為實驗組的 A、B 兩瓶溫度不同。,答案 (2)熱能 升高 (4)葡萄糖溶液 適量的酵母菌培養(yǎng)液和液體石蠟油 與 A 瓶所加酵母菌培養(yǎng)液等量的酵母菌培養(yǎng)液 與 A 瓶所加酵母菌培養(yǎng)液等量的蒸餾水 (5)不變 小于 酵母菌無氧呼吸釋放的能量比有氧呼吸釋放的能量少 (6)酵母菌的細胞呼吸方式有有氧呼吸和無氧呼吸兩種(或兼性厭氧),例3 (2010浙江高考)為研究兔紅細胞在不同濃度NaCl溶液中的形態(tài)變化，請根據(jù)以下提供的實驗材料與用具，寫出實驗思路，設(shè)計記錄實驗結(jié)果及原因分析的表格，并填入相應(yīng)內(nèi)容。 材料與用具：兔紅細胞稀釋液、質(zhì)量分數(shù)為1.5%的NaCl溶液、蒸餾水、試管、顯微鏡等。 (要求：答題時對NaCl溶液的具體配制、待觀察裝片的具體制作不作要求),(1)實驗思路： (2)設(shè)計一張表格，并將預(yù)期實驗結(jié)果及原因分析填入該表中。,解析 本題考查物質(zhì)出入細胞的方式，意在考查實驗與探究能力。實驗?zāi)康臑檠芯客眉t細胞在不同濃度NaCl溶液中的形態(tài)變化，所以自變量是不同濃度的NaCl溶液，因變量是紅細胞的形態(tài)變化。,答案 (1)配制質(zhì)量分數(shù)由低到1.5%的NaCl溶液，分別等量加入各支試管中。 向上述各支試管中分別加入等量的兔紅細胞稀釋液，放置一定時間。 取兔紅細胞稀釋液和上述試管中的紅細胞稀釋液制作裝片，用顯微鏡觀察并比較紅細胞形態(tài)的變化。 (2)不同濃度NaCl溶液對兔紅細胞形態(tài)的影響,如何做出假設(shè)并預(yù)期實驗結(jié)果 假設(shè)的做出一定要根據(jù)已有的知識經(jīng)驗進行，否則做出的假設(shè)就是羅列各種可能的情況，意義不大。做出的假設(shè)還應(yīng)該緊緊呼應(yīng)提出的問題。例如，針對“酵母菌在有氧、無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物是否一樣”可做出假設(shè)：酵母菌在有氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物中有二氧化碳，而在無氧條件下細胞呼吸的產(chǎn)物中無二氧化碳。,做出假設(shè)后還應(yīng)預(yù)期相應(yīng)的實驗結(jié)果，為實驗的檢測做好準備，為實驗結(jié)果的分析提供相應(yīng)的依據(jù)。 注意：驗證性實驗無需假設(shè)，一般只