高中生物实验例题分析课件 29页

高中生物专题复习----验证性实验和探究性试验\n2007年高考生物考试大纲一、考核目标与要求2．实验与探究能力（1）能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。（2）具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。（3）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。（4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。\n实验设计的基本原则1、对照性原则：在实验中，为了排除无关条件的干扰，常常要设立对照实验。所谓对照实验是指有一个关键条件不同，而其他实验条件都相同的情况下所进行的一组实验，以此了解条件与结果之间的关系，增强实验结论的可靠性。通常，一个实验总分为实验组和对照组。哪一组是实验组?哪一组是对照组?一般来说,实验组，是接受实验变量处理的对象组;对照组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组，这样，从理论上讲，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，故实验组与对照组两者之差异，则可认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。\n实验设计的基本原则1、对照性原则：2、单一变量原则：单一变量原则是处理实验中的复杂关系的准则之一.即控制其他因素不变而只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响.\n除上述原则之外,实验设计中还要注意科学性原则、平行重复原则、随机性原则、可操作性原则、简便性原则、安全性原则。实验设计的基本原则1、对照性原则：2、单一变量原则：\n一、明确实验目的实验设计的基本方法仔细阅读题目，从题干中提取以下信息：本实验研究的问题、实验提出的假设。\n一、明确实验目的实验设计的基本方法二、构思实验思路根据实验目的,结合题目所提供的实验材料和用具，设想该怎样设计实验过程，在脑海里构想大致的框架。\n一、明确实验目的实验设计的基本方法二、构思实验思路充分利用题干信息,根据所构思的实验思路及具有的相关知识来选择.如果题目未提供实验材料和用具，该如何考虑?\n一、明确实验目的实验设计的基本方法二、构思实验思路实验原理是指导实验过程关键步骤的理论依据，也是最后根据实验结果判断假设是对还是错的根据。三、分析实验原理\n一、明确实验目的实验设计的基本方法二、构思实验思路三、分析实验原理如果题目中没有给出实验原理,如何分析?实验原理是指导实验过程关键步骤的理论依据，结合所学知识、题目中给出的背景材料及其他基本条件如器材、试剂等，分析实验原理。\n一、明确实验目的实验设计的基本方法二、构思实验思路三、分析实验原理四、设计实验步骤基本模式：1、选材编号：2、控制变量；3、设置对照；4、观察记录。\n一、明确实验目的实验设计的基本方法二、构思实验思路三、分析实验原理四、设计实验步骤五、预测实验结果预测应出现的实验结果（验证性实验）或可能出现的多种实验结果（探究性实验），并科学地加以描述。\n一、明确实验目的实验设计的基本方法二、构思实验思路三、分析实验原理四、设计实验步骤五、预测实验结果分析实验结果或处理实验数据，肯定或否定假设，从而得出相应的结论。六、分析得出结论\n实验设计题的常见题型实验目的和实验结果带有不确定性，要通过实验或研究得出结论,探究性实验的结果是未知的，可能是多种多样的，是需要讨论的，（即便是知道也要装作不知道）格式是若A则B。验证前人的科学研究过程和结论，而这种结论在课本中已讲过。验证实验的结果是明确的，是不需要讨论的.验证性实验探究性实验\n例题解析例1、(全国2006年)为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中和在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。实验步骤和预测实验结果：（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在水面。（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。（3）分析预测结果：\n解析:实验目的：两组变量蒸馏水和NaHCO3溶液（CO2）日光灯和暗培养箱（光照）两支试管之间的单因子实验变量：检测实验结果的方法：观察叶片的沉浮浮：叶肉细胞间隙有O2（光照:光合＞呼吸）沉：叶肉细胞间隙无O2（黑暗:呼吸消耗O2）实验原理:验证叶片在光合作用和呼吸作用过程有气体的产生和消耗CO2的有无光照下,叶片光合作用产生O2,叶片上浮;黑暗中,叶片呼吸作用消耗O2,叶片下沉.\n例1、答案:实验步骤:（3）将这两支试管放在日光灯下，光照一段时间，结果NaHCO3稀溶液中的叶片上浮,蒸馏水中的叶片仍在试管底部（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间,结果NaHCO3稀溶液中的叶片下沉,蒸馏水中的叶片仍在试管底部分析预测的结果:1.光照下,NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用,释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气,叶肉细胞间隙的氧气增加,叶片上浮,而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气,叶片不能进行光合作用和有氧呼吸,叶肉细胞间隙缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部.2.黑暗中,NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用消耗了叶肉细胞间隙中的氧气,放出的二氧化碳溶于NaHCO3稀溶液中,叶肉细胞间隙缺乏气体,叶片下沉;蒸馏水中缺乏氧气,叶片不能进行有氧呼吸,叶肉细胞间隙仍缺乏气体,因此叶片仍位于在试管底部例题解析单一变量原则即对象相同，条件不同；对象不同，条件相同。\n例1、答案:实验步骤:（3）将这两支试管放在日光灯下，光照一段时间，结果NaHCO3稀溶液中的叶片上浮,蒸馏水中的叶片仍在试管底部（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间,结果NaHCO3稀溶液中的叶片下沉,蒸馏水中的叶片仍在试管底部分析预测的结果:1.光照下,NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用,释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气,叶肉细胞间隙的氧气增加,叶片上浮,而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气,叶片不能进行光合作用和有氧呼吸,叶肉细胞间隙缺乏气体,因此叶片仍位于试管底部.2.黑暗中,NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用消耗了叶肉细胞间隙中的氧气,放出的二氧化碳溶于NaHCO3稀溶液中,叶肉细胞间隙缺乏气体,叶片下沉;蒸馏水中缺乏氧气,叶片不能进行有氧呼吸,叶肉细胞间隙仍缺乏气体,因此叶片仍位于在试管底部例题解析本实验是验证性实验,结果是明确的，是不需要讨论的.\n例2、植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。实验材料与主要用具：实验步骤：菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。例题解析\n例2、实验步骤：①取菠菜叶，用镊子剥取表皮。②在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。③将临时装片放在显微镜的载物台上，先用低倍镜下找到气孔，移到视野中央，再换高倍镜进行观察，记录观察到的气孔状态。④在盖玻片的一侧滴上浓盐水，再另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复几次。⑤继续观察气孔的变化，并做记录。预测实验结果并作出解释：在清水中气孔应开启，因为当细胞液浓度大于细胞外液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启。（2分）在浓盐水中气孔应关闭，因为当细胞液浓度小于细胞外液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。（2分）（其他答案正确也给分）例题解析表皮细胞只能撕去或剥取，而不能够切取，这种切取的方法就不具有可操作性，因此是要扣分的。\n例3、研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液l00OmL。利用以下实验材料和器材设计实验，探究不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。实验材料和器材：水稻种子：试管：培养皿；纱布：尺子（l00mm)；蒸馏水；恒温光照培养箱，温度设定为28℃，光强度为200OLux）；(实验材料和器材的数量不限)根据给出的实验材料和器材．请设计实验方法和步骤．方法和步骤：例题解析\n例3实验步骤：①用蒸馏水将重金属污染液逐级稀释10、102、103、104倍（稀释过程中pH值的变化可不作考虑），获得4种不同浓度的污染液；②挑选籽粒饱满、大小一致的水稻种子250粒，随机分成5组，50粒／组；③取5只培养皿，垫上纱布；其中4只培养皿加人等体积的不同浓度重金属污染液（浸润纱布即可），另1只培养皿加人等体积的蒸馏水作为对照；④在每只培养皿的纱布上，均匀放置50粒水稻种子；⑤将5只培养皿置于恒温光照培养箱培养；每天实验组补充等量的相应浓度重金属污染液，对照组补充等体积的蒸馏水，以保持纱布的湿润；⑥1周后统计各组的发芽率；用尺子测量幼苗株高（或根长），计算其平均值。例题解析\n例4环境污染对植物的生长发育有不同程度的影响。在一定程度上，植物在污染环境中也有继续保持正常生命活动的特性，这种特性称为抗性。研究植物的抗性对筛选具有净化环境的植物种类和保护环境有积极意义。（1）一项研究表明，植物对SO2的抗性与叶片上气孔密度和气孔大小等有关。所得数据如下表①该研究说明，植物对SO2的抗性与气孔的密度呈__________关系，和每个气孔的面积呈_______关系。②在SO2污染严重的地区，最好选择表中________植物为行道树种。被测植物平均受害面积（％）气孔气孔密度（个／mm2）每个气孔面积（mm2）甲植物13.5218272乙植物33.4162426丙植物57.7136556正相关负相关甲例题解析\n不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响程度不同（或相同）。(2)工业生产中产生的SO2是酸雨（PH＜5.6）形成的主要原因之一。有人设计实验研究酸雨对植物的毒害作用。实验过程如下图所示（除图中特别说明的外，其他条件甲、乙均相同）：实验结果表明，“酸雨”使植物叶片变黄，而对照实验中的植物没有变黄。该实验说明“酸雨”对植物的生长发育有影响。参照上述装置和试剂以小麦种子为实验材料尝试设计实验，探究2种不同pH的酸雨对种子萌发率的影响。①探究的问题：不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响。②作出的假设：____________________________________③实验步骤（简要叙述）：④实验预期结果与分析（实验预期结果多种多样，写出其中3种并加以分析）：③用上述实验装置和试剂，采用两种pH<5.6的“酸雨”进行实验，设置清水对照；在三个花盆中播种同样数量（例如50粒）的小麦种子；在相同而适宜的环境中培养；一段时间（7天）后，分别统计3个装置中的种子萌发率。探究性实验的结果是未知的，是多种多样的，是需要讨论的，（即便是知道也要装作不知道）。格式是若A则B。④a．如果三个装置中种子萌发率没有差异，那么说明酸雨对种子萌发率没有影响b．如果三个装置中，pH越小，种子萌发率越低，说明酸雨对种子萌发有抑制作用，且随着pH的减小，抑制作用增大。C．如果三个装置中，pH越小，种子萌发率越高，说明酸雨对种子萌发有促进作用，且随着pH的减小，促进作用增大。\n例：（2009全国）请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测试验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。（1）若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计（把答案填在答题卡上相应的表格中）。（2）实验步骤：按照上表中的设计，取试管、加溶液。（3）结果预测：（4）结论：（5）在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时浅，其原因是。\n例14：（2009年全国）利用微生物分解玉米淀粉生产糖浆，具有广阔的应用前景。但现在野生菌株对淀粉的转化效率低，某同学尝试对其进行改造，以活得高效菌株。（1）实验步骤：①配置（固体、半固体、液体）培养基，该培养基的碳源应为。②将接入已灭菌的培养基平板上。③立即用适当剂量的紫外线照射，其目的是。④菌落形成后，加入碘液，观察菌落周围培养基的颜色变化和变化范围的大小。周围出现现象的菌落即为初选菌落。经分离、纯化后即可达到实验目的。（2）若已得到二株变异菌株Ⅰ和Ⅱ，其淀粉转化率较高。经测定菌株Ⅰ淀粉酶的催化活性高，菌株Ⅱ的淀粉酶蛋白含量高。经进一步研究发现，突变发生在淀粉酶基因的编码区或非编码区，可推测出菌株Ⅰ的突变发生在区，菌株Ⅱ的突变发生在区。固体玉米淀粉野生菌株进行诱变浅色范围大编码非编码考试以考查应用实验原理、基本操作步骤，在新情景下考查分析相关实验结果，得出实验结论为主。\n验证性实验和探究性试验的区别：结果：验证性实验只有一种结果，就是根据实验原理推导出的与实验假设相一致的结果；探究性试验要根据原理作出更具体的猜测，要考虑到各种可能的结果。结论：验证性实验只有一种结论，就是肯定实验假设；探究性实验的结论要考虑实验变量与结果的关系，有多种可能，一般有三种：即促进结果、抑制结果、与结果无关。实验变量的控制：对象相同，条件不同；对象不同，条件相同。\n胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，请以小白鼠为实验对象设计实验步骤，预测和解释实验应出现的结果，并写出实验结论。（一）实验材料和用具：正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性试剂，注射器，试管，烧杯等。（二）实验步骤：（实验提示：采用腹腔注射给药，给药剂量不作实验设计要求；给药1小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。）（三）实验结果的预测、解释和结论：练习题本题未给出实验原理，我们可以这样考虑：胰高血糖素—动物生命活动调节—血糖的平衡与调节。回顾血糖的平衡与调节，得出实验原理：1、当血糖浓度高于肾糖于阈时，多余的糖会随尿排出。2、葡萄糖遇班氏糖定性试剂，在加热条件下会产生砖红色沉淀。\n现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对种子萌发的影响，请你依据所给的材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等方法步骤：⑴（实验装置）_______________________⑵（调节变量、对照）________________⑶可能实验结果及相应结论_______________a．如果两个装置中种子萌发率没有差异，那么说明光对种子萌发率没有影响b．如果两个装置中，有光照一组种子萌发率低，无光照一组种子萌发率高，说明光对种子萌发有抑制作用。C．如果两个装置中，有光照一组种子萌发率高，无光照一组种子萌发率低，说明光对种子萌发有促进作用。