高考生物二轮生物备考会交流材料：实验设计的评价 8页

实验设计的评价 一、高考能力要求：能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。‎ 二、实验设计的评价解题技巧 这类题与实验设计题关系密切，其设计思路通常是给出一个或几个实验方案，这些方案不完整需要补充，或有几项明显的错误请你指出并改正，或让考生自己判断实验设计是否合理。答题要领，除了对所设计的实验有一个整体设想，有一条清晰的思路，注意操作的可行性之外，还要注意遵循：1.科学性原则；2.单因子变量原则；3.平行重复原则；4.设置对照原则等设计原则。‎ 实验评价类试题，最为常见的是考查对照实验的评价，一般的解题方法是“五看”评价法。‎ 一看对照 二看步骤 三看验证 四看材料 五看条件 实验设计的修正，就是在发现问题的基础上提出正确的方案。发现问题是基础，修正是目的。解题时对自己的修正方案要注意反思检查，有没有科学性的错误，包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性等。‎ 1、 评价实验方案 例1：为验证“镁是植物生活的必需元素”，三位同学进行了实验设计，下列是实验的 基本思路。请分别指出三个同学实验思路能否达到实验目的，为什么？再写出你的设计思路。‎ ‎ （1）实验一：取生长状况一致的大豆苗，用符合实验要求的容器培养。对照组容器内只有蒸馏水，实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较较两组植物的生长发育情况。‎ 答：‎ ‎ （2）实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。‎ 答：‎ ‎ （3）实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验组浇以不含镁离子的完全营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。‎ 答：‎ ‎ （4）下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。‎ 答：‎ 例2 下面是某小组同学为证明某种细菌对植物遗体分解作用而提出的三种实验方案。他们将同一种树的落叶均分成甲、乙两组，实验过程中不断地滴加蒸馏水，使落叶保持潮湿。‎ 方案一：将甲组放在无菌条件下，乙组放在自然条件下（暴露在空气中），观察记录落叶的变化。‎ 方案二：将甲组灭菌后放在无菌条件下，乙组放在自然条件下（暴露在空气中）。观察记录落叶的变化。‎ 方案三：将甲=乙两组均灭菌后，甲组置于无菌条件下，乙组放在自然条件下（暴露在空气中），观察记录落叶的变化。‎ ‎(1)该实验的目的是。甲、乙两组为什么要用相同的树叶？。遵循的是实验设计的什么原则？‎ ‎(2)上述三种方案能否达到实验目的？请分别说明理由。‎ 方案一：‎ 方案二：‎ 方案三：‎ ‎(3)该种细菌在生态系统中的成分是，其同化作用方式是。树叶中有机物中的碳以形式回到无机自然界。‎ ‎(4)现在由你进行实验设计，写出你的实验方案。‎ ‎2、操作评价 例2：为验证“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验 方案：‎ ‎（1）实验目的（略）‎ ‎（2）实验材料和用具（略）‎ ‎（3）实验方法和步骤 ‎①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。‎ ‎②将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。‎ ‎③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。‎ ‎④取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。‎ ‎⑤将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘—碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。‎ 该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。‎ 例3：生物小组的同学为研究叶绿体色素能够吸收不同波长的光，设计了一个实验，其方法步骤如下：‎ A、选7株天竺葵，制作7只能装下天竺葵的黑色硬纸盒，在每个硬纸盒内分别装上一只不同颜色（红、橙、黄、绿、青、蓝、紫）的灯；‎ B、将7株天竺葵立即放入7只硬纸盒中，接通电源，照射4h；‎ C、取7只烧杯，各装放95%的酒精至烧杯的1/3处；‎ D、取7只培养皿，各装入碘液至培养皿的1/3处；‎ E、从经过照光处理后的7株天竺葵上，各取一片叶片放入烧杯中，隔水加热，待叶片脱绿、漂洗后，将叶片放入培养皿中，并使碘液浸没叶片。‎ F、观察叶片的颜色变化。‎ 请根据以下实验设计，回答问题：‎ ‎（1）请根据以下实验设计中三处明显的不足，并提出修改意见。‎ ‎（2）某同学用普通光学显微镜观察天竺葵的叶肉细胞，仔细观察一段时间后，如果要进一步确认这些细胞是否为活细胞，请你为该同学介绍一种判断方法。简述该方法的操作过程和出现的现象，并说明该方法能够判断这些细胞是活细胞的理由。‎ ‎3、结果评价 例4：植物叶绿素的合成需多种条件，如光照、适宜的温度和必要的矿质元素等，为验证叶绿素合成需要的条件，有人设计了如下实验：‎ ‎(一)实验目的（略）‎ ‎（二）实验原理（略）‎ ‎（三）实验步骤：‎ ‎ ①配制含有蔗糖、水、琼脂及植物必需的所有矿质元素的1号培养基和不含Mg2+（其他成分与1号相同）的2号培养基，调至适宜pH备用。‎ ‎②取250mL锥形瓶四个，标号甲、乙、丙、丁，并分别装入等量的培养基，甲、丙、丁装入1号培养基，乙装入2号培养基，并进行灭菌处理，然后冷却。‎ ‎③选取40粒小麦种子，用清水浸泡后，消毒，将种子的胚剥落下来，去掉胚乳，在无菌条件下，将胚等量接种在四个锥形瓶的培养基上。‎ ‎④将四个锥形瓶置于以下条件下培养：‎ 甲和乙：充足光照，适宜温度‎30℃‎；丁：充足光照，温度‎10℃‎。‎ ‎(四)实验结果：‎ 组别 甲 乙 丙 丁 幼苗颜色 绿色 黄色 黄色 黄绿色 请分析回答下列问题：‎ (1) 为什么每个锥形瓶中均接种10粒种子的胚，而不是只接种1粒种子的胚？‎ (2) 实验中为何不采用完整的种子，而是去掉胚乳，将胚接种在培养基上萌发？‎ (3) ‎①甲与乙对比说明：‎ ‎②甲与丙对比说明：‎ ‎③出现丁现象的原因是：‎ ‎(4)如果把甲培养基中的幼苗移入盛有完全营养液的广口瓶中进行培养，并及时补充营 养液，一段时间后，表现缺素症状。如果幼叶表现缺素症状，则可能缺乏的是元素，造成这种现象的主要原因最可能是。‎ ‎ 练习1 在完成了观察洋葱根尖分生区细胞有丝分裂实验后，教师给学生提供了2份资料。‎ ‎ 资料一 一份“实验报告”的部分内容 ‎ （一）解离：剪取洋葱根尖‎5cm，放入盛有质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精混合液（体积比为1：1）的玻璃皿中，在室温下解离3~5min。‎ ‎ （二）染色：把根尖放在盛有‎0.01g/mL龙胆紫溶液的玻璃皿中染色3~5min。‎ ‎ （三）漂洗：将根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗约10min。‎ ‎ （四）制片：将根尖放在载玻片上，加一滴清水，并用镊子把根尖弄碎，盖上载玻片，用拇指轻轻按压载玻片……‎ ‎ 资料二 全班20个实验小组的实验数据汇总表（注：各小组计数50个细胞，实验条件与观察计数方法相同）‎ ‎ （1）请改正“资料一”中的3处错误。‎ ‎ （2）若已知洋葱根尖分生区细胞的细胞周期为12.0h，请根据“资料二”，用饼状图表示出间期、前期、中期以及后期和末期所占的时间（单位：h，精确到小数点后一位）。‎ ‎ ‎ ‎ （3）有些因素会影响细胞周期各时期的长短，实验过程中也会产生一些误差，因而对整个实验结果可能产生影响的有。‎ ‎①取材时间；②根尖培养温度；③解离时间长短；④载玻片厚度；⑤计数的细胞是否属于分生区细胞；⑥细胞周期各时期区分是否准确。‎ ‎ 练习2 阅读下列内容，回答下列问题：‎ ‎ （一）实验目的：1.验证种子萌发、幼苗生长与生长素有关；2.确定某种植物种子萌发，幼苗生长的生长素最适浓度范围；‎ ‎（二）材料用具：萝卜、水稻、油菜种子若干，试管、移液管、培养皿、滤纸、生长素（浓度为1000mg/L,10mg/L,0.1mg/L,1.1μg/L，0.01μg/L）‎ ‎（三）实验步骤：‎ ‎1.取5个试管编号，分别在1~5号试管中加入5种浓度不同的生长素溶液；‎ ‎2.在每个试管中各放入2粒萝卜种子，浸泡24小时。‎ ‎3.取5个培养皿编号1~5号，事先在培养皿中垫用蒸馏水浸湿的滤纸，从1~5号试管中取出种子，分别放入与之对应的培养皿中，在湿滤纸上均匀摆放，盖上培养皿盖（不影响氧气供应且氧气充足），在温度适宜的环境中培养；‎ ‎4．观察与收集数据。‎ ‎ （四）分析与讨论 ‎ 问题1：本实验步骤中有三处不严谨，请指出：‎ ‎ （1）‎ ‎ （2）‎ ‎ （3）‎ ‎ 问题2：为使实验结果真实和具有普遍性，需要 ‎。‎ ‎ 问题3：若你是实验小组成员，负责观察和收集数据，请按实验目的要求，设计一个表格用于记录。‎ ‎ 练习3：为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物的原料”，我们可用以下两种方法：‎ ‎ （1）用同位素示踪法来追踪碳原子的去路，可以证明CO2是光合作用的原料。写出用‎14C标记的14CO2培养玉米时，‎14C在化合物中的转移途径。‎ ‎ （2）为证明CO2是光合作用的原料，某同学设计实验装置如图所示，实验步骤为：直接将该装置放在光下照射，几小时后，摘下叶片，放在烧杯中水煮脱色，再将叶片漂洗后放在培养皿里，向叶片滴加碘液，观察叶片颜色的变化。‎ ‎ 请改正该实验设计中的几处错误。‎ 练习4.下面是某同学设计的一个探究实验方案：‎ 实验目的：（略）‎ 实验材料、试剂和用具：大小、性别、生理状况、体色相似的两只蟾蜍；盐酸肾上腺素针剂（肾上腺素加盐酸适量，并加氯化钠适量使成等渗的灭菌水溶液，1毫克/毫升）；大烧杯，大培养皿（作烧杯盖用），注射器、纱布，棉花。‎ 实验步骤：‎ 第一步：选取两只体色相似的蟾蜍（不这且过深或太浅），用清水冲洗干净，以纱布轻轻地吸干。把它们分别放入大烧杯中，用大培养皿盖好，以免逃出。在烧杯上编号。‎ 第二步，取出一注射器，吸取1支盐酸肾上腺素针剂。从1号烧杯中提出蟾蜍，在其后腿背侧的皮肤下，注射1毫升肾上腺素，在拨出针头时，用棉球按住针孔，以兔试剂从孔中流出。‎ 第三步，把注射过试剂的蟾蜍，放回1号大烧杯里，盖上培养皿，观察两只烧杯中蟾蜍背部皮肤颜色的变化。‎ 回答下列问题：‎ ‎ （1）本实验的目的是。‎ ‎ （2）上述实验中存在的错误是。‎ ‎ （3）对实验结果进行预测并得出相应的结论。‎ ‎①‎ ‎②‎ ‎③‎