生物高三生物实验温顾.docx

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生物高三生物实验温顾

高三生物实验温顾

一、广东省考试说明对实验与探究能力的要求

1．能力要求

（1）能独立完成下表（知识要求）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、模型构建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。

2．知识要求

1-1观察DNA和RNA在细胞中的分布P26

1-2检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质P18

1-3用显微镜观察多种多样的细胞P7

1-4观察线粒体和叶绿体P47

1-5通过模拟实验探究膜的透性P60“问题探究”

1-6观察植物细胞的质壁分离和复原P61

1-7探究影响酶活性的因素P83

1-8叶绿体色素的提取和分离P97

1-9探究酵母菌的呼吸方式P90

1-10观察细胞的有丝分裂P115

1-11模拟探究细胞表面积与体积的关系P110

2-1观察细胞的减数分裂P21

2-2低温诱导染色体加倍P88

2-3调查常见的人类遗传病P91

3-1探究植物生长调节剂对插枝生根的作用P51

3-2模拟尿糖的检测

3-3探究培养液中酵母菌数量的动态变化P68

3-4土壤中动物类群丰富度的研究P75

3-5探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替P112

4-1DNA的粗提取与鉴定P54

4-2微生物的分离与培养

4-3某种微生物数量的测定

4-4培养基对微生物的选择作用

4-5利用微生物发酵来生产特定的产物以及微生物在其他方面的应用

4-6酶活力测定的一般原理和方法P42

4-7酶在食品制造和洗涤等方面的应用P42P46

4-8植物的组织培养P32P37

4-9蛋白质的提取和分离P64

4-10PCR技术的基本操作和应用P58

3．分值分布：

占生物学科全卷的22%

二、实验的基本类型

1．验证性实验

标志词：

验证……、证明……、证实……

验证性实验的实验现象：

实验者已知实验结果而进行的以验证实验现象的重复性实验，每个装置只出现一种现象。

验证性实验的结论：

只有一种可能性，要么结论是成立的，要么结论是不成立的。

2．探究性实验

标志词：

探究……、研究……、了解……

探究性实验实验现象：

实验者不知晓实验结果的前提下，实验现象可能有多种情况。

探究性试验的结论：

往往有三种可能性：

正相关、负相关、中间（无影响）。

三、实验变量及其控制

1．变量的相关概念

变量：

实验过程中可以变化的因素称为变量。

自变量：

想研究且可人为改变的变量称为自变量。

因变量；随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。

（只能观察或测量获得）

无关变量：

在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，能对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量

（自变量是“因”，因变量是“果”）

【例1】“观察植物细胞的质壁分离及复原”的实验中，洋葱表皮细胞所处的外界溶液是人为施加的，是自变量，而细胞发生质壁分离或复原是因外界溶液浓度而发生的变化，是我们观察到的，属于因变量。

2．常见自变量的施加与控制方法：

（1）增加水中氧气——泵入空气或吹气或放入绿色植物

（2）减少水中氧气——容器密封或油膜霜盖或用凉开水

（3）增加水中CO2——NaHCO3溶液

（4）除去容器中CO2——NaOH溶液

（5）除去叶片中原有淀粉——置于黑暗环境中暗处理

（6）除去叶片中叶绿素——酒精脱色（水浴加热）

（6）温度控制——水浴或恒温箱

（7）控制容器的温度——用保温瓶或绒棉来隔热，避免生物所产生的热会散失至四周。

（8）除去光合作用对呼吸作用的干扰——让植株置于黑暗环境（遮光）

（9）光照强度——同样瓦数的台灯，调整与实验对象距离的远近；或相同距离提供不同瓦数台灯

（10）提供单色光——棱镜色散或彩色薄膜滤光

（11）酸碱度控制——用盐酸、氢氧化钠溶液、蒸馏水

（12）添加生长素——喷洒、涂抹、浸泡、敷富含生长素的琼脂块

（13）添加蛋白质、多肽类激素——注射

（14）添加固醇类激素——饲喂

（15）避免种子上的微生物影响——实验前利用福尔马林等对萌发的种子进行消毒

（l0）杀灭细菌——煮沸；烘烤；酒精：

高浓度NaCl；含青霉素培养基

（17）试剂使用——直接用滴管滴加或从烧杯试管倾倒；用喷雾器喷洒；

3．因变量的观测

（1）确定要通过观察还是测量才能得到

（2）观测方法：

①观察：

肉眼直接观察；借助于一些仪器观察（放大镜、实体镜、解剖镜、显微镜）

②测量：

根据测量的对象决定（长度或高度、面积、体积；温度；PH;气体的产生或消耗量等）

③及时记录观测到的数据

④必要时对数据作出相关的处理

（3）常见因变量的检测方法：

①光合速度——O2释放量；CO2吸收量；淀粉产生量

②呼吸速度——O2吸收量；CO2释放量：

淀粉减少量

③原子转移途径——放射性同位素示踪法

④细胞液浓度大小——发生质壁分离时的浓度

⑤细胞是否死亡——质壁分离、细胞质流动、酵母菌用台盼蓝染色（染色排除法）

⑥新陈代谢速度（如甲状腺激素作用）——动物耗氧量，发育速度等

⑦生长发育（如生长激素作用）——生长速度（体重变化，身高变化）

⑧胰岛素作用——动物活体状态

四、实验设计遵循的基本原则

1．单一变量原则——保证实验结果是自变量造成

只改变其中一个因素（要研究的因素，即自变量），控制其他因素不变，观察其对实验结果的影响。

【例2】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪发育，将27只同种、同时孵化且大小相同的蝌蚪，随机均分为三组，饲养的水、饲料和温度等培养条件相同且适宜。

甲组加入甲状腺激素、乙组加入甲状腺激素抑制剂、丙组不加入药剂。

饲养一段时问后，观察生长情况。

根据实验“单一变量”原则回答下列问题

（1）本实验中同种蝌蚪和相同饲养条件属于________

（2）甲组加入的甲状腺激素是________

（3）甲组的变化和结果是________

A．实验变量B．因变量C．额外变量D．控制变量

（4）本实验的关键步骤是________

A．定时喂食B．定时换水C．定时观察D．用药量合理

（5）实验中选同种、同时孵化的大小相同的蝌蚪来做实验，其目的是________。

2．等量原则——保持各组无关变量一致，消除无关变量对实验结果的影响

（1）所有生物材料要相同

即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面要尽量相同或至少大致相同。

（2）所用实验器具要相同

即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。

（3）所用实验试剂要相同

即试剂的成分、浓度、体积要相同。

尤其要注意体积上等量的问题。

（4）所用处理方法要相同：

如保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。

有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。

3．对照原则——排除无关变量对实验结果的影响

实验组：

是接受实验变量处理的对象组。

对照组：

也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。

从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，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。

（1）实验组与对照组的判断：

①与自然情况相比，若没有处理即为对照组。

如萨克斯叶片遮光部分与未遮光部分，遮光部分是实验组，未遮光部分是对照组（自然情况下叶片是见光的）

②对实验变量进行了不同控制的组别均属于实验组（如施加了不同温度值的组，都是实验组）

（2）对照类型：

①空白对照：

即不给对照组做任何处理的对象组。

【例3】“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等

量的蒸馏水，起空白对照。

②自身对照：

指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组。

【例4】“质壁分离与复原”实验，自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。

实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。

③相互对照：

不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。

这种方法常用于等组实验中。

【例5】“植物向光性”实验，利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系。

④条件对照：

即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素，而这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。

这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。

【例6】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪发育，将27只同种、同时孵化且大小相同的蝌蚪，随机均分为三组，饲养的水、饲料和温度等培养条件相同且适宜。

甲组加入甲状腺激素、乙组加入甲状腺激素抑制剂、丙组不加入药剂。

饲养一段时间后，观察生长情况。

根据实验对照原则回答下列问题：

甲组属于____________；乙组属于_____________；丙组属于_____________

A．实验组B．条件对照C．自身对照D．空白对照

【例7】下图的甲是在有光条件下绿色植物进行光合作用释放氧气的装置；

若要证明植物放氧必须在有光的条件下进行，则作为甲的对照实验装置是：

_______________。

若要证明有光条件下放氧必须有植物参与，则作为甲的对照实验装置是：

________________。

4．平行重复原则——避免实验材料个体差异造成结果的偶然性（不准确）

实验组和对照组都要有一定数量的实验。

【例8】“探究植物生长调节剂对插枝生根的作用”实验中，每一组都有多个枝条（至少3～5个）作为实验对象。

5、科学性原则——保证实验结果可信

（1）实验思路科学性

需明确实验要求和目的

【例9】设计一个在室外空旷处进行的、在不用任何药剂、装置和触及幼苗

的情况下，使幼嫩植株长成如图示形态的实验方案，并说明其原理。

基本思路：

用________________________方法进行实验。

【例10】下图为探究CO2是否为植物光合作用原料的实验装置示意图。

其中

a为实验装置b为对照装置。

有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是

A．确保植株与外界空气进一步隔绝B．排除土壤中微生物代谢活动的干扰

C．防止NaOH溶液对植物根系的影响D．避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉

（2）实验原理的科学性

实验原理是实验设计的依据，必须是经前人总结或经科学检验得出的科学理论。

【例11】某校一个生物兴趣小组想设计一个实验来证明血浆中含有葡萄糖，老师给他们提供了下列材料用具：

加有柠檬酸钠的鸡血，试管，离心器，三脚架，酒精灯，大烧杯，石棉网，火柴，清水等。

（1）在实验过程还需要一种试剂是____________。

（2）实验的原理是：

________________________________________。

（3）实验材料选择的科学性

【例12】

（1）孟德尔选用________作为杂交实验的材料；

原因：

自花传粉，受粉；有多对相对性状。

（2）质壁分离选用__________的洋葱鳞片叶外表皮细胞；

原因：

有中央大液泡，且有____，容易观察。

（3）摩尔根选用____作为伴性遗传的实验材料；

原因：

染色体____，便于分析；繁殖________；果蝇有差异显著的相对性状。

（4）还原糖的鉴定实验中，通常以________为实验材料；

原因：

还原糖量含高，且组织的颜色____，易于观察。

（4）设计实验步骤要合理

【例13】为了验证温度对酶活性的影响，某同学设计了如下实验方案和步骤：

取三支大小相同的试管，编号为甲、乙、丙，分别向三支试管中加入3mL浆糊，再各加入2mL新鲜的α-淀粉酶溶液，振荡后，将甲、乙、丙三支试管分别置于0℃、35℃、100℃下约5min，取出试管，各加入2mL斐林试剂（边加边振荡），用50～60℃热水浴检验，观察试管内物质颜色的变化。

下列对实验的评价正确的是

①实验步骤不正确②温度设置不合理③不能用斐林试剂检验

A．只有①正确B．只有②正确C．①和②正确D．①②③都正确

【例14】关于“低温诱导染色体加倍”和“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”的实验描述正

确的是

A．对于酵母菌的计数可以采用抽样检测的方法

B．剪取根尖后放入卡诺氏固定液中固定30min，然后进行解离、漂洗、染色和制片

C．用血球计数板计数时，小方格里的酵母菌数量是等于小方格的内部所有的细胞数目加上四条边的数目

D．培养根尖时的温度应保持在4℃左右

【例15】下列实验过程中，存在错误的是

A．脂肪的鉴定：

切取花生子叶薄片→染色→去浮色→制片→观察

B．观察细胞中的线粒体：

取黑藻小叶→制片→观察

C．观察质壁分离：

撕取紫色洋葱鳞片叶表皮→制片→观察→滴加蔗糖溶液→观察

D．观察有丝分裂：

解离根尖→漂洗→染色→制片→观察

（5）实验结果处理的科学性

对实验得出的结论不能简单对待，而应该首先记录，然后整理，最后再经过仔细分析，找出它们所能透露给我们的最大的信息量。

【例16】用含有各种必需元素的溶液培养大麦。

试验分两组，一组在光下，一组在黑暗中，48小时后测定几种离子的浓度。

表中各离子的数据为试验结束时，溶液中离子的浓度占试验开始时浓度的百分比。

实验条件

水分消耗（mL）

Ca2+

K+

Mg2+

光照

1090

135

27

179

黑暗

534

105

35

113

回答下列问题：

（1）从吸收离子和吸收水的比例看，大麦在光下吸收哪种离子比吸收水分快？

（2）从上述实验所获取的数据，可以得出哪些结论？

五、实验设计包含的基本内容

1．实验课题（名称）：

是关于一个什么内容的实验

2．实验目的：

实验要解决什么问题，要探究或验证的某一事实

3．实验原理：

进行实验依据的科学道理

4．材料用具：

进行实验的主要对象、完成该实验必备的仪器、设备、药品条件

5．实验的方法与操作步骤：

实验采用的方法及必需的操作程序

6．观察和收集实验数据：

对实验过程及结果认真观察和用科学的手段测量并准确地记录

7．结果预测及分析：

能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因

8．结论：

对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论

六、实验设计的常规解题思路

【例17】为了验证甲状腺激素的生理作用，试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。

（1）材料和用具：

日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。

（提示：

给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不作考试要求，室温恒定。

）

（2）方法与步骤：

________________________________________。

（3）结果预测与分析：

____________________________________。

【分析】

（1）确定是验证性实验还是探究性实验：

________________________________________。

（2）确定实验目的、实验原理、观察指标

实验目的：

________________________________________________。

实验原理：

________________________________________________。

观察指标：

________________________________________________。

（3）确定自变量、因变量、无关变量

自变量：

________________________________________。

因变量：

________________________________________。

无关变量：

______________________________________。

（4）设计实验步骤

①分组标号、实验前测量、控制无关变量

②设置实验组（甲组）和对照组（乙），设置单一变量、控制无关变量

③观察、实验后测量、记录

（5）结果预测与分析：

（结合实验原理来分析）

1．实验目的的确定——实质：

建立自变量与因变量的直接联系

（1）通过题干信息顺向分析实验目的

【例18】植物激素如吲哚乙酸、赤霉素等能提高细胞的呼吸作用，所以用激素处理过的部位，能够吸引更多的有机物运输。

某同学为了验证吲哚乙酸能够促进有机物的运输，……。

实验材料及用具：

适宜浓度的吲哚乙酸溶液、生长状况相同的棉花植株幼苗若干、14CO2、蒸馏水、放射性强度测试仪。

该实验的目的是：

____________________________。

【例19】为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的实验材料，完成下列实验步骤并回答下列问题：

实验材料：

具2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液，喷壶等。

该实验的目的是：

____________________________________。

（2）通过实验过程逆向分析实验目的

【例20】某同学正在按下表的顺序进行实验操作

试管

步骤

加入物质

I

Ⅱ

Ⅲ

1

注入新鲜唾液

1mL

1mL

1mL

2

注入盐酸

1mL

/

清水

3

注入NaOH溶液

/

1mL

清水

4

注入可溶性淀粉液

2mL

2mL

2mL

5

37℃水浴5min

6

滴加斐林试剂

2滴

2滴

2滴

该实验的目的是：

________________________________。

【例21】某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。

具体步骤如下：

材料处理：

称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份。

每份10g。

剪碎后分成两组，一组置于20℃、另一组置于-20℃条件下保存24h。

DNA粗提取：

第一步：

将上述材料分别放入研钵中，各加入15mL研磨液，充分研磨。

用两层纱布过滤。

取滤液备用。

第二步：

略

第三步：

略

DNA检测结果如下：

材料保存温度

花菜

辣椒

蒜黄

20℃

++

+

+++

-20℃

+++

++

+++

分析上述实验过程，回答下列问题：

（1）该探究性实验课题名称是____________________。

2．实验原理的确定——实质：

建立自变量与因变量的直接联系

（1）从学过的知识中分析原理

【例22】假设你去某饲料研究所进行课外实践活动。

需要完成以下任务：

选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。

提供的试剂有：

①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂。

你选用的试剂应该是_____；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为__________。

【例23】据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。

该产品是否适用于糖尿病患者，生物学兴趣小组的同学以此作为实验研究课题。

请你完成下面的实验鉴定报告。

实验目的：

鉴定一种茅草的根是否含有还原性糖和淀粉。

该实验的原理是：

________________________。

（2）从题干信息中确认实验原理

【例24】为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。

某同学的实验方案如下：

（简略）

①将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。

……

请回答：

（1）该实验原理是：

。

【例25】某生物兴趣小组调查发现，在黄瓜幼苗期喷洒一次乙烯利溶液（100～200mg/L-1），可促进多开雌花，提高黄瓜产量。

但乙烯利浓度低于或高于这个范围时，其作用效果尚不清楚。

请设计实验，探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响。

材料用具：

2～3片真叶的盆栽黄瓜幼苗若干、乙烯利溶液（300mg·L-1）、蒸馏水、喷壶……

实验原理：

____________。

（3）从实验步骤中分析原理

【例26】为确定人体在运动时呼出气体中CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究：

作出假设：

人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。

实验过程：

（略）

运动状态

安静

中度运动

剧烈运动

实验前pH

6.1

6.1

6.1

实验后pH

5.9

5.6

5.3

请回答：

（1）作出上述假设的依据是________________________。

（2）该实验的原理是___________________________。

3．实验变量的确定

（1）根据实验课题确定变量：

【例27】某研究性学习小组选择了如下的研究课题：

探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响。

自变量：

___________________________；

因变量：

___________________________；

无关变量：

________________________。

（2）根据实验目的确定变量

【例28】某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。

自变量：

__________________________________；

因变量：

____________________________________；

无关变量：

__________________________________。

【例29】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0－10000Lux，温度、湿度等均可自行设定）、培养皿、直尺等。

实验方案：

（略）

实验结果预测：

（略）

自变量：

___________________________；

因变量：

___________________________；

无关变量：

_________________________。

（3）根据实验步骤确定变量

【例30】某研究小组进行一个有关兔水盐代谢调节的实验，以下为实验报告，请予以完善。

实验名称：

兔的水盐代谢调节

材料与方法：

（1）家兔12只，2.5kg/只，随机分为3组（甲、乙及丙组），每组4只。

（2）对甲组兔静脉滴注1.5%NaCl溶液，乙组滴注0.9%NaCl溶液，丙组滴注蒸馏水，滴注量均为200ml，0.5h滴定。

（3）从滴注开始收集测定2h内兔的尿液量。

结果与分析（略）