专题学案48生物实验与探究.docx

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专题学案48生物实验与探究

学案48　生物实验与探究

考纲要求

　1.教材基本实验（Ⅱ）。

2.实验设计及分析（Ⅰ）。

3.实验评价与修订（Ⅰ）。

命题规律

　在各套高考卷中，实验作为重要内容，突出了对学生学习能力和科学素养的考查，而且常常作为全卷的压轴题。

分析近三年高考可以看出，对于教材实验，一般不单独考查一个，而是将几个实验综合在一起进行考查。

对于教材以外的拓展实验，一般是创设情境，利用所学的实验技能、方法进行分析、解答。

具体如下：

1．以教材所列实验内容为命题素材，以对实验技术的掌握，对实验原理、实验程序、实现现象、实验结果等内容的分析、归纳与总结为基本要求，重点考查实验过程、操作技能及分析推导能力，以及运用恰当的语言对实验结果作出科学描述和解释的能力。

试题基础性强，难度较小或适中。

这类题目在高考中考查较多，如2010年江苏卷第19题、2009年福建理综第1题、2008年江苏卷第4题等。

2．以技术为背景而设计的各项实验，重点考查基础知识、基本理论及运用已有知识在新情境下解决新问题的能力。

试题具有较强的综合性，但难度适中，如2009年江苏卷第32题，探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用；2008年宁夏理综第29题，考查了用硫酸铵溶液分离蛋白质。

3．以给出的材料为基础，要求根据现有条件，设计实验程序，预测实验结果，对实验结果进行合理的分析和解释。

题目所需背景知识也可能与教材内容无关，所要验证的事实由题目提供的材料告知，因此需要阅读材料，再通过分析，设计出严密的实验方案，如2010年浙江理综第29Ⅱ、2010年安徽理综第29Ⅱ、2009年广东卷第36题、2009年福建理综第26题等。

此类题目考查了考生独立完成实验的能力，包括理解实验原理、实验目的及要求；了解材料、用具；会控制实验条件（如设置对照、重复实验、控制无关变量等）和使用实验仪器；会处理实验安全问题；能观察和解释实验现象、数据，得出合理的结论，较好地反映考生的综合素质（如自学能力、收集处理信息的能力、语言表达能力、逻辑思维能力等）。

此类题目符合当前高考改革的需要，并成为目前高考命题的热点题型。

4．给出实验的原理、步骤等，对实验能否完成实验目的作出评价，或对实验中的错误进行修订，如2008年江苏卷第29题。

此类题目在高考中相对较少。

在实验设计中，还有一类题目是设计表格用以填入记录的数据，如2010年浙江理综第29题。

纵观近几年高考试题，高考实验的命题形式多种多样，绝不仅仅局限于做过的实验，其特点是“情在书外，理在书中”，主要以考查能力为主，具体命题角度也呈现多样化，如补充实验步骤、预测实验结果、设计实验程序、探索实验中各种因素对实验的影响、探索生物的某种生理作用等。

考查题型上，主要以简答题形式出现，选择题相对较少。

命题趋势

　实验题是高考必考的内容，也是命题的热点。

高考生物实验的考查，一是重视实验回归教材：

从内容上看，既可对教材实验内容直接考查，也可对教材相关实验的原理和方法进行拓展考查。

从形式上看，不是简单机械的重复，而是通过创设新的实验情境，考查考生对教材实验的分析、理解和提取新信息的能力；二是重视对探究能力的考查：

既有以实验操作技能训练为主的试题，又有以检验已知的事实、概念或原理为主的验证性试题，作为相对成熟的考查模式，探究性实验仍然是未来两年高考的重点和热点，题型以简答为主，难度0.56，不易得分。

一、考纲要求的教材实验归纳分类

实验类型

实验名称

实验一般程序

显微镜

观察类

1.用高倍显微镜观察几种细胞

2.观察DNA和RNA在细胞中的分布

3.用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

4.观察植物细胞的吸水和失水

5.观察细胞的有丝分裂和减数分裂

取材→（染色）→____→

显微观察→结论

探究性

实验

1.影响酶活性的条件

2.探究酵母菌细胞呼吸的方式

3.低温诱导染色体数目变化

4.植物生长素类似物对插条生根的作用

____编号→____对照→条件____

→观察比较→得出____

5.探究培养液中酵母菌种群数量的变化

6.探究水箱（或鱼缸）中群落的演替

处理→______→结论

验证性

实验

1.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

2.绿叶中色素的提取和分离

____材料→材料______→

检测或分离→____

模拟实验

1.通过模拟实验探究膜的透性

2.模拟探究细胞大小与物质运输的关系

3.模拟尿糖的检测

选择材料→____研究

→结论

调查类

实验

1.种群密度的取样调查

2.调查常见的人类遗传病

3.土壤中小动物类群丰富度的研究

4.环境污染对生物的影响

选择课题→课题选择理由→

收集、处理____→结论

探究示例1

　（创新预测）由实际调查获得的事实证据及数据，经过科学的统计和分析，可获得一些规律性的结论。

下列有关调查、实习的内容正确的一组是（　　）

内容

方法

实验要点

A

人群中遗传病

实际调查法

一定要选择群体中发病率较高的单基因遗传病

B

种群密度

样方调查法

随机选取不同大小的样方，统计种群密度平均值

C

设计并制作小生态瓶

模拟淡水生态系统

将多种生物放入广口瓶中，一定要在直射光下

D

调查环境污染对生物的影响

实际调查法、实验法等

可选择SO2处理植物、探索酸雨对植物的影响

听课记录：

二、生物学中常见的试剂

试剂

作用对象

颜色

备注

斐林试剂

还原糖

______

________，需水浴加热

双缩脲试剂

______

紫色

先加____液，再加____液

苏丹Ⅲ（Ⅳ）染液

脂肪

____

______

有毒害性和致癌性

甲基绿

______

绿色

DNA、RNA都存在时混合使用

吡罗红

RNA

____

健那绿

线粒体

______

活染法

龙胆紫（醋酸洋红）

______

____

紫（红）色

染色前必须漂洗彻底

探究示例2

　（2011·山东卷，6）只有在保持细胞活性的条件下，才能显示细胞中某物质或结构的实验是（　　）

A．苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪

B．龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂

C．健那绿（詹纳斯绿B）染色观察动物细胞中的线粒体

D．甲基绿、派洛宁（吡罗红）染色观察动物细胞中的DNA和RNA

听课记录：

三、中学实验有关的一些最常见的经典性的实验方法汇总

1．实验结果的显示方法

（1）光合速度——________释放量或________吸收量或淀粉产生量。

（2）呼吸速度——________吸收量或________释放量或淀粉减少量。

（3）原子途径——____________示踪法。

（4）植物细胞液浓度大小——质壁分离、体积的变化。

（5）植物细胞是否死亡——质壁分离。

（6）甲状腺激素作用——动物耗氧量，发育速度，神经系统兴奋性等。

（7）生长激素作用——生长速度（体重变化，身高、身长变化）。

（8）胰岛素作用——动物活动状态、血糖浓度。

（9）菌量——菌落数或亚甲基蓝褪色程度。

2．实验条件的控制方法

（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——容器密封或油膜覆盖或用凉开水。

（3）除去容器中CO2——NaOH溶液。

（4）除去叶中原有淀粉——置于________环境（饥饿处理）。

（5）除去叶中叶绿素——酒精加热。

（6）避免光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光。

（7）平衡密闭容器中CO2——________溶液。

探究示例3

　下图表示三株脱淀粉（经充分“饥饿”处理）的同种相似植株放在不同的玻璃钟罩内。

以下关于本实验的叙述中最准确的是（　　）

A．证明光合作用的速率随CO2浓度的增大而增大

B．证明光合作用的必需条件是CO2

C．证明过多的CO2阻碍光合作用

D．证明NaOH能促进光合作用

听课记录：

变式训练1

　（2009·浙江卷，5）对某动物细胞进行荧光标记实验，如下示意图所示，其基本过程：

①用某种荧光染料标记该动物细胞，细胞表面出现荧光斑点。

②用激光束照射该细胞表面的某一区域，该区域荧光淬灭（消失）。

③停止激光束照射一段时间后，该区域的荧光逐渐恢复，即又出现了斑点。

上述实验不能说明的是（　　）

A．细胞膜具有流动性

B．荧光染料能与细胞膜组成成分结合

C．根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率

D．根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率

四、生物实验中的变量与控制

1．变量的种类

变量是指可被操纵的特定因素或条件。

据其在实验中的作用可分为两大类：

（1）自变量与因变量

自变量，指实验中由________________的因素或条件；因变量，指实验中由于________变化而引起的变化和结果。

通常，自变量是________，因变量是________，二者具有因果关系。

实验的目的在于获得和解释这种前因后果。

例如，在“温度对酶活性的影响”的实验中，所给定的低温、适温、高温就是自变量，而由于低温、适温、高温条件变化，α淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是因变量，该实验即在于获得和解释温度变化（自变量）与酶的活性变化（因变量）的因果关系。

（2）无关变量与额外变量

无关变量，指实验中除自变量以外，可能还会存在一些________因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。

额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。

显然，额外变量会对因变量有干扰作用。

例如，上述实验中除自变量（低温、适温、高温）以外，试管洁净程度、α淀粉酶的浓度和纯度、可溶性淀粉的浓度和纯度、试剂溶液的剂量、实验操作程序、温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。

2．变量的控制

控制变量法是指控制其他因素不变，集中研究其中一个因素的变化，保证实验____________或将干扰因素降低到________程度。

通过实验控制，尽量减小实验误差，以取得较为精确的实验结果。

（1）操纵自变量的方法：

设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。

（2）检测因变量的方法：

根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标和方法。

具体：

观察特异性的颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生理变化；测量生长发育速度；测量生化反应速度等。

（3）控制无关变量的方法（平衡控制）：

排除因实验对象的个体差异带来的影响；设法创造稳定的相同的条件进行对照，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响；重复实验，排除偶然因素的干扰，减小实验误差。

（4）对照的方法：

对照是实验控制的手段之一，目的还是在于消除________变量对实验结果的影响。

通过设置对照实验，即可排除________变量的影响，又可增加______的可信度和说服力。

不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。

探究示例4

　（2010·淮安质检）下列对有关实验的变量的叙述，正确的是（　　）

A．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量

B．在模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中，正方体琼脂块的体积是无关变量

C．在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，插条生根数是因变量

D．在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无关变量

听课记录：