版新高考生物 专题10 实验设计与分析 第30讲 实验设计与分析教学案 新人教版doc.docx

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专题10实验设计与分析

1．能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验（活动），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，能设计实验，提出或完善实验思路，能对实验现象和结果进行处理、分析和解释。

3．具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，能提出问题、作出假设和预期、确认变量、设计实验方案、处理和解释数据、作出合理的判断，能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。

第30讲　实验设计与分析

　对实验目的的考查

1．实验目的书写

实验目的的总体格式为“验证＋自变量＋研究对象＋因变量＋确切关系”或“探究＋自变量＋研究对象＋因变量＋产生的影响（作用）”等。

2．变量法寻找实验目的

（1）根据题目信息，直接写出实验目的。

此类题目中往往含有“验证×××”或“探究×××”的字眼，此即为该实验的目的。

（2）根据实验装置或实验现象，推断实验目的。

此类试题首先应确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。

[题组冲关]

1．现有与某种植物种子萌发有关的4组实验处理，如表。

实验组

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ

处理

种皮完整，25℃蒸馏水浸泡24h

机械破损种皮，25℃蒸馏水浸泡24h

种皮完整，25℃质量分数为0.05%的赤霉素水溶液浸泡24h

机械破损种皮，25℃质量分数为0.05%的赤霉素水溶液浸泡24h

尝试通过表格信息书写不同组别对照实验的实验目的：

（1）仅做Ⅰ组与Ⅱ组实验，其实验目的是__________________________________

________________________________________________________________________。

（2）仅做Ⅰ组与Ⅲ组实验，其实验目的是_______________________________________

________________________________________________________________________。

（3）仅做Ⅱ组与Ⅳ组实验，其实验目的是__________________________________

________________________________________________________________________。

（4）仅做Ⅱ组与Ⅲ组实验，能否获取确切的实验目的？

为什么？

________________________________________________________________________。

解析：

解答本题的关键在于通过对照实验，确定自变量（实验中必须保持单一性），在此基础上分析说明因变量的变化缘由。

由表格及题干可知本题是探究自变量对种子萌发的影响，即实验中的因变量为种子的萌发情况。

通过Ⅰ组与Ⅱ组对照可知，自变量为种皮的完整性，故实验目的可描述为：

探究机械破损种皮对该种子萌发的影响；通过Ⅰ组与Ⅲ组对照可知，自变量为种皮完整条件下有无赤霉素，故实验目的可描述为：

探究种皮完整条件下，赤霉素对该种子萌发的影响；通过Ⅱ组与Ⅳ组对照可知，自变量为机械破损条件下有无赤霉素，故实验目的可描述为：

探究机械破损条件下，赤霉素对该种子萌发的影响；通过Ⅱ组与Ⅲ组分析发现自变量不具有单一性，故无法形成对照。

答案：

（1）探究机械破损种皮对该种子萌发的影响

（2）探究种皮完整条件下，赤霉素对该种子萌发的影响　（3）探究机械破损条件下，赤霉素对该种子萌发的影响

（4）不能，Ⅱ组与Ⅲ组对照，自变量不单一

2．某生物兴趣小组做了一系列的实验后，得到的结果如图所示。

请回答：

实验目的是_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

据图分析，组1和组2、组4和组5的自变量是赤霉素的有无，组2和组3、组5和组6的自变量是赤霉素合成抑制剂的有无，组1和组4、组2和组5、组3和组6的自变量都是光照时间。

该实验的自变量是光照时间、赤霉素和赤霉素合成抑制剂的有无，而因变量是茎的伸长情况，所以实验目的是探究光照时间、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长的影响。

答案：

探究光照时间、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长的影响

3．为了探究胰岛素对提高细胞克隆形成率的作用，研究者提出了以下实验思路：

①取卡氏瓶若干个，分组如下：

甲组：

动物细胞培养液＋小鼠血管平滑肌细胞＋生理盐水。

乙组：

动物细胞培养液＋小鼠血管平滑肌细胞＋一定浓度的胰岛素溶液（用生理盐水配制而成）。

每组设置若干个重复样品。

②测定培养液中的葡萄糖浓度和细胞数目，求每组平均值并进行统计分析。

③将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定培养液中的葡萄糖浓度和细胞数目，求每组平均值并进行统计分析。

（说明：

实验所用小鼠血管平滑肌细胞是经传代培养能增殖的细胞。

）

请回答：

实验目的是_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

本实验是探究胰岛素对提高细胞克隆形成率的作用，通过测定培养液中葡萄糖浓度和细胞数目来反映胰岛素的作用。

观察指标1“葡萄糖浓度”对应于胰岛素的作用1“细胞摄取葡萄糖”；观察指标2“细胞数目”对应于胰岛素的作用2“细胞增殖”，故实验目的为探究胰岛素在细胞克隆过程中对细胞摄取葡萄糖和促进细胞增殖的作用。

答案：

探究胰岛素在细胞克隆过程中对细胞摄取葡萄糖和促进细胞增殖的作用

　对实验原理的考查

1．实验原理一般由三段组成。

自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程描述。

2．自变量的作用（反应）原理，即“为什么这么做”。

要密切关注实验目的及题干信息，注意充分利用题干的提示或联系教材基础知识进行准确描述。

3．因变量的检测原理（或操作原理、现象原理），即“为什么出现这样的现象”。

可参考题中相关实验步骤。

[题组冲关]

1．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问题：

实验材料：

具有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。

（1）实验步骤：

①将上述大豆幼苗平均分成A、B两组，A组为对照组，B组为实验组，分别置于等量的完全培养液中培养。

②用喷壶分别将________和____________________________________________

喷洒在A、B两组幼苗上。

③将两组幼苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养，一段时间后，测定两组植株的高度。

（2）该实验原理是：

_______________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

此题是一个验证性实验，结论是已知的，要求给出实验原理。

因此可以根据赤霉素对植株的作用特点，通过仔细阅读题中的实验步骤写出实验原理。

由于赤霉素有促进细胞伸长的作用，根据题目步骤③中“一段时间后，测定两组植株的高度”，可以写出实验原理：

赤霉素处理植株→植株的高度增加→验证该大豆品种矮化特性与赤霉素的含量有关。

答案：

（1）②蒸馏水　适宜浓度的赤霉素溶液

（2）赤霉素有促进细胞伸长使植株增高的作用。

用赤霉素处理植株后，可以显著增加植株的高度，据此可以验证该大豆品种矮化特性与赤霉素的含量有关

2．为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠的活动状况为观察指标设计实验。

某同学的实验方案如下：

①将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。

②A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。

一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。

③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。

一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。

该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。

请回答：

该实验的原理：

________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案：

胰岛素具有降低血糖的作用。

体内胰岛素含量过高引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解

3．有丝分裂实验被广泛用于环境监测和染色体变化的监测。

研究表明：

温度、秋水仙素和高尔基体等都会影响细胞正常的有丝分裂。

某同学为验证低温能诱导蚕豆（2n＝12）根尖细胞染色体数目加倍，开展了相关研究。

据此回答下列问题：

（1）材料与用具：

蚕豆、冰箱、显微镜、盖玻片、载玻片等显微操作器材，另外还需要的化学试剂有____________等。

（2）实验原理：

低温处理根尖细胞，能够抑制________以致着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，使染色体数目加倍。

据研究显示，在分裂末期破坏高尔基体的结构会影响细胞分裂，也会使细胞内染色体数目加倍，两者染色体数目加倍原理的区别是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）若要观察植物细胞有丝分裂中染色体的变化需进行解离、漂洗、染色、制片四个步骤，其中所需的化学试剂有解离使用的盐酸以及染色所用的龙胆紫溶液（或醋酸洋红溶液）。

（2）实验目的：

验证低温能诱导蚕豆（2n＝12）根尖细胞染色体数目加倍。

题干信息中提示低温处理导致了着丝粒分裂后染色体不能移向两极，使染色体数目加倍。

根据从课本所学知识，从题干信息及实验目的中寻找两者之间的联系。

染色体的移动是由纺锤丝来牵引的，所以低温处理是通过抑制纺锤体的形成最终实现染色体数目加倍的。

同样题干信息中提示分裂末期破坏高尔基体的结构也会使细胞内染色体数目加倍。

高尔基体与植物细胞质分裂有关，所以高尔基体通过抑制细胞质分裂使得染色体数目加倍。

答案：

（1）盐酸和龙胆紫溶液（或醋酸洋红溶液）（缺一不可）

（2）纺锤体的形成　前者是抑制细胞核分裂，后者是抑制细胞质分裂

　对实验步骤、结果和结论的考查

1．实验思路的设计

（1）实验步骤与实验思路的区别：

实验步骤的操作性强，而实验思路的概括性强。

（2）实验设计的思路

①首先确定实验目的，判断是验证性实验还是探究性实验。

②运用所学知识，找准实验原理，并要做到对原理理解透彻。

③根据实验原理，对照实验目的，通过初步分析，确认变量。

④结合实验所给的条件，选取适当的方法（