高考生物总复习实验专题复习资料.docx
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高考生物总复习实验专题复习资料
实验复习材料
第一步、讲解实验方法。
学生应清楚的知道设计实验的原则以及实验过程中的实验目的、实验假设、实验原理、实验材料和用具、实验方法步骤、实验结果、实验结论、实验分析等的相关知识，并结合例题明白设计一个实验应考虑哪些基本问题。
一、实验设计
设计和完成实验的能力也是高考“考试说明”要求学生掌握的一项基本能力。
1实验设计的基本内容
1.1实验名称是关于一个什么内容的实验。
1.2实验目的要探究或者验证的某一事实。
1.3实验假设
1.4实验原理进行实验依据的科学道理。
1.5实验材料和用具
1.6实验方法与步骤实验采用的方法及必需（最佳）操作程序。
每一步骤都必须是科学的；能及时对仪器、步骤进行有效矫正。
1.7实验测量与记录对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确客观的记录。
1.8实验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。
1.9实验结论对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。
注：
关于“假设”与“预期”，“结果”与“结论”的辨析
（1）假设
“假设”，也称假说或猜测，是指用来说明某种现象但未经证实的论题，也是对所提出的问题作出的参考答案，即依据发现的事实材料或科学原理，通过创造性思维，提出初步假定。
如“孟德尔分离现象解释验证”的测交实验中，提出的假说是：
“FI（Dd）产生配子时，因等位基因分离，使得FI产生含基因D和基因d的两种配子，且其数目相等。
”再如“观察植物细胞质壁分离和复原”实验中，提出的假说应为：
当细胞外溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水
当细胞外溶液浓度＜细胞液浓度→细胞吸水
（2）预期
“预期”是在实验设计方案确定以后，实验正式实施之前，根据假说和原理，对实验可能出现的结果的判断，是依据提出的假说进行推理，得出假定性结果或推论，即“假如假设成立，则应有何种结果”，如“孟德尔分离现象验证实验，假如假说成立则有测交的后代应出现Dd与dd为1：
1的结果，即高茎与矮茎数量比应为1：
1”，而“观察植物细胞质壁分离与复原实验”中，假若假设成立，则应有处于高浓度（30％）蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞因不断失水→质壁分离，而处于清水中的已分离细胞因细胞吸水→质壁分离复原
（3）结果：
结果应为实验实际出现的情况，如“孟德尔分离现象解释实验”中出现的结果为“得到的64株后代中，30株高茎，34株矮茎，两种性状分离比为1：
1”而“质壁分离复原实验”中处于30％蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞果真发生了质壁分离，而处于清水中的已分离细胞果真发生了复原现象。
（4）结论：
结论的得出须依据实验结果，即若出现的结果与预期结果一致则得出与先前的假说一致的结论或“假说成立”，若实验出现的结果与预期结果不符，则得出的结论应为“假说不成立”。
由此可知，“假设”应对应“结论”，“预期”应对应“结果”，在实验讨论时应注意描述的科学性即“如果出现何种结果，则应有何种结论”，例如用检测呼吸装置的红色液滴检测酵母菌呼吸类型时，应为若液滴向左移动则推出什么结论，若液滴向右移动则推出什么结论，而不能描述为“若为有氧呼吸，则液滴向哪移动”，再如在验证淀粉，碘液能否通过半透膜时应描述为“若袋内外液体均变蓝（结果或现象），则淀粉、碘液均能通过半透膜。
”而不能描述为“若淀粉、碘液均能通过，则袋内外液体均变蓝”。
2实验设计的四个原则
2.1对照性原则——科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。
“实验组”与“对照组”确认
一个实验通常分为实验组和对照组（控制组）。
实验组是施加实验变量处理的被试组；对照组是不施加实验变量处理的对象组，两者对无关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果，如2005年春季高考3题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照，因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组，而自然状态（即来接受实验变量处理）的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增强实验的信度。
按照对照方式的不同可分为4种：
①空白对照：
即不作任何实验处理的对照组。
例如，在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂，以作对照。
②相互对照：
即不设控制组，只在几个实验组之间相互对比。
例如，在植物激素与向性的设计实验中，5个实验组的相互比较。
在实验中要找出一个最佳效果点，就要采取相互对照进行实验。
③条件对照：
即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。
例如，动物激素饲喂小动物的实验方案中：
饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组。
④自身对照：
即实验与对照在同一对象上进行。
例如，将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解，即自身对照，处理前的对象状况为对照组，处理后的对象变化为实验组。
再如:
在探究温度（或pH）对酶催化活性影响实验中温度（或pH）（0度、50度,100度）为条件对照。
清水（软水）、河水（硬水）对加酶洗衣粉影响中，清水（软水）、河水（硬水）为相互对照。
用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。
2.2等量性原则——每次实验所加试剂的量要相等。
2.3平行重复原则
2.4单因子变量的原则。
实验变量剖析
在实验过程中变量是指可被操纵控制的在性质和数量上可以变化的特定因素或条件，具体分析如下
①实验变量与反应变量：
a．实验变量是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变量（也称自变量），自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。
b．反应变量（又称因变量），是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。
c.二者关系：
实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。
②无关变量（控制变量）是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量，实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。
【案例剖析】例如，生物课本内温度对酶活性影响的实验中：
实验变量是低温（冰），适温（60℃），高温（沸水）；酶的活性变化即反应变量；试管的洁净度，淀粉酶的稀释度，可溶性淀粉的浓度，碘液的量和浓度，温度处理时间，操作程序等是无关变量。
实验中不论有几个实验变量，都应做到每个自变量对应一个因变量，此外还要做到操作规范。
在实验设计、实施的全过程中，应严格操纵实验变量，严格控制无关变量，尽可能消除误差，获取较为精确的反应变量。
3实验设计的4性
3.1科学性：
这是实验方案设计的首要原则（原理、操作、程序、方法正确）。
3.2安全性：
尽量避免危险性操作（如果必须使用，要注明，防止环境污染和人身伤害）。
3.3可行性：
实验设计应切实可行，所选取药品、仪器、设备在中学现有实验室内能够完成。
3.4简约性：
实验方案尽可能简易方便（用药少/步骤少/时间短）。
总之，a.原理正确，b.效果明显，c.装置简单，d.操作安全。
4实验设计的基本方法
4.1认真阅读题干材料，提取有用信息。
例1“生长素促进细胞的伸长”的理论认为：
生长素能与细胞膜上的蛋白质结合，从而激活细胞膜上转运H的载体，将H向膜外运输，使细胞壁酸化、变得松弛，细胞吸水膨胀产生压力，促使细胞生长。
为了验证生长素是以酸化细胞壁的方式促进细胞生长的，请完成实验设计：
实验材料用具：
燕麦胚芽鞘若干、中性缓冲溶液、弱酸性缓冲溶液、一定浓度的生长素溶液、蒸馏水等及必要的工具。
（提示：
缓冲溶液均为低浓度，可以维持酸碱度的恒定且对植物的代谢没有影响；不考虑生长素浓度改变对于生长的影响。
）
（1）实验时，首先应对燕麦胚芽鞘做怎样的处理？
---------------------------------------------。
（2）补充实验步骤：
第一步：
取三个小瓶，编号甲、乙、丙，分别加入处理的等量的燕麦胚芽鞘。
第二步：
甲瓶中加入-------
乙瓶中加入-------
丙瓶中加入-------
第三步：
培养相同时间后，观察、测量并记录燕麦胚芽鞘的长度。
4.2写出实验目的。
从题干中找出要求探究的问题，就是实验目的。
4.3提出假设。
探究性实验往往要求提出假设，验证性实验一般布要求。
把题干中要求探究的问题以一个肯定的语式写出即可。
4.4写出实验原理。
实验原理就是由实验结果推出实验结论所依据的科学知识。
例2：
（05年高考理综第30题）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：
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：
（1）该实验原理是：
（2）分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因：
（3）胰岛素在血糖平衡调节中的作用是：
。
4.5材料和用具
材料要求具有代表性，由生命的实验材料要长势良好，年龄、性别一致。
同学们要掌握常见实验用具的功能和用途，根据题干所给的用具信息为设计实验步骤提供依据。
例3.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。
请用所提供的材料和用具，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，并对你的实验结果进行分析：
实验材料和用具：
烟草幼苗、试管2支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中温度和光照等条件适宜，空气中O2、CO2在水中的溶解量和无氧呼吸不计）。
实验步骤和预测实验结果：
⑴剪取两块相同的烟草叶片，分别放在盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中，叶片均浮在水面上。
⑵用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞空隙间的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均沉在试管底部。
⑶
……
分析实验的结果：
4.6设计实验步骤。
实验材料是否需要处理。
例如暗处理、前测、验证动物血液中含有还原性糖。
取材、分组、编号。
“取生长状况良好且一致的XX随机分成等量的X组，编号ABC”，“取X个相同的试管编号ABC，分别加入等量的”
施加变量，设置对照。
第一组做实验组，施加变量。
第二组做对照。
一般都要设空白对照。
叙述时注意运用“同时、等量、相同浓度”词语体现单一变量原则。
培养观察。
“在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察记录结果”。
注意，实验过程一定要分部叙述。
4.7预测实验结果和结论
实验结果是指直接从实验中观察到的现象或测的数据。
实验结论是综合分析实验结果依据实验原理推出的结论性语言。
验证性实验只有一个结果：
能证明要验证的结论的结果。
探究性实验应有多个结果，全面分析实验变量，尽量找全各种变量组合下的结果。
注意，有时让你写出最可能的结果。
例4.研究表明，细胞分裂素可以延缓叶片的衰老。
生物学兴趣小组的同学想通过实验检验生长素是否也具有延缓叶片衰老的作用。
请你利用离体的叶片设计一个实验来探究这个问题。
（1）实验目的：
探究生长素是否具有延缓叶片衰老的作用。
（2）实验原理：
离体的叶子会逐渐衰老，叶片变黄，使用一定浓度的细胞分裂素处理之后，可以显著地延长保绿时间，推迟离体叶片衰老。
（3）材料用具：
足够数量的植物离体叶片、一定浓度的细胞分裂素和生长素、所需的相关器材和用具。
（4）实验步骤（写出实验的思路即可）：
（5）结果预测和结论：
①
②
③
④
⑤
第二步、夯实课本实验，进行变式训练。
课本实验是高中实验的基础，所以应该同学们应首先掌握好课本实验，并详细分析课本实验，总结课本实验是如何体现科学的实验方法的。
在熟练掌握课本实验的基础上选择例题进行变式训练，逐步增强对实验知识的迁移能力。
（一）、用“探究某药剂是否会引起植物产生染色体变异”考查学生对课本实验“观察植物根尖有丝分裂”的运用。
例5..研究表明：
温度骤变以及秋水仙素等理化因素会使植物细胞染色体数目加倍。
某同学为验证低温能诱导洋葱（2N=16）根尖细胞染色体数目加倍，开展了相关研究。
请分析回答：
（1）实验原理：
低温处理根尖细胞，能够抑制____________期_________的形成，以致染色体不能被拉向两极，细胞也不分裂。
（2）材料用具：
洋葱，冰箱，_______________（显微操作器材），解离液和碱性染料等。
（3）方法步骤：
A．培养洋葱根尖，待不定根长至1cm左右时，冰箱4℃下诱导培养36h；
B．制作装片：
解离→__________→染色→制片。
C．显微观察并绘图：
该同学用低倍镜能清楚观察到细胞，但不能顺利换上高倍镜，最可能的原因是__________________________.
（4）计数：
若常温下的装片中，分裂期细胞占细胞总数的10%，细胞周期总时间为20h，则分裂间期经历_____h；该实验中处于分裂中期的细胞含有____________条染色体。
（二）、用“探究低温（或缺镁）影响叶片中哪种色素的合成”考查学生对课本实验“色素的提取与分离”的运用。
（三）、用“鉴别劣质奶粉实验”考查学生对课本实验“三大物质的鉴定”的运用。
（四）、用“吸水和失水对叶片气孔开关的影响实验”或“探究某细胞细胞液浓度的实验”考查学生对课本实验“质壁分离和复原”的运用。
例6、蚕豆叶片是观察气孔的优良材料，尤其是下表皮气孔数目较多，气孔是各种气体进出叶片的通道。
下图为气孔结构示意图，气孔两侧的细胞称为保卫细胞，决定着气孔的开闭。
有人提出气孔的开闭与保卫细胞的吸水和失水有关。
请你根据试题中所给的材料和用具设计一实验，探究保卫细胞吸水和失水与气孔开闭之间的关系，并得出相应结论。
（1）材料用具：
显微镜，镊子，刀片，吸管，载玻片，盖玻片，吸水纸，蒸馏水，0.3g/mL的蔗糖溶液。
（2）实验步骤：
步骤1取载玻片2片，分别在中央滴加蒸馏水和蔗糖溶液各一滴
步骤2
（3）实验结果预测及结论
例7.下图表示洋葱表皮细胞在不同溶液中，细胞吸水力和原生质相对体积（正常状态为1.0）的相互关系图解，据图回答问题。
（注：
试题中所涉及到的要用的试剂需从所给的试剂中选择）
材料和用具：
紫色洋葱、显微镜、载玻片、吸水纸、滴管等；
供选择的试剂：
清水、质量浓度为0.1g/ml的KNO3溶液、质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液、质量浓度为0.5g/ml的蔗糖溶液。
（1）由B→C的过程，细胞应处于哪种试剂中？
_____，细胞液的浓度变化是_____。
（2）若B→A过程发生后可自动发生A→B过程，应怎样完成实验操作？
第一步：
将一小块紫色洋葱表皮平展在载玻片中央的清水中，盖上盖玻片，在显微镜下观察，可看到原生质层紧紧地贴着细胞壁。
第二步：
__________________________________________________________________。
说明选择该试剂的原理：
____________________________________________________。
（3）若选择一种试剂在完成B→A过程后，无论再用哪种试剂，A→B过程都不能发生，则所选择的试剂是_____，原因是_________________。
.
例8.某同学由温度能影响酶的活性联想到温度能否影响甲状腺素的活性。
为了探索这一问题，他做了一个实验。
在实验步骤
（1）、
（2）、（3）中各有一处错误或不妥之处，请改正并预测实验现象及结论。
实验步骤:
（1）取三只相同的洁净玻璃缸，编上号，分别装上等量的蒸馏水、河水、自来水。
（2）取发育状况不同的15只蝌蚪，分成三等份，分别放人1、2、3号玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。
（3）每天同时向1、2、3号玻璃缸中分别投入普通饲料、甲状腺制剂拌匀的饲料、用60℃温水处理1小时的甲状腺制剂拌匀的饲料。
（4）过几天比较蝌蚪的发育状况。
改正：
预测实验现象及结论：
第三步、精选各类例题，做好分类实验。
将实验按考查的知识点分类，然后精选各类实验的例题进行专题练习，系统掌握该类实验的常用方法和技巧，从而提升实验能力。
（一）生理学实验：
1、代谢类实验：
主要包括涉及动植物代谢和微生物代谢的实验。
重点是有关光合作用和呼吸作用的实验
例：
（06年高考理综第30题）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。
例9、某同学利用下列装置研究CO2含量以及光照强度对某种绿叶光合作用的综合影响。
实验过程用同种、状况相同的若干新鲜叶片在室温25℃下进行，通过缓冲液调节密闭小室空间CO2浓度的相对恒定。
对相应装置精确测量的结果如下表。
请分析回答：
组
别
实验条件
液滴移动mL/h
光强（Lx）
CO2（%）
1
800
0.03
右移6.0
2
1000
0.03
右移9.0
3
1000
0.05
右移11.2
4
1500
0.05
右移11.2
5
1500
0.03
右移9.0
（1）第3组装置中液滴右移的生理原因是。
该装置2h内，缓冲液释放到密闭小室空间的CO2约为mg。
第3、4两组的结果相同，限制4装置光合作用的非生物因素主要是。
（2）装置虽均置于25℃环境下，但有同学认为液滴移动的量不一定真正代表光合作用释放O2的量，因为光照引起的会导致密闭小室内气体的物理性膨胀。
（3）某同学认为本实验不能令人信服地说明光照强度和CO2浓度的相互作用，使光合作用进一步增强。
该同学又增设了一组实验，请写出该同学增设的这组实验的条件组合。
（4）请您利用该装置研究叶片有氧呼吸强度随时间而变化的趋势。
A．方法步骤：
①用同种、状况相同的新鲜叶片和相应的死叶片分别完成题中装置（各三套），置于温度相同的暗室中；②每隔一定时间，；
③
B．预期结果：
液滴向移，且速率惭慢，直至不再移动。
微生物代谢：
例10：
某课题小组的研究性学习课题是“探究影响细菌生长繁殖的因素。
”他们在培养细菌的过程中发现了某种细菌（记作X）的周围其他细菌的生长繁殖受到抑制。
他们把X细菌接种到专门的培养基上培养，一段时间后除去X细菌，用该培养基再培养其他细菌，结果其他细菌仍然不能生长和繁殖。
据以上材料回答下列问题：
（1）从生态学的角度分析，X细菌与其周围细菌之间的关系称 。
（2）X细菌周围的其他细菌不能生长和繁殖的原因最可能是 。
（3）为验证
（2）中的原因进行了如下实验。
请参照上述题目中给出的有关材料，补充相关的实验步骤及结果：
第一步：
取两个培养皿，按相同营养成分配制成甲、乙两个培养基。
第二步：
。
第三步：
。
第四步：
例11土壤中生活着肉眼看不见的细菌、丝状菌和呈放射状的放线菌，这些微生物的数量极其繁多。
某同学要探究土壤微生物对淀粉是否有分解作用，设计了以下实验，请你帮助完成有关项目。
（1）作出假设：
_______________________________
（2）实验用具及药品：
烧杯、纱布、玻璃棒、试管、酒精灯、蒸馏水、碘液、斐林试剂、淀粉糊等。
（3）实验步骤：
a.将取自农田、林地或花盆等处的土壤放入里面垫有纱布的烧杯中，加水搅拌，然后将纱布连同土壤一起取出。
将留在烧杯中的土壤浸出液静置一段时间备用。
b.另取2支烧杯，编号为A和B，分别在两烧杯中加入等量的土壤浸出液然后A__________________________，B烧杯不做处理。
在A、B中分别加入______________________________，然后在烧杯口敷纱布，置于避光处。
c.在室温（20℃）下放置一段时间后，分别取A、B烧杯中溶液20ml溶液各加入2支试管中，分别编号A1、A2和B1、B2.
d.在A1、B1试管中加入____________________，在A2、B2试管中加入___________________，并进行沸水浴。
e.观察试管中颜色变化记录结果。
（4）实验结论预测
如果假设成立，则实验现象是_________________________________________________________
如果假设不成立，则实验现象是_______________________________________________________。
2.调节类实验：
主要包括涉及激素调节和神经调节的实验。
重点是激素调节的实验。
例12.目前市场上有许多水果、蔬菜是用植物激素刺激生长发育成熟的，人们担心儿童吃了这类水果、蔬菜后会出现性早熟。
中科院上海植物生理生态研究所赵毓橘教授介绍，大部分植物激素是植物自身合成的“内源激素”。
因其能调节植物的生长发育，人们便将其科学地提取出来，分析其结构，利用微生物发酵工业生产或化学合成，之后推广应用，如保花保果，延缓或促进果实成熟等。
赵教授说：
“激素水果不会引起儿童性早熟。
”
根据信息结合所学知识，请回答下列问题：
（1）引起儿童性早熟的物质主要是，它的化学本质是，它主要是由产生的。
（2）与蔬菜、水果生长相关的最密切的激素是。
（3）综合上述，从理论层次分析说明“激素水果”不会引起儿童性早熟的原因是
（4）给你12只未成熟的长势、体重和年龄相同的同种幼小雄兔，其它所需条件均满足，请你设计一实验探究：
“激素水果”是否会引起儿童性早熟。
第一步：
第二步：
第三步：
预测实验结果及结论：
：
例13.为探索甲状腺激素对代谢的影响。
设计如下实验．
实验目的（略）
实验材料：
雄性小白鼠20只，鼠笼、鼠饮水器、灌胃管、5mg／ml甲状腺激素溶液，0.9％NaCl溶液、1000ml广口瓶
实验步骤：
第一步：
将健康雄性小白鼠按体重均匀分为给药组和对照组．每组10只，实验室温度保持在23℃左右．
第二步：
给药组小白鼠，每只每次用灌胃法饲给5mg／ml甲状腺激素溶液1ml,每日2次．连续用药5d。
对照组小白鼠，每只每次依上法饲给lml0.9％NaCl溶液
第三步：
5d后将每只小白鼠分别放入容积1000ml的广口瓶中，把瓶口密封后立即观察小白鼠的活动，并记录其存活肘间，最后汇总全组动物的实验结果．计算平均存活时间，并与对照组结果进行比较。
根据以上实验步骤．完成下列问题
（1）设计一张观察实验结果的记录表．
（2）预测实验结果及分析实验结果：
①___________________________________________________
②_____________________________________________
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