生物常规实验与实验设计专题Word格式.docx
- 文档编号:19863252
- 上传时间:2023-01-11
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:474.54KB
生物常规实验与实验设计专题Word格式.docx
《生物常规实验与实验设计专题Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《生物常规实验与实验设计专题Word格式.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
(2)灵活运用已学过的自然科学理论,设计简单的实验方案,理解探索性实验的一般方法.
研究近几年来高考题中的实验题可以发现,在依托教材,考察教材基本实验的基础上,实验设计能力仍然是现在考察的重点方向.以学生“未证实过的”实验问题材料为命题的主要来源,考察学生对实验设计原理的理解能力;
实验条件的科学控制能力;
和对实验结果的归纳、总结能力.此类题型主要是设计探究验证型和分析推理判断型实验题.而且这种题型所占全部实验题的比重越来越大,对学生的能力要求也越来越高,如06年41题和07年41题,要求学生独立设计完成全部实验内容或根据上下文完成实验步骤及作图等.
从命题的指导思想上看,历年的考题都明确了“以能力测试为主导”,注重对学生科学素养的考查,并逐渐增加试题与社会生活的关联度,更重视以现实问题为切入点进行考查.这种变化是与二期课改的理念相一致的,也体现了当前教学改革的要求.
二、如何进行实验知识的复习
1、实验复习要点
(1)掌握常规实验知识,熟悉常规实验的基本操作过程及注意事项
(2)熟悉实验设计的基本理论、掌握实验设计的基本原则、清楚实验设计的内容
2、生物常规实验的学习方法
以叶绿体中色素的提取和分离实验为例,从八个方面去研究,再拓展到所有实验.
实验内容
实验要求
按所学的具体实验,从以下几方面重点关注.
例:
叶绿体中色素的提取和分离.
备注
实验目的
学习叶绿体色素的提取和分离方法,了解叶绿体内色素的种类及物理性质.
★★
实验原理
叶绿体色素不溶于水,但可溶于有机溶剂.
实验材料
仪器设备
新鲜菜叶剪刀、研钵、毛细吸管、量筒、试管、长滴管、脱脂棉、分析滤纸等.
★
药品、试剂
无水酒精、石油醚、石英砂、碳酸钙等.
实验过程
取材→研磨→过滤→划线→层析→观察.
现象与结果
在滤纸上可看到四条色素带,从上到下为葫萝卜素、叶黄素、叶绿素A、叶绿素B.
实验结论与
分析
叶绿体由胡萝卜素、叶黄素、叶绿素A、叶绿素B组成,它们能溶于有机溶剂,且溶解度大的层析速度快,反之.
实验注意事项
取菜叶时要去除黄叶、叶脉.无水酒精要分数次加入.过滤时脱脂棉不能太多或太少.石油醚不能溅在试管壁上,滤纸上不能用圆珠笔划线,滤纸上的滤液细线不能浸没在层析液中,等等.
★★★
3、实验设计的内容
(1)一个比较完整的实验设计方案,一般包括以下几方面的内容:
①实验题目的确定
②提出假说
③设计实验方法和步骤
④提出实验的预期结果
⑤观察现象、结果及数据的搜集及处理方法.
(2)实验设计的一般方法:
①了解题目要求:
题目给出的实验条件、材料用品是什么?
要求回答什么?
②明确实验目的:
实验的最终目的,要解决什么问题.明确实验探究什么,论证说明,说明什么?
③分析实验原理:
即实验依据,为完成实验得出实验结论而应用的科学理论知识(源于学习过的基本概念、原理、规律等).
④确定实验思路:
根据实验目的、原理而进行的思维过程,构建实验设计基本框架,是实验设计的蓝图.
⑤设计实验步骤:
有了思路,具体是怎样操作问题,设计步骤时,要遵循实验设计原则,一定要充分利用题目所给条件,并思考这些条件起什么作用和怎样运用.
⑥结果预测、分析:
结果的预测与分析是实验设计的终结,有画龙点睛的作用.预测要全面,考虑多方面的可能性,分析要科学、实事求是应具说服力.
4、生物实验设计的基本原则
(1)、科学性原则科学性原则是实验方案设计的首要原则,是指在实验设计时必须有充分的科学依据,即要以前人的实验、公式或自己的实验为基础,不能凭空设想,主观臆造.
(2)、可行性原则实验材料、药品和器材可以较方便地获得;
实验步骤要具体,不能凭空设想;
实验现象如颜色变化、沉淀的产生以及动植物生理上的可见变化等应能够明显观察和记录到,可量化的应尽量量化.例如要用饲喂法证明甲状腺激素能促进幼小动物的发育,宜选用蝌蚪.因为蝌蚪是变态发育,由幼体变成成体的发育性状明显.若题目要求只能用切除法,则不能用蝌蚪.
(3)、单因子变量原则即控制其他因素不变,而改变其中一个因素,观察其对实验结果的影响.如探索温度对酶活性的影响时,只要改变反应的温度,其他如pH、酶的浓度等条件就要完全一样.
(4)、随机性原则实验设计中的随机性原则,是指被研究的样本是从总体中任意抽取的.这样做的意义在于:
一是可以消除或减少系统误差;
二是平衡各种条件,避免实验结果中的偏差.如做性状分离比的模拟实验,必须双手同时从两个小桶内随机抓取任一个小球,才能使实际值接近理论值,否则,无法保证几率的准确性.
(5)、平行重复原则平行重复原则,即控制某种因素的变化幅度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果的影响程度.任何实验都必须能够重复,这是实验具有科学性的标志之一.
(6)、对照性原则在实验设计中,通常设置对照组,通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差,鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异.对照性原则是设计具体的实验方法时必须遵循的原则.
常采用的对照方法主要有以下几种
空白对照不给对照组任何处理因素.如用小狗做活体材料设计实验,证明动物生长激素的分泌器
官及作用时,用不做任何处理的小狗作对照,与切除了脑垂体的小狗进行比较.
条件对照虽给对照组施以部分处理因素,但不是所研究的实验因素,如在验证唾液淀粉酶发挥作用的最适温度的实验中的0℃和80℃下的对照.
自身对照实验组和对照组都在同一研究对象上进行.如通过质壁分离和质壁分离复原实验来验证成熟的植物细胞通过渗透作用失水和吸水.
相互对照不单独设立对照组,而是几个实验相互对照.如验证温度对唾液淀粉酶活性影响的实验中60℃、0℃、37℃之间的对照;
验证pH值对唾液淀粉酶活性影响的实验中,不同pH值溶液之间的对照.
5、回归教材、注重分析
在实验复习教学中要求学生对“考纲”中涉及的所有实验进行全面复习,掌握每个实验的目的、原理、方法、步骤及实验现象、结果的解释与分析,明确实验设计的思路,训练科学思维.学生是否善于对实验现象和结果进行深入的分析,并从中得出正确的结论,是学生实验能力的重点表现.
要研究新老教材的实验内容的差异及共性.
三、常见实验设计例题分析:
1、为了证实“甲状腺激素及甲状腺抑制剂对蝌蚪发育的影响”某同学制定了下列实验方案:
a.取两个玻璃缸分别编号,1号、2号;
b.在两个玻璃缸中,分别加人等量(且适量)的水和新鲜水草,然后在每个玻璃缸中分别放入10条发育状况不同的蝌蚪;
C:
向1号缸投放含甲状腺制剂的饲料,2号缸投放含甲状腺抑制剂的饲料;
d.每天分别向各缸中投放一些饲料;
e.每隔一定时间观察一次,观察时用小网将蝌蚪捞出放在培养皿中,再将培养皿放在坐标纸上(lmm×
lmm),观察并且测量蝌蚪的体长变化(前肢和后肢的生长情况,尾的变化等),上述实验设计方案中,有一些明显的设计缺陷或不足,请你修改并完善该设计方案.
(1)该设计方案的明显缺陷是,因此,a过程应该为(只需陈述修改内容,下同);
c过程应该为.
(2)方案中存在着引起实验误差的不妥之处,b过程的不妥之处应该改为;
d过程的不妥之处应该改为.
解析本题考查了甲状腺激素和甲状腺抑制剂的生理作用.应设两组对照实验,一组为条件对照,在饲料中加入甲状腺抑制剂,一组为空白对照,只加入普通饲料.通过对照组和实验组实验结果比较,才能充分说明实验组中所施加的因素一一甲状腺激素的生理作用,否则只用条件对照无法说明问题.实验设计应遵循单一变量的原则,对实验条件要严格控制,如蝌蚪的大小,投放饲料和药剂的量,否则实验不易成功.故该实验设计方案的明显缺陷是缺少空白对照.因此可以通过在a过程再加1个玻璃缸编为3号,在3号缸内,投放和1号、2号缸数目大小相同的蝌蚪、普通的饲料,不加任何药剂,作为空白对照,来增强实验的可信度和说服力.为体现单一变量的原则,排除其他变量对实验结果的影响,b过程中“发育状况不同的蝌蚪”应改为“同时孵化出的发育状况相同的蝌蚪”.d过程中的“一些饲料”应改为“等量饲料”.
评价本题以“甲状腺激素促进幼小动物发育”的知识为背景,综合考查了实验设计的两个基本原则——“对照原则”和“控制单一变量原则”.还考查了学生应用生物学基本知识分析和解决有关问题的能力.
2、某生物科技小组为了证明镁和钾都是植物生活所必需的元素,他们设计了如下实验:
(1)配制溶液:
①配制完全营养液甲.②配制无镁、钾的营养液乙.
(2)培养植株:
将长势相似、数量相同的两组玉米幼苗分别种植在两个盛有沙土的容器内,分别浇灌甲和乙营养液.
(3)观察记录:
定期观察记录幼苗生长状况.
(4)结果结论:
①一定时间后,发现浇甲营养液的玉米生长旺盛,浇乙营养液的玉米弱小瘦黄.②镁、钾元素是植物生活必需的矿质元素.
请分析该实验方案有无纰漏?
若有请指出纰漏,再写出你的设计思路.
解析该题的实验原理是溶液培养法.实验的目的不同,营养液的成分不同.若要证明镁是植物必需的矿质元素,实验组植株必须只在缺钾的培养液中培养.将植株放在同时缺镁、钾的营养液中培养,这样不但违背了单一变量的原则,而且与溶液培养法的原理不相符.把实验组和对照组都种植在盛有沙土的容器中,因沙土中有可能含有镁和钾元素,导致实验方案缺乏严谨性和科学性.此实验方案还缺少植株缺镁、钾后加入缺少元素恢复生长的过程,使实验方案不够完善.正确的实验方案为:
(l)配制溶液:
①配制完全营养液甲.②配制无镁的营养液乙.③配制无钾的营养液丙.
将长势相似、数量相同的3组玉米幼苗分别种植在3盛有洗净沙砾的容器内,分别浇灌甲、乙、丙营养液.
(3)观察记录:
定期观察记录幼苗生长状况.
(4)结果结论:
①一定时间后,发现浇甲营养液的玉米生长旺盛,浇乙、丙营养液的玉米弱小瘦黄.在乙营养液中补充镁元素,在丙营养液中补充钾元素,一段时间后,这两组营养液中的玉米幼苗又恢复正常.②镁、钾元素是植物生活必需的矿质元素.
评价这是一道以溶液培养法的基础知识为载体,设计改进实验方案的实验题.主要考查学生对植物必需元素的理解和运用,以及对题给信息的分析和处理能力.
3、已知唾液中含有淀粉酶,淀粉酶可以催化淀粉的水解;
又知鸡蛋被加热到65℃后会变熟,但不知唾液淀粉酶被加热到65℃后是否影响其生物活性.为探究此问题,请您依据所给材料和用品设计相应的实验方案,并预测可能的实验结果及可获得的相应结论.
材料用品:
经过稀释的唾液、经过稀释并煮熟的淀粉糊两份(一份保持在37℃环境中,另一份保持在65℃环境中)、碘酒、酒精灯或其他的加热设备、试管若干、量筒、滴管、大烧杯、温度计等.
实验方案:
(1).
(2)将甲、丙试管放人37℃左右的温水中,将乙试管放人65℃温水中.3枝试管均保温5min后取出.
(3).
实验结果:
.
实验结论:
.
解析本实验的实验环境在37℃环境下,唾液淀粉酶可以催化淀粉水解为麦芽糖.实验目的是探究65℃的温度是否影响唾液淀粉酶的生物活性.由步骤
(2)可知,本实验的可变因素为温度.依据实验设计的对照性原则,本实验应设空白对照和条件对照,消除无关因素对实验结果的影响.根据题意要求,实验方案设计为:
(l)取甲、乙两枝试管分别作标记,甲试管注入保存在37℃温水中的淀粉糊3mL,乙试管注入保存在65℃温水中的淀粉糊3mL,再向两枝试管中各注入等量的2mL唾液.取丙试管注入保存在37℃温水中的淀粉糊3mL注入蒸馏水2mL并振荡.(3)保持各自温度5min后冷却,分别向3枝试管中滴入等量的碘酒,观察并比较3试管中液体的颜色.根据实验方案全面预测实验结果,本实验可能的结果及结论有3种:
(l)若甲、乙两枝试管液体的颜色相同(均为无色或均为碘酒颜色),则证明唾液淀粉酶在被加热到65℃后不影响其生物活性.
(2)若经过65℃温度处理的乙试管中液体呈现蓝色,与丙试管液体颜色相同,则证明唾液淀粉酶被加热到65℃后失去了生物活性.(3)若经过65℃温度处理的乙试管中液体呈现蓝色,但是比丙试管液体颜色浅,则证明唾液淀粉酶在被加热到65℃后生物活性降低了.
评价本题主要是以温度对酶活性的影响为知识背景,考查学生探究性实验的设计能力,以及对实验结果的分析和归纳能力.
4、为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响,某位学生设计如下:
⑴在1-3号试管中分别加入0.5%的新鲜可溶性淀粉液2.0mL.
⑵分别向1-3号试管中加入0.5%唾液1.0mL.
⑶向1号试管内注入1.0mL蒸馏水,向2号试管内注入质量分数为5%的NaOH溶液1.OmL,向3号试管内注入质量分数为5%的HCl溶液1.0mL.
⑷振荡这3支试管,使试管内的液体混合均匀.然后将3支试管下半部浸人37℃左右的热水浴中,保持8min.
⑸在3支试管中加人2.OmL斐林试剂振荡后,将3支试管的下半部放人盛有热水的大烧杯中,用酒精灯加热,煮沸1min.观察3支试管中溶液的变化情况,记录结果.
该学生的设计方案,有无不妥之处?
若有请改正并指出原因.
实验程序的纠错和改进参考答案
解析唾液淀粉酶可使淀粉水解成麦芽糖,麦芽糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应,生成砖红色的氧化亚铜沉淀.关于pH对酶活性影响的实验中,操作时必须先将酶直于不同环境条件下(加清水、加NaOH溶液、加HCl溶液),使酶的活性发生改变,然后再加入可溶性淀粉液.如果改变顺序,先加可溶性淀粉液和唾液淀粉酶溶液,后放入不同环境中,则会因酶还没有接触NaOH溶液和HCl溶液,活性很高,使3枝试管中都有还原糖(麦芽糖)生成,最终会出现3枚试管中溶液均变成砖红色,看不到pH对酶活性的影响.因此,该实验步骤的设计顺序应为:
(2)→(3)→
(1)→(4)→(5).因为一旦将
(1)提前,在酶还没有失去活性的情况下,会使淀粉分解产生还原糖,使3枝试管中溶液均变成砖红色,导致实验失败.
评价验证pH对酶活性的影响,一定要先使酶的活性发生改变后,再加入淀粉.否则会影响实验效果.做这类题时,应该依据教材的实验方案和自己做实验的经验,进行分析判断,从中找出错误并加以改正.
5、为了“鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液”,两位同学根据所给的材料和用具进行了实验设计,请分析这两个实验思路是否有不妥之处?
再写出你的设计思路,并分析实验结果.
实验材料及用具:
一瓶10%的蔗糖溶液,一瓶30%的蔗糖溶液,25OmL烧杯一只,半透膜制成的透析
袋一只,刻度玻璃管一支,细线一根,支架一个.
⑴实验方案一:
将10%的蔗糖溶液倒人烧杯中,将30%的蔗糖溶液灌满透析袋,刻度玻璃管插入袋
内溶液中,用线将袋口和玻璃管扎紧.将插有刻度玻璃管的透析袋放人有溶液的烧杯中,垂直固定于
支架上,记录玻璃管液面的刻度,一段时间后,观察玻璃管上的液面刻度,确定液面是升还是降.
⑵实验方案二:
将一瓶蔗糖溶液倒入烧杯中,将另一瓶蔗糖溶液灌满透析袋,用一根细线将袋口
扎紧后,放人有溶液的烧杯中,固定于支架上,用另一根细线系住刻度玻璃管的一端并垂直固定于支架上,另一端放人盛有溶液的烧杯中,记录玻璃管液面的刻度.一段时间后,观察玻璃管上的液面刻度,确定液面是升还是降.
实验方案的纠错和改进参考答案
解析解答这类实验设计题,可以按以下步骤进行:
明确实验目的→分析实验原理→确定实验思路→设计实验步骤→预期结果并分析.本实验的目的是鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液,实验原理是渗透作用.必须具备两个条件:
一是具有一层半透膜;
二是半透膜两侧的溶液具有浓度差.分析实验原理时要注意题目所给的条件(半透膜制成的透析袋,两种不同浓度的蔗糖溶液),结合有关渗透知识(水分子总是从溶液浓度较低的一侧通过半透膜向溶液浓度高的一侧渗透),根据实验目的和实验原理,和本题提供的实验器材,确定实验思路:
必须将两瓶浓度不同的蔗糖溶液分别置于透析袋的两侧,通过观察渗透作用现象来判断溶液的浓度.实验方案一:
把这两瓶待测浓度的蔗糖溶液当成已知浓度的蔗糖溶液来设计实验,混淆了已知与未知的条件,实属本末倒置;
实验方案二:
已知条件给出了一根细线,而实验中却用了两根细线,不符合题目条件要求.刻度玻瑞管放入盛有溶液的烧杯中,刻度玻璃管内外溶液无压力差,液面不会发生交化.
正确的实验设计方案为:
(1)将一瓶蔗糖溶液倒入烧杯中;
(2)将另一瓶蔗糖溶液灌满透析袋,刻度玻璃管插入袋内溶液中,用细线将袋口和玻璃管扎紧;
(3)将插入刻度玻璃管的透析袋放入有溶液的烧杯中,垂直固定于支架上,记录玻璃管液面刻度;
(4)一段时间后,观察玻璃管上的液面刻度,确定液面是升还是降.
结果分析如果液面升高,则透析袋中的溶液是30%的蔗糖溶液,烧杯中的溶液是10%的蔗糖溶液;
反之,可推断透析袋中是10%的蔗糖溶液,烧杯中的是30%的蔗糖溶液.
评价做好此类题的关键是要分析题目给出了哪些已知条件,哪些是待定条件,并注意实验设计时除非条件允许,否则不能随意增加实验试剂和材料.
四、常见实验题解读
(一)、选择题
D
上海05年
7.将盛有一定浓度蔗糖溶液的透析袋口扎紧后浸于蒸馏水中,下图表示透析袋中蔗糖溶液浓度与时间的关系,正确的是
28.显微镜目镜为10,物镜为10,视野中被相连的64个分生组织细胞所充满.若物镜转换为40后,则在视野中可检测到的分生组织细胞数为
A.2个B.4个C.8个D.16个
上海06年
1.为测定组织细胞中是否有葡萄糖存在,常用的试剂是
A.苏丹Ⅲ染液B.碘液C.班氏试剂D.龙胆紫染液
6.为了测定水质富营养化程度,应选择的测定项目是
A.CO2,PB.O2,CO2C.N,DDTD.N,P
15.用显微镜镜检人血涂片时,发现视野内有一清晰的淋巴细胞如图.为进一步放大该细胞,首先应将其移至视野正中央,则装片的移动方向应是
A.向右上方B.向左上方C.向右下方D.向左下方
19.某人的红细胞与A型标准血清混合不发生凝集反应,但其血清却能使A型血的红细胞发生凝集反应,此人的血型是
A.B型B.A型C.O型D.AB型
32.将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液,一小时后测定
薯条质量变化的百分率,结果如右表.下列叙述中正确的是
A.Ⅰ的浓度最低B.Ⅱ的浓度较Ⅲ低
C.Ⅳ的浓度最高D.Ⅳ可能是蒸馏水
上海07年
8.叶绿素溶液在透射光下和反射光下分别是
A.红色、红色B.绿色、绿色C.红色、绿色D.绿色、红色
21.在叶绿体色素提取和分离实验中,收集到的滤液绿色过浅,其原因可能是
①未加石英砂、研磨不充分②一次加入大量的无水酒精提取
③分次加入少量无水酒精提取④使用放置数天的菠菜叶
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④
27.将人红细胞置于盛有下列液体的离心管中.10分钟后离心,得到沉淀物和上清液,则上清液中K+含量最高的离心管内盛有
A.10%氯化钠溶液B.0.9%氯化钠溶液C.20%蔗糖溶液D.蒸馏水
30.下图表示叶绿体中色素的吸收光谱(颜色深、浅分别表示吸收量多、少).甲、乙两图分别是
A.胡箩卜素、叶绿素的吸收光谱B.叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱
C.叶黄素、叶绿索的吸收光谱D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱
33
(2)图中标号1所含物质(核酸或DNA),以其酸碱性而言属____酸_____性,可被碱性染料着色.中学实验常用的属于这类染色剂的有_酸醋洋红甲基绿龙胆紫___溶液.
(3)实验室有浓度为10%的5种溶液:
①葡萄糖溶液、②氨基酸溶液、③淀粉溶液,④蛋白质溶液和⑤氯化钾溶液,其中能引起该细胞质壁分离的有___4,7_____(用编号回答).
2005年江苏卷
26.观察细胞中染色体行为并计数时,使用光学显微镜的正确方法是
A.低倍镜对焦.将观察目标移至视野中央,转用高倍镜并增加进光量,调焦观察
B.低倍镜对焦,将观察目标移至视野中央,转用高倍镜并减少进光最.调焦观察
C.低倍镜对焦,转用高倍镜,将观察目标移至视野中央,减少进光量,调焦观察
D.高倍镜对焦,将观察目标移至视野中央,增加进光量,绸焦观察
2006年江苏卷
3赫尔希通过T2噬菌体侵染细菌的实验证明DNA是遗传物质,实验包括4个步骤:
①培养噬菌体,②35和35p标记噬菌体,③放射性检测,④离心分离.实验步骤的先后顺序为
A.①②④③B.④②①③C.②①④③D.②①)③④
4.做DNA粗提取和鉴定实验时,实验材料用鸡血而不用猪血的原因是
A.鸡血的价格比猪血的价格低B.猪的红细胞没有细胞核,不易提取到DNA
C.鸡血不凝固,猪血会凝固D.用鸡血提取DNA比用猪血提取操作简便
9.下列不能解除植物顶端优势的措施是
A.去掉顶芽B.在去掉顶芽的断口处放一块台有生长素的羊毛脂
C.在去掉顶芽的断口处放一块含有细胞分裂素的羊毛脂
D.在去掉顶芽的断口处放上琼脂小块
2007年江苏卷
21.在采用鸡血为材料对DNA进行粗提取的实验中,若需进一步提取杂质较少的DNA,可以依据的原理是
A.在物质的量浓度为0.14mol/L的氯化钠溶液中DNA的溶解度最小
B.DNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色
C.DNA不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精
D.质量浓度为0.1g/mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用
其他选择题
1、当显微镜的目镜为l0×
.物镜为l0×
时,在视野直径范围内看到一行相连的8个细胞,若目
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 生物 常规 实验 实验设计 专题
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)