高三生物二輪復(fù)習(xí) 專題精講七 實驗與探究 第2講 生物實驗設(shè)計與評價課件.ppt
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1.(2015北京卷)大螞蟻和小螞蟻生活在某地相鄰的兩個區(qū)域,研究者在這兩個螞蟻種群生活區(qū)域的接觸地帶設(shè)4種處理區(qū)。各處理區(qū)均設(shè)7個10 m10 m的觀測點(diǎn),每個觀測點(diǎn)設(shè)有均勻分布的25處小螞蟻誘餌投放點(diǎn)。在開始實驗后的第1天和第85天時分別統(tǒng)計誘餌上小螞蟻的出現(xiàn)率進(jìn)行比較,結(jié)果見表。 處理區(qū)小螞蟻出現(xiàn)率的變化(%)定時灌溉不驅(qū)走大螞蟻增加35驅(qū)走大螞蟻增加70不灌溉不驅(qū)走大螞蟻減少10驅(qū)走大螞蟻減少2對本研究的試驗方法和結(jié)果分析,表述錯誤的是() A.小螞蟻抑制大螞蟻的數(shù)量增長 B.采集實驗數(shù)據(jù)的方法是樣方法 C.大螞蟻影響小螞蟻的活動范圍 D.土壤含水量影響小螞蟻的活動范圍,【答案】A 【解析】本題考查種群密度的測量方法、種間關(guān)系等,并以此為知識背景考查考生對實驗變量和實驗結(jié)果的分析,意在考查考生的實驗探究能力和獲取新信息的能力。難度較大。該實驗的自變量有兩個,即是否灌溉和是否驅(qū)走大螞蟻。定時灌溉的情況下,驅(qū)走大螞蟻比不驅(qū)走大螞蟻時,小螞蟻出現(xiàn)率增加的幅度大;不灌溉的情況下,驅(qū)走大螞蟻比不驅(qū)走大螞蟻時,小螞蟻出現(xiàn)率減少的幅度小,可見,大螞蟻抑制小螞蟻數(shù)量的增長,且影響其活動范圍,A錯誤,C正確;該實驗在4個處理區(qū)各選取7個點(diǎn)觀測不同處理對小螞蟻活動的影響,采集實驗數(shù)據(jù)的方法是樣方法,B正確;定時灌溉,小螞蟻出現(xiàn)率增加,不灌溉,小螞蟻出現(xiàn)率減少,由此得出土壤含水量影響小螞蟻的活動范圍,D正確。,2.(2014四川卷)下列有關(guān)實驗方法或檢測試劑的敘述,正確的是() A.用改良苯酚品紅染色觀察低溫誘導(dǎo)的植物染色體數(shù)目變化 B.用健那綠和吡羅紅染色觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布 C.用紙層析法提取菠菜綠葉中的色素和鑒定胡蘿卜素提取液 D.用標(biāo)志重捕法調(diào)查田鼠種群密度及農(nóng)田土壤小動物的豐富度,【答案】A 【解析】改良的苯酚品紅染液可用于染色體著色,A正確;觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布用到的試劑是甲基綠和吡羅紅染液,B錯誤;紙層析法是分離光合色素的方法,提取光合色素需要用有機(jī)溶劑,C錯誤;調(diào)查農(nóng)田土壤小動物豐富度的方法是取樣器取樣法,D錯誤,3.(2015浙江卷)現(xiàn)有一種細(xì)菌 M , 能夠合成某種酶, 并能分泌到細(xì)胞外。 為了研究其培養(yǎng)時間與細(xì)胞數(shù)、 細(xì)胞外酶濃度和總酶濃度的變化關(guān)系, 請根據(jù)以下提供的實驗材料寫出實驗思路,并預(yù)測實驗結(jié)果。 實驗材料: 若干個培養(yǎng)瓶、 培養(yǎng)液、 細(xì)菌M (要求與說明: 實驗僅設(shè)一組; 實驗儀器、 試劑、 用具及操作不做要求; 實驗條件適宜) 請回答: (1)實驗思路: ① (2)預(yù)測實驗結(jié)果(設(shè)計一個坐標(biāo)系, 并繪制預(yù)測的細(xì)胞數(shù)、 細(xì)胞外酶濃度和總酶濃度的變化曲線): (3)測定總酶濃度時, 應(yīng)對細(xì)胞做___________處理。,(3)破碎 【解析】本題考查考生設(shè)計實驗、預(yù)測實驗結(jié)果并繪制曲線的能力。根據(jù)實驗?zāi)康?,結(jié)合實驗設(shè)計遵循的對照原則和單一變量原則進(jìn)行實驗設(shè)計,保證等量接種,每個瓶中含有等量的培養(yǎng)液。由于空間和培養(yǎng)液有限,所以細(xì)菌細(xì)胞的數(shù)量、酶的濃度不能無限上升,故一段時間后各曲線水平在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定。要測定總酶濃度還需要測定細(xì)胞內(nèi)的酶濃度,所以要將細(xì)菌細(xì)胞進(jìn)行破碎處理。,【答案】(1)①取細(xì)菌M,稀釋后,分別等量接種于若干個含等量培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中。②取其中的培養(yǎng)瓶,分別測定細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞外酶濃度和總酶濃度,并記錄。 ③在培養(yǎng)過程中,每隔一段時間,重復(fù)②。④對所得實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。 (2)如圖,4.(2014北京卷)為研究細(xì)胞分裂素的生理作用,研究者將菜豆幼苗制成的插條插入蒸餾水中(圖1)。對插條的處理方法及結(jié)果見圖2。 (1)細(xì)胞分裂素是一種植物激素。它是由植物體的特定部位 ,再被運(yùn)輸?shù)阶饔貌课?,對生長發(fā)育起 作用的 有機(jī)物。 (2)制備插條時除去根系和幼芽的主要目的是 ;插條插在蒸餾水中而不是營養(yǎng)液中培養(yǎng)的原因是 。 (3)從圖2中可知,對插條進(jìn)行的實驗處理包括 。 (4)在實驗Ⅰ中,對A葉進(jìn)行實驗處理,導(dǎo)致B葉 。該實驗的對照處理是 。 (5)實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的結(jié)果表明,B葉的生長與A葉的關(guān)系是 。 (6)研究者推測“細(xì)胞分裂素能夠引起營養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞分裂素所在部位運(yùn)輸”。為證明此推測,用圖1所示插條去除B葉后進(jìn)行實驗,實驗組應(yīng)選擇的操作最少包括 (填選項前的符號)。 a.用細(xì)胞分裂素溶液涂抹A1葉 b.用細(xì)胞分裂素溶液涂抹A2葉 c.用14C淀粉溶液涂抹A1葉 d.用14C淀粉溶液涂抹A2葉 e.用14C氨基酸溶液涂抹A2葉 f.用14C細(xì)胞分裂素溶液涂抹A2葉 g.檢測A1葉的放射性強(qiáng)度,【答案】(1)產(chǎn)生 調(diào)節(jié) 微量的 (2)減少內(nèi)源激素的干擾 外來營養(yǎng)物質(zhì)會對實驗結(jié)果造成干擾 (3)用細(xì)胞分裂素分別處理A、B葉片;不同插條上去除不同數(shù)目的A葉 (4)生長受抑制 用蒸餾水同樣處理A葉 (5)A葉數(shù)量越少,B葉生長越慢 (6)a、e、g 【解析】(1)細(xì)胞分裂素是一種植物激素。它是由植物體的特定部位產(chǎn)生,并被運(yùn)輸?shù)阶饔貌课唬瑢ιL發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的微量有機(jī)物。(2)制備插條時除去根系和幼芽的主要目的是排除植物自身細(xì)胞分裂素等激素的干擾;插條插在蒸餾水中而不是營養(yǎng)液中培養(yǎng)的原因是防止外來營養(yǎng)物質(zhì)對實驗結(jié)果造成干擾。(3)實驗I、Ⅱ是用細(xì)胞分裂素分別處理A、B葉片。實驗Ⅲ、Ⅳ是用細(xì)胞分裂素溶液涂抹B葉片,然后去掉不同數(shù)目的A葉片。(4)在實驗中,對A葉進(jìn)行實驗處理,導(dǎo)致B葉生長緩慢,說明其生長受到了抑制。該實驗的對照處理是A葉用蒸餾水進(jìn)行處理。(5)實驗Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的結(jié)果表明,B葉的生長與A葉的關(guān)系是:保留A葉越多,B葉生長越快;保留A葉越少,B葉生長越慢。(6)為證明“細(xì)胞分裂素能夠引起營養(yǎng)物質(zhì)向細(xì)胞分裂素所在部位運(yùn)輸”的推測,用圖1所示插條去除B葉后進(jìn)行實驗,實驗組應(yīng)選擇的操作最少包括a項用細(xì)胞分裂素溶液涂抹A1葉,e項用14C氨基酸溶液涂抹A2葉,g項檢測A1葉的放射性強(qiáng)度,以此驗證該推測是否正確。,本講以實驗原則、經(jīng)典實驗及重要發(fā)現(xiàn)為出發(fā)點(diǎn),結(jié)合科學(xué)方法進(jìn)行比較、分析和判斷,對驗證性實驗和探究性實驗進(jìn)行列表比較、解釋、推理,作出合理的判斷或得出正確的結(jié)論的能力;具備驗證簡單生物學(xué)事實的能力,并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析、處理,能對一些簡單的實驗方案作出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂的能力。本專題相關(guān)試題主要以非選擇題形式出現(xiàn)。,1.等量性原則 等量性原則強(qiáng)調(diào)的是除了實驗變量之外的一切對實驗結(jié)果有影響的無關(guān)變量必須嚴(yán)格控制等量,以平衡和消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響,需要強(qiáng)調(diào)的是對這些無關(guān)變量進(jìn)行嚴(yán)格控制時,不但要等量,而且是在適宜條件下的等量。 2.平行重復(fù)原則 為了使實驗結(jié)果或?qū)嶒灁?shù)據(jù)更接近真實情況。避免偶然因素對實驗的影響,一般在實驗組中的相同條件下多設(shè)計幾組實驗,以使得出的結(jié)論更準(zhǔn)確、更科學(xué)。如“探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用”實驗中,同濃度處理的插條要求3~5根。排除個別偶然數(shù)據(jù)的干擾,求平均數(shù)。,3.單一變量原則 單一變量原則可使實驗中的復(fù)雜關(guān)系簡單化,使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確。其含義包括:①無論一個實驗有幾個實驗變量,都應(yīng)做到一個變量對應(yīng)一個需要觀測的反應(yīng)變量。②實驗中要盡可能避免無關(guān)變量及額外變量的干擾。這一原則強(qiáng)調(diào)實驗組和對照組只有一個量是不同的,實驗組和對照組的結(jié)果差異只能是由這個單一變量導(dǎo)致的,從而證明實驗組變量的作用。因此,在進(jìn)行實驗設(shè)計時,必須先確定實驗變量并正確設(shè)置。 4.對照原則 對照原則是中學(xué)實驗中最常用的原則,通過設(shè)置對照實驗,既可排除無關(guān)變量的干擾,又可增加實驗結(jié)果的可信度和說服力。 在一個對照實驗中,可包括實驗組和對照組。實驗組是接受自變量處理的對象組,對照組是不接受自變量處理的對象組。常用的對照組類型有空白對照、自身對照、條件對照、相互對照幾種。,(1)對照的類型,(2)“實驗組”與“對照組”的確認(rèn) 一個實驗通常分為實驗組和對照組。一般情況下,把改變實驗變量處理的一組稱為實驗組;處于正常狀態(tài)的一組(沒有改變實驗變量)稱為對照組。例如:“驗證光是植物葉綠素合成的必要條件”的實驗可分為兩組,對照組處在光照下,實驗組處在黑暗中。,例 1 (2015黃岡調(diào)考)用某種降血糖物質(zhì)X做以下實驗(注:用生理鹽水配制X溶液)。回答下列問題: (1)某同學(xué)要驗證X的降血糖作用,進(jìn)行如下實驗: 選擇一批體重相同的正常小鼠,測定 ,并將小鼠隨機(jī)等量分成實驗組和對照組,實驗組注射適量的 ,對照組注射等量的 ,一段時間后,測定兩組小鼠的 ,若 ,則表明X有降血糖的作用。 (2)若要驗證一定量的X能使患糖尿病的小鼠的血糖濃度下降到正常的范圍,進(jìn)行如下實驗: 用 小鼠作為實驗組,用患糖尿病小鼠作為對照組1,用 小鼠作為對照組2;實驗組注射 ,對照組1、2注射等量的生理鹽水,一定時間后若實驗組和對照組 的血糖濃度均在正常范圍內(nèi),而對照組 的血糖濃度高于正常范圍, 則表明一定量的X能使患糖尿病的小鼠的血糖濃度下降到正常范圍。,【答案】(1)血糖濃度 X溶液 生理鹽水 血糖濃度 對照組血糖濃度不變,實驗組血糖濃度下降 (2)患糖尿病 正常 一定量的X溶液(或X溶液) 2 1 【解析】本題考查對照實驗的設(shè)置、實驗變量的控制及實驗結(jié)果分析等知識,意在考查學(xué)生的實驗與探究能力。(1)解題時,首先應(yīng)理解實驗的自變量和因變量。根據(jù)題干中的實驗?zāi)康摹耙炞CX的降血糖作用”可知本實驗的自變量為X和因變量是降血糖作用。根據(jù)自變量設(shè)置實驗組和對照組:實驗組加入X,對照組一般為不進(jìn)行人為處理的自然狀態(tài),所以為不加X,根據(jù)題干給出的提示“用生理鹽水配制X溶液”,故對照組應(yīng)注射等量的生理鹽水。根據(jù)題中“則表明X有降血糖的作用”可推知因變量為測血糖濃度。為確保實驗的嚴(yán)密性,應(yīng)檢測實驗前后的血糖濃度差值,所以本實驗的整體思路是:先測兩組小鼠血糖濃度,再分別注射一定量的生理鹽水和等量的X溶液,一段時間后再次測兩組小鼠的血糖濃度。若實驗組相比對照組其血糖濃度有明顯的下降,則證明X有降低血糖的作用。,(2)該實驗的目的是驗證一定量的X能使患糖尿病的小鼠的血糖濃度下降到正常范圍,故實驗組應(yīng)為患糖尿病小鼠,該實驗的自變量是注射一定量的X溶液,可知實驗組應(yīng)注射X溶液,對照組1應(yīng)注射等量的生理鹽水。又因?qū)φ战M1和對照組2都注射等量的生理鹽水,故兩組的差異在于實驗所用小鼠的不同,對照組1用患糖尿病的小鼠,可推知對照組2應(yīng)該用正常小鼠。這樣,對照組2是正常小鼠,其血糖濃度變化在正常范圍,實驗組和對照組1可與其進(jìn)行對比,若一定量的X能使患糖尿病的小鼠的血糖濃度下降到正常的范圍,則對照組2(正常小鼠)和實驗組小鼠的血糖濃度都在正常范圍內(nèi),而對于沒有注射X的對照組1中的小鼠,其血糖濃度高于正常范圍。,變式1 (2015青島三月質(zhì)檢)糖尿病是威脅人類健康的十大殺手之一。常見的糖尿病分為兩種類型:I型糖尿病和Ⅱ型糖尿病。請根據(jù)所學(xué)知識回答: (1)Ⅰ型糖尿病的病因是免疫系統(tǒng)對胰島B細(xì)胞進(jìn)行攻擊造成胰島B細(xì)胞受損,此疾病屬于免疫異常中的 病。 (2)Ⅱ型糖尿病的病因是胰島B細(xì)胞功能正常但體內(nèi)含有抗胰島素受體的抗體,給這種患者注射胰島素不能有效調(diào)節(jié)其血糖水平,原因是 。 (3)現(xiàn)給出以下材料,請你設(shè)計實驗驗證I型糖尿病是由于胰島素缺乏造成的。 實驗材料: 兩只健康且大小相同的狗、胰島素、試管、斐林試劑及其他必需用品。 實驗步驟: 第一步:其中一只狗的胰島切除,另一只狗不切除胰島但做相應(yīng)處理。 第二步:一段時間后,分別收集狗的尿液于兩支試管中,滴加斐林試劑并加熱觀察顏色變化。 第三步:給切除胰島的狗喂食適量的胰島素,一段時間后收集尿液,用斐林試劑鑒定,觀察顏色變化。,請根據(jù)以上內(nèi)容回答問題: ①指出上述實驗步驟中的一項錯誤并更正: 。 ②請推測步驟糾正后實驗狗的實驗現(xiàn)象。 第二步、第三步的實驗現(xiàn)象分別是 。 ③本實驗設(shè)置了兩種對照,依次為 。 【答案】(1)自身免疫(2)胰島素?zé)o法與受體結(jié)合(3)①第三步給切除胰島的狗注射適量的胰島素 ②出現(xiàn)磚紅色沉淀、不出現(xiàn)磚紅色沉淀③空白對照、前后自身對照 【解析】(1)自身免疫病是指機(jī)體對自身抗原發(fā)生免疫反應(yīng)而導(dǎo)致自身組織損害所引起的疾??;本小題描述的是免疫系統(tǒng)對自身成分胰島B細(xì)胞攻擊引起的疾病,屬于自身免疫病。(2)激素要發(fā)揮作用,必須和細(xì)胞膜上的受體結(jié)合;相應(yīng)的抗體與受體結(jié)合后,激素就不能和受體結(jié)合而發(fā)揮作用了。(3)本實驗的自變量是胰島素的缺乏,因變量為尿液中是否出現(xiàn)還原性糖;控制自變量的方法是切除胰島后重新注射胰島素,用斐林試劑檢測因變量。胰島素的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),在消化道內(nèi)易被消化酶水解,應(yīng)用注射法對狗進(jìn)行處理。,探究性實驗和驗證性實驗的實例比較,實驗結(jié)果出現(xiàn)或不出現(xiàn)磚紅色沉淀出現(xiàn)磚紅色沉淀實驗結(jié)論若出現(xiàn)磚紅色沉淀,證明此人出現(xiàn)糖尿;若不出現(xiàn)磚紅色沉淀,證明此人沒有出現(xiàn)糖尿糖尿病患者尿液中含葡萄糖 實驗結(jié)果是由實驗變量引起的變化,而實驗結(jié)論是根據(jù)實驗結(jié)果得出的一種推論。一個正確的實驗設(shè)計應(yīng)達(dá)到實驗?zāi)康模吹贸龅慕Y(jié)論就是實驗?zāi)康?。特別注意弄清實驗的目的是“驗證”還是“探究”。 如果是驗證性的實驗,如“驗證……”“證明……”都可預(yù)測到與實驗?zāi)康囊恢碌慕Y(jié)果,聯(lián)系實驗?zāi)康牡贸鼋Y(jié)論。結(jié)論是合理的、科學(xué)的、肯定的,不少結(jié)論要在實驗要驗證的內(nèi)容中尋找(此時一般只有一個結(jié)果和相應(yīng)的結(jié)論,且結(jié)論與實驗?zāi)康南鄬?yīng))。 若是探究性的實驗,如“探究……”,則預(yù)測的實驗結(jié)果不唯一,大多有三種可能:變量促進(jìn)結(jié)果;變量抑制結(jié)果;變量與結(jié)果無關(guān)。,例 2 (2015西安四月模擬)正常情況下細(xì)胞內(nèi)可以自主合成組成核酸的核糖核苷酸和脫氧核苷酸。某細(xì)胞系由于發(fā)生基因突變而不能自主合成,必須從培養(yǎng)基中攝取。 為驗證“DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸,而不是核糖核苷酸”,現(xiàn)提供如下實驗材料,請你完成實驗方案: ①實驗材料: 突變細(xì)胞系、基本培養(yǎng)基、12C-核糖核苷酸、14C-核糖核苷酸、12C-脫氧核苷酸、14C-脫氧核苷酸、細(xì)胞放射性檢測技術(shù)等。 ②實驗步驟: 第一步:取基本培養(yǎng)基若干,隨機(jī)分成兩組。分別編號為甲組和乙組。 第二步:在甲組培養(yǎng)基中加入適量的12C-核糖核苷酸和14C-脫氧核苷酸;在乙組培養(yǎng)基中加入 。 第三步:在甲、乙兩組培養(yǎng)基中分別接種 。在5%CO2恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)一段時間,使細(xì)胞增殖。 第四步:分別取出甲、乙兩組培養(yǎng)基中的細(xì)胞,檢測細(xì)胞中出現(xiàn)放射性的部位。 ③預(yù)期結(jié)果: 甲組培養(yǎng)基中細(xì)胞的放射性部位主要在 ; 乙組培養(yǎng)基中細(xì)胞的放射性部位主要在 。 ④實驗結(jié)論: 。,【答案】②等量的14C-核糖核苷酸和12C-脫氧核苷酸等量的突變細(xì)胞系 ③細(xì)胞核 細(xì)胞質(zhì)④DNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸,而不是核糖核苷酸 【解析】首先應(yīng)明確實驗?zāi)康氖球炞CDNA分子復(fù)制的原料是脫氧核苷酸,而不是核糖核苷酸。其次,題干關(guān)鍵信息是突變細(xì)胞系不能自主合成核酸的核糖核苷酸和脫氧核苷酸。再通過題干所給信息及相應(yīng)分析可整理出以下實驗設(shè)計思路:因突變細(xì)胞系不能自主合成核酸的核糖核苷酸和脫氧核苷酸,所以可用它進(jìn)行驗證性實驗,可避免細(xì)胞本身合成的原料對實驗結(jié)果的影響;該實驗分成兩組,為了保證細(xì)胞需要,兩組實驗組都要提供脫氧核苷酸和核糖核苷酸;根據(jù)實驗設(shè)計的對照原則,該實驗的自變量是給突變細(xì)胞提供的原料不同,一組是14C-脫氧核苷酸和12C-核糖核苷酸,另一組是12C-脫氧核苷酸和14C-核糖核苷酸,然后培養(yǎng)突變細(xì)胞,觀察細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)的放射性即可。,變式2 (2015寧波模擬)研究發(fā)現(xiàn)血糖調(diào)節(jié)與多種激素有關(guān)。為探究不同激素對血糖調(diào)節(jié)的影響,用不同激素處理生理狀況相同的3組健康小鼠(每種激素在不同組別的劑量相同),分別測定處理前、后血液中葡萄糖含量的變化,如下表: 請分析回答: (1)本實驗中的自變量是 。 (2)處理前測定血液中葡萄糖含量,在實驗中的作用是 。 (3)根據(jù)實驗結(jié)果,可推測激素X的作用是 。 (4)檢測丙組小鼠是否出現(xiàn)尿糖可用 試紙。 (5)另有一小鼠出現(xiàn)糖尿病癥狀,研究人員分析病因提出兩種假設(shè):假設(shè)Ⅰ認(rèn)為病鼠的胰島B細(xì)胞被自身免疫反應(yīng)破壞;假設(shè)Ⅱ認(rèn)為病鼠的胰島B細(xì)胞正常,但組織細(xì)胞缺乏胰島素受體。 實驗步驟: 首先,在空腹?fàn)顟B(tài)下檢測該病鼠血液中 水平,測定值為a;然后,注射一定劑量的葡萄糖溶液,一段時間后再次檢測相同指標(biāo),測定值為b。,結(jié)果分析: ①若 ,則假設(shè)Ⅰ成立,此時胰島B細(xì)胞被機(jī)體當(dāng)作 ,免疫反應(yīng)將其破壞。 ②若 ,則假設(shè)Ⅱ成立,此時,胰島素促進(jìn)組織細(xì)胞 的功能不能發(fā)揮,從而使血糖水平升高。 【答案】(1)不同激素的處理 (2)作為對照 (3)促進(jìn)胰高血糖素生理作用的發(fā)揮,使血糖水平升高,但其本身不能升高血糖水平 (4)葡萄糖 (5)胰島素 ①a與b大致相等 抗原 ②a明顯小于b 加速攝取、利用和儲存葡萄糖 【解析】本實驗探索的是不同激素對血糖的影響,開始實驗前應(yīng)先測血糖濃度作為對照,胰高血糖素的作用是促進(jìn)血糖升高,通過乙可得出,X對血糖濃度的調(diào)節(jié)作用不大,但通過丙可得,當(dāng)X和胰高血糖素一起使用時血糖濃度增大,因此通過乙和丙可得X物質(zhì)主要對胰高血糖素起促進(jìn)作用。檢測尿液中是否含糖可用葡萄糖試紙檢測;檢測胰島B細(xì)胞功能是否正??梢詸z測胰島素的分泌為指標(biāo)進(jìn)行檢測,用注射葡萄糖的方法檢測注射前后胰島素的含量變化,若注射前后胰島素含量變化不大,說明胰島B細(xì)胞受損,若注射后胰島素含量明顯升高,說明胰島B細(xì)胞功能正常,因胰島素能加速細(xì)胞攝取、利用和儲存血糖,使血糖含量降低,故當(dāng)血糖濃度升高時,胰島素含量會升高,最終調(diào)節(jié)血糖平衡。,1.—個比較完整的實驗設(shè)計方案,一般包括以下內(nèi)容: (1)實驗課題:即實驗內(nèi)容。 (2)實驗原理:即理論依據(jù)。 (3)假設(shè):即對可見現(xiàn)象提出的一種可檢測的解釋但未經(jīng)證實的結(jié)論。 (4)預(yù)期:即在檢測一個假設(shè)之前,先提出實驗的預(yù)期結(jié)果。 (5)實驗:根據(jù)實驗的目的和提出的假設(shè)來具體設(shè)計實驗的方法步驟。在實驗方法步驟設(shè)計中,必須遵循對照性、等量性、單一變量等原則。 (6)觀察和收集數(shù)據(jù):即定時、定期觀察實驗過程中發(fā)生的現(xiàn)象或采集數(shù)據(jù)并如實記錄。 (7)分析與推論:對記錄來的現(xiàn)象、結(jié)果、數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析,有的可以處理成圖表等形式。最后通過分析得出結(jié)論,如果預(yù)期沒有實現(xiàn),則說明假設(shè)不成立得出否定的結(jié)論;如果預(yù)期得到實現(xiàn),則假設(shè)成立,則得出肯定的結(jié)論。,2.設(shè)計實驗的一般步驟 (1)取材、分組、編號。在這里實驗材料包含實驗中用到的各種動植物,取材時要注意數(shù)量和生理及發(fā)育狀態(tài)相同;用具有燒杯、培養(yǎng)皿、飼養(yǎng)動物的容器等。這些材料、用具在試題中都會給出,要結(jié)合實驗的目的和原理合理利用。 (2)相同處理和不同處理。根據(jù)實驗變量設(shè)置對照(注意:單一因素不同,其他因素相同且最適)。 (3)進(jìn)一步做相同處理(其他因素相同且最適)。 (4)檢測、觀察、統(tǒng)計、比較。找出具體的觀察和記錄對象,觀察、記錄、統(tǒng)計、比較實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。如果實驗現(xiàn)象是隱蔽的,則必須找出具體的檢測方法,以顯現(xiàn)實驗結(jié)果,便于觀察。 3.實驗結(jié)果與結(jié)論的分析與歸納 實驗結(jié)果是指通過觀察或測量的實驗現(xiàn)象,是實驗實際出現(xiàn)的情況。實驗結(jié)論是根據(jù)對實驗因變量與自變量關(guān)系的分析得出的具有普遍意義的理論性結(jié)論。結(jié)論的得出必須依據(jù)實驗結(jié)果。,歸納實驗結(jié)論的一般思路: (1)通過實驗?zāi)康幕虿襟E(根據(jù)單一因素不同)找出實驗變量,將實驗分為多個對照組。 (2)由因找果,分析實驗變量與結(jié)果間的邏輯關(guān)系,先得出正確結(jié)論(分結(jié)論)。 (3)再根據(jù)各對照組中得出的“分結(jié)論”,綜合為“全面結(jié)論(總結(jié)論)”。 (4)在驗證性實驗中,如果實驗?zāi)康囊阎?,可直接作為正確結(jié)論,但全面性要因?qū)φ战M而定。 4.對實驗方案作出恰當(dāng)?shù)脑u價和修改(即實驗改進(jìn)、改錯題型應(yīng)對策略) 第一步:分析取材是否正確。 第二步:分析實驗原理及方法是否正確。 第三步:分析藥品與試劑的使用是否合理。 第四步:步驟及操作分析,主要有以下情況:①漏做某個實驗步驟或顛倒某個實驗步驟的順序。②操作方法錯誤。③有沒有設(shè)置對照,如果有則看對照設(shè)計是否合理。④實驗是否遵循了單一變量原則。⑤實驗是否具有偶然性。⑥有無更為簡單的實驗方案。⑦實驗?zāi)芊耥樌瓿?。⑧實驗的安全性如何?第五步:分析實驗結(jié)果是否正確。,例 3 (2015桂林期末調(diào)考)某生物實驗小組的同學(xué)為了驗證葉綠體中色素對不同波長光(可見光范圍)的吸收情況是否與課本中的現(xiàn)象相同,設(shè)計了一個小實驗,具體步驟如下: (1)從室外隨意搬取4株天竺葵,制作4個能裝下天竺葵的相同規(guī)格的黑色硬紙盒,在每一個硬紙盒內(nèi)分別裝上一只不同顏色(綠、青、藍(lán)、紫)、功率相同的彩燈; (2)將4株天竺葵分別放入4個黑色紙盒中,在相同且適宜的條件下,接通電源,光照4小時; (3)從4株經(jīng)光照后的天竺葵上同時各取一片葉片放入培養(yǎng)皿中,滴加等量碘液; (4)觀察并比較各培養(yǎng)皿中葉片的顏色變化。 實驗結(jié)果:葉綠體中色素主要吸收藍(lán)紫光。 以上實驗設(shè)計不嚴(yán)密,請你指出以上實驗設(shè)計中的不足之處,并作出修改。 不足一: ; 修改為: ; 不足二: ; 修改為: ; 不足三: ; 修改為: .,【答案】不足一:沒有對所用的器材編號 修改為:將實驗裝置及培養(yǎng)皿等編號 不足二:對照組設(shè)置不全 修改為:選7株天竺葵,制作7只相同規(guī)格的黑色硬紙盒,設(shè)置7組(紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫)彩燈,編號為1~7 不足三:步驟不完整(沒有進(jìn)行黑暗或饑餓處理)修改為:將天竺葵放置在黑暗處24小時 不足四:材料選擇不當(dāng)(沒有說明天竺葵的生長發(fā)育狀況是否一致;沒有說明葉片選取是否一致)修改為:選取生長發(fā)育狀況一致的天竺葵。選取日齡相同、大小相似的葉片 不足五:條件不可行(對葉片直接滴加等量碘液處理條件不對;葉片選取條件也是有要求的)修改為:取7只相同的燒杯,各裝入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精至燒杯1/3處;取7只相同的培養(yǎng)皿,各裝入碘液至培養(yǎng)皿的1/3處;從經(jīng)照射處理后的7株天竺葵上,各取一片葉片放入燒杯中,隔水加熱;待葉片脫綠后,將葉片放入培養(yǎng)皿中,并使碘液浸沒葉片 不足六:實驗?zāi)康呐c實驗結(jié)果不對應(yīng)修改為:實驗結(jié)果應(yīng)為葉綠體中色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,對綠光吸收最少(注:答出三項只要符合實驗設(shè)計原則,答案合理即可),【解析】(1)一看“對照”→雖有對照,但經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)有兩點(diǎn)錯誤:①沒有對所用器材作標(biāo)記、編號;②對照組不全,在可見光部分的光應(yīng)設(shè)置7組(紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫)。(2)二看“步驟”→步驟不完整:沒有進(jìn)行暗(饑餓)處理。(3)三看“材料”→材料選擇不當(dāng):①沒有說明天竺葵的生長發(fā)育狀況是否一致;②沒有說明葉片選取是否一致。(4)四看“條件”→條件不可行:①葉片直接滴加等量碘液處理條件不對,葉片應(yīng)放入盛有酒精的燒杯中,隔水加熱,待脫色冷卻后再用碘液染色;②葉片選取條件也是有要求的,必須是經(jīng)照射處理后的葉片。(5)五看“結(jié)果與結(jié)論”→實驗?zāi)康呐c實驗結(jié)果不對應(yīng):結(jié)合教材中實驗可知實驗結(jié)果應(yīng)為葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,對綠光吸收最少。,評價和修正實驗解題的一般步驟。 一看對照有與無,二看步驟順序全否,三看材料恰當(dāng)否,四看條件是否行,五看結(jié)果與結(jié)論,驗證探究各不同。,變式3 為驗證溫度對酶活性的影響,某同學(xué)設(shè)計了如下實驗。請幫助他完成實驗步驟并進(jìn)行評價: 實驗材料和用具:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的新配制的淀粉酶溶液,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液,碘液,冰塊,6支試管,水浴鍋,燒杯,溫度計等。 實驗步驟: 第一步:取3支試管分別加入2 mL淀粉溶液,分別標(biāo)號為A、B、C,并分別調(diào)整到0 ℃、35 ℃、100 ℃。 第二步: 。 第三步: 。 第四步: 。 實驗結(jié)果: 。 實驗評價: 。 (1)該同學(xué)由此得出實驗結(jié)論:35 ℃是淀粉酶的最適溫度。請問這一結(jié)論是否合理? 。如不合理,應(yīng)如何改進(jìn)?請?zhí)岢鲈O(shè)計思路。 。 (2)該實驗可否用斐林試劑檢測,為什么? , 。,【答案】第二步:另取3支試管分別加入2 mL(等量)淀粉酶溶液,分別標(biāo)號為A′、B′、C′,并分別調(diào)整到0 ℃、35 ℃、100 ℃ 第三步:待溫度穩(wěn)定后將A′倒入A,B′倒入B,C′倒入C,保持各組溫度5 min 第四步:向3支試管中各加入1滴碘液,觀察顏色變化 實驗結(jié)果:A、C試管出現(xiàn)藍(lán)色,B試管不出觀藍(lán)色或藍(lán)色淺 實驗評價:(1)不合理 以一定的溫度(如5 ℃)為梯度,設(shè)置對比實驗(2)不可以 斐林試劑需要加熱,會影響反應(yīng)溫度 【解析】對照實驗步驟應(yīng)包含四個基本步驟:一是分組編號,二是設(shè)計單一變量,三是設(shè)計無關(guān)變量,四是觀察并記錄結(jié)果。要測定最適宜溫度,需要設(shè)計一定溫度梯度的多個實驗組。用斐林試劑檢測還原性糖需要水浴加熱。,例 (2015江蘇宿遷期末考試)實驗中的變量主要有自變量、因變量和無關(guān)變量。下列控制無關(guān)變量的操作,錯誤的是( ) A.驗證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實驗中,首先將實驗植物做饑餓處理 B.驗證光合作用需要光照的實驗中,將葉片的一半用黑紙包住 C.探究唾液淀粉酶的最適pH的實驗中,先將每一組溫度控制在37 ℃ D.探究唾液淀粉酶最適溫度的實驗中,每一組都加入等量的淀粉 【易錯提示】解答本題需要先區(qū)分自變量、因變量和無關(guān)變量,如此才能正確運(yùn)用變量解答。,【答案】B 【解析】實驗植物通過饑餓處理可以消耗掉葉片中原有的淀粉,以防影響實驗結(jié)果,A項正確;有無光照屬于自變量,不是無關(guān)變量,因此B項錯誤;唾液淀粉酶的適宜溫度為37 ℃,屬于無關(guān)變量,因此要將每一組的溫度都控制在這一溫度下,C項正確;除溫度外,其他條件要完全相同,包括各組中淀粉的使用量,D項正確。,實驗設(shè)計最易犯錯的四點(diǎn)及對應(yīng)措施 (1)最易犯錯的四點(diǎn) ①不能確定變量并根據(jù)自變量確定分組數(shù)目。 ②對實驗設(shè)計的步驟不清晰,“東寫一點(diǎn)、西寫一點(diǎn)”造成思路混亂。 ③實驗結(jié)果的觀測指標(biāo)確定不切合實際,實驗觀測指標(biāo)最好是肉眼可以看得見或可以直接測量的指標(biāo)。 ④答題語言表達(dá)不規(guī)范,實驗設(shè)計結(jié)構(gòu)不完整。 (2)措施 ①語言的準(zhǔn)確描述:在實驗設(shè)計中,一般在時間、溫度、物質(zhì)的量上難以做到準(zhǔn)確的量化描述,故盡可能用“定性”的語言表達(dá),在實驗步驟表述中巧用下列詞語:如“一段時間”“適宜的溫度”“適量的”“一定量的”“等量的”“相同條件下”“適宜條件”等。 ②注意避免“詞不達(dá)意”。 ③實驗設(shè)計中的技巧: a.實驗組別的編號:凡實驗中涉及兩組或兩組以上,需用l、2、3……或A、B、C……或甲、乙、丙……加以編號,便于區(qū)分。 b.實驗現(xiàn)象的觀察:找準(zhǔn)實驗觀察的對象并準(zhǔn)確描述。 c.實驗結(jié)果的表達(dá):針對實驗現(xiàn)象,分析單一實驗變量對結(jié)果的影響并選用文字、表格、坐標(biāo)曲線圖等形式進(jìn)行具體、準(zhǔn)確的表達(dá)。 d.對照實驗的科學(xué)性:對照實驗中除變量外,其他條件應(yīng)相同,同時要確保實驗的正常進(jìn)行。,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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