2009年高考生物实验专题复习

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..2009年高考生物实验专题复习邓州市第一高中生物组近年的高考题中，实验题的分值一般在18－24分之间，而且考生在此失分也非常惨，它成为得高分的“瓶颈”。所以有人说，得实验者得成功,这话有一定的道理。（一）高考考试大纲对于实验与探究能力有哪些要求？（二）高考命题角度●依据经典实验命题●依据教材常规实验命题●实验设计题（三）实验设计题是重点和难点。Δ设计一个比较完整的实验方案，一般包括以下内容和步骤：1.实验课题2.明确实验目的3.分析实验原理4.提出实验假设5.设计实验方案6.预期实验结果7.分析实验现象得出结果，推导结论一．设计实验的有关知识与备考复习1.确定课题：做什么实验。2.明确实验目：解决什么问题。例如：（04年全国高考31题）给出的实验材料（两只小白鼠）和有关的用具，验证胰高血糖素具有升高血糖的作用的实验应该分几组呢？根据实验目的可以明确是验证性实验还是探究性实验。上面的实验是验证性实验还是探究性实验？做完实验后的结果用不用讨论呢？又如：光的有无是否影响种子萌发？又属于上面的哪一类实验？做完实验的结果是确定的吗？•有人说，“学过的知识是验证，没有学过的知识是探究”，这样的说法对吗？例如:用小白鼠做实验，研究10度和25度情况下哪一种温度下耗氧量多？题目中预期的实验结果1、2、3，那么这个实验是验证性实验还是探究性实验？所以，确定是验证性实验还是探究性实验要审题。3.明确实验的原理在验证性实验设计中原理是设计实验的依据。在探究性实验设计中：原理往往就是假设结果是可观察和记录的现象。比如检测淀粉，能否用斐林试剂？如果要证明某种物质是不是蛋白质，选用什么试剂呢？不告诉实验原理怎么办?4.提出假设：假设是对可见现象提出的一种可检测的解释。5.设计实验方案：设计实验时坚持哪些原则？注意哪些问题？(按要求来做，过河规则)（1）选择合适的实验材料和用具：（2）确定实验方法和步骤：①先分组，根据目的确定分几组。②根据单一变量原则进行处理③通常设对照组④相同且适宜的环境下一段时间⑤观察实验现象，收集实验数据。要具有可行性和可操作性，高考题中通常限定实验材料和用具，用所给的材料用具设计实验。一般给出的材料用具都要用上，不能从未给的材料用具中选择。6.预期实验结果：验证性实验和探究性实验不同。7.分析实验现象得出实验结果：正确处理数据，深入分析结果，利用所学知识合理推断，得出相应的结论，结论要紧扣实验目的。.. ..结果和结论的区别：如探究光的有无对种子萌发的影响。给予光照的一组种子萌发率高于实验对照组；光照可以促进该种种子的萌发…。哪一个是结果？哪一个是结论？•对于验证性实验来说，往往结论就是实验目的。•实验设计注意的问题：采分点分布到各步骤中。（1）分组要有编号或标号。如取3支试管，编号为1、2、3.（2）有些实验遵循大样本原则。（3）控制单一变量。无关变量都相同且适宜。表述要清楚。对在量上难以准确描述的，应尽可能用“定性”的语言表达，如：“一段时间”、“适宜温度”、“适量的”、“一定量的”、“用相同型号的…”、“选取生长状况相同的…”、“大小数量相同的…”、“等体积的”、“置于相同且适宜条件下”、“加入等量的…”等。（4）通常设置对照。例如：验证唾液淀粉酶是蛋白质，材料用具为一支试管，标准蛋白质溶液，唾液淀粉酶溶液，双缩脲试剂。实验应设几组？学过的知识，只设一组就行，与课本对照。如果材料为两支试管，那应该分两组。①空白对照:如研究过氧化氢的分解速度受哪些因素影响，或过氧化氢酶对过氧化氢的分解具有促进作用。材料用具给了两支试管，那么每一支试管加入两毫升的过氧化氢溶液，1号试管滴加2毫升的鲜肝液，2号试管不做任何处理，这就是空白对照。②自身对照两毫升酶加进去后底物的浓度发生了变化，如果给2号试管加入两毫升蒸馏水，就变成了标准对照。③相互对照:研究PH对酶活性的影响，设置PH为1－14，谁是对照组？相互做对照。④标准对照:两毫升酶加进去后底物的浓度发生了变化，如果给2号试管加入两毫升蒸馏水，就变成了标准对照。（5）记录实验现象和数据：设计实验步骤的关键：¤确定实验变量¤符合实验设计的基本原则：(1)科学性原则(1)操作细节合理性(2)操作顺序的合理性(3)设计方案具有可操作性(4)、叙说中尽量要用规范的实验术语，不能用含糊的口语(5)、注意避免“词不达意(6)、选用表格、坐标曲线图等形式进行具体、准确表达。（见例题）(2)平行重复原则(3)单一变量原则(4)对照原则(5)等量原则(1)实验材料要相同(2)实验用具要相同(3)实验试剂要相同(4)处理方法要相同加法原理就是设法给研究对象施加干扰（添加条件），使研究对象在被激发状态中反映其某些特征。即，与常态相比，认为增加某种影响因素，这种添加控制组为实验组。减法原理就是设法排除某种因素（减少条件）对研究对象的干扰，从而在比较纯粹的状态下反映对象。即，就是与常态相比，认为去除某种因素，这种去除控制组为实验组。运用减法原理对上述实验可以做出解释：小麦在自然条件下总是要见光的，因此在黑暗中培养应为去除控制组，即为实验组；在光下培养应属于常态组，即对照组。[练习-1]1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一般曝光。经过一段时间后，用碘蒸汽处理叶片，成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。萨克斯对这个实验的设计具有严密的逻辑性，具体体现在（）A.没有对照实验B.本实验不需要设对照组C.曝光处作为对照组D.遮光处作为对照组[解析]萨克斯所作的证明光合作用产生淀粉的实验：对天竺葵进行“饥饿”处理后，让叶片的一半曝光，一半遮光，过一段时间用碘蒸汽处理。首先应该对实验的常态做出判断。此实验在然状态下是有光照的，即有光照为常态，认为将光遮起来就是运用了减法原理，遮光为去除控制组，即为实验组；曝光组为常态组，即对照组。答案：C。[练习-2]为了解土壤微生物是否能分解农药，并尽快得出实验结论，有人用“敌草隆”（一种除草剂）进行了试验。取等量砂土分装于相同的两个容器中，a组高压灭菌，b组不灭菌，下列有关事项的叙述不正确的是（）.. ..A.a组为对照组，b组为实验组B.向a、b中喷入等量敌草隆，预计a组敌草隆含量不变C.检测敌草隆消失的情况，预计a组敌草隆含量不变，b组的敌草隆含量减少D.只用砂土，实验效果不如几种典型土壤混合后的好[解析]该题同样可以用减法原理来解释，为了解土壤微生物能否分解农药，首先确定常态，在自然情况下，土壤中是存在微生物的，存在微生物的即为常态。a组高压灭菌，运用的是减法原理。让土壤微生物处于缺失状态，是一种去除控制。A组为实验组；b组由微生物存在，是常态组，即对照组。答案为A。区分实验组和对照组时，运用加法原理设计的试验，容易理解和确认。如“比较过氧化氢酶在不同条件下的分解”实验就是运用了加法原理。例：某学生为了证明植物呼吸放出二氧化碳，设计了如下图的实验装置，其中绿色植物生长旺盛。将装置在黑暗中放置了24小时后观察结果。试分析：在实验中，有同学提出，需要同时进行另一组其他条件相同但不放植物的实验。你认为有没有意义？简述原因有意义，因为该实验需要设立对照实验，即放有植物的烧杯内的石灰水因吸收植物放出的二氧化碳而变浑浊，对照实验中的石灰水不变浑浊。•总结实验设计常出现的错误：1、少对照2、原理出错3、变量是多个，4、个别需要大样本处理5、步骤颠倒，如酶和底物混合后处理。6、研究方法出错。如某种群密度的研究，在分布密集的地方取样，取样方法错误。Δ提高生物实验设计水平的几点见解1.挖掘课本知识点中所蕴含的实验因素。生物学的每一个知识结论都是在观察、实验的基础上得出的，复习时要多从实验角度想一想，这一结论是怎么得出的？有没有办法进行验证与探究？2.学会对已知实验进行变换与转化设计是提高实验设计能力的有效手段3.模拟教材经典实验进行重复性实验设计二、实验条件的控制方法1.隔绝气体密封玻璃容器可用石蜡，隔绝液体和空气可用油膜，排气或充气根据升温或冷却。增加水中氧气——泵入空气、通入氧、放绿色植物；减少水中氧气——容器密封、油膜覆盖、用凉开水；除去容器中CO2——NaOH溶液。2.固体材料的研磨可用二氧化硅，要注意保护叶绿素用碳酸钙。细胞破裂加清水，细胞失水加氯化钠盐溶液，注意搅拌。3.光控制遮光或光照，单色光棱镜色散或薄膜滤光。4.温度，恒温水浴保温，降温冷却，升温加热。5.PH值，缓冲溶液（HCO3-/H2CO3HPO42-/H2PO4-）。6.矿质元素、激素施加或除去，注意量的控制。7.组织或器官，摘除法。8.微生物根据培养基，注意营养物质变化持续培养和其它。.. ..9.除去叶中的淀粉，饥饿处理；析出或溶解物质，水溶性的根据其溶解度，脂溶性的可用丙酮或酒精。10． 除去叶中叶绿素——酒精隔水加热脱色11． 血液抗凝——加入柠檬酸钠12． 线粒体提取——细胞匀浆离心三、实验结果的显示方式1.除去容器中的二氧化碳一般可用氢氧化钠溶液，增加可用碳酸氢钠；增加水中的氧气可用吹气或放入水藻。2.测液体容积液体一般用量筒，或注射器。3.光合作用可以通过测CO2吸收量、02释放量、葡萄糖的产生量。4.呼吸作用可以通过测CO2吸收量、02释放量、葡萄糖的消耗量。5.物质合成的途径——放射性同位素示踪。6.有无某物质存在，有机物根据颜色反应或凝集，无机物变色或生成沉淀。7.判断细胞死活，动物植物质壁分离和复原或细胞质流动。8.细胞吸水与吸收离子的关系——KNO3溶液的质壁分离及其自动复原。9.激素是促进还是抑制；甲状腺激素作用——动物耗氧量，动物的发育速度;生长激素作用——生长速度（体重变化，身高身长变化）;血糖的含量——低血糖症状、尿糖是否出现11.组织和器官有影响还是无影响，是促进还是抑制，乃至导致个体死亡。12.微生物数量是增加还是减少，乃至死亡。（细菌种类与数量——菌落形态、边缘、颜色、光泽、大小）四、化学物质的检测方法1.淀粉------碘液------蓝紫色2.蛋白质------双缩脲------紫色反应3.脂肪------苏丹Ⅲ------橘黄色4.还原性糖------斐林试剂、班氏试剂5.二氧化碳------Ca(OH)2、酸碱指示剂、火焰6.氧气有无------余烬复燃、无火焰的卫生香熄灭7.DNA------二苯胺试剂------蓝色8.大肠杆菌------伊红美蓝------深紫色并带有金属光泽五、实验中归纳科学的实验方法1.显微观察法，如观察植物细胞有丝分裂的实验观察植物细胞质壁分离和复原的实验等。2.观色法，如观察根对矿质元素离子交换吸附现象的实验，动物毛色和植物花色的遗传实验等。3.示踪原子法，如噬菌体浸染细菌，18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验4.等组实验法，如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验，发现生长素的燕麦胚鞘实验等。5.加法创意，如用饲喂法研究甲状腺激素的实验，用注射研究生长激素的实验，用移植法研究性激素的实验等。6.减法创意，如用阉割法、摘除法来研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验，雌蕊受粉后除去正在发育着的种子的实验等。7.杂交实验法，如孟德尔发现遗传规律的植物杂交、测交的实验，小麦的杂交实验等。8.化学分析法，如番茄和水稻对Ca和Si选择吸收的实验，叶绿体中色素提取和分离的实验等。9.理论分析法，如大、小2种草履虫竞争的实验，植物根向地生长、茎背地生长的实验，植物向光性的实验等。10.模拟实验法，如渗透作用的实验装置。性状分离比的模拟试验六、实验题解答中注意的问题.. ..1、审题（从题干获取有用信息）（1）.提出问题——明确实验目的（灵魂）:明确到底要解决问题什么，实验目的和要求；分清题型，是验证性实验还是探索性实验。（2）.搞清实验原理（关键）:根据所学相应实验实验原理，提出适合本实验实验原理；或是认真阅读题干（有时在题前叙述，有时隐藏在实验结果描述中）找出相应实验原理；更多的时候是二者结合分析出。（3）.找出实验材料（定位）:题目通常给的实验材料，或你经分析可能想到能材料。2、提出假设假说的提出之前，首先要明确：实验是验证性实验还是探究性实验。验证性实验：结论已经给出，只要充分的实验事实，加以证明结论的正确性。探究性实验：结论未知，要经过实验去找寻可能的情况。（最能体现学生的创造性）探究性实验假设提出的方法：将实验目的所表达的意思，进行恒等变形（句式转化），注意将问题具体化（具体到某一方面而且结果或促进或减弱或几乎没有变化）。3、设计实验（核心）1.要有一定实验的理论知识、遵循原则。2.要有一定实验技能。注意问题:1.实验条件的控制2.实验结果的显示方式。3.实验程序的安排。4、设计实验步骤a：材料是否要制取或处理（注意对照实验）。b：所用器材是否要分组编号。c：对不同(或同一)对象施加不同的处理。d：结果观察(预测)、记录，并根据结果(现象)进行分析。注意：①题目给出的试剂和材料要充分运用。②除非题中条件允许，一般不能随意添加。③遵循实验设计的原则。5、文字表达注意事项（1）一般不宜连续描述，往往要分段叙说。（2）文字表达要准确、简洁、明了。（3）每一步骤要有首句，然后详细叙述。（4）表现手法，纯文字，表格，图示等6、记录实验现象及其相应数据:客观、详实;要明确实验现象及其相应数据反映什么。观察指标;注意：观察指标的确定也是实验考察的方面。（通常文字、图表表现）7、预测结果及分析结论:答题要求：结果预测要全面、准确。首先要分清，验证性实验还是探究性实验。验证性实验，假设既定，那么结果的预测应该与实验的假设相一致。探究性实验，就需要对结果进行分类讨论（变大、变小还是不变，判断标准与对照实验结果进行比较），讨论时充分注意各种情况的可能性。在探究实验题中常见的错误1、没有弄清题意------------审题错误2、忽视实验原理的分析-------科学性错误3、实验材料、仪器功能不熟悉-------实践经验不足4、混淆假设与预期，结果与结论--缺乏方法性知识5、不会控制变量、观察和测量实验变化----------------------缺乏方法性知识6、不善于从图、表中获取有效的信息----------------------解读数据能力不足7、不会用有关的原理解释实验现象和实验结果---------------------结论错误8、对实验结论的表达不到位或错位------------------表达方法能力不强七、常见实验题的分析1、调查报告调查方案中应包括的内容:调查目的、原理、方法（主要来自教材）、对象、材料（依据调查原理选择调查材料）、结果、分析、结论2、生物与环境例1、一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m、500m、1000.. ..m的同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。　（1）实验处理：春天，将海拔500m、1000m处的野菊幼芽同时移栽于10m处。　（2）实验对照：生长于_____________________m处的野菊。　（3）收集数据：第二年秋天_____________________　（4）预测支持下列假设的实验结果：假设一：野菊株高的变化只受环境因素的影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高___假设二：野菊株高的变化只受遗传因素的影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高_______假设三：野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响，实验结果是：移栽至10m处野菊株高____答案10m、500m、1000m测量株高记录数据与10m处野菊株高无显著差异与10m处野菊株高无显著差异与原海拔处（500m、1000m）野菊株高无显著差异比10m处矮，比原海拔处高例2某生物教师在学生学习了“生态系统”这一节内容后，要求学生利用下列所提供的材料、工具制作“生态瓶”，研究生物与环境之间相互依存关系的演示实验。材料：1000mL玻璃瓶1个，活小虾4-5只，池塘中的绿藻1小团。工具：石蜡、烧杯、电炉和干净的毛笔。(1)根据所提供的材料和工具写出该实验的实验原理。(2)某同学利用所提供的材料和工具，进行了如下操作：第一步：将玻璃瓶冲洗干净，装人约800ml，新鲜干净的河水，再向瓶内放人小虾和绿藻，然后盖上瓶盖。第二步：将石蜡放人烧杯中，用电炉升温使石蜡熔化，再用毛笔粘取石蜡液把瓶盖口密封好，使之不透气。第三步：培养观察。发现这样做的生态瓶中的小虾，生活不久就死亡了。请回答：①小虾死亡的原因可能是___________________________。②要想让生态瓶中的小虾和绿藻能够长期生存下去，应该如何对实验步骤进行补充?___________________。答案(1)在生态瓶中，小虾以绿藻为食，吸收绿藻光合作用放出的氧气得以生存；绿藻则利用自己和小虾释放出的二氧化碳、自身的叶绿素、阳光进行光合作用，合成有机物，小虾排出的粪便由细菌分解正好是绿藻的肥料。两者互相依存。(2)①a.生态瓶没有放在光照下；b.生态瓶在阳光下暴晒。②第三步:将制作好的生态瓶放在窗台上；注意不能让生态瓶受到太阳光暴晒，以免水温过高，导致小虾死亡。3、与生物膜的功能、特点相关度试题例1、请设计一个实验，判断种子胚细胞和胚乳细胞的死活。（1）实验原理____________________________________________________。（2）实验原料和器材：____________________________________________。（3）实验步骤：________________________________________。（4）实验结果预测：____________________________________。（5）该实验最可能的结果和结论是__________________________。(3)①选取10粒大小相同的饱满、粒大的玉米种子放在盛有清水的培养皿中浸泡；②涨大后将玉米种子用刀片从中线处切开，将其一半放人盛有红墨水的培养皿中浸泡；③一定时间后取出放人盛有清水的培养皿中漂洗，直到漂洗掉浮色为止；④用放大镜观察切片后玉米种子剖面的着色情况。(4)①如果胚和胚乳均为红色，则说明二者为死细胞；②如果胚和胚乳均为无色，则说明二者为活细胞；③如果胚为红色，胚乳为无色，则说明前者为死细胞后者为活细胞；④.. ..如果胚为无色，胚乳为红色，则说明前者为活细胞后者为死细胞；例2：（2002广东）现有一种由人工膜制成的袋，为检测淀粉和碘能否通过该膜，现提供试剂和用品如下：铁架台、烧杯和人工膜袋各一个，1%的淀粉溶液、稀碘液和细棉线。请用上述试剂和用品，设计一个实验装置，探究淀粉和碘溶液中的碘能否通过该膜，请用示意图表示（加图注）。实验结果预测和分析。①②③④4、与细胞代谢相关的试验例2、高温可使唾液淀粉酶失活，假设高温能使甲状腺激素失活，某研究性学习小组希望用蝌蚪和一些必要的实验器材来验证这个假设。请帮助完成该小组的实验设计方案，并对实验结果作出预测和分析。实验目的：实验材料、用具：发育状况相同的蝌蚪若干，玻璃缸三只,池塘水，普通饲料，甲状腺制剂，用100℃热水处理1小时的甲状腺制剂实验步骤：（1）取三只相同的洁净玻璃缸，编上号A、B、C，分别装上等量的河水。（2）取发育状况相同的15只蝌蚪，分成三等份，分别放入A、B、C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A、B、C号玻璃缸中分别投入等量普通饲料、甲状腺制剂拌匀的饲料、用100℃热水处理1小时的甲状腺制剂拌匀的饲料。（4）饲养若干天后，观察、比较，B玻璃缸内蝌蚪发育最快，而A、C玻璃缸内蝌蚪发育状况相同（5）实验结果分析：B玻璃缸内蝌蚪发育最快，而A、C玻璃缸内蝌蚪发育状况相同，则假设成立，说明高温使甲状腺制剂失活；A、B、C三只玻璃缸中蝌蚪的发育状况未出现上述结果，则假设不成立例6、证明“唾液淀粉酶对淀粉有消化作用”，某同学制订了下列实验方案：实验方法和步骤：①取1支试管，注入2ml浆糊。②用凉开水漱口后，用小烧杯收集唾液。③向试管内加入2ml唾液。④往试管中滴加2滴碘液。⑤将试管振荡后放十分钟。⑥取出试管，观察溶液颜色的变化。结论：唾液中含有淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖。该实验的方法和步骤以及结论有没有错误？如果有，请指出并改正。答案：有三处错误：(1)未设立对照实验。步骤①取两支试管编号为1，2，分别注入2ml浆糊和2ml清水。步骤③向1、2号试管各注入2ml唾液。(2)步骤顺序颠倒，步骤④应与步骤⑤对调；(3)实验结论错误。唾液中含有淀粉酶能将淀粉水解。（本实验只能证明淀粉被水解，而不能证明水解产物是什么。）判断实验设计过程正确与否（1）看有无对照实验（若有，看对照是否合理）（2）看实验是否遵循了单一变量原则（3）看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整（4）看实验仪器、药剂的使用是否合理（5）看实验结果的验证是否合理例7：现有如下材料：3支试管（编号分别为A、B、C）、淀粉、碘液以及控制在37℃、0℃、100℃的3个水浴锅。（1）请根据以上提供的材料及条件，写出实验的步骤④及其以后的实验步骤，以证明温度对酶的催化活性的影响。实验步骤：步骤①：制备6ml淀粉溶液并冷却至常温。步骤②：收取唾液若干。步骤③：取3支试管各加入2ml可溶性淀粉。步骤④：步骤⑤：步骤⑥：.. ..2）上述实验步骤中的第④步能否直接加入唾液？请说明理由。答案:⑴④把三个试管按序放入37℃、0℃、100℃的3个水浴锅内一定时间⑤各加入适量唾液⑥各加入适量唾液⑵先加唾液可能会因温度原因影响（干扰）实验结果例16、黄瓜花是单性花，雄花和雌花容易分辨。生物园里有几株黄瓜正在开花。证明：黄瓜子房发育成果实需要种子提供的生长素。器具药品：透明纸袋、回形针、小纸牌、剪刀镊子、毛笔、烧杯、适宜浓度的生长素溶液。步骤一：选择一批发育正常，即将开放的黄瓜雌花，为每朵花套上透明纸袋，用回形针将纸袋固定好，然后，将这些雌花分为3组，分别挂上1、2、3的小纸牌。步骤二：结果预测：答案：步骤二：待纸袋中的雌花开放后，打开纸袋，将各组花作如下处理：1组---授以黄瓜的花粉，2组---在子房壁上涂抹适宜浓度的生长素，3组---不作任何处理，之后，都套上纸袋。结果预测：1组---结出有籽黄瓜，2组---结出无子黄瓜，3组---不结黄瓜。例4在盛有稀葡萄糖液的A、B玻璃管内加入不同的单细胞真核生物，敞口放在光亮处，每隔1小时测定葡萄糖液的浓度和酸碱度(pH值)，前3小时数值变化如图12-8所示。再撤去光照，重复上述测定工作又历经3小时。请回答(1)液面呈绿色的是_________管。理由是_______。(2)在最初3小时内，A管中的葡萄糖液浓度不下降的原因是___________。(3)在撤去光照后3小时内，两支玻璃管中葡萄糖浓度和pH值将发生怎样的变化？用画图表示。答案(1)A管内有进行光合作用的绿色单细胞藻类，含叶绿素；(2)单细胞藻类进行光合作用制造了葡萄糖；(3)如图12-9。..