2019屆高考生物一輪復習 第十單元 實驗原則與設(shè)計 加強提升課（八）教材實驗整合與實驗設(shè)計探究能力培優(yōu)突破學案.doc

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加強提升課(八)　教材實驗整合與實驗設(shè)計探究能力培優(yōu)突破 1．能獨立完成“生物知識內(nèi)容表”所列的生物實驗，包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能等進行運用?！?.具備驗證簡單生物學事實的能力，能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行分析、解釋并能對收集到的數(shù)據(jù)進行處理?！?.具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調(diào)查、假說—演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學研究方法。　4.能對一些簡單的實驗方案作出恰當?shù)脑u價和修訂。 　教材實驗整合培優(yōu)突破 突破點1　觀察類實驗 實驗名稱 細胞的狀態(tài) 染色劑 生物材料 觀察DNA和RNA在細胞中的分布 死細胞 吡羅紅、基綠染色劑甲 人的口腔上皮細胞 觀察線粒體 活細胞 健那綠 觀察細胞的減數(shù)分裂 死細胞 無(為固定裝片) 蝗蟲精母細胞 低溫誘導植物染色體數(shù)目的變化 死細胞 改良苯酚品紅染液 洋蔥根尖分生區(qū)細胞 觀察細胞的有絲分裂 死細胞 龍膽紫(或醋酸洋紅) 觀察多種多樣的細胞 活或死細胞 無需染色 酵母菌細胞、水綿細胞、葉的保衛(wèi)細胞、魚的紅細胞等 觀察葉綠體 活細胞 蘚類的葉(或菠菜葉、黑藻葉) 觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原 活細胞 紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞 [突破訓練] 1．下表中根據(jù)實驗目的，所選用的試劑與預期的實驗結(jié)果正確的是(　　) 選項 實驗目的 試劑 預期的實驗結(jié)果 A 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂 醋酸洋紅 染色體被染成紫紅色 B 檢測植物組織中的脂肪 雙縮脲試劑 脂肪顆粒被染成紅色 C 檢測植物組織中的葡萄糖 甲基綠 葡萄糖與甲基綠作用，生成綠色沉淀 D 觀察DNA和RNA在細胞中的分布 斐林試劑、吡羅紅 斐林試劑將DNA染成綠色，吡羅紅將RNA染成紅色 解析：選A。在觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂實驗中，用堿性染料如龍膽紫溶液或醋酸洋紅液進行染色，使細胞核中的染色體(質(zhì))著色，醋酸洋紅液可將染色體(質(zhì))染成紫紅色，A項正確。脂肪的檢測試劑為蘇丹Ⅲ染液或蘇丹Ⅳ染液，雙縮脲試劑是用來檢測蛋白質(zhì)的試劑，B項錯誤。植物組織中的葡萄糖屬于還原糖，可用斐林試劑進行檢測，看是否產(chǎn)生磚紅色沉淀；而甲基綠可將DNA染成綠色，故C、D項錯誤。 2．紫色洋蔥是生物學實驗的常用材料，以下敘述錯誤的是(　　) A．觀察質(zhì)壁分離與復原，宜選取紫色鱗片葉外表皮細胞 B．觀察有絲分裂，宜選取洋蔥根尖分生區(qū)細胞 C．提取液泡中的紫色色素，可用清水作溶劑 D．選取經(jīng)低溫誘導的洋蔥根尖制成的臨時裝片，在顯微鏡下可觀察到聯(lián)會現(xiàn)象 解析：選D。紫色洋蔥鱗片葉外表皮細胞有大液泡，并且液泡里含有紫色色素，在觀察質(zhì)壁分離與復原實驗時適宜使用，A正確；觀察有絲分裂時，需要選擇連續(xù)分裂的細胞，洋蔥根尖分生區(qū)細胞屬于連續(xù)分裂的細胞，B正確；液泡里是以水為基礎(chǔ)的液體環(huán)境，所以液泡中的色素是水溶性色素，可用清水作溶劑，C正確；聯(lián)會現(xiàn)象發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，而洋蔥根尖細胞不進行減數(shù)分裂，D錯誤。 突破點2　分離提取與鑒定類比較 實驗名稱 試劑 反應顏色 生物材料 備注 淀粉的鑒定 碘液 藍色 脫色的葉片 還原糖的鑒定 斐林試劑 磚紅色沉淀 蘋果或梨的勻漿等 甲、乙液現(xiàn)配現(xiàn)用、水浴加熱 脂肪的鑒定 蘇丹Ⅲ(或Ⅳ)染液 橘黃(或紅)色 花生種子切片 需用高倍鏡觀察 蛋白質(zhì)的鑒定 雙縮脲試劑 紫色 豆?jié){、稀蛋清等 先加A液，后加B液，搖勻使用 尿糖的檢測 葡萄糖試紙 有色 水、葡萄糖溶液、三份模擬“尿樣” 綠葉中色素的提取和分離 提取液：無水乙醇；分離液：層析液 胡蘿卜素：橙黃色；葉黃素：黃色；葉綠素a：藍綠色；葉綠素b：黃綠色 新鮮的綠葉(如菠菜葉) 加入二氧化硅是為了研磨得更充分；碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞 [突破訓練] 3．下列是關(guān)于酒精的鑒定及酒精在相關(guān)實驗中運用的敘述，其中錯誤的是(　　) A．在提取綠葉中的色素時可用無水酒精作為提取劑提取色素 B．用蘇丹Ⅲ染液鑒定花生子葉中的脂肪時，需要用酒精洗去浮色 C．在堿性條件下用重鉻酸鉀溶液鑒定酒精，溶液顏色由橙色變成灰綠色 D．用質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸和體積分數(shù)為95%酒精的1∶1混合液對洋蔥根尖進行解離 解析：選C。葉綠體中的色素能溶于有機溶劑，因此可以用無水酒精或丙酮來提取，A正確；用蘇丹Ⅲ染液鑒定脂肪時需要用50%的酒精洗去浮色，B正確；在酸性條件下用重鉻酸鉀溶液鑒定酒精，溶液顏色由橙色變成灰綠色，C錯誤；解離根尖細胞所使用的解離液是由體積分數(shù)為95%的酒精和質(zhì)量分數(shù)為15%的鹽酸等體積混合形成的，D正確。 4．(2018山東四市聯(lián)考)下列有關(guān)生物實驗試劑顏色或顏色變化的敘述，正確的是(　　) A．甲基綠溶液為綠色，重鉻酸鉀溶液為橙色 B．酒精可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃 C．用斐林試劑驗證蔗糖是非還原糖時，最后觀察到的溶液顏色為無色 D．用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)時，先后加入等量的A液和B液，顏色由藍色變?yōu)樽仙? 解析：選A。甲基綠溶液為綠色，重鉻酸鉀溶液為橙色，A正確；CO2可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃，B錯誤；斐林試劑本身的顏色為淺藍色，C錯誤；用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)時，先后加入A液1 mL，再加B液3～4滴，B液不能過量，否則會掩蓋生成的紫色，D錯誤。 突破點3　調(diào)查類實驗 課題 調(diào)查對象 統(tǒng)計方法 計算公式 調(diào)查人群中某種遺傳病 人群 匯總法 發(fā)病率＝100% 種群密度的取樣調(diào)查 活動范圍大的動物 標志重捕法 ＝ 植物 樣方法 種群密度＝所取各樣方的種群密度和/所取樣方數(shù) 土壤中小動物類群豐富度的研究 土壤中的小動物 記名計算法、目測估計法 [突破訓練] 5．高中生物學實驗中，以下操作對估測結(jié)果的數(shù)值準確性影響最大的一項是(　　) A．估測細胞周期各時期時長，可統(tǒng)計多個視野中各時期細胞數(shù)量所占比例 B．估測狹長樣地中蒲公英數(shù)量，可用等距取樣法選取樣方 C．估測培養(yǎng)液中酵母菌的種群數(shù)量，可用滴管從靜置培養(yǎng)液的中層取樣 D．估測某地域灰地鼠的數(shù)量，可采用標志重捕法 解析：選C。視野中各時期細胞數(shù)量所占比例反映該時期持續(xù)時間的長短，統(tǒng)計多個視野取平均值可以使結(jié)果更準確；在狹長的樣地中取樣可用等距取樣法；估測培養(yǎng)液中酵母菌的種群數(shù)量時，應將培養(yǎng)液搖勻后取樣，從靜置培養(yǎng)液的中層取樣誤差較大；標志重捕法適合對活動能力強、活動范圍廣的動物進行種群密度的調(diào)查，因此估測某地域灰地鼠的數(shù)量，可采用標志重捕法。 6．下列科學實驗研究中的有關(guān)分析正確的是(　　) A．田鼠在被捕捉過一次后更難捕捉，統(tǒng)計的種群密度比實際低 B．對培養(yǎng)液中酵母菌進行計數(shù)可采用抽樣檢測法 C．某同學決定以校園內(nèi)池塘為對象進行物種豐富度調(diào)查，應在同一水層中取樣 D．對土壤小動物的物種豐富度進行調(diào)查時，可采用標志重捕法 解析：選B。田鼠被捕捉一次后更難捕捉，使重捕的標志個體數(shù)減少，所統(tǒng)計的種群密度比實際高；對培養(yǎng)液中酵母菌進行計數(shù)可采用抽樣檢測法；以校園內(nèi)池塘為對象進行物種豐富度調(diào)查，應在不同水層中取樣；調(diào)查土壤中小動物物種的豐富度可以用記名計算法和目測估計法。 突破點4　教材探究類實驗 課題 探究對象 檢測或統(tǒng)計方法 探究影 響酶活 性的因素 溫度對酶活性的影響 根據(jù)藍色深淺判斷淀粉分解狀況，進而推斷出不同溫度下淀粉酶的活性 滴加碘液后溶液顏色變化情況 pH對酶活性的影響 通過檢驗單位時間O2生成量，判斷不同pH下H2O2酶的活性 點燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒情況 探究酵母菌細胞呼吸的方式 檢測酵母菌培養(yǎng)液中CO2產(chǎn)生量及是否有酒精生成，判斷酵母菌的呼吸方式 CO2使澄清石灰水變混濁或CO2使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃；橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下與酒精發(fā)生反應，變成灰綠色 探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度 促進插條生根的最適生長素類似物濃度 不同濃度生長素類似物處理后的扦插枝條的生根情況 探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化 酵母菌種群數(shù)量 抽樣檢測法(用血細胞計數(shù)板進行計數(shù)) [突破訓練] 7．(2018山東東營模擬)下列實驗中不是依據(jù)對照原則設(shè)計的是(　　) A．探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化 B．探究pH對過氧化氫酶活性的影響 C．探究酵母菌細胞的呼吸方式 D．探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度 解析：選A。探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化實驗中沒有對照，使用數(shù)學模型的方法，A項符合題意；探究pH對過氧化氫酶活性的影響實驗中利用不同的pH作為對照，B項不符合題意；探究酵母菌細胞的呼吸方式實驗中有氧條件和無氧條件作為對照，C項不符合題意；探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度實驗中不同濃度的生長素類似物作為對照，D項不符合題意。 8．下列有關(guān)實驗變量的敘述，正確的是(　　) A．探究溫度對酶活性的影響，酶催化的反應速率是自變量 B．模擬探究細胞大小與物質(zhì)運輸關(guān)系，正方體瓊脂塊的體積大小是無關(guān)變量 C．觀察洋蔥鱗片葉外表皮質(zhì)壁分離與復原的實驗中，原生質(zhì)層位置的變化是無關(guān)變量 D．探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用，插條生根數(shù)是因變量 解析：選D。探究溫度對酶活性的影響，溫度是自變量，酶催化的反應速率是因變量，故A錯誤；模擬探究細胞大小與物質(zhì)運輸關(guān)系，正方體瓊脂塊的體積大小是自變量，故B錯誤；觀察洋蔥鱗片葉外表皮質(zhì)壁分離與復原的實驗中，原生質(zhì)層位置的變化是因變量，故C錯誤；探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用實驗中，插條生根數(shù)量是因變量，故D正確。 突破點5　教材經(jīng)典實驗的考查 教材經(jīng)典實驗 實驗方法 制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 構(gòu)建物理模型法 種群數(shù)量增長模型 構(gòu)建數(shù)學模型法 分離各種細胞器 差速離心法 證明DNA進行半保留復制 密度梯度離心法 分離葉綠體中的色素 紙層析法 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂 死體染色法 觀察線粒體 活體染色法 探究酵母菌的呼吸方式 對比實驗法和產(chǎn)物檢測法 赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細菌的實驗 同位素標記法 摩爾根證明基因在染色體上 假說—演繹法 薩頓提出“基因位于染色體上” 的假說 類比推理法 調(diào)查土壤中小動物類群的豐富度 取樣器取樣法 估算種群密度(運動能力強的生物) 標志重捕法 估算種群密度(運動能力弱的生物) 樣方法 [突破訓練] 9．下列關(guān)于同位素標記法應用的描述，最恰當?shù)氖?　　) A．可用18O2探究有氧呼吸的整個過程 B．可用H3PO4驗證線粒體是ATP合成的主要場所 C．不能用3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸研究逆轉(zhuǎn)錄過程 D．不能用15N標記的DNA研究其復制方式 解析：選B。O2只在有氧呼吸的第三階段參與反應，不能用18O2探究有氧呼吸的整個過程，A錯誤；線粒體是合成ATP的主要場所，ATP中含有P元素，故可用HPO4驗證線粒體是ATP合成的主要場所，B正確；逆轉(zhuǎn)錄是由RNA形成DNA的過程，DNA的基本單位是脫氧核苷酸，能用3H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸研究逆轉(zhuǎn)錄過程，C錯誤；可用15N標記的DNA研究其復制方式，D錯誤。 10．下列關(guān)于生物科學研究方法和生物實驗操作的敘述中，表述完全準確的一組是(　　) ①研究光合作用的反應過程和噬菌體侵染細菌實驗——同位素標記法 ②摩爾根證明“基因在染色體上”——類比推理法 ③DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和研究某種群數(shù)量變化規(guī)律——模型構(gòu)建法 ④在“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中，鹽酸用于加速健那綠進入細胞，并將DNA染色 ⑤在“生物組織中蛋白質(zhì)的檢測”實驗中，NaOH用于營造堿性環(huán)境 ⑥利用血細胞計數(shù)板計數(shù)微生物時，需先將樣液搖勻，再滴加到計數(shù)室，最后蓋上蓋玻片 A．①③⑥　　　　　　　 B．①③⑤ C．①②⑤ D．②③④ 解析：選B。研究光合作用的反應過程和噬菌體侵染細菌實驗都運用到了同位素標記法，故①正確。摩爾根運用假說—演繹法證明了基因在染色體上，故②錯誤。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)利用的是構(gòu)建物理模型，研究某種群數(shù)量變化規(guī)律利用的是構(gòu)建數(shù)學模型，故③正確。在“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”實驗中，鹽酸的作用是改變細胞膜的通透性，同時使染色體中的DNA和蛋白質(zhì)分開，利于DNA的染色，故④錯誤。在“生物組織中蛋白質(zhì)的檢測”實驗中，先滴加NaOH是為了營造堿性環(huán)境，故⑤正確。利用血細胞計數(shù)板計數(shù)微生物時，需先將樣液搖勻，應先蓋上蓋玻片再滴加樣液，故⑥錯誤，故B正確。 　實驗設(shè)計原則 1．科學性原則 包括實驗原理、實驗材料的選擇、實驗方法和實驗結(jié)果的處理等方面要保證不出現(xiàn)科學性錯誤，要有科學的思想和方法作指導。 2．對照原則 對于對照實驗，一個實驗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(控制組)是不接受自變量處理的對象組。常用的對照類型有以下幾種： (1)空白對照：對照組為不作任何處理的對象組。這里的不作處理，并非什么因素都不給予，而是針對實驗所要研究的因素不給予，以體現(xiàn)實驗因素的有無對實驗結(jié)果的影響。如“探究影響酶活性的條件”實驗中： (2)自身對照：實驗與對照在同一個對象上進行，不另設(shè)對照組。如“探究植物細胞的吸水和失水”實驗，即是典型的自身對照——實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化為實驗組。 (3)條件對照：給對照組施以某種實驗處理，但不是所研究的實驗因素，以突出實驗實施的處理因素與實驗所研究因素的差異，從一個側(cè)面襯托實驗因素對實驗結(jié)果所造成的影響。如“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗”中以下兩組實驗： S型菌DNA＋R型活菌S型菌落＋R型菌落(實驗組)； S型菌DNA＋DNA酶＋R型活菌R型菌落(條件對照組)。 (4)相互對照：不單設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對照。如“探究影響酶活性的條件”實驗中，探究溫度對酶活性的影響時，要用熱水、正常溫度的水、冰水三個實驗組來探究，進行相互對照，以得出相應的實驗結(jié)論。 3．單一變量原則 所謂單一變量原則，就是要盡可能控制無關(guān)變量的作用，以確保實驗變量的唯一性。 (1)實驗變量與反應變量 ①實驗變量也稱自變量，是研究者主動操縱的條件和因子，是作用于實驗對象的刺激變量。 ②反應變量又稱因變量或應變量，是隨自變量變化而產(chǎn)生反應或發(fā)生變化的變量，應具有可測性和客觀性。 (2)無關(guān)變量：無關(guān)變量又稱干擾變量、控制變量，是指與研究目標無關(guān)，但卻影響研究結(jié)果的變量。 4．平行重復原則 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，一般在實驗組中控制相同條件下多設(shè)幾組，取平均值，以使得出的結(jié)論更準確、科學。 角度1　考查單因子變量原則和等量原則 1．(2018四川廣元模擬)下列對有關(guān)實驗中變量的敘述，正確的是(　　) A．在探究溫度對酶活性影響的實驗中，溫度和pH是自變量 B．在模擬探究細胞大小與物質(zhì)運輸關(guān)系的實驗中，正方體瓊脂塊表面積和體積之比是無關(guān)變量 C．在探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根作用的實驗中，插條生根數(shù)是因變量 D．在探究酵母菌種群數(shù)量變化的實驗中，應設(shè)空白對照排除無關(guān)變量干擾 解析：選C。在探究溫度對酶活性影響的實驗中，溫度是自變量，pH是無關(guān)變量，A錯誤；在模擬探究細胞大小與物質(zhì)運輸關(guān)系的實驗中，正方體瓊脂塊表面積和體積之比是自變量，運輸效率是因變量，B錯誤；在探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根作用的實驗中，植物生長調(diào)節(jié)劑的濃度是自變量，插條生根數(shù)是因變量，C正確；在探究酵母菌種群數(shù)量變化的實驗中，不需要設(shè)空白對照，前后形成自身對照，D錯誤。 2．(2018廣州七校聯(lián)考)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．探究唾液淀粉酶最適pH的實驗中，先將每一組溫度控制在37 ℃ C．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 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 解析：選C。該實驗中將實驗植物進行饑餓處理，消耗植物原有的淀粉，防止對實驗結(jié)果的干擾；該實驗中，溫度為無關(guān)變量，需控制在唾液淀粉酶適宜的溫度下；該實驗中，有無光照是自變量；該實驗中淀粉的加入量為無關(guān)變量，用量要相同。 教材實驗中的變量分析 變量是實驗過程中可以變化的因素。在設(shè)計實驗時，要注意使自變量可控制、因變量比較好檢測，并盡量避免無關(guān)變量對實驗的干擾。 實驗名稱 自變量 因變量 無關(guān)變量 探究溫度對淀粉酶活性的影響 不同溫度(至少三種) 酶的活性(加碘液后溶液顏色的變化) pH、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應時間、操作程序等 探究pH對過氧化氫酶活性的影響 不同pH(至少三種) 酶的活性(氣泡的數(shù)量或帶火星的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度) 溫度、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應時間、操作程序等 　 探究酵母 菌的呼吸 方式 氧氣的 有無 CO2生成量(澄清石灰水的混濁程度)；是否有酒精產(chǎn)生(用酸性重鉻酸鉀檢測) 葡萄糖溶液，石灰水的量、溫度、pH、錐形瓶的潔凈程度等 模擬探究 細胞表面 積與體積 的關(guān)系 瓊脂塊體 積的大小 物質(zhì)運輸 的效率 瓊脂塊的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的時間、測量的準確性等 探究生長 素類似物 促進插條 生根的最 適濃度 不同濃度 的生長素 類似物 扦插枝條的生根數(shù)量或根長度 實驗材料的一致性、生長素類似物濃度的準確性、處理時間的一致性等 探究培養(yǎng) 液中酵母 菌數(shù)量的 動態(tài)變化 時間 酵母菌種 群數(shù)量 培養(yǎng)液的成分、培養(yǎng)條件、空間等 探究水族 箱(或魚 缸)中群落 的演替 時間 群落的演替 水族箱的培養(yǎng)條件和環(huán)境等 角度2　考查對照性原則 3．(2018四川樂山高三調(diào)研)生物實驗中常用到對照實驗的方法，以下對照設(shè)置正確的是(　　) A．研究細胞核的功能時，將蠑螈的受精卵橫縊形成有核和無核兩部分 B．探究酶具有催化作用時，設(shè)置無機催化劑催化和酶催化的兩組實驗 C．驗證胚芽鞘的感光部位在尖端時，設(shè)置保留尖端和去除尖端的兩組 D．噬菌體侵染大腸桿菌的實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，不需要設(shè)置對照 解析：選A。蠑螈的受精卵橫縊成有核和無核兩部分，設(shè)置了一組對照實驗，遵循了單一變量原則，A正確；探究酶具有催化作用時，設(shè)置不加催化劑催化和酶催化的兩組實驗，B錯誤；探究胚芽鞘的感光部位是否在尖端時，應該設(shè)置尖端一組感受到光、另一組尖端未感受到光，C錯誤；噬菌體侵染大腸桿菌的實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，利用同位素標記法設(shè)置了32P和35S對照實驗，D錯誤。 4．(2018山西懷仁模擬)MRSA菌是一種引起皮膚感染的“超級細菌”，對青霉素等多種抗生素有抗性。為研究人母乳中新發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)H與青霉素組合使用對MRSA菌生長的影響，某興趣小組的實驗設(shè)計及結(jié)果如表。下列說法正確的是(　　) 組別 培養(yǎng)基中添加物 MRSA菌 1 100 μg/mL蛋白質(zhì)H 生長正常 2 20 μg/mL青霉素 生長正常 3 2 μg/mL青霉素＋ 100 μg/mL蛋白質(zhì)H 死亡 A.細菌死亡與否是通過光學顯微鏡觀察其細胞核的有無來確定 B．第2組和第3組對比表明，使用低濃度的青霉素即可殺死MRSA菌 C．實驗還需設(shè)計有2 μg/mL青霉素做處理的對照組 D．蛋白質(zhì)H有很強的殺菌作用，是一種新型抗生素 解析：選C。細菌是原核生物，無細胞核，A錯誤。第2組和第3組不遵循單一變量原則，不能確定是低濃度的青霉素殺死的MRSA菌，也可能是蛋白質(zhì)H導致的，B錯誤、C正確。蛋白質(zhì)H并不是抗生素，D錯誤。 　探究性實驗與驗證性實驗 1．實驗設(shè)計的一般步驟 2．實驗方案評價試題解題的一般思路 3．探究性實驗與驗證性實驗比較 項目 探究性實驗 驗證性實驗 概念 指實驗者在不知實驗結(jié)果的前提下，通過自己進行實驗探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學概念的一種認知活動 指實驗者針對已知的實驗結(jié)果而進行的以驗證實驗結(jié)果、鞏固和加強有關(guān)知識內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復性實驗 實驗 目的 探索研究對象的未知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系 驗證已知對象的已知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系 實驗 假設(shè) 假設(shè)一般采用“如果A，則B”的形式表達，是根據(jù)現(xiàn)有的科學理論、事實，對所要研究的對象設(shè)想出一種或幾種可能的答案、解釋 因結(jié)論是已知的，故不存在假設(shè)問題 角度1　考查實驗步驟設(shè)計 1．欲研究藥物乙對海拉細胞增殖的抑制作用，請根據(jù)以下提供的材料與用具，以海拉細胞的細胞數(shù)變化為測定指標，完善實驗分組設(shè)計和實驗思路，預測實驗結(jié)果并進行分析與討論。 材料與用具：海拉細胞懸液，藥物甲溶液(對細胞增殖有影響)，藥物乙溶液，培養(yǎng)液、培養(yǎng)瓶，血細胞計數(shù)板，顯微鏡等。(要求與說明：細胞計數(shù)的具體操作過程不做要求，不考慮加入溶液對體積的影響，實驗條件適宜)回答下列問題： (1)實驗分組設(shè)計： A組：海拉細胞懸液＋培養(yǎng)液 B組：海拉細胞懸液＋培養(yǎng)液＋藥物甲溶液 C組：海拉細胞懸液＋培養(yǎng)液＋藥物甲溶液，培養(yǎng)一段時間后，加入______________________________________。 (2)完善實驗思路： (3)預測實驗結(jié)果(以坐標曲線圖形表示實驗結(jié)果，并標出加入藥物的時間)。 (4)分析與討論：藥物甲的作用是___________________________________________。 解析：本實驗的自變量是藥物乙的有無，因變量是細胞數(shù)目。加藥物之前，需先用血細胞計數(shù)板測定各組海拉細胞數(shù)。培養(yǎng)一段時間之后再向B組和C組分別加入適量藥物甲，A組不做處理，繼續(xù)培養(yǎng)一段時間，每隔一段時間測定各組細胞數(shù)，再培養(yǎng)一段時間后，再向C組添加適量的藥物乙，繼續(xù)培養(yǎng)一段時間，每隔一段時間測定各組細胞數(shù)。要想讓實驗結(jié)果更準確，藥物甲必須是促進細胞分裂的藥物，這樣才能更好地觀察藥物乙的抑制作用。 答案：(1)適宜濃度的藥物乙溶液 (2)①將培養(yǎng)瓶平均分為3組，編號為A、B、C。分別向三組培養(yǎng)瓶中加入等量的海拉細胞懸液和等量的培養(yǎng)液，在相同且適宜的條件下培養(yǎng)，分別用血細胞計數(shù)板測定各組的海拉細胞數(shù)；②在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時間后，向B組和C組加入藥物甲，A組不做處理，繼續(xù)培養(yǎng)一段時間，每隔一段時間測量各組細胞數(shù)；③在相同且適宜的條件下繼續(xù)培養(yǎng)一段時間后，向C組加入藥物乙，繼續(xù)培養(yǎng)一段時間，每隔一段時間測量各組細胞數(shù)；④統(tǒng)計并分析數(shù)據(jù)。 (3) (4)促進細胞分裂 角度2　考查實驗設(shè)計是否完善 2．某興趣小組為驗證2，4D對插條生根的促進作用，進行了如下實驗： A．剪取同一楊樹植株上長勢與長度相同、部位相近且有3個芽的健壯枝條20根，隨機均分為甲、乙兩組； B．甲組每根插條上都保留3個芽，乙組插條上的芽全部去除； C．將甲組插條的下端插入適量蒸餾水中，乙組插條的下端插入等量適宜濃度的2，4D溶液中。兩組均置于相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)； D．每天觀察、記錄插條上芽的數(shù)目。 請對上述實驗進行分析： (1)每組選取多根插條的目的是___________________________________________。 (2)請指出該實驗設(shè)計的兩項不合理之處。 ①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)實驗設(shè)計改正后，甲組起________作用。 解析：首先明確實驗性質(zhì)是驗證性實驗；其次分析變量，自變量是2，4D的有無，因變量是插條生根的情況，無關(guān)變量有枝條的長勢、長度、環(huán)境溫度、溶液體積等。(1)若每組只有一根插條，則受偶然因素的影響較大，若選多根插條則可以排除偶然因素對實驗結(jié)果的影響。(2)甲、乙兩組插條上芽的數(shù)量不等，違背了實驗設(shè)計的等量原則和單一變量原則；據(jù)題意本實驗的實驗目的是驗證2，4D對插條生根的促進作用，因此應觀察生根的情況，而不能觀察芽的數(shù)目，觀察指標不對。(3)該實驗設(shè)計改正后甲組是對照組，乙組是實驗組。 答案：(1)減少實驗誤差(排除偶然因素對該實驗結(jié)果的影響或排除無關(guān)變量的影響) (2)①甲、乙兩組插條上芽的數(shù)量不等(或沒有控制好變量) ②觀察、記錄插條上芽的數(shù)量不對(或觀察記錄的指標不對) (3)對照 角度3　實驗結(jié)果實例分析 3．(2018湖南懷化高三模擬)某興趣小組用某植物及其分離的葉綠體進行下列實驗，回答下列問題： 實驗一：先將葉綠體浸泡在pH為4的培養(yǎng)液中，使類囊體空腔中的pH為4，然后將此葉綠體轉(zhuǎn)移到pH為8的培養(yǎng)液中，遮光一段時間。測得培養(yǎng)液中有ATP合成。 實驗二：將液體浸泡在pH為7的培養(yǎng)液中，使類囊體空腔中的pH為7，光照一段時間。測得培養(yǎng)液中有ATP合成。 實驗三：將一株該植物置于密閉的玻璃容器內(nèi)，在適宜條件下光照培養(yǎng)，測定玻璃容器內(nèi)CO2濃度的變化情況。 (1)根據(jù)實驗推測，葉綠體黑暗中能合成ATP的原因是 ________________________________________________________________________， 實驗一、實驗二培養(yǎng)液中應含有的物質(zhì)包括___________________________________________ ________________________。 (2)葉綠體在光下產(chǎn)生ATP，光能的作用是____________________________________。 (3)玻璃容器內(nèi)的CO2濃度變化趨勢是_______________________________________________ ________________________。 (4)在實驗三中加入抑制光合作用暗反應的試劑后，氧氣的釋放速率下降，原因是________________________________________________________________________。 答案：(1)類囊體膜內(nèi)外存在H＋梯度(H＋濃度差)　ADP和Pi等 (2)使類囊體膜內(nèi)外產(chǎn)生H＋梯度(H＋濃度差) (3)降低至一定水平時保持相對穩(wěn)定 (4)[H]的積累抑制了水的分解 [清一清] 易錯點1　驗證與探究的混淆 [點撥]　一般來說，驗證性實驗與探究性實驗的實質(zhì)性區(qū)別在于實驗結(jié)果是已知的還是未知的。如果是已知的，大多可以作為驗證性實驗來考慮，例如教材中“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”的實驗；如果是未知的，就可以作為探究性實驗來考慮，例如教材中“影響酶活性的條件”的實驗。 易錯點2　實驗開始前檢測與實驗結(jié)果處理 [點撥]　有些實驗開始前需對實驗狀態(tài)進行檢測，有些實驗結(jié)果不能直接觀察到實驗現(xiàn)象，需要對實驗結(jié)果進行處理，即再進行一個小的實驗。 易錯點3　對實驗原理與實驗結(jié)果解釋的混淆 [點撥]　(1)實驗原理要求寫出實驗設(shè)計的依據(jù)，實驗設(shè)計的主要思路及對實驗結(jié)果的觀測方法。 (2)實驗結(jié)果解釋要求用實驗原理把實驗結(jié)果和實驗結(jié)論聯(lián)系起來，敘述好前因后果。 易錯點4　實驗設(shè)計語言敘述不準確 [點撥]　(1)實驗材料選擇：①植物：“大小相似，長勢相同的同種植株”。②動物：“體重(體長)、年齡、生長趨勢相同”，有時甚至要“性別”相同。③有時可以敘述為“生長狀況基本相同的個體”。 (2)試劑選擇：在量上難以做到準確的量化描述時，應盡可能用“定性”的語言表達，要注意“等濃度”“等體積”“適量的”“一定量的”等詞語的運用；實驗時間和條件上用“一段時間”“適宜的溫度、pH”等語言。 (3)實驗器具選擇：①容器應使用大小相同的。②如果使用滴管滴加不同溶液，應選用不同的滴管。 [判一判] (1)對照實驗一般要設(shè)置對照組和實驗組，在對照實驗中除了要觀察的變量外，其他變量都應當始終保持相同(　　) (2)為提高實驗數(shù)據(jù)的可信度，合理的處理方法是隨機取樣，進行重復測定(　　) (3)在實驗探究過程中，可通過多組重復實驗減少實驗結(jié)果的誤差(　　) (4)探究Ca2＋的主動吸收，可設(shè)置細胞外Ca2＋濃度大于或小于細胞內(nèi)Ca2＋濃度(　　) (5)探究酵母菌培養(yǎng)過程中的呼吸方式，其因變量是是否產(chǎn)生了CO2(　　) (6)番茄幼苗在缺鎂培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間后，與對照組相比，其葉片光合作用強度下降的原因是光反應強度降低，暗反應強度降低(　　) (7)為了研究洋蔥和甜菜之間能否混種，可將洋蔥與甜菜兩者間的株高差作為實驗結(jié)果的觀測指標(　　) (8)探究生長素促進插條生根的最適濃度的實驗中，需設(shè)置不同濃度的生長素與清水組作對照(　　) (9)觀察二氧化硫?qū)χ参锏挠绊懀捎脙山M實驗相互對照：一組玻璃罩內(nèi)放入植物，并加入低濃度二氧化硫氣體，另一組玻璃罩內(nèi)放入相同的植物，并加入高濃度二氧化硫氣體(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)　(5)　(6)√　(7)　(8)√　(9) [課時作業(yè)] 1．以下實驗中對照組設(shè)置正確的是(　　) A．在探究胚芽鞘的感光部位的實驗中，可將胚芽鞘分別置于單側(cè)光下和無光環(huán)境中進行實驗 B．在探究酵母菌種群數(shù)量變化的實驗中不需要設(shè)置對照組 C．在證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉產(chǎn)生的實驗中，對照組遮光、實驗組照光 D．在探究唾液淀粉酶最適溫度的實驗中，應選擇0 ℃、30 ℃、80 ℃等不同的溫度進行對照 解析：選B。在探究胚芽鞘的感光部位的實驗中，實驗的自變量是單側(cè)光照射胚芽鞘的部位不同，因此應設(shè)置尖端一組感受到光，另一組尖端未感受到光，A錯誤；在探究酵母菌種群數(shù)量變化時，由于有前后對照，所以不需要設(shè)置對照實驗，B正確；在證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉產(chǎn)生的實驗中，對照組照光、實驗組遮光，C錯誤；在探究唾液淀粉酶最適溫度的實驗中，溫度是自變量，即應在不同溫度條件下進行，且溫度差應相同，以構(gòu)成相互對照，D錯誤。 2．(2018四川綿陽高三診斷)在下列科學研究中，沒有設(shè)置對照或?qū)Ρ鹊氖?　　) A．科學家用蠑螈受精卵橫縊實驗證明了細胞核的功能 B．薩頓基于實驗觀察提出了基因位于染色體上的假說 C．魯賓和卡門用同位素標記法證明光合作用釋放的氧全部來自水 D．赫爾希和蔡斯用噬菌體侵染細菌的實驗證明DNA是遺傳物質(zhì) 解析：選B?？茖W家用蠑螈受精卵橫縊實驗證明了細胞核的功能，A正確；薩頓采用類比推理法提出了基因位于染色體上的假說，摩爾根通過實驗證明基因位于染色體上，B錯誤；魯賓和卡門用同位素標記法證明光合作用釋放的氧全部來自水，C正確；赫爾希和蔡斯用噬菌體侵染細菌的實驗證明DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)，D正確。 3．(2018南昌九校聯(lián)考)為探究物質(zhì)X增強學習記憶能力的分子機制，將初斷乳大鼠隨機分成4組，飼養(yǎng)8周后，測定大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶與一氧化氮合酶的活性，實驗結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是(　　) A．乙組中，乙酰膽堿酯酶活性大于一氧化氮合酶活性 B．棕櫚油能提高大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶與一氧化氮合酶的活性 C．小劑量X能明顯提高大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶與一氧化氮合酶的活性 D．大劑量X能降低大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶與一氧化氮合酶的活性 解析：選C。曲線圖和柱形圖對應的縱坐標數(shù)值不同，乙組中乙酰膽堿酯酶活性小于一氧化氮合酶活性，A錯誤；乙組中一氧化氮合酶的活性小于甲組，說明棕櫚油能降低大鼠腦組織中一氧化氮合酶的活性，B錯誤；比較圖中的甲組、丙組和丁組可以看出，小劑量X和大劑量X都能提高大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶和一氧化氮合酶的活性，C正確、D錯誤。 4．(2018河南鄭州月考)植物在干旱等不良環(huán)境下細胞會出現(xiàn)PR5蛋白，研究人員從干旱脅迫與恢復水供應(復水)后的番茄植株的根、莖、葉細胞中提取的總RNA，測定細胞中PR5蛋白基因的轉(zhuǎn)錄情況如表。下列正確的說法是(　　) 萎蔫 復水 2 h 復水 4 h 復水 8 h 復水 24 h 對照 根 － ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋＋ ＋＋ 莖 － ＋ ＋ ＋ ＋ － 葉 － － － ＋ － － 注：“＋”表示檢出；“－”表示未檢出；“＋”越多表示相對含量越多。 A．干旱導致萎蔫的植株P(guān)R5基因被損壞 B．對照組說明在葉分化過程中PR5基因丟失 C．干旱后復水促進了PR5基因的表達 D．復水后根比莖葉產(chǎn)生了更多的PR5基因 解析：選C。番茄植株在干旱脅迫與恢復水供應的刺激下發(fā)生了PR5蛋白基因在不同器官的選擇性表達，分析圖表可知在根中PR5蛋白基因表達頻率較高，莖次之，葉表達的最少。干旱沒有導致萎蔫的植株P(guān)R5基因被損壞，A錯誤；對照組在葉分化過程中PR5基因沒有表達，但基因沒有丟失，B錯誤；與對照組相比，干旱后復水促進了PR5基因的表達，C正確；復水后根比莖葉PR5蛋白基因表達頻率較高，并沒有產(chǎn)生更多的PR5基因，D錯誤。 5．(2018湖南郴州高三質(zhì)檢)原花青素(PC)是廣泛存在于水果、蔬菜、花朵和樹皮中的一種天然抗癌化合物。某研究小組就原花青素對離體的人膽囊癌細胞抑制作用做了相關(guān)實驗，實驗結(jié)果如下表所示。下列分析錯誤的是(　　) 0 20 40 80 160 320 24 18 24 27 28 30 33 48 25 30 32 34 38 41 72 29 33 40 45 49 53 A.實驗設(shè)計中遵循的自變量不止一個 B．實驗過程中每個培養(yǎng)瓶要先后測定3次 C．隨著原花青素濃度的增加，抑制效果增強 D．隨著原花青素作用時間的延長、抑制效果增強 解析：選A。分析表中信息可知：該實驗的目的有兩個，一是探究PC濃度對離體的人膽囊癌細胞抑制作用，二是探究PC的作用時間對離體的人膽囊癌細胞抑制作用，前者的自變量為PC濃度，后者的自變量為PC的作用時間，因此實驗設(shè)計中遵循的自變量為一個，A項錯誤；實驗過程中每個培養(yǎng)瓶分別在24 h、48 h、72 h進行測定，共計測定3次，B項正確；在相同時間內(nèi)，細胞抑制率隨原花青素濃度的增加而增加，說明抑制效果增強，C項正確；在相同PC濃度下，細胞抑制率隨著原花青素作用時間的延長而增大，說明抑制效果增強，D項正確。 6．(2018南昌三校模擬)研究人員探究蔗糖(Suc)、一定濃度的吲哚乙酸(IAA)對某植物幼莖細胞伸長的影響，與空白對照組相比，得到如圖所示的實驗結(jié)果。據(jù)此可判斷(　　) A．Suc抑制幼莖細胞伸長 B．Suc和IAA還能促進根細胞的伸長 C．IAA是影響幼莖細胞伸長的主要因素之一 D．高濃度的IAA對細胞伸長具有抑制作用 解析：選C。據(jù)圖可知，用蔗糖處理后幼莖長度增加，所以蔗糖具有促進幼莖細胞伸長的作用；無法根據(jù)實驗結(jié)果判斷蔗糖和生長素對根細胞的作用；據(jù)圖可知生長素促進細胞伸長的作用比蔗糖的促進作用強，所以可推出生長素是影響幼莖細胞伸長的主要因素之一；高濃度的生長素對細胞伸長具有抑制作用，但在本實驗中沒有體現(xiàn)。 7．下面是某研究性學習小組的同學為證明農(nóng)田土壤中的微生物對某種農(nóng)藥具有分解作用而提出的實驗方案(如何檢測農(nóng)藥的含量不做要求)。 ①他們在同一塊農(nóng)田的不同地點取等量的土壤，將其標記為甲、乙兩組；將甲組土壤進行滅菌，待用。 ②實驗開始時向兩組分別加入等量的用無菌水配制的某種農(nóng)藥，并與土壤混勻，放在自然條件下(暴露在空氣中)。 ③一段時間后，多次取樣檢測甲、乙兩組土壤中農(nóng)藥的濃度并求平均值，比較兩組農(nóng)藥含量的差異。 (1)請指出并改正實驗中兩處明顯的錯誤，并說明原因。 錯誤一：________________________________________________________________________， 改正：________________________________________________________________________， 原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 錯誤二：________________________________________________________________________， 改正：________________________________________________________________________， 目的是________________________________________________________________________。 (2)上述改正遵循的主要是實驗設(shè)計的什么原則？ ________________________________________________________________________。 解析：選擇不同地點的土壤，由于濕度、有機物含量的差異等可能導致土壤中含有的微生物含量和種類有差異；空氣中含有大量的微生物，為了使實驗結(jié)果準確，必須在無菌條件下進行實驗。上述兩點改正遵循的主要原則都是單一變量原則。 答案：(1)不同地點　同一地點　不同地點的土壤微生物含量和種類可能有差異，可能對結(jié)果造成干擾　放在自然條件下　放在無菌條件下　防止空氣中的微生物對結(jié)果造成干擾　(2)單一變量原則