用钱宝是真的还是假的:(二十四)高中生物实验设计专题复习（一）

高三生物总复习提纲(二十四)高中生物实验设计专题复习（一）

　　实验与探究能力是高考生物学科要求考查的能力之一，考试说明要求的实验与探究能力包括下面几个方面：（其中⑴主要考查课本上的基础实验，⑵⑶⑷主要考查实验设计能力）

　　⑴能独立完成“生物知识内容表”所列实验。包括实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握有关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。

　　⑵具备验证相关生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理．

　　⑶具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。包括确认变量、做出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据做出合理的判断等。

　　⑷能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修改。

独立实验研究过程

　　科学探究过程：

　　在设计实验的过程中，我们应该注意哪些问题呢，下面我们就以一道例题为例，来说明这个问题

　　例题：请利用下列材料和用具设计实验，证明唾液淀粉酶是蛋白质
　　第一组实验材料和用具：唾液淀粉酶溶液、标准蛋白质溶液、2支试管、双缩脲试剂
　　第二组实验材料和用具：唾液淀粉酶溶液、淀粉、蛋白酶溶液、试管若干支、碘液、37℃恒温箱

　　我们看到这道题时，首先要思考其实验目的、实验原理是什么？再根据实验目的和原理、按照实验设计的原则来进行实验设计。实验目的一般在题目中有体现，但实验原理则不同，我们往往需要通过分析实验材料用具来推测实验原理，设计实验的原则又是什么，我们一一来讲述

　　一、明确实验目的
　　实验目的是设计实验的纲要，只有明确实验目的，我们才能设计合理的变量。根据目的又可以分为：验证性实验：如：“请利用提供的实验材料和用具，验证胰高血糖素具有升高血糖的作用”。这样的实验将来预期的结果是确定的，胰高血糖素一定升高血糖；另一种是探究性实验：“探究光的有无对种子萌发的影响”。实验预期的结果实不确定，有多种情况，可能光促进种子萌发、可能抑制萌发或者无影响。

　　二、做出问题假设
　　运用已有的科学知识基础和符合逻辑的论据对提出的问题做出尝试性的解释。

　　三、制定方案
　　1.明确实验原理
　　有些实验设计是考查已有知识，题干中往往不会告诉我们实验原理，需要我们通过实验材料和用具来判断。如上述例题中如果提供的是第一组实验用具，其实验原理是蛋白质的颜色反应，如果提供的是第二组实验用具，其原理就复杂得多，包括：蛋白酶催化蛋白质水解、淀粉酶催化淀粉水解、淀粉的颜色反应。根据这些原理，先用蛋白酶和唾液淀粉酶混合一段时间后，然后再加淀粉，10min后滴加碘液，如果试管呈现蓝色，说明蛋白酶把唾液淀粉酶水解了，证明唾液淀粉酶是蛋白质。

　　但有些实验是我们没有学习过的知识，题干中往往会告诉实验原理，我们主要按照其提供的原理应用即可。

　　2. 选择材料用具：　　　　　　　　　　　　
　　一般题干中提供的材料和用具都要利用

　　3. 确定方法步骤（实验程序）
　　通常实验步骤如下：
　　（预处理）→分组→处理→观察记录现象，收集数据→预测结果→得出结论

　　设计实验步骤时需注意的问题：
　　①实验分组最好要有标号（也可采用表格方式）
　　②大样本量（可重复多次）
　　③控制单一变量（可变因素）：除了要研究的变量以外，其他的无关变量保持一致，如材料的一致性等
　　④通常要设置对照实验：根据具体实验，设置对照类型
　　A 空白对照：不给对照组任何因素处理。如过氧化氢的自然分解
　　B 自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行：如对同一人的不同条件下的营养状况的研究
　　C 相互对照：不单设对照组，而是几个实验互为对照。如不同温度对酶活性的影响
　　D 标准对照：以常规的品种、常规的浓度为对照。如实验组注射2mL用生理盐水配制的胰高血糖素，对照组注射等量的生理盐水
　　⑤实验步骤最好分步表述

　　4．设计实验记录方案
　　根据可能出现的实验结果进行下列实验记录的设计，以保证实验记录科学、准确、客观全面。不丢掉有用的信息为结果分析提供丰富的资料。
　　⑴ 确定观察和记录的时间
　　⑵ 根据实验内容设计观察和记录内容，如观察菌落的形态、观察溶液颜色、记录小蝌蚪完成变态发育所需要的时间； 在相同的时间内（10min）液滴向左移动的距离等

　　5. 预期可能实验结果（根据实验类型和所学的知识）
　　有时需要标明注意事项：如试剂的配制、实验的安全等

　　四、分析实验现象，得出实验结论
　　1. 实验结果分析：对记录下来的现象、数据进行整理、分析得出结果
　　⑴ 正确处理实验数据：数据资料要用数学计算及统计、图解（坐标曲线图、柱形图表格等）等方法加以判断、推理和分析。
　　⑵ 深入分析实验结果：叙述实验结果及假设是否成立（预期结果得到实现，假设成立；预期结果没有出现，假设不成立），并对结果加以说明、解释或评价；对预期以外的结果做出恰当的分析和说明

　　2. 获得结论。（要紧扣实验目的）。
　　注意实验结果和实验结论的联系和区别
　　给与光照一组种子萌发率高于黑暗组——实验结果
　　光照可以促进该种植物种子的萌发——实验结论

　　设计实验注意的问题我们清楚后，下面我们就将相应的高考题按照类型进行练习

实验能力考查例题

　　题型一：考查考试说明要求的基础实验，检测生物学基础知识和基本技能
　　1. 用普通显微镜观察切片，当用低倍物镜看清楚后，转换为高倍物镜却看不到或看不清原来观察到的物体，不可能的原因是
　　A 物体不在视野中央
　　B 切片放反，盖玻片在下面
　　C 低倍物镜和高倍物镜的焦点不在同一平面
　　D 未换目镜

　　[解析]这是一道考核显微镜技术操作能力的题目。如果没有亲自动手运用显微镜做过实验，或很少使用而缺乏正确使用显微镜的能力，就不大可能做对这道题。这类题目通常是考察学生已做过的实验的独立操作能力或生物学科基本实验技能;有些同学对B选项有疑义，如果切片放反，在低倍镜下，可以观察清楚，因为低倍物镜镜头和载玻片之间的距离较大，有足够的空间调节，由于载玻片的厚度而影响的焦距，而高倍镜头和载玻片之间的距离很短，几乎是紧贴状态，如果装片放反，继续调节时由于载玻片的阻挡，不可能调节到合适的位置。

　　[答案]D

　　2．下列实验中所用试剂错误的是
　　A 在观察植物细胞有丝分裂实验中，使用醋酸洋红溶液使染色体着色
　　B 在提取叶绿体色素实验中，使用丙酮提取色素
　　C 在DNA的粗提取与鉴定实验中，使用氯化钠溶液析出DNA
　　D 在蛋白质的鉴定实验中，使用苏丹Ⅲ染液鉴定蛋白质

　　[解析]本题通过一道题考查了四个基础实验“植物有丝分裂临时装片的制作”、“叶绿体色素提取和分离实验”“DNA的粗提取和鉴定”“蛋白质、还原性糖和脂肪的鉴定”，这些实验涉及到实验操作步骤、原理、方法和注意事项等。制作植物细胞有丝分裂临时装片的步骤：生根→取材→解离→漂洗→染色→制片→观察，染色剂用龙胆紫或醋酸洋红等碱性染料。叶绿体色素的提取和分离的原理和方法、所用的试剂、注意事项等要清楚；DNA的粗提取和鉴定实验的原理、两次加蒸馏水的作用、95％冷酒精的作用等。三大有机物的鉴定所用试剂、出现的特定颜色、注意事项等，如还原性糖的鉴定、斐林试剂的甲液和乙液先混合再加入还原性糖溶液中水浴加热，而蛋白质鉴定中双缩脲试剂是先加A液然后再加B液；

　　[答案]D

　　3．生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是
　　A．可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀　
　　B．只有脂肪的鉴定需要使用显微镜
　　C．用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热
　　D．使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用

　　[解析]本题考查三大有机物鉴定的试剂、操作和实验现象，可溶性还原糖的鉴定，必须水浴加热产生砖红色沉淀。

　　[答案]A

　　4．下图所示是关于DNA的粗提取和鉴定实验：

　　①实验材料选用鸡血细胞的主要原因是：血细胞中红细胞_______________，家鸡属于鸟类，新陈代谢旺盛，因而血液中红细胞数目_______________，可以提供丰富的_______________。
　　②实验前由教师制备鸡血细胞液供学生做实验材料，而不是选用鸡的全血，这是因为_______________。
　　③生活在牧区的人们，采集牛、羊和马血比较方便，若他们按实验要求完成实验步骤后，结果是很难提取到DNA，这是因为这些动物和人类一样_______________，但若是改用动物肝脏做实验材料，实验能顺利进行，这是因为_______________。
　　④在图A所示的实验步骤中加蒸馏水的目的是_______________，通过图B所示的实验步骤取得滤液，再在溶液中加入2mol/LNaCl溶液的目的_______________，图中C所示实验步骤中加蒸馏水的目的是_______________。
　　⑤为鉴定实验所得丝状物的主要成分是DNA，可滴加_______________溶液，结果丝状物被染成蓝色。

　　［解析］本题考查DNA粗提取及鉴定实验操作步骤及其原理；

　　[答案]
　　 ①含有细胞核　 多　 DNA　
　　 ②全血包括血浆和血细胞，血浆中的纤维蛋白原会使血浆凝固
　 　③成熟的红细胞中没有细胞核　 肝细胞中有细胞核
　　 ④使鸡血细胞破裂　 使DNA溶解在NaCl溶液中；　 稀释NaCl溶液，促使DNA钠盐形成丝状物
　　 ⑤二苯胺

　　综上所述，该种题型要求同学们对高考考试说明中要求的基础实验的实验原理、实验步骤、实验方法、实验现象、实验结果及其结论、注意事项等方面都要掌握得非常清楚。不同的实验考查的侧重点不尽相同，如洋葱根尖临时装片的制作、质壁分离和复原实验经常考查实验步骤，叶绿体色素提取分离实验、DNA粗提取和鉴定试验比较侧重实验原理的考查，所以同学们在复习基础实验时要结合以前的高考题，看看这些题目主要考查的是哪些内容，有所侧重的进行复习。