高三生物二輪專題復(fù)習(xí) 專題十一 現(xiàn)代生物科技專題 高考熱點(diǎn)專題五 驗(yàn)證性、探究性實(shí)驗(yàn)課件 新人教版

高考熱點(diǎn)專題五驗(yàn)證性、探究性實(shí)驗(yàn)專題十一現(xiàn)代生物科技專題方法技巧探究考向一方法技巧一、生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計一、生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計1.生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的一般程序科學(xué)探究的一般過程可簡單地用下圖表示：(1)提出問題，確定實(shí)驗(yàn)課題：所謂實(shí)驗(yàn)課題的選定，就是實(shí)驗(yàn)者首先要確定一個有一定價值的研究課題，明確通過實(shí)驗(yàn)要解決什么問題。(2)作出假設(shè)：“假設(shè)”也稱假說或猜測，是指用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實(shí)的論題，也是對所提出的問題作出的參考答案，即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實(shí)材料或科學(xué)原理，通過創(chuàng)造性思維，提出初步假設(shè)。(3)設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案：設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)假說， 在計劃中應(yīng)該寫明詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，以及在實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行哪些觀察和測量。設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案是實(shí)驗(yàn)探究的最基本環(huán)節(jié)。(4)預(yù)期結(jié)果：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案確定以后、實(shí)驗(yàn)正式實(shí)施之前，根據(jù)假說和原理，對實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行判斷，依據(jù)提出的假說進(jìn)行推理，得出假定性結(jié)果或推論，即“如果假設(shè)成立，則應(yīng)有何種結(jié)果”。(5)分析數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)結(jié)束時要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，看是否存在什么規(guī)律或趨勢，它們能不能支持假說，它們是否指出了實(shí)驗(yàn)中存在的缺陷，是否需要收集更多的數(shù)據(jù)。(6)得出結(jié)論：在下結(jié)論的時候，確定收集的數(shù)據(jù)是否支持原先的假說。通常需要重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)才能得出最后的結(jié)論。結(jié)論的得出必須依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，即若出現(xiàn)的結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致，則得出與先前的假說一致的結(jié)論或“假說成立”；若實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不符，則得出的結(jié)論應(yīng)為“假說不成立”。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計的要求3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計的一般步驟實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)用簡潔科學(xué)的語言敘述，一般如下敘述：(1)分組編號：根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇適宜的材料和器材，選材應(yīng)保持條件相同(如：日齡相同、體重相近的雄性成年大白鼠)。將實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)組和對照組，可以分兩組，也可以分若干組，每組進(jìn)行明確的標(biāo)記，如用甲、乙、丙，或者是A、B、C，或者是1、2、3，總之讓人一看就知道，便于實(shí)驗(yàn)的觀察、統(tǒng)計、比較和敘述。常用語言模板：將培養(yǎng)瓶平均分為3組，編號A、B、C。分別向三組培養(yǎng)瓶中加入等量的XX細(xì)胞懸浮液和等量的培養(yǎng)液，在相同且適宜的條件下培養(yǎng)，分別用血細(xì)胞計數(shù)板測定各組的XX細(xì)胞數(shù)；取兩支試管，分別編號為甲、乙，各加入等量的某溶液；選擇年齡、體重(性別)、健康狀況相同的某種動物隨機(jī)等量分組，分別編號為1、2、3等。選擇長勢相同、大小相似的同種植物隨機(jī)等量分組，分別編號為A、B、C等。(2)對照處理：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求分別對實(shí)驗(yàn)組和對照組進(jìn)行處理，除實(shí)驗(yàn)變量外，對實(shí)驗(yàn)組和對照組的培養(yǎng)、飼養(yǎng)等條件應(yīng)相同，即控制無關(guān)變量。要注意能體現(xiàn)“單一變量”詞語的準(zhǔn)確使用，例如使用“等量”、“相同”、“適宜”等詞語。(3)培養(yǎng)(或飼養(yǎng))、觀察、記錄：對于植物實(shí)驗(yàn)和某些動物實(shí)驗(yàn)，分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理后，要進(jìn)行一段時間的培養(yǎng)才能出現(xiàn)結(jié)果。而有些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理之后，在短時間內(nèi)(12 h)就可以觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。要仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)組與對照組出現(xiàn)的差異，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。二、探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比較二、探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比較1.區(qū)別項(xiàng)目探究性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)概念指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，通過自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動指實(shí)驗(yàn)者針對已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而進(jìn)行的以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、鞏固和加強(qiáng)有關(guān)知識內(nèi)容、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力為目的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄垦芯繉ο蟮奈粗獙傩?、特征以及與其他因素的關(guān)系驗(yàn)證已知對象的已知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系實(shí)驗(yàn)假設(shè)假設(shè)一般采用“如果A，則B”的形式表達(dá)，是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實(shí)，對所要研究的對象設(shè)想出一種或幾種可能性的答案、解釋因結(jié)論是已知的，故不存在假設(shè)問題實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象未知已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測對應(yīng)假設(shè)，分類討論：實(shí)驗(yàn)組與對照組無顯著差異，實(shí)驗(yàn)變量無影響；實(shí)驗(yàn)組比對照組好，實(shí)驗(yàn)變量有利；實(shí)驗(yàn)組比對照組差，實(shí)驗(yàn)變量不利(如果是相互對照，也分類討論)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確描述實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行分析對應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖鞒隹隙ńY(jié)論2.舉例項(xiàng)目探究性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱鑒定某人是否出現(xiàn)糖尿驗(yàn)證某糖尿病患者尿液中含葡萄糖實(shí)驗(yàn)原理相同(本尼迪特試劑與可溶性還原糖作用呈現(xiàn)紅黃色沉淀)實(shí)驗(yàn)步驟相同(取尿液后加本尼迪特試劑熱水浴加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)或不出現(xiàn)紅黃色沉淀出現(xiàn)紅黃色沉淀預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)或不出現(xiàn)紅黃色沉淀出現(xiàn)紅黃色沉淀實(shí)驗(yàn)結(jié)論若出現(xiàn)紅黃色沉淀，證明此人出現(xiàn)糖尿；若不出現(xiàn)紅黃色沉淀，證明此人不出現(xiàn)糖尿糖尿病患者尿液中含葡萄糖二探究考向題型一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題型一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)適用于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的實(shí)驗(yàn)。題目中常見提問語：“請設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證”“驗(yàn)證(自變量)對(因變量)的影響”或“驗(yàn)證(自變量)與(因變量)的關(guān)系?！贝痤}模板答題模板1.為了驗(yàn)證胰島素具有降低血糖的作用，以小鼠的活動狀況為觀察指標(biāo)設(shè)計實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理：胰島素具有降低血糖的作用。體內(nèi)胰島素含量過高時，引起血糖水平下降，機(jī)體出現(xiàn)活動減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，此癥狀可以通過補(bǔ)充葡萄糖溶液得到緩解。材料用具：正常小鼠4只、注射器、葡萄糖溶液、生理鹽水。(1)實(shí)驗(yàn)步驟：將正常小鼠隨機(jī)均分成A、B兩組，觀察并記錄_。A組小鼠注射適量胰島素溶液，B組_。一段時間后，A組小鼠會出現(xiàn)四肢無力，活動減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，B組_。A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后，分別給A、B兩組小鼠_。一段時間后，A組小鼠低血糖癥狀得到緩解，B組_。答案解析小鼠的活動狀況小鼠注射等量生理鹽水小鼠的活動狀況無變化注射等量葡萄糖溶液小鼠的活動狀況無變化解析解析(2)該實(shí)驗(yàn)過程可以說明_。(3)分析小鼠注射胰島素溶液后出現(xiàn)低血糖癥狀的原因：_。胰島素具有降低血糖的作用注射胰島素溶液后，小鼠體內(nèi)胰島素含量過高，引起血糖含量下降，小鼠組織細(xì)胞特別是腦組織細(xì)胞因血糖供應(yīng)減少、能量供應(yīng)不足而發(fā)生功能障礙，從而引起低血糖癥狀答案2.(2017浙江4月選考，33)欲研究藥物乙對海拉細(xì)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(xì)胞的細(xì)胞數(shù)變化為測定指標(biāo)，完善實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計和實(shí)驗(yàn)思路，預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行分析與討論。材料與用具：海拉細(xì)胞懸液，藥物甲溶液(對細(xì)胞增殖有影響)，藥物乙溶液，培養(yǎng)液、培養(yǎng)瓶，血細(xì)胞計數(shù)板，顯微鏡等。(要求與說明：細(xì)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(shí)驗(yàn)條件適宜)回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計：A組：海拉細(xì)胞懸液培養(yǎng)液B組：海拉細(xì)胞懸液培養(yǎng)液藥物甲溶液C組：海拉細(xì)胞懸液培養(yǎng)液藥物甲溶液，培養(yǎng)一段時間后，加入_。答案解析適宜濃度的藥物乙溶液解析解析分析實(shí)驗(yàn)分組可知，A組：海拉細(xì)胞懸液培養(yǎng)液，為空白組；B組：海拉細(xì)胞懸液培養(yǎng)液藥物甲溶液，觀察藥物甲對海拉細(xì)胞的影響(條件對照)；C組：海拉細(xì)胞懸液培養(yǎng)液藥物甲溶液，培養(yǎng)一段時間后，加入藥物乙溶液(實(shí)驗(yàn)組)，探究藥物乙對海拉細(xì)胞增殖的抑制作用。答案答案將培養(yǎng)瓶平均分為3組，編號A、B、C。分別向三組培養(yǎng)瓶中加入等量的海拉細(xì)胞懸浮液和等量的培養(yǎng)液，在相同且適宜的條件下培養(yǎng)，分別用血細(xì)胞計數(shù)板測定各組的海拉細(xì)胞數(shù)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(xì)胞數(shù)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(xì)胞數(shù)統(tǒng)計并分析數(shù)據(jù)(2)完善實(shí)驗(yàn)思路：答案解析解析解析每組設(shè)置若干個重復(fù)樣品。實(shí)驗(yàn)的因變量為海拉細(xì)胞的數(shù)量，因此實(shí)驗(yàn)開始時需要取細(xì)胞懸液加入到含培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中，用血細(xì)胞計數(shù)板在顯微鏡下計數(shù)并記錄。在實(shí)驗(yàn)過程中，無關(guān)變量要保持相同且適宜，因此需要將細(xì)胞懸液分別加入到A、B、C三組培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng)。每隔一段時間分別測定三組培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞數(shù)并記錄。當(dāng)細(xì)胞增殖達(dá)到一定數(shù)量時，向C組加入藥物乙溶液。重復(fù)，統(tǒng)計并分析所得數(shù)據(jù)。(3)預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果(以坐標(biāo)曲線圖形表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并標(biāo)出加入藥物的時間)：答案解析答案答案如圖所示解析解析題干中提出，藥物甲對細(xì)胞增殖有影響，可以預(yù)測具有促進(jìn)作用，否則放在這里沒有意義。藥物乙對海拉細(xì)胞增殖有抑制作用，A為空白對照組。因此A組和B組相比，可能B組細(xì)胞數(shù)量較多，但是C組是與B組培養(yǎng)到一定時間后加入藥物乙，所以C組細(xì)胞剛開始數(shù)量增加，并多于A組，與B組相同，加入藥物乙后，由于藥物乙對海拉細(xì)胞增殖的抑制作用，因此數(shù)量少于B組。(4)分析與討論：藥物甲的作用是_。答案解析解析解析藥物甲的作用是促進(jìn)海拉細(xì)胞的增殖。促進(jìn)細(xì)胞分裂題型二探究性實(shí)驗(yàn)題型二探究性實(shí)驗(yàn)探究性實(shí)驗(yàn)適用于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是未知的實(shí)驗(yàn)。題目中常見提問語：“請設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)，探究”“探究(自變量)對(因變量)的影響”或“探究(自變量)與(因變量)的關(guān)系”。答題模板答題模板3.某同學(xué)由溫度能影響酶的活性聯(lián)想到溫度能否影響甲狀腺激素的生物活性。請以蝌蚪的變態(tài)發(fā)育情況為觀察指標(biāo)，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟，探究經(jīng)過50 的溫水處理10 min后的甲狀腺激素的生物活性是否發(fā)生了改變，預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。(1)材料用具：體積相同的玻璃缸幾個，清水，生長發(fā)育狀況相同的小蝌蚪60只，飼喂蝌蚪的飼料，未經(jīng)處理的具有生物活性的甲狀腺激素，50 的溫水處理10 min后的甲狀腺激素等。(2)設(shè)計實(shí)驗(yàn)的方法步驟。_。第一步：把生長發(fā)育狀況相同的小蝌蚪隨機(jī)平均分成A、B、C三組，分別放在加入等量清水的三個玻璃缸中，A為對照組，B、C為實(shí)驗(yàn)組。第二步：A組每天用適量的未添加甲狀腺激素的飼料喂養(yǎng)蝌蚪；B組每天用等量添加適量的未經(jīng)處理的甲狀腺激素的飼料喂養(yǎng)蝌蚪；C組每天用與B組等量的經(jīng)處理(與50 溫水處理10 min)的甲狀腺激素的飼料喂養(yǎng)蝌蚪。其他條件相同且適宜。第三步：把小蝌蚪喂養(yǎng)一段時間后，觀察記錄蝌蚪發(fā)育成青蛙的先后順序答案解析解析解析(3)預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。_。答案答案答案如果B組玻璃缸中的蝌蚪發(fā)育成青蛙的時間早于A組玻璃缸中的蝌蚪，但晚于C組玻璃缸中的蝌蚪，說明經(jīng)過50 的溫水處理10 min后的甲狀腺激素的生物活性增強(qiáng)；如果C組玻璃缸中的蝌蚪發(fā)育成青蛙的時間早于A組玻璃缸中的蝌蚪，但晚于B組玻璃缸中的蝌蚪，說明經(jīng)過50 的溫水處理10 min后甲狀腺激素的生物活性減弱；如果B、C組玻璃缸中的蝌蚪同步發(fā)育成青蛙，且均早于A組玻璃缸中的蝌蚪，說明經(jīng)過50 的溫水處理10 min后的甲狀腺激素的生物活性不變；如果A、C組玻璃缸中的蝌蚪同步發(fā)育成青蛙，且均晚于B組玻璃缸中的蝌蚪，說明經(jīng)過50 的溫水處理10 min后的甲狀腺激素失去生物活性。4.(2015浙江10月選考，33)欲進(jìn)行小鼠肝細(xì)胞在不同濃度NaCl溶液中發(fā)生體積和數(shù)量變化的實(shí)驗(yàn)，請根據(jù)以下提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，提出實(shí)驗(yàn)思路，預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行分析。材料與用具：小鼠肝細(xì)胞懸液(用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%NaCl溶液配制)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.3%NaCl溶液、蒸餾水、試管若干支、血細(xì)胞計數(shù)板、顯微鏡(具有測距功能)等。(要求與說明：對NaCl溶液的具體稀釋過程、細(xì)胞計數(shù)的具體操作過程不作要求。不考慮細(xì)胞體積變化對計數(shù)的影響。繪制曲線時的細(xì)胞體積指細(xì)胞的平均體積。)請回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)思路_。_。_。_。答案解析取試管若干支，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.3%NaCl溶液由高到低進(jìn)行濃度梯度稀釋向各支試管中分別加入肝細(xì)胞懸液，放置一定時間 取各試管中的肝細(xì)胞懸液，分別滴加到血細(xì)胞計數(shù)板上，在顯微鏡下計數(shù)并測量細(xì)胞直徑，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析解析解析本實(shí)驗(yàn)的自變量為 NaCl 的濃度，所給的NaCl 溶液的濃度為 1.3%，所以第一步需取試管若干支，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1.3%的 NaCl 溶液由高到低進(jìn)行濃度梯度稀釋。 第二步向各試管中加入肝細(xì)胞懸液。 因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的因變量為小鼠肝細(xì)胞的數(shù)量和體積，所以第三步需要從各試管中取肝細(xì)胞懸液，在血細(xì)胞計數(shù)板上，通過顯微鏡進(jìn)行計數(shù)并測量細(xì)胞直徑，以此作為衡量細(xì)胞體積大小的指標(biāo)。 最后一步是對所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。 (2)預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果(在以下坐標(biāo)系中，繪制細(xì)胞體積和細(xì)胞數(shù)量變化示意曲線)：答案解析答案答案如圖解析解析需在雙坐標(biāo)中畫出細(xì)胞體積和數(shù)量隨 NaCl 溶液的濃度變化的曲線圖，涉及兩條曲線，故應(yīng)明確標(biāo)示出兩條線的區(qū)別。 細(xì)胞體積：一定濃度范圍內(nèi)，溶液濃度越大，細(xì)胞失水越多，則體積越?。患?xì)胞數(shù)量：低濃度時，溶液濃度越小，吸水越多，細(xì)胞脹破越多，數(shù)量越少，高濃度時細(xì)胞失水但數(shù)量不變。(3)分析與討論：當(dāng)NaCl溶液濃度大于0.9%時，細(xì)胞體積與細(xì)胞數(shù)量發(fā)生的變化及其原因是什么？_。基于上述實(shí)驗(yàn)，怎樣才能用肝細(xì)胞分離得到純度較高的細(xì)胞膜？_。答案解析NaCl溶液濃度大于0.9%時，細(xì)胞體積變小，原因是細(xì)胞失水皺縮。細(xì)胞數(shù)量不變，原因是細(xì)胞仍完整將肝細(xì)胞置于蒸餾水中，細(xì)胞吸水脹破，然后進(jìn)行離心等處理，從而得到純度較高的細(xì)胞膜解析解析當(dāng) NaCl 溶液濃度大于 0.9%時，細(xì)胞體積變小，原因是細(xì)胞失水皺縮，而細(xì)胞數(shù)量不變，因?yàn)榧?xì)胞失水皺縮不影響數(shù)量。 基于上述實(shí)驗(yàn)，要獲得純度較高的細(xì)胞膜，只需將肝細(xì)胞置于蒸餾水中，細(xì)胞吸水脹破，然后進(jìn)行離心，即可獲得純度較高的細(xì)胞膜。