高中生物实验设计突破专题.doc

高中生物实验设计突破专题夯实基础1、实验的基本类型：验证性实验→标志词：验证、证明、证实探究性实验→标志词：探究、研究、了解2、完整实验设计包含的基本内容：（1）实验目的（2）实验原理（3）材料用具（4）实验的操作步骤（5）观察和收集实验数据（6）分析与结论 3、实验设计应遵循的基本原则原则目的单一变量原则保证实验结果是自变量造成等量原则消除无关变量对实验结果的影响平行重复原则避免结果的偶然性对照原则消除无关变量对实验结果的影响科学性原则保证实验结果可信对照原则类型：空白对照、自身对照、条件对照、相互对照（详情参考学案P72）4、实验设计的常规解题思路一、实验目的的确定1、实验目的的概念：简单来说就是要探究问题或要验证的某一事实2、实验目的的确定方法：（1）通过题干信息顺向分析实验目的例１：植物激素如吲哚乙酸、赤霉素等能提高细胞的呼吸作用，所以用激素处理过的部位，能够吸引更多的有机物运输某同学为了验证吲哚乙酸能够促进有机物的运输实验材料及用具：适宜浓度的吲哚乙酸溶液、生长状况相同的棉花植株幼苗若干、14CO2、蒸馏水、放射性强度测试仪该实验的目的是：　验证吲哚乙酸能够促进有机物的运输例2：某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。

请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等该实验的目的是：探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜２）通过实验过程逆向分析实验目的例3：某同学正在按下表的顺序进行实验操作步骤加 入 物 质试 管ⅠⅡⅢ1注入新鲜唾液1mL1mL1mL2注入盐酸1mL/清水3注入NaOH溶液/1mL清水4注入可溶性淀粉液2mL2mL2mL537℃水浴5min6滴加斐林试剂2滴2滴2滴7观察现象ABC该实验的目的是：探究pH值（酸碱度）对酶活性的影响例4：植物较长时间在黑暗中生长会出现“黄化现象”有人将菜豆幼苗在暗处放置了7～8天，使之黄化后，每天给予如下光照，比较其恢复正常形态的情况，结果如下：光强照光时间结 果2880lx（弱光）0.5 h无论光照时间的长短，都能逐渐恢复正常形态，光照4小时和12小时后，形成很多叶绿素2 h4 h12 h4000lx（强光）1 min无论光照时间的长短，都能逐渐恢复正常形态，但是不能形成叶绿素恢复正常形态后继续延长光照时间，叶绿素逐渐形成4 min10 min30 min该实验的目的是研究光对叶绿素合成及黄化植物恢复过程的影响。

二、实验原理的确定1、实验原理的概念：实验原理就是进行实验研究所依据的科学道理2、实验原理的确定方法：(1)从学过的知识中分析原理例5：假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务：选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂你选用的试剂应该是③；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为紫色该实验原理是：蛋白质+双缩脲试剂→紫色反应例6：某公司开发出一种保健饮料，并声称能够适用于糖尿病患者该产品是否适用于糖尿病患者，生物学兴趣小组的同学以此作为实验研究课题，通过检验该产品的成分证明请你分析实验原理，设计实验,得出结论该实验原理有：还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀；淀粉+碘液→蓝色；二糖+酶→单糖2)从题干信息中确认实验原理例7：为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验某同学实验方案如下：①将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况②A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组活动状况无变化③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。

一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组活动状况无变化 该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用请回答：该实验原理是：胰岛素具有降低血糖的作用，低血糖会使小鼠活动状况发生改变（昏迷）例8：某生物兴趣小组调查发现，在黄瓜幼苗期喷洒一次乙烯利溶液（100～200mg· L-1），可促进多开雌花，提高黄瓜产量但乙烯利浓度低于或高于这个范围时，其作用效果尚不清楚请设计实验，探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响 材料用具：2～3片真叶的盆栽黄瓜幼苗若干、乙烯利溶液（300mg·L-1）、蒸馏水、喷壶……实验原理：一定浓度的乙烯利溶液可促进黄瓜多开雌花3)从实验步骤中分析原理例9：为确定人体在运动时呼出气体中CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究：作出假设：人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高运动状态安静中度运动剧烈运动实验前pH6.16.16.1实验后pH5.95.65.3实验过程：①在3个烧杯中，分别注入100mL蒸馏水，测定其pH;②实验者在安静状态（静坐2min）、中等运动（步行2min）以及剧烈运动（跳绳2min）后，立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体，测定pH经多次重复实验，所得平均数据如下表：请回答:(1)作出上述假设的依据是呼吸作用产生二氧化碳。

2)该实验的原理是CO2 在水中溶解后使水的 pH 下降；人在不同运动状态下产生的 CO2 不同例10：为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤和结果见表试管编号实验步骤12341%NaCl溶液（mL）11% CuSO4溶液（mL）11% Na2SO4溶液（mL）1蒸馏水（mL）1pH6.8缓冲液（mL）1111唾液淀粉酶溶液（mL）11111%淀粉溶液（mL）1111各试管放入37℃恒温水浴保温适宜时间取出试管，加入1%碘溶液0.1mL观察结果无色深蓝色浅蓝色请回答：该实验的实验原理：（1）唾液淀粉酶能水解淀粉；（2）淀粉遇碘溶液变蓝，蓝色深浅反映淀粉浓度高低；淀粉水解产物遇碘溶液不变蓝 三、实验中的变量分析及控制1、变量的概念：实验过程中可以变化的因素称为变量其中人为改变的变量称做自变量；随着自变量的变化而变化的变量的变量称做因变量；除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变的因素，会对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量2、实验变量的确定方法：（1）根据实验目的确定变量例11：某研究性学习小组选择了如下的研究课题：探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响分析：自变量：乙烯利浓度； 因变量：黄瓜雌花数量；无关变量：黄瓜长势、光强、温度、水分多少。

例12：（０９江苏）某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响分析：自变量：土壤湿度； 因变量：光合速率；无关变量：温度、光照强度、叶片大小2）根据实验步骤确定变量序号项目试管12312ml淀粉2ml淀粉2ml淀粉2３７℃沸水冰块31ml唾液淀粉酶1m唾液淀粉酶1ml唾液淀粉酶41滴碘液1滴碘液1滴碘液现象例13：某同学按下表的顺序进行实验操作.分析：自变量：温度； 因变量：酶的活性； 无关变量：pH、酶量、淀粉量等例14：某研究小组进行一个有关兔水盐代谢调节的实验，以下为实验报告，请予以完善实验名称：兔的水盐代谢调节材料与方法：（1）家兔12只，2.5 kg/只，随机分为3组（甲、乙及丙组），每组4只2）对甲组兔静脉滴注1.5%NaCl溶液，乙组滴注0.9%NaCl溶液，丙组滴注蒸馏水，滴注量均为200 ml,0.5 h滴定3）从滴注开始收集测定2h内兔的尿液量.自变量：NaCl溶液浓度； 因变量：兔的尿液；无关变量：NaCl溶液的量、家兔大小及生物状况、收集测定时间3）根据实验记录的结果确定变量例15：某厂需一种在８０度高温下使用的淀粉酶。

现有甲乙两种淀粉酶可供选择，某同学欲通过实验帮助该厂对两种酶进行筛选，其实验结果如下表所示温度（℃）102030405060708090100酶的相对活性（%）淀粉酶甲6254367836522200淀粉酶乙61525487692100988265自变量：温度； 因变量：酶的活性；无关变量：pH、酶的浓度、底物浓度等3、常见自变量的控制方法： ① 细胞器的提取——细胞匀浆差速离心② 细胞膜提取——清水处理哺乳动物红细胞③ 除去容器中的二氧化碳---氢氧化钠溶液④ 增加容器或水中二氧化碳---NaHCO3⑤ 增加水中的氧气---泵入空气或吹气或放入绿色植物⑥ 减少水中的氧气--—容器密封或油膜覆盖或用凉开水⑦ 除去叶片中原有淀粉---置于黑暗环境中暗处理⑧ 除去叶片中叶绿素---酒精脱色⑨ 除去光合作用对细胞呼吸的干扰---避光或黑暗处理⑩ 得到单色光———棱镜色散或彩色薄膜滤光⑪ 添加生长素---喷洒、涂抹、浸泡、敷富含生长素的琼脂块⑫ 确定某种激素功能——饲喂法、切除注射法、切除移植法⑬ 确定某种神经功能——刺激＋观察效应器的反应或测定神经上的电位变化⑭ 灭菌方法——培养基用高压蒸汽灭菌：接种环用火焰灼烧灭菌；双手用肥皂洗净，擦干后用70％酒精消毒；实验室或接种箱用甲醛蒸汽或紫外灯灭菌；整个接种过程都在实验室无菌区或酒精灯火焰旁进行。

4、常见因变量的检测方法① 光合速率——O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量② 呼吸速率——O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量③ 物质代谢途径———放射性同位素示踪法④ 细胞液浓度大小———质壁分离⑤ 细胞是否死亡———质壁分离、细胞质流动⑥ 新陈代谢速度——-动物耗氧量⑦ 生长发育——动物体长、体重变化 ⑧ 胰岛素作用——动物活动状态 例16：为探究二氧化硫对植物叶片的影响，请根据所给的材料和用具，设计相关的实验步骤材料用具：长势相同的盆栽黄瓜幼苗2株，2只相同的小烧杯，大小相同的玻璃罩2个，玻璃板2块（比玻璃罩口径略大）、稀硫酸、亚硫酸钠，凡士林、水试分析：实验变量实验变量操纵方法：自变量：SO2使稀硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，干扰黄瓜幼苗生长无关变量：光照、温度等环境因素①设置空白对照：不添加SO2，其它因素与实验组相同；② 适宜的环境因变量：黄瓜叶片生长状况观察黄瓜叶片生长状况的变化四、实验步骤设计1、基本类型和步骤（1）活体培养类实验的一般步骤：第一步：分组（注意：要随机、数量均分、生理状态一致；分组的数目取决于自变量；一般要有对照）第。