2012高考生物 考前30天之備戰(zhàn)沖刺押題系列Ⅱ 題型解讀4.3實驗的基本理論與基本方法

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1、 實驗的基本理論與基本方法 生物學是一門以實驗為基礎的學科，生物學的基礎理論都是建立在實驗基礎上發(fā)展起來的。實驗在生物學的發(fā)展中起著決定性的作用，且實驗題能準確地反映出學生的理解能力、實驗探究能力、語言的表達能力以及學生再學習的潛力。所以在高考中有關實驗的內容一直是考試的重點、難點?？荚囆问接幸韵聨c：1直接考察課本中經典實驗的現(xiàn)象、理論、結果、設計思路。2利用課本實驗的方法、理論、或者設計思路，創(chuàng)設新情景，在新的情景解決新的實驗問題，以考查學生知識遷移能力、知識的靈活運用能力。3直接創(chuàng)設新情景，在所給的新情境中提煉實驗方法、理論、甚至設計思路， 以考察學生獲取信息和處理信息的能力，分析、

2、比較和判斷能力、學習的潛力。 本文通過典型例題，對高考中涉及實驗的基本理論與基本分析方法的問題進行分析，期望幫助同學們提高應試能力。 考點一、對照實驗的類型及應用 例1 對照實驗是生物學常用的研究方法。以下實驗對照設置正確的是（??? ） A．研究植物有絲分裂中解離液的效果分別用龍膽紫液和醋酸洋紅液進行染色 B．研究溫度對淀粉酶活性的影響分別在0℃、60℃和100℃條件下進行 C．研究氧濃度對植物呼吸的影響分別在黑暗和光照條件下進行 D．研究乙烯利的催熟效果分別在等量等濃度的乙烯利和乙烯處理下進行 解析：對照實驗中，各組除自變量不一致外，無關變量應保持一致。龍膽紫液和醋酸洋紅液

3、都是用來染染色體的；研究植物有絲分裂中解離液的效果應比較經解離液處理過的材料和不經解離液處理的材料，A錯誤。研究溫度對淀粉酶活性影響實驗的自變量為溫度，對照實驗中應保持一致，B正確。研究氧濃度對植物呼吸的影響實驗的自變量為氧濃度，C錯誤。研究乙烯利的催熟效果的自變量為乙烯利，對照實驗中，應為乙烯利的不同濃度，D錯誤。 答案：B 備考指導：生物實驗中對照實驗的類型 1　空白對照?:不給對照組任何處理因素，因而空白對照能明白地對比和襯托出實驗組的變化和結果，增強了實驗結果的說服力。設置空白對照目的是為了說明實驗對象所具備的性質等，作為“空白對照”，它的實驗結果應該是預知的。所以空白組明

4、顯的就是我們所指的對照組了。例如證明甲狀腺激素可促進幼小動物的發(fā)育的實驗中，不作任何處理喂養(yǎng)正常食物的一組是空白對照。 2　條件對照：?雖然給對照組施以部分實驗因素，但不是所要研究的處理因素。處理不是我們在實驗假設所給定的實驗變量意義的。這種處理是有對照意義的。例如證明甲狀腺激素可促進幼小動物的發(fā)育的實驗中，給小蝌蚪喂養(yǎng)添加有甲狀腺激素抑制劑食物的一組是條件對照。 3　自身對照?：對照和實驗都在同一研究對象上進行。有的是同一研究對象在實驗前后對照，如“觀察植物細胞的質壁分離和復原”的實驗；有的是在同一研究對象的不同部位進行對照，如利用銀邊天竺葵（葉片邊緣無綠色）證明光合作用需要葉綠素。

5、4　相互對照：相互對照是指不另設對照組，而是在進行的幾個實驗相互之間形成對比對照。如探究酶的最適溫度分成不同的實驗組。如用不同濃度的蔗糖溶液來測定細胞液濃度實驗時，彼此不同的濃度梯度形成相互對照。 例2 酵母菌在氧氣充足條件下不能進行酒精發(fā)酵，有同學認為是氧氣自身抑制了酵母菌厭氧呼吸，也有同學認為是需氧呼吸產生的某產物X抑制了酵母菌厭氧呼吸。請設計實驗探究酵母菌在氧氣充足條件下不能進行厭氧呼吸的原因。 供選的實驗試劑和用品：酵母菌細胞（試劑1）、酵母菌破碎后經離心處理得到的只含有酵母菌細胞溶膠的上清液（試劑2）和只含有酵母菌細胞器的沉淀物（試劑3）、X溶液、蒸餾水、橡皮管夾若干、其他常用器

6、材和試劑。 （1）先給本設計作出假說 ? ??（2分）。 ②首先完成表內空格的填空（在C錐形瓶中添加試劑、溶液和氣體的處理），然后按表格完成實驗操作。 實驗操作 a b c d 添加試劑（供選：試劑1、2、3） 10mL的試劑2 10mL的試劑2 ? ?????? 10mL的試劑2 添加溶液（供選：X溶液、蒸餾水） 2mL蒸餾水 2mL X溶液 ? ?????? 2mL X溶液 通氣狀況（供選：氧氣、氮氣） 持續(xù)通入足量的氮氣 ? ?????? ? ??????

7、持續(xù)通入足量的氧氣 (注：a、b、c、d四套裝置均先持續(xù)通入氮氣5min，去除錐形瓶中的氧氣，后按表格操作) ③將四套裝置放在溫度適宜（25～35℃）的相同條件下培養(yǎng)相同一段時間（8～10h）。 ④觀察澄清石灰水是否變渾濁，判斷是否進行厭氧呼吸。 （3）預期實驗結果并得出相應結論： ①? ?? ????； ②? ?? ????； ③? ??

8、 ????； ④? ???? ??； ⑤a、b、c三套變渾濁，丁套不變渾濁，則酵母菌厭氧呼吸受X與氧氣共同抑制。 也不受氧氣抑制；酵母菌厭氧呼吸受X與氧氣共同抑制） （2）②首先完成表內空格，并按表格完成實驗操作。 實驗操作 a b c d 添加試劑（供選：試劑1、2、3） ? ? 10mL的試劑2 ? 添加溶液（供選：X溶液、蒸餾水） ? ? 2m

9、L蒸餾水 ? 通氣狀況（供選：氧氣、氮氣） ? (持續(xù)）通入足量的氮氣 (持續(xù)）通入足量的氧氣 ? （3）預期實驗結果并得出相應結論： ①若a、c兩套變渾濁，b、d兩套不變渾濁，則酵母菌厭氧呼吸受X抑制，不受氧氣抑制? ②若a、b兩套變渾濁，c、d兩套不變渾濁，則酵母菌厭氧呼吸受氧氣抑制，不受X抑制? ③若甲套變渾濁、b、c、d三套都不變渾濁，則酵母菌厭氧呼吸既受X抑制，也受氧氣抑制 ④若a、b、c、d四套均變渾濁，則酵母菌厭氧呼吸不受X抑制，也不受氧氣抑制 備考指導：對照實驗的作用 1.設計對照實驗可以說明生物體內某物質具有某項性質而其他物質沒有，如為了證明酶

10、具有高效性，需要將新鮮的肝臟研磨液與Fe3+催化效率進行對比，設計了讓Fe3+作對照組。只有這樣才能體現(xiàn)酶的高效性。又如為了說明甲狀腺激素的作用，設計了正常食物給小蝌蚪喂養(yǎng)的空白對照組，添加有甲狀腺激素抑制劑食物喂養(yǎng)的條件對照組。 2.設計對照實驗可以說明生物體某些生理功能產生的條件或某些物質發(fā)揮作用的條件，如研究影響光合作用進行的條件，就要設置相關的對照組。 3.為了消除實驗中無關變量對實驗結果數量上的影響而設置對照組， 在涉及有關定量實驗時，因為生物體生命活動過程中容易受到環(huán)境中各種不可預知因素的影響，為了使實驗統(tǒng)計的數據更加準確，就需設置對照組。如測定種子的呼吸速率時，要考慮對外界

11、因素的影響，需要設置對照組。此外，通過對照實驗，還可以糾正實驗誤差。 4.設置對照實驗可以控制無關變量處于適宜條件。由于在生物學實驗過程中，干擾實驗結果出現(xiàn)的因素是多方面的，不僅有實驗變量，也有無關變量。在防止無關變量對實驗結果的干擾時，首先必須要保證無關變量適宜，但無關變量是多方面的，甚至是不可預知的，有時還經常受到實驗者以至我們人類對生命活動規(guī)律認知水平的限制。那么怎樣保證無關變量適宜呢？最簡單有效的方法就是設置對照組，對照組只有在出現(xiàn)預期結果時，才能說明無關變量是適宜的。 5.通過對照實驗可以得到我們需要的實驗結果。如探究生長素作用的最適濃度時，設置不同的濃度梯度作為相互對照。從中才

12、能得到實驗結果。 考點二、實驗的變量 例3生長素具有促進植物生長的作用，乙烯有抑制植物生長的作用。右圖是盆栽植物平放時，根與莖的生長情況?，F(xiàn)已知，近地側生長素（IAA）濃度高于背地側；根對IAA的敏度越高，培養(yǎng)液中乙烯濃度也越高，根尖的生長所受的抑制也越強。 （1）此人設置的空白對照組是___ ___。 （2）本實驗的自變量是___ ___，因變量是___ ___。 （3）據此實驗結果，可推知圖中根向地生長的原因是__ ____。 解析：（1）空白對照組是指不進行

13、處理的組別。該實驗的自變量是IAA的濃度，空白對照組就是不加IAA的含量等量蔗糖的培養(yǎng)液。 （2）本實驗的自變量是IAA的濃度，因變量是乙烯的溶液及根尖的生長情況。 （3）向地生長是因為近地側生長受到抑制。高濃度生長素誘導根細胞產生了乙烯，乙烯抑制根尖的生長。 答案：（1）等量根尖放在含等量蔗糖但不含生長素的培養(yǎng)液中 （2）生長素濃度?? 乙稀濃度和根尖生長的情況 （3）高濃度生長素誘導根細胞合成了乙稀，乙稀抑制了根近地側的生長 備考指導：教材基本實驗的變量分析 實驗 自變量 因變量 無關變量 比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率 催化劑的種類(過

14、氧化氫酶、Fe3+) 催化效率的高低(以點 燃但無火焰的衛(wèi)生香燃 燒的猛烈程度表示或以 氣泡產生速度表示) 試管等用具的潔凈度、環(huán)境溫度、相同材料的量、各種試 劑的量、反應時間等 探索淀粉酶對淀粉和蔗糖水解的作 用 底物的種類(淀粉、蔗糖) 淀粉酶將淀粉水解(處理后加斐林試劑，加熱出現(xiàn)磚紅色沉淀)，但不能水解蔗糖(處理后加斐林試劑并加熱，無磚紅色沉淀出現(xiàn)) 淀粉與蔗糖溶液的量、水浴的溫度與處理時間、斐林試劑的使用量與加熱時間、操作程序等 植物向性運動的實驗設計和觀察 ①是否黑暗、單側光照、均勻光照②改變幼苗空間位置以接受重力影響 ①幼苗彎曲狀況 ②根的彎曲方向

15、①幼苗的種類、生長狀況、環(huán)境溫度、培養(yǎng)條件、處理的 部位及裝置的合理性等 ②萌發(fā)種子的種類、萌發(fā)狀況、環(huán)境溫度及培養(yǎng)條件等 觀察植物細胞的質壁分離和復原 外界溶液的濃度（即高 滲及低滲溶液) 質壁分離(液泡失水縮小、顏色變深、原生質層與細胞壁分離)；質壁分離復原(液泡恢復原狀、顏色變淺、原生質層恢復原狀) 溶液的種類及濃度;分離與復 原現(xiàn)象的觀察；裝片的潔凈 度及臨時裝片的制作；材料 的選擇等 溫度對酶活性的影響 溫度(60℃熱水、沸水、冰塊) 加碘液后溶液顏色的變化 試管的潔凈度、淀粉溶液的量、不同溫度的處理時間長 短、操作程序、碘液的加入量等 設計實驗觀察

16、生長素或生長素類似物對植物生 長發(fā)育的影響 生長素(或生長素類似物)的不同濃度 ①扦插枝條的生根狀況的差異 ②果實發(fā)育狀況的差異 ③落花落果狀況在使用前后的差異 實驗材料的一致性、激素濃度的準確性、處理時間的一致性等 考點三、實驗分析的一般方法 例4 漢麥林（hammerlin）的實驗如下圖所示，將單細胞的地中海杯狀藻先在近核處切斷，再在近杯處切斷（a），此中間的莖（b）置于海水中可再生一杯（c），但將此杯切掉后，不能再生第二杯（d）。這個實驗可以說明（　?。┆? A.決定杯狀藻的藻杯的形態(tài)發(fā)生的遺傳信息來自細胞核 B.決定杯狀藻的藻杯的形態(tài)發(fā)生的遺傳信息來自細胞質 C.杯狀藻藻杯的形態(tài)發(fā)生是由細胞核和細胞質的遺傳信息共同作用的結果 D.條件不足，不能得出實驗結論 解析：本題以實驗為載體，考查學生分析問題的能力。將單細胞的地中海杯狀藻在近核處切斷，再在近杯處切斷（a），此中間的莖（b）置于海水中可再生一杯（c），可判斷杯狀藻藻杯的形態(tài)由細胞核或細胞質或細胞核、細胞質共同控制；但將此杯切掉后，不能再生第二杯（d），說明杯狀藻藻杯的形態(tài)只由細胞核控制。 答案：A 備考指導：理解分析題分析方法 驗中，既要重視實驗結果的觀察和記錄，又要重視對實驗結果的分析，既要重視對成功實驗 8 用心 愛心 專心