2019-2020年高三生物專題復習 生物實驗設計教案.doc

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2019-2020年高三生物專題復習 生物實驗設計教案 一. 教學內(nèi)容 生物實驗設計 二. 學習重點 了解有關(guān)高考生物實驗設計的題型，一般的解題方法。 三. 學習過程 （一）考試說明 要求考生能掌握《教學大綱》中規(guī)定的實驗，包括了解實驗目的、實驗原理和實驗步驟，會控制實驗條件和使用實驗儀器，會觀察和分析實驗現(xiàn)象，解釋實驗結(jié)果（數(shù)據(jù)），并得出實驗結(jié)論；能夠根據(jù)要求設計簡單的實驗方案。 所謂設計型實驗題，就是題目要求學生設計實驗原理，選擇實驗器材，安排實驗步驟，設計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗現(xiàn)象，主要考查學生是否理解實驗原理和學會分析實驗結(jié)果，是否具有在不同情況下遷移知識的能力。 （二）生物高考實驗設計基本題型 1. 續(xù)寫實驗步驟的題型 這類題目的題干中已經(jīng)提供了比較多的信息，基本上劃定了答題的模式，目的明確，前面的方法步驟等信息已為續(xù)答作了鋪墊，只要明確題目中的實驗變量和反應變量，然后設計對照組，再根據(jù)有關(guān)原理分析，一般就能比較正確地寫出答案。 2. 評價和糾正給定的實驗步驟的題型 試題中既有合理成分，又有不合理成分，干擾因素較多，要求在吸取原有設計的合理成分的基礎上，提出自己的實驗設計思路。這表面上是考查對實驗設計的分析與評價能力，實質(zhì)上是全面檢測設計生物學實驗方案的能力，同時還考查考生的科學態(tài)度和科學精神方面的水準。 3. 獨立設計實驗方案的題型 這類題型是與研究性學習相配套的，要求學生要具有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，對實驗過程有所體驗，考查的過程性要求主要體現(xiàn)在課題的選擇及理由闡述、研究方法的理解和運用、研究成果的類型選擇等。題目有一定的開放性，便于考生發(fā)揮個性特長。 （三）生物實驗設計題應對策略 1. 生物高考實驗設計的三種題型雖然在形式上有一定的差異，但在答題中卻有共同點，先要認真研究課題，找出其中的實驗變量和反應變量，其次是構(gòu)思實驗變量的控制方法和實驗結(jié)果的捕獲手段，最后再選擇適宜的實驗材料，在注意實驗步驟關(guān)聯(lián)性的前提下表達實驗的方法步驟。在實驗方法和步驟設計中最重要的是把握好變量控制。 2. 重視課本實驗的復習?？荚囌f明明確提出了，要求“理解所學實驗的實驗內(nèi)容，包括實驗原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技術(shù)”。這一要求，在xx年高考中也得到了體現(xiàn)，如第33題，考查的就是對課本實驗的理解。 3. 挖掘課本知識點中所蘊含的實驗因素。生物學的每一個知識結(jié)論都是在觀察、實驗的基礎上得出的，都包含培養(yǎng)實驗能力的基點，在平時的復習中要注意多挖掘知識結(jié)論中所蘊含的科學思想和方法。例：生長素的發(fā)現(xiàn)過程中，涉及生長素產(chǎn)生的部位、感光的部位、反應的部位、運輸?shù)姆较虻?。這些都可以思考如何設計實驗來證明。 4. 要注意考試大鋼中提出要“理解探索性實驗的一般方法：能夠制訂課題研究的初步計劃”的要求，高考實驗命題中也出現(xiàn)了從驗證向探究變化的趨勢，因此，要認真思考和完成教材中有關(guān)研究性學習的內(nèi)容，切實提高自身進行探究研究的能力。 （四）實驗設計型題的一般解題思路 1. 了解題目的要求：解題首先要明確題意。 2. 明確實驗目的：明確實驗到底要解決什么問題。 3. 分析實驗原理：進行實驗所運用的基礎知識。 4. 確定實驗思路：猶如作文的構(gòu)思，是建立實驗設計的基本框架。 5. 設計實驗步驟：有了思路具體怎樣操作？就需要充分利用題目中所給的實驗條件，進行精心的設計。 6. 預測結(jié)果與分析：針對實驗可能的現(xiàn)象進行分析，得出結(jié)論。 【典型例題】 （一）設計實驗步驟：此類題目要求根據(jù)給定的器材和藥品以及實驗提出的目的，設計或補全實驗步驟。 如：血液中的鈣離子在血液凝固過程中起重要作用，缺乏則血液不能凝固，草酸鉀溶液能與血液中的鈣離子發(fā)生反應，形成草酸鈣沉淀，起抗凝作用，請根據(jù)提供的實驗材料和用具，簡要寫出第二步及以后的實驗步驟和實驗結(jié)果，驗證鈣離子在血液凝固中的作用，并回答問題： 1. 實驗材料和用具 （1）家兔（2）生理鹽水（3）酒精棉（4）適宜濃度的草酸鉀溶液（5）適宜濃度的氯化鈣溶液（6）試管、注射器（針管、針頭） 2. 實驗步驟和實驗結(jié)果 第一步：在A、B試管中分別加入等量的草酸鉀溶液和生理鹽水 第二步： 第三步： 第四步： 結(jié)果： 3. 問題：設置B管的目的是 。 （二）設計實驗方案：題目給出實驗目的及一些附加條件，讓學生設計實驗方案，寫出實驗原理。解答這類題目，首先根據(jù)題目的要求和給出的條件，確定跟書本相關(guān)的知識點和實驗原理，構(gòu)思相關(guān)的生物情景，然后再設計便于操作的實驗方案。 如：設計一個于室外空曠處進行的、在不用任何藥劑、裝置和觸及幼苗的情況下，使幼嫩植株長成如圖示形態(tài)的實驗方案，并說明其原理。 （1）實驗方案： （2）設計原理： （三）設計實驗改進方法：此類試題主要考查學生對實驗設計的嚴密性和科學性，并以此為媒介，引導解決問題的思想方法，進一步培養(yǎng)學生的科學素質(zhì)和科學能力。 如：有人設計了一個實驗 來證明光合作用需要二氧化碳，他在兩支試管里裝入藍色的BTB溶液（這種溶液在酸性條件下呈黃色，堿性條件下呈藍色），向管內(nèi)吹入二氧化碳，溶液都變?yōu)辄S色，在1號試管內(nèi)加入綠色水草，放在陽光下，2號試管內(nèi)也加入水草，用黑紙包起來，一小時后發(fā)現(xiàn)1號試管內(nèi)BTB溶液變藍，2號試管內(nèi)溶液仍呈現(xiàn)黃色。因此，他認為這個實驗可以證明光合作用需要二氧化碳。有人認為這個實驗不夠嚴密。你認為如何在上述實驗裝置的基礎上加以改進，就可以使實驗更加嚴密地說明光合作用需要二氧化碳。 答案：（一）設計實驗步驟： 第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血 第三步：立即將等量的新鮮血分別加入A、B兩試管中，過一段時間后，結(jié)果A管不凝固，B管凝固。 第四步：將等量的CaCl2溶液分別加入到A、B兩試管中。 結(jié)果：A管凝固，B管仍凝固。 作為A管的對照 （二）設計實驗方案： （1）將正常生長的植株花盆側(cè)放地上，待其莖彎向上方生長后，再擺正花盆 （2）利用莖的背地生長的特性 （三）設計實驗改進方法：加對照組 【模擬試題】 （答題時間：90分鐘） 1. 現(xiàn)有面包、生雞蛋、花生油等實驗材料和試管、燒杯、溫度計、灑精燈、三角架、鹽酸、氫氧化鈉、蒸餾水、碘酒等實驗儀器和藥品。 請你設計一個實驗，以驗證胃液在化學性消化中的作用。 （1）胃液的采集：將一只對鈴聲已建立起食物反射的狗，在其胃底部做一個人工胃瘺（胃液可由胃瘺流到體外），利用_________的方法，可獲得純凈的胃液。 （2）實驗材料選擇和制備：將 并各取2ml，分裝在甲、乙兩個試管中。 （3）驗證胃液的化學性消化：在甲試管中加入 ，乙試管（對照）中加入 ，然后將甲、乙試管同時放入 中約20—30分鐘。 （4）實驗結(jié)果及其分析： 實驗結(jié)果是 ；此結(jié)果說明 。 （5）如果要進一步驗證胃液的消化作用在于酶，而不是鹽酸。可以在上述實驗中再加一個試管C，試管C內(nèi)應加入： 。 2. 在淀粉分解實驗中，僅向你提供分別裝于試管中的唾液5ml，1%淀粉液10ml。滴瓶中的碘液若干，滴管一只，白瓷板10塊，手表一塊，室溫25℃，請嚴格按照給的實驗條件設計一實驗，證明唾液淀粉酶約需多少時間能完全消化淀粉。 步驟 （1） 。 （2） 。 （3） 。 3. 給你兩個大小相同的蘿卜（新鮮的），10%的鹽酸、蔗糖、蒸餾水、顯微鏡、玻片、小刀、燒杯、吸水紙等材料用具。請從中選用部分器材，用最簡單的方法，設計一個小實驗，驗證植物細胞吸水和失水的原理。 （1）你準備選用的實驗材料和器具是 （2）操作過程是（寫出要點即可） （3）過一段時間后，你所觀察到的實驗現(xiàn)象是 。 （4）實驗結(jié)論是 。 4. 設計一個測定洋蔥表皮細胞液濃度的范圍的實驗方案。 （1）實驗原理：水分的 作用。 （2）材料用具：略 （3）方法步驟： ① 配制蔗糖溶液：配制 的蔗糖溶液； ② 制作裝片： 制成洋蔥表皮細胞裝片； ③ 觀察裝片： ④ 結(jié)論：該洋蔥表皮細胞的細胞液濃度是 。 5. 過氧化氫酶和Fe3+都能在常溫下催化過氧化氫分解成水和氧氣。比較兩者分別催化過氧化氫分解時，2分鐘內(nèi)產(chǎn)生氣泡多少和產(chǎn)生的氧氣量多少，可得知過氧化氫酶的催化效率比Fe3+高。氣泡的多少用肉眼觀察，氧氣量用帶火星的衛(wèi)生香檢測。用質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液和質(zhì)量分數(shù)為3.5%的氯化鐵溶液做實驗，已知每滴氯化鐵溶液中的Fe3+數(shù)大約是每滴肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。其它實驗材料和用具： （1）體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液 （2）量筒 （3）試管（4）滴管 （一）簡要寫出你設計的實驗步驟（提示：取相同體積的過氧化氫溶液，分別滴入相同滴數(shù)的氯化鐵溶液和肝臟研磨液） （二）為什么要說明每滴氯化鐵溶液中的Fe3+ 數(shù)大約是每滴肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍？ 6. 以下為某同學自己設計的制作并觀察洋蔥根尖細胞分裂裝片的實驗步驟：切取2—3cm根尖，放入0.01%龍膽紫中染色后，立即放入成有10%的鹽酸溶液的小玻璃皿中解離，待根尖酥軟后，放在滴有清水的載玻片上，蓋上蓋玻片。壓片后用顯微鏡低倍鏡找到分裂中的細胞，然后移到視野正中換成高倍鏡仔細觀察。你認為他設計不妥之處為（并說明原因）。 （1） （2） （3） （4） 7. 某學生在實驗時，先用一塊潔凈紗布揩拭鏡頭，再在一干凈的載玻片中央滴一滴清水，放入一小塊植物組織切片，小心展平后，放在顯微鏡載物臺正中央，并用彈簧夾片壓住。然后在雙眼側(cè)視下，將物鏡降至距玻片標本約1~2cm處停止。用左眼朝目鏡里觀察，同時轉(zhuǎn)動粗調(diào)節(jié)器，緩緩上升鏡筒。請指出該生操作中不正確的地方： 8. 黃瓜的植株即開雄花也開雌花，雄花和雌花容易分辨?，F(xiàn)在生物園里有幾株黃瓜正在開花，為你提供必要的器具和藥品，請你完成下面的實驗方案，以證明黃瓜的子房發(fā)育成果實需要種子提供的生長素。 器具和藥品：透明紙袋、回形針、小紙牌、剪刀、鑷子、毛筆、燒杯、適宜濃度的生長素溶液 。 實驗方案： 步驟一：選擇一批發(fā)育正常、即將開放的黃瓜雌花，為每朵花套上透明紙袋，用回形針將袋子固定好，然后將這些雌花分為三組，分別掛上標有1、2、3的小紙牌。 步驟二： 結(jié)果預測： 第一組雌花： 第二組雌花： 第三組雌花： 9. 請根據(jù)下列材料和實驗原理設計一個證明酶是蛋白質(zhì)的實驗： （1）實驗材料：5%的NaOH溶液、3%的CuSO4溶液、雞蛋、人的口腔唾液（酶）、水、小燒杯、玻璃棒、試管和滴瓶。 （2）實驗原理：雞蛋的蛋清主要成分是蛋白質(zhì)，在堿性溶液中，蛋白質(zhì)與 CuSO4反應能產(chǎn)生紅紫色物質(zhì)，即蛋白質(zhì)的雙縮脲反應。如果能通過實驗證明，酶能發(fā)生雙縮脲反應，即可證明酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)。 第一步：制備蛋清液：取生雞蛋一個，打破蛋殼（不要破壞蛋黃）。取少許蛋清注入小燒杯中，加入30ml的清水，用玻璃棒調(diào)勻。 第二步： 第三步： 第四步： 實驗結(jié)果： 結(jié)果分析： 10. 根據(jù)所給的用具和材料，設計一個實驗測定玉米幼苗胚芽鞘對光的敏感部位。 用具和材料：一個空紙盒、6株約兩厘米高的生長健壯的玉米幼苗、黑紙一張、60W的臺燈一盞。 步驟： （1） （2） 正確實驗結(jié)果是： 正確的結(jié)論是： 11. 請根據(jù)下述條件設計一實驗，鑒別兩種不同濃度的蔗糖溶液，寫出實驗步驟并分析結(jié)果。（一瓶10%的蔗糖溶液、一瓶30%的蔗糖溶液、250ml燒杯1只，半透膜制成的透析袋1只，刻度玻璃管1支、細線1根、支架1個） 【試題答案】 1. （1）鈴聲刺激空腹的狗，引起它產(chǎn)生分泌胃液的條件反射。 （2）蛋清加水煮沸，制成蛋花液 （3）胃液2ml 蒸餾水2ml 37℃的溫水 （4）甲試管中蛋花消失，乙試管中蛋花不消失；在外界條件適宜的情況下，胃液對蛋白質(zhì)的化學性消化的作用 （5）2ml蛋花液和2ml鹽酸 2. （1）先將碘液逐滴滴在10塊白瓷板上 （2）將唾液注入淀粉液試管中，計時開始 （3）每隔1—2分鐘，用滴管吸取唾液淀粉混合液，按次加到白瓷板的碘液中，直到不變藍為止，累積時間。 3. （1）蘿卜、蔗糖、蒸餾水、小刀、燒杯 （2） ① 配制濃蔗糖溶液 ② 在兩只蘿卜上用水刀各挖一個洞 ③ 在洞內(nèi)各分別注入濃蔗糖溶液和蒸餾水 ④ 觀察結(jié)果 （3）注入蒸餾水的蘿卜，洞內(nèi)液面降低，蘿卜硬挺；注入蔗糖溶液的蘿卜，洞內(nèi)液面上升，蘿卜變軟。 （4）當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞滲透吸水；當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞滲透失水。 4. （1）滲透 （3） ① 各種濃度或一系列梯度濃度 ② 分別用上述濃度的蔗糖溶液 ③ 用顯微鏡按蔗糖溶液的濃度梯度逐個觀察裝片 ④ 介于能引起與不能引起細胞質(zhì)壁分離的兩種相鄰濃度溶液的濃度之間 5. （一） ① 取A、B兩支潔凈的試管，各注入2ml過氧化氫溶液（相同體積） ② 向A試管中滴入2滴肝臟研磨滴，向B試管中滴入2滴氯化鐵溶液（相同滴數(shù)） ③ 堵住試管口，輕輕地振蕩這兩支試管，使試管內(nèi)的物質(zhì)混合均勻。觀察并記錄哪支試管產(chǎn)生的氣泡多。 ④ 將帶火星的衛(wèi)生香分別放入A、B試管內(nèi)的液面上方，觀察并記錄哪支衛(wèi)生香燃燒猛烈。 （二）只有確知酶分子數(shù)等于或少于Fe3+數(shù)的前提下，催化效率還更高，才能證明酶的催化效率確實高于Fe3+。 6. （1）應切取2—3mm根尖，生長點正在此處 （2）龍膽紫溶液的濃度應該為1%，不配制成溶液無法染色，濃度過低使溶液顏色過淺，而不利于觀察。 （3）應該先解離后染色，否則只有表層細胞被染色 （4）解離后需用水漂洗10分鐘，因為龍膽紫溶液呈堿性，會與鹽酸反應，使細胞不能被染色。 7. （1）應該使用擦鏡紙揩試鏡頭 （2）應將物鏡降至距玻片標本約1--2mm處停止 （3）忘記了蓋蓋玻片 8. 步驟二：待紙袋中的雌花開放后，打開第一組的紙袋，授以黃瓜的花粉；打開第二組的紙袋，在其子房壁上涂抹適宜濃度的生長素溶液，以后幾天繼續(xù)套上紙袋；第三組不做任何處理。幾天后將紙袋取下。 結(jié)果預測：結(jié)出有籽黃瓜；結(jié)出無籽黃瓜；不結(jié)黃瓜，枯萎脫落。 9. 第二步：取兩支試管編號，在1號試管中注入第一步得到的蛋清液2ml，2號試管中注入2ml唾液。 第三步：然后，向1號和2號試管中各加入2--3滴5%的NaOH溶液，振蕩。 第四步：再向1號和2號試管中各加入2--3滴的CuSO4溶液，振蕩。 實驗結(jié)果：振蕩搖勻后，置一會兒，可看到1號和2 號試管中都呈現(xiàn)紅紫色 結(jié)果分析：該實驗證明唾液中存在著與蛋清同樣的成分，即蛋白質(zhì)，而唾液中除水以外主權(quán)威性分是酶。 10. （1）將6株幼苗平分為兩組，分別為甲、乙組，將甲組幼苗的尖端分別用黑紙帽套上，乙組幼苗分別用黑紙環(huán)套在尖端下部； （2）將兩組幼苗放在打有一個孔的空紙盒內(nèi)，孔的高度略高于幼苗的高度，孔外放置點亮的臺燈，放置在實驗室內(nèi)進行培養(yǎng)。 正確實驗結(jié)果是：甲組幼苗將直立生長，乙組幼苗彎向光源生長 正確的結(jié)論是：玉米幼苗的胚芽鞘對光最敏感的部位是尖端。 11. 實驗步驟 （1）將一瓶中的溶液倒入燒杯中 （2）將另一瓶中的溶液裝滿透析袋，刻度玻璃管插入袋內(nèi)溶液中，用線將袋口和玻璃管扎緊。 （3）將插有玻璃管的透析袋放入有溶液的燒杯中，垂直固定于支架上，記錄玻璃管液面刻度。 （4）一段時間后，觀察玻璃管刻度，確定液面是上升還是下降。 結(jié)果分析：如液面升高，則透析袋里的溶液是30%蔗糖溶液，燒杯中的為10%蔗糖溶液。