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高三生物總復(fù)習(xí)提綱(二十四)高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專題復(fù)習(xí)（一）
實(shí)驗(yàn)與探究能力是高考生物學(xué)科要求考查的能力之一，考試說明要求的實(shí)驗(yàn)與探究能力包括下面幾個(gè)方面：（其中⑴主要考查課本上的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，⑵⑶⑷主要考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力）
⑴能獨(dú)立完成“生物知識(shí)內(nèi)容表”所列實(shí)驗(yàn)。包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法和操作步驟，掌握有關(guān)的操作技能，并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合的運(yùn)用。
⑵具備驗(yàn)證相關(guān)生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理．
?、蔷哂袑?duì)一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力。包括確認(rèn)變量、做出假設(shè)和預(yù)期、設(shè)計(jì)可行的研究方案、處理和解釋數(shù)據(jù)、根據(jù)數(shù)據(jù)做出合理的判斷等。
⑷能對(duì)一些簡單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修改。
獨(dú)立實(shí)驗(yàn)研究過程
科學(xué)探究過程：
在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過程中，我們應(yīng)該注意哪些問題呢，下面我們就以一道例題為例，來說明這個(gè)問題
例題：請(qǐng)利用下列材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)
第一組實(shí)驗(yàn)材料和用具：唾液淀粉酶溶液、標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液、2支試管、雙縮脲試劑
第二組實(shí)驗(yàn)材料和用具：唾液淀粉酶溶液、淀粉、蛋白酶溶液、試管若干支、碘液、37℃恒溫箱
我們看到這道題時(shí)，首先要思考其實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理是什么？再根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?、按照?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊话阍陬}目中有體現(xiàn)，但實(shí)驗(yàn)原理則不同，我們往往需要通過分析實(shí)驗(yàn)材料用具來推測實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的原則又是什么，我們一一來講述
一、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/STRONG>
實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖窃O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的綱要，只有明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，我們才能設(shè)計(jì)合理的變量。根據(jù)目的又可以分為：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：如：“請(qǐng)利用提供的實(shí)驗(yàn)材料和用具，驗(yàn)證胰高血糖素具有升高血糖的作用”。這樣的實(shí)驗(yàn)將來預(yù)期的結(jié)果是確定的，胰高血糖素一定升高血糖；另一種是探究性實(shí)驗(yàn)：“探究光的有無對(duì)種子萌發(fā)的影響”。實(shí)驗(yàn)預(yù)期的結(jié)果實(shí)不確定，有多種情況，可能光促進(jìn)種子萌發(fā)、可能抑制萌發(fā)或者無影響。
二、做出問題假設(shè)
運(yùn)用已有的科學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)和符合邏輯的論據(jù)對(duì)提出的問題做出嘗試性的解釋。
三、制定方案
1.明確實(shí)驗(yàn)原理
有些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是考查已有知識(shí)，題干中往往不會(huì)告訴我們實(shí)驗(yàn)原理，需要我們通過實(shí)驗(yàn)材料和用具來判斷。如上述例題中如果提供的是第一組實(shí)驗(yàn)用具，其實(shí)驗(yàn)原理是蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)，如果提供的是第二組實(shí)驗(yàn)用具，其原理就復(fù)雜得多，包括：蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解、淀粉酶催化淀粉水解、淀粉的顏色反應(yīng)。根據(jù)這些原理，先用蛋白酶和唾液淀粉酶混合一段時(shí)間后，然后再加淀粉，10min后滴加碘液，如果試管呈現(xiàn)藍(lán)色，說明蛋白酶把唾液淀粉酶水解了，證明唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)。
但有些實(shí)驗(yàn)是我們沒有學(xué)習(xí)過的知識(shí)，題干中往往會(huì)告訴實(shí)驗(yàn)原理，我們主要按照其提供的原理應(yīng)用即可。
2. 選擇材料用具：
一般題干中提供的材料和用具都要利用
3. 確定方法步驟（實(shí)驗(yàn)程序）
通常實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（預(yù)處理）→分組→處理→觀察記錄現(xiàn)象，收集數(shù)據(jù)→預(yù)測結(jié)果→得出結(jié)論
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)需注意的問題：
?、賹?shí)驗(yàn)分組最好要有標(biāo)號(hào)（也可采用表格方式）
②大樣本量（可重復(fù)多次）
?、劭刂茊我蛔兞浚勺円蛩兀撼艘芯康淖兞恳酝?，其他的無關(guān)變量保持一致，如材料的一致性等
④通常要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)：根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)，設(shè)置對(duì)照類型
A 空白對(duì)照：不給對(duì)照組任何因素處理。如過氧化氫的自然分解
B 自身對(duì)照：對(duì)照和實(shí)驗(yàn)都在同一研究對(duì)象上進(jìn)行：如對(duì)同一人的不同條件下的營養(yǎng)狀況的研究
C 相互對(duì)照：不單設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)互為對(duì)照。如不同溫度對(duì)酶活性的影響
D 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照：以常規(guī)的品種、常規(guī)的濃度為對(duì)照。如實(shí)驗(yàn)組注射2mL用生理鹽水配制的胰高血糖素，對(duì)照組注射等量的生理鹽水
⑤實(shí)驗(yàn)步驟最好分步表述
4．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄方案
根據(jù)可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)記錄的設(shè)計(jì)，以保證實(shí)驗(yàn)記錄科學(xué)、準(zhǔn)確、客觀全面。不丟掉有用的信息為結(jié)果分析提供豐富的資料。
⑴ 確定觀察和記錄的時(shí)間
?、?根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)觀察和記錄內(nèi)容，如觀察菌落的形態(tài)、觀察溶液顏色、記錄小蝌蚪完成變態(tài)發(fā)育所需要的時(shí)間； 在相同的時(shí)間內(nèi)（10min）液滴向左移動(dòng)的距離等
5. 預(yù)期可能實(shí)驗(yàn)結(jié)果（根據(jù)實(shí)驗(yàn)類型和所學(xué)的知識(shí)）
有時(shí)需要標(biāo)明注意事項(xiàng)：如試劑的配制、實(shí)驗(yàn)的安全等
四、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：對(duì)記錄下來的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析得出結(jié)果
?、?正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)資料要用數(shù)學(xué)計(jì)算及統(tǒng)計(jì)、圖解（坐標(biāo)曲線圖、柱形圖表格等）等方法加以判斷、推理和分析。
⑵ 深入分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：敘述實(shí)驗(yàn)結(jié)果及假設(shè)是否成立（預(yù)期結(jié)果得到實(shí)現(xiàn)，假設(shè)成立；預(yù)期結(jié)果沒有出現(xiàn)，假設(shè)不成立），并對(duì)結(jié)果加以說明、解釋或評(píng)價(jià)；對(duì)預(yù)期以外的結(jié)果做出恰當(dāng)?shù)姆治龊驼f明
2. 獲得結(jié)論。（要緊扣實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?BR> 注意實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的聯(lián)系和區(qū)別
給與光照一組種子萌發(fā)率高于黑暗組——實(shí)驗(yàn)結(jié)果
光照可以促進(jìn)該種植物種子的萌發(fā)——實(shí)驗(yàn)結(jié)論
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)注意的問題我們清楚后，下面我們就將相應(yīng)的高考題按照類型進(jìn)行練習(xí)
實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾槔}
題型一：考查考試說明要求的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，檢測生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能
1. 用普通顯微鏡觀察切片，當(dāng)用低倍物鏡看清楚后，轉(zhuǎn)換為高倍物鏡卻看不到或看不清原來觀察到的物體，不可能的原因是
A 物體不在視野中央
B 切片放反，蓋玻片在下面
C 低倍物鏡和高倍物鏡的焦點(diǎn)不在同一平面
D 未換目鏡
[解析]這是一道考核顯微鏡技術(shù)操作能力的題目。如果沒有親自動(dòng)手運(yùn)用顯微鏡做過實(shí)驗(yàn)，或很少使用而缺乏正確使用顯微鏡的能力，就不大可能做對(duì)這道題。這類題目通常是考察學(xué)生已做過的實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立操作能力或生物學(xué)科基本實(shí)驗(yàn)技能;有些同學(xué)對(duì)B選項(xiàng)有疑義，如果切片放反，在低倍鏡下，可以觀察清楚，因?yàn)榈捅段镧R鏡頭和載玻片之間的距離較大，有足夠的空間調(diào)節(jié)，由于載玻片的厚度而影響的焦距，而高倍鏡頭和載玻片之間的距離很短，幾乎是緊貼狀態(tài)，如果裝片放反，繼續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)由于載玻片的阻擋，不可能調(diào)節(jié)到合適的位置。
[答案]D
2．下列實(shí)驗(yàn)中所用試劑錯(cuò)誤的是
A 在觀察植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)中，使用醋酸洋紅溶液使染色體著色
B 在提取葉綠體色素實(shí)驗(yàn)中，使用丙酮提取色素
C 在DNA的粗提取與鑒定實(shí)驗(yàn)中，使用氯化鈉溶液析出DNA
D 在蛋白質(zhì)的鑒定實(shí)驗(yàn)中，使用蘇丹Ⅲ染液鑒定蛋白質(zhì)
[解析]本題通過一道題考查了四個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)“植物有絲分裂臨時(shí)裝片的制作”、“葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)”“DNA的粗提取和鑒定”“蛋白質(zhì)、還原性糖和脂肪的鑒定”，這些實(shí)驗(yàn)涉及到實(shí)驗(yàn)操作步驟、原理、方法和注意事項(xiàng)等。制作植物細(xì)胞有絲分裂臨時(shí)裝片的步驟：生根→取材→解離→漂洗→染色→制片→觀察，染色劑用龍膽紫或醋酸洋紅等堿性染料。葉綠體色素的提取和分離的原理和方法、所用的試劑、注意事項(xiàng)等要清楚；DNA的粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)的原理、兩次加蒸餾水的作用、95％冷酒精的作用等。三大有機(jī)物的鑒定所用試劑、出現(xiàn)的特定顏色、注意事項(xiàng)等，如還原性糖的鑒定、斐林試劑的甲液和乙液先混合再加入還原性糖溶液中水浴加熱，而蛋白質(zhì)鑒定中雙縮脲試劑是先加A液然后再加B液；
[答案]D
3．生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)三種有機(jī)物的鑒定實(shí)驗(yàn)中，以下操作錯(cuò)誤的是
A．可溶性還原糖的鑒定，可用酒精燈直接加熱產(chǎn)生磚紅色沉淀
B．只有脂肪的鑒定需要使用顯微鏡
C．用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)不需要加熱
D．使用斐林試劑和雙縮脲試劑最好是現(xiàn)配現(xiàn)用
[解析]本題考查三大有機(jī)物鑒定的試劑、操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可溶性還原糖的鑒定，必須水浴加熱產(chǎn)生磚紅色沉淀。
[答案]A
4．下圖所示是關(guān)于DNA的粗提取和鑒定實(shí)驗(yàn)：
?、賹?shí)驗(yàn)材料選用雞血細(xì)胞的主要原因是：血細(xì)胞中紅細(xì)胞_______________，家雞屬于鳥類，新陳代謝旺盛，因而血液中紅細(xì)胞數(shù)目_______________，可以提供豐富的_______________。
?、趯?shí)驗(yàn)前由教師制備雞血細(xì)胞液供學(xué)生做實(shí)驗(yàn)材料，而不是選用雞的全血，這是因?yàn)開______________。
③生活在牧區(qū)的人們，采集牛、羊和馬血比較方便，若他們按實(shí)驗(yàn)要求完成實(shí)驗(yàn)步驟后，結(jié)果是很難提取到DNA，這是因?yàn)檫@些動(dòng)物和人類一樣_______________，但若是改用動(dòng)物肝臟做實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)?zāi)茼樌M(jìn)行，這是因?yàn)開______________。
?、茉趫DA所示的實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是_______________，通過圖B所示的實(shí)驗(yàn)步驟取得濾液，再在溶液中加入2mol/LNaCl溶液的目的_______________，圖中C所示實(shí)驗(yàn)步驟中加蒸餾水的目的是_______________。
?、轂殍b定實(shí)驗(yàn)所得絲狀物的主要成分是DNA，可滴加_______________溶液，結(jié)果絲狀物被染成藍(lán)色。
［解析］本題考查DNA粗提取及鑒定實(shí)驗(yàn)操作步驟及其原理；
[答案]
①含有細(xì)胞核 多 DNA
②全血包括血漿和血細(xì)胞，血漿中的纖維蛋白原會(huì)使血漿凝固
③成熟的紅細(xì)胞中沒有細(xì)胞核 肝細(xì)胞中有細(xì)胞核
④使雞血細(xì)胞破裂 使DNA溶解在NaCl溶液中； 稀釋NaCl溶液，促使DNA鈉鹽形成絲狀物
⑤二苯胺
綜上所述，該種題型要求同學(xué)們對(duì)高考考試說明中要求的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其結(jié)論、注意事項(xiàng)等方面都要掌握得非常清楚。不同的實(shí)驗(yàn)考查的側(cè)重點(diǎn)不盡相同，如洋蔥根尖臨時(shí)裝片的制作、質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)經(jīng)?？疾閷?shí)驗(yàn)步驟，葉綠體色素提取分離實(shí)驗(yàn)、DNA粗提取和鑒定試驗(yàn)比較側(cè)重實(shí)驗(yàn)原理的考查，所以同學(xué)們?cè)趶?fù)習(xí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)時(shí)要結(jié)合以前的高考題，看看這些題目主要考查的是哪些內(nèi)容，有所側(cè)重的進(jìn)行復(fù)習(xí)。
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