高考生物实验专题讲座高考生物实验专题讲座 v （4课时）莆田第十八中学 柯国钢一、实验设计的题型 1、设计实验方案型给出实验用具、材料、药品、实验目的，或 只给实验目的，实验器材自选，设计实验方案。 2、改错型分析已有实验设计方案中不科学性，并提出 改进。 3、补充完善型：对已有的实验设计进行补充和完 善。 4、析因型：对已有的实验设计方案的某些步骤、 结果等进行分析。例.蚕豆染色体2N=12，其根尖在19度条件下，一 个细胞周期所占的时间为19.3小时。为了证实烟 草浸出液能引起真核细胞染色体结构畸变，老师 需要在课前制作植物根尖细胞临时装片进行观 察。现有100粒正待萌发的蚕豆种子、实验药品 及各种实验器材，请你帮助老师完成上述实验的 课前准备。（1）实验原理： 利用烟草中某些化学物 质可引起染色体畸变。1、设计实验型（3）主要的实验步骤是：（2）为了得到更多的蚕豆根尖材料， 可以采取什么方法？ 切除主根。第1步：第2步：将蚕豆分成两等份，一份置于蒸馏 水，一份置于烟草浸出液中培养。 把以上蚕豆根尖制成临时装片观察。（4）本实验的材料在烟草浸出液中培 养，至少要有培养 小时，才可 观察到染色体畸变现象。19.32、改错型例题 ：为证明“唾液淀粉酶对淀粉有消化作用”，某同学制订了 下列实验方案。 (1)实验目的(略)(2) 实验材料和用具(略) (3) 实验方法和步骤 取2支试管，编号为A和B，各注人2m L浆糊。 用凉开水漱口后，用小烧杯收集唾液。 向A试管内加人2m L唾液。 向2支试管中各滴加2滴碘液。 将2支试管振荡后放在37水中恒温10min，同时取出2支试 管，观察试管内溶液颜色的变化。 (4) 结论：唾液中含有淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖。该实验的方法和步骤以及结论有没有错误？如果有请指出并 改正。实验方法和步骤中的错误：第步应在B试管中加入2 mL清水；第步和第 步应作对调，以排除碘液对淀粉分解的影响。结论错误：本实验只能证明唾 液对淀粉的分解作用，但不能证明具体分解后的产物是什么。3、补充完善型 例、光和叶绿体是光合作用的重要条件，淀粉 是光合作用的主要产物。要验证光合作用需要 光和叶绿体，请根据提供的实验材料和用具， 补充完整实验步骤和实验结果，并分析回答有 关问题。 一.材料用具：银边天竺葵，黑纸板，白 纸板，吸管，适宜浓度的酒精，碘液， 回形针，打孔器。二.方法步骤： 第一步：将天竺葵放在黑暗处24小时。第二步：将黑纸板用回形针夹在绿色部 位上，然后把植株放在阳光下照射46h 第三步：剪下此叶片，用打孔器分别在 A B C 部位各取几个小圆片。黑纸片遮光照光的绿色 照光的白色第四步：把取下的叶圆片放入装有酒精 溶液的试管中，热水浴加热，脱色，清 水中漂洗。 第五步： 将三种小圆片放在白纸板上，用 吸管吸取碘液，分别滴在其上。三.预期结果： A. B. C.不变蓝 变蓝 不变蓝4、析因型为验证pH值对唾液淀粉酶活性的影响，实验如下： (1)操作步骤：在15号试管中分别加入05的淀粉液2mL。加完淀粉液后，向各试管中加入相应的缓冲液300mL，使各试管中 反应液的pH值依次稳定在5.40 6.20 7.00 7.80 8.60。分别向15号试管中加入05唾液1mL，然后进行37恒温水浴。反应过程中，每隔1min从第3号试管中取出一滴反应液，滴在比色板 上，加一滴碘液显色，待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比 色，记录结果。 (2)结果见表12-1 表12-1试验结试验结 果记录记录 表试试管编编号 处处理12345PH 5.406.207.007.808.60结结果 （颜颜色+）+橙黄色+请回答： (1)实验过程为什么要选择37恒温？ (2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明什么？ (3)如果反应速度过快，应当对唾液做怎样的调整？ (4)该实验得出的结论是什么？答案 (1)在该实验中，只有在恒温的条件下，才能排除温度因素对结 果的干扰；37是唾液淀粉酶起催化作用的适宜温度 。(2)淀粉已完全水解 (3)提高唾液的稀释倍数 (4)唾液淀粉酶的最适pH值是7.00，高于或低于此pH值时，酶 的活性逐渐降低二、实验设计的基本方法明确实验目的和要求。搞清实验原理。确定实验思路。设计实验步骤。预测实验结果及分析。记录实验现象、数据。实验结论。做出实验评价。1.2.3.4.5.6.7.8.设置对照原则单一变量原则平行重复性原则随机性原则可操作性原则实验设计原则物质等量条件相同三、实验设计原则1、设置对照原则有比较才有鉴别，对照是实验控制的手段之一，通 过设置对照实验，可以消除无关因子对结果的影响，证 明实验的客观性，具有说服力和可信度。因而一个实验 通常分：实验组和对照组，分完组之后要注意编号。 对照实验的类型：1.空白对照：指不做处理的对照组。2.相互对照：指不另设对照组，而是几个实验组相互对 比对照，在等组实验中大都运用。3.自身对照：指实验与对照在同一对象上进行，不 另设对照组。例如：动物激素饲喂小动物”的实习实验，采用等组实 验法，其实验设计方案是： 甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）；乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件对照组）；丙组：不饲喂药剂（空白对照组）；虽然，乙组为条件对照。该实验即设置了条件对照， 又设置了空白对照，通过比较、对照、更能充分说明实 验变量甲状腺激素有促进动物的生长发育。4、条件对照：指虽给对象施加某种实验处理，但这 种处理是做为对照意义，或者说这种处理不是实验假 设所给的实验变量意义。例题胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为 了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，请以小 白鼠为实验对象设计实验步骤，预测和解释实验应出现 的结果，并写出实验结论。 （一）实验材料和用具： 正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜 浓度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性试剂，注射器，试 管，烧杯等。 （二）实验步骤： （实验提示：采用腹腔注射给药，给药剂量不作实验设 计要求；给药1小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿 液。） （三）实验结果的预测、解释和结论：答案（二）（1）确定1只鼠为实验鼠，腹腔注射胰高血糖素溶液 ；另一只鼠为对照鼠，腹腔注射等量生理盐水。（2）将两支试管分别编号为1号和2号，各加入等量的班氏糖 定性试剂。（3）给药1小时后，对两只小白鼠采尿液，实验鼠尿液放入1 号试管内，对照鼠尿液放入2号试管内。（4）将两支试管摇匀后，放入盛有开水的烧杯内加热煮沸， 待冷却后，观察两支试管溶液颜色的变化。（三）1号试管中应该出现砖红沉淀，实验鼠尿液中有葡萄 糖；2号试管中仍为蓝色溶液，表明对照鼠尿液中无葡萄糖 。实验结论：实验鼠血糖升高，超过一定数值而出现糖尿， 是胰高血糖素具有升高血糖的生理作用所引起的。2.确认变量的原则单一变量原则。控制其他因素不变，而只改变其中某一因素，观察该变 量对实验材料和实验结果的影响的影响。注：实验变量是单因子，也可能是双因子（比较少见例题） 。含义 无论实验几个因子，都应作到一个实验因子对应 一个反应结果。要确保单因子变量的操作的规范性，仅可能的避 免无关变量（因子）及额外因子的干扰。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他 实验条件要做到前后一致。 例：某学生为了证明植物呼吸放出二氧化碳，设计了 如下图的实验装置，其中绿色植物生长旺盛。将装置在 黑暗中放置了24小时后观察结果。试分析： 在实验中，有同学提出，需要同时进行另一组其他条件 相同但不放植物的实验。你认为有没有意义？简述原因。 有意义，因为该实验需要设立对照实验，即放有植物的 烧杯内的石灰水因吸收植物放出的二氧化碳而变浑浊，对照 实验中的石灰水不变浑浊。 例：如图是用来测量植物吸水和蒸腾速率的实验装置 ： 根据图示实验装置，如何建立本实验的对照组（用 文字说明）？对照组有何意义？ 例：如图是用来测量植物吸水和蒸腾速率的实验装置 ： 与图中装置相似,但不放植物,通过对照实验论证植物失 水是否包括装置本身失水同时对照组的实验结果随时调整环 境因素的恒定性 。v增加水中O2：泵入空气或吹气或放入绿 色植物；v减少水中O2：容器密封或油膜覆盖或用 凉开水；v除去容器中CO2：NaOH溶液、Na2CO3溶液 ；v除去叶中原有淀粉：置于黑暗环境（饥 饿）；v除去叶中叶绿素：酒精水浴加热（酒精 脱色）；四、实验条件的控制方法v除去植物光合作用对呼吸作用的干扰： 给植株遮光；v单色光的获得：棱镜色散或透明薄膜滤 光；v血液抗疑：加入柠檬酸钠（去掉血液中 的Ca2+）；v线粒体提取：细胞匀浆离心；v骨无机盐的除去：HCl溶液；v消除叶片中脱落酸的影响：去除成熟的 叶片；v消除植株本身的生长素：去掉生长旺盛 的器官或组织（芽、生长点）；v补充植物激素的方法：涂抹、喷洒、用 含植物激素的羊毛脂膏或琼脂作载体；v补充动物激素的方法：口服（饲喂）、 注射；v阻断植物激素传递：插云母片法。（17）固体材料的研磨可用二氧化硅，叶绿体或其 它细胞器要注意保护（叶绿体用碳酸钙）。细胞破裂 加清水，细胞失水加氯化钠盐溶液，注意搅拌。（16）隔绝气体密封玻璃容器可用石蜡，隔绝液体和 空气可用油膜，排气或充气根据升温或冷却。 （18）.PH值，缓冲溶液（HCO3-/H2CO3 、HPO43-/H2PO42-）。（19）.矿质元素、激素施加或除去，注意量的控制 。五、实验结果的显示方法实验现象的观测 指标v光合作用：O2释放量或CO2吸收量或有机物 生成量。例：水生植物可依气泡的产生量或产 生速率；离体叶片若事先沉入水底可依单位时 间内上浮的叶片数目；植物体上的叶片可依指 示剂（如碘液）处理后叶片颜色深浅。v呼吸作用：O2吸收量或CO2释放量或有机物 消耗量v原子或分子转移途径：同位素标记法或元素 示踪法v细胞液浓度大小或植物细胞活性：质壁分离 与复原v溶液浓度的大小：U型管+半透膜v甲状腺激素作用：动物耗氧量、发育速 度等v生长激素作用：生长速度(体重、体长变 化)v胰岛素作用：动物活动状态（是否出现 低血糖症状昏迷）v胰高血糖素作用：尿糖的检测（在尿液 中加班氏试剂进行沸水浴，看是否出现砖 红色沉淀）v菌量的多少：菌落数、亚甲基蓝褪色程 度v生长素作用及浓度高低的显示：可通过 去除胚芽鞘后补充生长素后的胚芽生长情 况来判断（弯曲、高度）v淀粉：碘液（变蓝色）v还原性糖：斐林试剂/班氏试剂（沸水浴 后生成砖红色沉淀）vCO2：Ca(OH)2溶液（澄清石灰水变浑浊)v乳酸：pH试纸vO2 ：余烬复燃v蛋白质：双缩脲试剂（紫色）v脂肪：苏丹染液(橘黄色）；苏丹染 液(红色）vDNA：二苯胺（沸水浴，蓝色）、甲基绿 （染色后，呈绿色）vRNA：吡罗红（呈红色）、苔黑酚乙醇溶 液例题据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有 益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。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。请你完成下面的实验鉴定报告。 (1)实验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原性糖和淀粉。 (2)实验原理：还原性糖可用_试剂、淀粉可用_ 试剂来检测。 (3)实验器材：一种茅草的根、所需试剂、刀片、载玻片、酒精 灯、试管夹、火柴、滴管。 (4) 设计实验步骤: 鉴定还原性糖：_； 鉴定淀粉：_。 (5)实验现象：_