2019高中生物實驗設(shè)計專題學(xué)案(含答案及解析,用) - 副本

1、高中生物實驗設(shè)計專題一、實驗題按能力要求可劃分為四大題型：（1）實驗分析題型；（2）實驗方案的糾錯或完善題型；（3）實驗設(shè)計題型（驗證性實驗；探究性實驗）；（4）實驗有關(guān)的綜合類題型。二、實驗設(shè)計的一般模型：審題瀏覽試題 明確要求 挖掘條件：認(rèn)真審題辨信息，明確目的聯(lián)已知。 類型分析驗證性實驗題探究性實驗題實驗?zāi)康脑囶}中已知，用線畫出即可把試題中提出的問題變?yōu)殛愂鼍?。即探究（研究）自變量與因變量的關(guān)系（目的、課題，結(jié)論是確定自變量與因變量的具體關(guān)系）。實驗假設(shè)不需要假設(shè)對探究問題提出一種可能性原理分析實驗原理即實驗所依據(jù)的科學(xué)道理，涉及到生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的哪些方法和原理。要結(jié)合課本所學(xué)知識，

2、并充分利用題中給出的實驗條件，來確定實驗原理。材料分析一般試題會給出材料用具，但完全開放性試題要求根據(jù)實驗?zāi)康?，自主選擇實驗材料和用具（原則：不要少用也不要多用）。變量分析步驟1獲取變量，取材、分組并編號：獲取實驗中的自變量（唯一不同的量 ）（及無關(guān)變量和因變量），將若干生長狀況、大小等相同的材料（用具）均分若干組，并用1、2、3等標(biāo)號。要注意對照、控制變量、平行重復(fù)等原則。步驟2材料處理：不施加自變量（自然條件或模擬自然條件）設(shè)為對照組；施加自變量，設(shè)為實驗組（也可能是相互對照）；控制無關(guān)變量，即其他條件相同且適宜。（注意對照原則、可操作性原則和平行重復(fù)原則）步驟3在相同且適宜條件下反應(yīng)或培

3、養(yǎng)一段時間。注：若題干中沒有具體數(shù)據(jù)，則用定性語言“等量、適量”來表述。步驟4觀察（或測量或測定）和記錄最直接、最簡單的因變量，并求平均值：尋找具有可操作性的觀察指標(biāo)（特異顏色變化、沉淀反應(yīng)；形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征變化等），或測定指標(biāo)（生長發(fā)育速度、生化反應(yīng)速度等）、記錄數(shù)據(jù)。結(jié)果分析根據(jù)實驗原理確定已知實驗結(jié)果，并對實驗結(jié)果進行準(zhǔn)確描述對應(yīng)假設(shè)，分類討論：指出自變量與因變量有什么具體關(guān)系。即若（結(jié)果），則（結(jié)論）。一般有3種情況：若實驗組和對照組無顯著差異（a=b），則自變量無影響；若實驗組比對照組好（ab），則自變量有利；若實驗組比對照組差（ab），則自變量不利。（如果是相互對照，也分類討論）

4、實驗結(jié)論對應(yīng)實驗?zāi)康淖龀隹隙ńY(jié)論正確表達將實驗分析的成果用語言或表格或圖形（曲線、柱形圖等）予以表達 檢查檢查實驗設(shè)計及語言表達有沒有科學(xué)性錯誤 三、對照原則、控制變量原、平行重復(fù)原則及預(yù)實驗的意義1、對照原則：排除實驗操作等誤差，排除食物、溶劑等影響，說明實驗結(jié)果單純由于某個實驗條件的不同（即自變量）產(chǎn)生。通過對比，增強實驗結(jié)果的說服力。2、控制變量（單一變量或等量、隨機、均分）原則：排除環(huán)境因素（無關(guān)變量）對實驗的干擾，排除實驗偶然性，提高實驗正確率。3、平行重復(fù)原則：取多個或重復(fù)實驗求平均值，排除實驗材料個體差異或?qū)嶒灢僮鞯日`差對實驗結(jié)果的影響，減少實驗誤差。4、預(yù)實驗：為進一步實驗摸索

5、條件，也可以檢驗實驗設(shè)計的科學(xué)性和可行性，以免由于設(shè)計不周、盲目開展實驗而造成人力、物力和財力的浪費。四、實驗結(jié)果記錄表格和圖形（曲線圖、柱形圖）模式結(jié)果分析及結(jié)論：指出自變量與因變量有什么具體關(guān)系。即若（結(jié)果），則（結(jié)論）。特別注意：不論是表格，還是曲線圖、柱形圖，都需要有標(biāo)題（即自變量與因變量的關(guān)系表或圖）。1、1個自變量1）1個自變量，1個或多個因變量實驗組別12345自變量（根據(jù)題確定）對照組實驗組1實驗組2實驗組3實驗組4因變量（根據(jù)題確定）因變量1因變量2因變量3如：實驗組別12345汞溶液濃度（mg/l）05102550發(fā)芽種子的平均數(shù)（單位）幼苗的平均根長（單位）曲線圖如（柱形

6、圖略）：自變量因變量2）1個自變量，1個因變量，多個平行或重復(fù)實驗實驗組別12345自變量（根據(jù)題確定）對照組實驗組1實驗組2實驗組3實驗組4平行或重復(fù)組（根據(jù)題確定）123平均值（因變量單位/自變量單位）如： naa濃度 （ppm）每根枝條的生根數(shù)量枝條編號22.533.544.555.56第1枝條第2枝條第3枝條第4枝條第5枝條每一枝條平均生根數(shù)量（條）曲線圖如（柱形圖略）：（自變量）（因變量）2、2個自變量 自變量1 因變量自變量2對照組實驗組1實驗組2實驗組3實驗組4對照組實驗組a實驗組b實驗組c實驗組d如：曲線圖如：（自變量2）（因變量）（自變量1）五、專題訓(xùn)練（一）、實驗分析題型1

7、某生物興趣小組用迎春枝條作實驗材料，做了探究naa促進扦插枝條生根最適濃度實驗的預(yù)實驗，結(jié)果如圖所示。請根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果，設(shè)計進一步的探究實驗：材料用具：生長旺盛的一年生迎春枝條若干、燒杯、量筒、培養(yǎng)皿、naa、蒸餾水等。配制溶液： 配制濃度依次為2ppm、2.5ppm、3ppm6ppm的naa溶液9份 （溶液濃度梯度差為0.5ppm）。 解析：由曲線圖可知，促進生根的最適濃度在2ppm6ppm之間，又題干要求濃度梯度差為0.5ppm，因此配制濃度梯度依次為2ppm、2.5ppm、3ppm6ppm的naa溶液9份。實驗步驟： 將長勢相同的、等長大小的迎春枝條隨機平均分成9份，每份5枝 ；（解析：

8、獲取變量，取材分組并編號；遵循對照原則、控制變量原則、平行重復(fù)原則。因此本實驗的目的是探究最適濃度，因此不需設(shè)制空白對照，而是相互對照。）浸泡： 將9份枝條的基部分別浸泡在2ppm、2.5ppm、3ppm6ppm的naa溶液中 ；（解析：材料處理。）一天后， 取出枝條放在適宜相同條件下分別進行扦插培養(yǎng) ；（解析：在相同且適宜條件下反應(yīng)或培養(yǎng)一段時間。）十天后， 對扦插枝條的生根情況進行統(tǒng)計記錄 。（解析：觀察（測量、檢測）最直接、最簡單的因變量。）該實驗應(yīng)控制好兩個主要無關(guān)變量是： 各組枝條處理時間要長短一致 所用植物材料盡可能做到條件相同 。（解析：影響本實驗的無關(guān)變量有枝條處理時間、枝條來

9、源部位、溫度、扦插的土壤條件等。）請你設(shè)計一個表格來呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象。 naa濃度 （ppm）每根枝條的生根數(shù)量枝條編號22.533.544.555.56第1枝條第2枝條第3枝條第4枝條第5枝條每一枝條平均生根數(shù)量（條）解析：自變量與因變量的關(guān)系。2南方紅豆杉為世界珍稀瀕危物種，具有極其重要的藥用和經(jīng)濟價值。雖可利用種子繁殖，但種子的休眠期長，種子萌發(fā)率低，為挽救這一珍稀瀕危物種，某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組圍繞提前解除種子休眠提高發(fā)芽率這一目標(biāo)，做了如下實驗探究，通過實驗得到了下表中的實驗結(jié)果。請分析回答：處理方法發(fā)芽率機械破損后直接播種282%005%赤霉素浸種24小時238%機械破損后，再用005%

10、赤霉素浸種24小時804%機械破損后，再用40的005%赤霉素浸種24小時966%（1）根據(jù)該小組的研究內(nèi)容，請為他們的研究課題擬定一課題名稱： 打破（提前解除）南方紅豆杉種子休眠期的技術(shù)（方法、措施）研究。 【或探究人工處理紅豆杉種子提高發(fā)芽率的技術(shù)（方法、措施）研究】 。（解析：探究自變量與因變量的關(guān)系。）（2）該小組實驗前做出假設(shè)是： 機械破損、植物激素（赤霉素）、溫度等外因能解除種子的休眠期提高發(fā)芽率 。（解析：對探究的問題提出一種可能性。）（3）概括該小組實驗過程的主要步驟：將種子分為四組。 按表上要求對各組種子進行處理 ；（解析：實驗設(shè)計的第二、三步，如上表。） 播種并分別記錄各組

11、發(fā)芽情況 。（解析：實驗設(shè)計的第四步。）（4）該實驗可能得出的重要結(jié)論： 機械破損、赤霉素浸泡、溫度對解除種子休眠都有作用，但機械破損后再用40的赤霉素浸泡效果最好 。（解析：結(jié)論表中已經(jīng)給出，現(xiàn)在將表中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化文字描述，要求簡單、全面、準(zhǔn)備確。）（5）為了使研究結(jié)果更加科學(xué)，更具有說服力，應(yīng)做哪些方面的改進？ 設(shè)置對照組 。（解析：對照實驗使實驗具有說服力。）3在人群中有耳垂和無耳垂是一對相對性狀，已知無耳垂是隱性性狀，有耳垂是顯性性狀。某小組計劃調(diào)查上海市50個家庭的父母與子女間這對相對性狀的遺傳（假設(shè)一對夫妻只生一個孩子），作為一次研究性學(xué)習(xí)活動。（1）如果你是該小組中的一員，請你確定

12、本次研究活動的主要目的：_確定這一性狀是否為伴性遺傳（或驗證基因的分離定律，調(diào)查基因頻率等）_。（2）請設(shè)計一張表格（寫在下面），用于調(diào)查時統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并給表格起一個標(biāo)題。上海市部分家庭耳垂性狀遺傳的調(diào)查統(tǒng)計表父親性狀母親性狀兒子性狀女兒性狀有耳垂無耳垂有耳垂無耳垂有耳垂有耳垂有耳垂無耳垂無耳垂有耳垂無耳垂無耳垂（3）該實驗的不足之處是_被調(diào)查的家庭數(shù)目太少_。（二）、實驗方案的糾錯或完善題型4某同學(xué)由溫度能影響酶的活性聯(lián)想到溫度能否影響甲狀腺素的活性。為了探索這一問題，他做了一個實驗。在實驗步驟(1)、(2)、(3)中各有一處錯誤或不妥之處，請改正并預(yù)測實驗現(xiàn)象及結(jié)論。實驗步驟:(1)取三只相

13、同的潔凈玻璃缸，編上號，分別裝上等量的蒸餾水、河水、自來水。(2)取發(fā)育狀況不同的15只蝌蚪，分成三等份，分別放人1、2、3號玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的適宜外界條件下培養(yǎng)。（解析：（1）（2）為獲取變量取材分組）(3)每天同時向1、2、3號玻璃缸中分別投入普通飼料、甲狀腺制劑拌勻的飼料、用60溫水處理1小時的甲狀腺制劑拌勻的飼料。（解析：（3）為材料處理）(4)過幾天比較蝌蚪的發(fā)育狀況。（解析：（4）為培養(yǎng)、觀察記錄）改正：(1)“蒸餾水、河水、自來水”錯，應(yīng)改為“河水”。（解析：本實驗是探究溫度對甲狀腺素活性的影響，溫度是自變量，第一步中又分別用“蒸餾水、河水、自來水”，違反了“控制變量

14、或單一變量原則”，應(yīng)用等量的同一種液體，而該溶液是用來培養(yǎng)蝌蚪的，所以要蝌蚪自然生長的溶液，即“河水”）(2) “發(fā)育狀況不同的15只蝌蚪”錯，應(yīng)改為“發(fā)育狀況相同的15只蝌蚪”。（解析：同樣違反了“控制變量或單一變量原則”。）(3) “分別投入普通飼料、”錯，應(yīng)改為“分別投入等量且適量的普通飼料、”（解析：敘述中沒有體現(xiàn)出“控制變量或單一變量原則”。）預(yù)測實驗現(xiàn)象及結(jié)論：若2玻璃缸內(nèi)蝌蚪發(fā)育最快，而1、3玻璃缸內(nèi)蝌蚪發(fā)育狀況相同，說明高溫使甲狀腺制劑失活。若2玻璃缸內(nèi)蝌蚪發(fā)育最快，3玻璃缸內(nèi)次之，1玻璃缸最慢，說明高溫使甲狀腺制劑活性降低。若2、3玻璃缸內(nèi)蝌蚪發(fā)育狀況相同，而1玻璃缸內(nèi)較慢，

15、說明高溫未影響甲狀腺制劑活性。（三）、實驗設(shè)計題型5根據(jù)提供的實驗材料設(shè)計并完成ph對酶活性影響的實驗。材料用具：試管、量筒、燒杯、酒精燈、溫度計、新鮮唾液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3的可溶性淀粉溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5的鹽酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5的naoh溶液，清水、碘液。用正確方法完成實驗中的一些步驟： （1）第一步：實驗至少要取 三只（解析：設(shè)計ph值梯度時，至少要有酸性、中性、堿性三個梯度） 支潔凈的試管，編號后分別注入1ml新鮮唾液。（解析：第一步：獲取變量、取材分組）（2）第二步： 分別向1、2、3號試管中注入1ml鹽酸溶液，1ml naoh溶液，1ml清水 。（3）第三步：分別向試管中注入2ml淀粉溶液，振

16、蕩后將試管下部浸入裝有 35溫水 的燒杯中，這樣處理的原因是 酶的催化作用需要適宜的溫度 。（解析：第二、三步：材料處理?！?ml”可寫成“等量且適量”。）（4）第四步：10min后 取出試管，分別滴入1滴碘液并搖勻，觀察顏色變化 。（解析：第四步：反應(yīng)、觀察記錄）（5）實驗結(jié)果分析： 1、2號試管變藍，淀粉未被分解，因為過酸過堿的環(huán)境都會影響唾液淀粉酶的活性，3號試管不變藍，淀粉已被分解（解析：本實驗是教材上的已知實驗，三支試管都變藍、三支試管都不變藍的情況不存在） 。6現(xiàn)有一種植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關(guān)，探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響，

17、請你依據(jù)所給材料和用品設(shè)計出實驗的方法步驟，預(yù)測可能的實驗結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論。材料和用品：數(shù)量充足的鋪有濾紙的培養(yǎng)皿、無菌水、表面消毒過的種子等。方法步驟： 向培養(yǎng)皿中倒入適量的水，將等量的種子分別放入a、b兩組培養(yǎng)皿中 。 將a組置于有光照的環(huán)境中，b組置于黑暗環(huán)境中 。 將a、b兩組置于溫度、水分、空氣狀況適宜且相同的環(huán)境中培養(yǎng)一段時間 。 觀察并記錄兩組種子的萌發(fā)情況 。可能的實驗結(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論：有光組萌發(fā)，無光組也萌發(fā)(或答發(fā)芽率差異不顯著)，該種植物的種子萌發(fā)不受光的影響。有光組萌發(fā)，無光組不萌發(fā)(或答有光組發(fā)芽率高于無光組，差異顯著)，光是該種植物種子萌發(fā)的必要條件之一。

18、有光組不萌發(fā)，無光組萌發(fā)(或答無光組發(fā)芽率高于有光組，差異顯著)，光抑制該種植物種子的萌發(fā)。7蠶豆葉片是觀察氣孔的優(yōu)良材料，尤其是下表皮氣孔數(shù)目較多，氣孔是各種氣體進出葉片的通道。下圖為氣孔結(jié)構(gòu)示意圖，氣孔兩側(cè)的細胞稱為保衛(wèi)細胞，決定著氣孔的開閉。有人提出氣孔的開閉與保衛(wèi)細胞的吸水和失水有關(guān)。請你根據(jù)試題中所給的材料和用具設(shè)計一實驗，探究保衛(wèi)細胞吸水和失水與氣孔開閉之間的關(guān)系，并得出相應(yīng)結(jié)論。（1）材料用具：顯微鏡，鑷子，刀片，吸管，載玻片，蓋玻片，吸水紙，蒸餾水，0.3g/ml的蔗糖溶液。（2）實驗步驟：步驟1 取載玻片2片，分別在中央滴加蒸餾水和蔗糖溶液各一滴。（解析：“認(rèn)真審題辨信息”。

19、從材料用具中有顯微鏡、蒸餾水、0.3g/ml的蔗糖溶液我們可知本題的用意是“用顯微鏡觀察蠶豆葉片保衛(wèi)細胞在吸水和失水狀況下氣孔的開閉情況來判斷題中的假設(shè)”。步驟1進一步做了提示。因此實驗要取材、制片、鏡檢）步驟2 用鑷子撕取蠶豆葉片下表皮兩塊，分別置于載玻片中央的液滴中，蓋上蓋玻片 。步驟3 將裝片分別置于顯微鏡下觀察 。（3）實驗結(jié)果預(yù)測及結(jié)論 如果蒸餾水中氣孔開放，蔗糖液中氣孔關(guān)閉，說明失水使氣孔關(guān)閉，吸水使氣孔開放 。如果蒸餾水中氣孔關(guān)閉，蔗糖液中氣孔開放，說明失水使氣孔開放，吸水使氣孔關(guān)閉。（如果蒸餾水和蔗糖液中的氣孔都開放或關(guān)閉，說明氣孔的開放或關(guān)閉與吸水或失水無關(guān)。但這種情況是不會

20、發(fā)生的）8某課題小組的研究性學(xué)習(xí)課題是“探究影響細菌生長繁殖的因素?！彼麄冊谂囵B(yǎng)細菌的過程中發(fā)現(xiàn)了某種細菌（記作x）的周圍其他細菌的生長繁殖受到抑制。他們把x細菌接種到專門的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，一段時間后除去x細菌，用該培養(yǎng)基再培養(yǎng)其他細菌，結(jié)果其他細菌仍然不能生長和繁殖。據(jù)以上材料回答下列問題：（1）從生態(tài)學(xué)的角度分析，x細菌與其周圍細菌之間的關(guān)系稱競爭。（2）x細菌周圍的其他細菌不能生長和繁殖的原因最可能是x細菌代謝過程中產(chǎn)生了能抑制其他細菌生長和繁殖的物質(zhì)（解析：“認(rèn)真審題辨信息”，因題干中說“他們把x細菌接種到專門的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，一段時間后除去x細菌，用該培養(yǎng)基再培養(yǎng)其他細菌，結(jié)果其他細菌仍

21、然不能生長和繁殖”，而推得，但因缺乏對照實驗，因而不能得出肯定的結(jié)論，只是最大可能）。（3）為驗證（2）中的原因進行了如下實驗。請參照上述題目中給出的有關(guān)材料，補充相關(guān)的實驗步驟及結(jié)果：（解析：思路根據(jù)題干中的實驗步驟，再增加一個對照組）第一步：取兩個培養(yǎng)皿，按相同營養(yǎng)成分配制成甲、乙兩個培養(yǎng)基。第二步：在甲培養(yǎng)基上接種x細菌，培養(yǎng)一段時間后將x細菌除去；乙培養(yǎng)基上不接種x細菌作為對照。第三步：在這兩個培養(yǎng)基上分別培養(yǎng)接種相同的其他細菌，（一段時間后分別觀察甲、乙兩培養(yǎng)基中其他菌的生長情況。） 。第四步：在相同條件下，讓甲、乙兩個培養(yǎng)基上的細菌生長繁殖。實驗結(jié)果： 甲培養(yǎng)基上的其他細菌不能生長

22、繁殖，乙培養(yǎng)基上的其他細菌能正常生長繁殖 。abcd9為了驗證植物的根總是向著重力方向生長，有人設(shè)計了下列實驗：第一步：取已萌發(fā)的玉米4粒，分別放在培養(yǎng)皿的四個位置上（如圖所示），并且幼苗的根尖都朝向培養(yǎng)皿的中心。第二步：將濾紙剪成培養(yǎng)皿大小，蓋在玉米粒上，再蓋上濕棉花，直到填滿整個培養(yǎng)皿。然后蓋上培養(yǎng)皿蓋，使玉米粒不能移動位置。用膠布將培養(yǎng)皿和蓋粘牢。第三步：把培養(yǎng)皿豎立放在恒溫箱內(nèi)（無光照），不讓其滾動，在適宜的溫度下培養(yǎng)。請根據(jù)上述實驗的設(shè)計思路，回答下列有關(guān)問題：（1）若培養(yǎng)皿豎立起來后，位置c在正下方，那么，四粒玉米中，處于_ a_位置的玉米粒可作實驗對照。（2）請你預(yù)測該實驗的結(jié)果。a處作對照的玉米幼根豎直向下生長，b、c、d三處作實驗的玉米幼根都彎曲向下生長。或四粒玉米的根均向下生長。(其它正確答案也給分)。（3）萌發(fā)的玉米粒在恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)期間，其總重量和所含有機物重量分別發(fā)生了哪些變化？原因是什么？萌發(fā)玉米粒總重量增加，因為幼根生長吸水較多。有機物重量減少，因為細胞呼吸作用消耗了部分有機物。（4）現(xiàn)提供栽有玉米幼苗的花盆和紙箱若干，請你設(shè)計一個驗證植物莖具有背地生長特性的實驗。將一盆幼苗(花盆)豎直放置，一盆幼苗(花盆)側(cè)放(或倒放)，用紙箱罩住花盆，一段時間后觀察，可見兩個花盆中的幼苗莖均向上生長。(其它正確答案也