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2022年高考二輪-專題八:實(shí)驗(yàn)部分2教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)1.常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)方法教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法制作DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型構(gòu)建物理模型法種群數(shù)量增長(zhǎng)模型構(gòu)建數(shù)學(xué)模型法分離各種細(xì)胞器差速離心法證明DNA進(jìn)行半保留復(fù)制同位素標(biāo)記、密度梯度離心法分離葉綠體中的色素紙層析法觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂死體染色法二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)觀察線粒體活體染色法探究酵母菌的呼吸方式對(duì)比實(shí)驗(yàn)法和產(chǎn)物檢測(cè)法赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)同位素標(biāo)記法摩爾根證明基因在染色體上假說(shuō)—演繹法薩頓提出“基因位于染色體上”的假說(shuō)類比推理法調(diào)查土壤中小動(dòng)物類群豐富度取樣器取樣法估算種群密度(運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)的生物)標(biāo)志重捕法估算種群密度(運(yùn)動(dòng)能力弱的生物)樣方法1.常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)方法二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)2.實(shí)驗(yàn)條件的常用控制方法增加水中的氧氣泵入空氣或吹氣或放入綠色植物減少水中的氧氣容器密封或油膜覆蓋或用涼開(kāi)水除去光合作用對(duì)呼吸作用的干擾植株遮光得到單色光棱鏡色散或彩色薄膜濾光線粒體提取細(xì)胞勻漿離心除去葉片中的葉綠素酒精加熱(1)物理方法類二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)(2)化學(xué)藥劑類提供CO2的方法NaHCO3除去容器中的CO2NaOH溶液或KOH溶液(3)滅菌方法:微生物培養(yǎng)的關(guān)鍵在于滅菌,對(duì)不同材料滅菌方法不同:培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌;接種環(huán)用火焰灼燒滅菌;雙手用肥皂洗凈,擦干后用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒;整個(gè)接種過(guò)程都在實(shí)驗(yàn)室無(wú)菌區(qū)進(jìn)行。2.實(shí)驗(yàn)條件的常用控制方法二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)通過(guò)“光合作用的探究過(guò)程”經(jīng)典實(shí)驗(yàn):掌握“對(duì)照”和“變量”在實(shí)驗(yàn)中的重要性。⑴單一變量原則
①自變量與因變量②無(wú)關(guān)變量與額外變量⑵對(duì)照性原則①空白對(duì)照②條件對(duì)照③自身對(duì)照④相互對(duì)照3.常見(jiàn)類型一二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)⑶等量原則①所用生物材料要相同②所用實(shí)驗(yàn)器具要相同③所用處理方法要相同④所用實(shí)驗(yàn)試劑要相同例1:如表是某小組為“探究過(guò)氧化氫酶的活性是否受pH影響”而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)操作步驟,據(jù)表回答下列問(wèn)題:步驟操作方法試管甲試管乙1加體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液2mL2mL2加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸1mL/3加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液/1mL4加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的豬肝研磨液2滴2滴5觀察______二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)(1)本實(shí)驗(yàn)的自變量是_____,因變量是______________________,可觀測(cè)的指標(biāo)是_________.(2)上述操作步驟中存在明顯的缺陷,請(qǐng)寫(xiě)出改進(jìn)方案:___.pH過(guò)氧化氫分解速率相同時(shí)間內(nèi)氣泡的產(chǎn)生量增設(shè)丙組,加2mLH2O2液和1mL蒸餾水后加入2滴豬肝研磨液與甲、乙組對(duì)照,其他步驟不變步驟操作方法試管甲試管乙1加體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液2mL2mL2加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸1mL/3加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液/1mL4加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的豬肝研磨液2滴2滴5觀察______二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)(3)為了將此多余的豬肝研磨液保留到下次使用,應(yīng)對(duì)它進(jìn)行
(填“高溫”或“冷藏”)處理(4)如果用出現(xiàn)同一結(jié)果所需要的時(shí)間來(lái)表示酶的活性,那么所需的時(shí)間越長(zhǎng),酶的活性越___.冷藏低(或弱)二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)步驟操作方法試管甲試管乙1加體積分?jǐn)?shù)為3%的過(guò)氧化氫溶液2mL2mL2加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的鹽酸1mL/3加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液/1mL4加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的豬肝研磨液2滴2滴5觀察______(1)通過(guò)“基因的分離定律”經(jīng)典實(shí)驗(yàn),學(xué)會(huì)生物實(shí)驗(yàn)常用的方法--“假說(shuō)-演繹”。4.常見(jiàn)類型二二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)(2)利用“假說(shuō)-演繹法”解答探究類題目的方法①“假說(shuō)-演繹法”的基本內(nèi)容:4.常見(jiàn)類型二二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)②“假說(shuō)-演繹法”在解題時(shí)的應(yīng)用:用此法解答題目的流程是先作假設(shè),然后根據(jù)假設(shè)進(jìn)行演繹推理(一般要畫(huà)遺傳圖解)得出結(jié)果,再由結(jié)果得出結(jié)論,但在具體應(yīng)用時(shí),應(yīng)注意:A.根據(jù)題目中的信息,要提出全部的假設(shè),不能有遺漏。B.對(duì)所提出的每一個(gè)假設(shè),都要做出一個(gè)相應(yīng)的結(jié)果和結(jié)論。C.反推--根據(jù)結(jié)論推結(jié)果,即若結(jié)論是正確的,則必然對(duì)應(yīng)一個(gè)正確的結(jié)果,這是解題的關(guān)鍵。例2:下列根據(jù)孟德?tīng)柕募兎N黃色圓粒豌豆和綠色皺粒豌豆作親本的雜交,F1自交和測(cè)交等一系列實(shí)驗(yàn),利用“假說(shuō)-演繹法”分析現(xiàn)象→作出假設(shè)→檢驗(yàn)假設(shè)→得出結(jié)論,最后得出了自由組合定律。(1)孟德?tīng)柼岢龅慕忉屪杂山M合現(xiàn)象的“假說(shuō)”是:
。(2)孟德?tīng)柕摹把堇[”過(guò)程是:
。(3)孟德?tīng)栕龅臏y(cè)交實(shí)驗(yàn)的結(jié)果驗(yàn)證了他的假說(shuō)。F1形成配子時(shí),成對(duì)的遺傳因子彼此分離,不成對(duì)的遺傳因子自由組合,F(xiàn)1產(chǎn)生4種比例相等的配子,雌、雄配子的結(jié)合是隨機(jī)的。若F1產(chǎn)生配子時(shí)成對(duì)的遺傳因子分離,不成對(duì)的遺傳因子自由組合,則測(cè)交后代出現(xiàn)4種性狀,比例接近1:1:1:1二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)通過(guò)“生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”經(jīng)典實(shí)驗(yàn),掌握設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的“三大原則”(1)科學(xué)性原則(指在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),必須要有充分的科學(xué)依據(jù),也就是要以前人的實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),而不是憑空設(shè)想,主觀臆造)。(2)簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)原則(如,裝置簡(jiǎn)單、實(shí)驗(yàn)步驟較少、使用材料用具少、實(shí)驗(yàn)時(shí)間較短等)(3)對(duì)照原則。3.常見(jiàn)類型三二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)例3:某興趣小組為驗(yàn)證2,4-D對(duì)插條生根的促進(jìn)作用,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn).A.剪取同一楊樹(shù)植株上長(zhǎng)勢(shì)與長(zhǎng)度相同、部位相近且有3個(gè)芽的健壯枝條20根,隨機(jī)均分為甲、乙兩組;B.甲組每根插條上都保留3個(gè)芽,乙組每根插條上的芽全部去除;C.將甲組插條的下端插入適量蒸餾水中,乙組插條的下端插入等量適宜濃度的2,4-D溶液中.兩組均置于相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng);D.每天觀察、記錄插條上芽的數(shù)目.請(qǐng)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析:(1)每組選取多根插條的目的是
.減少實(shí)驗(yàn)誤差(排除偶然因素對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響或排除無(wú)關(guān)變量的影響)二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)(2)請(qǐng)指出該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的兩項(xiàng)不合理之處.①
;②
.觀察、記錄插條上芽的數(shù)量不對(duì)(或觀察記錄的指標(biāo)不對(duì))甲、乙兩組插條上芽的數(shù)量不等(或沒(méi)有控制好變量)例3:某興趣小組為驗(yàn)證2,4-D對(duì)插條生根的促進(jìn)作用,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn).A.剪取同一楊樹(shù)植株上長(zhǎng)勢(shì)與長(zhǎng)度相同、部位相近且有3個(gè)芽的健壯枝條20根,隨機(jī)均分為甲、乙兩組;B.甲組每根插條上都保留3個(gè)芽,乙組每根插條上的芽全部去除;C.將甲組插條的下端插入適量蒸餾水中,乙組插條的下端插入等量適宜濃度的2,4-D溶液中.兩組均置于相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng);D.每天觀察、記錄插條上芽的數(shù)目.請(qǐng)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析:(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改正后,甲組起
作用二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)對(duì)照3.類型四:歸納、演繹、類比和模型方法方法舉例歸納細(xì)胞學(xué)說(shuō)的提出演繹孟德?tīng)枌?duì)測(cè)交實(shí)驗(yàn)的預(yù)測(cè)類比薩頓的推理(根據(jù)基因和染色體之間的平行行為,推斷基因位于染色體上)模型方法概念模型如對(duì)真核細(xì)胞結(jié)構(gòu)共同特征的文字描述、達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)的解釋模型等物理模型如人工制作或繪制的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型等數(shù)學(xué)模型如“J”型種群增長(zhǎng)的數(shù)學(xué)模型:Nt=N0λt二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)例4:例5.萘乙酸(NAA)是生長(zhǎng)素類似物,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用廣泛,其生理作用與濃度密切相關(guān)。下面是探究萘乙酸(NAA)對(duì)扦插枝條生根作用的最佳濃度范圍的實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)你進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和完善。(1)實(shí)驗(yàn)原理:萘乙酸與生長(zhǎng)素一樣,對(duì)植物生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)作用具有________性。(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程與方法:①取材:取山茶花植株生長(zhǎng)良好的半木質(zhì)枝條,剪成5~7cm,每段插條芽數(shù)相同。②實(shí)驗(yàn):將插條分別用具有一定濃度梯度的萘乙酸溶液處理(如圖1)8~12h后,再將處理過(guò)的插條下端浸在清水中,置于適宜溫度條件下培養(yǎng),觀察并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。③建模:根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),建立數(shù)學(xué)模型(如圖2)。兩重性二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)(3)結(jié)果分析與評(píng)價(jià):
①數(shù)學(xué)模型是用來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的___________。
②從圖2中,可得出的結(jié)論是_____。數(shù)學(xué)形式(3)結(jié)果分析與評(píng)價(jià):②從圖2中,可得出的結(jié)論是_____。300~500mg·L-1(或400mg·L-1左右)的萘乙酸是促進(jìn)山茶花插條生根的適宜濃度二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)(3)結(jié)果分析與評(píng)價(jià):③為了提高所建數(shù)學(xué)模型的科學(xué)性和可靠性,請(qǐng)改正圖1所示的實(shí)驗(yàn)方案中一處明顯的不足:____________。④若利用上述實(shí)驗(yàn)相同的方法,探究萘乙酸對(duì)葡萄插條生根作用的最佳濃度范圍時(shí),除第一組外其余各組均沒(méi)有長(zhǎng)出不定根,最可能的原因是____。增加每組插條數(shù)目(或重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)),求平均值萘乙酸的濃度過(guò)高二.教材中科學(xué)史的實(shí)驗(yàn)、研究方法及技術(shù)細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立過(guò)程(必一P10)不完全歸納法對(duì)細(xì)胞核功能的探索(必一P52)
對(duì)生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程(必一P65)
關(guān)于酶本質(zhì)的探索(必一P81)光合作用的探究歷程(必一P101)孟德?tīng)栠z傳實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法(必二P2-11)基因位于染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)(必二P28)
人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程(必二P42-46)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過(guò)程(必二P47)促胰液素的發(fā)現(xiàn)(必三P23)生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程(必三P46)另外:動(dòng)物激素生理作用的研究;同位
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