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文檔簡介
生物實驗專題突破第一頁,共一百三十頁,2022年,8月28日生物實驗專題突破專題一教材實驗研究與拓展專題二實驗設(shè)計與方法剖析專題三實驗分析方法剖析專題四雜交方案方法剖析第二頁,共一百三十頁,2022年,8月28日專題一教材實驗研究與拓展
●專題概述◆高考分析
◆復(fù)習(xí)指導(dǎo)●方法突破一、知識技能要熟練二、常規(guī)操作要規(guī)范三、原理現(xiàn)象會解釋四、技術(shù)方法能拓展五、新情境下能遷移六、設(shè)計思想能組合第三頁,共一百三十頁,2022年,8月28日◆高考分析教材實驗是教材中規(guī)定學(xué)生必須掌握的幾個實驗、演示實驗、生物科學(xué)史上經(jīng)典實驗。考試要求認(rèn)真分析這些實驗,在理解實驗設(shè)計思想的基礎(chǔ)上,對實驗選材、實驗條件的控制、實驗過程的評價和修正、實驗結(jié)果的預(yù)期和分析、實驗結(jié)論的得出等方面進(jìn)行深入剖析,達(dá)到熟悉和建立科學(xué)思維過程的目的。高考命題往往是在教材實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行重組與改造,創(chuàng)設(shè)新情境,提出新問題,考查學(xué)生的創(chuàng)新意識。對教材中常規(guī)實驗的考查一般為:⑴對實驗原理、實驗材料和實驗試劑的分析和解釋;⑵對實驗步驟及實驗順序的分析和解釋;⑶對實驗設(shè)計中對照實驗的分析和解釋;⑷對實驗結(jié)果的分析和解釋;⑸基本實驗操作儀器的使用(如顯微鏡)。第四頁,共一百三十頁,2022年,8月28日重視教材規(guī)定的實驗,以此作為全程復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)理解和掌握教材規(guī)定的實驗這些實驗內(nèi)容,是最基本的高考復(fù)習(xí)要求,是實現(xiàn)復(fù)習(xí)高效率的出發(fā)點。按照實驗研究方法和操作技術(shù)的不同,教材中的實驗大體上可分為兩大類:驗證性實驗和探究性實驗。(見表1)第五頁,共一百三十頁,2022年,8月28日實驗類型考綱知識要點驗證性實驗生物組織有機成分的提取、分離和鑒定實驗⑴生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定⑵綠葉中色素的提取和分離⑶生物體維持PH穩(wěn)定的機制顯微鏡下的觀察實驗⑷高倍顯微鏡的使用和觀察葉綠體⑸使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞⑹觀察根尖分生區(qū)細(xì)胞的有絲分裂⑺植物細(xì)胞的吸水和失水⑻觀察蝗蟲精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片探究性實驗酶學(xué)實驗⑼比較過氧化氫酶在不同條件下的分解⑽影響酶活性的條件⑾溫度對酶活性的影響設(shè)計與觀察實驗⑿植物向性運動的實驗設(shè)計和觀察⒀探索生長素類似物對促進(jìn)插條生根的最適濃度⒁土壤中小動物類群豐富度的研究⒁土壤微生物的分解作用⒂培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化調(diào)查實驗⒃調(diào)查人群中的遺傳?、沼脴臃椒ㄕ{(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度第六頁,共一百三十頁,2022年,8月28日復(fù)習(xí)指導(dǎo)復(fù)習(xí)中應(yīng)注意對實驗技術(shù)的掌握,對實驗原理、實驗程序、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論等內(nèi)容的分析、歸納與總結(jié),更要站在全新的、應(yīng)用的角度去重新分析已做過的每一個實驗,從中提取出真正要掌握的最重要的內(nèi)容,主要包括兩部分內(nèi)容:一是每個實驗的設(shè)計思想、設(shè)計思路,要做到觸類旁通、能力遷移;二是每個實驗中最基本的實驗方法和技術(shù)(如顯微鏡、徒手切片、臨時裝片的制作、研磨、過濾等)。第七頁,共一百三十頁,2022年,8月28日方法突破
一、知識技能要熟練實驗知識和技能的考查,包含了對教材實驗的原理、取材、實驗步驟、實驗結(jié)果、注意事項、設(shè)計思想等的考查,常以選擇題的形式出現(xiàn)。建議復(fù)習(xí)時對教材中每一個實驗進(jìn)行概括總結(jié),要求能獨立完成考綱規(guī)定的相關(guān)實驗,理解實驗?zāi)康摹⒃?、方法和操作步驟,掌握相關(guān)的操作技能,并能將這些實驗涉及的方法和技能進(jìn)行綜合的運用。第八頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例1]
有時候,由于實驗材料用品所限而需要設(shè)法替代。下列各項中正確的是A.做植物細(xì)胞有絲分裂實驗時,可用蒜葉代替洋蔥B.做植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗時,可用30%的NaCl溶液代替30%的蔗糖溶液C.做葉綠體中色素的提取和分離實驗時,可用乙醇代替丙酮D.高倍顯微鏡的使用和觀察葉綠體時,可用葫蘆蘚代替第九頁,共一百三十頁,2022年,8月28日
思路分析:本題考查實驗的選材,可用排除法。A錯誤,做植物細(xì)胞有絲分裂實驗時,目的是要觀察細(xì)胞分裂,而蒜葉細(xì)胞不分裂,故不能代替洋蔥(根尖)。B錯誤,不能用30%的NaCl溶液代替30%的蔗糖溶液,因為30%的NaCl溶液(摩爾)濃度太高,分離速度快,會使細(xì)胞過度失水而死亡。C正確,色素可以溶解于有機溶劑,如丙酮、酒精、石油醚,故可以用酒精(乙醇)代替丙酮。答案:C第十頁,共一百三十頁,2022年,8月28日發(fā)散類比1.生物材料選擇要合理材料選擇要滿足實驗要求:如①可溶性還原糖鑒定實驗中不宜選擇甜菜、甘蔗等,因為這些材料中主要的糖類為不具還原性的蔗糖;②觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)流動時,選擇菠菜葉下表皮稍帶葉肉(葉表皮細(xì)胞沒有葉綠體,而靠近下表皮的葉肉細(xì)胞中含少而較大的葉綠體)或用蘚類(葉片薄、葉綠體大),觀察時應(yīng)選擇靠近葉脈部位細(xì)胞(葉脈附近細(xì)胞中水含量豐富,細(xì)胞質(zhì)流動明顯);③觀察有絲分裂時,選擇幼小根尖或動物受精卵;④觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗中選擇紫色洋蔥表皮(液泡呈紫色,便于觀察);⑤葉綠體中色素的提取實驗中選擇新鮮綠葉(葉綠素含量豐富)等。有些實驗需要對實驗材料進(jìn)行處理,如:通過升溫、損傷等手段加速細(xì)胞質(zhì)流動;研磨肝臟細(xì)胞以釋放出細(xì)胞的過氧化氫酶;向血細(xì)胞懸液中加入清水,使細(xì)胞吸水破裂等。第十一頁,共一百三十頁,2022年,8月28日2.藥劑選擇要恰當(dāng)實驗設(shè)計類題目通常會提供所需的器材和藥品,因此,如果能夠熟悉這些常用器材和藥品的用途和使用方法,往往能從中發(fā)現(xiàn)實驗設(shè)計的思路和方法,甚至具體的實驗步驟?,F(xiàn)在總結(jié)如下:NaOH:用于吸收CO2或改變?nèi)芤旱膒HCa(OH)2:鑒定CO2HCl:解離或改變?nèi)芤旱膒H或改變細(xì)胞膜通透性或使染色體中蛋白質(zhì)與DNA分開NaHCO3:提供CO2濾紙:過濾或紙層析紗布或尼龍布:過濾斐林試劑:可溶性還原糖的鑒定碘液:鑒定淀粉蘇丹Ⅲ、Ⅳ:脂肪的鑒定雙縮脲試劑:蛋白質(zhì)的鑒定二苯胺試劑:鑒定DNA檸檬酸鈉:血液抗凝劑NaCl:配制生理鹽水及其他不同濃度的鹽溶液瓊脂:激素或其他物質(zhì)的載體,用于激素的轉(zhuǎn)移或配制培養(yǎng)基蔗糖:配制蔗糖溶液,用于測定植物細(xì)胞液濃度或觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原龍膽紫溶液或醋酸洋紅:堿性染料,用于染色體染色CaCl2:基因工程中增大細(xì)菌細(xì)胞壁的通透性第十二頁,共一百三十頁,2022年,8月28日二、常規(guī)操作要規(guī)范常規(guī)操作是實驗考查的一個重點,包括使用各種玻璃器皿和其他工具、儀器,如顯微鏡的使用、水浴加熱、研磨和過濾、層析法、試劑配制、制作玻片標(biāo)本,以及進(jìn)行操作、觀察、記錄、繪圖等。要求能規(guī)范地進(jìn)行相關(guān)操作及其描述。第十三頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例2]在將顯微鏡的低倍鏡轉(zhuǎn)換成高倍鏡并尋找物像的過程中,不應(yīng)出現(xiàn)的操作過程是A.調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋B.調(diào)節(jié)粗準(zhǔn)焦螺旋C.轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器D.調(diào)節(jié)光圈思路分析:低倍鏡轉(zhuǎn)換成高倍鏡時的正確方法:將目標(biāo)轉(zhuǎn)至視野中央;轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器,使高倍鏡對準(zhǔn)通光孔;將細(xì)準(zhǔn)焦螺旋大約逆時針轉(zhuǎn)半圈。在觀察過程中,可根據(jù)需要,調(diào)節(jié)光圈,選擇合適的進(jìn)光量。答案:B第十四頁,共一百三十頁,2022年,8月28日發(fā)散類比1.視野中物像與標(biāo)本移動的關(guān)系是怎樣的?2.使用顯微鏡為什么先用低倍鏡,再換用高倍鏡?3.在視野中發(fā)現(xiàn)污點,如何判斷其位置?4.不同材料采用不同的制片方法:⑴裝片法:把整個實驗材料制成裝片,如用葫蘆蘚觀察葉綠體。⑵切片法:把材料切成薄片,以便觀察,如脂肪鑒定。⑶壓片法:把材料壓碎成一薄層,以便觀察,如觀察洋蔥根尖有絲分裂。⑷涂片法:把材料在載玻片上涂成薄層,以便觀察,如血涂片。第十五頁,共一百三十頁,2022年,8月28日三、原理現(xiàn)象會解釋對教材實驗的原理、過程和現(xiàn)象要做到深層次的理解和解釋。注意找出自變量和因變量,以及本實驗的相關(guān)原理,然后構(gòu)思實驗變量的控制方法和實驗結(jié)果的獲得手段。解釋和預(yù)測材料實驗時,主要涉及尋找因果關(guān)系和它們之間的規(guī)律,分析自變量如何引起因變量的變化。第十六頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例3]下列有關(guān)實驗的說法不正確的是A.制片時,一般要求在載玻片中央滴一滴清水,這是為了避免材料變干影響觀察B.用清水漂洗已解離的洋蔥根尖,是為了維持細(xì)胞活性C.可溶性還原糖鑒定實驗中不宜選擇甜菜、甘蔗等,因為這些材料中主要的糖類為不具還原性的蔗糖;
D.當(dāng)觀察角度與赤道板相垂直時,才能看清有絲分裂中期細(xì)胞的染色體第十七頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析:四個選項都是關(guān)于實驗原理和現(xiàn)象的解釋,可用排除法。A正確,考查裝片的制作;B錯誤,用清水漂洗已解離的洋蔥根尖,是為了洗去多余的解離液,便于染色;C正確,可溶性還原糖鑒定實驗中不宜選擇甜菜、甘蔗等,因為這些材料中主要的糖類為不具還原性的蔗糖
D正確,考查有絲分裂圖像的觀察,或觀察角度與赤道板不垂直則染色體會重疊或者看上去比較分散。答案:B第十八頁,共一百三十頁,2022年,8月28日發(fā)散類比重要的、常考的教材實驗原理與現(xiàn)象舉例1.還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定原理和出現(xiàn)的顏色分別是什么?2.觀察細(xì)胞質(zhì)流動的實驗,為什么以葉綠體作標(biāo)志?3.觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實驗中,解離和壓片的作用是否相同?4.葉綠體中色素的提取與分離的原理相同嗎?層析結(jié)果濾紙條上色素的上下列順序是怎樣的?色素帶最寬的和最窄的分別是什么色素?相互間距離最大的是哪兩種色素?5.質(zhì)壁分離的內(nèi)因和外因分別是什么?第十九頁,共一百三十頁,2022年,8月28日四、技術(shù)方法能拓展教材實驗包含了一些正確的在某些特定條件下行之有效的技術(shù)方法,如根據(jù)顏色來確定某種物質(zhì)的存在:淀粉+碘液(藍(lán)色);還原性糖+=本尼迪特試劑(紅黃色);脂肪+蘇丹Ⅲ(橘黃)或+蘇丹Ⅳ(紅色);蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑(紫色);這些技術(shù)方法可用于一些類似的特定實驗中,甚至教材中的整個實驗,可用作其他用途,如植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗可用于鑒別細(xì)胞的死活、測定細(xì)胞液的濃度等。深刻挖掘教材實驗的技術(shù)方法,并能聯(lián)想、拓展應(yīng)用,是近年高考的常見考試形式,應(yīng)引起高度重視。第二十頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例4]
植物葉片表皮上分布有大量的氣孔,氣孔結(jié)構(gòu)如圖所示。當(dāng)組成氣孔的細(xì)胞(保衛(wèi)細(xì)胞)吸水后,會膨脹變形,氣孔開啟;反之細(xì)胞失水收縮,氣孔關(guān)閉。請以放置一小段時間的菠菜為材料設(shè)計一個實驗,證明氣孔具有開啟和關(guān)閉的功能。要求寫出實驗材料與主要用具、實驗步驟、預(yù)測實驗結(jié)果并作出解釋。⑴實驗材料與主要用具:⑵實驗步驟:⑶預(yù)測實驗結(jié)果并作出解釋:第二十一頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析:本題的一個重要核心是引流法操作的拓展應(yīng)用,考查的知識點是成熟植物細(xì)胞滲透吸水和失水的原理。本題的解題關(guān)鍵:一是通過審題分析,正確判斷出保衛(wèi)細(xì)胞吸水(開啟)、失水(關(guān)閉)與植物細(xì)胞滲透吸水、失水原理間的關(guān)系;保衛(wèi)細(xì)胞吸水,葉片氣扎開啟;保衛(wèi)細(xì)胞失水,葉片氣孔關(guān)閉。二是要熟悉和掌握臨時裝片的制片過程及顯微鏡的正確操作步驟。第二十二頁,共一百三十頁,2022年,8月28日答案:⑴實驗材料與主要用具:菠菜、清水、濃鹽水、蓋玻片、載玻片、顯微鏡、吸水紙、滴管、鑷子等。⑵實驗步驟:①取菠菜葉,用鑷子剝?nèi)”砥ぁ"谠谳d玻片上滴一滴清水,將表皮放入清水中,蓋上蓋玻片,制成臨時裝片。③將臨時裝片放在顯微鏡的載物臺上,先在低倍鏡下找到氣孔,移至視野中央,再換用高倍鏡進(jìn)行觀察,記錄觀察氣孔狀態(tài)。④在蓋玻片的一側(cè)滴上濃鹽水,在另一側(cè)用吸水紙吸取蓋玻片下的液體,反復(fù)做幾次。⑤繼續(xù)觀察氣孔的變化,并作好記錄。⑶預(yù)測實驗結(jié)果并作出解釋:在清水中氣孔應(yīng)開啟,因為當(dāng)細(xì)胞液濃度大于細(xì)胞外液濃度時,保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹,氣孔開啟。在濃鹽水中氣孔應(yīng)關(guān)閉,因為當(dāng)細(xì)胞液濃度小于細(xì)胞外液濃度時,保衛(wèi)細(xì)胞失水收縮,氣孔關(guān)閉。保衛(wèi)細(xì)胞的吸水、失水洋蔥表皮細(xì)胞的吸水、失水質(zhì)壁分離引流法。第二十三頁,共一百三十頁,2022年,8月28日五、新情境下能遷移點擊思維
教材實驗在新情境下的遷移應(yīng)用,并非教材實驗的簡單再現(xiàn),而是將教材實驗中常用的試劑、實驗方法、設(shè)計思路等應(yīng)用于新的實驗材料第二十四頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例5]某校生物興趣小組想設(shè)計兩個實驗:1.探究尿液中是否含葡萄糖;2.證明血液中存在葡萄糖?,F(xiàn)提供:新取尿液樣品、加有檸檬酸鈉的雞血、清水、試管、離心機、三腳架、大燒杯、火柴、酒精燈、石棉網(wǎng)等?;卮鹣铝袉栴}:⑴在實驗過程中,上述兩個實驗均需要增加的一種試劑是
,實驗原理為
。⑵實驗2比實驗1復(fù)雜,其原因是
。⑶寫出實驗2的實驗步驟、觀察到的現(xiàn)象。步驟1:
。步驟2:
。現(xiàn)象:
。第二十五頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析:
本題考查葡萄糖(是一種還原糖)的實驗鑒定,利用的是顯色原理,所以應(yīng)避免所用材料本身顏色對實驗結(jié)果的干擾。因此實驗2應(yīng)先分離出血漿,然后再驗證血漿中有無葡萄糖的存在。第二十六頁,共一百三十頁,2022年,8月28日答案:⑴斐林試劑或班氏試劑葡萄糖還是還原糖,加熱被斐林試劑氧化,生成磚紅色Cu2O沉淀⑵血液呈紅色,若直接用斐林試劑檢測葡萄糖,則產(chǎn)生的現(xiàn)象與血液顏色相近。而尿液的顏色不會干擾顯色反應(yīng)。⑶步驟1:取加有檸檬酸鈉的雞血5mL,用離心器離心,獲得上清液步驟2:取2mL上清液,加入新制的斐林試劑,在沸水中加熱現(xiàn)象:有磚紅色沉淀出現(xiàn)第二十七頁,共一百三十頁,2022年,8月28日技巧點撥這類試題,拋開外衣,實質(zhì)就是教材實驗的再現(xiàn)。與教材實驗相比,往往有三個變化:⑴實驗材料的變化:若所給材料不能直接用于實驗,須加以處理,如本題的血液不能直接用于還原糖的鑒定。再如試劑的濃度不適宜,應(yīng)重新組配。⑵實驗條件的變化:如光照條件,按實驗的要求可遮光或增加光照。⑶實驗結(jié)論的變化:根據(jù)題目的設(shè)計要求作出相應(yīng)的調(diào)整。第二十八頁,共一百三十頁,2022年,8月28日六、設(shè)計思想能組合
教材實驗是經(jīng)典的有代表性的實驗,包含了正確的設(shè)計思想和方法,如同位素示蹤法(驗證光合作用中氧氣的來源;噬菌體侵染細(xì)菌實驗證明DNA是遺傳物質(zhì);DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制;用18O2和14CO2追蹤光合作用中氧原子和碳原子轉(zhuǎn)移途徑的實驗等)、模擬實驗法(如滲透作用的實驗裝置等)、加法創(chuàng)意法(如用飼喂法研究甲狀腺激素,用注射法研究動物胰島素和生長激素,用移植法研究性激素等)、減法創(chuàng)意法(如用閹割法、摘除法研究性激素、甲狀腺激素和生長激素的實驗,雌蕊受粉后除去正在發(fā)育著的種子等)、溫度(或pH)對酶活性影響實驗的三種溫度(或pH)設(shè)置方法。設(shè)計思想的組合考查,是將教材中不同的實驗設(shè)計思想進(jìn)行重新組合,創(chuàng)造性完成相關(guān)的實驗方案設(shè)計。第二十九頁,共一百三十頁,2022年,8月28日技巧點撥
1.??嫉膶嶒炘O(shè)計思想組合舉例:①溫度(或pH)與蛋白質(zhì)變性、激素的活性、膜通透性、種子的活性、細(xì)胞分裂、微生物的呼吸強度等;②有絲分裂觀察法與秋水仙素誘發(fā)染色體變異;③還原糖的鑒定與胰島素的作用;④細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)與癌變的觀察;⑤單側(cè)光與重力對生長素分布的影響;⑥微生物培養(yǎng)技術(shù)與轉(zhuǎn)化技術(shù)侵染實驗;⑦酶解法與遺傳物質(zhì)的確認(rèn)。第三十頁,共一百三十頁,2022年,8月28日2.組合設(shè)計要注意“實驗組”與“對照組”確認(rèn)。一個實驗通常分為實驗組和對照組(控制組)。實驗組是施加實驗變量處理的被試組;對照組是不施加實驗變量處理的對象組,兩者對無關(guān)變量的影響是相等的,兩組之間的差別,被認(rèn)為是來自實驗變量的結(jié)果。第三十一頁,共一百三十頁,2022年,8月28日專題二實驗設(shè)計與方法剖析高考分析實驗設(shè)計類試題思維最大,信息和情境新穎,設(shè)問角度多樣,綜合性強,能力要求高,能較好地反映學(xué)生對生物學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能的掌握情況,能激活學(xué)生的創(chuàng)新意識并提高其思維能力。命題大多要求學(xué)生設(shè)計實驗原理,選擇實驗器材,安排實驗步驟,設(shè)計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗現(xiàn)象等,考查學(xué)生是否理解實驗原理,是否會分析實驗結(jié)果,是否具有靈活運用實驗知識的能力,是否具有在不同情境下遷移知識的能力。主要包括觀察類實驗設(shè)計、對照類實驗設(shè)計(驗證型、探究型)、調(diào)查類實驗設(shè)計、雜交類實驗設(shè)計.分析近幾年的全國各地高考試題,實驗設(shè)計是必考的一種題型。第三十二頁,共一百三十頁,2022年,8月28日解題指導(dǎo)
解答實驗設(shè)計類試題的一般思路:1.首先確定實驗?zāi)康?,并對其去粗取精,提煉要點。2.運用所學(xué)知識,找準(zhǔn)實驗原理,并要做到對原理理解透徹。3.根據(jù)實驗原理,對照實驗?zāi)康?,通過初步分析,確認(rèn)變量,初步形成操控變量的方法。4.根據(jù)變量的分析,確定對照的方法。5.結(jié)合實驗所給的條件,選取適當(dāng)?shù)姆椒ǎê啽阈栽瓌t),草擬具體步驟方案。6.設(shè)計具體步驟后,要順藤摸瓜,通過實驗結(jié)果(現(xiàn)象)的判斷,分析綜合得出實驗結(jié)論。7.回歸檢驗。檢查自己設(shè)計的實驗是否存在科學(xué)性原則,緊扣實驗原理來進(jìn)行分析;是否有遺漏的方法;是否還有其他可能性存在,即檢驗實驗的嚴(yán)密性、科學(xué)性問題。實驗設(shè)計的檢驗過程是終應(yīng)該對照實驗原理,回歸實驗?zāi)康?。第三十三頁,共一百三十頁?022年,8月28日方法突破
一、觀察方法要得當(dāng)觀察類的實驗設(shè)計大多是以教材實驗為依據(jù),變式考查對觀察材料的選擇、顯微鏡的使用、裝片的制作、染色方法等。觀察類實驗一般不需要另設(shè)對照組,解題時,只要能通過一定的方法觀察到規(guī)定的現(xiàn)象即可。第三十四頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例1]請設(shè)計一個實驗,觀察洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離后的自動復(fù)原現(xiàn)象。推薦材料;顯微鏡、載玻片、紫色洋蔥、吸水紙、滴管、清水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的KCl溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的酒精溶液等。設(shè)計原理:
。實驗步驟:第一步:將一小塊洋蔥表皮平展在載玻片中央的清水滴中,蓋上蓋玻片,在顯微鏡下觀察,可看到原生質(zhì)層緊貼在細(xì)胞壁上。第二步:
。第三步:觀察紫色洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離及自動復(fù)原現(xiàn)象。第三十五頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析:
植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與自動復(fù)原的原理是滲透作用,當(dāng)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度時,則植物細(xì)胞滲透失水。由于細(xì)胞壁的伸縮性小于原生質(zhì)層,所以發(fā)生質(zhì)壁分離。如果植物細(xì)胞吸收了外界溶液中的離子(或其他溶質(zhì)),改變了細(xì)胞內(nèi)外濃度差。當(dāng)外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度時,則植物細(xì)胞通過滲透吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離的自動復(fù)原??山Y(jié)合教材中的質(zhì)壁分離與復(fù)原的實驗進(jìn)行設(shè)計。注意所給出的三種試劑,選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的KCl溶液較合適,因為植物細(xì)胞能主動吸收K+和Cl-而發(fā)生質(zhì)壁分離的自動復(fù)原。注意引流法的運用。第三十六頁,共一百三十頁,2022年,8月28日答案:設(shè)計原理:滲透作用。實驗步驟:第二步:在蓋玻片的一側(cè)滴上質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的KCl溶液,在另一側(cè)用吸水紙吸取蓋玻片下的液體,反復(fù)做幾次。第三十七頁,共一百三十頁,2022年,8月28日誤點警示
觀察類實驗設(shè)計應(yīng)注意的問題:1.注意取材:根據(jù)觀察對象采用合適的材料,如觀察有絲分裂應(yīng)選取根尖分生區(qū)細(xì)胞;觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原應(yīng)選取成熟的植物細(xì)胞等。2.注意材料處理:根據(jù)不同材料,不同的觀察對象,做不同的材料處理,如浸泡、染色、解離、保持生活狀態(tài)等。3.注意制片方法。4.注意光學(xué)顯微鏡的使用方法。第三十八頁,共一百三十頁,2022年,8月28日二、變量操控要科學(xué)對照實驗設(shè)計的核心思想是變量的操控。解題時首要的任務(wù)是以實驗?zāi)康臑槟繕?biāo),以實驗原理為依據(jù),以實驗材料為基礎(chǔ),確認(rèn)實驗變量(自變量)和反應(yīng)變量(因變量),分析實驗變量如何操縱、無關(guān)變量如何控制、實驗變量如何檢測。第三十九頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例2]
為了驗證環(huán)境因子光照、二氧化碳的不足分別對光合作用的影響,可將葉片用打孔器打取小圓片,抽取葉內(nèi)氣體使之下沉于水中,在不同條件下根據(jù)葉圓片上浮所需時間的長短推測光合作用的相對強弱。請回答:⑴實驗假設(shè)
。⑵實驗組1:取三角瓶,編號A,加入一定量的冷開水;再加入一定量的NaHCO3粉末,使其在水中溶解;用黑紗布(透弱光)包裹三角瓶后,適宜溫度下水浴保溫;放入下沉小葉圓片10片,將三角瓶置于日光燈下;記錄葉片上浮所需時間或一定時間內(nèi)的上浮葉片數(shù)。參照實驗組1請簡要寫出實驗組2應(yīng)變化的條件
。參照實驗組1請簡要寫出對照組應(yīng)變化的條件
。⑶預(yù)期結(jié)果:實驗組1:
。實驗組2:
。⑷浸沒于水中的葉圓片上浮的原因
。第四十頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析
實驗?zāi)康氖球炞C環(huán)境因子光照、二氧化碳的不足分別對光合作用的影響。題干中已給出了實驗原理,即根據(jù)葉圓片上浮所需時間的長短推測光合作用的相對強弱。一個實驗變量是光照,操縱方法是遮光;一個實驗變量是CO2濃度,操縱方法是NaHCO3平衡法。反應(yīng)變量是葉圓片上浮,檢測方法是觀察并計時。第四十一頁,共一百三十頁,2022年,8月28日答案:⑴光照強弱(度)、CO2等條件都會影響光合作用⑵不加入NaHCO3粉末,不用黑紗布包裹三角瓶,其余方法與實驗組1相同不用黑紗布包裹三角瓶,其余方法與實驗組1相同⑶葉片上浮所需時間長(上浮慢)葉片上浮所需時間長(上浮慢)葉片上浮所需時間短(上浮快)⑷光合作用產(chǎn)生O2第四十二頁,共一百三十頁,2022年,8月28日方法導(dǎo)引
1.??嫉膶嶒炞兞康牟倏v方法:⑴增加水中氧氣——泵入空氣或吹氣或放入綠色植物⑵減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水⑶除去容器中CO2——NaOH溶液⑷平衡容器中CO2濃度——NaHCO3溶液⑸除去葉片中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境(饑餓處理)⑹除去葉片中葉綠素——酒精加熱⑺除去光合作用對細(xì)胞呼吸的干擾——給植株遮光第四十三頁,共一百三十頁,2022年,8月28日2.??嫉姆磻?yīng)的顯示方法:⑴光合速率——O2釋放量或CO2吸收量或淀粉產(chǎn)生量⑵呼吸速率——O2吸收量或CO2釋放量或淀粉減少量⑶原子途徑——放射性同位素示蹤法⑷細(xì)胞液濃度大小——質(zhì)壁分離、體積的變化⑸細(xì)胞是否死亡——質(zhì)壁分離、細(xì)胞質(zhì)流動⑹甲狀腺激素的作用——動物耗氧量,發(fā)育速度,神經(jīng)系統(tǒng)興奮性等⑺生長激素的作用——生長速度(體重變化,身高或身長變化)⑻胰島素的作用——動物活動狀態(tài)、血糖濃度第四十四頁,共一百三十頁,2022年,8月28日三、對照設(shè)置要合理對照實驗設(shè)置的合理與否,關(guān)鍵就在于如何盡量去保證“其他條件的完全相等”。具體來說有如下四個方面:①所用生物材料要相同,即所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。②所用實驗器具要相同,即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小型號要完全一樣。③所用實驗試劑要相同,即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題。④所用處理方法要相同,如:保溫或冷卻;光照或黑暗;攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說,看起來似乎是毫無意義的,但最好還是要作同樣的處理。第四十五頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例3]
穩(wěn)態(tài)是機體進(jìn)行正常新陳代謝等生命活動的必要條件,穩(wěn)態(tài)的維持需要調(diào)節(jié)。請利用活雞血完成下列與穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)有關(guān)的問題。⑴為了驗證血漿中的無機鹽含量對紅細(xì)胞形態(tài)的影響,現(xiàn)提供加入檸檬酸鈉溶液的活雞血、生理鹽水、10%NaCl溶液、蒸餾水、試管、滴管、顯微操作器材等,請設(shè)計實驗,并預(yù)期結(jié)果。A.方法步驟:
。B.預(yù)期結(jié)果:
。⑵為了研究血漿能否維持pH穩(wěn)定,某同學(xué)將血漿等量分裝到2支潔凈的試管甲、乙中,分別測定pH并記錄,再向甲管中滴1滴5%的鹽酸溶液,乙管中滴1滴1%的氫氧化鈉溶液,振蕩1min,再分別測定pH并記錄,觀察各管顏色變化。①試評價并完善此方案:
。②有同學(xué)猜想血漿通過緩沖作用來維持pH的相對穩(wěn)定,他需要的實驗證據(jù)是:
第四十六頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析:⑴驗證血漿中的無機鹽含量對紅細(xì)胞形態(tài)的影響,依據(jù)的原理是滲透作用。紅細(xì)胞在生理鹽水中可維持正常形態(tài),在高濃度的NaCl溶液中失水皺縮,在蒸餾水中過量吸水而脹破??稍陲@微鏡下觀察紅細(xì)胞的形態(tài)。即用10%NaCl溶液、蒸餾水與生理鹽水進(jìn)行條件對照。⑵根據(jù)實驗?zāi)康囊?,凡是涉及確定變化因素之間的因果關(guān)系的實驗中,一般都需要設(shè)計對照組實驗。該同學(xué)實驗設(shè)計的最大缺陷是缺少必要的對照。第四十七頁,共一百三十頁,2022年,8月28日答案:⑴A.方法步驟:①取3支試管,編號甲、乙、丙,分別加入生理鹽水、10%NaCl溶液、蒸餾水各2mL。②在3支試管中分別滴入1滴活雞血,振蕩搖勻,放置5min。③分別取3支試管中內(nèi)的混合液各1滴置于3張潔凈的載玻片上(編號),做成臨時裝片。④顯微鏡下觀察紅細(xì)胞的形態(tài),并記錄結(jié)果。B.預(yù)期結(jié)果:生理鹽水中的紅細(xì)胞保持正常形態(tài);10%NaCl溶液中的紅細(xì)胞皺縮;蒸餾水中的紅細(xì)胞破裂⑵①缺少對照。應(yīng)再增設(shè)兩個蒸餾水對照組,處理方法同甲、乙兩組。②增設(shè)兩個緩沖液對照組,處理方法同甲、乙兩組。加入鹽酸、氫氧化鈉溶液前后的pH也基本不變。第四十八頁,共一百三十頁,2022年,8月28日發(fā)散類比
1.設(shè)計實驗對照組的訣竅是什么?提示:在影響實驗結(jié)果的諸多因素中,設(shè)置實驗組與對照組只有一個因素即實驗要研究的因素不同,其他因素必須相同且適宜。這就是設(shè)置對照時的首要原則:單一變量原則第四十九頁,共一百三十頁,2022年,8月28日2.設(shè)置對照組有4種方法:⑴空白對照,即不給對照組作任何實驗處理。⑵條件對照,即雖給對照施以部分實驗因素處理,但不是所研究的實驗因素。這種對照方法是指不論實驗組還是對照組的實驗對象都作不同條件的處理,目的是通過實驗得出兩種相應(yīng)對立的結(jié)論,以驗證實驗結(jié)論的正確性。⑶自身對照,指對照組和實驗組都在同一研究對象上進(jìn)行,不再另外設(shè)置對照組,是實驗前后之間的對照。⑷相互對照,不單獨設(shè)置對照組,而是幾個實驗組之間的相互對照。即每一組既是實驗組又是其他組別的對照組。這種方法常用于等組實驗中。第五十頁,共一百三十頁,2022年,8月28日四、步驟設(shè)計要邏輯對照實驗步驟設(shè)計的一般規(guī)律:第一步,取材、分組、編號。在這里實驗材料包含實驗中用到的各種動植物,取材時要注意數(shù)量和生理及發(fā)育狀態(tài)相同;用具有燒杯、培養(yǎng)皿、飼養(yǎng)動物的容器等等。這些材料、用具在試題中都會給出,注意要結(jié)合實驗的目的和原理合理利用。第二步,相同處理和不同處理。根據(jù)實驗變量設(shè)置對照(注意:單一因素不同;其他因素相同且最適)。第三步,進(jìn)一步的相同處理。其他因素相同且最適的繼續(xù)。第四步,檢測、觀察、統(tǒng)計、比較。找出具體的觀察和記錄對象,觀察、記錄、統(tǒng)計、比較實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。如果實驗現(xiàn)象是隱蔽的,必須找出具體的檢測方法,以顯現(xiàn)實驗結(jié)果,便于觀察。第五十一頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例4]據(jù)報道,一些不法商家生產(chǎn)的所謂“100%純牛奶”居然根本不與牛發(fā)生關(guān)系,只要用香精、糖、自來水和一些添加劑,就可以生產(chǎn)出“純牛奶”。更為聳人聽聞的是,不法商家利用垃圾堆里的破舊皮鞋、皮衣、皮帽及其他皮具,經(jīng)過化學(xué)、生物處理,水解出皮革中的原有蛋白(稱“人造蛋白”),作為原料制成假牛奶。有人分析,“阜陽假奶粉案”所造成的大頭娃娃致死,并非單純是蛋白質(zhì)含量低那么單純,很可能是添加了“人造蛋白”所致。請設(shè)計實驗,探究“人造蛋白”是否比缺乏蛋白質(zhì)更有害兒童正常發(fā)育。⑴實驗材料:幼齡大白鼠若干、真正的純牛奶、不含任何蛋白質(zhì)的假牛奶、含有“人造蛋白”的假牛奶、發(fā)育狀況測定裝置(可測定一定的發(fā)育狀況指標(biāo),具體不作考試要求)、飼養(yǎng)裝置等。⑵實驗步驟:⑶預(yù)測實驗結(jié)果,并作出相應(yīng)的結(jié)論。(寫出其中2條即可)第五十二頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析:
該實驗步驟設(shè)計的基本點是:⑴本實驗的目的是探究“人造蛋白”是否比缺乏蛋白質(zhì)更有害兒童正常發(fā)育。但不能以幼兒直接實驗,應(yīng)選用幼齡大白鼠作實驗對象。⑵實驗的變量是“人造蛋白”,操縱方法是喂食。反應(yīng)變量是發(fā)育狀況。⑶應(yīng)設(shè)置兩個對照組,分別喂食真正的純牛奶和不含任何蛋白質(zhì)的假牛奶。⑷無關(guān)變量應(yīng)均衡控制。如選擇的大白鼠應(yīng)基本一致,如年齡、體重、發(fā)育狀況;分組應(yīng)隨機平分;喂食量應(yīng)相等;其他飼養(yǎng)條件相同且適宜。步驟的設(shè)計要求符合邏輯,先后順序很重要。第五十三頁,共一百三十頁,2022年,8月28日答案:⑵實驗步驟:①選取年齡相當(dāng)、體重相當(dāng)、發(fā)育良好的幼齡大白鼠若干,隨機平均分為三組,標(biāo)記為A、B、C。分別飼養(yǎng)。②每天分別給A、B、C三組大白鼠飼喂等量的真正的純牛奶、不含任何蛋白質(zhì)的假牛奶、含有“人造蛋白”的假牛奶。③在相同的且適宜的條件下飼養(yǎng)一段時間。④用發(fā)育狀況測定裝置測定A、B、C三組鼠的發(fā)育狀況。記錄各組發(fā)育狀況指標(biāo),計算出各組的平均值,進(jìn)行比較分析。⑶①A組發(fā)育正常,B組和C組均不正常,但B、C兩組發(fā)育狀裝飾品指標(biāo)差異不顯著。說明“人造蛋白”并不比缺乏蛋白質(zhì)更有害兒童正常發(fā)育。②A組發(fā)育正常,B組和C組均不正常,但B組比C組發(fā)育狀況指標(biāo)好,差異顯著。說明“人造蛋白”比缺乏蛋白質(zhì)更有害兒童正常發(fā)育。第五十四頁,共一百三十頁,2022年,8月28日技巧點撥
1.注意步驟設(shè)計的科學(xué)性。確定實驗采用的方法及必需(最佳)的操作程序,每一個步驟都必須是科學(xué)的,能及時對儀器和步驟進(jìn)行有效矯正。根據(jù)實驗?zāi)康?、原理和思路,設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。要思考題中所給出的實驗材料和試劑分別起什么,怎樣運用。要注意以下兩點:一是題中給出的實驗材料和試劑一般應(yīng)充分利用;二是除非題目條件允許,否則不能自己隨意加實驗材料和試劑。要特別注意“科學(xué)合理、設(shè)計簡捷、裝置簡單、效果明顯”的標(biāo)準(zhǔn)。第五十五頁,共一百三十頁,2022年,8月28日2.注意書寫的規(guī)范性。①步驟設(shè)計一般不宜連續(xù)描述,往往需要分段敘說,并加以編號。②試管(或燒杯、水槽等)要加以編號,以便敘說簡潔。③盡量使用規(guī)范的實驗術(shù)語,如:載玻片、蓋玻片、臨時裝片、無N培養(yǎng)基、含青霉素的培養(yǎng)基;等量的、其他條件相同且適宜;振蕩、充分研磨等。不能用含糊的口語,如:“蓋玻片”不能說是“薄的玻璃片”;“等量的”不宜說成“一樣多的”;“振蕩”不宜說成“晃動”“搖動”等等。第五十六頁,共一百三十頁,2022年,8月28日五、結(jié)果分析要全面仔細(xì)觀察并準(zhǔn)確記錄實驗現(xiàn)象,并根據(jù)實驗現(xiàn)象作出相應(yīng)的結(jié)論,一般規(guī)律是:⑴若條件X存在,事件P能發(fā)生,條件X改變,事件P不能發(fā)生,結(jié)論是“×××××××”。⑵若條件X存在,事件P能發(fā)生,條件X改變,事件P能發(fā)生(或發(fā)生程度改變),結(jié)論是“×××××××”。⑶若條件X存在,事件P不能發(fā)生,條件X改變,事件P能發(fā)生(或發(fā)生程度改變),結(jié)論是“×××××××”。第五十七頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例5]有機物在植物體仙的運輸是一個復(fù)雜的生理過程,環(huán)境因素不僅能影響有機物運輸?shù)乃俾?,也能影響有機物運輸?shù)姆较颉V参锴o上某葉片通過光合作用制造的有機物由于受環(huán)境因素的影響,既可能較多地運輸?shù)街参锏捻敹?,也可能較多地運輸?shù)街参锔浚ㄈ鐖D所示)。研究發(fā)現(xiàn),運輸?shù)姆较蚩赡芎痛髿鉁囟取⑼寥罍囟葍烧叩臏囟扔嘘P(guān)。請你根據(jù)所給材料和用品設(shè)計“探究大氣溫度、土壤溫度的溫并非對植物有機物運輸方向的影響”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。(已知植物體內(nèi)有機物運輸?shù)倪m宜溫度是22℃,低于15℃有機物運輸受限制)材料和用品:幾棵完全相同的實驗植物,分別能給大氣和土壤升降溫的儀器、溫度計、14C標(biāo)記的二氧化碳、放射性元素測量儀等。⑴方法步驟:⑵預(yù)測可能的實驗結(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論。
第五十八頁,共一百三十頁,2022年,8月28日此題的實驗設(shè)計首先一定要抓住“大氣溫度、土壤溫度的溫差對植物有機物運輸方向的影響”這個探究條件,這樣才能設(shè)計相應(yīng)的實驗步驟;其次要注意對照組的設(shè)計,大氣溫度和土壤溫度保持相同;最后要根據(jù)實驗結(jié)果,得出合理的結(jié)論。探究性的實驗設(shè)計,分析實驗結(jié)果要全面,考慮到各種可能性;如兩組的對照,大多有三種可能;變量促進(jìn)結(jié)果;變量抑制結(jié)果;變量與結(jié)果無關(guān),或全肯定;全否定;一肯定一否定等。思維上可按數(shù)學(xué)上的數(shù)值討論:若a>b,則……;若a<b,則……若a=b,則……。第五十九頁,共一百三十頁,2022年,8月28日答案:⑴方法步驟:①取三棵實驗植物,置于三種不同的環(huán)境中,對照組大氣溫度和土壤溫度都恒定在22℃;實驗組—大氣溫度為15℃,土壤溫度為22℃;實驗組二大氣溫度為22℃,土壤溫度為15℃;②分別只給植物上某一片葉(飼喂葉)飼喂14C標(biāo)記的二氧化碳(如上圖);③一段時間后分別測定對照組與實驗組一、二中植物頂端和植物根部中放射性碳的含量,分別記作植物頂端:a、a1、a2和植物根部:b、b1、b2。⑵①如果a<a1<a2,b2<b<b1,則說明大氣溫度大于土壤溫度,有利于有機物向頂端運輸;大氣溫度小于土壤溫度,有利于有機物向根部運輸;②如果a2<a1<a1,b1<b<b2,則說明大氣溫度大于土壤溫度,有利于有機物向根部運輸;大氣溫度小于土壤溫度,有利于有機物向頂端運輸;③如果a1=a=a2,b1=b=b2,則說明有機物的運輸與土壤溫度和大氣溫度沒有直接的關(guān)系。第六十頁,共一百三十頁,2022年,8月28日誤點警示
1.注意區(qū)分預(yù)測實驗結(jié)果和分析實驗結(jié)果,二者是有區(qū)別的,回答問題的方式不同。預(yù)測實驗結(jié)果——是根據(jù)實驗原理和事物間的相互關(guān)系,進(jìn)行理性分析,從而預(yù)先猜測可能是什么樣的結(jié)果、有幾種結(jié)果可能性,都要事先預(yù)測到。分析實驗結(jié)果——是從結(jié)果出發(fā)去尋找事物間的相互關(guān)系,或者推導(dǎo)出一般性的結(jié)論或規(guī)律等。它是分析應(yīng)有的實驗結(jié)果,對意料之外的結(jié)果乃至失敗的情況作出恰當(dāng)?shù)姆治龊屯普?。二者是兩個相反的過程,因此解決此類問題時要根據(jù)題意用詞的科學(xué)性和準(zhǔn)確規(guī)范性。當(dāng)然無論是預(yù)測實驗結(jié)果還是分析實驗結(jié)果,都既要考慮最后的結(jié)果,也要考慮中間步驟的結(jié)果。2.探究性實驗結(jié)果分析出現(xiàn)最多的問題有:①分析不全面,不能準(zhǔn)確分析各種可能性。②結(jié)論和結(jié)果不能一一對應(yīng)。第六十一頁,共一百三十頁,2022年,8月28日六、調(diào)查方向要明確調(diào)查類實驗設(shè)計,要注意“四個明確”,即調(diào)查對象要明確、調(diào)查范圍要明確、調(diào)查方法要明確(如動物種群密度調(diào)查常用標(biāo)志重捕法、植物種群密度調(diào)查常用樣方法)、統(tǒng)計方法要明確。第六十二頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例6]某研究性學(xué)習(xí)小組在調(diào)查人群中的遺傳病時,以“研究××病的遺傳方式”為子課題,下列調(diào)查的遺傳病與選擇的方法最合理的是A.白化病,在學(xué)校內(nèi)隨機抽樣調(diào)查B.紅綠色盲,在患者家系中調(diào)查C.進(jìn)行性肌營養(yǎng)不良,在市中心隨機抽樣調(diào)查D.青少年型糖尿病,在患者家系中調(diào)查思路分析:用排除法,根據(jù)調(diào)查的目標(biāo)確定調(diào)查的對象和范圍。人類遺傳病情況可通過社會調(diào)查和家系調(diào)查的方式進(jìn)行,如統(tǒng)計調(diào)查某種遺傳病在人群中的發(fā)病率應(yīng)是在人群中隨機抽樣調(diào)查,然后用統(tǒng)計學(xué)方法進(jìn)行計算;某種遺傳病的遺傳方式應(yīng)對某個典型的患者家系進(jìn)行調(diào)查,根據(jù)家系遺傳狀況推斷遺傳方式。故可排除A和C。青少年型糖尿病屬于多基因遺傳病,具有家庭聚集的特點,不適合在患者家系中調(diào)查。故可排除D。答案:B第六十三頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[方法導(dǎo)引]
調(diào)查法中常使用的調(diào)查方法、統(tǒng)計技術(shù)和測量技術(shù):課題調(diào)查對象調(diào)查方法種群密度的取樣調(diào)查動物標(biāo)志重捕法植物樣方法調(diào)查人群中的遺傳病人類某種遺傳病匯總法調(diào)查環(huán)境污染對生物的影響環(huán)境污染程度匯總法第六十四頁,共一百三十頁,2022年,8月28日專題三實驗分析方法剖析◆高考分析實驗分析類試題,著重考查理解實驗的原理與方法,分析綜合得出結(jié)論,并對相關(guān)結(jié)論進(jìn)行解釋與評價的能力,命題的素材大多以教材內(nèi)容和教材實驗為基礎(chǔ),創(chuàng)設(shè)全新的情境,給出或要求答出實驗過程,考查對實驗的分析和評價。按考查的核心問題,可分為假設(shè)預(yù)期型、結(jié)果結(jié)論型、數(shù)據(jù)與圖表型、原理釋因型、評價修正型。從近幾年高考命題看,此類題型所占比例有上升趨勢。解題指導(dǎo)總的解題思路和方法是:從實驗?zāi)康暮蛯嶒灢牧先胧郑治鰧嶒灱僭O(shè),并作出預(yù)期??偨Y(jié)概括實驗原理,研究分清自變量與因變量,聯(lián)想基本知識,在自變量與因變量之間建立關(guān)聯(lián)。第六十五頁,共一百三十頁,2022年,8月28日一、假設(shè)與預(yù)期點擊思維
此類試題要求對實驗作出假設(shè)、預(yù)期。解題的一般思路有:①變量關(guān)聯(lián)法。有關(guān)假設(shè)預(yù)期的考查,往往是給出了一定的實驗過程,應(yīng)注意分清自變量和因變量,“假設(shè)”實質(zhì)上就是在自變量和因變量之間建立關(guān)聯(lián),闡明自變量如何引起因變量。“預(yù)期”則是闡明給出一定的自變量會引起因變量如何變化。②現(xiàn)象聯(lián)想法。分析實驗現(xiàn)象,聯(lián)想相關(guān)知識,尋求出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因,這個原因也就是“假設(shè)”。③因果聯(lián)系法:已作出假設(shè),進(jìn)一步分析,若“假設(shè)”成立,則可能出現(xiàn)什么結(jié)果;若“假設(shè)”不成立,則可能出現(xiàn)什么結(jié)果,即“預(yù)期”。第六十六頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例1]
根據(jù)下列實驗回答問題:實驗一:甲細(xì)菌在基本培養(yǎng)基中單獨培養(yǎng)→結(jié)果無菌落產(chǎn)生;甲細(xì)菌在完全培養(yǎng)基中單獨培養(yǎng)→結(jié)果產(chǎn)生了甲菌落。實驗二:乙細(xì)菌在基本培養(yǎng)基中單獨培養(yǎng)→結(jié)果無菌落產(chǎn)生;乙細(xì)菌在完全培養(yǎng)基中單獨培養(yǎng)→結(jié)果產(chǎn)生了乙菌落。實驗三:甲細(xì)菌與乙細(xì)菌混合在基本培養(yǎng)基中培養(yǎng)→結(jié)果有菌落產(chǎn)生。⑴如果實驗三出現(xiàn)的是一種新菌落,既不是甲菌菌落,也不是乙菌菌落(已排除突變),對這一實驗現(xiàn)象的原因提出你的假設(shè):
。⑵如果在實驗一的培養(yǎng)基中增添甲物質(zhì),則會出現(xiàn)甲細(xì)菌的菌落;實驗二的培養(yǎng)基中增添乙物質(zhì),則會出現(xiàn)乙細(xì)菌的菌落;實驗三是將甲細(xì)菌和乙細(xì)菌同時培養(yǎng),結(jié)果出現(xiàn)了甲細(xì)菌和乙細(xì)菌兩種菌落。根據(jù)上述實驗再現(xiàn)提出你的假設(shè):
。第六十七頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析:
⑴的“假設(shè)”可用現(xiàn)象聯(lián)想法。實驗三出現(xiàn)的是一種新菌落,新菌落的產(chǎn)生可聯(lián)想可遺傳變異的三個來源:基因突變、基因重組、染色體變異。題中已排除基因突變,細(xì)菌屬于原核生物,無染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)。故可能的原因是甲乙細(xì)菌間發(fā)生了基因重組。⑵的“假設(shè)”可用變量關(guān)聯(lián)法。實驗一單獨培養(yǎng)甲細(xì)菌,不產(chǎn)生菌落是因為缺少甲物質(zhì)。與實驗三對照,自變量是乙細(xì)菌,所以實驗三產(chǎn)生了甲菌落的原因是乙細(xì)菌的存在,可能是乙細(xì)菌產(chǎn)生了甲物質(zhì);同理,實驗二和三對照,實驗三產(chǎn)生了乙細(xì)菌可能是由于甲細(xì)菌產(chǎn)生了乙物質(zhì)。答案:⑴甲乙細(xì)菌間發(fā)生了基因重組⑵甲細(xì)菌代謝產(chǎn)生了乙細(xì)菌繁殖需要的乙物質(zhì),乙細(xì)菌代謝產(chǎn)生了甲細(xì)菌繁殖需要的甲物質(zhì)第六十八頁,共一百三十頁,2022年,8月28日發(fā)散類比
很多試題中往往只提出實驗所要研究的問題,而沒有提出假設(shè),實驗假設(shè)應(yīng)怎樣表述?實驗假設(shè)是實驗者自己對實驗所要研究的問題提出的一種未經(jīng)證實的解釋。假設(shè)是問題的延伸,同時也是實驗設(shè)計的基礎(chǔ)。不同的人對同一現(xiàn)象、同一問題可以作出不同的解釋,從而提出不同的假設(shè)。一般情況下,假設(shè)無對錯之分,但假設(shè)又有好壞之分,一個好的假設(shè)總是和作出假設(shè)的前提有著高度的一致性、派生性和演繹性。在表述上,假設(shè)應(yīng)該以陳述句的形式出現(xiàn)。如“細(xì)胞分裂素是否有延緩葉片衰老的作用”,這是實驗提出的問題,而該實驗的假設(shè)則可以表述為“細(xì)胞分裂素有延緩葉片衰老的作用”或“細(xì)胞分裂素沒有延續(xù)葉片衰老的作用”。第六十九頁,共一百三十頁,2022年,8月28日二、結(jié)果與結(jié)論點擊思維結(jié)果:指可觀察或測量的實驗現(xiàn)象,應(yīng)為實驗實際出現(xiàn)的情況。結(jié)論:結(jié)論的得出須依據(jù)實驗結(jié)果,即若出現(xiàn)的結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致則得出與先前的假說一致的結(jié)論或“假說成立”,若實驗出現(xiàn)的結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不符,則得出的結(jié)論應(yīng)為“假說不成立”。預(yù)測實驗結(jié)果和結(jié)論時,首先要分清是驗證性實驗還是探究性實驗。驗證性實驗根據(jù)相關(guān)原理,結(jié)果只有一個,結(jié)論只有一個;探究性實驗遵循完整性原則,結(jié)果有多種可能,每一個結(jié)果有一個結(jié)論。解題的一般思路:①通過實驗?zāi)康幕虿襟E(根據(jù)單一因素不同)找出實驗變量,將實驗分為多個對照組。②由因找果,分析實驗變量與結(jié)果間的邏輯關(guān)系,先得出正確結(jié)論(分結(jié)論)。③再根據(jù)各對照組中得出的“分結(jié)論”,綜合為“全面結(jié)論(總)”。④在驗證性實驗中,如果實驗?zāi)康囊阎芍苯幼鳛檎_結(jié)論,但全面性要因?qū)φ战M而定。第七十頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例2]
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)過度肥胖往往造成血液中葡萄糖濃度(簡稱血糖濃度)過高,且血液中胰島素濃度也偏高。有人發(fā)現(xiàn)使用阿斯匹林(一種消炎止痛藥)能夠改善肥胖者體內(nèi)血糖和胰島素的狀況。為了進(jìn)一步探究阿斯匹林對體內(nèi)血糖和胰島素的改善效果,某研究室以過度肥胖的老鼠進(jìn)行實驗研究。將過度肥胖的老鼠分成兩組,一組為實驗組,使其服用阿斯匹林,另一組為對照組,使其不服用阿斯匹林。實驗3周后對肥胖老鼠作如下實驗處理,實驗結(jié)果如圖1及圖2所示。實驗Ⅰ:實驗3周后喂食葡萄糖,測定老鼠180分鐘內(nèi)血液中胰島素濃度的變化,如圖1所示:實驗Ⅰ的結(jié)果表明:
。實驗Ⅱ:實驗3周后注射胰島素,測定老鼠120分鐘內(nèi)血液中葡萄糖濃度的變化,如圖2所示:實驗Ⅱ的結(jié)果表明:
。第七十一頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析
本題核心考查對實驗結(jié)果的分析能力,得出正確的實驗結(jié)論,以及識圖獲取信息的能力?;镜慕忸}思路是變量關(guān)聯(lián)法。實驗Ⅰ,自變量是服用阿斯匹林,因變量是血液中胰島素濃度。結(jié)果實驗組老鼠血液中胰島素濃度顯著低于對照組,原因就在于實驗組服用阿斯匹林。實驗Ⅱ,自變量是服用阿斯匹林,因變量是血液中葡萄糖濃度,二者通過胰島素關(guān)聯(lián)。與此對照組相比較,實驗組血糖濃度下降,其原因就在于實驗組服用阿斯匹林。進(jìn)一步分析,胰島素本身有降低血糖的作用,而對照組血糖濃度基本不變,可能的原因是機體細(xì)胞對胰島素的敏感度降低。實驗組服用阿斯匹林的重要作用是增大了機體細(xì)胞對胰島素的敏感度,從而使胰島素發(fā)揮降低血糖濃度的作用。第七十二頁,共一百三十頁,2022年,8月28日答案:實驗Ⅰ的結(jié)果表明:喂食葡萄糖可在15分鐘內(nèi)刺激老鼠胰島B細(xì)胞分泌胰島素增多;服用阿斯匹林的實驗組老鼠血液中胰島素濃度顯著低于對照組。實驗Ⅱ的結(jié)果表明:胰島素對對照組老鼠的血糖調(diào)節(jié)不起作用;胰島素對實驗組老鼠的血糖調(diào)節(jié)起作用,降低了血糖濃度。第七十三頁,共一百三十頁,2022年,8月28日技巧點撥
根據(jù)實驗結(jié)果得出實驗結(jié)論時,如何把握答題方向?提示:在實驗假設(shè)明確的前提下,實驗結(jié)論可以簡單地表述為肯定或否定假設(shè);若假設(shè)不明確,則應(yīng)抓住實驗的研究因素,即變量。變量是造成實驗組與對照組實驗結(jié)果差異的惟一因素,抓住變量,找出變量與實驗結(jié)果之間的關(guān)系,實驗結(jié)論就不難得出。第七十四頁,共一百三十頁,2022年,8月28日三、數(shù)據(jù)與圖表點擊思維實驗或調(diào)查的結(jié)果,有時需要對數(shù)據(jù)作一定的處理,常以表格、直方圖、圓餅圖、坐標(biāo)曲線等的形式呈現(xiàn)。這類命題大多是給出特定的實驗(或調(diào)查)的圖表,要求對圖表作出恰當(dāng)?shù)姆治龊徒忉?,以及圖表數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)換。1.表格類實驗數(shù)據(jù)分析型試題解題的一般思路:①一般表格的首行和首列是基礎(chǔ),應(yīng)分析各自所代表的變量,明確二變量之間的關(guān)聯(lián)。②認(rèn)真分析表格數(shù)據(jù),一定要進(jìn)行縱橫比較,找出數(shù)據(jù)的變化規(guī)律。③分析數(shù)據(jù)中的最小值、最大值并找出原因。④分析引起數(shù)據(jù)變動的原因。2.曲線類實驗數(shù)據(jù)分析型試題解題的一般思路:凡坐標(biāo)都離不開點和線,因此“識標(biāo)、明點、描線、成面”是解決此類題目的一般方法和步驟。第七十五頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例3]
為探究植物體呼吸強度的變化規(guī)律,研究人員在不同的溫度和不同的氧含量條件下,測得一定大小的新鮮菠菜葉的二氧化碳釋放量(表中數(shù)據(jù)為相對值),實驗結(jié)果如下表所示。請分析回答:⑴為了使實驗數(shù)據(jù)真實地反映呼吸強度的變化,還應(yīng)采取的措施是
,原因是
。⑵仔細(xì)分析表中的數(shù)據(jù),你認(rèn)為在
條件下的數(shù)據(jù)可能是錯誤的。⑶圖中數(shù)據(jù)反映出在相同溫度條件下,當(dāng)氧含量從20%上升到40%時,植物的呼吸強度
。其限制因素可能是
。⑷就圖中數(shù)據(jù)分析,蔬菜貯藏的最佳環(huán)境條件組合是
,此條件下植物細(xì)胞內(nèi)二氧化碳的產(chǎn)生場所有
。
O2CO2溫度0.1%1%3%10%20%40%3℃6.23.61.24.45.45.310℃31.253.75.921.533.632.620℃46.435.26.438.965.967.230℃59.821.48.856.610010240℃48.217.37.142.474.273.5第七十六頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析本題考查的是在探究植物體呼吸強度的變化規(guī)律過程中,與呼吸作用和光合作用有關(guān)的生物學(xué)問題。通過該題目的考查進(jìn)一步提高學(xué)生對呼吸作用和光合作用知識的聯(lián)系和區(qū)別的分析,同時能夠引導(dǎo)學(xué)生在新情境中綜合運用所學(xué)知識,解決一些與生物學(xué)有關(guān)的實際問題;能夠運用所學(xué)知識對實驗結(jié)果進(jìn)行評價。解決此題的關(guān)鍵是讀懂表格的含義。即在氧氣濃度很低時,菠菜葉進(jìn)行無氧呼吸產(chǎn)生二氧化碳,當(dāng)氧氣濃度升高時,無氧呼吸受到抑制,代之以有氧呼吸的逐漸加強。在二氧化碳的釋放量上表現(xiàn)為由多到少,再由少到多的變化過程;菠菜葉的呼吸作用受到許多酶的催化作用,而酶的催化作用需要適宜的溫度,低于或高于最適溫度時呼吸作用都要受到影響。答案:⑴遮光處于黑暗狀態(tài)防止葉片進(jìn)行光合作用影響呼吸強度的測定⑵溫度、氧含量分別為10℃,1.0%⑶維持相對穩(wěn)定酶的數(shù)量⑷溫度、氧含量分別為3℃,3.0%細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體第七十七頁,共一百三十頁,2022年,8月28日方法導(dǎo)引
曲線類試題解題要點:①認(rèn)真讀圖,注意分析橫縱坐標(biāo)的生物學(xué)含義。②注重分析原點、曲線與橫縱坐標(biāo)的交點、曲線的最值、曲線的走勢(包括恒值、上升、下降、波動等)所代表的生物學(xué)含義。③走勢不同的曲線要進(jìn)行分區(qū)分析,找出原因。④找出曲線間走勢不同時的因果關(guān)系及其對應(yīng)的生物學(xué)含義。第七十八頁,共一百三十頁,2022年,8月28日發(fā)散類比
表格的設(shè)計原則:①首先要讀懂題目要求在表格“工作區(qū)”記錄的內(nèi)容(題目中有明確的要求)。②其次要明確表格的第一列寫什么?第一行寫什么?注意在第一列或第一行中肯定要寫組別,即實驗組和對照組(相互對照中組數(shù)可能更多)。③再繪制表格(切記:表格“工作區(qū)”是預(yù)留給所設(shè)計的實驗中記錄到的數(shù)據(jù),而不是要學(xué)生造出數(shù)據(jù)來填入其中。因此只要設(shè)計完成一張空白表格即可)。④表格設(shè)計好后,切勿忘記給表格添上題注(即表格名稱)。坐標(biāo)曲線圖的設(shè)計原則:要理清橫軸的含義、縱軸的含義、縱橫軸的單位、曲線的走勢及關(guān)鍵點。第七十九頁,共一百三十頁,2022年,8月28日四、原理與釋因點擊思維
1.原理闡明型試題解題的一般思路:①從實驗?zāi)康某霭l(fā),分析實驗步驟和結(jié)果,明確實驗中的變量。②分析因變量如何檢測。有些實驗現(xiàn)象可以直接觀察,而有些實驗的結(jié)果是“隱藏”的,就需要利用題目中提供的試劑或生物材料的特性,使生物體內(nèi)“隱藏”的物質(zhì)或反應(yīng),顯現(xiàn)為可見的現(xiàn)象。③分析自變量如何引起因變量。聯(lián)想所學(xué)的知識,在自變量和因變量之間建立關(guān)聯(lián)。④因變量的變化如何證明實驗?zāi)康摹?.解釋原因型試題解題的一般思路:要求學(xué)生能運用所學(xué)生物學(xué)知識,正確地解釋實現(xiàn)現(xiàn)象及原因。通過解題培養(yǎng)學(xué)生對實驗現(xiàn)象的觀察能力及對實驗結(jié)果的正確解釋。此類實驗不一定是學(xué)生已做過的實驗,但其實驗原理是學(xué)生所學(xué)的生物學(xué)所知識。解題時一定要用所學(xué)生物學(xué)知識,結(jié)合題中的現(xiàn)象,作出科學(xué)合理的解釋。這類現(xiàn)象、原因的解釋通常是一些結(jié)論性的語句,切忌就事論事,答案中要體現(xiàn)出實驗現(xiàn)象的本質(zhì)。第八十頁,共一百三十頁,2022年,8月28日
下面是一組新鮮洋蔥表皮進(jìn)行的實驗處理和結(jié)果。下列敘述不正確的是A.洋蔥表皮細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因是原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁B.與第1組對照,出現(xiàn)第2組實驗的結(jié)果的原因是外界溶液濃度過高C.與第1組對照,出現(xiàn)第3組實驗的結(jié)果的原因是洋蔥表皮細(xì)胞吸收了尿素D.與第1組對照,出現(xiàn)第4組實驗的結(jié)果的原因是高溫時細(xì)胞主動吸收了蔗糖實驗分組處理方法實驗結(jié)果第1組①將材料置于30%蔗糖溶液中②然后將材料移至蒸餾水中發(fā)生質(zhì)壁分離發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原第2組③將材料置于60%蔗糖溶液中④然后將材料移至蒸餾水中迅速發(fā)生質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離不復(fù)原第3組⑤將材料置于7%的尿素中開始發(fā)生質(zhì)壁分離然后逐漸自動復(fù)原第4組⑥將材料放入100℃熱水中3min,然后重復(fù)第1組實驗不發(fā)生質(zhì)壁分離第八十一頁,共一百三十頁,2022年,8月28日答案:D.A、B正確,植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的內(nèi)在原因是原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁,外在原因是外界溶液濃度大于細(xì)胞內(nèi)液濃度,植物細(xì)胞通過滲透作用失水。C正確,考查質(zhì)壁分離自動復(fù)原的原因。D錯誤,將材料放在100℃熱水中,植物細(xì)胞因蛋白質(zhì)和酶等變性失活而死亡,原生質(zhì)層喪失選擇透過性。[誤點警示]回答原理分析和原因解釋類試題的主要問題有:①思維缺乏嚴(yán)密性和邏輯性,不能運用恰當(dāng)?shù)纳飳W(xué)術(shù)語闡述生物學(xué)現(xiàn)象、原理和方法,造成表述不準(zhǔn)確。②不善于綜合分析、歸納、推斷,知識儲備與新情境實驗不能有效關(guān)聯(lián),導(dǎo)致無從著手或答非所問。第八十二頁,共一百三十頁,2022年,8月28日五、評價與修正點擊思維實驗評價類試題,最為常見的是考查對照實驗的評價,一般的解題方法是“五看”評價法。1.看對照⑴有無對照實驗⑵如果有看對照設(shè)計是否合理①實驗變量設(shè)置;②是否有標(biāo)記;③是否遵循了單一變量原則;④是否遵循了等量原則;⑤是否排除了干擾因素。2.看步驟⑴步驟的順序是否合理⑵步驟是否完整⑶具體操作有無違反生物學(xué)基本原理3.看驗證⑴實驗結(jié)果的驗證目標(biāo)是否準(zhǔn)確⑵實驗結(jié)果的驗證方法是否得當(dāng)?shù)诎耸摚惨话偃摚?022年,8月28日4.看材料⑴生物學(xué)材料選擇是否得當(dāng)⑵實驗器材選擇是否合理⑶藥劑選擇、使用、用量是否準(zhǔn)確5.看條件⑴是否需要攪拌、加熱等⑵實驗所需的溫度、光照等條件是否合理實驗設(shè)計的修正,就是在發(fā)現(xiàn)問題的基礎(chǔ)上提出正確的方案,發(fā)現(xiàn)問題是基礎(chǔ),修正是目的。解題時對自己的修正方案要注意反思檢查,有沒有科學(xué)性的錯誤,包括實驗原理的科學(xué)性、實驗材料選擇的科學(xué)性、實驗方法的科學(xué)性、實驗結(jié)果處理的科學(xué)性等。第八十四頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例5]
閱讀下列材料,回答相關(guān)問題。蒲公英,菊科,結(jié)瘦果,頭狀花絮,根可用于扦插繁殖……根可入藥,葉型有全緣型也有缺刻型……生長于背風(fēng)向陽處的植株葉型為全緣型,而生長于向風(fēng)陰蔽處的植株葉型為缺刻型……為了驗證“蒲公英的缺刻葉型是受環(huán)境因素的影響而形成的”,某三位同學(xué)利用如下材料進(jìn)行了實驗設(shè)計。下列是實驗的思路,請分別指出三個實驗思路能否達(dá)到實驗?zāi)康?,為什么?材料用具:秋季同一田野中生長良好的蒲公英;花盆;小鏟;剪刀;沃土等。實驗一:①于田野中取全緣葉型的一株蒲公英上的兩粒種子,分別栽種于裝有沃土的A、B兩花盆中給予適宜外界條件,催芽;②發(fā)芽后于適宜條件下培養(yǎng),A為背風(fēng)向陽處,B為向風(fēng)蔭蔽處;③一段時間后觀察兩盆蒲公英的葉型。答:
。實驗二:①選取一株生長良好的蒲公英,取其根,在同一直根上切取相似兩段,分另埋于沃土中催芽,培育至出現(xiàn)成熟葉型;②再分別移栽于A、B兩花盆培養(yǎng),A為背風(fēng)向陽處,B為向風(fēng)蔭蔽處;③一段時間后觀察兩盆蒲公英的成熟葉型的變化。答:
。實驗三:①分別選取葉型呈缺刻型和全緣型的兩株生長良好的蒲公英,取其根,在相似部位上切取相似兩段,分別埋于沃土中催芽;②發(fā)芽后移栽于A、B兩花盆中,于背風(fēng)向陽處培養(yǎng);③一段時間后觀察兩盆蒲公英的葉型。答:
。第八十五頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析:實驗一,違反了實驗設(shè)計的單因子變量原則,即控制其他因素不變,只改變其中某一變量,觀察對實驗結(jié)果的影響。A、B的遺傳物質(zhì)可能不同,也就存在了遺傳物質(zhì)和環(huán)境條件兩個變量,影響實驗結(jié)論的準(zhǔn)確性。實驗二,選材不當(dāng)。用成熟葉,細(xì)胞已經(jīng)分化,葉型不再發(fā)生改變,所做實驗沒有說明力。實驗三,對照設(shè)置不當(dāng)。用缺刻葉型和全緣葉型的實驗結(jié)果作對照,不能排除遺傳物質(zhì)起作用的可能;生長于背向向陽處的植株葉型為全緣型,達(dá)不到驗證“蒲公英的缺刻葉型是受環(huán)境因素的影響而形成的”實驗?zāi)康?。第八十六頁,共一百三十頁?022年,8月28日答案:實驗一不能。因為A、B兩組的遺傳物質(zhì)可能不同,實驗結(jié)果的差異可能是遺傳物質(zhì)決定的也可能是環(huán)境差異引起的。實驗二不能。因為分化一般不可逆轉(zhuǎn),成熟葉型已形成,環(huán)境差異不能再改變?nèi)~型,難于達(dá)到實驗?zāi)康?。實驗三不能。因為兩組環(huán)境條件相同且不是缺刻葉型形成所需外界條件。(或答本實驗只證明全緣葉型的形成與環(huán)境有關(guān)而不能達(dá)到本實驗的目的也可)[方法導(dǎo)引]要嚴(yán)格地操縱自變量,以獲取因變量,同時,要嚴(yán)格地均衡于無關(guān)變量,以消除額外變量干擾。即盡量消除實驗誤差,以取得較為精確的結(jié)果。常用的方法有單組、等組及輪組實驗法。第八十七頁,共一百三十頁,2022年,8月28日專題四雜交方案方法剖析一、是突變還是環(huán)境作用?二、遺傳中如何設(shè)計實驗確定基因位置三、是純合子還是雜合子(鑒定基因型)四、是親代還是子代五、是否遵循孟德爾定律六、是顯性還是隱性性狀第八十八頁,共一百三十頁,2022年,8月28日專題四雜交方案方法剖析高考分析雜交實驗法是研究遺傳學(xué)問題的基本思想和實驗方法。雜交方案方法的重點是考查學(xué)生對這一思想和方法的掌握程度,也是近年來高考命題中出現(xiàn)幾率很高的命題形式,常以大題的形式出現(xiàn),所占分?jǐn)?shù)比重很高第八十九頁,共一百三十頁,2022年,8月28日一、是突變還是環(huán)境作用?點擊思維生物的性狀表現(xiàn),是遺傳物質(zhì)和環(huán)境條件共同作用的結(jié)果。生物體在個體發(fā)育過程中,不僅要受到內(nèi)在因素基因的控制,也要受到環(huán)境因素的影響。由遺傳物質(zhì)發(fā)生改變引起的變異是可遺傳的,單純由于環(huán)境改變引起的變異,并沒有改變內(nèi)部的遺傳物質(zhì),是不可遺傳的。因此是否發(fā)生了遺傳物質(zhì)的改變,是此類題實驗假設(shè)的切入點。性狀能否真實遺傳,是演繹的出發(fā)點。第九十頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例1]已知家雞的突變類型無尾(M)對普通類型有尾(m)是顯性?,F(xiàn)用普通有尾雞自交產(chǎn)的受精卵來孵小雞,在孵化早期向卵內(nèi)注射一點點胰島素,孵化出的小雞就表現(xiàn)出無尾性狀。⑴普通有尾雞自交產(chǎn)的受精卵的基因型是
,如果不在孵化早期向卵內(nèi)注射胰島素,正常情況下表現(xiàn)型應(yīng)是
。⑵孵化早期一般是指胚胎發(fā)育的
期。⑶你認(rèn)為上述實驗中胰島素的作用是
。⑷請設(shè)計實驗探究你在⑶中的假設(shè),寫出實驗步驟、實驗結(jié)果和結(jié)論。第九十一頁,共一百三十頁,2022年,8月28日思路分析:
本題以著名實驗為背景,考查了學(xué)生對基因型、表現(xiàn)型、突變與環(huán)境的認(rèn)識與理解,以及對已知實驗現(xiàn)象的假設(shè)能力、驗證能力和實驗結(jié)果的分析能力。普通有尾雞自交產(chǎn)的受精卵的基因型是mm,正常情況下表現(xiàn)型應(yīng)是有尾。在孵化早期向卵內(nèi)注射胰島素,引起了無尾性狀,是否發(fā)生了遺傳物質(zhì)的改變,這是本題實驗假設(shè)的切入點。胰島素引起的無尾性狀能否真實遺傳,這是實驗設(shè)計的出發(fā)點。答案:⑴mm有尾⑵卵裂和囊胚⑶誘導(dǎo)基因m突變?yōu)镸(或影響胚胎的正常發(fā)育)⑷讓上述注射胰島素后產(chǎn)生的無尾雞,成熟后雌雄交配,所產(chǎn)受精卵正常孵化(不注射胰島素),觀察后代相關(guān)性狀表現(xiàn)。如果后代出現(xiàn)無尾雞,則證明胰島素的作用是誘導(dǎo)基因發(fā)生突變;如果后代全部表現(xiàn)出有尾性狀,則證明胰島素的作用并非誘導(dǎo)基因突變,只是影響了雞的胚胎發(fā)育的正常進(jìn)行。第九十二頁,共一百三十頁,2022年,8月28日發(fā)散類比
若是推斷植物在某性狀變化的原因,也可采用營養(yǎng)繁殖的方法。因為營養(yǎng)繁殖是一種無性生殖,不改變其遺傳組成。思路1:遺傳物質(zhì)相同,環(huán)境不同:將同一植物的某部分器官(或組織、細(xì)胞)培養(yǎng)成的幼苗,置于不同環(huán)境下生長一段時間觀察其性狀變化。思路2:遺傳物質(zhì)待測,環(huán)境相同:將不同性狀表現(xiàn)的植物的某部分器官(或組織、細(xì)胞)培養(yǎng)成的幼苗,置于相同環(huán)境下生長一段時間觀察其性狀變化。第九十三頁,共一百三十頁,2022年,8月28日二、遺傳中如何設(shè)計實驗確定基因位置第九十四頁,共一百三十頁,2022年,8月28日類型:1.判斷基因位于細(xì)胞質(zhì)中還是細(xì)胞核中的實驗設(shè)計:
2.判斷基因位于常染色體上還是位于X染色體上的實驗設(shè)計3.判斷基因位于XY的同源區(qū)段還是僅位于X染色體上的實驗設(shè)計4.判斷基因位于常染色體上還是位于XY的同源區(qū)段的實驗設(shè)計設(shè)計方法:正交與反交已知顯隱性關(guān)系:未知顯隱性關(guān)系:正交與反交隱性的雌性×顯性的雄性隱性的純合雌性×顯性的純合雄性。設(shè)計方法:設(shè)計方法:隱性雌性與顯性的純合雄性(或顯性純和雌性與隱性雄性)雜交獲得的F1全表現(xiàn)為顯性性狀,再選子代中的雌雄個體雜交(或側(cè)交)獲得F2,觀察F2表現(xiàn)型情況。第九十五頁,共一百三十頁,2022年,8月28日5.判斷基因位于常染色體上?X染色體的特有區(qū)段?XY同源區(qū)段?實驗設(shè)計方法:隱性雌性與顯性的純合雄性交配,可先判斷出在X染色體的特有區(qū)段:然后讓子代的雌雄個體交配可判斷基因位于常染色體上還是在XY同源區(qū)段第九十六頁,共一百三十頁,2022年,8月28日[典例2-2]鯽魚的尾鰭一般是單尾,金魚的尾一般是雙尾。我國生物學(xué)家將鯽魚的單尾鰭基因成功地轉(zhuǎn)移到金魚的受精卵中,結(jié)果孵化出的小金魚有一部反表現(xiàn)出單尾鰭性狀。⑴孵化出的小金魚只有一部分表現(xiàn)處單尾鰭性狀,可能的原因是
。⑵請你設(shè)計一個簡單的雜交實驗,檢驗控制尾鰭的基因是否位于細(xì)胞核中?①實驗?zāi)康募霸恚海裕趯嶒灢僮鞣桨福孩垲A(yù)測結(jié)果并簡要分析。思路分析判斷一個基因是否位于細(xì)胞核中,最基本的、最常用的方法是正、反交法。正、反交是相對的概念。如單尾鰭金魚(♂)與雙尾鰭金魚(♀)雜交為正交,則單尾鰭金魚(♀)與雙尾鰭金魚(♂)則為反交。正、反交時,若不是細(xì)胞核遺傳,由于受精卵的細(xì)胞質(zhì)幾乎全部來自卵細(xì)胞,且細(xì)胞質(zhì)隨機分配,后代均與母本一致;否則就是細(xì)胞核遺傳。第九十七頁,共一百三十頁,2022年,8月28日答案⑴可能是一部分金魚的受精卵未成功導(dǎo)入單尾鰭基因,也可能是導(dǎo)入到受精卵中的單尾鰭基因未成功地表達(dá)⑵②實驗操作方案:甲:以單尾鰭金魚為父本,雙尾鰭金魚為母本,進(jìn)行雜交;乙:以單尾鰭金魚為母本,雙尾鰭金魚為父本,進(jìn)行雜交;觀察比較甲、乙兩組雜交子代金魚的性狀表現(xiàn)。③預(yù)測結(jié)果并簡要分析:如甲、乙兩組的子代金魚都只表現(xiàn)出母本的性狀,說明控制尾鰭性狀的基因不位于細(xì)胞核中;如果甲、乙兩組的子代金魚不只表現(xiàn)出母本的性狀,則可說明控制尾鰭的基因位于細(xì)胞核中。第九十八頁,共一百三十頁,2022年,8月28日發(fā)散類比
只考慮純合子的雜交,正、反交時,細(xì)胞質(zhì)遺傳的結(jié)果一樣,因為細(xì)胞質(zhì)遺傳遵循母系遺傳的特點。細(xì)胞核遺傳應(yīng)考慮是常染色體遺傳還是X染色體遺傳。若為常染色體遺傳,后代都表現(xiàn)出顯性性狀。若為X染色體上遺傳,顯性作母本,則后代全部表現(xiàn)為顯性性狀;隱性作母本,顯性作父本,則后代雌性表現(xiàn)為顯性性狀,雄性表現(xiàn)為隱性性狀,即“雌像父,雄像母”。第九十九頁,共一百三十頁,2022年,8月28日即判斷某基因是否位于細(xì)胞核中,常用正、反交法、若正反交后代均與母本相同則不是細(xì)胞核遺傳,否則為細(xì)胞核遺傳。也可采用細(xì)胞拆合技術(shù),通過細(xì)胞(組織)培養(yǎng)觀察后代細(xì)胞的表現(xiàn)。點擊思維第一百頁,共一百三十頁,2022年,8月28日拓展練習(xí)2
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