高三生物二輪專題復(fù)習(xí) 專題十一 現(xiàn)代生物科技專題 熱點(diǎn)專題五 驗(yàn)證性、探究性實(shí)驗(yàn)學(xué)案

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE9學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE專題十一現(xiàn)代生物科技專題高考熱點(diǎn)專題五驗(yàn)證性、探究性實(shí)驗(yàn)考情分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類試題是高考中的熱點(diǎn)題型，浙江省選考加試題33題作為壓軸題年年出現(xiàn)，主要考查角度有以下二個(gè)方面:(1）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的分析與設(shè)計(jì),2016年4月浙江選考，33T；2017年4月浙江選考，33T。（2）探究性實(shí)驗(yàn)的分析與設(shè)計(jì),2015年10月浙江選考，33T.一、生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)1．生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的一般程序科學(xué)探究的一般過(guò)程可簡(jiǎn)單地用下圖表示：（1）提出問(wèn)題，確定實(shí)驗(yàn)課題:所謂實(shí)驗(yàn)課題的選定，就是實(shí)驗(yàn)者首先要確定一個(gè)有一定價(jià)值的研究課題，明確通過(guò)實(shí)驗(yàn)要解決什么問(wèn)題。（2）作出假設(shè)：“假設(shè)"也稱假說(shuō)或猜測(cè)，是指用來(lái)說(shuō)明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實(shí)的論題，也是對(duì)所提出的問(wèn)題作出的參考答案，即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實(shí)材料或科學(xué)原理，通過(guò)創(chuàng)造性思維,提出初步假設(shè).（3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)假說(shuō),在計(jì)劃中應(yīng)該寫明詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟,以及在實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行哪些觀察和測(cè)量。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是實(shí)驗(yàn)探究的最基本環(huán)節(jié)。(4)預(yù)期結(jié)果：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案確定以后、實(shí)驗(yàn)正式實(shí)施之前，根據(jù)假說(shuō)和原理，對(duì)實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行判斷,依據(jù)提出的假說(shuō)進(jìn)行推理，得出假定性結(jié)果或推論，即“如果假設(shè)成立，則應(yīng)有何種結(jié)果”.(5)分析數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，看是否存在什么規(guī)律或趨勢(shì)，它們能不能支持假說(shuō),它們是否指出了實(shí)驗(yàn)中存在的缺陷，是否需要收集更多的數(shù)據(jù).(6）得出結(jié)論:在下結(jié)論的時(shí)候,確定收集的數(shù)據(jù)是否支持原先的假說(shuō)。通常需要重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)才能得出最后的結(jié)論.結(jié)論的得出必須依據(jù)實(shí)驗(yàn)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(shuō)一致的結(jié)論或“假說(shuō)成立”；若實(shí)驗(yàn)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(shuō)不成立”.

2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的要求3．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)用簡(jiǎn)潔科學(xué)的語(yǔ)言敘述，一般如下敘述：（1）分組編號(hào)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇適宜的材料和器材，選材應(yīng)保持條件相同(如:日齡相同、體重相近的雄性成年大白鼠）.將實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，可以分兩組，也可以分若干組，每組進(jìn)行明確的標(biāo)記，如用甲、乙、丙，或者是A、B、C，或者是1、2、3，總之讓人一看就知道,便于實(shí)驗(yàn)的觀察、統(tǒng)計(jì)、比較和敘述。常用語(yǔ)言模板：①將培養(yǎng)瓶平均分為3組，編號(hào)A、B、C。分別向三組培養(yǎng)瓶中加入等量的XX細(xì)胞懸浮液和等量的培養(yǎng)液，在相同且適宜的條件下培養(yǎng)，分別用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板測(cè)定各組的XX細(xì)胞數(shù);②取兩支試管，分別編號(hào)為甲、乙，各加入等量的某溶液；③選擇年齡、體重（性別)、健康狀況相同的某種動(dòng)物隨機(jī)等量分組，分別編號(hào)為1、2、3等。④選擇長(zhǎng)勢(shì)相同、大小相似的同種植物隨機(jī)等量分組，分別編號(hào)為A、B、C等。(2）對(duì)照處理：根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求分別對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組進(jìn)行處理，除實(shí)驗(yàn)變量外，對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的培養(yǎng)、飼養(yǎng)等條件應(yīng)相同，即控制無(wú)關(guān)變量。要注意能體現(xiàn)“單一變量”詞語(yǔ)的準(zhǔn)確使用，例如使用“等量"、“相同”、“適宜"等詞語(yǔ).(3）培養(yǎng)(或飼養(yǎng))、觀察、記錄：對(duì)于植物實(shí)驗(yàn)和某些動(dòng)物實(shí)驗(yàn),分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理后，要進(jìn)行一段時(shí)間的培養(yǎng)才能出現(xiàn)結(jié)果。而有些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理之后,在短時(shí)間內(nèi)(1～2h)就可以觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。要仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組出現(xiàn)的差異，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。二、探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比較1．區(qū)別項(xiàng)目探究性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)概念指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下,通過(guò)自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng)指實(shí)驗(yàn)者針對(duì)已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而進(jìn)行的以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、鞏固和加強(qiáng)有關(guān)知識(shí)內(nèi)容、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力為目的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄垦芯繉?duì)象的未知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系驗(yàn)證已知對(duì)象的已知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系實(shí)驗(yàn)假設(shè)假設(shè)一般采用“如果A,則B"的形式表達(dá)，是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實(shí)，對(duì)所要研究的對(duì)象設(shè)想出一種或幾種可能性的答案、解釋因結(jié)論是已知的，故不存在假設(shè)問(wèn)題實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象未知已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)假設(shè),分類討論：①實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組無(wú)顯著差異,實(shí)驗(yàn)變量無(wú)影響；②實(shí)驗(yàn)組比對(duì)照組好，實(shí)驗(yàn)變量有利；③實(shí)驗(yàn)組比對(duì)照組差，實(shí)驗(yàn)變量不利(如果是相互對(duì)照，也分類討論)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確描述實(shí)驗(yàn)結(jié)論根據(jù)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)行分析對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖鞒隹隙ńY(jié)論2.舉例項(xiàng)目探究性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱鑒定某人是否出現(xiàn)糖尿驗(yàn)證某糖尿病患者尿液中含葡萄糖實(shí)驗(yàn)原理相同(本尼迪特試劑與可溶性還原糖作用呈現(xiàn)紅黃色沉淀）實(shí)驗(yàn)步驟相同（取尿液后加本尼迪特試劑熱水浴加熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)或不出現(xiàn)紅黃色沉淀出現(xiàn)紅黃色沉淀預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)或不出現(xiàn)紅黃色沉淀出現(xiàn)紅黃色沉淀實(shí)驗(yàn)結(jié)論若出現(xiàn)紅黃色沉淀，證明此人出現(xiàn)糖尿；若不出現(xiàn)紅黃色沉淀，證明此人不出現(xiàn)糖尿糖尿病患者尿液中含葡萄糖題型一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)適用于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的實(shí)驗(yàn)。題目中常見(jiàn)提問(wèn)語(yǔ)：“請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證……”“驗(yàn)證×××(自變量)對(duì)×××（因變量）的影響"或“驗(yàn)證×××(自變量)與×××（因變量）的關(guān)系?！?．為了驗(yàn)證胰島素具有降低血糖的作用，以小鼠的活動(dòng)狀況為觀察指標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)原理：胰島素具有降低血糖的作用。體內(nèi)胰島素含量過(guò)高時(shí)，引起血糖水平下降，機(jī)體出現(xiàn)活動(dòng)減少，甚至昏迷等低血糖癥狀,此癥狀可以通過(guò)補(bǔ)充葡萄糖溶液得到緩解。材料用具：正常小鼠4只、注射器、葡萄糖溶液、生理鹽水。(1)實(shí)驗(yàn)步驟：①將正常小鼠隨機(jī)均分成A、B兩組，觀察并記錄____________________________________________.②A組小鼠注射適量胰島素溶液,B組_____________________________________________________。一段時(shí)間后，A組小鼠會(huì)出現(xiàn)四肢無(wú)力，活動(dòng)減少，甚至昏迷等低血糖癥狀,B組________________________________________________________________________。③A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后，分別給A、B兩組小鼠__________________。一段時(shí)間后，A組小鼠低血糖癥狀得到緩解，B組________________________________。(2)該實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以說(shuō)明________________________________________________.（3)分析小鼠注射胰島素溶液后出現(xiàn)低血糖癥狀的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)①小鼠的活動(dòng)狀況②小鼠注射等量生理鹽水小鼠的活動(dòng)狀況無(wú)變化③注射等量葡萄糖溶液小鼠的活動(dòng)狀況無(wú)變化(2)胰島素具有降低血糖的作用（3）注射胰島素溶液后，小鼠體內(nèi)胰島素含量過(guò)高,引起血糖含量下降，小鼠組織細(xì)胞特別是腦組織細(xì)胞因血糖供應(yīng)減少、能量供應(yīng)不足而發(fā)生功能障礙，從而引起低血糖癥狀解析2．（2017·浙江4月選考，33）欲研究藥物乙對(duì)海拉細(xì)胞增殖的抑制作用,請(qǐng)根據(jù)以下提供的材料與用具，以海拉細(xì)胞的細(xì)胞數(shù)變化為測(cè)定指標(biāo)，完善實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)思路，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行分析與討論.材料與用具：海拉細(xì)胞懸液，藥物甲溶液（對(duì)細(xì)胞增殖有影響），藥物乙溶液，培養(yǎng)液、培養(yǎng)瓶，血細(xì)胞計(jì)數(shù)板，顯微鏡等。(要求與說(shuō)明：細(xì)胞計(jì)數(shù)的具體操作過(guò)程不做要求,不考慮加入溶液對(duì)體積的影響,實(shí)驗(yàn)條件適宜）回答下列問(wèn)題：(1）實(shí)驗(yàn)分組設(shè)計(jì):A組:海拉細(xì)胞懸液＋培養(yǎng)液B組：海拉細(xì)胞懸液＋培養(yǎng)液＋藥物甲溶液C組：海拉細(xì)胞懸液＋培養(yǎng)液＋藥物甲溶液,培養(yǎng)一段時(shí)間后,加入____________________.(2)完善實(shí)驗(yàn)思路：①?(3）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(以坐標(biāo)曲線圖形表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并標(biāo)出加入藥物的時(shí)間)：（4）分析與討論：藥物甲的作用是________________________。答案(1)適宜濃度的藥物乙溶液（2)①將培養(yǎng)瓶平均分為3組，編號(hào)A、B、C。分別向三組培養(yǎng)瓶中加入等量的海拉細(xì)胞懸浮液和等量的培養(yǎng)液，在相同且適宜的條件下培養(yǎng)，分別用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板測(cè)定各組的海拉細(xì)胞數(shù)②在相同且適宜的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，向B組和C組加入藥物甲，A組不做處理,繼續(xù)培養(yǎng)一段時(shí)間，每隔一段時(shí)間測(cè)量各組細(xì)胞數(shù)③在相同且適宜的條件下繼續(xù)培養(yǎng)一段時(shí)間后，向C組加入藥物乙，繼續(xù)培養(yǎng)一段時(shí)間,每隔一段時(shí)間測(cè)量各組細(xì)胞數(shù)④統(tǒng)計(jì)并分析數(shù)據(jù)（3）如圖所示（4)促進(jìn)細(xì)胞分裂解析（1）①分析實(shí)驗(yàn)分組可知，A組：海拉細(xì)胞懸液＋培養(yǎng)液,為空白組；B組：海拉細(xì)胞懸液＋培養(yǎng)液＋藥物甲溶液，觀察藥物甲對(duì)海拉細(xì)胞的影響(條件對(duì)照)；C組：海拉細(xì)胞懸液＋培養(yǎng)液＋藥物甲溶液，培養(yǎng)一段時(shí)間后,加入藥物乙溶液(實(shí)驗(yàn)組）,探究藥物乙對(duì)海拉細(xì)胞增殖的抑制作用。(2)每組設(shè)置若干個(gè)重復(fù)樣品.①實(shí)驗(yàn)的因變量為海拉細(xì)胞的數(shù)量，因此實(shí)驗(yàn)開始時(shí)需要取細(xì)胞懸液加入到含培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中，用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板在顯微鏡下計(jì)數(shù)并記錄。②在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，無(wú)關(guān)變量要保持相同且適宜，因此需要將細(xì)胞懸液分別加入到A、B、C三組培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng)。③每隔一段時(shí)間分別測(cè)定三組培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞數(shù)并記錄。④當(dāng)細(xì)胞增殖達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，向C組加入藥物乙溶液。⑤重復(fù)③，統(tǒng)計(jì)并分析所得數(shù)據(jù)。(3）題干中提出，藥物甲對(duì)細(xì)胞增殖有影響，可以預(yù)測(cè)具有促進(jìn)作用，否則放在這里沒(méi)有意義.藥物乙對(duì)海拉細(xì)胞增殖有抑制作用,A為空白對(duì)照組。因此A組和B組相比，可能B組細(xì)胞數(shù)量較多，但是C組是與B組培養(yǎng)到一定時(shí)間后加入藥物乙，所以C組細(xì)胞剛開始數(shù)量增加，并多于A組，與B組相同,加入藥物乙后，由于藥物乙對(duì)海拉細(xì)胞增殖的抑制作用，因此數(shù)量少于B組。(4）藥物甲的作用是促進(jìn)海拉細(xì)胞的增殖.題型二探究性實(shí)驗(yàn)探究性實(shí)驗(yàn)適用于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是未知的實(shí)驗(yàn)。題目中常見(jiàn)提問(wèn)語(yǔ)：“請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，探究……”“探究×××(自變量)對(duì)××(因變量）的影響”或“探究×××(自變量）與×××（因變量)的關(guān)系”。

3．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激素的生物活性.請(qǐng)以蝌蚪的變態(tài)發(fā)育情況為觀察指標(biāo)，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，探究經(jīng)過(guò)50℃的溫水處理10min后的甲狀腺激素的生物活性是否發(fā)生了改變，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。（1)材料用具：體積相同的玻璃缸幾個(gè),清水，生長(zhǎng)發(fā)育狀況相同的小蝌蚪60只，飼喂蝌蚪的飼料，未經(jīng)處理的具有生物活性的甲狀腺激素,50℃的溫水處理10min后的甲狀腺激素等。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方法步驟。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案（2)第一步：把生長(zhǎng)發(fā)育狀況相同的小蝌蚪隨機(jī)平均分成A、B、C三組，分別放在加入等量清水的三個(gè)玻璃缸中，A為對(duì)照組，B、C為實(shí)驗(yàn)組。第二步:A組每天用適量的未添加甲狀腺激素的飼料喂養(yǎng)蝌蚪；B組每天用等量添加適量的未經(jīng)處理的甲狀腺激素的飼料喂養(yǎng)蝌蚪；C組每天用與B組等量的經(jīng)處理（與50℃溫水處理10min）的甲狀腺激素的飼料喂養(yǎng)蝌蚪。其他條件相同且適宜。第三步：把小蝌蚪喂養(yǎng)一段時(shí)間后,觀察記錄蝌蚪發(fā)育成青蛙的先后順序（3）①如果B組玻璃缸中的蝌蚪發(fā)育成青蛙的時(shí)間早于A組玻璃缸中的蝌蚪,但晚于C組玻璃缸中的蝌蚪，說(shuō)明經(jīng)過(guò)50℃的溫水處理10min后的甲狀腺激素的生物活性增強(qiáng)；②如果C組玻璃缸中的蝌蚪發(fā)育成青蛙的時(shí)間早于A組玻璃缸中的蝌蚪，但晚于B組玻璃缸中的蝌蚪,說(shuō)明經(jīng)過(guò)50℃的溫水處理10min后甲狀腺激素的生物活性減弱；③如果B、C組玻璃min后的甲狀腺激素的生物活性不變；④如果A、C組玻璃缸中的蝌蚪同步發(fā)育成青蛙，且均晚于B組玻璃缸中的蝌蚪，說(shuō)明經(jīng)過(guò)50℃的溫水處理10min后的甲狀腺激素失去生物活性解析4．（2015·浙江10月選考，33）欲進(jìn)行小鼠肝細(xì)胞在不同濃度NaCl溶液中發(fā)生體積和數(shù)量變化的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)根據(jù)以下提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，提出實(shí)驗(yàn)思路，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行分析。材料與用具：小鼠肝細(xì)胞懸液（用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0。9％NaCl溶液配制)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1。3%NaCl溶液、蒸餾水、試管若干支、血細(xì)胞計(jì)數(shù)板、顯微鏡(具有測(cè)距功能）等.（要求與說(shuō)明:對(duì)NaCl溶液的具體稀釋過(guò)程、細(xì)胞計(jì)數(shù)的具體操作過(guò)程不作要求。不考慮細(xì)胞體積變化對(duì)計(jì)數(shù)的影響。繪制曲線時(shí)的細(xì)胞體積指細(xì)胞的平均體積。)請(qǐng)回答下列問(wèn)題:（1）實(shí)驗(yàn)思路①________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③________________________________________________________________________________________________________________________________________________.④________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2）預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果（在以下坐標(biāo)系中，繪制細(xì)胞體積和細(xì)胞數(shù)量變化示意曲線）：（3)分析與討論：①當(dāng)NaCl溶液濃度大于0。9％時(shí)，細(xì)胞體積與細(xì)胞數(shù)量發(fā)生的變化及其原因是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②基于上述實(shí)驗(yàn)，怎樣才能用肝細(xì)胞分離得到純度較高的細(xì)胞膜？________________________________________________________________________。答案（1)①取試管若干支，將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1。3％NaCl溶液由高到低進(jìn)行濃