高三生物二輪復(fù)習(xí)課件實驗設(shè)計題的解題規(guī)律

專題八

實驗與探究微專題2

實驗設(shè)計題的解題規(guī)律

高三生物組考情分析山東卷實驗設(shè)計考點匯總：2020年山東模擬1：24（4）請利用微電極記錄技術(shù)設(shè)計實驗，精確測量動作電位在神經(jīng)軸突上的傳導(dǎo)速度。2020年山東模擬2：20（2）請設(shè)計實驗證明該突觸異常，簡要寫出實驗思路并預(yù)期實驗現(xiàn)象。2020年山東卷：22（3）驗證破壞腦-脾神經(jīng)通路可降低小鼠的體液免疫能力，設(shè)計實驗思路并預(yù)期實驗結(jié)果。2021年山東卷：23（3）請設(shè)計實驗驗證上述調(diào)節(jié)機制中長期束縛及腎上腺對黑毛小鼠體毛的影響。2022年山東卷：22（3）以系譜圖中呈現(xiàn)的果蠅為實驗材料，設(shè)計雜交實驗確定無眼性狀的遺傳方式。1明確實驗設(shè)計在生產(chǎn)生活中的重要性，樹立社會責(zé)任。2.掌握科學(xué)探究的基本思路和方法，提高科學(xué)探究能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)實驗設(shè)計的程序探究性實驗：指實驗者在不知曉實驗結(jié)果的的前提下，通過自己實驗、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認知活動。驗證性實驗：指實驗者針對已知的實實驗結(jié)果而進行的以驗證實驗結(jié)果、鞏固和加強有關(guān)知識內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復(fù)性實驗。情境1：某大學(xué)實驗站欲探究不同施氮水平對處于開花期的柳枝稷光合特性的影響做了相關(guān)實驗。研究發(fā)現(xiàn)，實驗效果最佳的施氮水平（中氮）與鈣肥均能提高柳枝稷的抗旱特性，且與鈣肥混合使用效果更佳。請設(shè)計實驗驗證該結(jié)論(簡要寫出實驗思路即可)。情境2：甲狀腺分泌的降鈣素(CT)和甲狀旁腺分泌的甲狀旁腺素(PTH)是調(diào)節(jié)機體鈣代謝的主要激素，請以健康小鼠為實驗材料設(shè)計實驗，驗證甲狀旁腺能夠分泌PTH，且PTH能影響血鈣濃度，要求寫出實驗思路(分三組相互對照)，并預(yù)期實驗結(jié)果【思考討論】以上兩個情境各自的實驗?zāi)康氖鞘裁?？分別是哪種類型的實驗？探究點一：明確實驗?zāi)康?，確定實驗類型探究不同施氮水平對處于開花期的柳枝稷光合特性的影響驗證中氮與鈣肥均能提高柳枝稷的抗旱特性，且與鈣肥混合使用效果更佳驗證甲狀旁腺能夠分泌PTH，且PTH能影響血鈣濃度（浙江·高考真題）某同學(xué)為研究甲狀腺的功能，提出以下實驗思路：①將若干只未成年小鼠分為2組：甲組：不切除甲狀腺（假手術(shù)）

乙組：切除甲狀腺②實驗開始時和實驗中每隔一段時間，分別測定每只小鼠的耗氧量和體長，并記錄。③對測得的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。（要求與說明：假手術(shù)指手術(shù)但不切除甲狀腺；耗氧量用單位時間的氧氣消耗量表示；實驗持續(xù)時間合適；實驗條件均適宜）請回答：（1）實驗?zāi)康氖?/p>

。探究甲狀腺激素對小鼠新陳代謝和生長發(fā)育（或耗氧量和體長）的影響典例一（2023·湖南株洲·統(tǒng)考一模）鹽脅迫通過影響光合作用抑制植物生長發(fā)育是導(dǎo)致作物減產(chǎn)甚至死亡的重要原因。某科研小組以大豆為研究對象設(shè)計了一組對照試驗，實驗結(jié)果如下圖。探究鹽脅迫對不同品種大豆凈光合速率的影響根據(jù)圖1，該科研小組的實驗?zāi)康氖?/p>

。典例二（選做實驗班）歸納總結(jié)明確實驗類型找到自變量和因變量分析自變量和因變量的聯(lián)系寫出實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康牡膶懛ǎ呵榫?：馬纓丹是一種原產(chǎn)于美洲的熱帶植物，在高溫下生長旺盛。植株中還存在揮發(fā)油、酚酸類和黃酮類物質(zhì)，能夠抑制其他植物生長。如圖所示，以馬纓丹綠葉、CO2緩沖液、聚光燈等為實驗材料，研究光對馬纓丹光合作用的影響。在光照足夠強的情況下，用不同顏色的玻璃紙罩住聚光燈，研究發(fā)現(xiàn)用綠色玻璃紙罩住的實驗組紅色液滴移動量最少?！舅伎加懻摗?、實驗時，試管內(nèi)變化的氣體是什么？2、為什么用綠色玻璃紙罩住的實驗組紅色液滴移動量最少？3、該實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量分別是什么？探究點一：限制酶的選擇探究點二：遵循基本原則，明確三個變量光合色素對綠光的吸收最少，光合作用產(chǎn)生的氧氣最少O2自變量：玻璃紙顏色因變量：紅色液滴移動距離（生成氧氣的量）無關(guān)變量：綠葉生長狀況、綠葉的數(shù)量、CO2緩沖液體積、聚光燈瓦數(shù)等（2022·西工大附中調(diào)研)某大學(xué)實驗站欲探究不同施氮水平對處于開花期的柳枝稷光合特性的影響做了相關(guān)實驗，共設(shè)置4個施氮水平：無氮添加(無人工施肥N0)、純N60(kg·hm－2)(低氮N60)、純N120(kg·hm－2)(中氮N120)和純N240(kg·hm－2)(高氮N240)，每個水平設(shè)置3次重復(fù)。一段時間后，測定柳枝稷的凈光合速率、葉綠素相對含量及氣孔導(dǎo)度，結(jié)果如圖所示。請據(jù)圖回答下列問題：典例三(1)每個施氮水平均設(shè)置3次重復(fù)，遵循了實驗設(shè)計的

原則，目的是

。平行重復(fù)減少偶然性誤差（2）自變量是

，因變量是

。施氮水平凈光合速率、葉綠素含量、氣孔導(dǎo)度典例四（選做實驗班）（1）該實驗有

個自變量，分別是

。（2）該實驗因變量是

。（3）是否缺乏對照，為什么？

。3島嶼類型、移除的植物類群、地下線蟲的種類（2023·濰坊期末）為了研究不同島嶼移除某種植物類群對不同種類地下線蟲的影響，研究人員進行了相關(guān)實驗，下圖為部分實驗數(shù)據(jù)。線蟲生物量的變化否，每個實驗組都與移除之前對比，形成自身對照歸納總結(jié)一個自變量一個因變量自變量與因變量的關(guān)系：多個因變量多個因變量一個自變量多個自變量情境4：原花色素作為一種酪氨酸酶抑制劑，可能是競爭性抑制劑，也可能是非競爭性抑制劑。（競爭性抑制劑會與底物競爭酶的活性部位。非競爭性抑制劑則是與酶活性部位以外部位結(jié)合而改變活性部位的結(jié)構(gòu)，使酶活性下降。增大底物濃度可緩解競爭性抑制劑對酶促反應(yīng)速率的影響。）請以原花色素提取液、酪氨酸溶液、酪氨酸酶溶液為材料設(shè)計一個實驗，判斷原花色素是上述哪種抑制劑。寫出實驗思路及預(yù)期結(jié)果?！舅伎加懻摗?、該實驗的自變量和因變量分別是？

2、①實驗思路：②結(jié)果分析：自變量：酪氨酸溶液的濃度

因變量：酪氨酸分解速率（生成物生成速率）探究點三：結(jié)合情境信息，進行實驗設(shè)計探究點三：結(jié)合情境信息，進行實驗設(shè)計實驗思路：①取原花色素提取液均分為甲、乙兩組。②甲組加適量的酪氨酸溶液，乙組加等量高濃度酪氨酸溶液，再分別加入等量的酪氨酸酶。③放到相同且適宜條件下反應(yīng)一段時間，檢測兩組酪氨酸分解速率（生成物生成速率）。結(jié)果分析：①若甲組酪氨酸的分解速率低于乙組，說明原花色素為競爭性抑制劑；②若甲組酪氨酸的分解速率不低于乙組，說明原花色素為非競爭性抑制劑。歸納總結(jié)：實驗步驟的規(guī)范描述1、取材、分組、編號的答題語言

①若實驗材料為植物，可描述為“選擇長勢相同、大小相似的同種植物隨機等量分組，分別編號為A、B、C……”；

②若實驗材料為動物，可描述為“選擇年齡、體重(體長)(性別)、健康狀況相同的某種動物隨機等量分組，分別編號為1、2、3……”；

③若實驗材料為溶液，可描述為“取兩支(或多支)試管，分別編號為甲、乙(或甲、乙、丙……)，各加入等量的某溶液”。

2、實驗組、對照組設(shè)置的答題語言可通過“適量”和“等量”表達出來，如“在A、B兩組均加入等量的……”；“在A組中加入適量的……在B組中加入等量的……(如生理鹽水、蒸餾水、清水等)”。歸納總結(jié)：實驗步驟的規(guī)范描述3、培養(yǎng)(或處理)、觀察、記錄的答題語言將兩套(或多套)裝置放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)(或用相應(yīng)方法處理，如振蕩、加熱等)，一段時間后(或定時)觀察(或測定)……做好記錄(計算出平均值)；A組中出現(xiàn)了……現(xiàn)象，B組中出現(xiàn)了……現(xiàn)象，或A組比B組……或A組……的長度等于(大于、小于)B組……的長度，等等。4、預(yù)測實驗結(jié)果，得出結(jié)論的答題語言①預(yù)測結(jié)果：“變量促進結(jié)果；變量抑制結(jié)果；變量與結(jié)果無關(guān)”等。②得出結(jié)論：驗證性實驗的結(jié)論與題目中探究的目的一致。探究性實驗的每一個結(jié)果和結(jié)論一般都用“如果(若)……就(則)……”來描述，不能前一個結(jié)果和結(jié)論用“如果(若)……就(則)……”來描述，后面的結(jié)果和結(jié)論用“反之”“否則”等詞表示。典例五（2021?山東統(tǒng)考高考真題）過度緊張、焦慮等刺激不僅會導(dǎo)致毛囊細胞數(shù)量減少引起脫發(fā)，也會導(dǎo)致黑色素細胞減少引起頭發(fā)變白。利用黑色小鼠進行研究得出的相關(guān)調(diào)節(jié)機制如圖所示。已知長期束縛會引起小鼠過度緊張、焦慮。請設(shè)計實驗驗證上述調(diào)節(jié)機制中長期束縛及腎上腺對黑毛小鼠體毛的影響。實驗思路：

。實驗現(xiàn)象：