生物实验技术——实验分析设计

2021年高考生物专题复习
生物实验技术——实验分析设计
[重点、难点解析]科学探究过程：
一、明确实验目的
验证性实验：如：“请利用提供的实验材料和用具，验证胰高血糖素具有升高血糖的作用〞。

预期的结果确定。

探究性实验：“探究光的有无对种子萌发的碍事〞。

预期的结果不确定，有多种情况。

二、做出咨询题假设
运用已有的科学知识根底和符合逻辑的论据对提出的咨询题做出尝试性的解释。

三、制定方案
1．明确实验原理
2．选择材料用具
3．确定方法步骤〔实验程序〕〔预处理〕→分组→处理→瞧瞧记录现象，收集数据→推测结果→得出结论
设计实验步骤时需注重的咨询题：
①实验分组要有标号〔也可采纳表格方式〕②大样本量〔可重复屡次〕③操纵单一变量〔可变因素〕：除了要研究的变量以外,其他的无关变量维持一致,如材料的一致性等
④通常要设置比立实验：依据具体实验，设置比立类型
A空白比立：不给比立组任何因素处理。

如过氧化氢的自然分解
B自身比立：比立和实验都在同一研究对象上进行：如对同一人的不同条件下的营养状况的研究
C相互比立：不单设比立组，而是几个实验互为比立。

如不同温度对酶活性的碍事D 标准比立：以常规的品种、常规的浓度为比立。

如实验组注射2mL用生理盐水配制的胰高血糖素，比立组注射等量的生理盐水
⑤实验步骤最好分步表述
4．设计实验记录方案
依据可能出现的实验结果进行以下实验记录的设计，以保证实验记录科学、正确、客瞧全面。

不丢掉有用的信息，为结果分析提供丰富的资料。

⑴确定瞧瞧和记录的时刻⑵依据实验内容设计瞧瞧和记录内容
⑶确定记录方式：文字描述、表格描述、画瞧瞧图等
如：记录小蝌蚪完成变态发育所需要的时刻；在相同的时刻内〔10min〕液滴向左移动的距离等
5．预期可能实验结果〔依据实验类型和所学的知识〕
6．标明注重事项：如试剂的配制、实验的平安等
四、分析实验现象，得出实验结论
1．实验结果分析：对记录下来的现象、数据进行整理、分析得出结果
⑴正确处理实验数据：数据资料要用数学计算及统计、图解〔坐标曲曲折折曲曲折折折折线图、柱形图表格等〕等方法加以判定、推理和分析。

⑵深进分析实验结果：表达实验结果及假设是否成立〔预期结果得到实现，假设成立；预期结果没有出现，假设不成立〕,并对结果加以讲明、解释或评价；对预期以外的结果做出恰当的分析和讲明。

2.获得结论〔要紧扣实验目的〕[典型例题解析]题型一：考查考试讲明要求的根底实验，检测生物学根底知识和全然技能
1．用一般显微镜瞧瞧切片，当用低倍物镜瞧清楚后，转换为高倍物镜却瞧不到或瞧不清原来瞧瞧到的物体，不可能的缘故是〔〕
A．物体不在视野中心B．切片放反，盖玻片在下面
C．低倍物镜和高倍物镜的焦点不在同一平面D．未换目镜
[解析]此题考查的是显微镜操作技术。

当用低倍物镜瞧清楚后，转换为高倍物镜却瞧不到或瞧不清原来瞧瞧到的物体，物体不在视野中心、切片放反，盖玻片在下面、低倍物镜和高倍物镜的焦点不在同一平面均有可能，但目镜不需要换，因此不可能。

答案：D
2．以下实验中所用试剂错误的选项是〔〕
A．在瞧瞧植物细胞有丝分裂实验中，使用醋酸洋红溶液使染色体着色
B．在提取叶绿体色素实验中，使用丙酮提取色素
C．在DNA的粗提取与鉴定实验中，使用氯化钠溶液析出DNA
D．在蛋白质的鉴定实验中，使用苏丹Ⅲ染液鉴定蛋白质
[解析]此题考查的是“瞧瞧植物细胞有丝分裂实验〞、“叶绿体色素提取和不离实验〞、“DNA的粗提取与鉴定实验〞、“蛋白质的鉴定实验〞的实验原理、现象。

蛋白质的鉴定实验中，使用双缩脲试剂鉴定蛋白质。

答案：D
题型二：通过分析他人的实验现象，获得实验结论，考察学生分析实验现象获得结论能力3．“水往低处流〞，然而植物体内的水却往高处流。

动力从何而来，某同学为此进行了两个实验。

实验一：将一枝条插进布满水的玻璃管中，玻璃管的另一端插进盛有水银的容器中。

不久水银柱上升，如图一所示。

实验二：将同一植物在靠近茎的基部切断，套上一个弯曲曲折折曲曲折折折折的玻璃管，管内装有水和水银。

不久，玻璃管内水分增加，水银柱上升，如图二所示，请答复：
实验一讲明：
______________________
实验二讲明：
_______________________
依据这两个实验，你对水分在植
物体内运输的动力有何新的熟悉
[解析]此题通过两个实验讲明水
分在植物体内的运输动力。

实验一讲
明了植物水分运输的动力来自于蒸腾作用。

蒸腾作用是植物运输水分的动力，这是学生已有的知识结论。

实验二所示，植物体内运输的动力显然不再来自于蒸腾，依据实验设计分析，只能来自于根部。

这一知识结论是学生未知的，是对学生已有知识的完整与补充。

答案：实验一讲明：枝条叶片通过蒸腾作用散失水分所产生的拉力，是促使水分在植物体内向上运输的重要动力。

实验二讲明：根部生理活动〔答“根部渗透吸水〞或只答“根部〞也给分〕能产生推动水分向上的压力。

依据这两个试验讲明：水分在植物体内上升的动力不但有蒸腾拉力，还有根部产生的向上压力。

从上面的实例能够瞧出，关于实验结果的分析和讲明一般有两种情况，一是对实验的结果作出分析和解释，二是对依据实验结果推论可能得到的结论。

用于分析和解释实验结果的知识一般是课本上的，要求学生掌握的，因此其落足点通常是课本的知识点；对实验结果的推论那么能够推论到课本的知识点上，也可能是学生未知的，甚至是与学生已有知识相悖的。

因为知识可能是不完整的或者是历史条件下对某个咨询题的熟悉，题目所给的实验的落足点可能确实是根基关于学生知识的完善和修正。

4．将动物的肝细胞研磨并除往ATP后，放进三支标号分不为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的锥形瓶中。

实验装置和处理如图a所示。

将实验用的3只锥形瓶的瓶口封闭后，放进20℃水浴锅中，1h后的结果如图b所示。

请依据实验结果答复：
⑴实验中能够瞧到的明显变化是_______________。

由此能够推断________号瓶发生了________作用。

⑵该实验的全部结果讲明_________________
[解析]此题的实验目的是考查细胞进行呼吸作用所需要的条件。

该实验依据瓶内外气压变化而碍事酒精液滴移动的实验现象来推测细胞是否发生呼吸作用。

因此此题也考查了学生理解实验原理、操纵实验条件、设计比立实验、分析实验现象和结果，得出正确结论的能力。

答案：⑴Ⅲ号锥形瓶的酒精滴液在玻璃管中向左移动；Ⅲ；呼吸〔有氧呼吸〕。

⑵肝细胞的呼吸作用需要葡萄糖和ATP
题型三：评价他人的实验设计，完善、补充或修正给出的实验方案
5．为证实“CO2是光合作用合成有机物的必需原料〞，某同学制定了以下实验方案：
⑴实验目的〔略〕⑵实验材料和用具〔略〕⑶实验方法和步骤
①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。

②将上述植物及装置放在背地饥饿，消耗掉叶片内贮躲的有机物。

暗室内装有红色平安灯。

③饥饿一定时刻后，自暗室中取出，照光假设干小时，使其充分进行光合作用。

④取一片叶，放进盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。

⑤将已脱色的叶片取出，平展在一个培养皿内，用碘—碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异颜色反响出现。

该实验方案有几项明显
错误，请指出错误并改正
[解析]此题给出了某人为
证实“CO2是光合作用合成有
机物的必需原料〞而制定的
实验方案。

要求学生运用已有
的叶绿体色素的汲取光谱、光
合作用的产物及光合产物的
检测方法等知识，来评价、革
新或完善实验方案。

因此此题
在考查学生对光合作用的全
然知识的掌握程度的同时；重
点考察了学生依据实验目的运用比立实验的原理评价实验和设计实验方案的能力。

此题在实验方案的设计、实验过程中的条件操纵以及实验结论等方面都设置了错误，要求学生较全面地对实验过程进行分析与评价，改正错误。

⑴从实验条件的操纵来瞧，红色灯平安灯是错误的，红光是植物光合作用汲取的要紧光之一，在红色
光下植物显然是会进行光合作用的，因此无法到达消耗叶片中有机物的目的。

⑵从实验的结果来瞧，碘—碘化钾是用来检测淀粉的，而不是用来检测葡萄糖的。

⑶从方案设计来瞧，比立是实验设计的全然原那么，没有比立就无法排除无关变量对实验结果的碍事，实验就没有讲服力。

答案：⑴实验步骤②中暗室内用红色平安灯是错的，应用绿色平安灯。

⑵实验步骤⑤中的“葡萄糖〞是错误的，应改为淀粉。

⑶①③④⑤。

题型四：依据实验目的或实验课题，独立设计试验
6．植物叶片表皮上分布着大量的气孔，气孔结构如如下面图。

当组成气孔的细胞〔保卫细胞〕吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。

请依据所给的实验材料和用具，设计一个实验，证实气孔具有开启和关闭的功能。

要求写出实验步骤、推测实验结果并作出解释。

实验材料与要紧用具：
菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。

实验步骤：
预期实验结果并作解释：
[解析]这是一道开放的实验设计题，题干中给出实验材料、用具、原理，以及实验要研究的课题，要求学生能将平常练习显微镜的使用和临时玻片标本的制作等实验操作和实验技能进行综合运用，设计实验，解决新咨询题。

此题要求通过实验设计证实气孔具有开启与关闭的功能。

题目告知“当组成气孔的细胞〔保卫细胞〕吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭〞，这就限定了实验的设计只能通过保卫细胞吸水与失
水来加以证实，而不能通过操纵二氧化碳的
浓度来证实。

如何样才能让保卫细胞失水或吸水
呢？联系所学过的实验应该能够联想到，教
材质壁不离与复原的实验是通过改变细胞
外溶液的浓度使细胞吸水与失水，从而出现
质壁不离与复原的现象的。

将这一方法与原
理迁移过来，也就能够通过改变细胞外溶液
的浓度，使保卫细胞吸水与失水，从而瞧瞧
气孔的开启与关闭。

因此，此题给出的实验
材料是菠菜，要瞧瞧其气孔还必须制作表皮
的临时装片。

答案：实验步骤①取菠菜叶，用镊子剥取表皮。

②在载玻片上滴一滴清水，将表皮放进清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。

③将临时装片放在显微镜的载物台上，先用低倍镜下寻到气孔，移到视野中心，再换高倍镜进行瞧瞧，记录瞧瞧到的气孔状态。

④在盖玻片的一侧滴上浓盐水，再另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复几次。

⑤接着瞧瞧气孔的变化，并做记录。

推测实验结果并作出解释：在清水中气孔应开启，因为当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启。

在浓盐水中气孔应关闭，因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。

[单元练习精选]
1．瞧瞧在0.3g/mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，发现中心液泡逐渐变小，讲明〔〕
A．细胞壁相当于一层半透膜B．洋葱表皮细胞是活的
C．现在蔗糖溶液浓度小于细胞液浓度D．细胞壁收缩导致中心液泡失水
2．用高倍显微镜瞧瞧黑藻叶绿体时，可见叶绿体〔〕
A．具有双层膜B．呈绿色带状
C．内部有许多基粒D．呈绿色椭球形
3．在制作洋葱根尖压片瞧瞧细胞有丝分裂时，不可能用到的试剂是〔〕
A．龙胆紫染液B．醋酸洋红染液
C．稀盐酸溶液D．30%蔗糖溶液
4．以下对有关实验的描述中，错误的选项是〔〕
A．不离叶绿体中的色素时，不同色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同
B．用低倍镜瞧瞧不到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁不离和复原过程
C．瞧瞧叶片细胞的叶绿体时，先在低倍镜下寻到叶片细胞再换高倍镜瞧瞧
D．甲基绿染色可使人口腔上皮细胞的细胞核呈绿色
5．〔2021年全国Ⅱ卷30题〕答复以下〔Ⅰ〕〔Ⅱ〕小题：
(Ⅰ)香蕉果实成熟过程中，果实中的贮躲物不断代谢转化，香蕉逐渐变甜。

图A中Ⅰ、Ⅱ两条曲曲折折曲曲折折折折线分不表示香蕉果实成熟过程中两种物质含量的变化趋势。

请答复：
取成熟到第X天和第Y天的等量香蕉果肉，分不加等量的蒸馏水制成提取液。

然后在a，b试管中各加5mL第X天的提取液，在c、d试管中各加5mL第Y天的提取液，如图B。

〔1〕在a、c试管中各参加等量碘液后，a管呈蓝色，与a管相比c管的颜色更_______________，两管中被检测的物质是_______________，图A中表示这种物质含量变化趋势的曲曲折折曲曲折折折折线是______________。

〔2〕在b、d试管中各参加等量的斐林试剂，煮沸后，b管呈砖红色，与b管相比d管的颜色更_______，两管中被检测的物质是_____________，图A中表示这种物质含量变化趋势的曲曲折折曲曲折折折折线是__________。

〔3〕乙烯利能增加细胞内乙烯的含量。

要是在第X天喷施乙烯利，从第X天开始曲曲折折曲曲折折折折线I将呈现出_________________〔加快、减慢〕下落的趋势，曲曲折折曲曲折折折折线Ⅱ将呈现出_________________〔加快、减慢〕上升的趋势。

〔Ⅱ〕某湖泊由于大量排进污水，连续屡次发生蓝藻爆发，引起水草死亡，周边居民也有出现某种有毒物质中毒现象的。

请答复：
〔1〕湖泊中导致蓝藻爆发的要紧非生物因素是过量的_________________。

导致水草死亡的要紧缘故是水草生长的环境中缺少_________________和_________________这两种非生物因素。

〔2〕某小组分不于早晨和下午在该
湖泊的同一地点、同一水层取得两组水
样，测得甲组pH为7.3，乙组pH为6.0，
那么取自早晨的水样是
_________________组，理由是
__________________________。

甲组水样中的O2含量_________________于乙组的，理由是_________________。

〔3〕要是居民中毒是由于蓝藻中的某种有毒物质经食物链的传递引起的，这类食物链中含有四个营养级的食物链是_________________→_________________→_________________→人。

6．〔2021年全国Ⅱ卷31题〕某种植物块根的颜色由两对自由组合的基因共同决定。

只要基因R存在，块根必为红色，rrYY或rrYy为黄色，rryy为白色；在基因M存在时果实为复果型，mm为单果型。

现要获得白色块根、单果型的三倍体种子。

〔1〕请写出以二倍体黄色块根、复果型〔rrYyMm〕植株为原始材料，用杂交育种的方法得到白色块根、单果型三倍体种子的要紧步骤。

〔2〕要是原始材料为二倍体红色块根、复果型的植株，你能否通过杂交育种方法获得白色块根、单果型的三倍体种子？什么缘故？
7．答复以下I、II题：
I.为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的实验材料，完成以下实验步骤并答复以下咨询题：
实验材料：具有2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗假设干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液、喷壶等。

〔1〕实验步骤：
①将上述大豆幼苗平均分成A、B两组，A组为比立组，B组为实验组，分不置于等量的完全培养液中培养。

②用喷壶分不将_________________和_________________________喷洒在Ａ、Ｂ两组幼苗上。

③将两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养，一段时刻后，测定两组植株的_______。

〔2〕推测实验结果：_________________。

〔3〕上述试验中，要是A、B两组各选用1株幼苗进行实验，是否碍事实验结果的可靠性？什么缘故？
〔4〕该实验原理是：_________________。

II．在瞧瞧洋葱鳞片叶表皮细胞质壁不离和复原现象时发现，蔗糖溶液浓度不适宜会造成实验失败。

请据此拟定一个相关研究的课题。

要求写出课题名称及相关研究中的自变量和因变量。

[参考答案]
1．B2．D3．D4．B
5．Ⅰ〔1〕浅淀粉Ⅰ〔2〕深复原糖Ⅱ〔3〕加快加快
Ⅱ〔1〕无机盐光氧
〔2〕乙由于蓝藻等夜晚呼吸产生大量CO2，CO2与水结合产生碳酸后使水的pH下落大蓝藻等白天进行光合作用释放大量的O2，使水中含O2量上升
〔3〕蓝藻浮游动物鱼
6．〔1〕步骤：
①二倍体植株〔rrYyMm〕自交，得到种子
②从自交后代中选择白色块根、单果型的二倍体植株，并收获其种子〔甲〕；
③播种种子甲，长出的植株经秋水仙素处理得到白色块根、单果型四倍体植株，并收获其种子〔乙〕；
④播种甲、乙两种种子，长出植株后，进行杂交，得到白色块根、单果型三倍体种子
〔2〕不一定因为表现为红色块根、复果型的植株有多种基因型，只有基因型为RrYyMm
或RryyMm的植株自交后代才能出现基因型为rryymm的二倍体植株
7．I．〔1〕②：蒸馏水赤霉素溶液③：高度
〔2〕A组〔比立组〕植株的平均高度小于B组〔实验组〕植株平均高度
〔3〕有碍事因为每组实验材料的数量过少〔或样本数过少〕，代表性差。

〔4〕赤霉素有促进细胞伸长使植株增高的作用。

用赤霉素处理植株后，能够显著增加植株的高度，据此能够验证该大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关。

II．探究蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁不离和复原的碍事
自变量：蔗糖溶液浓度；因变量：细胞质壁不离和复原〔其他合理答案也给分。

〕。