《高中生物实验》PPT课件

低温和高温会导致植物细胞受到伤害，为了探 究高温和低温对小麦的伤害，请完成下列实验 设计方案并回答相关问题。 (1)实验原理：当植物组织细胞受到不良条件 (如 高温、低温 )影响时，细胞膜的通透性增大，细 胞内容物外渗，使外部溶液的电导度增大。电 导度的大小可以用电导仪进行检测 (电导仪非常 灵敏，各种杂质以及温度都会影响测量结果， 从而带来实验误差 )，透性变化愈大，表示受伤 愈重。 准确描述实验步骤 (2)实验材料：小麦幼苗。 (3)仪器与药品：电导仪、冰水、 45 的水浴锅、 烧杯、量筒、洗瓶、滤纸、蒸馏水。 (4)分析变量：自变量是 _；检测指标是 _。 (5)实验步骤： 第一步：取小麦幼苗 30株，去除残留胚乳，用 蒸馏水反复冲洗 3次。 第二步：取 3个小烧杯，分别加入 20 mL蒸馏水， 编号为 1、 2、 3号。 第三步： _ _。 第四步： _ _。 第五步： 40 min后取出，并去除小烧杯中的幼 苗，使小烧杯中的溶液恢复至室温。 第六步：用电导仪测量溶液的电导度，并记录 实验结果。 (6)回答问题： 实验的第一步中要去除残留胚乳，并用蒸馏 水冲洗的目的是 _ _。 空气中的 CO2会溶解于蒸馏水中，从而给实 验带来误差。在你设计的实验中，为了校正这 种因素带来的误差，采取的措施是 _ _。 【 解析 】 该实验的自变量为温度，因变量为 小麦的受伤程度，检测指标为外界溶液的电导 度。细胞受伤程度越大，细胞膜的通透性越大， 外部溶液的电导度就越高。实验步骤可以从 “分 组编号、实验处理和结果观察 ”三个方面展开。 实验的第一步中去除残留胚乳，并用蒸馏水冲 洗的目的是防止残留胚乳及幼苗外的杂质对实 验结果造成干扰；在实验过程中，为校正空气 中 CO2带来的误差，可设置不放小麦幼苗的蒸 馏水作为空白对照组。 【 答案 】 (4)温度 外界溶液的电导度 (或膜的 透性 ) (5)第三步：将 30株小麦幼苗均分为 3组， 分别置于 1、 2、 3号 3个小烧杯中 第四步：将 1 号小烧杯置于冰水中水浴， 2号小烧杯置于室温 下， 3号小烧杯置于 45 的恒温水中水浴 (6) 防止残留胚乳及幼苗外的杂质干扰实验结果 增加不放小麦幼苗的空白对照 某研究性学习小组通过资料查找发现： 桐花树 (红树的一种 )幼苗在盐度为 1% 3%的环 境中生长较好 。 为探究桐花树幼苗的最适生长 盐度 ， 该学习小组设计 了以下实验方案 。 实验结果的记录与分析 (1)材料和用具：生长良好、树龄相同的桐花树 幼苗 5株，培养瓶 5个， 3%的 NaCl溶液，蒸馏水， 其他必需的器材若干。 (2)实验步骤： 将 5个培养瓶按 A E分别编号。 在培养瓶中分别加入浓度梯度相等的 1%、 _、 3%的 NaCl溶液。 _，按如图所示装置装配好。 将装置置于适宜的 _环境下进行培养， 每天观察并记录幼苗的生长情况。 (3)实验记录：请设计一个表格以便对上述实验 进行记录。 (4)实验结果： 4天后幼苗全部死亡，实验失败。 (5)结果分析：致使幼苗全部死亡、实验失败的 主要原因是实验方案有明显的设计缺陷，主要 有： 从呼吸作用的角度分析，缺陷在于 _ _。 从营养供给的角度分析，缺陷在于 _ _。 (6)从实验设计科学性的角度分析，缺陷在于 _ _。 【 解析 】 依题意 ， 本实验的自变量为 NaCl溶 液的浓度 ， 因变量为幼苗的生长状况 ， 无关变 量为光照 、 温度 、 CO2浓度等 。 实验中已将 5个 培养瓶编号成 5组 ， 故幼苗应分别放入含有 1%、 1.5%、 2%、 2.5%、 3%的 NaCl溶液中培养 。 在 实验记录的表格中 ， 应当体现自变量 (不同浓度 的 NaCl溶液 培养瓶的编号 )、 因变量 (幼苗 的生长状况 )以及培养的时间 (观察天数 )。 对于 实验异常结果的分析 ， 题目中已提示 ， 结合所 学的知识即可得知答案 。 【 答案 】 (2) 1.5%、 2%、 2.5% 将桐花 树幼苗分别放入 5个培养瓶 温度和光照 (3) 培养瓶编号 幼苗的生长状况 观察天数 A B C D E 1 2 3 4 (5) 未设置通气装置，根无法获得氧气进行有 氧呼吸 培养液中缺乏幼苗生长所必需的矿 质元素 (6)每组应设置多株幼苗 【 探规寻律 】 (1)实验结果的分析 验证性实验：结果和结论是唯一的，依据自变 量与因变量的关系，可用逆推法，由结论推出 相应的结果。 探究性实验：结果和结论是不确定的，应先把 自变量与因变量所对应的各种关系都考虑到， 然后用逆推法描述出各种可能出现的结果。 (2)实验结果的呈现 利用表格呈现实验结果。表格的设计应当从 自变量和因变量上展开，通常有两种模式： a单因子变量表格的模式： 自变量 因变量 b.多因子变量表格的模式： 项目 自变量 B 自变量 A 因变量 利用曲线图呈现实验结果。以曲线图的形式表示 时，通常以横坐标表示自变量，纵坐标表示因变量， 并在坐标轴上标注单位或符号。绘曲线图的方法： a. 标轴：认真审题，找准自变量和因变量，确定坐标 轴，标注单位或符号。 b.描点：根据题目所给数据 描点，有时需要计算 (特别注意：起点、终点、最高 点、最低点、转折点、与坐标轴的交点等 )。 c.连线： 以能穿过最多点的直线或光滑的曲线连接各点。 d. 标注：注明相应的文字和图像的标题。 实验类答题技巧 准确把握实验目的和实验原理 新收获的稻米煮出的饭香气袭人 ， 但是 不法商贩也可以用陈稻米抛光增白 、 上油后以 假乱真 ， 欺骗消费者 。 新稻米的过氧化氢酶活 性明显高于陈稻米 。 植物体内的过氧化氢酶在 有过氧化氢 (H2O2)存在的条件下能把某些酚类 化合物如愈创木酚氧化成红褐色物质 ， 可简单 表示为： 例 1 愈创木酚 H 2 O 2 过氧化氢酶 红褐色物质 其颜色的深浅与酶活性呈正相关。请你据此为食品 卫 生质量检验人员设计一个检测稻米新鲜程度的简 易实 验。 实验目的： _ _ _ _ _ _ _ 。 实验原理： _ _ _ _ _ _ _ 。 实验材料和用具：新稻米、待测稻米、 1%愈创 木酚 (有氧气存在时被氧化成红褐色物质，与氧 浓度成正比 )、 1%过氧化氢 (H2O2)、带塞子的试 管、培养皿、移液管、观察颜色的放大镜等。 实验步骤： 第一步：取两支具塞试管，分别编号为 A和 B； A管内放入适量的新稻米， B管内放入等量的待 测稻米。 第二步：用移液管分别向两支试管内加入适量 且等量的 1%愈创木酚溶液，浸没大米，盖上试 管塞，充分摇匀，静置一段时间后，弃掉多余 液体。 第三步：将两支试管中浸有 1%愈创木酚的稻米 分别倒入两个对应编号的培养皿中，用镊子摊 开，然后用移液管吸取 1%过氧化氢 (H2O2)分别 滴入两个培养皿中的稻米里，使所有稻米都浸 有过氧化氢。 第四步：一段时间后，用放大镜观察两个培养 皿中稻米的颜色变化。 预期结果： _ _。 结论： _ _。 【 解析 】 本题考查考生从题干中获取信息的 能力，以及设计实验解决问题的能力。依题意， 该实验的目的是根据过氧化氢酶活性的高低来 判断待测稻米的新鲜程度。在新稻米中，过氧 化氢酶的活性高，能使某些酚类物质氧化成红 褐色物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关， 因此可依红褐色物质颜色的深浅来间接判断稻 米的新鲜程度。由于该实验为探究性实验，故 实验结果有两种情况，即待测稻米为新稻米或 陈稻米。 【 答案 】 实验目的：根据过氧化氢酶活性的 高低来鉴别稻米是新稻米还是陈稻米 实验原理：植物体内的过氧化氢酶在有过氧化 氢存在时，能把某些酚类化合物氧化成红褐色 物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关 预期结果： A培养皿中的新稻米呈红褐色。若 B 培养皿中的待测稻米颜色很浅或几乎无色，则 是陈稻米；若待测稻米颜色也呈红褐色，则是 新稻米 结论：稻米里的过氧化氢酶的活性会随贮藏时 间的延长而降低。 【 探规寻律 】 实验原理的运用和实验目的的 确定 实验原理的运用是解题的根本，每一道实验题 都有其原理，充分理解和运用其原理，就能找 到问题之所在。高考题中的实验原理一般都来 自教材，例如本题仍以教材中酶活性与产物的 关系为原理。结合题干信息，能够理顺 “稻米中 的过氧化氢酶使 H2O2分解，产生 O2，从而使某 些酚类化合物氧化成红褐色物质，并通过观察 红褐色物质颜色的深浅来判断稻米的新鲜程度 ” 是解题的关键。 实验目的的确定，常依据实验原理，结合实验 材料，从试题提供的信息中找到解题的切入点， 并用恰当的语言进行描述。在具体书写时，一 般是 “观察什么 ”“探究什么 ”或 “验证什么 ”。本 调研题中，根据 “设计一个检测稻米新鲜程度的 简易实验 ”可知其实验目的是判断待测稻米的新 鲜程度。 下列是生物学研究中常用的实验方法， 其中叙述不正确的是 ( ) A研究细胞器的结构和种类，采用差速离心法 和显微观察法 B提取和分离叶绿体中色素时，采用研磨过滤 法和纸层析法 C探究酵母菌的呼吸方式，采用对比实验法和 产物检测法 D观察植物细胞的有丝分裂过程，采用活体染 色法和持续的显微观察法 正确选择实验方法 例 2 【 解析 】 研究细胞器的结构和种类 ， 用不同 的离心速度所产生的不同离心力将各种细胞器 分离开 ， 并运用显微镜进行观察 ， 故 A正确 。 色 素存在于叶绿体中 ， 需要使用研磨过滤法提取 色素 ， 再依各种色素在层析液中的溶解度不同 将其分离开 ， 故 B正确 。 探究酵母菌的呼吸方式 ， 通过设置有氧和无氧环境进行对比 ， 并通过检 测 CO2和酒精的产生情况进行判断 ， 故 C正确 。 在观察植物细胞有丝分裂过程时 ， 经盐酸和酒 精解离后细胞已经死亡；同时 ， 龙胆紫溶液不 属于活体染色剂 ， 故不能持续地观察到染色体 的动态变化过程 ， 故 D错误 。 【 答案 】 D 【 探规寻律 】 高中教材中涉及的科学方法 (1)对照实验法，如比较过氧化氢酶和 Fe3 的催 化效率。 (2)模拟实验法，如利用渗透作用装置模拟成熟 植物细胞渗透吸水和失水的过程。 (3)杂交实验法，如孟德尔选用豌豆作为实验材 料，运用杂交实验法，研究出两大遗传定律。 (4)显微观察法，如利用高倍显微镜观察叶绿体 和线粒体。 (5)调查法，如标志重捕法和样方法。 (6)染色法，如利用苏丹 染液将脂肪染成橘黄 色。 (7)差速离心法，如利用细胞质中各种结构的质 量差异，采用不同的离心速度产生不同的离心 力，将各种细胞器分开。 (8)引流法，如观察植物细胞质壁分离与复原实 验中，使细胞处于 0.3 g/mL的蔗糖溶液中。 (9)同位素标记法，如利用 18O2和 14CO2分别追踪 光合作用中氧原子和碳原子的转移途径。 下列有关洋葱作实验材料的叙述中，正 确的是 ( ) A表皮细胞大，容易观察，可用于低温诱导染 色体数目变化的实验 B根尖细胞分裂旺盛，可用于观察细胞的减数 分裂实验 C表皮细胞含有色素，可用于叶绿体色素的提 取实验 D表皮细胞具有大液泡，可用于观察植物细胞 的吸水和失水实验 科学选材 例 3 【 解析 】 洋葱表皮细胞属于成熟的植物细胞 ， 不再具有分裂能力 ， 因此不能用于低温诱导染 色体数目变化的实验 ， 故 A项错误；根尖细胞进 行的是有丝分裂 ， 故 B项错误；洋葱表皮细胞中 的色素存在于液泡中 ， 不能用来提取叶绿体色 素 ， 故 C项错误 。 【 答案 】 D 【 探规寻律 】 高中生物学教材中主要实验的 取材 实验材料的选取是实验成功的关键。在选择时， 要符合实验要求 (科学性 )、取材容易 (简便性 )、 实验现象明显 (直观性 )等特点。 (1)在鉴定还原糖的实验中，宜选用还原糖丰富 的、白色或近于白色的材料，以避免色素对实 验现象造成干扰。 (2)在细胞膜的提取实验中，宜选用成熟的哺乳动 物的红细胞，因为该细胞内无细胞核和各种细胞 器，避免了其他膜结构对实验的干扰。 (3)在观察植物细胞有丝分裂实验中，常选用洋葱 根尖分生区，因为该部位细胞分裂旺盛，易观察 到分裂期染色体的行为变化。 (4)在比较过氧化氢酶与 Fe3 催化效率的实验中， 选用新鲜的肝脏研磨液，这是因为肝脏是人体内 重要的解毒器官，富含过氧化氢酶；同时，经研 磨后细胞内的过氧化氢酶可释放出来。 (5)在观察植物细胞质壁分离与复原的实验中， 选用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞是因为其细胞内 具有中央液泡，且液泡内含有色素，便于观察 实验现象。 (6)在生长素的有关实验中，常选用胚芽鞘作实 验材料，因为胚芽鞘细胞只生长、不分裂，易 研究生长素的生理作用。 (7)在噬菌体侵染细菌实验中，利用噬菌体作为 实验材料的原因是噬菌体的化学成分与染色体 相似 (主要由 DNA和蛋白质组成 )，且 DNA和蛋 白质易分开进行单独实验。 下列有关实验变量的叙述，正确的是 ( ) A在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和 pH是自变量 B在模拟探究细胞大小与物质运输的关系实验 中，正方体琼脂块的体积是无关变量 C在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用 的实验中，插条生根数是因变量 D在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无 关变量 变量的控制 例 4 【 解析 】 在 A选项中，温度是自变量， pH是 无关变量；在 B选项中，正方体琼脂块的体积是 自变量；在 D选项中，酒精是因变量。 【 答案 】 C 【 探规寻律 】 实验变量在单一变量原则和等 量原则中的体现 遵循单一变量原则要做到两个确保：一是确保 “ 单一变量 ”的实验观测，即不论一个实验有几个 实验变量，都应做到一个自变量对应观测一个 因变量；二是确保 “单一变量 ”的操作规范，即 实验过程中要尽可能避免无关变量的干扰。具 体来说： 对于自变量，要严格控制，以形成对照或对 比 体现单一变量原则； 对于因变量，要认真观察、测量、记录或分析， 它是得出实验结论的重要依据； 对于无关变量，要严格控制，在实验中保持一 致 体现等量原则。 低温和高温会导致植物细胞受到伤害， 为了探究高温和低温对小麦的伤害，请完成下 列实验设计方案并回答相关问题。 (1)实验原理：当植物组织细胞受到不良条件 (如 高温、低温 )影响时，细胞膜的通透性增大，细 胞内容物外渗，使外部溶液的电导度增大。电 导度的大小可以用电导仪进行检测 (电导仪非常 灵敏，各种杂质以及温度都会影响测量结果， 从而带来实验误差 )，透性变化愈大，表示受伤 愈重。 准确描述实验步骤 例 5 (2)实验材料：小麦幼苗。 (3)仪器与药品：电导仪、冰水、 45 的水浴锅、 烧杯、量筒、洗瓶、滤纸、蒸馏水。 (4)分析变量：自变量是 _；检测指标是 _。 (5)实验步骤： 第一步：取小麦幼苗 30株，去除残留胚乳，用 蒸馏水反复冲洗 3次。 第二步：取 3个小烧杯，分别加入 20 mL蒸馏水， 编号为 1、 2、 3号。 第三步： _ _。 第四步： _ _。 第五步： 40 min后取出，并去除小烧杯中的幼 苗，使小烧杯中的溶液恢复至室温。 第六步：用电导仪测量溶液的电导度，并记录 实验结果。 (6)回答问题： 实验的第一步中要去除残留胚乳，并用蒸馏 水冲洗的目的是 _ _。 空气中的 CO2会溶解于蒸馏水中，从而给实 验带来误差。在你设计的实验中，为了校正这 种因素带来的误差，采取的措施是 _ _。 【 解析 】 该实验的自变量为温度，因变量为 小麦的受伤程度，检测指标为外界溶液的电导 度。细胞受伤程度越大，细胞膜的通透性越大， 外部溶液的电导度就越高。实验步骤可以从 “分 组编号、实验处理和结果观察 ”三个方面展开。 实验的第一步中去除残留胚乳，并用蒸馏水冲 洗的目的是防止残留胚乳及幼苗外的杂质对实 验结果造成干扰；在实验过程中，为校正空气 中 CO2带来的误差，可设置不放小麦幼苗的蒸 馏水作为空白对照组。 【 答案 】 (4)温度 外界溶液的电导度 (或膜的 透性 ) (5)第三步：将 30株小麦幼苗均分为 3组， 分别置于 1、 2、 3号 3个小烧杯中 第四步：将 1 号小烧杯置于冰水中水浴， 2号小烧杯置于室温 下， 3号小烧杯置于 45 的恒温水中水浴 (6) 防止残留胚乳及幼苗外的杂质干扰实验结果 增加不放小麦幼苗的空白对照 【 探规寻律 】 从实验变量的角度设计实 验步骤 (1)依自变量确定实验组别，并进行编号。 如本题中，自变量为温度，故实验需要设 置 3组，即高温、适温和低温，对于 2组或 2组以上的实验要进行编号，编号可以是 1、 2、 3号，也可以是甲、乙、丙等。 (2)依无 关变量，控制实验条件。 除自变量外，其他条件要相同且适宜。如本题 中，每组小麦的数量、温度处理的时间等应相 同。 (3)依因变量，确定实验的检测指标，并观 察记录实验结果。如本题中，小麦的受伤程度 为因变量，可以外界溶液的电导度作为检测指 标。解题时，要注意因变量与检测指标不一定 相同。 某研究性学习小组通过资料查找发现： 桐花树 (红树的一种 )幼苗在盐度为 1% 3%的环 境中生长较好 。 为探究桐花树幼苗的最适生长 盐度 ， 该学习小组设计 了以下实验方案 。 实验结果的记录与分析 例 6 (1)材料和用具：生长良好、树龄相同的桐花树 幼苗 5株，培养瓶 5个， 3%的 NaCl溶液，蒸馏水， 其他必需的器材若干。 (2)实验步骤： 将 5个培养瓶按 A E分别编号。 在培养瓶中分别加入浓度梯度相等的 1%、 _、 3%的 NaCl溶液。 _，按如图所示装置装配好。 将装置置于适宜的 _环境下进行培养， 每天观察并记录幼苗的生长情况。 (3)实验记录：请设计一个表格以便对上述实验 进行记录。 (4)实验结果： 4天后幼苗全部死亡，实验失败。 (5)结果分析：致使幼苗全部死亡、实验失败的 主要原因是实验方案有明显的设计缺陷，主要 有： 从呼吸作用的角度分析，缺陷在于 _ _。 从营养供给的角度分析，缺陷在于 _ _。 (6)从实验设计科学性的角度分析，缺陷在于 _ _。 【 解析 】 依题意 ， 本实验的自变量为 NaCl溶 液的浓度 ， 因变量为幼苗的生长状况 ， 无关变 量为光照 、 温度 、 CO2浓度等 。 实验中已将 5个 培养瓶编号成 5组 ， 故幼苗应分别放入含有 1%、 1.5%、 2%、 2.5%、 3%的 NaCl溶液中培养 。 在 实验记录的表格中 ， 应当体现自变量 (不同浓度 的 NaCl溶液 培养瓶的编号 )、 因变量 (幼苗 的生长状况 )以及培养的时间 (观察天数 )。 对于 实验异常结果的分析 ， 题目中已提示 ， 结合所 学的知识即可得知答案 。 【 答案 】 (2) 1.5%、 2%、 2.5% 将桐花 树幼苗分别放入 5个培养瓶 温度和光照 (3) 培养瓶编号 幼苗的生长状况 观察天数 A B C D E 1 2 3 4 (5) 未设置通气装置，根无法获得氧气进行有 氧呼吸 培养液中缺乏幼苗生长所必需的矿 质元素 (6)每组应设置多株幼苗 【 探规寻律 】 (1)实验结果的分析 验证性实验：结果和结论是唯一的，依据自变 量与因变量的关系，可用逆推法，由结论推出 相应的结果。 探究性实验：结果和结论是不确定的，应先把 自变量与因变量所对应的各种关系都考虑到， 然后用逆推法描述出各种可能出现的结果。 (2)实验结果的呈现 利用表格呈现实验结果。表格的设计应当从 自变量和因变量上展开，通常有两种模式： a单因子变量表格的模式： 自变量 因变量 b.多因子变量表格的模式： 项目 自变量 B 自变量 A 因变量 利用曲线图呈现实验结果。以曲线图的形式表示 时，通常以横坐标表示自变量，纵坐标表示因变量， 并在坐标轴上标注单位或符号。绘曲线图的方法： a. 标轴：认真审题，找准自变量和因变量，确定坐标 轴，标注单位或符号。 b.描点：根据题目所给数据 描点，有时需要计算 (特别注意：起点、终点、最高 点、最低点、转折点、与坐标轴的交点等 )。 c.连线： 以能穿过最多点的直线或光滑的曲线连接各点。 d. 标注：注明相应的文字和图像的标题。 知能优化训练 本部分内容讲解结束 按 ESC键退出全屏播放