2017卓越学案高考总复习·生物第10单元实验原则与设计学案
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第10单元第36讲实验原则与设计.doc
　　(建议用时：60分钟)
　　1．(2016•深圳五校联考)甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图Ⅰ、图Ⅱ装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。回答下列问题：
　　(1)甲利用图Ⅰ装置探究酵母菌在有氧与无氧的条件下呼吸作用放出的热量多少。
　　材料用具：500 mL保温桶、温度计、活性酵母菌、0.1 mol/L葡萄糖溶液、棉花、石蜡油
　　实验步骤：
　　①取A、B两套装置按下表的设计进行实验。
　　装置 步骤一 步骤二 步骤三
　　A 加入200 mL的葡萄糖溶液 加入10 g活性酵母菌 X________
　　B 加入200 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液 Y________ 加入石蜡油铺满液面
　　则X是________________；Y是________________________________________________________________________。
　　②B装置中步骤一的主要目的是________________，这是控制实验的________变量。
　　实验结果：略
　　(2)乙利用图Ⅱ装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的细胞呼吸类型。
　　①想得到实验结论还必须同时设置对照实验，假设该装置编号为Ⅲ，则装置Ⅲ除用____________代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同。
　　②检测酵母菌细胞呼吸是否产生CO2时，可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液。CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化是________________________________________________________________________。
　　③写出乙同学改进后所得的实验结果及相应的结论：
　　若装置Ⅱ中红色液滴不移动，装置Ⅲ中红色液滴向右移动，说明酵母菌只进行无氧呼吸；
　　若____________________________________________，说明酵母菌只进行有氧呼吸；
　　若________________________________________，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
　　[导学号29520624]　解析：(1)①探究酵母菌在有氧呼吸与无氧呼吸作用下放出热量的多少，需要创设有氧和无氧条件，A、B两套装置进行对照，A装置为有氧条件，B装置为无氧条件；X是不加入石蜡油，Y是加入10 g活性酵母菌。②B装置加入200 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液，主要目的是去除氧气，本实验的自变量是有无氧气。(2)①探究酵母菌的细胞呼吸类型必须设置对照实验并遵循单一变量原则，故装置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同。②CO2的检测可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液。CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化是由蓝变绿再变黄。③装置Ⅱ中NaOH溶液的作用是吸收CO2，如果酵母菌只进行无氧呼吸，此过程不消耗氧气，酵母菌无氧呼吸生成的CO2会被NaOH溶液吸收，红色液滴不移动；装置Ⅲ中换成清水，酵母菌产生的CO2不被吸收，红色液滴向右移动。如果只进行有氧呼吸，装置Ⅱ中产生的CO2被吸收，装置Ⅱ中红色液滴向左移动；装置Ⅲ中消耗的O2与产生CO2体积相等，装置Ⅲ中红色液滴不移动。如果酵母菌既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，装置Ⅱ中红色液滴向左移动，装置Ⅲ中红色液滴向右移动。
　　答案：(1)①不加入石蜡油　加入10 g活性酵母菌　②去除氧气　自
　　(2)①等量清水　②由蓝变绿再变黄　③装置Ⅱ中红色液滴向左移动，装置Ⅲ中红色液滴不移动　装置Ⅱ中红色液滴向左移动，装置Ⅲ中红色液滴向右移动
　　2．(2016•广东增城月考)随着人口的不断增长，粮食短缺的问题日益严重。小麦是我国重要的粮食作物。对小麦生理过程的研究有利于指导农业生产、提高粮食产量。请回答下列有关问题：
　　(1)小麦植株进行光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25 ℃和30 ℃。下图是在CO2浓度一定、环境温度为25 ℃、不同光照强度条件下测得的小麦叶片的光合作用强度。据图分析：
　　①B点时，该植物叶肉细胞产生ATP的细胞器是____________________。
　　②C点以后限制光合作用强度继续上升的主要环境因素是_____________，依据此原理，你认为在生产中可以采用 ____________________等具体措施提高小麦产量。
　　(2)科学家研究发现紫外光能够抑制植物生长，原因是紫外光可增强植物体内吲哚乙酸氧化酶的活性，促进生长素氧化为3-亚甲基氧代吲哚，而后者没有促进细胞伸长第36讲　实验原则与设计
　　[考纲点击]　1.能独立完成考纲规定的教材实验，包括理解实验的目的、原理、方法和操作步骤　2.具备验证简单生物学实验的能力，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理　3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法　4.能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订
　　1．完整的实验设计一般包括实验题目、假设、预期、实验观察和收集数据、分析、推论、评价、交流等。
　　2．科学探究的一般过程为：观察、提出问题→作出假设→设计、完成实验→分析数据，得出结论→交流、表达和再探究。
　　3．探究实验设计时要遵循三大原则：科学性原则、对照原则和单一变量原则。
　　4．实验过程中可以变化的因素称为变量，生物学实验中常涉及的类型有自变量、因变量和无关变量。
　　5．实验一般程序：分组编号→设置对照→条件处理→观察比较→得出结论。
　　1．实验变量与反应变量
　　实验变量：也称为自变量，指实验中由实验者操纵的因素或条件。
　　反应变量：也称因变量，指实验中由实验变量引起的变化和结果。
　　通常实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。
　　2．无关变量与额外变量
　　无关变量：也称控制变量，指实验中除实验变量外的影响实验现象和实验结果的因素或条件。
　　额外变量：也称干扰变量，指实验中由无关变量引起的变化和结果。显然额外变量会对反应变量起干扰作用。
　　3．实验对照的四种类型
　　空白对照、自身对照、条件对照和相互对照。
　　4．评价、修订类实验题的解题步骤
　　第一步：分析取材是否正确。
　　第二步：分析实验原理及方法是否正确。
　　第三步：分析药品与试剂的使用是否合理。
　　第四步：步骤及操作分析，主要有以下情况：
　　①漏做或颠倒某个实验步骤；②操作方法错误；③有没有设置对照，如果有看对照设计是否合理；④实验是否遵循了单一变量原则；⑤实验是否具有偶然性；⑥有无更为简单的实验方案；⑦实验能否顺利完成；⑧实验的安全性如何。
　　第五步：分析实验结果是否正确。
　　考法一　实验设计原则
　　1．科学性原则
　　实验是在人为控制条件下研究事物(对象)的一种科学方法；是依据假设，在人为条件下对实验变量的变化和结果进行捕获、解释的科学方法。科学研究的过程本身就是科学，并不是说研究的结论才是科学。因此，在实验设计中必须有充分的科学依据。
　　科学性原则包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。
　　2．对照性原则
　　只有比较才能看出差异，只有通过对照才能验证我们的推论，因此，在实验设计中，要设置对照组。设置科学、合理的对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。
　　对照的四种类型：
　　类型 设置对照实验 实例
　　空白
　　对照 不给对照组以任何处理 如要验证甲状腺激素的作用，则对照组动物不作任何处理，让其自然生长
　　自身
　　对照 实验组和对照组都在同一实验对象上进行 植物细胞质壁分离和复原实验，在同一装片中先后进行。对照组即正常的洋葱表皮细胞，实验组即质壁分离和复原的细胞，是同一组细胞
　　条件
　　对照 给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的 在“动物激素饲喂小动物”的实验中，采用等组实验法，甲组为实验组(饲喂甲状腺激素)，乙组为条件对照(饲喂甲状腺抑制剂)