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2019-2020年高中生物 第36課 實驗（實驗設計）教案 新人教版必修3 一、教學內(nèi)容及考綱要求 知識內(nèi)容 要求 能理解相關實驗的目的、原理、方法和操作步驟 A 初步具備驗證生物學事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理 B 具備初步探究一些生物學問題、恰當評價和完善實驗方案的能力。 C 二、實驗設計的基本原則 1 科學性原則: 科學性原則：包括實驗原理的科學性、實驗材料選擇的科學性、實驗方法的科學性、實驗結(jié)果處理的科學性。 2 可行性原則 在實驗設計時，從原理、實驗實施到實驗結(jié)果的產(chǎn)生，都實際可行。 3 簡便性原則： 實驗設計時，要考慮到實驗材料要容易獲得，實驗裝置簡單，實驗藥品較便宜，實驗操作較簡便，實驗步驟較少，實驗時間較短。 4 可重復性： 重復、對照、隨機是保證實驗結(jié)果準確的三大原則。任何實驗都必須有足夠的實驗次數(shù)才能判斷結(jié)果的可靠性，設計實驗只能進行一次而無法重復就得出“正式結(jié)論”是草率的。 5 單一變量原則 ①實驗變量與反應變量。實驗變量是實驗中由實驗者操縱的因素或條件，而反應變量是指由實驗變量而引起的變化結(jié)果，二者之間是前因后果的關系。實驗的目的就在于獲得和解釋前因與后果。 例如：關于“唾液淀粉酶水解淀粉”的實驗中，“低溫(冰塊)、適溫(37℃)、高溫 (沸水)就是實驗變量，而這些變量引起的實驗變化結(jié)果就是反應變量。該實驗旨在獲得和解釋溫度變化(實驗變量)與酶的活性(反應變量)的因果關系。 ②無關變量與額外變量。無關變量是指實驗中除實驗變量外的影響實驗結(jié)果與現(xiàn)象的因素或條件。由無關變量引起的變化結(jié)果就叫額外變量。它們之間也是前因后果的關系。但它們的存在對實驗與反應變量的獲得起干擾作用。 例如：“唾液淀粉酶實驗”中，除實驗變量(溫度)外，試管的潔凈程度、唾液的新鮮程度、淀粉濃度、溫度處理的時間長短等等就屬于無關變量。 如無關變量中的任何一個或幾個對三組實驗不等同、不均衡，就會產(chǎn)生額外變量，影響實驗的真實結(jié)果。實驗變量，或稱自變量，指實驗假設中涉及的給定的研究因素。反應變量，或稱因變量，指實驗變量所引起產(chǎn)生的結(jié)果或結(jié)論。而其他對反應變量有影響的因素稱之為無關變量，觀察其對實驗結(jié)果的影響。 6 對照性原則 設置對照組有4種方法： (1)空白對照，即不給對照組做任何處理；例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的實驗中，實驗組滴加了唾液淀粉酶液，而對照組只加了等量的蒸餾水，起空白對照。課本中涉及到的用甲狀腺制劑飼喂蝌蚪與正常情況下蝌蚪不作任何處理對照就屬于空白對照； (2)條件對照，即雖給對照組施以部分實驗因素，但不是所研究的實驗處理因素；這種對照方法是指不論實驗組還是對照組的對象都作不同條件的處理，目的是通過得出兩種相對立的結(jié)論，以驗證實驗結(jié)論的正確性。例如，在“動物激素飼喂小動物”的實驗中，采用等組實驗法，甲組為實驗組(飼喂甲狀激素)，乙組為條件對照(飼喂甲狀抑制劑)；課本中涉及到溫度對淀粉酶活性影響的實驗中0℃、100℃等溫度下的對照則為條件對照；，顯然，通過條件對照．實驗說服力大大提高。 (3)自身對照，指對照組和實驗組都在同一研究對象上進行，不再另外設置對照組；例如，“質(zhì)壁分離與復原”實驗，自身對照簡便，但關鍵要看清楚實驗處理前后的現(xiàn)象及變化差異。 課本中涉及到將過氧化氫酶加入H202液中說明酶是生物催化劑，則屬于自身對照； (4)相互對照，不單獨設置對照組，而是幾個實驗相互為對照。這種方法常用于等組實驗中?！爸参锵蚬庑浴睂嶒炛校萌粲诮M燕麥胚芽的不同條件處理的實驗組之間的對照，說明了生長素與植物生長彎曲的關系。證明玉米根的生長方向與地心引力的關系實驗中不同方向放置的玉米種子之間則屬于相互對照。 根據(jù)實驗目的要求，凡是涉及確定變化因素之間的因果關系的實驗中，一般都需要設計對照組實驗。中學階段所要求的實驗設計一般多采用對照的原則，因為科學、合理的設置對照可以使實驗方案簡潔、明了，且使實驗結(jié)論更有說服力。另外，對實驗結(jié)果的分析要注意分析方法的選擇，有時還要求用圖表表示有關結(jié)果或事實，這也是常用的基本技能。 三、完整實驗設計包含的基本內(nèi)容 （1）實驗課題：研究或?qū)嶒灥膬?nèi)容 （2）實驗原理：即完成該實驗所應用到的理論依據(jù)是什么？ （3）實驗目的：做了該實驗后，要解決什么問題？能提高或?qū)W到哪些知識、能力等（從動手能力，觀察能力、基本技能、實驗設計、顯微鏡的使用等方面分析） （4）材料用具：包括實驗材料、儀器或試劑等 （5）實驗的操作步驟，涉及到實驗設計思想、器材、藥品的使用、實驗設計原則（科學性、簡便性、單一變量、可重復性、控制的體現(xiàn)、控制與與平衡控制等）的體現(xiàn)。 （6）觀察和收集實驗數(shù)據(jù) （7）分析與結(jié)論，對實驗結(jié)果進行分析、推斷，作出合理的結(jié)論。注：有些考題要求考生預測可能的實驗結(jié)果，并推斷相關的結(jié)論。 四、生物高考實驗設計基本題型 1. 續(xù)寫實驗步驟的題型 這類題目的題干中已經(jīng)提供了比較多的信息，基本上劃定了答題的模式，目的明確，前面的方法步驟等信息已為續(xù)答作了鋪墊，只要明確題目中的實驗變量和反應變量，然后設計對照組，再根據(jù)有關原理分析，一般就能比較正確地寫出答案。 2. 評價和糾正給定的實驗步驟的題型 試題中既有合理成分，又有不合理成分，干擾因素較多，要求在吸取原有設計的合理成分的基礎上，提出自己的實驗設計思路。這表面上是考查對實驗設計的分析與評價能力，實質(zhì)上是全面檢測設計生物學實驗方案的能力，同時還考查考生的科學態(tài)度和科學精神方面的水準。 3. 實驗設計題型（驗證性實驗；探究性實驗）——根據(jù)題目提供的條件，自行設計實驗方案。 4. 實驗有關的綜合類題型——以實驗為背景，主要涉及代謝、遺傳和生態(tài)相關知識。 五、實驗設計題型分析 （一） 實驗步驟補充完善題 <補充設計> １．添加實驗假設。 ２．完善實驗步驟。 ３．總結(jié)實驗結(jié)論。 ４．補充填加對照實驗。 （二）實驗評價題 <設計改錯> 題型特點：此種題型突出“評價”實驗，所以題干實驗目的明確，圍繞實驗目的已設計好實驗，但由于實驗設計中存在某些不足（如變量設計不合理或未設計、沒有強調(diào)等同和適宜即沒有遵循單一變量原則、結(jié)果檢驗不合理、原理使用不當?shù)龋瑢е聦嶒灲Y(jié)果不能說明實驗結(jié)論。 解題思路：（1）解讀實驗目的的把握變量的設計，看是否設計了變量；（2）解讀實驗目的，把握實驗結(jié)果顯示設計，看結(jié)果顯示是否正確，注意結(jié)果顯示使用的原理是否妥當；（3）看是否遵循單一變量原則；（4）觀察實驗設計敘述中常規(guī)知識點的準確性。 實驗評價題型解題技巧 １．首先看有無對照實驗，如果無添加對照組，如果有→步驟2 ２．再看是否單一變量，在實驗中除要設計的變量外，其他條件都必須一致，特別注意實驗過程中是否會因添加試劑、或進行某個操作而引起控制條件的不一致性。例如研究溫度對酶活性影響，則溫度為變量。除單一變量外，其他條件應完全一樣。 ①實驗對象的一致性 　　　　　?、诘攘啃栽瓌t--每次實驗所加試劑的量要相等。 ③實驗控制時間的一致性　　　　 ④實驗條件的一致性 如果是單一變量，則看實驗原理、實驗操作、語言敘述等是否有錯誤： ３．看實驗步驟的順序是否合理，步驟是否完整。 ４．看實驗儀器、藥劑的使用的是否合理。藥劑的配備、使用及用量的大小。 ５．實驗結(jié)果的驗證是否合理。 （三）實驗設計題型（驗證性實驗；探究性實驗） 審題 ①瀏覽試題 ②明確要求 ③挖掘條件 類型 分析 驗證性實驗題 探究性實驗題 實驗目的 試題中已知，用線畫出即可 把試題中提出的問題變?yōu)殛愂鼍? 實驗假設 不需要假設 對探究問題提出一種可能性 原理分析 實驗原理即實驗所依據(jù)的科學道理，涉及到生物學及相關學科中的哪些方法和原理。要結(jié)合課本所學知識，并充分利用題中給出的實驗條件，來確定實驗原理。 材料分析 一般試題會給出材料用具，但完全開放性試題要求根據(jù)實驗目的，自主選擇實驗材料和用具（原則：不要少用也不要多用）。 變量分析 步驟1 獲取實驗中的變量（唯一不同的量 ），將材料用具用1、2、3…等進行分組標號。 步驟2 ①不施加實驗變量（自然條件或模擬自然條件）設為對照組；②施加實驗變量，設為實驗組；（也可能是相互對照）③控制無關變量，即其他條件相同。（考慮可操作性原則和重復原則） 步驟3 根據(jù)反應變量，反應或培養(yǎng)一段相同時間后，尋找具有可操作性的觀察指標（特異顏色變化、沉淀反應；形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征變化等 ），或測定指標（生長發(fā)育速度、生化反應速度等）、記錄數(shù)據(jù)。 結(jié)果分析 根據(jù)實驗原理確定已知實驗結(jié)果，并對實驗結(jié)果進行準確描述 對應假設，分類討論：①實驗組和對照組無顯著差異，實驗變量無影響；②實驗組比對照組好，實驗變量有利；③實驗組比對照組差，實驗變量不利。（如果是相互對照，也分類討論） 實驗結(jié)論 對應實驗目的做出肯定結(jié)論 表達 將實驗分析的成果用語言、文字、圖表曲線予以表達 檢查 檢查實驗設計及語言表達有沒有科學性錯誤 六、典型例題 例1：為探究二氧化硫?qū)χ参锶~片的影響，請根據(jù)所給材料和用具(品)設計出實驗的方法和步驟，預測可能的實驗結(jié)果，并分別得出相應的結(jié)論。 材料用品：長勢相同的2株盆栽黃瓜幼苗，小燒杯1個，大小相同的玻璃罩2個，玻璃板2塊(比玻璃罩略大)、稀硫酸、凡士林、水。 已完成的實驗步驟：稱取一定量的亞硫酸鈉(亞硫酸鈉與稀硫酸反應生成二氧化硫)，并對幼苗、玻璃罩和玻璃板進行標號。在小燒杯中加入稀硫酸2 mL，在1號和2號玻璃板邊緣涂上凡士林。 待完成的實驗步驟： ① 　　　　　　 　　　　　　　 ② 　　　　　　　 ； ③ 　　　 　　　　　　　 。 可能的實驗結(jié)果和相應的實驗結(jié)論： ① 　　　　 　　　　　　　 ； ② 　　　　 　　　　　　　 ； ③ 　　　　 　　　　　　　 。 例2：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上廣泛使用除草劑，其在土壤中能逐步被分解。為探究除草劑的分解是土壤本身的理化性質(zhì)還是土壤中微生物的分解作用，可以通過實驗加以驗證。 材料用具：滅菌鍋、除草劑、量筒、溫箱、幾種土壤、容器、能鑒定除草劑含量的試劑和設備等。 實驗方法步驟： 1、將幾種土壤混合均勻，等量分在兩容器中。　　 2、分別貼上標簽：甲和乙。 補充完成以下步驟： 3、將甲容器進行滅菌處理，乙 。 4、 ?！　　　　? 5、一段時間后測定 。 預測結(jié)果與實驗結(jié)論： ① 如果甲容器中除草劑含量比乙容器高，說明除草劑的分解是 。 ② 如果甲容器中除草劑含量與乙容器無明顯差別，說明除草劑的分是 。 例3：某小組學生觀察到某大麥田中長有許多狗尾草，還有食草昆蟲、青蛙、蜘蛛和蛇類等動物活動，決定探究農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中各種生物與生物之間、生物與無機環(huán)境之間的相互關系。研究中發(fā)現(xiàn)，在相同的環(huán)境條件下，分別種植大麥和狗尾草，它們都生長良好。如果把二者的種子混勻后播種，則大麥正常生長，而狗尾草生長得明顯矮小。有關上述現(xiàn)象的產(chǎn)生，有同學設想是大麥的根部分泌物抑制了狗尾草的生長。試根據(jù)下列提供的實驗材料與用具，補充實驗步驟，探究大麥與狗尾草之間是否存在這種關系。 一．材料用具：狗尾草幼苗、大麥幼苗、完全培養(yǎng)液、實驗容器等 二．方法步驟： ①將大麥幼苗用完全培養(yǎng)液培養(yǎng)，實驗容器、光照、空氣等外界條件符合要求。 ② 　 　　　　　　　 ； ③ 　　 　　　　　　　 ； ④ 　　 　　　　　　　 。 如果同學們要得出“大麥的根部某些分泌物會抑制狗尾草的生長”這一結(jié)論，應該觀察到的實驗現(xiàn)象是 ，出現(xiàn)這一實驗現(xiàn)象的可能原因除了同學們的假設外，還可能是因為 。 例4：為證實“甲狀腺激素及甲狀腺抑制劑對蝌蚪生長發(fā)育的影響”，某同學制定了下列實驗方案： ①取兩個玻璃缸分別編號：1號、2號； ②在兩個玻璃缸中分別加入等量且適量的水和新鮮水草，然后在每個玻璃缸中分別放入10條發(fā)育狀態(tài)不同的蝌蚪； ③向1號缸內(nèi)投放含甲狀腺制劑的飼料，2號缸內(nèi)投放含甲狀腺抑制劑的飼料； ④每天分別向各缸投放一些這樣的飼料； ⑤每隔一定時間觀察一次，觀察時用小網(wǎng)將蝌蚪撈出放在培養(yǎng)皿中，再將培養(yǎng)皿放在坐標紙上（1mm 1mm），觀察并測量蝌蚪的體長變化（前肢和后肢的生長情況、尾的變化等）。 上述實驗設計方案中，有一些明顯的設計缺陷或不妥，請你修改完善該設計方案及預測實驗現(xiàn)象。 課堂練習 1、將一株在黑暗中放置24h的植物，切斷其葉片中部的葉脈并光照2h，檢驗發(fā)現(xiàn)葉片下部有淀粉而上部無淀粉，該實驗證明（ ） A、光合作用需要光照 B、光合作用需要CO2 C、光合作用需要水 D、葉脈能運輸?shù)矸? 2、為了觀察小狗甲狀腺功能亢進引起的病變，可以采取哪項實驗措施（ ） A、 甲狀腺制劑連續(xù)飼喂發(fā)育正常的小狗 B、 切除正常發(fā)育的小狗的甲狀腺 C、向甲狀腺機能不足的小狗注射甲狀腺激素 D、用碘制劑連續(xù)注射正常小狗 3、將小麥種子浸泡在紅墨水中，10分鐘后，取出剖開，發(fā)現(xiàn)胚為白色，胚乳為紅色，這說明：（ ） A、胚仍存活，胚乳已死亡。 B、胚已死亡，胚乳仍存活。 C、胚和胚乳都存活 D、胚和胚乳都死亡。 4、某同學為研究光照對種子萌發(fā)的影響，分別在光照和黑暗的適宜環(huán)境中對健康種子進行催芽，先萌發(fā)的一組是（ ） A、光照環(huán)境 B、黑暗環(huán)境 C、同時萌發(fā) D、A、B、C都可能 5、切除老鼠體內(nèi)的甲狀腺，10天后將其與正常老鼠相比，其物質(zhì)代謝能力大大下降，若切除5天后，連續(xù)給老鼠注射一定量溶于某溶劑中的甲狀腺激素，5天后再觀察發(fā)現(xiàn)其物質(zhì)代謝能力沒有下降，由此可以推測甲狀腺激素能增強物質(zhì)的代謝能力。為了證明這一推測，有必要設置下列哪一實驗以作觀察比較： （ ） A． 既不切除老鼠體內(nèi)的甲狀腺，又未注射甲狀腺素。 B． 增加甲狀腺激素的注射量后進行切除手術(shù)，過5天后再移植甲狀 腺 C． 從切除老鼠體內(nèi)甲狀腺后第5天后開始，只注射用于該實驗的溶劑 D． 將溶解于另一種溶劑的甲狀腺激素注射到剛做完手術(shù)的老鼠體內(nèi) 6、根對礦質(zhì)元素的吸收過程與呼吸作用有著密切的關系，請根據(jù)下面所提供的儀器和材料，設計一個實驗來定性說明它們間的關系。 儀器和材料：燒杯、試管、移液管、微型增氧泵、豆芽根、植物油、濃度為100mgL-1的（NH4）2SO4培養(yǎng)液、蒸餾水、奈氏試劑（該試劑遇（NH4）2SO4變色，并隨其濃度增加而顏色加深） （1） 實驗設計： （2） 結(jié)果與分析： 課后練習 1．某同學由溫度能影響酶的活性聯(lián)想到溫度能否影響甲狀腺素的活性。為了探索這一問題，他做了一個實驗。在實驗步驟(1)、(2)、(3)中各有一處錯誤或不妥之處，請改正并預測實驗現(xiàn)象及結(jié)論。實驗步驟: （1）取三只相同的潔凈玻璃缸，編上號，分別裝上等量的蒸餾水、河水、自來水。 （2）取發(fā)育狀況不同的15只蝌蚪，分成三等份，分別放人1、2、3號玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的適宜外界條件下培養(yǎng)。 （3）每天同時向1、2、3號玻璃缸中分別投入普通飼料、甲狀腺制劑拌勻的飼料、用60℃溫水處理1小時的甲狀腺制劑拌勻的飼料。(4)過幾天比較蝌蚪的發(fā)育狀況。 改正： 預測實驗現(xiàn)象及結(jié)論 2．現(xiàn)有一種植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關，探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響，請你依據(jù)所給材料和用品設計出實驗的方法步驟，預測可能的實驗結(jié)果，并分別得出相應的結(jié)論。 材料和用品：數(shù)量充足的鋪有濾紙的培養(yǎng)皿、無菌水、表面消毒過的種子等 方法步驟： 可能的實驗結(jié)果及相應的結(jié)論： 3.現(xiàn)有面包、生雞蛋、花生油等實驗材料和試管、燒杯、溫度計、灑精燈、三角架、鹽酸、氫氧化鈉、蒸餾水、碘酒等實驗儀器和藥品。 請你設計一個實驗，以驗證胃液在化學性消化中的作用。 （1）胃液的采集：將一只對鈴聲已建立起食物反射的狗，在其胃底部做一個人工胃瘺（胃液可由胃瘺流到體外），利用_________的方法，可獲得純凈的胃液。 （2）實驗材料選擇和制備：將 并各取2ml，分裝在甲、乙兩個試管中。 （3）驗證胃液的化學性消化：在甲試管中加入 ，乙試管（對照）中加入 ，然后將甲、乙試管同時放入 中約20—30分鐘。 （4）實驗結(jié)果及其分析： 實驗結(jié)果是 ；此結(jié)果說明 。 （5）如果要進一步驗證胃液的消化作用在于酶，而不是鹽酸。可以在上述實驗中再加一個試管C，試管C內(nèi)應加入： 。 4.在淀粉分解實驗中，僅向你提供分別裝于試管中的唾液5ml，1%淀粉液10ml。滴瓶中的碘液若干，滴管一只，白瓷板10塊，手表一塊，室溫25℃，請嚴格按照給的實驗條件設計一實驗，證明唾液淀粉酶約需多少時間能完全消化淀粉。 步驟 （1） 。 （2） 。 （3） 。 5.給你兩個大小相同的蘿卜（新鮮的），10%的鹽酸、蔗糖、蒸餾水、顯微鏡、玻片、小刀、燒杯、吸水紙等材料用具。請從中選用部分器材，用最簡單的方法，設計一個小實驗，驗證植物細胞吸水和失水的原理。 （1）你準備選用的實驗材料和器具是 （2）操作過程是（寫出要點即可） （3）過一段時間后，你所觀察到的實驗現(xiàn)象是 。 （4）實驗結(jié)論是 。 6. 設計一個測定洋蔥表皮細胞液濃度的范圍的實驗方案。 （1）實驗原理：水分的 作用。 （2）材料用具：略 （3）方法步驟： ① 配制蔗糖溶液：配制 的蔗糖溶液； ② 制作裝片： 制成洋蔥表皮細胞裝片； ③ 觀察裝片： ④ 結(jié)論：該洋蔥表皮細胞的細胞液濃度是 。 7. 過氧化氫酶和Fe3+都能在常溫下催化過氧化氫分解成水和氧氣。比較兩者分別催化過氧化氫分解時，2分鐘內(nèi)產(chǎn)生氣泡多少和產(chǎn)生的氧氣量多少，可得知過氧化氫酶的催化效率比Fe3+高。氣泡的多少用肉眼觀察，氧氣量用帶火星的衛(wèi)生香檢測。用質(zhì)量分數(shù)為20%的肝臟研磨液和質(zhì)量分數(shù)為3.5%的氯化鐵溶液做實驗，已知每滴氯化鐵溶液中的Fe3+數(shù)大約是每滴肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍。其它實驗材料和用具： （1）體積分數(shù)為3%的過氧化氫溶液 （2）量筒 （3）試管（4）滴管 （一）簡要寫出你設計的實驗步驟（提示：取相同體積的過氧化氫溶液，分別滴入相同滴數(shù)的氯化鐵溶液和肝臟研磨液） （二）為什么要說明每滴氯化鐵溶液中的Fe3+ 數(shù)大約是每滴肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍？ 8.以下為某同學自己設計的制作并觀察洋蔥根尖細胞分裂裝片的實驗步驟：切取2—3cm根尖，放入0.01%龍膽紫中染色后，立即放入成有10%的鹽酸溶液的小玻璃皿中解離，待根尖酥軟后，放在滴有清水的載玻片上，蓋上蓋玻片。壓片后用顯微鏡低倍鏡找到分裂中的細胞，然后移到視野正中換成高倍鏡仔細觀察。你認為他設計不妥之處為（并說明原因）。 （1） （2） （3） （4） 9. 某學生在實驗時，先用一塊潔凈紗布揩拭鏡頭，再在一干凈的載玻片中央滴一滴清水，放入一小塊植物組織切片，小心展平后，放在顯微鏡載物臺正中央，并用彈簧夾片壓住。然后在雙眼側(cè)視下，將物鏡降至距玻片標本約1~2cm處停止。用左眼朝目鏡里觀察，同時轉(zhuǎn)動粗調(diào)節(jié)器，緩緩上升鏡筒。請指出該生操作中不正確的地方： 10. 黃瓜的植株即開雄花也開雌花，雄花和雌花容易分辨?，F(xiàn)在生物園里有幾株黃瓜正在開花，為你提供必要的器具和藥品，請你完成下面的實驗方案，以證明黃瓜的子房發(fā)育成果實需要種子提供的生長素。 器具和藥品：透明紙袋、回形針、小紙牌、剪刀、鑷子、毛筆、燒杯、適宜濃度的生長素溶液 。 實驗方案： 步驟一：選擇一批發(fā)育正常、即將開放的黃瓜雌花，為每朵花套上透明紙袋，用回形針將袋子固定好，然后將這些雌花分為三組，分別掛上標有1、2、3的小紙牌。 步驟二： 結(jié)果預測： 第一組雌花： 第二組雌花： 第三組雌花： 11.請根據(jù)下列材料和實驗原理設計一個證明酶是蛋白質(zhì)的實驗： （1）實驗材料：5%的NaOH溶液、3%的CuSO4溶液、雞蛋、人的口腔唾液（酶）、水、小燒杯、玻璃棒、試管和滴瓶。 （2）實驗原理：雞蛋的蛋清主要成分是蛋白質(zhì)，在堿性溶液中，蛋白質(zhì)與 CuSO4反應能產(chǎn)生紅紫色物質(zhì)，即蛋白質(zhì)的雙縮脲反應。如果能通過實驗證明，酶能發(fā)生雙縮脲反應，即可證明酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)。 第一步：制備蛋清液：取生雞蛋一個，打破蛋殼（不要破壞蛋黃）。取少許蛋清注入小燒杯中，加入30ml的清水，用玻璃棒調(diào)勻。 第二步： 第三步： 第四步： 實驗結(jié)果： 結(jié)果分析： 第36課 實驗（實驗設計）課堂練習 例1： 【解析】本題既屬于補充實驗過程的探究性實驗設計題，又屬于結(jié)論開放型實驗設計題。補充實驗步驟時，注意與前面已有的步驟相銜接，要理解前面步驟的意圖，按照這個設計思路，遵照實驗設計的基本原則，完成后續(xù)步驟（見答案）。 結(jié)論開放型試題的特點是試題改變了傳統(tǒng)試題的“答案唯一”的做法，變“答案唯一”為“答案不唯一”。此類試題的任何一個答案都能完成試題的指令，符合并滿足試題的全部條件和要求，因此，對可能的實驗結(jié)果應全部預測到，并進行分析，得出相應的結(jié)論。不能用習慣性思維，認為二氧化硫?qū)χ参锏娜~片有傷害作用。 【答案】待完成的實驗步驟： ①將1號和2號幼苗分別放在1號和2號玻璃板中央，將小燒杯放在1號幼苗旁 ②將稱好的亞硫酸鈉迅速投入到小燒杯中，立即扣上玻璃罩，同時將2號幼苗用2號玻璃罩扣上 ③將上述實驗裝置放在向陽處，定期觀察其葉片的變化 可能的實驗結(jié)果和相應的實驗結(jié)論： ①1號和2號幼苗的葉片均正?；虍惓?或答差異不顯著)，說明該種植物葉片不受二氧化硫的影響(或二氧化硫的量不夠)(注：將“異?！贝鸪伞白兒凇l(fā)黃”或“出現(xiàn)病癥”、“受到傷害”均給分，下同) ②1號幼苗的葉片異常，2號幼苗的葉片正常(或答差異顯著)，說明二氧化硫?qū)χ参锏娜~片有傷害作用 ③1號幼苗的葉片正常，2號幼苗的葉片異常(或答差異顯著)，說明一定濃度的二氧化硫?qū)θ~片生長有益 【說明】答題要領：認真分析題干中提供的信息，透過背景材料找出該實驗涉及的知識點，確定解決問題的目標；辨別實驗類型，把握解題的方向和關鍵。在實驗設計時，先要對所設計的實驗有一個整體設想，遵循和體現(xiàn)實驗設計的“三大原則”（對照性原則、等量性原則、單因子變量原則）和“四性”（科學性、安全性、可行性和簡約性），文字敘述力求簡練、準確、科學。 例2： 答案：補充步驟：3、不進行滅菌處理 4、 向甲、乙容器中分別放入等量的除草劑 5、甲、乙容器中除草劑的含量 預測結(jié)果與實驗結(jié)論：①土壤中微生物的分解作用 ②土壤本身的理化性質(zhì) 例3： 答案：②把長勢相同的狗尾草幼苗分為A、B兩組，每組各20株。 ③A組用完全培養(yǎng)液培養(yǎng)，B組用培養(yǎng)過大麥的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)，兩組培養(yǎng)液等量，實驗容器、空氣、光照等外界條件符合要求。 ④一段時間后，觀察A、B兩組狗尾草的生長情況。 B組狗尾草幼苗比A組狗尾草幼苗長勢差（或B組狗尾草生長狀況不良） 培養(yǎng)過大麥的完全培養(yǎng)液中缺乏狗尾草生長所必需的某些礦質(zhì)元素 例4： 答案： ①取3個玻璃缸分別編號：1號、2號、3號 ； ②在3個玻璃缸中分別加入等量且適量的水和新鮮水草，然后每個玻璃缸中分別放入10條發(fā)育狀態(tài)相同的蝌蚪 ； ③向三號缸內(nèi)投放含甲狀腺制劑的飼料，2號缸內(nèi)投放含甲狀腺抑制劑的飼料；3號缸中內(nèi)投放不含任何激素的常規(guī)飼料 ； ④和⑤原方案不變。 實驗現(xiàn)象預測；l號缸內(nèi)蝌蚪將在短期內(nèi)發(fā)育成微型青蛙；2號缸內(nèi)蝌蚪將停止發(fā)育；3號缸內(nèi)蝌蚪將正常發(fā)育 。 課堂練習答案：1 C 2 A 3 A 4 D 5 C 6、(1) ①取兩只相同的燒杯分別標為A和B，放入等量(NH4)2SO4培養(yǎng)液和等量鮮重的豆芽根尖。 ②在A燒杯中加入增氧泵，在B燒杯中加幾滴油，使之形成油膜。 ③一段時間后，取3支試管，分別標為a 、b、 c，分別加入等量的(NH4)2SO4，A燒杯液體，B燒杯液體，再分別加入奈氏試劑。 （2）a 、c試管內(nèi)顏色基本相同，b試管內(nèi)顏色較淺。A燒杯中O2充足，呼吸旺盛，根可以吸收較多的NH4+使溶液中NH4+下降，加奈氏試劑,顏色較淺。 課后練習答案 1.改正：(1)蒸餾水/河水/自來水改為河水，(2)不同改為相同，(3)投入后加等量。 預測實驗現(xiàn)象及結(jié)論：①若B玻璃缸內(nèi)蝌蚪發(fā)育最快，而A、C玻璃缸內(nèi)蝌蚪發(fā)育狀況相同，說明高溫使甲狀腺制劑失活。②若B玻璃缸內(nèi)蝌蚪發(fā)育最快，C玻璃缸內(nèi)次之，A玻璃缸最慢，說明高溫使甲狀腺制劑活性降低。③若B、C玻璃缸內(nèi)蝌蚪發(fā)育狀況相同，而A玻璃缸內(nèi)較慢，說明高溫未影響甲狀腺制劑活性。 2.方法步驟：①向培養(yǎng)皿中倒入適量的水，將等量的種子分別放入兩組培養(yǎng)皿中。②將一組置于有光照的環(huán)境中，另一組置于黑暗環(huán)境中，在培養(yǎng)過程中，使兩組所處溫度、水分、空氣狀況適宜且相同。 可能的實驗結(jié)果及相應的結(jié)論：①有光組萌發(fā)，無光組也萌發(fā)(或答發(fā)芽率差異不顯著)，該種植物的種子萌發(fā)不受光的影響。②有光組萌發(fā)，無光組不萌發(fā)(或答有光組發(fā)芽率高于無光組，差異顯著)，光是該種植物種子萌發(fā)的必要條件之一。③有光級不萌發(fā)，無光組萌發(fā)(或答無光組發(fā)芽率高于有光組，差異顯著)，光抑制該種植物種子的萌發(fā)。 3.（1）鈴聲刺激空腹的狗，引起它產(chǎn)生分泌胃液的條件反射。 （2）蛋清加水煮沸，制成蛋花液 （3）胃液2ml 蒸餾水2ml 37℃的溫水 （4）甲試管中蛋花消失，乙試管中蛋花不消失；在外界條件適宜的情況下，胃液對蛋白質(zhì)的化學性消化的作用 （5）2ml蛋花液和2ml鹽酸 4.（1）先將碘液逐滴滴在10塊白瓷板上 （2）將唾液注入淀粉液試管中，計時開始 （3）每隔1—2分鐘，用滴管吸取唾液淀粉混合液，按次加到白瓷板的碘液中，直到不變藍為止，累積時間。 5.（1）蘿卜、蔗糖、蒸餾水、小刀、燒杯 （2）① 配制濃蔗糖溶液 ② 在兩只蘿卜上用水刀各挖一個洞 ③ 在洞內(nèi)各分別注入濃蔗糖溶液和蒸餾水 ④ 觀察結(jié)果 （3）注入蒸餾水的蘿卜，洞內(nèi)液面降低，蘿卜硬挺；注入蔗糖溶液的蘿卜，洞內(nèi)液面上升，蘿卜變軟。 （4）當外界溶液濃度小于細胞液濃度時，細胞滲透吸水；當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞滲透失水。 6（1）滲透 （3）① 各種濃度或一系列梯度濃度 ② 分別用上述濃度的蔗糖溶液 ③ 用顯微鏡按蔗糖溶液的濃度梯度逐個觀察裝片 ④ 介于能引起與不能引起細胞質(zhì)壁分離的兩種相鄰濃度溶液的濃度之間 7.（一）① 取A、B兩支潔凈的試管，各注入2ml過氧化氫溶液（相同體積） ② 向A試管中滴入2滴肝臟研磨滴，向B試管中滴入2滴氯化鐵溶液（相同滴數(shù)） ③ 堵住試管口，輕輕地振蕩這兩支試管，使試管內(nèi)的物質(zhì)混合均勻。觀察并記錄哪支試管產(chǎn)生的氣泡多。 ④ 將帶火星的衛(wèi)生香分別放入A、B試管內(nèi)的液面上方，觀察并記錄哪支衛(wèi)生香燃燒猛烈。 （二）只有確知酶分子數(shù)等于或少于Fe3+數(shù)的前提下，催化效率還更高，才能證明酶的催化效率確實高于Fe3+。 8.（1）應切取2—3mm根尖，生長點正在此處 （2）龍膽紫溶液的濃度應該為1%，不配制成溶液無法染色，濃度過低使溶液顏色過淺，而不利于觀察。 （3）應該先解離后染色，否則只有表層細胞被染色 （4）解離后需用水漂洗10分鐘，因為龍膽紫溶液呈堿性，會與鹽酸反應，使細胞不能被染色。 9.（1）應該使用擦鏡紙揩試鏡頭 （2）應將物鏡降至距玻片標本約1--2mm處停止 （3）忘記了蓋蓋玻片 10. 步驟二：待紙袋中的雌花開放后，打開第一組的紙袋，授以黃瓜的花粉；打開第二組的紙袋，在其子房壁上涂抹適宜濃度的生長素溶液，以后幾天繼續(xù)套上紙袋；第三組不做任何處理。幾天后將紙袋取下。 結(jié)果預測：結(jié)出有籽黃瓜；結(jié)出無籽黃瓜；不結(jié)黃瓜，枯萎脫落。 11. 第二步：取兩支試管編號，在1號試管中注入第一步得到的蛋清液2ml，2號試管中注入2ml唾液。 第三步：然后，向1號和2號試管中各加入2--3滴5%的NaOH溶液，振蕩。 第四步：再向1號和2號試管中各加入2--3滴的CuSO4溶液，振蕩。 實驗結(jié)果：振蕩搖勻后，置一會兒，可看到1號和2 號試管中都呈現(xiàn)紅紫色 結(jié)果分析：該實驗證明唾液中存在著與蛋清同樣的成分，即蛋白質(zhì)，而唾液中除水以外主權(quán)威性分是酶。