專題九　實(shí)驗(yàn)與探究第20講　實(shí)驗(yàn)與探究課標(biāo)要求考情分析1.能獨(dú)立完成“課程標(biāo)準(zhǔn)”中所列的生物實(shí)驗(yàn),包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作步驟,掌握相關(guān)的操作技能,并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運(yùn)用。2.具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力,并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行分析、解釋,并能對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。3.具有對(duì)一些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行初步探究的能力,包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說(shuō)—演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。4.能對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂在高考命題上,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分常以選擇題形式考查,實(shí)驗(yàn)技能方面常以非選擇題形式考查,特別是結(jié)合動(dòng)物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)情境考查。在命題形式上,基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分?？疾閷?shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)步驟、原理和注意事項(xiàng);實(shí)驗(yàn)技能方面常結(jié)合一些核心考點(diǎn)考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力,包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)與分析熱點(diǎn)一　教材基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) [情境引領(lǐng)]洋蔥的葉分為管狀葉和鱗片葉。管狀葉伸展于空中可進(jìn)行光合作用;鱗片葉層層包裹形成鱗莖,富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。某小組以紫色洋蔥為材料進(jìn)行如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)。據(jù)圖判斷下列敘述正誤。(1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中可用無(wú)水乙醇(溶劑)提取色素。為防止色素被破壞,步驟①研磨時(shí)需加入的物質(zhì)是碳酸鈣。(　√　)(2)色素成功分離后,濾紙條上距濾液細(xì)線最遠(yuǎn)的色素帶的顏色是藍(lán)綠色。(　×　)提示:濾紙條上的色素帶與濾液細(xì)線的距離是由其溶解度決定的,由于胡蘿卜素的溶解度最高,因而距離最遠(yuǎn)的是橙黃色的胡蘿卜素。(3)實(shí)驗(yàn)Ⅱ步驟②后需觀察細(xì)胞中紫色中央液泡的大小以及原生質(zhì)層的位置,后者具有選擇透過(guò)性與細(xì)胞膜和液泡膜有關(guān)。(　√　)(4)某同學(xué)在完成步驟③后進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的觀察,經(jīng)步驟④后觀察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞狀態(tài)無(wú)明顯變化,可能的原因是觀察時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致細(xì)胞失水過(guò)久、過(guò)多而死亡。(　√　)(5)實(shí)驗(yàn)Ⅲ中制作根尖臨時(shí)裝片需要經(jīng)過(guò)解離、染色、制片。(　×　)提示:解離之后染色之前需要進(jìn)行漂洗,以洗去多余的解離液,避免影響染色。(6)⑥是某同學(xué)觀察時(shí)拍攝的兩張顯微照片,Ⅰ中細(xì)胞的核DNA與染色體的數(shù)目之比為1∶1。(　√　)(7)將洋蔥表皮分別置于0.2 g·mL-1和0.3 g·mL-1 蔗糖溶液中,觀察并比較細(xì)胞質(zhì)壁分離的情況,預(yù)期結(jié)果是在0.2 g·mL-1蔗糖溶液中洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象更明顯。(　×　)提示:將洋蔥表皮分別置于0.2 g·mL-1和0.3 g·mL-1蔗糖溶液中,觀察并比較細(xì)胞質(zhì)壁分離的情況,由于水分子的跨膜運(yùn)輸方式是被動(dòng)運(yùn)輸,濃度差越大,擴(kuò)散得越快,所以在0.3 g·mL-1蔗糖溶液中洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象更明顯。(8)觀察洋蔥根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂,使用甲紫溶液染色,分裂間期細(xì)胞不著色,分裂期細(xì)胞染色體著色。(　×　)提示:觀察洋蔥根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂,使用甲紫溶液染色以便觀察染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化,所有時(shí)期的細(xì)胞都著色了。(9)若比較有絲分裂細(xì)胞周期不同時(shí)期的時(shí)間長(zhǎng)短,可通過(guò)“觀察多個(gè)裝片、多個(gè)視野的細(xì)胞并統(tǒng)計(jì)”以減小實(shí)驗(yàn)誤差。(　√　) [基礎(chǔ)鞏固]1.觀察類實(shí)驗(yàn)(1)一般操作流程。(2)具體實(shí)驗(yàn)中幾項(xiàng)比較分析。實(shí)驗(yàn)名稱細(xì)胞的狀態(tài)(死細(xì)胞/活細(xì)胞)觀察對(duì)象染色劑生物材料(及特殊要求)觀察蝗蟲(chóng)精母細(xì)胞減數(shù)分裂裝片死細(xì)胞染色體無(wú)(為固定裝片)蝗蟲(chóng)精母細(xì)胞觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂死細(xì)胞甲紫溶液或醋酸洋紅液洋蔥根尖分生區(qū)細(xì)胞染色前需漂洗干凈使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞活細(xì)胞或死細(xì)胞細(xì)胞按需染色酵母菌細(xì)胞、水綿細(xì)胞、葉的保衛(wèi)細(xì)胞、魚(yú)的紅細(xì)胞等用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)活細(xì)胞葉綠體無(wú)(不用染色)新鮮的蘚類的葉(或菠菜葉、黑藻葉等)低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化死細(xì)胞染色體甲紫溶液洋蔥根尖細(xì)胞染色前需漂洗干凈探究植物細(xì)胞的吸水和失水活細(xì)胞紫色中央液泡的大小和原生質(zhì)層的位置無(wú)須染色紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞2.鑒定、提取類實(shí)驗(yàn)(1)鑒定實(shí)驗(yàn)的操作流程。(2)具體實(shí)驗(yàn)的幾項(xiàng)比較分析。實(shí)驗(yàn)名稱試劑顏色生物材料備注還原糖的鑒定斐林試劑磚紅色沉淀蘋果或梨勻漿等現(xiàn)配現(xiàn)用、水浴加熱脂肪的鑒定蘇丹Ⅲ染液橘黃色花生種子切片需用高倍顯微鏡觀察蛋白質(zhì)的鑒定雙縮脲試劑紫色豆?jié){、稀蛋清等先加A液,后加B液,搖勻使用酒精的鑒定重鉻酸鉀溶液橙色→灰綠色酵母菌酸性條件CO2的鑒定溴麝香草酚藍(lán)溶液藍(lán)→綠→黃酵母菌常溫條件綠葉中色素的提取和分離提取液:無(wú)水乙醇;分離液:層析液①胡蘿卜素:橙黃色;②葉黃素:黃色;③葉綠素a:藍(lán)綠色;④葉綠素b:黃綠色新鮮的綠葉(如菠菜葉)加入二氧化硅有助于研磨得充分;碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞DNA的粗提取與鑒定二苯胺試劑藍(lán)色新鮮洋蔥等沸水浴加熱5 min3.探究類實(shí)驗(yàn)(1)一般操作流程模板。(2)具體實(shí)驗(yàn)中的變量分析。實(shí)驗(yàn)名稱自變量因變量無(wú)關(guān)變量探究植物細(xì)胞的吸水和失水外界溶液濃度植物細(xì)胞的狀態(tài)(中央液泡的大小、原生質(zhì)層的位置及細(xì)胞大小)植物細(xì)胞的種類、發(fā)育程度、溫度等探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響不同溫度酶的活性(加碘液后溶液顏色的變化)pH、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應(yīng)時(shí)間、操作程序等探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響不同pH酶的活性(氣泡的數(shù)量或帶火星的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度)溫度、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應(yīng)時(shí)間、操作程序等探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式 氧氣的有無(wú)CO2生成量(澄清石灰水的混濁程度或溴麝香草酚藍(lán)溶液變成黃色的時(shí)間長(zhǎng)短);酒精的產(chǎn)生(用酸性重鉻酸鉀溶液檢測(cè))葡萄糖溶液的量和濃度、澄清石灰水的量、溫度、pH、錐形瓶的潔凈程度等探究植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)扦插枝條生根的作用不同濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑插條的生根數(shù)量或長(zhǎng)度實(shí)驗(yàn)材料的一致性、處理時(shí)間的一致性等探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化時(shí)間酵母菌種群數(shù)量培養(yǎng)液的成分、培養(yǎng)條件、空間等4.調(diào)查類實(shí)驗(yàn)(1)一般操作流程模板。(2)具體實(shí)驗(yàn)的調(diào)查對(duì)象、統(tǒng)計(jì)方法和計(jì)算方法分析。調(diào)查類實(shí)驗(yàn)課題調(diào)查對(duì)象統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算方法調(diào)查人群中某遺傳病的發(fā)病率人群匯總法某種遺傳病的發(fā)病率=某種遺傳病的患病人數(shù)÷某種遺傳病的被調(diào)查人數(shù)×100%調(diào)查人群中某遺傳病的遺傳方式患者家系匯總法繪制圖表或系譜圖進(jìn)行分析種群密度的取樣調(diào)查活動(dòng)能力強(qiáng)、活動(dòng)范圍大的動(dòng)物標(biāo)記重捕法個(gè)體總數(shù)(N)=初次捕獲個(gè)體數(shù)(n)×再次捕獲個(gè)體數(shù)(M)÷重捕的標(biāo)記個(gè)體數(shù)(m),以此來(lái)估計(jì)種群密度植物或活動(dòng)能力弱的動(dòng)物樣方法種群密度=所有樣方種群密度的平均值調(diào)查當(dāng)?shù)啬硞€(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)情況某個(gè)生態(tài)系統(tǒng)匯總法能量傳遞效率=[第(n+1)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量÷第n營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量]×100%研究土壤中小動(dòng)物的類群豐富度土壤中小動(dòng)物記名計(jì)算法或目測(cè)估計(jì)法—[思維拓展]1.可溶性還原糖檢測(cè)中不宜選擇甜菜、甘蔗等作為實(shí)驗(yàn)材料的原因是什么?提示:含大量蔗糖,還原糖含量很少。2.探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量變化與時(shí)間的關(guān)系,在吸取培養(yǎng)液計(jì)數(shù)前,要輕輕振蕩幾次試管,目的是什么?如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌數(shù)量過(guò)多,難以數(shù)清,應(yīng)當(dāng)采取的措施是什么?提示:使酵母菌分布均勻。稀釋含有酵母菌的培養(yǎng)液。借助實(shí)驗(yàn)材料、試劑或藥品的選擇,考查科學(xué)探究能力1.(不定項(xiàng))為探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式,某同學(xué)用有關(guān)材料設(shè)計(jì)如圖所示的裝置。A瓶注入煮沸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 g/mL葡萄糖溶液 1 L;B、C瓶注入未經(jīng)煮沸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1 g/mL葡萄糖溶液1 L;向A、B瓶中加入等量的酵母菌培養(yǎng)液,C瓶中不加入酵母菌培養(yǎng)液;向A瓶中注入液體石蠟;3個(gè)瓶中放入溫度計(jì),并用棉塞塞住瓶口,以固定溫度計(jì)并保證保溫瓶通氣。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　BCD　)A.A瓶中的溶液煮沸并注入液體石蠟的主要目的是殺死雜菌B.24 h后溫度計(jì)的讀數(shù)B>A>C,說(shuō)明了酵母菌既能進(jìn)行有氧呼吸,又能進(jìn)行無(wú)氧呼吸C.倒掉液體石蠟,聞一聞A瓶?jī)?nèi)有酒味,說(shuō)明酵母菌無(wú)氧呼吸時(shí)能產(chǎn)生酒精D.C瓶是對(duì)照組,A、B瓶是實(shí)驗(yàn)組解析:A瓶中的溶液煮沸并注入液體石蠟的主要目的是保證無(wú)氧條件;24 h后溫度計(jì)的讀數(shù)B>A>C,說(shuō)明了酵母菌既能進(jìn)行有氧呼吸,又能進(jìn)行無(wú)氧呼吸;酵母菌無(wú)氧呼吸時(shí)產(chǎn)生酒精,故能聞到A瓶?jī)?nèi)有酒味;A、B瓶與C瓶形成對(duì)照,C瓶是對(duì)照組,A、B瓶是實(shí)驗(yàn)組。2.生物學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的敘述,正確的是(　D　)A.在大豆種子勻漿液中加入斐林試劑,液體由藍(lán)變成紫色B.可通過(guò)觀察溴麝香草酚藍(lán)溶液是否變色來(lái)判斷酵母菌的呼吸方式C.鑒定花生子葉脂肪時(shí),蘇丹Ⅲ染液染色前需先用50%的酒精對(duì)子葉進(jìn)行處理D.觀察植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn),質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精混合液使細(xì)胞相互分離開(kāi)來(lái)解析:大豆種子的主要成分是蛋白質(zhì),雙縮脲試劑是鑒定蛋白質(zhì)的試劑,與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色反應(yīng),而斐林試劑與還原糖在加熱條件下反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀;酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸都可以產(chǎn)生二氧化碳,都可使溴麝香草酚藍(lán)溶液的顏色發(fā)生變化,不可據(jù)此判斷酵母菌的呼吸方式;花生子葉脂肪鑒定實(shí)驗(yàn)中,蘇丹Ⅲ染液染色后需先用50%的酒精洗去浮色;解離液由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的鹽酸和體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精組成,目的是使組織細(xì)胞相互分離。圍繞實(shí)驗(yàn)原理及操作過(guò)程,考查綜合應(yīng)用能力3.(2022·山東菏澤一模)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到定性分析和定量分析,前者是確定研究對(duì)象是否具有某種性質(zhì)或某種關(guān)系,后者是研究觀察對(duì)象的性質(zhì)、組成和影響因素之間的數(shù)量關(guān)系。下列有關(guān)探究光合作用的實(shí)驗(yàn)表述錯(cuò)誤的是(　A　)A.“探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”需定量分析有光和無(wú)光條件下光合作用速率的不同B.“光合作用的探究歷程”中的實(shí)驗(yàn)主要是定性分析,以探究光合作用的條件、原料和產(chǎn)物等C.“探究光合作用的最適溫度”先要設(shè)計(jì)溫度梯度比較大的預(yù)處理實(shí)驗(yàn)來(lái)定量分析實(shí)驗(yàn)條件D.“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”的定量分析實(shí)驗(yàn)中可以用O2釋放量作為觀測(cè)指標(biāo)解析:“探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”自變量應(yīng)該是光照強(qiáng)度,即定量分析不同光照強(qiáng)度下光合作用速率的不同;“光合作用的探究歷程”中,實(shí)驗(yàn)?zāi)康木褪谴_定光合作用這一未知的生理過(guò)程的條件、原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所等;“探究光合作用的最適溫度”需要先做預(yù)實(shí)驗(yàn),也就是先設(shè)計(jì)一組溫度梯度比較大的實(shí)驗(yàn),屬于定量分析;“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”自變量是不同的環(huán)境因素(光照強(qiáng)度、光質(zhì)、CO2濃度、溫度等),但因變量都是光合作用速率,而O2釋放量是凈光合速率,可以代表特定條件下光合速率的大小。[技法點(diǎn)撥]　教材實(shí)驗(yàn)操作技巧(1)物質(zhì)鑒定類。利用化學(xué)試劑與相關(guān)物質(zhì)產(chǎn)生特定顏色反應(yīng),進(jìn)行物質(zhì)檢測(cè)時(shí),如實(shí)驗(yàn)材料本身具有其他顏色,在檢測(cè)前首先要進(jìn)行脫色處理。(2)顯微觀察類實(shí)驗(yàn)要先制片,不同材料用不同的制片方法。主要有裝片法(把整個(gè)實(shí)驗(yàn)材料制成裝片,如用葫蘆蘚觀察葉綠體)、切片法(把材料切成薄片,以便觀察,如脂肪的鑒定)和壓片法(把材料壓成一層薄片,以便觀察,如觀察根尖細(xì)胞的有絲分裂)三種。(3)以成熟的植物細(xì)胞為材料,利用質(zhì)壁分離也可以鑒定細(xì)胞死活。(4)用物理或化學(xué)試劑誘變時(shí),處理的材料應(yīng)該是具有分裂能力的組織或細(xì)胞;觀察染色體變異時(shí),一定要選擇正處于分裂期的細(xì)胞進(jìn)行觀察。4.(不定項(xiàng))將同一紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞制成兩組相同的臨時(shí)裝片,分別放入甲、乙兩種溶液中,測(cè)得細(xì)胞失水量變化如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(　ABC　)A.A點(diǎn)時(shí)水分不再進(jìn)出細(xì)胞,質(zhì)壁分離達(dá)到最大程度B.BC段細(xì)胞失水量逐漸降低,但細(xì)胞吸水能力逐漸增強(qiáng)C.發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原的細(xì)胞對(duì)應(yīng)的曲線是Ⅱ,C點(diǎn)后會(huì)逐漸復(fù)原D.甲、乙兩種溶液的初始滲透壓大致相等解析:A點(diǎn)時(shí)水分進(jìn)出細(xì)胞的量達(dá)到平衡,此時(shí),質(zhì)壁分離達(dá)到最大程度;BC段細(xì)胞失水量逐漸降低,細(xì)胞液濃度也逐漸變小,因此細(xì)胞吸水能力逐漸減弱;結(jié)合題圖分析可知,發(fā)生質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原的細(xì)胞對(duì)應(yīng)的曲線是Ⅱ,C點(diǎn)時(shí)細(xì)胞已經(jīng)復(fù)原;根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則分析,甲、乙兩種溶液的初始滲透壓應(yīng)大致相等,自變量應(yīng)該是溶質(zhì)不同。熱點(diǎn)二　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與完善 [情境引領(lǐng)]視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷(RIRI)是很多眼科疾病共同的病理?yè)p傷過(guò)程,如青光眼、視網(wǎng)膜動(dòng)靜脈阻塞等。大鼠RIRI會(huì)促進(jìn)IL-1β的合成,從而造成神經(jīng)節(jié)細(xì)胞損傷。藏紅花是我國(guó)傳統(tǒng)名貴藥材,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其藥理成分藏紅花素具有神經(jīng)保護(hù)、心肌保護(hù)、增強(qiáng)記憶的功效。請(qǐng)利用以下實(shí)驗(yàn)材料及用具,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證藏紅花素對(duì)RIRI大鼠的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞具有保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)材料及用具:生理狀態(tài)相同的正常大鼠若干只,視網(wǎng)膜缺血再灌注手術(shù)設(shè)備,藏紅花素溶液用生理鹽水配制,生理鹽水,注射器,IL-1β檢測(cè)儀等。實(shí)驗(yàn)思路:　             ; 預(yù)測(cè)結(jié)果:　            。 提示:實(shí)驗(yàn)思路為取生理狀況相同的正常大鼠若干只,通過(guò)視網(wǎng)膜缺血再灌注手術(shù)制備RIRI模型大鼠。將模型大鼠隨機(jī)均分為A、B兩組,A組注射適量的藏紅花素溶液,B組注射等量生理鹽水,相同且適宜條件下飼養(yǎng)一段時(shí)間后,用IL-1β檢測(cè)儀檢測(cè)大鼠體內(nèi)IL-1β的含量。預(yù)測(cè)結(jié)果為A組大鼠體內(nèi)IL-1β的含量低于B組。 [基礎(chǔ)鞏固]1.變量法尋找實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>(1)根據(jù)題目信息,直接寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/span>此類題目中往往含有“驗(yàn)證××”或“探究××”的字眼,此即為該實(shí)驗(yàn)的目的。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象,推斷實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/span>此類試題首先應(yīng)確定實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量,再尋找自變量和因變量之間的關(guān)系,此即實(shí)驗(yàn)的目的。2.三段法分析實(shí)驗(yàn)原理(1)實(shí)驗(yàn)原理一般由三段組成。自變量和因變量的關(guān)系+因變量的觀測(cè)指標(biāo)+實(shí)驗(yàn)具體過(guò)程描述。(2)自變量的作用(反應(yīng))原理,即“為什么這么做”。要密切關(guān)注實(shí)驗(yàn)?zāi)康募邦}干信息,注意充分利用題干的提示或聯(lián)系教材基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行準(zhǔn)確描述。(3)因變量的檢測(cè)原理(或操作原理、現(xiàn)象原理),即“為什么出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象”,可參考題中相關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟。3.實(shí)驗(yàn)變量控制原則(1)自變量的控制原則——單一變量原則。(2)無(wú)關(guān)變量控制原則——等量適宜原則。(3)因變量的控制原則——可觀測(cè)性原則。4.“四步法”規(guī)范書(shū)寫實(shí)驗(yàn)步驟(1)材料分組編號(hào)(設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn))。(2)對(duì)不同的對(duì)象施以不同的處理(控制自變量)。(3)給以相同且適宜的條件(控制無(wú)關(guān)變量)。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察與記錄(因變量的觀測(cè))。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)(1)探究性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)假設(shè),常需分類討論,實(shí)驗(yàn)結(jié)論要根據(jù)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。(2)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與相應(yīng)結(jié)論只需考慮一種情況。一般只有一個(gè)結(jié)果和一個(gè)相應(yīng)的結(jié)論且結(jié)論就在題目中,如“驗(yàn)證……”“證明……”等。實(shí)驗(yàn)結(jié)論對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膽?yīng)得出肯定結(jié)論。6.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般流程實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)要合理規(guī)范、切實(shí)可行、言簡(jiǎn)意賅。書(shū)面表達(dá)是解答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題最關(guān)鍵的部分,在書(shū)寫實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)步驟設(shè)計(jì)一般不宜連續(xù)描述,而是分段敘述,并加以編號(hào)。(2)為使敘述更簡(jiǎn)潔,對(duì)試管、燒杯等實(shí)驗(yàn)器材一般要加以分組、編號(hào),如A、B或甲、乙等。(3)敘述中盡量用規(guī)范的實(shí)驗(yàn)術(shù)語(yǔ),不能使用含糊的口語(yǔ),如“等量”不宜說(shuō)成“一樣多”等。(4)一般在時(shí)間、溫度、物質(zhì)的量上難以做到準(zhǔn)確的量化表達(dá),盡可能用“相同”“適宜”或“適量”等“定性”的語(yǔ)言表達(dá)。(5)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中適時(shí)出現(xiàn)“其他培養(yǎng)條件相同”或“培養(yǎng)相同一段時(shí)間后”等都是很好的得分點(diǎn)。(6)題目給出的實(shí)驗(yàn)材料和試劑一般應(yīng)充分利用,除非題目條件允許,否則不能自己隨意增減實(shí)驗(yàn)材料和試劑。7.“五看法”評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圍繞變量的控制、結(jié)果的檢測(cè)等考查實(shí)驗(yàn)探究能力1.植物的生長(zhǎng)發(fā)育受到多種植物激素的共同調(diào)節(jié),如一定濃度的生長(zhǎng)素和赤霉素均可促進(jìn)莖稈伸長(zhǎng)?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)赤霉素促進(jìn)莖稈伸長(zhǎng)是通過(guò)促進(jìn)             實(shí)現(xiàn)的。(2)科學(xué)家研究了生長(zhǎng)素的含量對(duì)赤霉素合成的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。根據(jù)下圖,甲同學(xué)得出了“植物頂端產(chǎn)生的生長(zhǎng)素可促進(jìn)赤霉素合成”的結(jié)論,乙同學(xué)則得出“植物頂端可合成赤霉素,與生長(zhǎng)素?zé)o關(guān)”的結(jié)論,你認(rèn)為哪名同學(xué)的推斷合理并說(shuō)明理由:       　。 (3)科學(xué)家獲得了株高低于野生型的水稻矮化突變體品系(品系是指同一祖先、性狀相同的一群個(gè)體)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究該矮化突變體是赤霉素合成缺陷型還是赤霉素不敏感型。簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路和對(duì)應(yīng)的預(yù)期結(jié)果。解析:(1)赤霉素的主要作用是促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng),從而引起植株增高,因此赤霉素促進(jìn)莖稈伸長(zhǎng)是通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)的。(2)據(jù)圖比較去頂組、去頂后在頂端施加生長(zhǎng)素組與不作處理(保留頂端)組的赤霉素含量,去頂組的赤霉素含量較少,而去頂后在頂端施加生長(zhǎng)素組的赤霉素含量較高,由此說(shuō)明施加生長(zhǎng)素可恢復(fù)甚至提高植株的赤霉素含量,進(jìn)一步說(shuō)明頂端產(chǎn)生的生長(zhǎng)素可促進(jìn)赤霉素的合成,甲同學(xué)的推斷合理。(3)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究該矮化突變體是赤霉素合成缺陷型還是赤霉素不敏感型,實(shí)驗(yàn)自變量為是否用赤霉素溶液處理該矮化突變體,檢測(cè)指標(biāo)是植株的高度,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路:將生長(zhǎng)狀態(tài)相似的突變體隨機(jī)均分為兩組,一組用赤霉素溶液處理,另一組用等量清水處理作為對(duì)照,將兩組植株放置在相同且適宜的環(huán)境中生長(zhǎng)一段時(shí)間,然后分別測(cè)定兩組植株的株高,統(tǒng)計(jì)并計(jì)算平均值,若赤霉素組平均株高明顯高于清水組,則該矮化突變體為赤霉素合成缺陷型,若兩組株高平均值無(wú)明顯差異,則該矮化突變體為赤霉素不敏感型。答案:(1)細(xì)胞伸長(zhǎng)(2)甲同學(xué)的推斷合理,由圖可知,去頂后在頂端施加生長(zhǎng)素可恢復(fù)甚至提高植株的赤霉素含量(3)實(shí)驗(yàn)思路:將生長(zhǎng)狀態(tài)相似的突變體隨機(jī)均分為兩組,一組用赤霉素溶液處理,另一組用等量清水處理,將兩組植株放置在相同且適宜的環(huán)境中生長(zhǎng)一段時(shí)間,然后分別測(cè)定兩組植株的株高,統(tǒng)計(jì)并計(jì)算平均值。預(yù)期結(jié)果:如果赤霉素組平均株高明顯高于清水組,則為赤霉素合成缺陷型;如果兩組株高平均值無(wú)明顯差異,則為赤霉素不敏感型。2.(2022·湖北武漢二模)腫瘤細(xì)胞的一種免疫逃逸機(jī)制如圖所示,回答下列問(wèn)題。(1)該機(jī)制中,腫瘤細(xì)胞會(huì)大量表達(dá)PD-L1蛋白,PD-L1與T細(xì)胞表面的PD-1結(jié)合,從而抑制T細(xì)胞的活化,主要抑制了　　　　　　(填“體液免疫”或“細(xì)胞免疫”)過(guò)程,使腫瘤細(xì)胞得以逃逸。針對(duì)這種免疫逃逸機(jī)制,可以研發(fā)與　        特異性結(jié)合的抗體作為治療腫瘤的藥物。目前已有多種相關(guān)的單克隆抗體藥物上市,生產(chǎn)這些藥物需用到的動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)有　             。 (2)雖然上述抗體療法廣受好評(píng),但只對(duì)部分腫瘤有效。后來(lái),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種全新的、存在于多種腫瘤中的免疫抑制分子Siglec-15。研究還發(fā)現(xiàn),腫瘤細(xì)胞表面的PD-L1和Siglec-15的表達(dá)是互斥的,據(jù)此可將腫瘤大體分為兩類:Ⅰ類,PD-L1高表達(dá),Siglec-15無(wú)表達(dá);Ⅱ類,Siglec-15高表達(dá),PD-L1無(wú)表達(dá)。推測(cè)使用Siglec-15的抗體對(duì)治療　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)類腫瘤更為有效。 (3)為探究免疫抑制分子Siglec-15的受體是否也為PD-1,請(qǐng)以健康小鼠、抗PD-1的抗體、　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)類腫瘤細(xì)胞、生理鹽水等為主要材料,以小鼠體內(nèi)腫瘤是否生長(zhǎng)為觀測(cè)指標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),寫出實(shí)驗(yàn)思路,并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。 解析:(1)抑制T細(xì)胞的活化,主要抑制的是細(xì)胞免疫過(guò)程,使腫瘤細(xì)胞得以逃逸。(2)若有Siglec-15的抗體,則會(huì)與腫瘤細(xì)胞表面的Siglec-15特異性結(jié)合并破壞Siglec-15,使T細(xì)胞可以正?；罨?從而發(fā)揮正常的免疫監(jiān)視能力,所以推測(cè)使用Siglec-15的抗體對(duì)治療Ⅱ類腫瘤更為有效。(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?自變量為是否注射抗PD-1的抗體,因變量為小鼠體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng)情況,其他的為無(wú)關(guān)變量,實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果及結(jié)論見(jiàn)答案。答案:(1)細(xì)胞免疫　PD-L1蛋白　動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合、單克隆抗體(2)Ⅱ(3)Ⅱ　實(shí)驗(yàn)思路:將健康小鼠隨機(jī)分成A、B兩組,分別注射等量的Ⅱ類腫瘤細(xì)胞,然后A組注射一定量的生理鹽水,而B(niǎo)組注射與A組生理鹽水等量的抗PD-1的抗體,觀察A、B兩組小鼠體內(nèi)腫瘤是否生長(zhǎng)。預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論:若觀察A、B兩組小鼠體內(nèi)腫瘤都生長(zhǎng),則免疫抑制分子Siglec-15的受體不是PD-1;若觀察A組小鼠體內(nèi)腫瘤生長(zhǎng),而B(niǎo)組小鼠體內(nèi)腫瘤不生長(zhǎng),則免疫抑制分子Siglec-15的受體是PD-1。 [總結(jié)提升]常見(jiàn)對(duì)照原則類型(1)空白對(duì)照:指不作任何實(shí)驗(yàn)處理的對(duì)照組,其能清晰地對(duì)比和襯托出實(shí)驗(yàn)組的變化和結(jié)果,增強(qiáng)說(shuō)服力。(2)自身對(duì)照:指實(shí)驗(yàn)與對(duì)照在同一對(duì)象上進(jìn)行,即不另設(shè)對(duì)照組,自身對(duì)照,方法簡(jiǎn)便,關(guān)鍵是要看清楚實(shí)驗(yàn)處理前后現(xiàn)象變化的差異,實(shí)驗(yàn)處理前的對(duì)象的狀況為對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)處理后的對(duì)象變化則為實(shí)驗(yàn)組。(3)條件對(duì)照:指雖給對(duì)象施以某種實(shí)驗(yàn)處理,但這種處理是作為對(duì)照的,或者說(shuō)這種處理不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所給定的實(shí)驗(yàn)變量。(4)相互對(duì)照:指不另設(shè)對(duì)照組,而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)照,較好地平衡和抵消無(wú)關(guān)變量的影響,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有說(shuō)服力。

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