高三生物一轮复习探究实验与验证实验小专题学案+

探究实验与验证实验小专题一、探究性实验与验证性实验的区别比较项目探究性实验验证性实验概念指实验者在不知实验结果的前提下，通过自己进行实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系验证已知对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系实验假设假设一般采用“如果A，则B”的形式表达，是根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可能的答案和解释因结论是已知的，故不存在假设问题实验设计的原则1.单一变量原则（1）变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。（2）自变量：人为改变的变量称为自变量，也就是人们要探究或验证的某种因素对某种事物的影响，这个某种因素就是自变量。如：若探究光照强度对植物光合作用的影响，那么光照强度就是自变量；若探究温度对酶活性的影响，那么温度就是自变量。[注意]自变量一定要方便控制（3）因变量：随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。如：若探究光照强度对植物光合作用的影响，因变量就是光合速率，观测指标可以是氧气的释放量，也可以是二氧化碳的吸收量，也可以叶片干重的增加量。[注意]因变量（观测指标）一定要方便观察、记录、测量（4）无关变量：除自变量外，其他能对实验结果造成影响的可变因素称为无关变量。如：若探究光照强度对植物光合作用的影响，其他能对光合作用产生影响的因素如温度、二氧化碳的浓度、植物的种类、生长状态等都属于无关变量。[注意]无关变量一定要保持相同且适宜2.对照原则定义：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验，包括对照组和实验组。（1）空白对照：不做任何实验处理的对象组。如：探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度这个实验中：一组是将植物枝条浸泡在蒸馏水中（空白对照组）其他组是将植物枝条浸泡在不同浓度的生长素类似物溶液中（实验组）。（2）相互对照（对比实验）：相互对照是指不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是其他组别的对照组，由此得出相应的实验结论。如：探究酵母菌细胞呼吸的方式实验，一组设置有氧条件，一组设置无氧条件，形成相互对照。（3）自身对照：实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。如：“观察植物细胞质壁分离和复原”的实验中，就是典型的自身（前后）对照。看到的质壁分离或复原的细胞和开始时正常的洋葱表皮细胞为同一对象。[注意]自身对照，关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。（4）条件对照：指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的。如：“探究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响”实验，实验设计方案是:甲组：不饲喂甲状腺激素（空白对照组）；乙组：饲喂甲状腺激素（实验组）丙组：饲喂甲状腺激素抑制剂（甲硫咪唑）（条件对照组）。该实验既设置了空白对照，又设置了条件对照，通过对照、比较，更能充分说明实验变量甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。三、明确实验步骤与实验思路的区别实验步骤：需要写出细致而具体、可供直接进行实验操作的步骤。实验思路：要点是写出实验对象、自变量和因变量。1.实验步骤题的解题模型（1）取材分组、编号；（大小相同、生理发育状况相同、随机平均分成若干组）（2）一组处理，一组不处理（做对照）；或两组都处理，但处理的方法不同。材料相同，处理一定不同；处理相同，材料一定不同。（3）在相同且适宜的条件下培养；（4）选择一项生理指标作为观察对象（因变量）。（5）预期实验结果，得出结论项目甲组乙组ST浓度(μg/mL)m＜mGH浓度(μg/mL)n＞n例题：某研究小组研究雄性家兔中睾酮(ST，一种雄性激素)与生长激素(GH)的关系，得到的实验结果如下表。(切口不影响本实验)根据资料，请完成下面的探究实验。实验目的：研究ST与GH的关系。实验假设：ST含量的增加能使GH的含量下降。实验材料：月龄、体重相同的健康雄性家兔12只，ST、GH测定试剂盒，手术器械用具等。(1)实验步骤：①将家兔随机分为A、B两组，每组6只。依次测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。②对两组家兔进行处理：A组切除性腺，B组____________________。③在相同的条件下饲养1个月后，依次测定和记录____________________。(2)分析讨论：①要使实验更严谨，应做进一步处理：给A组家兔注射______，B组家兔注射____________，然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度，求两组的平均值。②预测进一步实验处理后的结果：A组GH浓度______，B组GH浓度________。③根据预测结果，请列举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：________________________________________________________________________。答案：(1)②不切除性腺(不做处理)③每只家兔血液中ST和GH的浓度(2)①适量ST溶液等量生理盐水②下降不变③切除性腺(或阉割)(其他合理答案也可)2.实验思路题的解题模型（1）干什么（实验目的）实验最终要解决的问题（2）用什么（实验材料）实验对象（3）做什么（实验处理）自变量（4）看什么（实验结果）因变量例题：将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小。有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。实验分析：（1）实验目的：验证叶片气孔减小的原因。（2）实验材料：该植物的ABA缺失突变体。（3）自变量：有两个，一个是“是否缺水”，即对照组“正常条件下”与实验组“缺水条件下”；另一个是“是否有ABA”，即对照组“干旱条件下，无ABA”，实验组“干旱条件下有ABA”。（4）因变量：检测指标，即“气孔开度的大小”标准答案：实验思路：取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果：干旱处理前后气孔开度不变。实验思路：将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果：ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。结论：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。典题练习1.（探究实验）某生物兴趣小组想探究酵母菌在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时，哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。他们将无菌葡萄糖溶液与少许酵母菌混匀后密封(瓶中无氧气)，按下图装置进行实验。当测定甲、乙装置中CaCO3沉淀相等时，撤去装置，将甲、乙两锥形瓶中的溶液分别用滤菌膜过滤，除去酵母菌，得到滤液1和滤液2。请分析回答下列问题：（1）乙两组实验的自变量是________，实验中需控制的无关变量主要有_____________________________________________________________(写2个即可)。(2)酵母菌产生CO2的场所是___________________________________________________。(3)请你利用提供的U形管(已知滤液中的葡萄糖不能通过U形管底部的半透膜，其余物质能通过)、滤液1和滤液2等，继续完成探究实验。实验步骤：①将________的滤液1和滤液2分别倒入U形管的A、B两侧并标记；②一段时间后观察________的变化。实验结果预测和结论：Ⅰ.如果________________________________________________________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖少；Ⅱ.如果________________________________________________________，则有氧呼吸消耗的葡萄糖多；Ⅲ.如果A、B两侧液面高度相同，则有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多。2．（探究实验）某研究人员成功找到了一种能口服治疗糖尿病的小分子物质（Boc5）。为进一步探究口服Boe5对糖尿病的治疗效果，某研究小组进行了以下实验。材料与用具：糖尿病大鼠若干、普通饲料、Boc5溶液、胰岛素溶液、蒸馏水、血糖测量仪等（药剂的具体使用量不作要求）实验步骤：a．选取__________的糖尿病大鼠若干，随机均分为三组，编号甲、乙、丙；b．______________；c．对甲组大鼠灌喂适量Boc5溶液，对乙组大鼠_________（灌喂/注射）等量胰岛素溶液，对丙组大鼠灌喂等量的蒸馏水，三组大鼠灌喂（或注射）的时间点相同；d．试验期间三组大鼠均在相同且适宜环境中饲养。e．一段时间后，用血糖测量仪测定各组大鼠的血糖浓度，并计算平均值，统计分析。（1）请将实验步骤补充完整。（2）有人提出“口服Boc5会降低其对糖尿病的治疗效果”，针对这一说法，请补充一组实验加以研究：______________。（3）对于糖尿病的研究，除上述实验中直接检测血糖浓度外，有时还可检测尿液中是否存在葡萄糖。根据高中生物教材内容，试举例两种检测方法（只答方法名称，不要求答具体操作）_____、______。3.（探究实验）为探究獭兔的遗传方式，科研人员用患病的獭兔和正常獭兔做杂交实验，结果见下表，回答下列问题：亲本F1的表现型F2的表现型及比例杂交组合一：一只患病雄兔与一只正常雌兔杂交雌雄兔都正常，雌雄兔随机交配雌性全正常雄兔中，正常兔∶患病兔＝15∶1杂交组合二：一只正常雄兔与一只正常雌兔杂交雌雄兔都正常，雌雄兔随机交配雌性全正常雄兔中，正常兔∶患病兔＝15∶1(1)对上述杂交实验结果合理的解释：①患病性状只在______(填“雌”或“雄”)性獭兔中表现；②该遗传病由位于两对常染色体上的两对等位基因控制，只要个体的基因型中含有________个显性基因即表现为正常。(2)依据上述解释，杂交组合二的亲本基因型为________(用A、a和B、b表示)(3)请从F1和F2中选择獭兔，设计简便的实验验证上述解释：实验方案：_____________________________________________。支持该解释的预期结果：__________________________________________________________________________________________________________________。4.（验证实验）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：（1）白天叶肉细胞产生ATP的场所有__________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和______________释放的CO2。（2）气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________，又能保证_____________正常进行。（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。（简要写出实验思路和预期结果）_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________5.（验证实验）设计实验证明白萝卜贮藏根组织细胞中含有蛋白质。（要求简要写出实验思路和预期实验结果）：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________6.（验证实验）以适宜浓度的过氧化氢、过氧化氢酶和蒸馏水为实验材料探究酶具有催化作用，请写出简要的实验设计思路。_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.（验证实验2017新课标Ⅰ）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案1.(1)有无氧气温度、pH、培养液量、培养液浓度等(2)细胞质基质和线粒体(3)①等量②(两侧)液面Ⅰ.A侧液面上升，B侧液面下降Ⅱ.A侧液面下降，B侧液面上升2.生长发育状态相似的同性别测量各组大鼠的血糖浓度，并计算平均值注射丁组大鼠注射等量的Boc5，其余操作相同葡萄糖试纸检测本尼迪特试剂检测3.(1)①雄②一(2)AAbb和aa