1.驗證性實驗:尋找題干信息,一般寫有“驗證……”,即為該實驗的實驗?zāi)康摹?/div>
2.探究性實驗:首先分析實驗的自變量和因變量。此類實驗的實驗?zāi)康囊话銜鴮憺?ldquo;探究‘自變量’對‘因變量’的影響”、“探究‘自變量’與‘因變量’的關(guān)系”、“探究‘自變量’的作用”等等。
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例1.在復(fù)習(xí)“細(xì)胞膜”相關(guān)知識時,小明同學(xué)想自己設(shè)計實驗驗證“活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的作用”。于是他在家中挑選相關(guān)的廚房用品作為實驗用具,進(jìn)行了以下的實驗驗證,請你按照實驗設(shè)計的基本原則,補(bǔ)充完整小明同學(xué)的后續(xù)實驗步驟,預(yù)測實驗現(xiàn)象并分析原因。
。1)實驗?zāi)康模篲____。
。2)實驗材料和用具:4株大小、狀態(tài)相似的莧菜,2只瓷碗,1個茶杯,1個電熱水壺。
。3)實驗步驟:
①:將2個相同的碗,編號為甲、乙。
、冢合蚣淄胫械谷胍粷M杯清水,_____。
、郏篲______。
、埽篲_____。
。4)預(yù)測實驗現(xiàn)象:_______。
【答案】驗證活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出的作用
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02
實驗假設(shè)
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實驗假設(shè)就是依據(jù)你要研究的對象或者說是研究目的作出推測假設(shè)通常有一種或幾種答案或解釋。但是需要注意的是,要有理論依據(jù)的去提出假說,因為此類題目一般伴隨著開放性問題,比如“你提出此假設(shè)的依據(jù)是什么”。這類題型的答法:“如果……現(xiàn)象,則……結(jié)論”。
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例1.用濃度為2%的秋水仙素,處理植物分生組織5~6小時,能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍。那么,用一定時間的低溫(如4℃)處理水培的洋蔥根尖時,是否也能誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍呢?請對這個問題進(jìn)行實驗探究。
(1)針對以上問題,你作出的假設(shè)是:_____。
你提出此假設(shè)的依據(jù)是______。
【答案】用一定時間的低溫處理水培的洋蔥根尖能夠誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)染色體加倍依據(jù)是低溫能夠影響酶的活性(或紡錘絲的形成、著絲點的分裂),使細(xì)胞不能正常進(jìn)行有絲分裂
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03
實驗原理
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實驗基本原理是實驗設(shè)計所依據(jù)的理論根據(jù),是實驗設(shè)計的依據(jù)和思路。所以,要求大家掌握生物教材中涉及的各種試劑的選擇依據(jù)及相應(yīng)生理過程,進(jìn)而確定實驗原理。
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例1.細(xì)胞學(xué)研究常用“染色排除法”鑒別細(xì)胞的生命力。例如,用臺盼藍(lán)染液處理動物細(xì)胞時,活細(xì)胞不著色,死細(xì)胞則被染成藍(lán)色。
(1)“染色排除法”依據(jù)的原理是:______。
(2)某同學(xué)為驗證“染色排除法”的原理,用紫色洋蔥內(nèi)表皮及臺盼藍(lán)染液等進(jìn)行相關(guān)實驗。
實驗器材及材料:顯微鏡、計時器、鑷子、刀片、滴管、載玻片、蓋玻片、鹽酸、水、臺盼藍(lán)、洋蔥
完成實驗步驟:
取洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮,分成甲乙兩組;______。
預(yù)測實驗結(jié)果:______。
【答案】活細(xì)胞的細(xì)胞膜具有選擇透過性(控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞)甲組將洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮用鹽酸殺死,乙組對洋蔥鱗片葉表皮不做處理,用相同濃度的臺盼藍(lán)溶液染色相同時間,然后制作洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞的臨時裝片,使用顯微鏡觀察并記錄實驗結(jié)果預(yù)測實驗結(jié)果:甲組鱗片葉被染成藍(lán)色乙組葉不被染色。
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04
實驗思路
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實驗思路不需要寫出具體的可操作的實驗步驟,只需一個大致的實驗設(shè)計過程。比如:用某種方法處理某種材料,觀察其對某方面的影響效果。
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例1.(2019年新課標(biāo)全國卷Ⅰ)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理,該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大,葉片中的脫落酸(ABA)含量增高,葉片氣孔開度減小,回答下列問題。
。1)經(jīng)干旱處理后,該植物根細(xì)胞的吸水能力_______。
。2)與干旱處理前相比,干旱處理后該植物的光合速率會______,出現(xiàn)這種變化的主要原因是______。
。3)有研究表明:干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的,而是由ABA引起的,請以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料,設(shè)計實驗來驗證這一結(jié)論,要求簡要寫出實驗思路和預(yù)期結(jié)果。______
【答案】增強(qiáng)降低氣孔開度減小使供應(yīng)給光合作用所需的CO2減少實驗思路:取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度,經(jīng)干旱處理后,再測定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組,在干旱條件下,一組進(jìn)行ABA處理,另一組作為對照組,一段時間后,分別測定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小,對照組氣孔開度不變。
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05
實驗步驟
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根據(jù)實驗?zāi)康暮吞岢龅募僭O(shè),確定實驗的基本思路,確定選材、裝置及實驗對照等。并且設(shè)計實驗的具體方法和步驟,按照設(shè)計的方案進(jìn)行操作。
。ㄒ唬┕残蕴幚韺嶒灢牧希喝〔摹⒎纸M、編號
比如:取若干生長狀況相似的材料均分為若干組,并編號為A、B、C或者甲、乙、丙……
大家可根據(jù)具體實驗靈活的進(jìn)行語言描述。比如:植物“選擇長勢相同、大小相似的同種植物(或者同種植物的相同部位)隨機(jī)等量分組,分別編號為A、B、C……”;動物“選擇生理狀況相似,健康的某種動物隨機(jī)等量分組,分別編號為A、B、C……”;溶液“取三支試管,分別編號為A、B、C……,各加入等量的某溶液”。
。ǘ﹩我蛔兞吭瓌t,對照處理各組材料。
對照組:不施加實驗變量;實驗組:施加實驗變量。除此之外,大家注意要控制無關(guān)變量,保證其他條件相同且適宜,試劑等量且適量。
(三)相同條件培養(yǎng)相同時間
。ㄋ模┯^察記錄實驗結(jié)果
比如:將某某放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時間后,觀察(顏色變化、沉淀反應(yīng)、形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特征變化等)或測定(生長發(fā)育速度、生化反應(yīng)速度等)……記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)處理。
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例1.已知2H2O2=2H2O+O2↑,可以通過觀察反應(yīng)過程中O2的生成速度(即氣泡從溶液中釋放的速度)來判斷H2O2分解反應(yīng)的速度。請用所給的實驗材料和用具設(shè)計實驗,使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實驗步驟,預(yù)測實驗結(jié)果,得出結(jié)論,并回答問題。
實驗材料與用具:適宜濃度的H2O2溶液,蒸餾水,3.5%FeCL3溶液,0.01%過氧化氫酶溶液,恒溫水浴鍋,試管。
(1)實驗步驟:
、賍____放入37℃恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時間;
、赺____;
③_____。
(2)實驗結(jié)果預(yù)測及結(jié)論:整個實驗中不同處理的試管中O2的釋放速度從慢到快依次是______。由此可得出的結(jié)論是_____。
。3)如果僅將實驗中的恒溫水浴改為1000C,重做上述實驗,O2釋放的速度最快的是_____,原因是____。
【答案】取3支試管,各加入等量且適量的H2O2溶液分別向上述3支試管中加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液觀察各管中氣泡產(chǎn)生的快慢加蒸餾水的試管、加FeCl3溶液的試管、加酶溶液的試管酶具有催化作用和高效性加FeCl3溶液的試管在此溫度下,F(xiàn)eCl3催化作用加快,而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性。
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06
實驗結(jié)果和結(jié)論
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實驗結(jié)果是從實驗中得出的數(shù)據(jù)或現(xiàn)象,可觀測或可記錄,而實驗結(jié)論是對實驗結(jié)果分析后得出的結(jié)論。
。ㄒ唬炞C性實驗:
驗證性實驗結(jié)論一般就在題目中,就是“驗證……”、“證明……”等后面的文字。
。ǘ┨骄啃詫嶒灒
探究性實驗結(jié)果和結(jié)論不是唯一的,所以要求大家把各種可能的結(jié)果全部列出。一般描述為“若出現(xiàn)某實驗結(jié)果,則說明某實驗結(jié)論”。
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例1.艾弗里等人通過實驗證實了在上述細(xì)菌轉(zhuǎn)化過程中,起轉(zhuǎn)化作用的是DNA.請利用DNA酶做試劑,選擇適當(dāng)?shù)牟牧嫌镁,設(shè)計實驗方案,驗證“促進(jìn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的物質(zhì)是DNA”,并預(yù)測實驗結(jié)果,得出實驗結(jié)論。
、賹嶒炘O(shè)計方案:
第一步:從S型細(xì)菌中提取DNA,制備符合要求的培養(yǎng)基如下。
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第二步:_____;
第三步:_____;
②預(yù)測實驗結(jié)果并得出結(jié)論:
實驗結(jié)果:_____。
結(jié)論:_____。
【答案】第二步:將R型細(xì)菌分別接種到三組培養(yǎng)基上。第三步:將接種后的培養(yǎng)裝置放在適宜溫度下培養(yǎng)一段時間,觀察菌落生長情況。實驗結(jié)果:A、C組中未出現(xiàn)S型細(xì)菌;只有B組培養(yǎng)基中出現(xiàn)S型細(xì)菌結(jié)論:促進(jìn)R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌的物質(zhì)是DNA。