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理综卷第31题的解题策略 ——实验专题复习
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一、高考方向 （一）2015年考试说明 ——实验与探究的高考能力要求
1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。 2.具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验、提出实验思路，并能对实验现象和结果进行分析、解释和处理。 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、调查、实验、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做出恰当的评价和修订。
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一、高考方向 （二）历年高考实验题考查的变化趋势 2014年 验证 √ 自身前后对照 表格 √
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二、实验设计的常规解题思路 确定变量，运用变量 实验评价和修订 明确实验目的 实验变量 或自变量 操纵 施加干扰 分析实验原理 随机分组
提出实验思路 控制 设置对照 无关变量 条件适宜 设计实验步骤 重复实验 预期实验结果 捕获 观察现象 反应变量 或因变量 预期结果分析 测量数值 确定变量，运用变量 获得实验结论
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三、生物实验专题 ——实验目的和原理 一）实验目的 1、实验目的的一般表述方式： 探究（验证）自变量对实验对象因变量的影响
探究（验证）自变量与实验对象因变量的关系 1、实验目的的一般表述方式： 探究（验证）自变量对实验对象因变量的影响 探究（验证）自变量与实验对象因变量的关系 2、典型案例 [例1] 请设计一个实验，观察洋葱表皮细胞质壁分离后的自动复原现象。 供选材料；显微镜、载玻片、紫色洋葱、洋葱根尖、吸水纸、滴管、清水、质量分数为30%的蔗糖溶液、质量分数为10%的KNO3溶液等。 实验目的： 观察洋葱表皮细胞质壁分离后的自动复原现象
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[例2] 学生实验“光合色素的提取和分离” 实验目的： 提取并分离叶绿体中的色素 3、高考真题
（2011，浙江）31.为了探究某物质X的作用，研究者提出了以下实验思路： 3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷） （1）实验分组： 甲组：培养液+Y细胞+3H-TdR+生理盐水 乙组：培养液+Y细胞+3H-TdR+X（用生理盐水配制） 每组设置若干个重复样品。 （2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。 （3）将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。 实验目的： 。 探究X对Y细胞增殖（DNA合成）的影响。
![[例2] 学生实验 光合色素的提取和分离 实验目的： 提取并分离叶绿体中的色素 3、高考真题](http://slidesplayer.com/slide/11555789/62/images/6/%5B%E4%BE%8B2%5D+%E5%AD%A6%E7%94%9F%E5%AE%9E%E9%AA%8C+%E5%85%89%E5%90%88%E8%89%B2%E7%B4%A0%E7%9A%84%E6%8F%90%E5%8F%96%E5%92%8C%E5%88%86%E7%A6%BB+%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E7%9B%AE%E7%9A%84%EF%BC%9A+%E6%8F%90%E5%8F%96%E5%B9%B6%E5%88%86%E7%A6%BB%E5%8F%B6%E7%BB%BF%E4%BD%93%E4%B8%AD%E7%9A%84%E8%89%B2%E7%B4%A0+3%E3%80%81%E9%AB%98%E8%80%83%E7%9C%9F%E9%A2%98.jpg "（2011，浙江）31.为了探究某物质X的作用，研究者提出了以下实验思路： 3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷） （1）实验分组： 甲组：培养液+Y细胞+3H-TdR+生理盐水. 乙组：培养液+Y细胞+3H-TdR+X（用生理盐水配制） 每组设置若干个重复样品。 （2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。 （3）将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。 实验目的： 。 探究X对Y细胞增殖（DNA合成）的影响。")
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（2013，浙江）31．某同学为研究甲状腺的功能，提出以下实验思路： ①将若干只未成年小鼠分为 2 组： 甲组：不切除甲状腺（假手术）
乙组：切除甲状腺 ②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠的耗氧量和体长，并记录。 ③对测得的数据进行统计分析。 实验目的： 探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育（或耗氧量和体长）的影响
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观察洋葱表皮细胞质壁分离后的自动复原现象。
二）实验原理 1、实验原理的一般表述方式： 关键步骤处理的理由（自变量控制的依据） 检测结果的理论依据（因变量检测的依据） 2、典型案例 [例1] 请设计一个实验，观察洋葱表皮细胞质壁分离后的自动复原现象。 供选材料；显微镜、载玻片、紫色洋葱、洋葱根尖、吸水纸、滴管、清水、质量分数为30%的蔗糖溶液、质量分数为10%的KNO3溶液等。 实验目的： 观察洋葱表皮细胞质壁分离后的自动复原现象。
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细胞能选择性吸收K+、NO3 +,当细胞外液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，质壁分离自动复原。
设计原理： 紫色洋葱表皮细胞有一个紫色的中央大液泡，可以发生渗透作用，当细胞外液的浓度大于细胞液浓度的时候，细胞失水，发生质壁分离； 细胞能选择性吸收K+、NO3 +,当细胞外液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，质壁分离自动复原。 实验步骤： 第一步：将一小块紫色洋葱表皮平展在载玻片中央的清水滴中，盖上盖玻片，在显微镜下观察，可看到细胞膜紧贴在细胞壁上。 第二步：在盖玻片的一侧滴上质量分数为10%的KNO3溶液，在另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复做几次。 第三步：观察紫色洋葱表皮细胞的质壁分离及自动复原现象。
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碳酸钙可中和液泡中的酸性物质，防止叶绿素被破坏 色素在层析液中的溶解度不同，扩散速度也不同。
[例2]：学生实验“光合色素的提取和分离” 实验目的： 提取并分离叶绿体中的色素 实验原理： 色素溶于有机溶剂； 碳酸钙可中和液泡中的酸性物质，防止叶绿素被破坏 加二氧化硅可充分研磨 色素在层析液中的溶解度不同，扩散速度也不同。 实验步骤： 1.提取：用新鲜的菠菜叶放入40—50℃的烘箱中烘干，粉碎后取2g干粉放入研钵中，加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入2—3mL95%的乙醇，充分、迅速研磨成匀浆，过滤。 2.制备滤纸条，画滤液细线。 3.分离：将2mL层析液沿试管壁一侧倒入大试管中，将滤纸条略微斜靠着大试管内壁的另一侧，轻轻地插入到层析液中。 4.观察实验结果
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[例3]：甲状腺功能减退症（简称甲减）除了由饮食缺碘引起，还可能是由于下丘脑或者垂体分泌紊乱（偏低）引起。研究人员在实验用的一批成年小鼠中发现一只甲减小鼠，并排除了饮食缺碘的可能性。现在请利用如下材料用具，设计实验，确定这只小鼠发生分泌紊乱的部位是垂体还是下丘脑。 材料用具:一只甲减小鼠、适宜浓度的促甲状腺激素释放激素溶液、注射器、测定小鼠耗氧量的装置等。 （1）实验原理： ①下丘脑和垂体分泌减退都可以引起甲减； 。 ② 。 注射促甲状腺激素释放激素可纠正因下丘脑分泌减退引起的甲减 甲状腺功能是否恢复正常可通过测定新陈代谢强度(耗氧量)来确定.
![[例3]：甲状腺功能减退症（简称甲减）除了由饮食缺碘引起，还可能是由于下丘脑或者垂体分泌紊乱（偏低）引起。研究人员在实验用的一批成年小鼠中发现一只甲减小鼠，并排除了饮食缺碘的可能性。现在请利用如下材料用具，设计实验，确定这只小鼠发生分泌紊乱的部位是垂体还是下丘脑。](http://slidesplayer.com/slide/11555789/62/images/11/%5B%E4%BE%8B3%5D%EF%BC%9A%E7%94%B2%E7%8A%B6%E8%85%BA%E5%8A%9F%E8%83%BD%E5%87%8F%E9%80%80%E7%97%87%EF%BC%88%E7%AE%80%E7%A7%B0%E7%94%B2%E5%87%8F%EF%BC%89%E9%99%A4%E4%BA%86%E7%94%B1%E9%A5%AE%E9%A3%9F%E7%BC%BA%E7%A2%98%E5%BC%95%E8%B5%B7%EF%BC%8C%E8%BF%98%E5%8F%AF%E8%83%BD%E6%98%AF%E7%94%B1%E4%BA%8E%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E6%88%96%E8%80%85%E5%9E%82%E4%BD%93%E5%88%86%E6%B3%8C%E7%B4%8A%E4%B9%B1%EF%BC%88%E5%81%8F%E4%BD%8E%EF%BC%89%E5%BC%95%E8%B5%B7%E3%80%82%E7%A0%94%E7%A9%B6%E4%BA%BA%E5%91%98%E5%9C%A8%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E7%94%A8%E7%9A%84%E4%B8%80%E6%89%B9%E6%88%90%E5%B9%B4%E5%B0%8F%E9%BC%A0%E4%B8%AD%E5%8F%91%E7%8E%B0%E4%B8%80%E5%8F%AA%E7%94%B2%E5%87%8F%E5%B0%8F%E9%BC%A0%EF%BC%8C%E5%B9%B6%E6%8E%92%E9%99%A4%E4%BA%86%E9%A5%AE%E9%A3%9F%E7%BC%BA%E7%A2%98%E7%9A%84%E5%8F%AF%E8%83%BD%E6%80%A7%E3%80%82%E7%8E%B0%E5%9C%A8%E8%AF%B7%E5%88%A9%E7%94%A8%E5%A6%82%E4%B8%8B%E6%9D%90%E6%96%99%E7%94%A8%E5%85%B7%EF%BC%8C%E8%AE%BE%E8%AE%A1%E5%AE%9E%E9%AA%8C%EF%BC%8C%E7%A1%AE%E5%AE%9A%E8%BF%99%E5%8F%AA%E5%B0%8F%E9%BC%A0%E5%8F%91%E7%94%9F%E5%88%86%E6%B3%8C%E7%B4%8A%E4%B9%B1%E7%9A%84%E9%83%A8%E4%BD%8D%E6%98%AF%E5%9E%82%E4%BD%93%E8%BF%98%E6%98%AF%E4%B8%8B%E4%B8%98%E8%84%91%E3%80%82.jpg "材料用具:一只甲减小鼠、适宜浓度的促甲状腺激素释放激素溶液、注射器、测定小鼠耗氧量的装置等。 （1）实验原理： ①下丘脑和垂体分泌减退都可以引起甲减； 。 ② 。 注射促甲状腺激素释放激素可纠正因下丘脑分泌减退引起的甲减. 甲状腺功能是否恢复正常可通过测定新陈代谢强度(耗氧量)来确定.")
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[例3]： 新稻米过氧化氢酶活性明显高于陈稻米。植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢（H2O2）存在的条件下能把某些酚类化合物如愈创木酚氧化成红褐色物质，简单表示为： ，其颜色的深浅与酶活性呈
正相关。请你设计的一个检测稻米新鲜程度的简易实验。 实验材料：新稻米、待测稻米（数量足够） 试剂和用具：1%愈创木酚、1%过氧化氢、具塞试管、培养皿、移液管、观察颜色的放大镜等 实验原理： 在有过氧化氢存在的条件下，稻米内的过氧化氢酶可以使愈创木酚氧化成红褐色物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关。根据浸有愈创木酚的稻米遇到过氧化氢时的颜色差异来鉴别稻米的新鲜程度。
![[例3]： 新稻米过氧化氢酶活性明显高于陈稻米。植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢（H2O2）存在的条件下能把某些酚类化合物如愈创木酚氧化成红褐色物质，简单表示为： ，其颜色的深浅与酶活性呈](http://slidesplayer.com/slide/11555789/62/images/12/%5B%E4%BE%8B3%5D%EF%BC%9A+%E6%96%B0%E7%A8%BB%E7%B1%B3%E8%BF%87%E6%B0%A7%E5%8C%96%E6%B0%A2%E9%85%B6%E6%B4%BB%E6%80%A7%E6%98%8E%E6%98%BE%E9%AB%98%E4%BA%8E%E9%99%88%E7%A8%BB%E7%B1%B3%E3%80%82%E6%A4%8D%E7%89%A9%E4%BD%93%E5%86%85%E7%9A%84%E8%BF%87%E6%B0%A7%E5%8C%96%E6%B0%A2%E9%85%B6%E5%9C%A8%E6%9C%89%E8%BF%87%E6%B0%A7%E5%8C%96%E6%B0%A2%EF%BC%88H2O2%EF%BC%89%E5%AD%98%E5%9C%A8%E7%9A%84%E6%9D%A1%E4%BB%B6%E4%B8%8B%E8%83%BD%E6%8A%8A%E6%9F%90%E4%BA%9B%E9%85%9A%E7%B1%BB%E5%8C%96%E5%90%88%E7%89%A9%E5%A6%82%E6%84%88%E5%88%9B%E6%9C%A8%E9%85%9A%E6%B0%A7%E5%8C%96%E6%88%90%E7%BA%A2%E8%A4%90%E8%89%B2%E7%89%A9%E8%B4%A8%EF%BC%8C%E7%AE%80%E5%8D%95%E8%A1%A8%E7%A4%BA%E4%B8%BA%EF%BC%9A+%EF%BC%8C%E5%85%B6%E9%A2%9C%E8%89%B2%E7%9A%84%E6%B7%B1%E6%B5%85%E4%B8%8E%E9%85%B6%E6%B4%BB%E6%80%A7%E5%91%88.jpg "正相关。请你设计的一个检测稻米新鲜程度的简易实验。 实验材料：新稻米、待测稻米（数量足够） 试剂和用具：1%愈创木酚、1%过氧化氢、具塞试管、培养皿、移液管、观察颜色的放大镜等. 实验原理： 在有过氧化氢存在的条件下，稻米内的过氧化氢酶可以使愈创木酚氧化成红褐色物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关。根据浸有愈创木酚的稻米遇到过氧化氢时的颜色差异来鉴别稻米的新鲜程度。")
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通过注射胰岛素，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解，可证明胰岛素具有降低血糖的作用。
3、高考真题 （2005，全国理综卷）为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下： ①将正常小鼠随机分成AB两组，观察并记录其活动状况。 ②A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。 一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚 至昏迷等低血糖症状，B组活动状况无变化。 ③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注 射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状 缓解，B组活动状况无变化。 该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。 该实验原理是： 通过注射胰岛素，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解，可证明胰岛素具有降低血糖的作用。
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[仿真高考] 研究小组围绕神经纤维静息电位和动作电位进行了以下研究并得到实验结果：
①将枪乌贼离体神经纤维分成5组，分别放到正常海水、低K+海水、高K+海水、低Na+海水、高Na+海水中； ②一段时间后，分别测量、记录枪乌贼离体神经的静息电位； ③分别给予这5组枪乌贼离体神经纤维相同的适宜刺激，再测量、记录枪乌贼离体神经纤维的点位变化。 实验结果： ①在不同K+浓度的海水中，静息电 位绝对值由大到小顺序是: 低K+海水>正常海水>高K+海水 ②不同Na+浓度海水中枪乌贼离体 神经纤维受到刺激后的膜电位变化 曲线如图：
![[仿真高考] 研究小组围绕神经纤维静息电位和动作电位进行了以下研究并得到实验结果：](http://slidesplayer.com/slide/11555789/62/images/14/%5B%E4%BB%BF%E7%9C%9F%E9%AB%98%E8%80%83%5D+%E7%A0%94%E7%A9%B6%E5%B0%8F%E7%BB%84%E5%9B%B4%E7%BB%95%E7%A5%9E%E7%BB%8F%E7%BA%A4%E7%BB%B4%E9%9D%99%E6%81%AF%E7%94%B5%E4%BD%8D%E5%92%8C%E5%8A%A8%E4%BD%9C%E7%94%B5%E4%BD%8D%E8%BF%9B%E8%A1%8C%E4%BA%86%E4%BB%A5%E4%B8%8B%E7%A0%94%E7%A9%B6%E5%B9%B6%E5%BE%97%E5%88%B0%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E7%BB%93%E6%9E%9C%EF%BC%9A.jpg "①将枪乌贼离体神经纤维分成5组，分别放到正常海水、低K+海水、高K+海水、低Na+海水、高Na+海水中； ②一段时间后，分别测量、记录枪乌贼离体神经的静息电位； ③分别给予这5组枪乌贼离体神经纤维相同的适宜刺激，再测量、记录枪乌贼离体神经纤维的点位变化。 实验结果： ①在不同K+浓度的海水中，静息电. 位绝对值由大到小顺序是: 低K+海水>正常海水>高K+海水. ②不同Na+浓度海水中枪乌贼离体. 神经纤维受到刺激后的膜电位变化. 曲线如图：")
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（1）该实验的目的是： 探究影响神经纤维静息电位和动作电位大小的因素 （2）该实验的原理是： 细胞外液中K+浓度会影响神经纤维静息电位的大小，细胞内外K+浓度差越大，K+外流的量就越多，静息电位越大，而细胞外液中Na+浓度几乎不影响；但细胞外液中Na+浓度会影响受刺激神经膜电位的变化幅度和速率，细胞外Na+浓度越大，Na+内流的量就越多，速率就越快。
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K+外流的量 (3)分析结果：①在不同K+浓度的海水中，静息电位如此排序，这是因为在不同K+浓度的海水中， 不同，造成静息电位不同。Na+浓度海水中神经纤维受剌激后的膜电位变化曲线呈现图中所示结果，是因为在不同Na+浓度的海水中 不同,造成电位变化的幅度和速率不同。 Na+内流的量和速率
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二、实验设计的常规解题思路 确定变量，运用变量 实验评价和修订 明确实验目的 实验变量 或自变量 操纵 施加干扰 分析实验原理 随机分组
提出实验思路 控制 设置对照 无关变量 条件适宜 设计实验步骤 重复实验 预期实验结果 捕获 观察现象 反应变量 或因变量 预期结果分析 测量数值 确定变量，运用变量 获得实验结论
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四、生物实验专题 ——提出实验思路 1、实验思路的基本方法 学习“三精”P189中1、2、3 2、典型案例
[例1] 请设计一个实验，观察洋葱表皮细胞质壁分离后的自动复原现象。 供选材料；显微镜、载玻片、紫色洋葱、洋葱根尖、吸水纸、滴管、清水、质量分数为30%的蔗糖溶液、质量分数为10%的KNO3溶液等。 实验目的： 观察洋葱表皮细胞质壁分离后的自动复原现象
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细胞能选择性吸收K+、NO3 +,当细胞外液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，质壁分离自动复原。
设计原理： 紫色洋葱表皮细胞有一个紫色的中央大液泡，可以发生渗透作用，当细胞外液的浓度大于细胞液浓度的时候，细胞失水，发生质壁分离； 细胞能选择性吸收K+、NO3 +,当细胞外液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水，质壁分离自动复原。 实验步骤： 第一步：将一小块紫色洋葱表皮平展在载玻片中央的清水滴中，盖上盖玻片，在显微镜下观察，可看到细胞膜紧贴在细胞壁上。 第二步：在盖玻片的一侧滴上质量分数为10%的KNO3溶液，在另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复做几次。 第三步：观察紫色洋葱表皮细胞的质壁分离及自动复原现象。
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3、高考真题 （2011，浙江）31.为了探究X对Y细胞增殖（DNA合成）的影响。请依据实验目的完成提出你的实验思路： 说明：实验材料与用具依据需要提供，3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷） （1）实验分组： 甲组：培养液+Y细胞+3H-TdR+生理盐水 乙组：培养液+Y细胞+3H-TdR+X（用生理盐水配制） 每组设置若干个重复样品。 （2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。 （3）将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。
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（2013，浙江）31．某同学为研究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育（或耗氧量和体长）的影响.
3、高考真题 （2013，浙江）31．某同学为研究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育（或耗氧量和体长）的影响. 请依据实验目的完成提出你的实验思路： ①将若干只未成年小鼠分为 2 组： 甲组：不切除甲状腺（假手术） 乙组：切除甲状腺 ②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠的耗氧量和体长，并记录。 ③对测得的数据进行统计分析。
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