高考生物二轮课件：6.14 实验与探究

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1.还原糖与斐林试剂反应生成砖红色沉淀,脂肪被苏丹Ⅲ(或苏丹Ⅳ)染液染成橘黄色(或红色),蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应。2.探究温度对酶活性的影响用淀粉酶,探究pH对酶活性的影响用过氧化氢酶。3.叶绿体中色素的提取原理是色素不溶于水而易溶于无水乙醇等有机溶剂;分离四种色素用纸层析法,其原理是四种色素在层析液中的溶解度不同,因而在滤纸条上的扩散速度不同。4.制作植物根尖分生组织有丝分裂装片的流程为解离、漂洗、染色、制片。5.植物和活动能力弱的动物种群密度的调查常用样方法,其关键是随机取样;活动能力强的动物常用标志重捕法调查其种群密度(具体情况具体分析,如群居的大型野生动物,常用逐个计数法进行种群密度的调查);土壤小动物类群丰富度的调查常用取样器取样法。
(　　)1.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中。(2016全国甲卷,4A)(　　)2.脂肪、蛋白质鉴定时分别可见橘黄色颗粒、砖红色沉淀。(2016江苏,5D)(　　)3.盐酸能够改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色质中的DNA与蛋白质分离,有利于DNA与染色剂结合。(　　)4.调查人群中色盲发病率时,若只在患者家系中调查将会导致所得结果偏高。(2016四川,3D)(　　)5.计数所有样方内蒲公英总数,除以甲地面积,作为甲地蒲公英的种群密度。(2016全国甲卷,5B)(　　)6.对照实验一般要设置对照组和实验组,在对照实验中除了要观察的变量外,其他变量都应当始终保持相同。
(　　)7.为提高种群密度调查数据的可信度,合理的处理方法是随机取样;为提高实验数据的可信度,合理的处理方法是能进行重复实验。(　　)8.若除酶外所有试剂均已预保温,则可依据“加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量”的流程测定酶活力。(2016全国甲卷,3B改编)(　　)9.某二倍体植物中,抗病和感病这对相对性状由一对等位基因控制,要确定这对性状的显隐性关系,应该选用的杂交组合是抗病纯合体×感病纯合体。(2014海南,25B改编)(　　)10.为研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响,应设置两个对照组。
考向1教材基础实验(2016全国甲卷,5)如果采用样方法调查某地区(甲地)蒲公英的种群密度,下列做法中正确的是(　　)A.计数甲地内蒲公英的总数,再除以甲地面积,作为甲地蒲公英的种群密度B.计数所有样方内蒲公英总数,除以甲地面积,作为甲地蒲公英的种群密度C.计算出每个样方中蒲公英的密度,求出所有样方蒲公英密度的平均值,作为甲地蒲公英的种群密度D.求出所有样方蒲公英的总数,除以所有样方的面积之和,再乘以甲地面积,作为甲地蒲公英的种群密度
1.有关教材观察类实验的4个错混点(1)观察DNA、RNA在细胞中的分布不能选用哺乳动物成熟的红细胞(无细胞核,也就几乎不含DNA、RNA)。(2)观察细胞的有丝分裂或低温诱导染色体加倍时,应注意观察呈正方形的根尖分生区细胞(长方形的细胞可能是根尖的伸长区或成熟区的细胞,没有分裂能力)。(3)观察细胞的减数分裂所选的材料可以是动物的精巢或植物的雄蕊,而不宜选用动物的卵巢或植物的雌蕊(雄配子的数量远远多于雌配子的,更容易观察到减数分裂的细胞)。(4)不能用绿色叶片为材料来观察线粒体(因为绿色叶片细胞中,叶绿体内叶绿素的颜色会干扰显色反应的观察)。
2.有关教材鉴定类实验的4个错混点(1)在物质鉴定实验中应注意选择无色或颜色浅的材料,这样可以避免材料本身的颜色掩盖反应结果。(2)物质鉴定实验一般不设立对照实验,若需设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清。(3)色素提取和分离的原理不同,提取液用无水乙醇,是因为绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。分离时使用纸层析法,是因为不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。
(4)在提取色素时,收集滤液的试管口要及时用棉塞塞紧,防止乙醇挥发;在层析时,制备滤纸条要选用干燥的滤纸;滤液细线要画得细且直,以防止色素带重叠而影响分离效果;待滤液干燥后要再画一两次,目的是积累更多的色素,使分离后的色素带明显。
考查角度1　考查实验原理、实验材料、实验过程、实验结果及结论1.(2016山东枣庄3月模拟,2)下列有关实验的研究过程或方法思路,正确的是(　　)A.观察人口腔上皮细胞中的线粒体时,需要先用8%的盐酸溶液处理,再用健那绿染色B.用于观察质壁分离与复原的紫色洋葱表皮细胞同样可用来观察植物细胞有丝分裂C.格里菲思的肺炎双球菌转化实验与赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验的研究方法都是设法把DNA和蛋白质分开,研究各自的效应D.林德曼在进行能量的定量分析时,发现了能量流动具有单向性、逐级递减的特点
2.(2016江苏常州期末,22)下列化学试剂在实验中的作用相同的是(　　)A.酒精在“微生物培养”和“检测生物组织中的脂肪”中的作用B.盐酸在“观察植物细胞有丝分裂”和“探究pH对酶的活性”中的作用C.CuSO4在“检测生物组织中的还原糖”和“检测生物组织中的蛋白质”中的作用D.蒸馏水在“提取纯净的动物细胞膜”和“利用鸡血粗提取DNA”中的作用
技巧方法　教材实验中盐酸、酒精的作用解读 1.盐酸在生物实验中的作用
2.酒精在生物实验中的作用
考查角度2　考查针对基础实验进行拓展和延伸3.(2016内蒙古巴彦淖尔市一中期中,4)下列有关实验探究的叙述,正确的是(　　)A.在探究温度对酶活性影响的实验中,温度和pH是自变量B.在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验中质量分数为8%的盐酸的作用是改变细胞膜的通透性,并与DNA结合促进DNA水解C.将重铬酸钾溶解在体积分数为95%的浓硫酸溶液中,配制成橙色的重铬酸钾溶液来鉴定呼吸作用中产生的CO2D.盐酸在“低温诱导植物染色体数目的变化”和“观察植物细胞有丝分裂”中的作用相同
4.(2016江苏文创教育三月测试,21)下列有关实验操作及显色结果的叙述中,不正确的是(　　)A.在常温条件下,稀蛋清溶液与双缩脲试剂作用呈紫色B.在沸水浴条件下,菜花细胞中提取的DNA与二苯胺作用呈蓝色C.用酒精洗去浮色后,花生子叶细胞中的脂肪与苏丹Ⅳ作用呈橘黄色D.在常温条件下,溴麝香草酚蓝水溶液可与CO2作用呈黄色
解题模板　实验条件控制及实验结果显示的策略 (1)实验条件的控制方法①增加水中氧气:泵入空气或吹气或放入绿色植物;②减少水中氧气:容器密封或油膜覆盖或用凉开水;③除去容器中CO2:NaOH溶液或KOH溶液;④除去叶片中原有淀粉:置于黑暗环境一昼夜;⑤除去叶片中叶绿素:酒精隔水加热;⑥除去光合作用对呼吸作用的干扰:给植株遮光;⑦如何得到单色光:棱镜色散或彩色薄膜滤光或人工光源;⑧防止血液凝固:加入柠檬酸钠;⑨DNA半保留复制方式探究:密度梯度离心;⑩各种细胞器的提取:细胞匀浆离心。
(2)实验结果的显示方法①光合速率:O2释放量、CO2吸收量或淀粉产生量;②呼吸速率:O2吸收量、CO2释放量或淀粉减少量;③原子转移途径:放射性同位素示踪法;④细胞液浓度大小:质壁分离实验;⑤细胞是否死亡:质壁分离实验、亚甲基蓝溶液染色;⑥甲状腺激素作用:动物耗氧量、发育速度等;⑦生长激素作用:生长速度(体重变化、身高变化)。
考向2实验设计与分析1.(2016全国丙卷,29)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同。于中午12:30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:
回答下列问题:(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合速率影响较大的环境因素是　　　　,其依据是　　　　　　　　　;并可推测,　　　　(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。 (2)在实验组中,若适当提高第　　　组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程　　　　　　(填“需要”或“不需要”)载体蛋白,　　　　　(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。导学号06890035〛 
答案: (1)湿度(或相对湿度)　在相同温度条件下,相对湿度改变时光合速率变化较大(其他合理答案也可)　增加　(2)四　该实验组的环境温度未达到光合作用的最适温度(其他合理答案也可)　(3)不需要　不需要
解析: 本题考查光合作用及其影响因素。(1)根据题中实验结果可知,相同温度条件下,小麦光合速率随相对湿度的增大而加快,但相对湿度相同时,小麦光合速率随温度的变化不明显,由此可推知中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是相对湿度。相对湿度增大,植物细胞的蒸腾作用减弱,气孔关闭的少,植物光合作用的原料CO2的吸收受影响程度降低,小麦光合作用“午休”的程度降低,因此,增加麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。(2)比较实验组二、三、四可知,小麦光合作用的最适温度为31 ℃左右,而第四组为25 ℃,还远低于最适温度,所以适当提高第四组的环境温度能提高小麦的光合速率。(3)CO2进入叶肉细胞的过程属于自由扩散,不需要载体,也不需要能量。
1.有关实验变量、实验预测的3个错混点(1)误认为自变量与因变量都只有一个。实验的自变量是单一的,又称单一变量,而因变量不一定是一个,如探究“甲状腺激素对小鼠耗氧量及生长发育的影响”实验中,依据实验目的,可确定“有无甲状腺激素”是唯一自变量,而“耗氧量大小”及“生长发育快慢”为因变量。(2)误认为无关变量与本实验无关。无关变量又叫干扰变量,是指除实验自变量以外的能影响实验结果的因素或条件。由于无关变量能影响实验结果,因此实验中应排除无关变量对实验的影响。(3)误将探究性实验当作验证性实验来叙述其结果和结论。若题目中有“探究……”“探讨……”或“研究……”等探究性语句,则表述结果与结论时,对应假设需分类讨论。
2.有关解答实验题思路分析的5个错混点(1)从实验目的出发,分析实验步骤和结果,明确实验中的变量。(2)分析因变量如何检测。有些实验现象可以直接观察,有些实验的结果是“隐藏”的。就需要利用题目中提供的试剂或生物材料的特性,使生物体内“隐藏”的物质或反应显现为可见的现象。(3)分析自变量如何引起因变量的变化。联想所学的知识,在自变量和因变量之间建立关联。(4)因变量的变化如何证明实验目的。(5)运用所学生物学知识,正确地解释实验现象及原因。现象、原因的解释通常是一些结论性的语句,切忌就事论事,要体现出实验现象的本质。
考查角度1　考查实验步骤的修正完善及实验结果的分析与评价1.(2016广东高州二中月考,30)某科学工作者为探究西红柿生长的最佳光照强度,设计了下面的实验:首先取若干生长状况相同的西红柿植株,平均分为7组,分别放在密闭的玻璃容器中。实验开始测定CO2的浓度,12 h后再次测定CO2的浓度。实验结果如下表:
请分析回答:(1)这一实验的自变量是　　　　　　　,写出该实验设计的两种无关变量:　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)实验中第1组12 h后CO2浓度变化的原因是　　　　　　　　　　　　　　。此时,该生物叶肉细胞能产生ATP的细胞器是　　　　　　　。 (3)若将第7组植株突然移至第4组的条件下,短时间内光合细胞中的C5化合物的含量会　　　　,原因是　  　。 (4)该实验设计尚不能确定西红柿生长的最佳光照强度,请你提出进一步探究的实验设计思路:　　　　　　　　。 
答案: (1)光照强度　温度、开始时的CO2浓度(其他合理答案也可)(2)细胞呼吸产生了CO2　线粒体　(3)下降　二氧化碳仍正常固定成三碳化合物,但是光照减弱,还原氢和ATP生成量减少,被还原的三碳化合物量减少　(4)增加若干实验组,将光照强度的数据差缩小,依次增加光照强度,12小时后再次测定CO2浓度
解析: (1)由表格中提供的信息可以看出,光照强度是该实验对实验结果能够产生影响并且可以控制的因素,为自变量;温度、开始时的CO2浓度都会对实验结果产生随机影响,但并非实验要控制的因素,为无关变量。(2)实验中第1组没有给予光照,在此环境中,植物只能进行呼吸作用,产生的二氧化碳会导致CO2浓度升高。产生ATP的场所是细胞质基质和线粒体。(3)若将第7组植株突然移植第4组的条件下,光照减弱,光反应受到影响,光反应产物ATP和NADPH减少,暗反应还原阶段受到抑制,C5化合物生成减少,其含量下降。(4)欲确定西红柿生长的最佳光照强度,可增加若干实验组,将光照强度的数据差缩小,依次增加光照
2.(2016湖南衡阳八中一模,31)日本核电站泄漏事故曾引发我国部分民众抢购碘盐,传言称食用碘盐可以防核辐射,对此卫生厅相关负责人向记者明确表示,碘摄入量不足会导致甲状腺肿,但盲目过量吃碘盐或碘片,亦会导致甲状腺肿。某科研小组利用动物园饲养的狗设计以下实验来验证上述结论。材料用具:生长发育状况一致的正常成年狗若干,普通饲料(缺碘,其他营养全面),五组不同浓度的碘水(2 μg/L、4 μg/L、6 μg/L、8 μg/L、10 μg/L),红外微光谱仪(通过体表测定狗甲状腺大小)。
实验步骤:①取五只生长发育状况一致成年狗随机编号A、B、C、D、E。②分别给A、B、C、D、E五只狗每天定时饲喂等量且适量普通饲料并添加等量且适量的不同浓度的碘水。③然后在动物园随机散养饲养一段时间后,用红外微光谱仪测定每只狗甲状腺大小,并记录分析。请根据上述实验设计回答以下问题:
(1)上述实验步骤中至少有三项错误请你改正: 　;  　;  　。 (2)科研小组根据实验结果得出:碘的作用具有最适浓度,在最适浓度时几乎不发生甲状腺肿,在低浓度(小于6 μg/L)时,随浓度的降低,甲状腺肿的患病率逐渐升高达到40%左右;在高浓度(大于6 μg/L)时,随浓度的升高,甲状腺肿的患病率逐渐升高,结果与低浓度接近。请你将此结论用坐标曲线图表示出来。
答案: (1)取生长发育状况一致的正常成年狗随机均分成A、B、C、D、E五组,每组若干只　分组后先用红外微光谱仪测定各组每只狗甲状腺大小并记录　实施实验变量后在相同且适宜的环境下饲养一段时间(2)
解析: (1)实验中为了避免偶然因素导致误差过大或实验失败,设计实验时应遵循平行可重复性原则,故步骤①应改为取生长发育状况一致的正常成年狗随机均分成A、B、C、D、E五组,每组若干只。根据题意可知该实验的因变量为各组每只狗甲状腺实验前后的大小的变化,故需在分组后先用红外微光谱仪测定各组每只狗甲状腺大小并记录,以便与实验结束后的结果进行比对。实施实验变量后在相同且适宜的环境下饲养一段时间,以避免无关变量产生影响,而不应该是在动物园随机散养一段时间。
(2)根据题意,碘的作用具有最适浓度,在最适浓度时几乎不发生甲状腺肿,在低浓度(小于6 μg/L)时,随浓度的降低,甲状腺肿的患病率逐渐升高达到40%左右;在高浓度(大于6 μg/L)时,随浓度的升高,甲状腺肿的患病率逐渐升高,结果与低浓度接近。可见若以甲状腺肿的患病率为纵坐标,以碘水含量(μg/L)为横坐标,则曲线应为开口向上的抛物线,其曲线的最低点对应的横坐标为6 μg/L,曲线的最低点对应的纵坐标应非常接近横轴,据此可画出相关坐标曲线图。
技巧方法　实验题中有关实验目的、原理、假设的确立策略 (1)实验目的的确认方法①根据题目信息,直接写出实验目的。此类题目中往往含有“探究(验证、证明或研究等)……”的字眼,此即为该实验的目的。②根据实验装置或实验现象,推断实验目的。(2)探究性或验证性实验的“实验原理”的描述①理论依据句式:自变量与因变量间的内在联系。②操作依据句式:自变量的操作情况,因变量的观测指标。应用提示:a.实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考。b.若需对实验结果进行分析,套用实验原理即可。
(3)探究性实验的“实验假设”的描述①句式一:“如果……现象,则……结论”。②句式二:“当条件X存在时,事件P(实验现象)会发生”或“当条件X存在时,事件P(实验现象)不发生”或“当条件X存在时,对事件P(实验现象)没有影响”。应用提示:①对探究性实验来说,假设应对所要研究的对象设想一种或几种可能的答案或解释,即提出可能的实验原理。②假设的书写,往往针对实验目的以陈述句式进行表达。
考查角度2　考查验证性与探究性实验的设计3.(2016广东仲元中学测试,10)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:(1)甲、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。〚导学号06890036〛
答案: (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)实验步骤:①等量　②(两侧)液面实验结果预测和结论:Ⅰ.A侧液面上升,B侧液面下降Ⅱ.A侧液面下降,B侧液面上升解析: (1)甲、乙两组实验的自变量是氧气的有无,温度、pH、培养液量、培养液浓度等都是需要控制的无关变量。(3)实验步骤:①实验要遵循等量原则,所以需要将等量的滤液1和滤液2分别倒入U形管A、B两侧并标记;②一段时间后观察液面的变化。实验结果预测和结论:Ⅰ.如果A侧液面上升,B侧液面下降,则有氧呼吸消耗的葡萄糖少;Ⅱ.如果A侧液面下降,B侧液面上升,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,有氧呼吸和无氧呼吸消耗的葡萄糖一样多。
4.(2016湖北黄石月考,10)多数鱼类的体色会随着环境条件的变化而改变,经研究发现,鱼类的眼和松果体能感知光照变化而产生兴奋,当兴奋到达肾上腺时,其分泌的肾上腺素能使体表黑色素细胞的色素颗粒聚集,使体色变浅;而当兴奋到达副交感神经时,其神经末梢分泌的乙酰胆碱能使体表黑色素细胞的色素颗粒扩散,使体表颜色加深。请回答下列问题:(1)从反射弧角度分析,眼和松果体为　　　　　　,其接受刺激产生兴奋,兴奋部位的膜电位表现为　　　　　　　。肾上腺素能被体表黑色素细胞感知,原因是体表黑色素细胞膜上有　　　。 (2)乙酰胆碱是一种神经递质,由此推测,副交感神经末梢与体表黑色素细胞接触部位类似于　　　　　(结构),此处信息传递的方向是　　　　　(填“双向”或“单向”)的。 
(3)鱼体色的调节方式是　　　　　　　　　　　　。 (4)为验证肾上腺素和乙酰胆碱对鱼体色的影响,科研人员进行了相关实验,请完善下列实验内容。实验对象:体长约10 cm左右且体色相近的同种鲫鱼若干条。药品及用具:鱼用生理盐水、适宜浓度的肾上腺素、乙酰胆碱、注射器等。
实验步骤:第一步,将鲫鱼平均分成三组,编号为甲、乙、丙,分别放入三个玻璃缸中置于无光处饲养一段时间。第二步,给甲组鲫鱼腹腔中注入2 mL乙酰胆碱,乙组鲫鱼腹腔中注入　　　　　　　　　　　　,而丙组鲫鱼腹腔中注入　　　　　　　　　　　　　　 作为对照。 第三步,将装有上述处理后鲫鱼的玻璃缸置于　　　　　(填“无光”或“有光”)处,约2 h后,观察比较三组鲫鱼体表颜色的变化。 预期实验结果:甲、乙、丙三组鱼的体色由浅到深依次是　　　　　　　　　　。
答案: (1)感受器　外负内正　受体(肾上腺素受体)(2)突触　单向(3)神经—体液调节(4)第二步,等量的(2 mL)肾上腺素　等量的(2 mL)鱼用生理盐水第三步,无光预期实验结果:乙、丙、甲
解析: (1)据题意可知,鱼类的眼和松果体能感知光照变化而产生兴奋,所以鱼类的眼和松果体属于感受器;神经纤维未受到刺激时,细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负;当某一部位受刺激时,其膜电位变为外负内正。肾上腺素能被体表黑色素细胞感知,原因是体表黑色素细胞膜上含有相应的受体。(2)副交感神经末梢与体表黑色素细胞接触部位类似于突触,乙酰胆碱是一种神经递质,存在于突触结构中的突触小泡中,只能由突触前膜释放,作用于突触后膜,因此兴奋在神经元之间单向传递。(3)肾上腺素的调节属于体液调节,“而当兴奋到达副交感神经时,其神经末梢分泌的乙酰胆碱能使体表黑色素细胞的色素颗粒扩散,使体表颜色加深”是神经调节,所以鱼体色的调节方式是神经—体液调节。
(4)生物实验的原则是对照原则和控制单一变量原则,在完成实验操作步骤过程中,要控制好自变量,给甲组鲫鱼腹腔中注入2 mL乙酰胆碱,乙组鲫鱼腹腔中注入等量的肾上腺素,而丙组鲫鱼腹腔中注入等量的鱼用生理盐水作为对照。根据第一步可知,饲养条件为无光,因为肾上腺素能使体表黑色素细胞的色素颗粒聚集,使体色变浅;而当兴奋到达副交感神经时,其神经末梢分泌的乙酰胆碱能使体表黑色素细胞的色素颗粒扩散,使体表颜色加深。所以预期实验结果为:甲、乙、丙三组鱼的体色由浅到深依次是乙、丙、甲。
解题模板　实验设计的步骤表述及结果预期策略 (1)实验操作步骤的准确描述