2024届高考生物一轮总复习第六单元遗传的分子基础实验专题3实验设计的基本方法课件

这是一份2024届高考生物一轮总复习第六单元遗传的分子基础实验专题3实验设计的基本方法课件，共20页。

实验专题3　实验设计的基本方法
实验设计程序：明确实验目的→选择实验原理→确定实验思路→设计实验步骤→预期实验结果→得出实验结论。1．实验目的及书写(1)验证性实验：寻找题干信息，一般写有“验证……”，即为该实验的实验目的。(2)探究性实验：首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等。(3)实验目的：要探究或者验证的某一事实，或者做了该实验后要解决什么问题。(4)实验目的的书写与表达：实验目的的内容包含研究对象、研究现象(因变量)和作用于对象的因素(自变量)，格式为“探究(验证)×××(自变量)对×××(因变量)的影响”或“探究(验证)×××(因变量)与×××(自变量)的关系”等。
(5)实验目的的确认方法。①根据题目信息，直接写出实验目的。②根据实验装置或实验现象，推断实验目的。③根据实验步骤反推实验目的。2．实验原理实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、做出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象与结果的依据和确定观测指标的依据。(1)实验原理一般由三段组成：自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验过程描述。(2)实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考。有些题目要求对实验结果进行分析，其考查的是实验原理，所以对实验结果分析时合理套用实验原理即可。
3．实验假设假设是指用来说明某种现象、但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可能的解释和说明。提出的假设可能正确，也可能错误，但必须能解释题目现象或与题干相符。一般情况下，若是实验中要求写出你的假设，则应根据自己平常积累的知识，写出自己认为最可能的一种假设。4．实验思路思路是“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言简意赅”。比如：用某种方法处理某种材料，观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”，显示自变量和因变量，对无关变量表述时，应注意体现“相同且适宜”。
5．实验步骤步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致”，必须体现“自变量”如何设置、“因变量”如何获得、“无关变量”如何保证相同且适宜。实验步骤设计的一般程序：
6．实验结果和结论实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方法：(1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。
(2)由果找因，分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系，得出正确结论。(3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论(总)”。(4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，因此实验结论即是实验要验证的事实。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。
1．科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，下图为实验结果曲线图，请完善探究实验的相关问题：
实验目的：____________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：探究锌肥施用量对番茄果实产量的影响(或探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)
2．某生物兴趣小组以鱼腥藻为实验材料，利用下图所示装置，将光源分别置于距烧杯15 cm、25 cm、35 cm、45 cm处，观察每分钟产生的气泡数。请回答下列问题：
图示实验的实验目的是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：探究光照强度对光合速率的影响
3．为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A、B两组，观察并记录其活动状况。(2)A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。(3)A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组小鼠活动状况无变化。该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用，则该实验的原理是__________________________________________________________________________________________________。
答案：体内胰岛素含量过高时，引起血糖浓度下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过注射葡萄糖来缓解
4．为研究红枣多糖对血糖浓度的影响，某课题组用糖尿病模型小鼠(胰岛素分泌不足)进行实验。将生理状况相同的糖尿病小鼠均分为两组，A组灌胃一定量的红枣多糖，B组灌胃等体积的生理盐水，一段时间后测定两组小鼠体内血糖浓度及胰岛素含量。该实验的原理是________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：胰岛素是唯一一种能直接降低血糖浓度的激素；促进胰岛素分泌可降低糖尿病小鼠血糖浓度
5．某校生物实验小组要对“动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水”进行实验探究，假如你是其中的一员，请分析回答下列问题：(1)实验假设是__________________________________________________________。(2)请你写出该假设的依据：_____________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)动物细胞能通过渗透作用吸水或失水　(2)动物细胞具有发生渗透作用的条件(或细胞膜有选择透过性，当细胞与外界溶液接触时，膜两侧具有浓度差)
6．用浓度为2%的秋水仙素溶液处理植物分生组织5～6小时，能够诱导细胞内染色体加倍。那么，用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖时，是否也能诱导细胞内染色体的加倍呢？请对这个问题进行实验探究。(1)针对以上问题，根据所学知识可作出的假设是：_________________________________________________________________________________________________。(2)提出上述假设的依据是：_____________________________________________________________________________________________________________________。
答案：(1)用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够诱导细胞内染色体加倍(2)洋葱根尖具有分生区，分生区细胞可以通过有丝分裂进行增殖，用低温处理植物分生组织细胞，能够抑制纺锤体的形成，使染色体不能被拉向两极，细胞不能分裂成两个子细胞，导致细胞内染色体数目加倍
7．(2021·山东卷)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少，引起脱发，也会导致黑色素细胞减少，引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。
已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。实验思路：___________________________________________________________________________________________________________________________________。实验现象：____________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：取生理状况相同的黑毛小鼠若干只，随机均分为A、B、C、D四组。A组不做处理(或做假手术处理)；B组切除肾上腺；C组束缚(或做假手术并束缚)；D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)和颜色的变化A组小鼠的体毛无明显变化；B组小鼠的体毛增多(生长旺盛)，不变白；C组小鼠脱毛且体毛变白；D组小鼠体毛增多(生长旺盛)，变白
8．现有新发现的一种感染人体A细胞的病毒C，请利用所提供的材料用具，设计两种方法探究病毒C的遗传物质是DNA还是RNA。材料用具：一定数量的无放射性的A细胞、无放射性的A细胞培养液，含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的A细胞的培养液、含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸的A细胞的培养液、无放射性的病毒C等。实验步骤：第一步：取一定数量的A细胞分成等量的甲、乙两组，用含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养甲组的A细胞，用_______________________培养乙组的A细胞。第二步：将__________________平均分成两份，分别感染甲、乙两组培养的A细胞。第三步：在其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间后，检测______________。预期结果及结论：
①若________________________________，____________________________，则病毒C是DNA病毒。②若________________________________，__________________________，则病毒C是RNA病毒。
答案：含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸的培养液　无放射性的病毒C　子代病毒的放射性　①甲组产生的子代病毒C有放射性 而乙组产生的子代病毒C无放射性　②甲组产生的子代病毒C无放射性 而乙组产生的子代病毒C有放射性
9．褪黑素是一种由松果体分泌的小分子激素，能够调节机体免疫和睡眠作用。某研究小组采用小鼠口服褪黑素方法对其调节免疫的功能进行研究，结果见下表。回答下列问题：
(1)实验前，小鼠体内的褪黑素经体液运输至全身各处，调节着小鼠自身免疫功能。据表中信息分析，褪黑素可能作用的细胞有______________________________________________________________________________________。(答出两种即可)
(2)体内的NK淋巴细胞能够识别并消除肿瘤或病毒感染的细胞，说明NK淋巴细胞能参与________免疫过程。据表结果分析，褪黑素对机体免疫能力的调节作用与其________________有关。(3)综合上述分析，推测褪黑素能够增强机体免疫能力的机理是_______________________________________________________________________________________。(4)研究发现，褪黑素还能调节小鼠睡眠时间。请利用以下实验材料及用具，设计实验探究褪黑素对小鼠睡眠的影响。简要写出实验设计思路并预期实验结果。实验材料及用具：睡眠情况相同的健康小鼠若干只，一定剂量的褪黑素溶液，生理盐水，计时器等。实验设计思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________。预期结果及结论：_____________________________________________________________________________________________________________________________。