二轮总结 | 13 实验与探究

实验的基础理论一、实验的基本原则1．科学性原则包括实验原理、实验材料的选择、实验方法、实验结果处理的科学性，要有科学的思想和方法作指导。2．平行重复原则控制某种因素的变化幅度，在同样情况下重复实验，观察其对实验结果的影响程度，从而揭示事物的本质特征。其目的是使实验结果或数据更接近真实情况，避免偶然因素对实验的影响。3．对照原则即实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。通常，一个实验分为实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组；对照组是不接受自变量处理的对象组。常见对照类型分为空白对照、自身对照、条件对照和相互对照。(1)空白对照：指不做任何实验处理的对象组，其能清晰地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强说服力。(2)自身对照：指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组，自身对照，方法简便，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。(3)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的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量。(4)相互对照：指不另设对照组，而是几个实验组相互对比，在等组实验法中，大都是运用相互对照，其能较好地平衡和抵消无关变量的影响，使实验结果更具有说服力。4．单一变量原则和等量原则二者是完全统一的，只不过强调的侧重点不同。前者强调的是自变量的单一性，即实验组和对照组相比只能有一个变量；而后者强调的是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量，必须严格控制在适宜且等量条件下，以平衡和消除无关变量对实验结果的影响。二．实验原理的确认与书写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、作出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象结果的依据和确定观测指标的依据。书写时，有时只涉及某一方面，有时涉及多方面，其一般书写格式分为三步：假设(未被证实的结论)＋假设与结果的联系＋结果(或预期结果)，一般用陈述句、肯定句，其思路为先找到结论或假设，再找到结果或现象，然后根据所学知识、题干信息和实验目的寻找两者之间的联系。三．实验假设的书写假设是指用来说明某种现象但未经证实的论题，是对研究结果的预测，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想，假设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。假设的提出可能正确也可能错误，只要能解释题目现象或与题干相符，则提出的假设就可以。一般情况下，若是实验中要求写出你的假设，我们应根据自己平时积累的知识，写出认为最可能的一种假设即可。四、实验设计1．实验步骤设计的一般程序

2．实验设计中“使用恰当的语言表述”应注意的问题(1)实验材料的选择①植物：“大小相似、长势相同的同种植株”。②动物：“体重(体长)、年龄、生长趋势相同”，有时甚至要“性别”相同。③有时可以叙述为“生长状况基本相同的个体”。(2)试剂的选择①在量上难以做到准确的量化描述时，应尽可能用“定性”的语言表达，要注意“等浓度”、“等体积”、“适量的”、“一定量的”等词的运用。②实验时间和条件上用“一段时间”、“适宜的温度、pH”等语言。五、实验结果与结论的预测与分析首先要明确该实验是验证性实验还是探究性实验。若为验证性实验，则实验现象与实验原理一致、结果唯一，结论与题目要求(目的)一致；若为探究性实验，则实验现象与实验原理一致或相反或居中，相应的结论有多种情况。六、实验方案评价试题解题的一般思路

必背基础知识点1.观察线粒体、叶绿体实验和植物细胞质壁分离与复原实验一定用活细胞；用显微镜观察多种多样的细胞用活或死的细胞；其余考纲中规定的观察类实验用死细胞。2.解离≠水解，前者用盐酸和酒精等量混合，处理的目的是使细胞彼此分散开，在低温诱导染色体加倍和观察有丝分裂实验中涉及到；后者用盐酸处理，增大细胞膜的通透性，使DNA和蛋白质分开，便于染色，在观察DNA、RNA分布实验中涉及到。两者在染色前都需要用水漂洗或冲洗，避免影响染色。3.不需染色直接观察的实验：观察叶绿体实验、植物细胞质壁分离和复原实验。4.观察减数分裂用蝗虫的固定装片，不需制片。5.显微观察类实验要先制片，不同材料用不同的制片方法。装片法(把整个实验材料制成装片，如用葫芦藓观察叶绿体)；切片法(把材料切成薄片，以便观察，如脂肪的鉴定)；压片法(把材料压成薄层，以便观察，如观察根尖细胞的有丝分裂)。6.鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。7.洋葱在实验中的“一材多用”取材部位实验名称取材原因叶鳞片叶观察植物细胞的质壁分离和复原外表皮细胞含紫色大液泡使用高倍显微镜观察细胞的多样性细胞较大，外表皮细胞有大液泡，内表皮细胞有明显的细胞核观察DNA和RNA在细胞中的分布内表皮细胞近于无色管状叶叶绿体中色素的提取和分离色素含量多根观察根尖分生组织细胞的有丝分裂材料易得，且分生区细胞分裂能力强，染色体数目少，易于观察低温诱导植物染色体数目的变化材料易得，且低温(4 ℃)下根尖也能分裂生长，诱导染色体变异率较高8.在显色实验(如物质检测)中，材料最好不带颜色或颜色较浅或实验时对有色材料进行脱色处理。9.物质鉴定实验中，一般不设置对照实验，若需设置对照实验，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的实验中，对照组可加入稀释的鸡蛋清。10.可溶性还原糖检测中不宜选择甜菜、甘蔗等作为实验材料，因它们不含还原糖。11.反应物颜色深浅与所检测的物质的含量有关，含量越多，颜色越明显。12.还原糖的检验若出现砖红色沉淀，结论只能说溶液中有还原糖存在，但不能证明具体是哪种还原糖，同理蛋白质的鉴定若出现紫色，也不能证明胰岛素或淀粉酶是否存在。13.斐林试剂鉴定还原糖实验原理是发生氧化还原反应。双缩脲试剂鉴定对象为—CO—NH—，故可检验蛋白质、多肽及变性后的蛋白质，不能鉴定氨基酸；先加入A液(NaOH)创造碱性条件，再滴加B液(CuSO4)4滴，不能过量。14.关于颜色反应的实验颜色原理红①还原糖＋斐林试剂

砖红色沉淀；②脂肪＋苏丹Ⅳ溶液→红色；③RNA＋吡罗红溶液→红色；④染色体(质)＋醋酸洋红液→红色；⑤叶绿素a和叶绿素b→主要吸收红光和蓝紫光黄①脂肪＋苏丹Ⅲ溶液→橘黄色；②叶绿体中色素分离中的滤纸条：胡萝卜素→橙黄色，叶黄素→黄色绿①DNA＋甲基绿溶液→绿色；②线粒体＋健那绿染液→蓝绿色；③酒精＋橙色的重铬酸钾溶液

灰绿色；④叶绿体中色素分离中的滤纸条：叶绿素b→黄绿色，叶绿素a→蓝绿色蓝①淀粉＋碘液→蓝色；②DNA＋二苯胺试剂

蓝色紫①染色体(质)＋龙胆紫溶液→紫色；②蛋白质＋双缩脲试剂→紫色；③叶绿体中的4种色素→主要吸收蓝紫光15.任何渗透装置，隔着半透膜(玻璃纸、细胞膜、原生质层)，水分子都是双向移动的，只是在浓度差的作用下，两个方向水分子移动的速率不同而已。16.探究温度、pH对酶活性影响时，至少分三组，其中一组为最适条件下进行，且注意不能将酶与底物混合后再控制条件。17.探究酵母菌的呼吸方式时：a.新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸(杀死里面的微生物、除去溶液中的氧气)，等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再加入食用酵母菌；b.无氧条件时，酵母菌培养液应先封口放置一段时间，待酵母菌将瓶内的氧气消耗完，再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶，以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2。18.探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度时，所设组别除用不同浓度的生长素类似物处理外，还要增加一组用蒸馏水处理的空白对照。19.探究培养液中的酵母菌种群数量的动态变化时：a.从试管中吸出培养液进行计数之前，要轻轻振荡几次，使酵母菌均匀分布，以确保计数准确，减少误差；b.该探究不需要设置对照，因为随着时间的延续，酵母菌种群数量的变化，在时间上形成前后自身对照，但要获得准确的实验数据，必须重复实验，求得平均值；c.对于压在小方格界线上的酵母菌，应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。20.调查方法：取样调查法。可根据不同的调查目的和对象选用不同的取样方法。21.调查选材：为使实验获得成功，常选用一些容易调查的对象，如植物种群密度的调查，选择容易辨别的双子叶植物；蚜虫、昆虫卵、跳蝻和蚯蚓等动物，常采用样方法调查其种群密度。调查人群中常见遗传病，最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病，如红绿色盲、白化病等；调查某种遗传病的发病率时，要随机抽样调查，且要保证调查的群体足够大；调查某种遗传病的遗传方式应在患者家系中展开调查。22.随机调查：调查的随机性决定了调查的准确性，所以应做到无区别对待调查对象，以确保调查的准确性易错易混考点一．自变量、因变量和无关变量(必修1 P79)(1)概念：自变量——实验过程中人为改变的变量(一般实验组处理的量)称自变量。因变量——实验中随着自变量的变化而变化的变量称为因变量。无关变量——实验过程中可能还会存在一些可变因素(自变量之外的)，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。(2)解读①三者的关系：类似于数学表达式中y＝ax，x为自变量，y为因变量，a为无关变量。因变量和自变量之间有对应关系，自变量改变，因变量随之改变，此过程中要求无关变量相同且适宜，三者的关系如图所示。

②三者的数量：一个实验中自变量可能有1个或多个，因变量也可能有1个或多个，无关变量一般有多个。如探究“××”和“×××”对“××××”的影响，涉及到2个自变量；如探究“××”对“×××”和“×××”的影响，涉及到2个因变量，如教材中探究过氧化氢的分解，自变量有加热、Fe3＋、过氧化氢酶3个。③无关变量是个名不符实的概念，该变量对实验结果即因变量会产生影响，是需要控制的变量，如探究扦插枝条生根，无关变量涉及到植物的种类，生长状态、处理浸泡的时间、条件等都是无关变量；探究温度对酶活性的影响，首要控制的无关变量是该酶的pH保持一致且处于最适状态。④无关变量的控制方法a．消除法：排除或隔离无关变量对实验结果的影响。例如在“验证生长素能促进果实发育”的实验中，有一组要求无生长素，需在开花前，用纸袋将雌花套住，隔离外来花粉的干扰。b．恒定法：在整个实验中，尽量使所有的实验条件、实验处理、实验对象等都恒定不变。例如在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，始终将试管处于恒温水浴中，以消除温度这一无关变量对实验的影响。c．平衡法：设立对照组，除自变量以外，无关变量对实验组、对照组的影响都是均等的。从而可不计无关变量的影响，得到实验变量的效果。⑤因变量即实验现象或实验结果，但不是实验结论，该变量必须是可测量或可观察的指标，例如某溶液中是否存在淀粉酶，肉眼看不到，通过实验加淀粉，但淀粉含量是否发生变化还是看不到，所以需要通过加碘液或斐林试剂进行颜色方面的鉴定，即是否出现蓝色或砖红色沉淀这些现象指标做因变量。⑥自变量的处理方法——“加”“减”或“换”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺法；“换”如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。⑦自变量和因变量可从实验目的或实验预期结果或实验结论中得出。二．同位素标记法(必修1 P102)(1)概念：借助同位素(用于追踪物质的运行和变化规律的元素)，科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程，叫做同位素标记法。(2)解读①原理：同一元素的不同同位素之间的原子序数、在元素周期表中的位置、化学行为和化学性质一致，例如1H、2H、3H三种同位素标记的亮氨酸，化学性质不会改变。②分类：所用的同位素有自然存在的，也有人工制造的，有的有放射性，有的无放射性，所以可分为放射性同位素标记和非放射性同位素标记。③常用的标记元素及化合物追踪过程

④标记对象及探究目的a．若标记的小分子物质如亮氨酸、碱基、核苷酸或CO2用于合成反应，则一般用于追踪该小分子物质在某一过程中的转移途径。b．若标记的小分子物质如H2O、C6H12O6用于分解反应，则多用于追踪原子的去向。c．若标记大分子物质如蛋白质、DNA，则多用于追踪其随时间的转移在空间的分布。⑤放射性可以检测有无、强弱。三、常见药品的使用比较(1)酒精比较项目实验作用50%的酒精检测生物组织中的脂肪脂肪鉴定中洗去浮色75%的酒精微生物的实验室培养用于杀菌消毒无水乙醇叶绿体中色素的提取与分离提取叶绿体中的色素95%的酒精观察细胞有丝分裂解离液(质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精等体积混合)鉴定光合作用产物淀粉脱色(2)盐酸实验名称盐酸浓度盐酸的作用观察DNA和RNA在细胞中的分布质量分数为8%的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与染色剂结合探究pH对H2O2酶活性的影响质量分数为5%的盐酸改变pH，提供酸性环境观察根尖分生组织细胞的有丝分裂质量分数为15%的盐酸使组织中的细胞相互分离开，即解离(3)NaOH溶液①在鉴定组织中蛋白质的存在时，0.1 g·mL－1的NaOH溶液作为双缩脲试剂的成分之一，为该实验提供碱性环境。②在鉴定组织中还原糖的存在时，0.1 g·mL－1的NaOH溶液作为斐林试剂的成分之一。③在与细胞呼吸有关的实验中，用NaOH溶液吸收装置中的CO2，以保证装置中没有CO2存在。④在探究影响酶活性的条件(pH)时，用质量分数为5%的NaOH溶液来调节pH。(4)其他常用试剂试剂名称实验作用0.3 g·mL－1蔗糖溶液使植物细胞刚好发生质壁分离且对细胞无伤害植物细胞的质壁分离及复原实验层析液溶解并分离色素绿叶中色素的分离二氧化硅(石英砂)使研磨充分绿叶中色素的提取碳酸钙防止色素被破坏四．高中生物技术方法归纳总结(1)显微观察法——观察多种多样的细胞、观察线粒体和叶绿体、观察细胞有丝分裂、减数分裂、观察质壁分离及质壁分离复原、观察染色体变异等。(2)差速离心法——分离各种细胞器、制备细胞膜等。(3)对比实验法——设置两个或两个以上的实验组通过对结果的比较分析，探究某种因素对实验结果的影响，如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”及“酶作用特性相关实验”等。(4)密度梯度离心法——用15N标记DNA，证明DNA半保留复制(重带、轻带、中带等)。(5)细胞染色法——活细胞染色(健那绿染色线粒体)；碘染色法(证明光合作用产生淀粉)；死细胞染色(醋酸洋红液、龙胆紫溶液、改良苯酚品红染液、甲基绿—吡罗红溶液)。(6)放射性同位素标记法——分泌蛋白形成；光合作用H218O、C18O2探究O2中放射性：14CO2→14C3→(14CH2O)；噬菌体侵染细菌实验(32P、35S)；基因诊断等。(7)纸层析法——叶绿体中色素的提取与分离(选修1，胡萝卜素的提取与鉴定)。(8)浓度梯度设置实验——探究生长素对扦插枝条生根的最适浓度；探究酶活性的最适温度和最适pH。(9)假说—演绎法——孟德尔两大定律的发现；摩尔根证明基因在染色体上(用白眼雄果蝇为材料)；DNA半保留复制方式的证明。(10)类比推理法——萨顿提出“基因在染色体上”。(11)样方法——估算植物及活动能力弱的动物(如蚯蚓、蚜虫、昆虫卵等)种群密度。(12)标志重捕法——估算活动能力强的动物种群密度。(13)取样器取样法——探究土壤动物类群丰富度。(14)抽样检测法——探究培养液中酵母菌种群数量的变化。(15)模型构建法——构建细胞亚显微结构物理模型，构建DNA双螺旋结构物理模型，构建光合模型、种群特征、细胞分裂等概念模型，构建种群增长两种数学模型(公式、“J”型、“S”型曲线)，构建减数分裂、血糖调节过程物理模型。(16)选修1：从植物材料中提取某些特定成分的三种常用方法。①有机溶剂萃取法——胡萝卜素的提取与分离。②水蒸气蒸馏法——玫瑰精油的提取。③压榨法——橘皮精油的提取。(17)选修3：目的基因注入受体细胞的方法。①注入植物细胞：农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法等。②注入动物细胞：显微注射技术(受体细胞为受精卵)。③注入微生物细胞：Ca2＋处理的感受态法。(18)选修3：卵母细胞采集的三种方法。①用促性腺激素处理后，从输卵管中冲出卵母细胞(不需培养)。②从屠宰母畜丢弃的卵巢中获取卵母细胞(需培养到MⅡ中期)。③借助超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜等工具直接从活体动物卵巢中吸取卵母细胞(需培养到MⅡ中期)。如果您感觉我提供的资源还不错，请点击一下文末的“点赞”、“在看”，或者将“囡波湾生物”公众号加★，如果转发请注明来源，感谢您的支持！觉得不错就给我个“赞”和"在看"!