2025届高三生物二轮复习微专题：破解对照实验思路题课件

破解对照实验的实验设计思路 生物二轮复习微专题 考点 考点 考题统计 01 细胞代谢 2021·湖北卷·21T 2023·全国甲卷·29T 02 生命活动调节 2023·海南卷·16T 2023·湖北卷·21T 03 发酵工程 2023·北京卷·16T 2023·海南卷·21T 04 基因工程 2023·全国卷·38T 2023·全国卷·38T 2023·山东卷·23T 05 生物与环境 2023·天津卷·14T 命题规律：与历年相比2023年实验题数量逐渐上升，通过实验进行选拔考试。考查学生的科学思维和科学探究能力。 命题内容：从试题分布来看非选择题主要考查内容为：细胞代谢、植物生命调节、发酵工程、基因工程、生物与环境。 一、生物实验设计与分析题解题思路的“四步曲” 1、认真审题，明确实验目的，掌握实验原理 2、分析弄清题目中的每种材料、试剂和仪器的作用及正确的用法 3、写出实验步骤或实验思路； 4、预测实验结果，得出实验结论 二.实验设计的基本类型 探究性实验 验证性实验 实验目的 探索自变量对（与）因变量的影响（关系） 验证自变量对（与）因变量的影响（关系） 实验原理 二段式或三段式：自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标（＋实验具体过程描述） 实验步骤 四段法：①取材、分组、编号②自变量处理③无关变量处理④培养并观察记录实验结果 实验现象 准确的描述每一组实验的现象（看到的、听到的、感觉到的···）；描述要具体。 预测实验结果和结论 探究性实验：需讨论“若······，则······”；“若······，则······” 。即结果结论是不惟一的。 验证性实验：根据确定的实验结果做出肯定或否定的结论。即结果结论是惟一的。 例.[2005年全国卷第30题第（1）问]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将正常的小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。②A组小鼠注射适量的胰岛素溶液，B组小鼠注射等量的生理盐水。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组小鼠活动状况无变化。③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量的葡萄糖溶液。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。请回答： （1)该实验原理是______。 实验原理的书写至少包括两个方面的内容：一是自变量与因变量的关系；二是检测因变量的方法。有时还需要写出设计关键步骤的作用。 参考答案：①胰岛素具有降低血糖浓度的作用；②体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖病状；③此病状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。 实验原理的书写至少包括两个方面的内容：一是自变量与因变量的关系；二是检测因变量的方法。有时还需要写出设计关键步骤的作用。 三、实验设计的基本原则 01 对照原则 02 单一变量原则 03 平行重复原则 04 科学性原则 01 03 02 04 对照原则 空白对照   相互对照 条件对照 自身对照 不给对照组任何处理因素。  给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的实验因素。 都是实验组，没有对照组， 也叫对比实验。 对照组和实验组都在同一研究对象上进行。 三、实验设计的基本原则 实验步骤 实验思路 范畴 主要 内容 操作性 思想性 四个自然段 ①取材、分组、编号； ②自变量处理； ③无关变量处理 ④观察结果、记录数据 一个自然段 ①自变量的操纵； ②无关变量的处理 ③观测指标的检测； ④根据实验的性质预测结果与结论。 四、实验步骤与实验思路的书写 活动一：分析高考试题一 2023·湖北卷·21(3)研究发现，实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后，发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致，以电刺激的方法设计实验，实验思路是___________________,预期实验结果和结论是 ___________________。 活动一：分析高考试题一 确定自变量 确定因变量 设置观测指标 实验对象 是否电刺激 骨骼肌是否收缩 该动物的骨骼肌 明确实验目的 确定实验类型 探究性实验 2023·湖北卷·21(3)研究发现，实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后，发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致，以电刺激的方法设计实验，实验思路是___________________,预期实验结果和结论是 ___________________。 确定对照类型及实验组数 控制无关变量 自身对照，只需要一组 适宜大小的电刺激 活动一：分析高考试题一 2023·湖北卷·21(3)研究发现，实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后，发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致，以电刺激的方法设计实验，实验思路是___________________,预期实验结果和结论是 ___________________。 答案： 实验思路：用适宜大小的电刺激该动物的效应器（骨骼肌）部位，观察该动物的肢体运动情况（或骨骼肌是否收缩） 预期结果和结论：若骨骼肌不收缩（或肢体运动障碍），则脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤；若骨骼肌收缩（或肢体运动正常），则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤。 活动一：分析高考试题一 （一）审“实验目的”：找四要素 实验设计题的审题基本思路 实验性质 自变量 因变量 实验对象 实验目的 “四”要素 例： 探究2、4-D对插枝生根的作用 探究环境因素对植物光合作用的影响 验证生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用 （二）想“对照类型”：判断对照组的组数 01 03 02 04 对照原则 空白对照   相互对照 条件对照 自身对照 实验设计题的审题基本思路 一般设两组  一般设两组或多组  一般设一组  一般设两组或多组 先设计实验组，再根据实验组和自变量与无关变量设计1至多个对照组，最好还要设计一个空白对照组和一个正常培养条件下的对照组。 实验设计与分析题的核心是“只操纵自变量、合理控制无关变量和检测因变量”。难点是对照组的设置。 实验设计题的审题基本思路 （二）想“对照类型”：判断对照组的组数 如2021年湖北卷中的“探究甲、乙两种抑制剂是酶A的可逆抑制剂还是不可逆抑制剂”的实验设计中需要取3支试管，各加入等量的酶A溶液，再分别加等量的“甲抑制剂、乙抑制剂和蒸馏水”，加入蒸馏水的这一组的作用是： 作为空白对照组，目的是为了排除酶自身的结构和温度、pH等条件对实验结果的影响 实验设计题的审题基本思路 （二）想“对照类型”：判断对照组的组数 又如金太阳十月联考中的“设计实验验证葡萄糖可以通过己糖激酶K (葡萄糖感受器)提高苹果幼苗耐盐性”的实验设计中需要设计三个对照组，其中包括“正常条件培养”的一组作为对照组，目的是为了排除植物本身和培养条件对实验结果的影响。 实验组： 对照组1： 对照组2： 对照组3（正常条件下的对照组）： 加入200mmol.L- 1的NaCI溶液、4%葡萄糖溶液, 加入200mmol.L- 1的NaCI溶液、4%葡萄糖溶液以及己糖激酶 K抑制剂 加入200mmol.L-1的NaCI溶液, 不做处理。 实验设计题的审题基本思路 （一）审“实验目的”：找四要素 （二）想“对照类型”：判断对照组的组数 （三）控制无关变量：相同且适宜、等量原则等 2020山东22（4）已知切断脾神经可以破坏脑-脾神经通路，请利用以下实验材料及用具，设计实验验证破坏脑-脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力。简要写出实验设计思路并预期实验结果。实验材料及用具：生理状态相同的小鼠若干只，N抗原，注射器，抗体定量检测仪器等。实验设计思路：预期实验结果： 练一练：高考试题 确定自变量 确定因变量 和观测指标 实验对象 是否破坏脑-脾神经通路 因变量：体液免疫能力大小 观测指标：抗N抗原的抗体的量 生理状态相同的小鼠 明确实验目的 确定实验类型 验证性实验 2020山东22（4）已知切断脾神经可以破坏脑-脾神经通路，请利用以下实验材料及用具，设计实验验证破坏脑-脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力。简要写出实验设计思路并预期实验结果。实验材料及用具：生理状态相同的小鼠若干只，N抗原，注射器，抗体定量检测仪器等。实验设计思路：预期实验结果： 练一练：高考试题 确定对照类型 控制无关变量 空白对照：设置一个实验组和一个空白对照组 等量原则 答案： 实验设计思路：取生理状态相同的小鼠若干只，随机均分为两组，将其中一组小鼠的脾神经切断作为实验组，另一组作为对照，两组小鼠注射相同剂量的N抗原；一段时间后，检测两组小鼠抗N抗原的抗体的产生量 预期实验结果：实验组小鼠的抗N抗原的抗体产生量低于对照组的产生量 实验思路：为达到实验目的而做出的宏观实验设计。设计重点为： 1.说明自变量的设置。注意无关变量的控制。 2.说明因变量的检测方法。 3.根据实验的性质说明预测结果。 练一练：高考试题 活动二：分析高考试题二 2019全国Ⅰ29将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。 有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。 活动二：分析高考试题二 确定自变量 确定因变量 设置观测指标 实验对象 明确实验目的 确定实验类型 验证性实验 自变量1：是否缺水（干旱与正常供水） 自变量2：干旱条件下有无ABA 测量气孔开度变化 只能选择ABA缺失突变体植株 2019全国Ⅰ29将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸（ABA）含量增高，叶片气孔开度减小，回答下列问题。 有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA缺失突变体（不能合成ABA）植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。 活动二：分析高考试题二 确定对照类型 自变量1： 自变量2： 空白对照（2组）？自身对照（1组）？ 空白对照（2组）？自身对照（1组）？ 实验思路1（先设计一组形成自身前后对照，后设计二组形成空白对照）：取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度，预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度，预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。 实验思路2（分别设计2组空白对照，最终共3组实验形成相互对照）：先测定ABA缺失突变体植株的气孔开度，取气孔开度相同的ABA缺失突变体植株均等分为A，B，C3组，A组在正常水分条件下培养，B，C两组在干旱条件下，其中B组进行ABA处理，C组不做处理，一段时间后，分别测定3组植株的气孔开度。预期结果是A组气孔开度不变，B组气孔开度减小，C组气孔开度不变。 实验思路3（先设计一组形成自身前后对照，后也设计一组形成自身前后对照）：先取ABA突变体植株先在正常水分条件下培养测定气孔开度，再经干旱处理后再测定气孔开度，气孔开度不变。最后在干旱条件下进行ABA处理，一段时间后测定气孔开度。气孔开度减少。 小结 实验设计题的审题基本思路 01 02 03 看实验目的：确定“四”要素 想对照类型 ：确定实验组数。 控制无关变量 实验类型、自变量、因变量、实验对象 多个自变量逐个突破 “四”要素 实验类型 自变量 因变量（检测指标） 实验对象 2.思考对照类型 活动三：归纳建模-对照实验的实验设计思路 一.分析实验 二.写实验思路 1.说明自变量的设置（注意控制无关变量） 2.说明自变量的设置，说明因变量的检测方法。 3.根据实验的性质预测结果与结论。 1.明确实验目的 3.控制无关变量 练一练：高考试题 2023·海南·高考真题(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。 确定自变量 确定因变量 设置观测指标 实验对象 不同的白色光源 火龙果产量 成花诱导完成后的火龙果 明确实验目的 确定实验类型 探究性实验 练一练：高考试题 2023·海南·高考真题(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。 对照类型：相互对照 控制无关变量： 光照时间、其他条件适宜 练一练：高考试题 2023·海南·高考真题(3)现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。 答案： 三组长势相同，成花诱导完成的火龙果植株，经不同光照强度的白光处理相同时间到果实成熟时(其他条件相同且适宜)，分别测量不同组火龙果产量，产量最高的组的光线对应最适光线强度 $$