第3章 专题突破1 实验技能解题策略(教用Word)-【金榜题名】2026年高考生物一轮总复习

专题突破1　实验技能解题策略 一、实验设计遵循的原则 注：单一变量原则和等量原则的目的是完全统一的，只不过强调的侧重点不同。 二、实验设计的基本程序 实验设计程序：书写实验目的→书写实验原理→提出假设→设计实验思路→完善实验步骤→分析实验结果和得出结论。 1．书写实验目的 (1)验证性实验：实验目的的一般写法为“验证……”。 (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”等等。 【典例突破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，如图为实验结果曲线图，请完善本探究实验的实验目的。 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．书写实验原理 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，书写基本思路概括为“已知条件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结果巧联系→组织语言写原理”。 【典例突破2】　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)将正常小鼠若干只随机平均分成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 思维导图 3．提出假设 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，我们应根据自己平常积累的知识，写出认为最可能的一种假设。 【典例突破3】　当环境中存在一定浓度的某些致突变物时，会导致染色体断裂，不含着丝粒的断裂片段在有丝分裂时不能进入子细胞核中，而是在细胞质基质中形成椭圆形异常结构，称为微核，微核与主核有相同染色效果，但体积较小(如图所示)。某研究所在蝴蝶兰培育的过程中使用了磷胺杀虫剂，发现磷胺的污染可能导致细胞中出现微核，研究人员以蝴蝶兰根尖细胞为实验材料，通过观测统计出微核率和微核细胞率的大小，来探究磷胺对染色体的影响。若下图为研究小组在探究过程中某一个实验方案的实验结果，则该实验结果的假设是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】　磷胺污染程度和污染持续时间与植物细胞的微核细胞率呈正相关 4．设计实验思路 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”。 【注意】　自变量的处理方法 (1)“加”或“减”：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。 (2)“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。 【典例突破4】　(2019·全国Ⅰ，29节选)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。 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。 【答案】　实验思路：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。将上述经干旱处理的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。 【解析】　本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照，证明干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的；再设计在干旱条件下ABA处理组与非ABA处理组的对照，证明干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的。 5．完善实验步骤 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： 【典例突破5】　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 6．分析实验结果和得出结论 实验结果是通过观察或测量得到的实验现象。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)明确自变量：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)明确自变量和因变量的关系：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(总)结论”。 (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，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。 【典例突破6】　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，结果如表。回答下列问题： 　 　测定 组别　 　 脾淋巴细胞增殖能力(相对值) NK淋巴细胞活性(相对值) 抗体生成细胞数量(相对值) 对照组 1 1 1 低剂量组 1.31 1.62 1.05 高剂量组 1.05 1.16 1.03 (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________________________________________(答出两点即可)。 (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：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】　(1)脾淋巴细胞、NK淋巴细胞、抗体生成细胞　(2)细胞　剂量　(3)褪黑素通过促进脾淋巴细胞增殖、提高NK淋巴细胞活性和促进抗体生成细胞数量增多来增强机体免疫能力(合理即可)　(4)将小鼠随机均分为甲、乙两组，甲组口服一定剂量的褪黑素溶液，乙组口服等量的生理盐水，在相同环境中饲养，记录两组小鼠每天的睡眠时长　若甲组小鼠平均睡眠时间比乙组长，则褪黑素能延长小鼠睡眠时间；反之褪黑素能缩短小鼠睡眠时间 三、实验方案评价与修订试题的解答思路 【典例突破7】　研究者以小鼠为实验材料，探讨动物脑中VMN区域与血糖调节的关系。回答下列问题： (1)向正常小鼠VMN区神经元中转入基因表达载体，指导合成的蛋白会被光激活，进而激活氯离子通道蛋白，使氯离子流入细胞内。 ①当向VMN区神经元照光后，VMN区神经元____________(填“不兴奋”或“兴奋”)。 ②研究者用胰岛素处理小鼠，创设低血糖条件，照光一段时间，检测小鼠的血糖含量，发现VMN区神经元参与低血糖条件下血糖含量的恢复。 (2)进一步研究VMN区神经元对血糖含量的影响。向正常小鼠VMN区神经元中转入另一基因表达载体(此类小鼠称为S鼠)，指导合成的蛋白可被光激活使得此区神经元产生兴奋。以S鼠为实验材料，验证正常血糖浓度下，若VMN区神经元兴奋，则机体血糖含量会升高这一推测。 ①实验方案：对照组用胰岛素处理后的低血糖S鼠，在适宜的光照条件下照射VMN区神经元一段时间；实验组用血糖含量正常的S鼠，在适宜的光照条件下照射VMN区神经元一段时间。随时间推移检测两组鼠的血糖含量。 请指出实验方案的不当之处，并做修正：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②支持推测的结果是：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】　(1)①不兴奋　(2)①该实验方案的自变量设置不对，对照组应用血糖含量正常的S鼠，且VMN区神经元不照光　②两组鼠初始血糖含量相同，一段时间后，与初始血糖含量相比，对照组无明显差异，实验组显著升高 【解析】　(1)①由于向正常小鼠VMN区神经元中转入基因表达载体，指导合成的蛋白会被光激活，进而激活氯离子通道蛋白，使氯离子流入细胞内，抑制兴奋产生，因此当向VMN区神经元照光后，VMN区神经元不兴奋。(2)①实验目的为“验证正常血糖浓度下，若VMN区神经元兴奋，则机体血糖含量会升高”，则实验自变量为VMN区神经元是否兴奋，因变量为机体血糖含量，实验应遵循对照原则与单一变量原则，故该实验方案的自变量设置不对，对照组应用血糖含量正常的S鼠，且VMN区神经元不照光。②两组鼠初始血糖含量相同，一段时间后，与初始血糖含量相比，若对照组S鼠血糖含量无明显差异，实验组S鼠血糖含量显著升高，则支持“正常血糖浓度下，若VMN区神经元兴奋，则机体血糖含量会升高”这一推测。 学科网（北京）股份有限公司 $$