2026届高考生物二轮复习课件：专题9 必备整合 教材实验、实验设计及增分指导

第一部分　专题九 实验与探究 网络构建 2 考点2　实验设计及增分指导 考点1　教材基础实验及科学实验方法与技术 内容索引 考点1　教材基础实验及科 学实验方法与技术 必备整合　教材实验、实验设计及增分指导 1.观察类实验 (1)一般操作流程 主干整合 (2)具体实验中的几项比较分析 实验名称 细胞 的状态 观察 对象 染色剂 生物材料 (及特殊要求) 观察蝗虫精母细胞减数分裂装片 死细胞 染色体 无(为固 定装片) 蝗虫精母细胞 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 死细胞 甲紫溶液或醋酸洋红液 洋葱根尖分生区细胞 染色前需漂洗干净 实验名称 细胞 的状态 观察 对象 染色剂 生物材料 (及特殊要求) 使用高倍显微镜观察几种细胞 活或 死细胞 细胞 无(不 用染色) 酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等 用高倍显微镜观察叶绿体 活细胞 叶绿体 新鲜的藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶等) (3)教材实验中的“一材多用”——洋葱 2.鉴定和提取类实验 (1)鉴定实验的一般操作流程 颜色 原理 红 ①还原糖＋斐林试剂 砖红色沉淀； ②染色体(质)＋醋酸洋红液→红色 黄 ①脂肪＋苏丹Ⅲ染液→橘黄色； ②叶绿体中色素分离的滤纸条中：胡萝卜素→橙黄色，叶黄素→黄色； ③CO2＋溴麝香草酚蓝溶液→由蓝变绿再变黄 (2)辨析鉴定和提取类实验中的5种颜色 颜色 原理 绿 ①酒精＋橙色的重铬酸钾溶液 灰绿色； ②叶绿体中色素分离的滤纸条中：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)＋甲紫溶液→紫色； ②蛋白质＋双缩脲试剂→紫色 3.探究类实验 (1)一般操作流程 (2)具体实验中的变量分析 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探究植物细胞的吸水和失水 外界溶 液浓度 植物细胞的状态(中央液泡的大小、原生质层的位置及细胞大小) 植物细胞的种类、发育程度、温度等 探究温度对淀粉酶活性的影响 不同温度 酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化) pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 不同pH 酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度) 温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等 探究酵母菌细胞呼吸的方式 氧气 的有无 CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短)；酒精的产生(用酸性重铬酸钾溶液检测) 葡萄糖溶液的量和浓度、澄清石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探究光照强度对光合作用强度的影响 光照强度(烧杯与光源的距离) 同一时间段内各烧杯中圆形小叶片浮起的数量 圆形小叶片的种类、大小、数量、温度、烧杯大小、烧杯中水的体积等 探究抗生素对细菌的选择作用 抗生 素的有无 抑菌圈的直径 培养基的成分、初始细菌数量与种类、圆形滤纸片的大小、培养时间等 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度 生长素类调节剂的浓度 插条的生根数量或长度 实验材料的一致性、处理时间的一致性等 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等 探究土壤微生物对淀粉的分解作用 土壤微生物的有无 淀粉溶液加碘液、斐林试剂后的颜色变化 淀粉溶液的体积、反应体系的体积、反应的时间等 4.调查类实验 (1)一般操作流程 (2)具体实验的调查对象、统计方法和计算方法分析 调查类实验课题 调查对象 统计方法 计算方法 调查人群中某种遗传病的发病率 人群 汇总法 发病率＝患病人数÷被调查人数×100% 调查某种遗传病的遗传方式 患者家系 绘制图表或系谱图进行分析 调查类实验课题 调查对象 统计方法 计算方法 种群密度的取样调查 活动能力强、活动范围大的动物 标记 重捕法 个体总数(N)＝初次捕获个体数(n)×再次捕获个体数(M)÷重捕的标记个体数(m)，以此来估算种群密度 植物或活动能力弱的动物 样方法 种群密度＝所有样方种群密度的平均值 土壤中小动物类群丰富度的研究 土壤中小动物 记名计算法或目测估计法 — 5.与“洗”有关的实验操作 6.酒精在教材实验中的作用 酒精浓度 用途 体积分数为50% 在脂肪的检测中用于洗去浮色 体积分数为70% 杀死、固定土壤小动物 在菊花组织培养中用于对外植体和操作台的消毒 酒精浓度 用途 体积分数为95% 与质量分数为15%的盐酸1∶1混合，用于观察植物细胞有丝分裂实验中的解离 低温诱导植物细胞染色体数目的变化实验中，用于冲洗卡诺氏液及解离液的制备 DNA的粗提取与鉴定实验中，粗提取DNA的过程要用体积分数为95%的冷酒精，以析出DNA 体积分数为95% 绿叶中色素的提取和分离实验中，体积分数为95%的酒精加入适量无水碳酸钠可代替无水乙醇提取色素 无水乙醇 绿叶中色素的提取和分离实验中，用于提取绿叶中的色素 7.教材涉及的科学史汇总 (1)“细胞学说”的建立过程 ①罗伯特·胡克——细胞的发现者和命名者。 ②列文虎克——用自制显微镜观察细胞。 ③施莱登和施旺——建立“细胞学说”。 ④魏尔肖——总结出“细胞通过分裂产生新细胞”。 (2)流动镶嵌模型的建立过程 ①欧文顿——用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行实验，推测细胞膜是由脂质组成的。 ②罗伯特森——电镜下观察到了细胞膜清晰的暗—亮—暗的三层结构，将细胞膜描述为静态的统一结构。 ③辛格和尼科尔森——提出细胞膜的流动镶嵌模型。 (3)酶的发现过程 ①巴斯德——酿酒中的发酵是由酵母菌细胞的存在所致(没有活细胞的参与，糖类不可能变成酒精)。 ②毕希纳——将酵母菌细胞中引起发酵的物质称为酿酶。 ③萨姆纳——提取出脲酶并证明脲酶是蛋白质。 ④切赫和奥尔特曼——发现少数RNA也具有生物催化功能。 (4)遗传规律的发现史 ①孟德尔——用豌豆作为遗传实验材料，利用假说—演绎法提出遗传的两条基本规律，即分离定律和自由组合定律(关注孟德尔成功的原因)。 ②摩尔根——用假说—演绎法证明基因位于染色体上(用果蝇作为遗传实验材料)。 (5)遗传物质的发现史 ①格里菲思——通过肺炎链球菌的体内转化实验证明了已经加热致死的S型细菌中含有某种“转化因子”。 ②艾弗里——通过肺炎链球菌的体外转化实验证明了肺炎链球菌的遗传物质是DNA(转化因子为DNA)。 ③赫尔希和蔡斯——用放射性同位素标记法(32P、35S)分别标记T2噬菌体，证明了T2噬菌体的遗传物质是DNA。 ④威尔金斯和富兰克林——获得了高质量的DNA衍射图谱。 ⑤查哥夫——在DNA中，腺嘌呤(A)的量＝胸腺嘧啶(T)的量，胞嘧啶(C)的量＝鸟嘌呤(G)的量。 ⑥沃森和克里克——构建DNA双螺旋结构模型。克里克还提出中心法则： ⑦梅塞尔森和斯塔尔运用同位素标记技术，证明了DNA分子的半保留复制。 (6)生物进化的发现史 ①拉马克——提出比较完整的进化学说(中心思想：用进废退、获得性遗传)。 ②达尔文——自然选择学说(四个要点：过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存)。 (7)动物生命活动调节机制的发现史 ①贝尔纳——内环境的稳定是生命能独立和自由存在的首要条件，内环境保持稳定主要是依赖神经系统的调节。 ②坎农——提出稳态的概念。 ③沃泰默——胰液的分泌只受神经调节。 ④斯他林和贝利斯——胰液的分泌存在“化学调节”(并命名该调节物质为“促胰液素”)。 ⑤巴甫洛夫——建立了条件反射学说，但对失去促胰液素的发现深表遗憾。 (8)植物生长素的发现过程 ①达尔文——植物向光性实验，验证金丝雀 草胚芽鞘感光部位在尖端，尖端可向下面的伸长区传递某种“影响”，造成单侧光下伸长区背光面比向光面生长快。 ②鲍森·詹森——胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部。 ③拜尔——胚芽鞘的弯曲生长，是因为尖端产生的影响在其下部分布不均匀。 ④温特——进一步证明胚芽鞘的弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，并把这种物质命名为生长素。 (9)生态学的发现史 ①高斯——证明大小两个物种的草履虫间存在着种间竞争关系。 ②林德曼——对赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，发现能量流动的两个明显的特点：单向流动，逐级递减。 8.常见的实验方法 教材经典实验 实验方法 构建细胞亚显微结构模型、制作DNA双螺旋结构模型 构建物理模型法 种群数量增长模型 构建数学模型法 分离各种细胞器 差速离心法 证明DNA进行半保留复制 同位素标记法 和离心技术 细胞融合实验 荧光标记法 绿叶中色素的提取和分离 纸层析法 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 染色法 教材经典实验 实验方法 探究酵母菌细胞呼吸的方式 对比实验法 赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验、分泌蛋白的合成和运输 放射性同 位素标记法 膜的成分和结构的初步阐明、达尔文提出植物向光性的假说 提出假说 孟德尔两大遗传定律发现、摩尔根证明基因在染色体上、证明DNA进行半保留复制 假说—演绎法 探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度、探究酶活性的最适温度和最适pH 设置梯度实验 教材经典实验 实验方法 估算种群密度(趋光性的昆虫) 黑光灯诱捕法 调查种群密度(个体大、数量少的生物) 逐个计数法 估算种群密度(活动能力强、活动范围大的动物) 标记重捕法 估算种群密度(植物或活动能力弱的动物) 样方法 探究培养液中酵母菌种群数量的变化 抽样检测法 土壤中小动物类群丰富度的研究 取样器取样法 1.判断下列有关观察类实验的叙述 (1)观察酵母菌时，细胞核、液泡和核糖体清晰可见(　　) × 提示：观察酵母菌时，细胞核、液泡清晰可见，但核糖体观察不到。 (2)观察细胞质流动时，黑藻叶肉细胞呈正方形，叶绿体围绕细胞核运动 (　　) × 提示：观察细胞质流动时，黑藻叶肉细胞通常呈长方形或不规则形，在显微镜下可观察到叶绿体围绕大液泡运动。 易错辨析 (3)由于细胞壁的存在，不能利用台盼蓝染液鉴别植物细胞的死活(　　) × 提示：细胞壁是全透性的，不具有选择透过性，细胞壁的存在不影响利用台盼蓝染液鉴别植物细胞的死活。 (4)将染色后的洋葱根尖置于载玻片上，滴清水并盖上盖玻片即可观察染色体(　　) × 提示：观察染色体需要经过压片处理：染色后用镊子将根尖置于载玻片上，加一滴清水，用镊子尖把根尖弄碎，盖上盖玻片，然后用拇指轻轻地按压盖玻片，使细胞分散开。否则细胞重叠，无法清晰观察染色体。 (5)制作根尖有丝分裂装片时，解离、按压盖玻片都能更好地将细胞分散开(　　) √ 2.判断下列有关鉴定和提取类实验的叙述 (1)在氨基酸溶液中加入双缩脲试剂，混匀后逐渐变成紫色(　　) × 提示：氨基酸中不含有肽键，不能与双缩脲试剂发生紫色反应。 (2)将菠菜叶片色素提取液滴加到滤纸条上，然后将色素滴加部位浸入层析液进行层析(　　) × 提示：在进行色素层析时，色素滴加部位不能浸入层析液，否则色素会溶解在层析液中，无法在滤纸条上进行层析分离。 (3)采用新鲜菠菜叶片开展“绿叶中色素的提取和分离”实验，研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏(　　) × 提示：研磨时需要加入碳酸钙(CaCO3)，可防止研磨时叶绿素被破坏。 (4)粗提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后显蓝色 (　　) × 提示：粗提取的DNA溶于2 mol/L NaCl溶液中，加入二苯胺试剂后经过沸水浴加热可显蓝色。 (5)配制PCR反应体系时，加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料 (　　) × 提示：配制PCR反应体系时，加入4种脱氧核糖核苷酸的等量混合液作为扩增原料。 (6)利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后，在紫外灯下观察结果(　　) √ 3.判断下列有关模拟调查类实验的叙述 (1)为减少对鸟类种群的干扰、损伤，可采用声音计数法调查鸟类种群密度(　　) (2)调查东北虎的种群密度时可借助红外相机，不适合采用样方法(　　) (3)若精确调查山西境内华北豹的种群数量，可采用标记重捕法(　　) √ √ × 提示：标记重捕法是一种估算法，故精确调查山西境内华北豹的种群数量，可采用逐个计数法。 (4)调查身体微小、活动力强的小动物数量常用标记重捕法(　　) × 提示：调查身体微小、活动力强的小动物数量常用取样器取样法。 (5)用样方法调查森林乔木丰富度时应对各样方数据求平均值(　　) × 提示：用样方法调查植物的丰富度时，应该调查植物的种类总数，不能取平均值。 (6)开展植物种群密度调查时常用样方法。研究区域的植物分布不均匀，理论上样方设置较合理的是图中的“C”(　　) × 提示：A和C均没有做到随机取样，而B是在研究区域内随机取样。 4.判断下列有关探究类实验的叙述 (1)“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中，分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物(　　) (2)使用淀粉、蔗糖、淀粉酶探究酶的专一性，不可使用碘液作为检测试剂(　　) (3)关于“研究土壤中小动物类群的丰富度”实验中，记名计算法适用于体型小且数量极多的土壤动物(　　) √ √ × 提示：记名计算法适用于个体较大、种群数量有限的物种。 (4)在蔗糖溶液中加入适量红墨水，可用于观察白洋葱鳞片叶表皮细胞的质壁分离(　　) (5)用溴麝香草酚蓝溶液检测发酵液中酒精含量的多少，可判断酵母菌的呼吸方式(　　) √ × 提示：酵母菌细胞呼吸产生的二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄，溴麝香草酚蓝溶液不能用来检测酒精含量。 (6)探究抗生素对细菌的选择作用时，在培养基中先放入含有抗生素的滤纸片，再涂布细菌(　　) × 提示：应先涂布细菌，再放入含有抗生素的滤纸片。 (7)探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化时从静置的培养液中取适量上清液，用血细胞计数板计数(　　) × 提示：每次计数前，都需要轻缓地将培养液摇匀，使其中的酵母菌分布均匀，再取适量培养液用血细胞计数板计数。 (8)探究培养液中酵母菌种群数量的变化时，在血细胞计数板上先盖上盖玻片，再滴加样液(　　) √ 5.判断下列关于实验科学方法与技术的叙述 (1)温特证明胚芽鞘产生促进生长的化学物质的实验中未采用同位素标记法(　　) (2)摩尔根依据果蝇杂交实验结果首次推理出基因位于染色体上(　　) √ × 提示：摩尔根通过假说—演绎法利用果蝇杂交遗传实验证明了基因位于染色体上。 (3)卡尔文证明了植物光合作用产生的氧气中的氧全部来自水(　　) × 提示：鲁宾和卡门利用同位素示踪的方法进行实验，证明了光合作用释放的氧气全部来自水。 (4)艾弗里证明DNA是遗传物质用到了减法原理(　　) (5)运用同位素标记法研究卡尔文循环和探究酵母菌细胞呼吸的方式两实验运用了相同的科学研究方法(　　) √ × 提示：探究卡尔文循环用14C进行标记，但探究酵母菌细胞呼吸方式时用的是对比实验法，分别设置有氧组和无氧组进行探究，不涉及同位素标记。 1.“绿叶中色素的提取和分离”实验操作中要注意“干燥”，下列说法错误的是 A.应使用干燥的定性滤纸 B.绿叶需烘干后再提取色素 C.重复画线前需等待滤液细线干燥 D.无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95%乙醇替代 √ 案例分析 本实验中，滤纸条是进行色素层析的载体，实验台上的水分、手上的水分、潮湿的空气等都会影响滤纸的含水量，如果滤纸条不干燥，会影响层析速度和效果，故应使用干燥的定性滤纸，A正确。 实验中一般用新鲜的绿叶直接提取光合色素，而不用干燥的绿叶，因为绿叶干燥过程中可能会影响叶绿素的结构，导致层析条带异常，B错误。 为了去除光合色素提取液中的少量水分，避免水分影响层析效果，画滤液细线时常用吹风机吹干或待自然晾干后再重画1～2次；同时吹干后再重画细线可以避免画线条带太宽，影响层析分离效果，C正确。 实验室没有无水乙醇时，可以用95%乙醇加入适量无水碳酸钠来代替，无水碳酸钠可以吸收95%乙醇中的水分，D正确。 解析 2.用替代的实验材料或者试剂开展下列实验，不能达成实验目的的是 选项 实验内容 替代措施 A 用高倍显微镜观察叶绿体 用“菠菜叶”替代“藓类叶片” B DNA的粗提取与鉴定 用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞” C 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液” D 比较过氧化氢在不同条件下的分解 用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研 磨液” √ 猪成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器，不含DNA，用猪成熟红细胞替代猪肝细胞用于DNA的粗提取与鉴定实验达不到实验目的，B符合题意。 解析 3.下列以土豆为材料的实验描述，错误的是 A.土豆DNA溶于酒精后，与二苯胺试剂混合呈蓝色 B.向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色 C.利用土豆匀浆制备的培养基，可用于酵母菌的培养 D.土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响 √ DNA鉴定需在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应呈蓝色，题目中未提及沸水浴步骤，无法显色，A错误； 碘液可以将淀粉染成蓝色，所以向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色，B正确； 利用土豆匀浆制备的培养基，含有碳源、氮源、水、无机盐和其他酵母菌生长需要的物质，所以可用于酵母菌的培养，C正确； 过氧化氢酶的活性受pH的影响，所以土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响，D正确。 解析 4.运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相关代谢物。下列叙述正确的是 A.蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴，加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀 B.淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合，通过吸附作用显示紫色 C.苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合，通过化学反应形成橘黄色 D.橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应，变成灰绿色 √ 蔗糖为非还原糖，蔗糖溶液与淀粉酶混合后不能生成还原糖，温水浴加入斐林试剂不能生成砖红色沉淀，A错误； 双缩脲试剂的两种溶液不能混合使用，其中NaOH溶液为无色，CuSO4溶液为淡蓝色，其检测蛋白质的原理是Cu2＋在碱性条件下发生双缩脲反应显示紫色，而不是吸附作用，B错误； 苏丹Ⅲ染液检测脂肪的核心原理是基于染料与脂肪的物理溶解特性(萃取原理)，通过亲脂性结合脂肪并显色，使脂肪呈现橘黄色，该过程属于物理溶解而非化学反应，C错误； 酒精和葡萄糖均能与橙色的酸性重铬酸钾溶液发生反应，变成灰绿色，D正确。 解析 5.“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，在清水和0.3 g/mL蔗糖溶液中处于稳定状态的细胞如图。下列叙述错误的是 A.图1中，水分子通过渗透作用进出细胞 B.图1中，细胞壁限制过多的水进入细胞 C.图2中，细胞失去的水分子是自由水 D.与图1相比，图2中细胞液浓度小 √ 细胞壁有保护和支撑的作用，能限制过多的水进入细胞，维持细胞形态，B正确； 图2中，细胞发生质壁分离，此时失去的水分子是自由水，C正确； 与图1相比，图2中细胞发生质壁分离，此时细胞失去了水，所以图2中细胞液浓度更大，D错误。 解析 6.某科创小组将叶绿素合成的相关基因转入小麦愈伤组织，获得再生植株，并进行相关检测。下列实验操作错误的是 A.将种子消毒后，取种胚接种到适当的固体培养基诱导愈伤组织 B.在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴后观察颜色以鉴定DNA C.将小麦色素提取液滴加到滤纸条，然后将色素滴加部位浸入层析液进 行层析 D.对叶片抽气处理后，转到富含CO2的清水中，探究不同光照下的光合 作用强度 √ 将种子消毒后，取种胚接种到适当的固体培养基可以诱导形成愈伤组织，这是植物组织培养中常用的获取愈伤组织的方法，A正确； 在进行色素层析时，色素滴加部位不能浸入层析液，否则色素会溶解在层析液中，无法在滤纸条上进行层析分离，C错误； 对叶片抽气处理后，使叶片内的气体逸出，叶片在富含CO2的清水中一开始都会下沉，通过观察不同光照下叶片上浮的情况等可以探究不同光照下的光合作用强度，D正确。 解析 7.用秋水仙素处理大花葱(2n＝16)，将其根尖制成有丝分裂装片，如图为2个细胞分裂相。下列相关叙述正确的是 A.解离时间越长，越有利于获得图甲所示的分裂相 B.取解离后的根尖，置于载玻片上，滴加清水并压片 C.图乙是有丝分裂后期的细胞分裂相 D.由于秋水仙素的诱导，图甲和图乙细胞的染色体数目都加倍 √ 解离时间过长，会使细胞过于酥软，导致细胞 结构被破坏，不利于观察到图甲所示的清晰分 裂相，A错误； 根尖解离后要漂洗、染色才能制片，B错误； 图乙细胞的着丝粒分裂，姐妹染色单体分开成为两条子染色体，分别向细胞两极移动，符合有丝分裂后期的特征，C正确； 图甲细胞不处于有丝分裂后期，且明显看出染色体数目多于16条，故可能是秋水仙素诱导染色体数目加倍的结果，而图乙细胞处于正常的有丝分裂后期，着丝粒分裂导致其染色体数目加倍，D错误。 解析 8.关于“研究土壤中小动物类群的丰富度”实验，下列叙述错误的是 A.设计统计表格时应将物种数和个体数纳入其中 B.可用采集罐采集土壤动物 C.不宜采用样方法调查活动能力强的土壤动物 D.记名计算法适用于体型小且数量极多的土壤动物 √ 统计土壤动物类群丰富度时，需记录物种数目(类群数)和各物种的个体数量，因此表格中需包含物种数和个体数，A正确； 采集土壤动物常用取样器取样法，采集罐可通过趋暗、避高温等习性收集动物，B正确； 土壤中的小动物活动能力较强、身体微小，不适合用样方法，C正确； 记名计算法适用于个体较大、种群数量有限的物种，D错误。 解析 返回 考点2　实验设计及增分指导 必备整合　教材实验、实验设计及增分指导 1.实验设计分析 核心提炼 2.实验设计类的解题模板 实验探究型试题要求学生根据实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计实验数据处理的方法及分析实验现象，主要考查学生是否理解实验原理和具备分析实验结果的能力，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情景下迁移知识的能力。其解题思维模板如下： 第一步：审准目的、原理和要求 第二步：确定和处理三种变量 第三步：编写步骤，预测结果与结论 (1)明确实验目的，弄清实验类型是验证类还是探究类；(2)明确实验原理，理解实验依据；(3)明确实验中的问题要求和实验变量 确定处理自变量(实验变量)、因变量(反应变量)、无关变量 (1)编写步骤：①首先分组编号；②其次材料处理——不施加实验变量设为对照组，施加实验变量设为实验组，控制无关变量；③观察或测量并记录实验结果。 (2)预测结果与结论：表述方式因实验类型不同有所区别 【例1】　为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠的活动状况为观察指标设计实验。 实验原理：胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时，引起血糖水平下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。 材料用具：正常小鼠4只、注射器、胰岛素溶液、葡萄糖溶液、生理盐水。 (1)实验步骤： ①将正常小鼠随机均分成A、B两组，观察并记录________________。 小鼠的活动状况 ②给A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠__________________。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________________。 ③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠________________ _____。一段时间后，A组小鼠低血糖症状得到缓解，B组小鼠_________ _______。 注射等量生理盐水 活动状况无变化 注射等量葡萄糖 溶液 活动状况 无变化 (2)该实验过程可以说明_________________________。 (3)分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因：______________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________。 胰岛素具有降低血糖的作用 注射胰岛素溶液后，小鼠体内胰岛素含量过高，引起血糖含量下降，小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖供应减少、能量供应不足而发生功能障碍，从而引起低血糖症状 思维导表　完善如下表格 第一步：审准目的、原理和要求 (1)实验目的： ； (2)实验原理：先注射 ，出现低血糖症状，再注射 ，低血糖症状得到缓解 第二步：确定和处理三种变量 自变量： ；因变量： ；无关变量：所选正常小鼠的 、_________________ 验证胰岛素具有降低血糖的作用 胰岛素 葡萄糖溶液 胰岛素含量 小鼠的活动情况 生理状态 所使用的溶液的量 第三步：编写步骤，预测结果与结论 步骤补充：②给A组小鼠注射 ，B组应注射 ；③分别给A、B两组小鼠注射__________ ； 预测结果：②A组小鼠出现 症状，B组小鼠的活动状况 ；③A组 ，B组____ ____________________ 适量胰岛素溶液 等量生理盐水 等量葡萄糖 溶液 低血糖 无变化 小鼠的低血糖症状得到缓解 小鼠 的活动状况仍无变化 3.依据变量构建分组模型 (1)单自变量实验 单自变量实验的分组：若是不考虑实验变量梯度的定性实验，通常将实验对象均分成两组；若是考虑实验变量梯度的定量实验，通常将实验对象均分成三组或多组；其余条件保持相同且适宜，再给予不同的实验变量处理。此类实验的分组情况可以用下表所示模型表示。 实验 对象 定性实验变量处理(不考虑实验变量梯度) 分组 定量实验变量处理 (考虑实验变量梯度) 分组 单对象 无实验变量处理 组A 无实验变量处理 组1 有实验变量处理 组B 实验变量梯度1 组2 实验变量梯度2 组3 …… …… 【例2】　海南是我国火龙果的主要种植区之一。由于火龙果是长日照植物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，结果如图。 回答下列问题： (1)光合作用时，火龙果植株能同时吸收红光和蓝光的光合色素是________ ____________________；用纸层析法分离叶绿体色素获得的4条色素带中， 叶绿素 (或叶绿素a和叶绿素b) 以滤液细线为基准，按照自下而上的次序，该光合色素的色素带位于第________条。 一和二 (2)本次实验结果表明，三种补光光源中最佳的是___________，该光源的最佳补光时间是___小时/天，判断该光源是最佳补光光源的依据是________________________________________________________。 红光＋蓝光 6 不同的补光光源条件下，红光＋蓝光光源组平均花朵数均最多 (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)：__________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________。 将成花诱导完成后的火龙果植株(成花数目相同)随机均分成A、B、C三组，分别置于三种不同光照强度的白色光源中照射相同且适宜的时间，一段时间后观察并记录各组植株所结火龙果的产量，产量最高的则为最适光照强度 实验分析　(2)根据实验结果，三种补光光源中最佳的是红光＋蓝光，因为在不同补光光源条件下，红光＋蓝光组平均花朵数均最多，该光源的补光时间是6小时/天时平均花朵数最多，所以最佳补光时间是6小时/天。 (3)由实验目的可知，自变量为三种不同光照强度的白色光源，属于单自变量实验中不需考虑实验变量梯度的定性实验，分析如下 实验目的 探究成花诱导完成后提高火龙果产量的最适光照强度 实验对象 成花诱导完成后的火龙果 自变量 三种不同光照强度的白色光源 因变量 每组火龙果成熟后的重量 实验分组 光照强度有三种，故可将实验分为3组，分别用三种不同强度的白色光源处理 (2)双自变量实验设计 ①非自变量A即自变量B类 造成因变量的原因不是自变量A，就是自变量B，且自变量A和自变量B是相互独立、互不干扰的。这类实验可以拆分成两个实验：实验一：自变量A→因变量；实验二：自变量B→因变量。这两个实验组之间形成相互对照。 【例3】　给小鼠注射TSH，会使下丘脑的TRH分泌减少。基于对甲状腺激素分泌分级调节的认识，对此现象的解释有两种观点：观点1认为TSH直接对下丘脑进行反馈调节；观点2认为TSH通过促进甲状腺分泌甲状腺激素，甲状腺激素对下丘脑进行反馈调节。请你设计实验，证明哪个观点是正确的。 实验分析　自变量：作用于下丘脑的激素的种类。思路：分别切除甲状腺和垂体以便通过减法原理来控制自变量。 答案　①选取生长发育正常的小鼠，随机均分为甲、乙两组，分别测定它们的基础TRH分泌量。 ②甲组小鼠摘除垂体，注射适量甲状腺激素，测定TRH分泌量；乙组小鼠摘除甲状腺，注射适量TSH，测定TRH分泌量。 ③结果分析，如果仅是甲组TRH分泌量明显减少，表明甲状腺激素对下丘脑分泌TRH具有负反馈调节作用；如果仅是乙组TRH分泌量明显减少，则表明垂体分泌的TSH对下丘脑分泌TRH具有负反馈调节作用；如果甲、乙两组TRH分泌量均明显减少，则表明TSH和甲状腺激素对TRH的分泌均具有负反馈调节作用。 ②自变量A和自变量B相互作用类 从自变量A和自变量B分别对因变量的作用效果来看，自变量A和自变量B存在协同、抗衡或其他的相互作用。 【例4】　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：_____________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 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 实验现象：_____________________________________________________ _______________________________________________________________。 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 实验分析　按照实验设计的对照、等量、单一变量原则可将实验目的分解为两个：①设计实验验证上述调节机制中长期束缚对黑毛小鼠体毛的影响，分不处理组和长期束缚组；②设计实验验证上述调节机制中肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，分不处理组和切除肾上腺组，由于题目要求验证上述长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，需再加一组长期束缚及切除肾上腺组。 ③自变量A→自变量B→因变量类 实验设计流程： 在此基础上，需要根据实验的具体情况来修正实验分组。 【例5】　验证顶芽产生生长素抑制侧芽的生长，请设计实验思路并预期结果、得出结论。 实验分析　自变量A是顶芽的有无，自变量B是生长素的有无，因变量是侧芽的生长情况。 实验思路　甲组(有顶芽，无生长素)，乙组(有顶芽，有生长素)，丙组(去顶芽，无生长素)，丁组(去顶芽，有生长素)。由于顶芽中有生长素，甲组有顶芽与无生长素矛盾被去掉，乙组简化为保留顶芽，丙组简化为去顶芽，丁组去顶芽后加外源生长素。 答案　1组保留顶芽(侧芽生长被抑制)，2组去顶芽(侧芽正常生长)，3组去顶芽后加外源生长素(侧芽生长被抑制)。1、2组比较，说明顶芽会抑制侧芽生长，2、3组比较，说明没有顶芽时，加外源生长素会抑制侧芽生长，综合分析可得出结论：顶芽产生生长素抑制侧芽的生长。 【例6】　验证光合作用产物(如蔗糖)会抑制CST1基因表达，进而抑制气孔开放。实验材料：有CST1基因的野生型植物和无CST1基因的突变型植物。请设计实验思路并预期结果、得出结论。 实验分析　自变量A是蔗糖的有无，自变量B是CST1基因的有无，因变量是气孔的开放程度。 答案　1组向野生型植物的茎注射蔗糖溶液(气孔开度小)，2组向野生型植物的茎注射等量蒸馏水(气孔开度大)，3组向突变型植物的茎注射等量蔗糖溶液(气孔开度最小)，4组向突变型植物的茎注射等量蒸馏水(气孔开度与3组相同)。1、2组比较，说明有CST1基因时，蔗糖抑制气孔开放；3、4组比较，说明无CST1基因时，有、无蔗糖对气孔的作用相同。综合分析可得出结论：光合作用产物会抑制CST1基因表达，进而抑制气孔的开放。 返回 谢谢观看 Thank you $