2027届高三生物一轮复习课件 素养提升课1 实验技能综合

该高中生物学高考复习课件聚焦实验技能综合专题，依据高考评价体系梳理了实验设计原则、验证与探究类实验、补充完善实验等核心考点，通过考向分类（考向一至五）和真题实例（如2020浙江卷神经电位实验）分析考点权重，归纳实验步骤书写、结果预测等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“考向突破+真题演练+素养提升”策略，如用“三步法”规范实验步骤书写，“五看法”评价方案科学性，结合科学思维和探究实践素养，以人造蛋白实验、油菜素内酯表格设计为例解析题型，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准指导，助力高效复习。

生物 素养提升课 实验技能综合 考向一 实验设计遵循的原则 1.实验设计的一般原则 包括实验原理、实验材料选择、实验方法、实验结果处理的科学性。 (1)科学性原则 (2)平行复重原则 为减小实验误差，增强实验结果的科学性，应在同等条件下进行多次实验。 (3)随机性原则 随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于: 一是可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义； 二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。 典例4 为探索青海云杉林群落的演替规律，于某年夏季分别在祁连 山典型天然林（该区域群落演替的最终阶段）、相邻区域演替时间 为40年和10年的人工林选取样方。为保证科学性和严谨性，林地中 样方的选择需保证样方大小、样方数量等基本一致，取样的关键是 __________。这种研究方法属于______________ （填“空间代替时 间”或“时间代替空间”）。 随机取样 空间代替时间 (4)单一变量(单因子变量)原则 (5)等量性原则 (6)对照性原则 ①空白对照 ②条件对照 ③自身对照 ④相互对照 考向一 实验设计遵循的原则 (6)对照性原则 为消除或减少实验误差, 在实验设计中通常要设置对照组, 使实验具有说服力和严谨性。 ※设置对照组的4种方法 如对还原性糖的鉴定实验中，向甲试管溶液中加入苹果汁和斐林试剂，乙试管中加入蒸馏水和斐林试剂，一起放入盛有50~65℃温水的大烧杯中加热约2min，比较它们颜色的变化。 ①空白对照: 不给对照组任何处理因素。 甲试管为: 乙试管为: 对照组 实验组 如探究甲状腺激素的生理作用实验中, 实验组为 , 空白对照组为 , 条件对照组为 , 这样可以增加实验的说服力。 ②条件对照 即给对照组施加变量处理, 但这种处理不是实验假设所定的。 饲喂甲状腺激素 饲喂等量生理盐水 饲喂甲状腺激素抑制剂 目的是通过得出两种相对立的结论, 以验证实验结论的正确性。 不单独设置对照组，而是几个实验组相互对照。 ③自身对照 实验组和对照组都在同一研究对象上进行, 不再设置新的对照组。 如观察植物细胞质壁分离和复原的实验中, 质壁分离状态与自然状态形成对照；质壁分离后的复原状态与质壁分离状态形成对照。 ④相互对照 如探究温度、pH对酶活性影响的实验中,各组既是实验组,又是其他组的对照组。 例: 甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育的实验中，将15条同时孵化的同种蝌蚪（体长均为 <m></m> ），随机分为3组（每组5条），在相同水质、饲料、温度条件下饲养。A组加入甲状腺激素，B组加入甲状腺激素抑制剂，C组不加任何药物。在实验的 <m></m> 中，按时观察并用标尺测量蝌蚪的生长变化情况。 在这个实验设计中，A组为 ，B、C组为 ，B组为 ，C组为 。通过条件对照、空白对照的设置，更能充分说明实验结论—— 。 实验组 对照组 条件对照 空白对照 甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育 考向二 验证类和探究类实验 1.实验设计方案 2.正确写出实验目的 实验目的——要探究或验证的某一事实或者做了该实验后，要解决什么问题。 (1)实验目的的书写与表达 格式为“验证(探究)......(自变量)对......(因变量)的影响” 或“验证(探究).......(自变量)与......(因变量)的关系” (2)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。 【检测】现有与某种植物种子萌发有关的4组实验处理如下表: 尝试通过表格信息书写不同组别对照实验的实验目的: (1)仅做Ⅰ组与Ⅱ组实验，其实验目的是 ____________________________________________________。 (2)仅做Ⅰ组与Ⅲ组实验，其实验目的是 ____________________________________________________。 探究机械破损种皮对该种子萌发的影响 探究种皮完整条件下，赤霉素对该种子萌发的影响 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即可。 3. 确定实验假设 【注意】(1)验证性实验假设是唯一的，即验证的是实验目的。 (2)探究性实验假设包括多种可能的情况。 【检测】用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体数目加倍。那么，用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖(2n＝16条)时，是否也能诱导细胞内染色体数目加倍呢？请对这个问题进行实验探究。 针对以上的问题，你作出的假设是 _____________________________________________________________。 你提出此假设的依据是 __________________________________________________________________________________________________________________________。 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数目加倍 低温能够影响酶的活性(或低温能够影响纺锤丝的形成)，使细胞不能正常进行有丝分裂，使细胞内染色体数目加倍。 5.“三步法”书写实验步骤 (1)材料分组编号 ①选材的句式: “选取年龄、性别相同，发育状况相同的同种动物”或 “选取长势相同、大小相似的同种植物”等。 ②分组的句式: “随机均分(或等分)为X组”。 ③编号的句式: “编号为A、B……组”或“编号为甲、乙……组”。 (2)对实验组与对照组施以不同的处理(控制变量) 实验组“用适量的某溶液”处理，对照组“用等量的蒸馏水(或生理盐水或清水)”处理，且“每组都在相同且适宜的条件下培养(或饲养)”或“观察相同的时间”。 (3)实验结果的观察与记录 “一段时间后，观察(现象)或测量(数据)，做好记录(并计算出平均值)”。 【检测】据报道，一些不法商家生产的所谓100% 纯牛奶居然与牛没有关系，只要用香精、糖和自来水就可以生产出鲜奶，更为骇人听闻的是一些不法商家利用垃圾堆里的破旧皮具，经化学处理，水解出皮革中原有的蛋白(称人造蛋白)。请设计实验探究人造蛋白是否比缺乏蛋白质更有害儿童正常发育。 实验材料:幼龄大白鼠若干、真正的纯牛奶、不含任何蛋白质的假牛奶、含有人造蛋白的假牛奶，发育状况测定装置(可测定一定的发育状况)等。 (1)实验步骤: ①选取年龄相当、体重相近、发育良好的幼龄大白鼠若干，                 ，分别饲养。 ②每天分别给A、B、C 3组大白鼠饲喂等量的           、                 、含人造蛋白的假牛奶。 ③在相同且适宜条件下饲养一段时间。 ④用发育状况测定装置测定              ，记录各组发育状况指标，计算各组的平均值，比较分析。 请设计实验探究人造蛋白是否比缺乏蛋白质更有害儿童正常发育。 实验材料:幼龄大白鼠若干、真正的纯牛奶、不含任何蛋白质的假牛奶、含有人造蛋白的假牛奶，发育状况测定装置(可测定一定的发育状况)等。 (2)预测实验结果及结论: ①A组发育正常，B、C组发育均不正常，但B、C两组发育状况差异不显著，说明                 。 ②A组发育正常,B、C组发育均不正常,                  ，说明人造蛋白比缺乏蛋白质更有害儿童正常发育。 (1)实验步骤: ①选取年龄相当、体重相近、发育良好的幼龄大白鼠若干，                 ，分别饲养。 ②每天分别给A、B、C 3组大白鼠饲喂等量的           、                 、含人造蛋白的假牛奶。 ③在相同且适宜条件下饲养一段时间。 ④用发育状况测定装置测定              ，记录各组发育状况指标，计算各组的平均值，比较分析。 请设计实验探究人造蛋白是否比缺乏蛋白质更有害儿童正常发育。 实验材料:幼龄大白鼠若干、真正的纯牛奶、不含任何蛋白质的假牛奶、含有人造蛋白的假牛奶，发育状况测定装置(可测定一定的发育状况)等。 随机均分为3组，标记为A、B、C     真正纯牛奶 不含任何蛋白质的假牛奶 A、B、C 3组大白鼠的发育状况     6. 实验结果和结论的表达 (1)探究性实验结果的预测 大多有三种可能: 变量促进结果、变量抑制结果、变量与结果无关。 实验结论要根据可能的实验结果进行分析，探究性实验的每一个结果和结论一般都用“如果(若)……就(则)……”来描述。 (先写结果，进而得出结论) (2)验证性实验的结果与相应结论只需考虑一种情况，即实验结论对应“实验目的”得出肯定结论。 (2)预测实验结果及结论: ①A组发育正常，B、C组发育均不正常，但B、C两组发育状况差异不显著，说明                 。 ②A组发育正常,B、C组发育均不正常,                  ，说明人造蛋白比缺乏蛋白质更有害儿童正常发育。 人造蛋白并不比缺乏蛋白质更有害儿童正常发育 B组比C组发育状况好,差异明显 【检测】科学研究发现海胆卵细胞受精后的5小时内蛋白质合成量迅速增加，而放线菌素D溶液能抑制mRNA的合成。为此请你完成下面的探究实验: 实验目的: 探究卵细胞受精后的5小时内合成蛋白质的模板(mRNA)的来源。 实验材料: 刚受精的卵细胞(若干)、放线菌素D(mRNA合成抑制剂)溶液、生理盐水、卡氏瓶(若干)、二氧化碳恒温培养箱、细胞培养液等(蛋白质合成量的测定方法不作要求)。 实验步骤: (1)取两组型号一致的卡氏瓶，分别编号为A、B， _____________________________________________________________； (2)__________________________________________________________ _____________________________________________________________，在相同且适宜的二氧化碳恒温培养箱中培养一段时间； (3)__________________________________________________________ _____________________________________________________________。 结果预期及分析: ①若______________________________________________________， 说明合成蛋白质的模板原来就存在于受精的卵细胞中； ②若______________________________________________________， 说明合成蛋白质的模板有原来存在于受精的卵细胞中的，也有DNA新转录合成的； ③若A组蛋白质合成量基本不变(或为零), 而B组蛋白质合成量增加， 说明 。 【检测】科学研究发现海胆卵细胞受精后的5小时内蛋白质合成量迅速增加，而放线菌素D溶液能抑制mRNA的合成。为此请你完成下面的探究实验: 实验目的: 探究卵细胞受精后的5小时内合成蛋白质的模板(mRNA)的来源。 实验材料: 刚受精的卵细胞(若干)、放线菌素D(mRNA合成抑制剂)溶液、生理盐水、卡氏瓶(若干)、二氧化碳恒温培养箱、细胞培养液等(蛋白质合成量的测定方法不作要求)。 实验步骤: (1)取两组型号一致的卡氏瓶，分别编号为A、B， _____________________________________________________________； (2)__________________________________________________________ _____________________________________________________________，在相同且适宜的二氧化碳恒温培养箱中培养一段时间； (3)__________________________________________________________ _____________________________________________________________。 往A、B组卡氏瓶中加入适量且等量的细胞培养液 A组加入适量且等量的放线菌素D溶液，B组加入等量的生理盐水，再分别加入适量且等量的刚受精的卵细胞 每间隔相同时间对两组培养物(或受精的卵细胞)测定一次蛋白质的含量，并对实验所得数据进行统计分析 结果预期及分析: ①若______________________________________________________， 说明合成蛋白质的模板原来就存在于受精的卵细胞中； ②若______________________________________________________， 说明合成蛋白质的模板有原来存在于受精的卵细胞中的，也有DNA新转录合成的； ③若A组蛋白质合成量基本不变(或为零), 而B组蛋白质合成量增加， 说明 。 A、B两组蛋白质合成量大致相等 A组比B组蛋白质合成量明显减少 合成蛋白质的模板是DNA新转录合成的 考向三 补充完善类实验 1.补充完善类实验 需要深入分析题目中与实验原理有关的内容，如对照组实验、重要实验步骤、重要实验装置、完善实验装置、完善所用的实验方法等，在此基础上，联系教材中相关联的原理、知识点进行知识迁移，归纳其原理。解决这类问题的关键是能否深刻理解教材中基础实验的原理，能否融会贯通、举一反三，是否学会了类比迁移。 (1)补充实验原理类: 需根据实验目的确定实验变量，审读所提供的信息中是否准确控制了实验变量，是否遵循对照原则、单一变量原则等。对此类问题的考查，主要是看学生是否知道实验变量的控制及实验原则的遵循。 需认真分析实验目的，结合相关知识确定自变量对因变量的影响。一定要辨别实验是属于验证性实验还是探究性实验。验证性实验具有明确的结果；探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的，应针对各种可能性分别加以考虑和分析，得到相关结论。无论是哪种情况，文字描述应力求简练、准确、科学。 (2)补充实验步骤类 (3)预测实验结果类 【检测】(2020·浙江卷)欲研究生理溶液中 <m></m> 浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和 <m></m> 浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。(要求与说明：已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为 <m></m> ，兴奋时动作电位从去 极化到反极化达 <m></m> 。测量的是膜内外的电位变化。 <m></m> 、 <m></m> 浓度在一定范围内提高。实验条件适宜。) 回答下列问题: (1)完善实验思路。 组1: 将神经纤维置于适宜的生理溶液 <m></m> 中，测定其静息电位和刺激后的动作电位，并记录。 组2:___________________________________________________________________________________________。 组3: 将神经纤维分别置于 <m></m> 浓度依次提高的生理溶液 <m></m> 、 <m></m> 中，测定其刺激后的动作电位，并记录。 对上述所得的实验数据进行分析与处理。 将神经纤维分别置于K+浓度依次提高的生理溶液b、c中，测定其静息电位，并记录 【检测】(2020·浙江卷)欲研究生理溶液中 <m></m> 浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和 <m></m> 浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。(要求与说明：已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为 <m></m> ，兴奋时动作电位从去极化到反极化达 <m></m> 。测量的是膜内外的电位变化。 <m></m> 、 <m></m> 浓度在一定范围内提高。实验条件适宜。) 回答下列问题: [解析] 本实验的自变量是 <m></m> 和 <m></m> 的浓度，因变量是静息电位和动作电位的变化，因此，本实验需要有前测（如组1）。组2：将神经纤维分别置于 <m></m> 浓度依次提高的生理溶液 <m></m> 、 <m></m> 中，测定其静息电位，并记录。组3：将神经纤维分别置于 <m></m> 浓度依次提高的生理溶液 <m></m> 、 <m></m> 中，测定其刺激后的动作电位，并记录。 (2)预测实验结果(设计一个坐标，以柱形图形式表示实验结果)。 溶液中 <m></m> 、 <m></m> 浓度升高对膜电位影响示意图 [解析] 实验结果要求以柱形图的形式呈现。画图要求：注意横、纵坐标的标识，横 坐标为离子浓度，纵坐标为膜电位 <m></m> ，柱形图应该有图的名称和图例，另外注 意标注组别 <m></m> 。结果分析：溶液中 <m></m> 浓度提高，静息电位的绝对值 下降，溶液中 <m></m> 浓度提高，动作电位的峰值上升。 (3)分析与讨论 ①简要解释组3的实验结果:___________________________________________________________________________________________________。 细胞外 <m></m> 浓度提高，膜内外的浓度差增大，兴奋时， <m></m> 通过 <m></m> 通道内流加快，导致动作电位增大 ②用放射性同位素 <m></m> 注入静息的神经细胞内，不久在生理溶液中测量到放射性， <m></m> 的这种转运方式属于__________。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会使 <m></m> 外流量______。 主动运输 减少 ③刺激脊蛙的坐骨神经，除了在反射中枢测量到动作电位外，还观察到腓肠肌收缩，说明坐骨神经中含有________________神经。 传入神经和传出 [解析] 组3的结果分析：细胞外 <m>Na^+</m> 浓度提高，膜内外的浓度差增大，兴奋时， <m>Na^+</m> 通过 <m>Na^+</m> 通道内流加快，导致动作电位增大。 [解析] 神经细胞在兴奋时 <m></m> 内流（协助扩散），能够产生动作电位，因此，神经 细胞始终要维持膜外 <m></m> 浓度高、膜内 <m></m> 浓度低的状态，现将放射性 <m></m> 注入 静息的神经细胞内，在生理溶液中检测到放射性，因此，这种转运方式属于主动转 运。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会抑制细胞中载体蛋白的合成和能量的释 放，因此会使 <m></m> 外流量减少。 [解析] 刺激蛙的坐骨神经，在反射中枢检测到动作电位，观察到腓肠肌收缩，说明坐骨神经中含有传入神经和传出神经，传至腓肠肌引起肌肉收缩。 考向四 评价实验设计的方案 “五看法”评价实验设计的方案 【检测】稻田养鱼是将种稻、养鱼有机结合在一起，从而获得水稻和鱼双丰收的生态农业。回答下列问题: (3)某研究小组为了验证稻田养鱼的经济效益高于水稻单种农田，进行了如下实验：将同一水稻田隔离均分成甲和乙两个区，甲区放养一定数量的鱼，乙区不放养鱼，其他条件适宜且一致，一段时间后调查并比较两区中水稻的经济效益。该实验的实验组为____区。该实验中有一处明显错误,请改正:_______________________________________ ____________________________________________________________ 甲 实验结果不能只比较水稻的经济效益， 应该比较水稻田中能取得的所有产品的经济效益 考向五 实验表格设计 一. 实验表格的基本内容 标题 (表格名称 )、表头 、列标 、行标 、数据格 。 ①②③合称为表头 ⑤⑥分别为列标和行标 ④为数据格 考向五 实验表格设计 一. 实验表格的基本内容 标题 (表格名称 )、表头 、列标 、行标 、数据格 。 ①是⑤区域的内容 ,通常表示实验组别或实验自变量的具体体现 ②是④区域的内容 ,表示因变量测量指标的名称 考向五 实验表格设计 一. 实验表格的基本内容 标题 (表格名称 )、表头 、列标 、行标 、数据格 。 ③是⑥区域的内容 ,通常表示对每个实验组内测量的次数或为同一实验组内不同个体 或为测量时间等 ④为②的具体化, 为实验测量的具体数据 ⑤为①的具体化 ⑥为③的具体化 实验步骤: ①配制5组系列浓度梯度的油菜素内酯水溶液; ②取同一批种子使其萌发 ,从中选取株高 、长势相同的芹菜幼苗25株平均分为5组 , 编号为甲 、乙 、丙 、丁 、戊 ; ③分别用适量且等量的上述系列浓度的油菜素内酯水溶液喷洒对应组的芹菜幼苗; ④在相同且适宜的条件下培养一段时间 ,测量并记录每组芹菜的株高,再计算每组的平均值 。 请设计一张表格, 记录该探究实验的结果。 实验名称: 探究油菜素内酯促进芹菜幼苗生长的最适浓度范围 。 二. 实验表格设计一般步骤 1. 确定表格标题 表格标题为“不同浓度油菜素内酯水溶液对芹菜幼苗生长的影响记录表” 表格标题通常包含三个要素: 自变量 、实验对象 、因变量 其表示方式为“自变量对实验对象因变量的影响记录表” 而变量可以从实验目的中提取,确定的方法是 :实验要 “验证什么 ”、要“证明什么” 、要“探究什么”, “什么”就是自变量, “什么”后面所描述的就是因变量。 本实验要“探究油菜素内酯促进芹菜幼苗生长的最适浓度范围” 自变量为: 不同浓度的油菜素内酯或油菜素内酯的浓度 因变量为: 芹菜幼苗的生长状况(如株高) 2. 确定表格表头、填写列标 二. 实验表格设计一般步骤 把自变量具体体现或“组别”填在图1中的①或③ 根据题目确定表格列标 ,这里特别要注意考虑对照实验的形式, 通常需要考虑的是自身对照和空白对照。 本实验把“组别”写在图1中的①; 本实验步骤①配制了 5组系列浓度梯度的油菜素内酯水溶液,步骤②将株高、长势相同的芹菜幼苗20株平均分为5组 , 因而在图1中的⑤(列标 )填上“甲”、“乙”、“丙”、“丁”、“戊”, 不需再加空白对照组(幼苗只分了 5组 )。 3. 确定表格表头、填写行标 二. 实验表格设计一般步骤 本实验将株高、长势相同的芹菜幼苗20株平均分为5组, 每组为4株芹菜幼苗, 所以依据“同一实验组内不同个体”在图1中的③填上“芹菜幼苗”, ⑥(行标)填上“幼苗1”、“幼苗2”、“幼苗3”、“幼苗4”, 最后一行为“平均值”(因为本实验需要测量株高的具体数值 )。 根据“测量次数”、“测量时间” 、“同一实验组内不同个体”等确定表格的行标, 然后在行标的最后一格写上“平均值”(要求测出具体数据的实验需要填写)。 二. 实验表格设计一般步骤 因变量的测量指标往往在实验步骤的最后一步有所提示, 有的题目则需要从题干中自己加以提炼。 4. 弄清测量指标 ,完善表格表头 本实验从实验步骤的最后一步可以确定因变量的测量指标为“株高”, 把它填写在图1中的②。 实验中测量指标的结果, 记录在图1中的④中。 表1 不同浓度油菜内酯水溶液对芹菜幼苗生长的影响记录表 实验名称: 探究油菜素内酯促进芹菜幼苗生长的最适浓度范围 。 【检测】(2015全国卷)某基因的反义基因可抑制该基因的表达。为研究番茄中的X基因和Y基因对其果实成熟的影响，某研究小组以番茄的非转基因植株(A组，即对照组)、反义X基因的转基因植株(B组)和反义Y基因的转基因植株(C组)为材料进行实验。在番茄植株长出果实后的不同天数(d)(20d、35d、40d、45d)，分别检测各组果实的乙烯释放量。请设计一张表格, 记录该探究实验的结果。 表格标题: 不同基因对番茄乙烯释放量含量影响记录表 自变量 因变量 1 2 3 4 组别1 组别2 组别3 标题: 自变量对对象因变量的影响记录表 方法二: 【检测】(2015全国卷)某基因的反义基因可抑制该基因的表达。为研究番茄中的X基因和Y基因对其果实成熟的影响，某研究小组以番茄的非转基因植株(A组，即对照组)、反义X基因的转基因植株(B组)和反义Y基因的转基因植株(C组)为材料进行实验。在番茄植株长出果实后的不同天数(d)(20d、35d、40d、45d)，分别检测各组果实的乙烯释放量。请设计一张表格, 记录该探究实验的结果。 表格标题: 不同基因对番茄乙烯释放量含量影响记录表 组别 乙烯释放量(μL·kg－1·h－1) 20 d 35 d 40 d 45 d A B C 方法二: $