高中生物实验解题技能训练7开放型验证实验

一心读遍圣贤书，三心二意无益处，四书五经励我志；五洲四海任我游，三堂二课皆用功，一生前程始于此实验题解题技能训练7开放型验证实验一、拓展深化明确设计和完成实验的基本思路，是解答这类题目的关键，具体内容是：（1）明确题目要求。解题首先要明确题意，即弄清是设计实验方案、完成实验步骤，还是分析实验结果。（2）审准实验目的和原理。明确验证的“生物学事实”是什么，实验所依据的生物学原理是什么。（3）确定实验变量，设置对照实验。找出自变量（实验变量或实验条件）和因变量（反应变量）以及影响本实验的无关变量，然后构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。（4）确定实验方法。根据实验目标、原理、自变量，选取实验材料，确定实验方法。（5）设计实验步骤。根据实验目的、原理和思路，设计出合理的实验装置和实验应注意以下两点：一是题中给出的实验材料和试剂一般应充分利用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意添加实验材料和试剂。（6）预期实验结果。只有预期实验结果正确，才能得出正确的实验结论。有的试题可以根据题干中给出的实验结论来确定预期的实验结果。二、训练题1、细胞为什么不能无限制地长大而要进行分裂呢？科学家认为：细胞要通过它的表面不断地和周围环境或邻近的细胞进行物质交换，这样，它就必须有足够的表面积。当细胞的体积由于生长而逐渐增大时，细胞表面积和体积的比例就会变得越来越小，导致相对表面积不够，这就会引起细胞的分裂，以使其表面积与体积达到适宜的比例。有人设计了一个实验来验证上述观点的正确性（提供的仪器、材料有变形虫若干、锋利的刀片、显微镜等）。实验步骤：Ⅰ.取大小、活性相似的同种变形虫9只，分成A、B、C三组，每组三只。Ⅱ.处理方法与实验现象：处理方法现象A组人工培养，不作任何处理变形虫体积增大到一定程度后分裂增殖B组人工培养，当体积增大到一定程度时，一次性切取一部分细胞质切取细胞质后，三只均不分裂，但增长到一定程度后,三只均又分裂C组（1）A组的作用是：。（2）C组的处理方法应该是：。运用已有的知识请你对C组的现象进行预测：。（3）你的结论是：。2、青藏高原有许多植物是多倍体，植物学家分析其形成的原因之一可能与低温环境有关。请你对这个问题进行实验探究。（1）探究课题：。探究方法：。设计该方法的依据是：。（2）低温处理植物材料时，通常需要较长时间（15h）才能产生低温效应。①根据这个提示将你设计的实验组合以表格形式列出来。②鉴别低温是否诱导细胞内染色体加倍的方法是：。③操作步骤：第一步：先取2~3mm经过培养的根尖；第二步：按照→→→步骤制作植物细胞有丝分裂装片。第三步：在显微镜下观察植物细胞有丝分裂装片。（3）预测与结论：如装片中观察到，则可证实植物学家的分析。3、虽然蟾蜍的排卵是有季节性的，但也可以通过向体内注射促性腺激素促进其排卵。为验证促性腺激素有促进蟾蜍排卵的作用，请利用提供的实验材料和用具，设计实验步骤和实验记录表。（注：蟾蜍排卵可通过检查泄殖腔开口处有无卵细胞作为观察指标；不考虑注射激素的剂量；注射激素后只要求观察1次）材料用具：发育成熟体重相同的雌性蟾蜍6只，注射器，饲养笼，适宜浓度的促性腺激素溶液，0.65%NaCl溶液（蟾蜍用生理盐水）。（1）实验步骤：①；②；③；④。（2）设计实验记录表格。4、科学研究已证实某类有机污染物对水生软体动物雌性个体有致畸作用，畸变雌性体内出现雄性生殖器官。近期某水域被该类有机物X污染，为了解此有机物对水生软体动物是否有致畸作用，生物兴趣小组同学提出开展探究活动。请利用中学生物实验室常用器材以及下列实验材料和用具，设计实验并预测实验结果。实验材料和用具：采自未受污染水域、体重相近、性成熟的水生螺（A螺）（300只），解剖镜，有机污染物X溶液，养殖池，正常A螺雌、雄性器官解剖图谱等。提示：给药剂量、具体仪器操作不作要求，室温恒定，养殖时间30天，A螺为雌雄异体，性别特征可在解剖镜下鉴定。（1）拟定课题名称：。（2）设计实验步骤：。（3）预测实验结果：①；②。5、现有如右图所示的装置（锥形瓶中放入两只小烧杯，U型玻璃管中为某有色液体）以及若干个正在萌发的生活状况相同的种子、NaOH溶液、清水等材料，请设计实验证明萌发的小麦种子既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。（1）实验原理：。（2）实验步骤：①设置三个与图示相同的装置，分别编号1、2、3。在1号装置左边的烧杯中放入适量的NaOH溶液，在2号、3号装置左边的烧杯中分别放入等量的清水。实验开始时通过一定的手段使得各装置中U型玻璃管两侧液面等高，并使得装置1中的液面不再变化。②在1号、2号装置右边的小烧杯中分别放入,在3号装置右边的小烧杯中放入等量的已蒸煮死亡且灭菌的种子。③。（3）可能的实验现象及解释：①；②。（4）若3号装置U型玻璃管液面出现右侧低于左侧的现象，其原因可能是。不为失败找理由，要为成功找方法《实验题解题技能训练7开放型验证实验》参考答案1、解析根据题意变形虫分裂是由于细胞体积变大，相对表面积减小造成的。变形虫通过分裂可改变细胞体积大小，以保证相对表面积足够大。从B组处理方法可知，要想进一步证明变形虫的分裂增殖与相对表面积有关，可在C组方案中进行多次重复的切割实验操作。观察多次切除细胞质后变形虫的生长和增殖情况，如果变形虫的分裂是与细胞相对表面积有关的话，C组变形虫每切割一次后，细胞只增加体积而不进行分裂。答案（1）对照作用（2）在变形虫长大到一定程度时，用刀片切去一部分细胞质，再一次长到一定程度时，再切去一部分细胞质，以此类推每次按上述方法处理的三只变形虫始终不分裂增殖（3）变形虫长大到一定程度后就会进行分裂，从而维持一定的表面积与体积比2、答案（1）青藏高原多倍体的形成可能与低温环境有关用一定时间的低温处理水培养的洋葱（或植物幼苗）低温能够影响酶的活性（或纺锤丝的形成、着丝点的分裂）使细胞不能正常进行有丝分裂，从而使细胞内染色体加倍（2）①设计的表格要达到两个要求：至少作两个温度的对照；间隔相等的培养时间进行取样。以下表格仅作参考。②在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体数目（或染色体计数）③解离漂洗染色制片（3）染色体数目加倍3、解析本题的实验设计要注意两点，一是实验前要确保每只蟾蜍的泄殖腔开口处无卵细胞，排除这一无关因素，以免影响实验结果；二是注意表格的设计要求，表格设计规则是：实用、标准、通用、简便。答案（1）①将6只雌性蟾蜍随机编号1～6，其中编号为1～3的蟾蜍作为对照组，编号为4～6的蟾蜍作为实验组，分别放入饲养笼中。②检查两组每只蟾蜍的泄殖腔开口处有无卵细胞，进行记录。③实验组每只蟾蜍注射一定量适宜浓度的促性腺激素溶液，对照组每只蟾蜍注射等量0.65%NaCl溶液。④一定时间后，检查两组每只蟾蜍的泄殖腔开口处有无卵细胞，进行记录（2）促性腺激素促进蟾蜍排卵实验记录表：不为失败找理由，要为成功找方法《实验题解题技能训练7开放型验证实验》参考答案1、解析根据题意变形虫分裂是由于细胞体积变大，相对表面积减小造成的。变形虫通过分裂可改变细胞体积大小，以保证相对表面积足够大。从B组处理方法可知，要想进一步证明变形虫的分裂增殖与相对表面积有关，可在C组方案中进行多次重复的切割实验操作。观察多次切除细胞质后变形虫的生长和增殖情况，如果变形虫的分裂是与细胞相对表面积有关的话，C组变形虫每切割一次后，细胞只增加体积而不进行分裂。答案（1）对照作用（2）在变形虫长大到一定程度时，用刀片切去一部分细胞质，再一次长到一定程度时，再切去一部分细胞质，以此类推每次按上述方法处理的三只变形虫始终不分裂增殖（3）变形虫长大到一定程度后就会进行分裂，从而维持一定的表面积与体积比2、答案（1）青藏高原多倍体的形成可能与低温环境有关用一定时间的低温处理水培养的洋葱（或植物幼苗）低温能够影响酶的活性（或纺锤丝的形成、着丝点的分裂）使细胞不能正常进行有丝分裂，从而使细胞内染色体加倍（2）①设计的表格要达到两个要求：至少作两个温度的对照；间隔相等的培养时间进行取样。以下表格仅作参考。②在显微镜下观察和比较经过不同处理后根尖细胞内染色体数目（或染色体计数）③解离漂洗染色制片（3）染色体数目加倍3、解析本题的实验设计要注意两点，一是实验前要确保每只蟾蜍的泄殖腔开口处无卵细胞，排除这一无关因素，以免影响实验结果；二是注意表格的设计要求，表格设计规则是：实用、标准、通用、简便。答案（1）①将6只雌性蟾蜍随机编号1～6，其中编号为1～3的蟾蜍作为对照组，编号为4～6的蟾蜍作为实验组，分别放入饲养笼中。②检查两组每只蟾蜍的泄殖腔开口处有无卵细胞，进行记录。③实验组每只蟾蜍注射一定量适宜浓度的促性腺激素溶液，对照组每只蟾蜍注射等量0.65%NaCl溶液。④一定时间后，检查两组每只蟾蜍的泄殖腔开口处有无卵细胞，进行记录（2）促性腺激素促进蟾蜍排卵实验记录表：5h10h15h常温（对照组）低温（实验组）项目对照组实验组123456注射前有无卵细胞注射后有无卵细胞5h10h15h常温（对照组）低温（实验组）项目对照组实验组123456注射前有无卵细胞注射后有无卵细胞4、解析本题的课题名称，在题干中通过“已证实某类有机污染物对水生软体动物雌性个体有致畸作用”这句话有所提示，可进一步结合该题的具体情况（如实验材料为X溶液、正常A螺等）确定探究有机污染物X对A螺雌性器官的致畸作用。在实验设计过程中，要充分考虑如何运用实验设计的基本原则增加实验的科学性。在本题中，应将所加溶液的不同作为实验的单一变量，设计不作处理的A螺为对照组，叙述时要注意对其他条件相同性的描述。另外，还要特别注意整个实验设计的完整性，步骤不要丢三落四。本题的实验结果易得出，要说明对照组和实验组分别出现什么情况，同时注意实验结果与实验结论的区别。答案（1）探究有机污染物X对A螺雌性器官畸变的作用（2）①随机取A螺数只解剖，对照解剖图谱，识别雌、雄生殖器官特征；②将A螺随机分为对照组和实验组，每组100只（至少30只）；③向实验组养殖池中加入一定体积的有机污染物X溶液，对照组加入等体积的蒸馏水，饲养和其他条件均相同；④养殖30天后,将各养殖池中A螺在解剖镜下解剖观察，并与标准图谱对照，记录性畸变雌螺数目；⑤计算雌性个体性畸变百分率（3）①对照组雌性和雄性螺类生殖器官正常；②实验组雌性个体出现性畸变5、解析本实验设计题的解答关键是在遵循对照原则的前提下做好两点：一是必须正确理解既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸时吸进的O2量少于释放出的CO2量这一特征；二是能够准确地把握住“变量”，续接好实验步骤。本实验中有三个相同的装置，编号分别为1、2、3，但装置中左边的烧杯中分别放入的却是一定量的NaOH溶液和等量的清水，故本实验存在相互对照。变量有两个：一是条件变量，即左边的烧杯中放入的物质——NaOH溶液或清水；二是种子的生活状态变量，即右边的烧杯中放入种子，它们应分别是等量萌发的种子和等量已蒸煮死亡的种子，只有这样才能起到彼此对照说明问题的作用。答案（1）当萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸时，消耗的O2量少于释放出的CO2量；（2）②等量萌发的种子③将三个装置放在相同的适宜条件下，一段时间后观察装置中玻璃管两侧液面的变化；（3）1号装置玻璃管两侧液面左低右高，2号装置玻璃管两侧液面左高右低，3号装置玻璃管两侧液面等高。1号装置萌发的种子细胞呼吸消耗O2产生的CO2被NaOH溶液吸收，装置中气压下降，故出现液面左低右高现象；2号装置萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸，故产生的CO2量（体积）大于O2的消耗量（体积），从而使得玻璃管两侧液面左高右低；3号装置中由于放置的是死的已灭菌的种子，其不进行细胞呼吸，故玻璃管两侧液面等高；（4）外界的温度等因素影响引起锥形瓶中气体的物理性膨胀；灭菌不彻底，微生物发酵产生气体使瓶内气压升高等。4、解析本题的课题名称，在题干中通过“已证实某类有机污染物对水生软体动物雌性个体有致畸作用”这句话有所提示，可进一步结合该题的具体情况（如实验材料为X溶液、正常A螺等）确定探究有机污染物X