高考经典生物实验原理专题
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课件25张PPT。 生物实验原理及其在解题过程中的应用华中师大一附中 高少初一、什么是实验原理 实验原理就是进行实验
研究所依据的科学道理
实验原理：
淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。还原糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。
用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖溶液，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖， 就可以看出淀粉酶能否催化这两种化学反应。例1：（学生实验五）
探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
该实验原理是：
某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应：
还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀
脂肪+苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）→橘黄色（或红色）
蛋白质+双缩尿→紫色反应
因此， 根据与某些化学试剂所产生的颜色反应，鉴定生物组织中糖、脂肪、蛋白质的存在。 （学生实验一）生物组织中
还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定
二、如何写实验原理 （1）相关理论知识 （3）检测手段（含观测指标） （2）大致的处理方案方法1、实验原理的内容 2、从方法步骤中提炼出实验原理书写原理时往往只针对实验组的处理和变化进行叙述，讲清前因后果。原理中要求写清对同一实验对象实施不同自变量处理时的变化。等组实验法：单组实验法：例2：（05全国卷30题）
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组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。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： 。 胰岛素具有降低血糖的作用。 体内胰岛素含量过高→血糖下降 →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。 （相关知识）（方案方法：↑胰岛素→观察→补充葡萄糖→观察）（观察指标：活动状况）实验原理：等组实验法例3：（学生实验七） 质壁分离及复原实验原理 浓蔗糖处理清水处理暗处：植物呼吸作用消耗密闭装置中的O2 ，产生的CO2被NaOH吸收例4：（市二月调考题第2问）探究植物地上部分
能否给地下部分供氧 分别检测保留植物的根和剪掉该植物的根两种状态下，同一个密闭装置中O2的消耗利用速度（以指针偏转一格所需时间计），就能确定植物地上部分能否向地下部分供氧。密闭装置中气体气压减小 装置所受浮力减小 指针左偏实验原理 方法步骤 选择实验材料 选择观测指标 预测、分析实验结果 三、实验原理在解题过程中的应用 例5：肾上腺素能使血糖浓度升高。为了验证“胰岛素具有降低血糖胰高血糖素具有升高血糖”的作用，请以大白鼠活动状况为观察指标设计实验加以验证。
（一）实验材料和用具：大白鼠，生理盐水，生理盐水配制的适宜浓度胰高血糖素、胰岛素和肾上腺素溶液，葡糖糖溶液、注射器等。
（二）实验原理：胰岛素使机体的血糖浓度下降，当给动物注射大剂量的胰岛素时，动物因血糖浓度下降而导致昏迷，胰高血糖素和肾上腺素都能使机体血糖浓度升高，因而能抵抗胰岛素的作用，使因胰岛素作用而昏迷后的动物苏醒。
（三）实验步骤及预期结果
1、取10只长势相同正常大白鼠，随机编号标记；
2、任取2只大白鼠腹腔注射生理盐水作对照组，其活动都正常；
3、其余8只 ……
（三）实验步骤及预期结果 例6（06全国卷30题）
为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。
实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。
实验步骤和预测实验结果：
（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中，此时，叶片均浮在液面上。
（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。
（3）
·
·
分析预测的结果：给叶片提供CO2（稀NaHCO3 ）实验原理：光合作用产生的O2多于呼吸作用消耗的O2 叶片上浮 叶片只进行呼吸作用 叶片又逐渐下沉 消耗细胞间隙的O2 ，放出的CO2溶于稀NaHCO3光照下： 黑暗处：实验步骤和预测实验结果： 实验步骤和预测实验结果
（文字叙述） （3）将这两支试管放在日光灯下 ，照光一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。稀NaHCO3 管预测的结果：光合作用放O2多于呼吸作用耗O2 叶片上浮 呼吸作用消耗细胞间隙O2,放出的CO2溶于NaHCO3 叶片下沉 光照下： 黑暗处：蒸馏水管叶肉细胞间隙O2增加 缺乏CO2和O2，不进行光合作用和有氧呼吸叶肉细胞间隙缺乏气体 仍沉于底部 稀NaHCO3 管蒸馏水管叶肉细胞间隙缺乏气体 蒸馏水中缺乏O2，叶片不进行有氧呼吸 叶肉细胞间隙仍缺乏气体 仍沉于底部 分析（1）光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和O2，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。（2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部 。 分析预测的结果（文字叙述）光下绿叶吸CO2产生淀粉叶片（淀粉）遇碘变蓝石灰水吸收空气中CO2绿叶不能产生淀粉叶片遇碘不变蓝实验：验证CO2是光合作用的必要条件方案一实验：验证CO2是光合作用的必要条件方案二光下植物吸收CO2 放O2 右侧装置气压大于左侧 红色液滴左移光下绿叶光合作用吸收水中CO2放出O2实验：验证CO2是光合作用的必要条件O2积累在细胞间叶片上浮方案三陆生植物水生植物叶片特定颜色反应有色液滴移动叶片上浮 （08四川卷30.Ⅱ）为确定人体在运动时呼出气体中CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究：
作出假设：人体在运动时呼出气体中CO2浓度比静止时高。
实验过程：
①在3个烧杯中，分别注入100ml蒸馏水，测定其PH。
②实验者在安静状态（静坐2min）、中度运动（步行2min）以及剧烈运动（跳绳2min）后，立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体，测定PH。经多次重复实验，所得平均数据如下表：
该实验的原理是_________________________。 CO2在水中溶解后使水的pH下降。人在不同运动状态下产生的CO2不同，溶于水后也会导致pH不同，
（让受试者在不同运动状态下呼出气体到水中）
通过测定水pH的变化可以推测呼出气体中CO2浓度的变化。 实验原理： （2000山西卷）血液中的钙离子在血液凝固中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用。 一、实验材料和用具：家兔、生理盐水、酒精棉、适宜浓度的草酸钾溶液、适宜浓度的氯化钙溶液、试管、注射器（针管、针头）。二、实验步骤和实验结果： 第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水。第二步：
…
…用酒精棉消毒耳朵，用注射器静脉取血第三步： 立即将血液平均加入到A、B中，静 置一段时间结果： 不凝固 凝固第四步： 加入等量氯化钙溶液 结果： 凝固 仍凝固
研究所依据的科学道理
实验原理：
淀粉和蔗糖都是非还原糖。它们在酶的催化作用下都能水解成还原糖。还原糖能够与斐林试剂发生氧化还原反应，生成砖红色的氧化亚铜沉淀。
用淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖溶液，再用斐林试剂鉴定溶液中有无还原糖， 就可以看出淀粉酶能否催化这两种化学反应。例1：（学生实验五）
探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
该实验原理是：
某些化学试剂能够使生物组织中的有关有机化合物产生特定的颜色反应：
还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀
脂肪+苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）→橘黄色（或红色）
蛋白质+双缩尿→紫色反应
因此， 根据与某些化学试剂所产生的颜色反应，鉴定生物组织中糖、脂肪、蛋白质的存在。 （学生实验一）生物组织中
还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定
二、如何写实验原理 （1）相关理论知识 （3）检测手段（含观测指标） （2）大致的处理方案方法1、实验原理的内容 2、从方法步骤中提炼出实验原理书写原理时往往只针对实验组的处理和变化进行叙述，讲清前因后果。原理中要求写清对同一实验对象实施不同自变量处理时的变化。等组实验法：单组实验法：例2：（05全国卷30题）
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组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。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： 。 胰岛素具有降低血糖的作用。 体内胰岛素含量过高→血糖下降 →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。 （相关知识）（方案方法：↑胰岛素→观察→补充葡萄糖→观察）（观察指标：活动状况）实验原理：等组实验法例3：（学生实验七） 质壁分离及复原实验原理 浓蔗糖处理清水处理暗处：植物呼吸作用消耗密闭装置中的O2 ，产生的CO2被NaOH吸收例4：（市二月调考题第2问）探究植物地上部分
能否给地下部分供氧 分别检测保留植物的根和剪掉该植物的根两种状态下，同一个密闭装置中O2的消耗利用速度（以指针偏转一格所需时间计），就能确定植物地上部分能否向地下部分供氧。密闭装置中气体气压减小 装置所受浮力减小 指针左偏实验原理 方法步骤 选择实验材料 选择观测指标 预测、分析实验结果 三、实验原理在解题过程中的应用 例5：肾上腺素能使血糖浓度升高。为了验证“胰岛素具有降低血糖胰高血糖素具有升高血糖”的作用，请以大白鼠活动状况为观察指标设计实验加以验证。
（一）实验材料和用具：大白鼠，生理盐水，生理盐水配制的适宜浓度胰高血糖素、胰岛素和肾上腺素溶液，葡糖糖溶液、注射器等。
（二）实验原理：胰岛素使机体的血糖浓度下降，当给动物注射大剂量的胰岛素时，动物因血糖浓度下降而导致昏迷，胰高血糖素和肾上腺素都能使机体血糖浓度升高，因而能抵抗胰岛素的作用，使因胰岛素作用而昏迷后的动物苏醒。
（三）实验步骤及预期结果
1、取10只长势相同正常大白鼠，随机编号标记；
2、任取2只大白鼠腹腔注射生理盐水作对照组，其活动都正常；
3、其余8只 ……
（三）实验步骤及预期结果 例6（06全国卷30题）
为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。
实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。
实验步骤和预测实验结果：
（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中，此时，叶片均浮在液面上。
（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。
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（文字叙述） （3）将这两支试管放在日光灯下 ，照光一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。稀NaHCO3 管预测的结果：光合作用放O2多于呼吸作用耗O2 叶片上浮 呼吸作用消耗细胞间隙O2,放出的CO2溶于NaHCO3 叶片下沉 光照下： 黑暗处：蒸馏水管叶肉细胞间隙O2增加 缺乏CO2和O2，不进行光合作用和有氧呼吸叶肉细胞间隙缺乏气体 仍沉于底部 稀NaHCO3 管蒸馏水管叶肉细胞间隙缺乏气体 蒸馏水中缺乏O2，叶片不进行有氧呼吸 叶肉细胞间隙仍缺乏气体 仍沉于底部 分析（1）光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和O2，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。（2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部 。 分析预测的结果（文字叙述）光下绿叶吸CO2产生淀粉叶片（淀粉）遇碘变蓝石灰水吸收空气中CO2绿叶不能产生淀粉叶片遇碘不变蓝实验：验证CO2是光合作用的必要条件方案一实验：验证CO2是光合作用的必要条件方案二光下植物吸收CO2 放O2 右侧装置气压大于左侧 红色液滴左移光下绿叶光合作用吸收水中CO2放出O2实验：验证CO2是光合作用的必要条件O2积累在细胞间叶片上浮方案三陆生植物水生植物叶片特定颜色反应有色液滴移动叶片上浮 （08四川卷30.Ⅱ）为确定人体在运动时呼出气体中CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究：
作出假设：人体在运动时呼出气体中CO2浓度比静止时高。
实验过程：
①在3个烧杯中，分别注入100ml蒸馏水，测定其PH。
②实验者在安静状态（静坐2min）、中度运动（步行2min）以及剧烈运动（跳绳2min）后，立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体，测定PH。经多次重复实验，所得平均数据如下表：
该实验的原理是_________________________。 CO2在水中溶解后使水的pH下降。人在不同运动状态下产生的CO2不同，溶于水后也会导致pH不同，
（让受试者在不同运动状态下呼出气体到水中）
通过测定水pH的变化可以推测呼出气体中CO2浓度的变化。 实验原理： （2000山西卷）血液中的钙离子在血液凝固中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用。 一、实验材料和用具：家兔、生理盐水、酒精棉、适宜浓度的草酸钾溶液、适宜浓度的氯化钙溶液、试管、注射器（针管、针头）。二、实验步骤和实验结果： 第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水。第二步：
…
…用酒精棉消毒耳朵，用注射器静脉取血第三步： 立即将血液平均加入到A、B中，静 置一段时间结果： 不凝固 凝固第四步： 加入等量氯化钙溶液 结果： 凝固 仍凝固
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