（选考）2021版新高考生物一轮复习 实验技能（二） 变量梯度设置在实验中的应用学案 新人教版

1 实验技能实验技能 二二 变量梯度设置在实验中的应用变量梯度设置在实验中的应用 普通淀粉酶的最适温度在 40 60 之间 而极端耐热淀粉酶在 100 仍能保持较高 的活性 因此在生产上具有更为广泛的应用前景 请回答有关问题 1 要鉴定该酶的化学本质 可将该酶液与 混合 若反 应液呈 色 则该酶的化学本质为蛋白质 2 测定淀粉酶活性时 应选择 作为该酶作用的底物 反应液中应加入 溶液以维持其酸碱度稳定 3 设计实验探究极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度 此实验中除自变量和因变量外 还需要考虑 指 出两点即可 等因素 结合题目信息 简要写出探究该酶催化作用最适温度的实验思路 解析 大多数酶是蛋白质 少数酶是 rna 要鉴定该酶的化学本质 可将该酶液与双 缩脲试剂混合 若反应液呈紫色 则该酶的化学本质为蛋白质 答案 1 双缩脲试剂 紫 2 淀粉 酸碱 缓冲 3 淀粉溶液的浓度和含量 ph 及添加试剂的量 实验操作顺序等 在 40 和 100 之间每隔一定温度设置一个实验组 其他实验条件适宜且保持一致 以反应液和碘 液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度 1 概述 变量梯度指自变量相邻两次取值之间的差值大小 即自变量每次变化的幅度 生物实 验中常见的变量梯度有 ph 梯度 温度梯度 浓度梯度等 2 过程分析 1 在合适范围内取值 生物体或细胞生活在特定的环境中 研究某因素对生物或细胞 的影响时 自变量应在它能发挥作用的范围内取值 如确定生长素类似物促进扦插枝条生 根的适宜浓度 生长素浓度应在 10 12 10 8 mol l 范围内 变量梯度应相差一个数量级 2 梯度大小设置要适宜 梯度过小 看不出变化 实验组数增多 增加了操作难度 梯度过大 实验结果不准确 如探究唾液淀粉酶的最适 ph 预测其数值应在 7 0 左右 ph 梯度设为 0 4 即共做五组实验 其缓冲液 ph 分别为 6 2 6 6 7 0 7 4 7 8 2 3 根据实验目的确定变量梯度的大小 若进行定性分析 梯度设置可稍大些 如探究温度对光合作用的影响 一般情况下 植物在 30 左右时 光合作用最强 我们既要研究温度降低时光合作用强度的变化 也 要研究温度升高时的变化 温度梯度设置如下 0 10 20 30 40 若要进行定量分析 梯度设置应小些 如探究光合作用的最适温度 温度梯度设置 如下 24 27 30 33 36 4 在实际操作中 为避免因梯度设计不当 造成人力物力方面的浪费 我们可以设计 一个预实验 每组之间梯度适当加大一些 当找到一个大致的适宜范围后 再在这个范围 内缩小每组之间梯度值 最后测出一个准确范围 1 某生物兴趣小组用迎春枝条作实验材料 做了探究 萘乙酸 naa 促进插条生根 最适浓度实验的预实验 结果如下图 请根据预实验结果 设计进一步的探究实验 1 材料用具 生长旺盛的一年生迎春枝条若干 烧杯 量筒 培养皿 naa 蒸馏水 等 2 配制溶液 配制浓度依次为 溶 液浓度梯度为 0 5 ppm 的 naa 溶液 9 份 并编号 1 9 3 实验步骤 第一步 第二步 第三步 一天后取出枝条分别进行扦插 第四步 每天对扦插枝条的生根情况进行观察记录 4 请设计本实验的观察记录表 5 该实验应控制好两个主要的无关变量 具体方法是 解析 根据预实验的结果 可确定进一步探究的浓度范围是 2 6 ppm 再根据题中要 求浓度差为 0 5 ppm 可确定要配制的浓度梯度为 2 ppm 2 5 ppm 3 ppm 3 5 ppm 4 ppm 4 5 ppm 5 ppm 5 5 ppm 6 ppm 共 9 个不同的浓度 填写实验步骤时 应遵循随 机分组 浸泡 培养 扦插 统计的思路进行解答 该实验的无关变量应从实验材料 处 理时间 温度等方面考虑 3 答案 2 2 ppm 2 5 ppm 3 ppm 3 5 ppm 4 ppm 4 5 ppm 5 ppm 5 5 ppm 6 ppm 3 将迎春枝条随机均分为 9 份 将 9 份枝条的基部分别浸泡在 1 9 号 naa 溶液中 4 如下表 naa 浓度 ppm 生根条数 天数 22 533 544 555 56 1 2 3 5 各组枝条处理时间长短一致 所用植物材料尽可能做到生长状况一致 2 低温迫使植物细胞产生大量对细胞有害的过氧化产物 如脂质过氧化产物 mda 超氧化物歧化酶 sod 能够消除过氧化产物 从而增强植物的抗冷性 研究人员进行了 水 杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响 实验 步骤及结果如表所示 据表回答下列问题 组别处理培养温度 sod 活性 u g min 1 25 的蒸馏水浇灌 25 7 3 2 9 4 3 5 的 0 5 mmol l 水杨酸浇灌 5 10 3 4 5 的 1 0 mmol l 水杨酸浇 灌 5 11 6 5 5 的 1 5 mmol l 水杨酸浇灌 5 13 6 6 5 的 2 0 mmol l 水杨酸浇灌 5 8 5 7 5 的 2 5 mmol l 水杨酸浇灌 5 7 9 8 5 的 3 0 mmol l 水杨酸浇灌 5 6 5 1 表中 是 是 实验设计时每组取 50 株水稻幼苗 而不是 1 株 目的是 2 本实验需要控制的无关变量有 至少写 两点 3 组别 1 和 2 对照可得结论是 组别 2 8 可得到的结论是 4 在 5 条件下 2 0 mmol l 的水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响是 填 增强 或 减弱 4 请根据 5 条件下的实验结果 完成水杨酸浓度与 sod 活性关系的坐标折线图 解析 1 2 组与 3 8 组之间应形成对照 根据单一变量原则 表中 应为 5 的蒸 馏水浇灌 是 5 实验对象多可避免偶然性 使实验结果更准确 2 除自变量以外 对实验结果有影响的变量均为无关变量 比如蒸馏水和水杨酸的浇灌量 培养时间 幼苗 发育情况等 3 组别 1 与 2 之间的变量为温度 且低温时 sod 活性较大 说明环境温度降 低时 水稻幼苗自身可增强抗冷性 分析 2 8 组 sod 活性可知 在一定范围内随着水杨酸 浓度的增加 水稻的抗冷性增强 当水杨酸浓度增加到一定值时 水稻的抗冷性开始减弱 与 2 组比较可知 在 5 条件下 2 0 mmol l 的水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响是减弱 4 根据表格中的实验结果 在坐标图中描点连线即可 同时注意横纵坐标一定要标上 答案 1 5 的蒸馏水浇灌 5 避免偶然性 减少误差 使实验结果更准确 2 蒸 馏水和水杨酸的浇灌量 光照强度 培养时间 幼苗的发育情况等 3