第14单元 实验探究与分析专题.doc

第十四单元 实验探究与分析专题乐清二中 杨学哲【考点解读】1知识要点从近几年高考实验题型变化来看，借助实验方法创设新情境，考查同学们的实验思维能力成为命题趋势。主要考查同学们是否理解实验原理和会分析实验结果，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。因此，在复习过程中，我们要特别重视实验分析和设计，要求我们对每一个实验都要弄清楚实验目的、原理，熟悉实验器材，掌握实验方法和步骤，既要重视实验结果，更应该重视对结果的分析，学会从正、逆两个方向进行推导，能正确处理数据，对结果进行整理和计算，得出正确结论，且能处理非预期的现象。2探究性生物学实验的设计方法纵观近几年高考生物学实验，由于探究性实验更能全面考查考生的知识储备和科学素养，因而受高考命题者青睐。探究性生物学实验应当在明确实验要求、目的的前提下，遵循实验设计“操作方便、程序合理，药品节约，依据现象推测结论”的原则进行设计。一般可分为以下几个环节。（1）理论假设的提出根据题目要求，确定实验的条件即实验变量X，实验中要注意控制“变量”，即唯一一个对实验结果可能产生影响的变量。在此基础上提出理论假设，它常常可以描述为：“当条件X存在时，事件P（实验现象）可能发生：当条件X改变时，若事件P发生，能得出何结论；若事件P不发生，又能得出何结论”。（2）设计探究性假设分五个实验步骤进行：实验准备，包括必要的实验器材和实验药品的准备；满足条件X，设计一个实验，观察事件P能否发生；条件X改变，设计一个实验，观察事件P能否发生，发生的程度如何？设计对照实验。对照实验设计时必须遵循的原则，对照的常用方法有以下几种：空白对照：不给对照组任何处理因素；条件对照：虽然给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的实验因素；自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行；相互对照：不单独设立对照组，而是几个实验组相互对照；梳理，实验是否遵循“单因子变量”“平行重复”原则。（3）观察、记录和结论仔细观察并准确记录实验现象，并根据实验现象作出相应的结论，一般规律是：若条件X存在事件P能发生，条件X改变事件P不能发生（或发生程度改变），结论是若条件X存在事件P能发生，条件X改变事件P能发生（或发生程度改变），结论是若条件X存在事件P不能发生，条件X改变事件P能发生（或发生程度改变），结论是【例题剖析】例1 探究酸碱度对酵母菌酒精发酵酶促反应速度的影响实验用具：烧杯、注射器8支、带有橡皮塞抽去空气的试管4支、干酵母粉、蔗糖、配制好的pH分别为5、6、7、8的缓冲液实验步骤：用开水配制10%蔗糖溶液100mL，冷却到室温（26）后，加入4克干酵母粉，10min后，依次完成步骤，观察并记录。实验记录：产生2mL气体体积量（以针筒推柄上升的mL数为产气量，见右图）所需要的时间如下表：pHpH=5pH=6pH=7pH=8时间（s）8767.5（1）完成实验步骤：；。（2）实验结论：。（3）回答问题：实验过程中为什么要等到蔗糖溶液冷却后再加入干酵母粉？。产生的CO2主要来自。解析 这是一道实验操作、分析题，重点考查学生设计实验的能力。根据题意，在配置好10%的蔗糖溶液后，要用高温灭菌，如果不把蔗糖溶液中的细菌等微生物杀死，就会影响酵母菌发酵的结果。在题目中，待蔗糖溶液降温至26时，加入干酵母粉4g，10min后才进行下一步实验的原因是让加入到蔗糖溶液中的干酵母有一个恢复活力的过程。接下来的实验步骤见参考答案，但在实验中一定要注意：在加入蔗糖溶液和酵母菌的混合液和缓冲液时，应先加入缓冲液，使酵母菌一进入试管就处于一定的pH条件下，便于在不同实验条件下比较。答案 （1）取4只试管分别标上A、B、C、D（或1、2、3、4）；分别用注射器吸取不同pH的缓冲液各2mL分别注入4只试管中；再分别用4只注射器吸取含有酵母菌的蔗糖溶液各2mL，同时分别注入上述4只试管中，并开始记时；观察每只试管上的注射器针筒推柄上升2mL时所需要的时间，并记录该时间。 （2）实验结论：酵母菌酒精发酵酶促反应速率受溶液酸碱度的影响，pH为7时，酶促反应速度最快，随pH的减小或增大，酶促反应速率都会减弱 （3）防止酵母菌死亡和酶遇到高温失活（或变性）无氧呼吸例2 现有一种由人工膜制成的袋，为检测淀粉和碘能否透过该膜，现提供试剂和用品如下：铁架台，烧杯和人工膜袋各一个，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和棉线。（1）请用上述试剂和用品，设计一个实验装置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通过该膜，请用示意图表（加图注）。（2）实验结果预测及分析。解析 本题属于考查探究能力的题目，要求学生对未知答案问题进行研究。能力上主要考查学生，在一定条件下，设计简单的生物学实验的能力，以及根据实验条件、实验方法、推测实验结果的能力。本题给出的“人工膜”，其性质是“未知的”，要求学生依据给定的条件去鉴定、分析。根据渗透吸水原理的知识，要探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通过“人工膜”，需要设计一个渗透装置。对实验结果的预测和分析必须严密。应注意两点：一是必须以预测的实验现象为依据，分析淀粉和碘能否通过该膜的结论。二是对各种可能出现的实验现象，都必须作出预测和分析。答案 （1）略 （2）袋内外液体均不变蓝，表明淀粉和碘均不能通过。袋内外液体均变蓝，表明淀粉和碘均能通过。袋内液体变蓝，袋外液体不变蓝，表明碘能通过，淀粉不能通过。袋外液体变蓝，袋内液体不变蓝，表明碘不能通过，淀粉能通过。例3 质粒是基因工程中常用的运载体，存在于许多细菌及酵母菌等生物中。请根据原理和材料用具，设计实验选择运载体质粒，明确质粒的抗菌素基因所控的抗菌素类别。实验原理：作为运载体的质粒，须有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因，故含有抗菌素抗性的细菌，其质粒才可用作运载体。材料与用具：青霉素、四环素的10万单位溶液、菌种试管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、蒸馏水、恒温箱等。方法步骤：第一步：取三个含细菌培养基的培养皿并标1、2、3号，在酒精灯旁，用三支注射器分别注入1mL蒸馏水、青霉素液、四环素液，并使之在整个培养基表面分布均匀。第二步：；第三步：。预期结果：；。解析 本题考查学生对细菌培养技术的了解和掌握。同时考查了学生对实验过程的把握能力，及对实验的分析判断能力。要解决好本题除了了解有关细胞的生理知识外，还必须了解选修教材细菌培养技术及以及质粒作为运载体必须具备的条件有标记基因（抗生素抗性基因），而只有具有相应抗性基因的细菌，才能在含有相应抗生素的培养基上生长，否则不能生长。答案 第二步：将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火焰旁接种，并对三个培养皿分别接种；第三步：将接种后的三个培养皿放入37恒温箱24h预期结果：1号培养皿正常生长，2、3号培养皿中细菌能存活者说明有抗性基因，反之则无； 2、3号中仅2号存活，说明该细菌有青霉素抗性基因； 2、3号中仅3号存活，说明该细菌有四环素抗性基因；2、3号中都有存活，说明该细菌质粒上有两种抗性基因。【能力训练】一、选择题1下面是一组探究生物体内主要有机物存在与否的鉴别实验，按表中数字顺序，下列各项表示正确的是（ ）待检物质试剂颜色反应蛋白质双缩脲脂肪红色斐林试剂砖红色DNA蓝色A葡萄糖、苏丹、紫色、二苯胺B蔗糖、苏丹、紫红色、碘液C还原糖、苏丹、蓝紫色、硫酸铜D果糖、苏丹、紫色、二苯胺2将一株在黑暗中放置24h的植物，切断其叶片中部的叶脉并光照2h，检验发现叶片下部有淀粉而上部无淀粉，该实验证明（ ）A光合作用需要光照 B光合作用需要二氧化碳C光合作用需要水 D叶脉能运输淀粉3丝瓜的花是单性花，某同学用正常的丝瓜雌花验证生长素的作用。设计的做法是：1号花开花前套上纸袋，花开后给雌蕊柱头涂一定浓度的生长素；2号花开花后人工授粉。此设计的缺陷是（ ）A2号花未套纸袋 B缺乏自然传粉的雌花C2号花未涂生长素 D缺乏只套袋处理的雌花 4某同学做测定酶促反应速率和温度关系的实验：用开水配置10%的蔗糖溶液100mL，冷却至室温后，加入4g干酵母，10min后用4支注射器吸取上述溶液，并未吸入空气，再将注射器插到橡皮塞上，分别放在水温为30、40、50、60的水浴中，分别记下4min内发酵产生的气体体积量（以针筒推柄上升的毫升数为产气量）3mL、6mL、35mL、25mL。下列说法不正确的是（ ）A用开水配置蔗糖溶液是为了减少水中的含氧量B冷却后加入干酵母是为了防止酵母菌死亡C注射器不能吸入空气是为保证本实验无氧呼吸的顺利进行D在本实验的基础上改变4支注射器中液体的pH，可探索pH对酶促反应速率的影响5为了解宇宙空间条件对种子发芽的影响，科技小组用在太空飞行了2周后返回地面的油菜和美国芦笋种子进行萌发实验，实验分两组：太空组（S组），即用进入“太空”后的种子；地面组（G组）即选用自然条件下保存的种子。在各组中又充加O2和不充加O2两种实验，结果见下表，从结果看空间组发芽比地面组高，通过比较哪两组数据获得此结论（ ）组别空间组（S组）发芽率（%）地面组（G组）发芽率（%）S + O2SG + O2G油菜948337268美国芦笋9158590804ASO2与S BS与GO2CS与G或SO2与GO2 D油菜组与芦笋组6下列有关叶绿体和光合作用的几个简单的小实验，你认为哪一个结果有科学性错误（ ）A叶绿素的丙酮提取液放在自然光源和三棱镜之间，从三棱镜的一侧观察连续光谱中变暗（或出现黑带）的区域是红光和蓝紫光区B温暖晴朗的一天下午，在某植物向阳处采得一片叶，用酒精隔水加热脱色，用碘液处理后做成切片，在显微镜下观察被染成蓝色的结构是叶绿体C高倍镜下观察叶绿体在细胞质基质中能向光集中移动，强光下以较小的侧面对向光D在天气晴朗的一天上午的10左右，用钻有直径为1cm左右小孔的锡箔纸将田间一株植物的叶片夹住，下午2时左右取下这片叶，用酒精隔水加热脱色，用碘液处理，7下面列出了几种某校的生物科技活动小组研究确定矿质元素X是否为植物所必须的实验方案，其中最科学的设计是（ ）（1）以土壤为基质盆栽，浇缺少元素X的完全营养液；（2）以沙土为基质盆栽，浇缺少元素X的完全营养液；（3）只用缺少元素X的完全营养液培养，不用基质；（4）以土壤为基质盆栽，浇蒸馏水；（5）以沙土为基质盆栽，浇完全营养液；（6）只用完全营养液培养，不用基质；（7）只用含元素X的营养液培养，不用基质；（8）只用蒸馏水培养，不用基质；A以（4）为实验组，（1）为对照组 B以（7）为实验组，（8）为对照组C以（3）为实验组，（6）为对照组 D以（2）为实验组，（5）为对照组8在一个“淀粉琼脂”培养基上的5个圆点位置，分别用不同方法处理，将此实验装置放于37恒温箱中，保温处理24小时后，将碘液滴在培养基的5个圆点上，其实验结果记录于下表：淀粉圆点实验处理方法碘液处理后的颜色反应新鲜唾液与盐酸混合蓝黑色煮沸的新鲜唾液蓝黑色接种面包霉棕黄色只有新鲜唾液？只有一定浓度的蔗糖溶液？请指出和所发生的颜色反应，以及接种的面包霉的分泌物分别是（ ）A棕蓝色、棕黄色、淀粉酶 B蓝黑色、棕黄色、麦芽糖酶C棕黄色、蓝黑色、淀粉酶 D棕黄色、蓝黑色、麦芽糖酶9动植物在代谢过程中产生的过氧化氢，对机体是有毒的。机体通过过氧化氢酶催化过氧化氢迅速分解成氧气而解毒。为此，某同学设计了如下实验探究“植物体内有关过氧化氢酶的活性问题”。将各种植物的器官各称取3g，切成小薄片，放入试管中，编号后进行实验。序号植物材料名称3mL13%H2O2反应现象反应速率产生气泡多少1+缓慢少量2马铃薯块茎+迅速大量3苹果果实+慢不多4胡萝卜直根+快多5白菜叶柄+较快较多从以上实验可得出以下结论，其中不正确的是（ ）A上述几种植物器官的催化效率从高到低依次是马铃薯、胡萝卜、白菜、苹果B试管1在本实验中起空白对照的作用C不同植物组织器官中过氧化氢酶的活性不同D马铃薯块茎中过氧化氢酶的含量高10要将土壤中的自生固氮菌与其它杂菌分离出来，应将它接种在何种培养基上（ ）A无氮源，有抗生素 B无氮源，无抗生素C有氮源，有抗生素 D有氮源，无抗生素二、非选择题11新收获的稻米煮出的饭香气诱人，但是不法商贩也可以用陈稻米抛光增白，上油后以假乱真，欺骗消费者。新稻米过氧化氢酶活性明显高于陈稻米。植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢（H2O2）存在下能把某些酚类化合物如愈创木酚氧化成红褐色物质，简单表示为：，其颜色的深浅与酶活性呈正相关。请你帮助完成为食品卫生质量检验人员设计一个检测稻米新鲜程度的简易实验。实验目的：实验原理：实验材料：新稻米、陈稻米（数量足够）试剂和用具：1%愈创木酚，1%过氧化氢（H2O2），具塞试管、培养皿、移液管，观察颜色的放大镜等。实验步骤：（1）让稻米事先浸有1%愈创木酚：具体做法是，然后分别用移液管往两试管内加入1%愈创木酚溶液，浸没大米，盖上试管塞用力振荡20下，静置一段时间后，弃掉多余液体。（2）将浸有1%愈创木酚的稻米分别倒入两个具有相同编号的培养皿中，用镊子摊开，然后。（3） 。结果预测：。结论：。12科学家发现生长在高温、强光照和干旱环境中的植物气孔关闭，C4植物能利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用，C3植物则不能。取自然热带不同环境下的甲、乙两种长势良好、状态相似的草本植物，已知甲是C4植物，乙不知其光合作用固定CO2的类型。请利用一个密闭大玻璃钟罩，完成初步判别乙植物是C3植物还是C4植物的实验。原理：。方法：将植物甲和植物乙一同栽种于密闭钟罩下，给予条件培养，连续若干天记录它们的生长情况。预期结果：。对结果的分析：。（2）对于以上的分析，用显微镜从形态学方面加以进一步验证。方法：制作乙植物的叶片过叶脉横切的临时切片，用显微镜观察。结论：如果视野中看到，则乙是C3植物；如果看到的是，则乙是C4植物。（3）研究性学习小组欲观察两种植物光合作用形成的淀粉在叶片内位置有何不同，用碘液对叶片染色后制成的横切片在显微镜下