高考生物实验专题科学探究复习(上)课件

科学探究专题复习（上）(2015年新课标卷Ⅰ）29.为了探究不同光照处理对植物光合作用的影响，科学家以生长状态相同的某种植物为材料设计了A、B、C、D四组实验。各组实验的温度、光照强度和CO2浓度等条件相同、适宜且稳定,每组处理的总时间均为135s，处理结束时测定各组材料中光合作用产物的含量。处理方法和实验结果如下：A组：先光照后黑暗，时间各为67.5s；光合作用产物的相对含量为50%B组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为7.5s；光合作用产物的相对含量为70%。C组：先光照后黑暗，光照和黑暗交替处理，每次光照和黑暗时间各为3.75ms（毫秒）；光合作用产物的相对含量为94%。D组（对照组）：光照时间为135s；光合作用产物的相对含量为100%。回答下列问题：（1）单位光照时间内，C组植物合成有机物的量

（填“高于”、“等于”或“低于”）D组植物合成有机物的量，依据是

；C组和D组的实验结果可表明光合作用中有些反应不需要

，这些反应发生的部位是叶绿的

。高于C组只用了D组一半的光照时间，其光合作用产物的相对含量却是D组的94%光照基质一、高考命题动态(2016年新课标Ⅰ卷，T39)空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下：①配制培养基（成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）；②制作无菌平板；③设置空白对照组和若干实验组，进行相关操作；④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。

回答下列问题：

（2）步骤③中，实验组的操作是

。将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间

一、高考命题动态（2017年课标I卷，3】通常片中叶绿素含量下降可作为其衰老的检测指标。为研究激素对叶片衰老的影响，将某植物离体叶片分组，并分别置于蒸馏水、细胞分裂素（CTK）、脱落酸（ABA）、CTK+ABA溶液中，再将各组置于光下。一段时间内叶片中叶绿素含量变化趋势如图所示。据图判断，下列叙述错误的是A．细胞分裂素能延缓该植物离体叶片的衰老B．本实验中CTK对该植物离体叶片的作用可被ABA削弱C．可推测ABA组叶绿体中NADPH合成速率

大于CTK组D．可推测施用ABA能加速秋天银杏树的叶由绿变黄的过程一、高考命题动态(2017年新课标Ⅰ卷，T29)（10分）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）一、高考命题动态(2017年新课标Ⅱ卷，T37)豆豉是大豆经过发酵制成的一种食品。为了研究影响豆豉发酵效果的因素，某小组将等量的甲、乙两菌种分别接入等量的A、B两桶煮熟大豆中并混匀，再将两者置于适宜条件下进行发酵，并在32h内定期取样观测发酵效果。回答下列问题：（3）如果在实验后，发现32h内的发酵效果越来越好，且随发酵时间呈直线上升关系，则无法确定发酵的最佳时间；若要确定最佳发酵时间，还需要做的事情是________。延长发酵时间，观测发酵效果，最好的发酵效果所对应的时间即为最佳发酵时间一、高考命题动态(2019年新课标Ⅰ卷，T29)（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果。

取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。一、高考命题动态(2019年新课标Ⅱ卷，T37)物质W是一种含氮有机物，会污染土壤。W在培养基中达到一定量时培养基表现为不透明。某研究小组欲从土壤中筛选出能降解W的细菌（目标菌）。回答下列问题。（3）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验进一步确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论，即_______________。将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基上，若细菌能生长，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源

一、高考命题动态(2019年新课标Ⅲ卷，T29)氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。回答下列问题。（2）农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（NH4﹢）和硝态氮（NO3﹣）。已知作物甲对同一种营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中NH4﹢和NO3﹣的吸收具有偏好性（NH4﹢和NO3﹣同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论________。实验思路：配制营养液（以硝酸铵为唯一氮源），用该营养液培养作物甲，一段时间后，检测营养液中NH4﹢和NO3﹣剩余量。预期结果和结论：若营养液中NO3﹣剩余量小于NH4﹢剩余量，则说明作物甲偏好吸收NO3﹣；若营养液中NH4﹢剩余量小于NO3﹣剩余量，则说明作物甲偏好吸收NH4﹢。一、高考命题动态(2019年海南卷，T27)在适宜条件下，测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如图所示（a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率）。回答下列问题。

（3）王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。一、高考命题动态

实验思路将长势相同的某植物根细胞平均分为甲、乙两组，分别向甲、乙两组中加入相同适宜浓度的b物质，甲组放在正常有氧呼吸的条件下，乙组加一定量的呼吸抑制剂，将甲乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养相同时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散选择题和非选择题都有考查，非选择题中必做题和选做题都有考查。教材实验在高考中简单的再现型考查占的比重不大，重点考查实验分析、实验评价和实验设计。如考查对实验现象的解释、预测实验结果、推导实验结论、图表数据的处理、已有方案的评价与修正等，以实验设计考查为核心内容。一、高考命题动态二、科学探究的基本方法1.观察法有明确的目的，正确的观察方法，观察要全面，及时做好观察记录。2.调查法

明确调查目的和调查对象，制定合理的调查方法，对调查过程如实记录，对结果整理分析，收集和分析资料，从中寻找答案。二、科学探究的基本方法

二者性质相同，都是问题的答案。假设是你认为的问题的答案，不一定对；结论肯定是问题的答案。3.实验法生物科学是一门实验科学，利用实验的方法进行科学探究是现代生物学的重要方法问题分析提出假说方案设计预期结果实验结果进行实验假说成立符合否定假说不符二、科学探究的基本方法

假设和结论的关系：

预期结果和实验结果的关系：

二者性质相同，都是看得见的证据。预期结果是你期望出现的看得见的证据，实验结果是真实的看的见的证据。结果与结论的关系：

结果是证据，结论是问题的答案。辨析几对关系三、实验探究题的答题策略明确实验目的分析实验原理提出实验思路描述实验步骤预期实验结果得出实验结论实验目的四要素实验性质自变量

实验对象

因变量实验目的就是要探究问题或要验证的某一事实。实质是建立自变量与因变量的直接联系（一）明确“实验目的”自变量：因变量：无关变量：变量：指在实验中__________的因素。在实验中，由实验操作者_________的变量人为改变在实验中，随着________的变化而变化的变量。因变量一般都应有容易检测的指标。自变量除________以外能使实验对象发生变化的其他因素。自变量实验对象：指在实验中要接受某种因素处理的实验材料。可以变化①验证性实验：验证、证明、证实②探究性实验：探究、研究、了解实验性质：注意区分：验证实验/探究实验自变量/因变量的数目自变量的操纵方法/因变量和检测指标【例1】

（2020年莆田市质检，T29）（3）小麦“午睡”现象还与叶片中的D1蛋白含量密切相关。现有研究表明：“强光照会导致D1蛋白含量下降，而植物激素水杨酸(SA)能减小D1蛋白含量下降的幅度”。请以小麦为实验材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路。实验性质实验对象因变量自变量自变量①根据题目文字信息，找出实验目的。（一）明确“实验目的”因变量错误实验性质不清楚实验对象错（一）明确“实验目的”步骤加入物质试管Ⅰ

试管Ⅱ试管Ⅲ1注入新鲜唾液1mL1mL1mL2注入盐酸1mL//3注入NaOH溶液/1mL/4注入清水//1mL5注入可溶性淀粉液2mL2mL2mL637℃水浴5min7滴加斐林试剂2滴2滴2滴8观察现象ABC【例2】某同学正在按下表的顺序进行实验操作该实验的目的是：

。探究pH值（酸碱度）对酶活性的影响

②根据实验步骤、装置或实验现象，推断实验目的。（一）找准“实验目的”的四要素【例3】下图表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植株放在透光的不同钟罩内，以下关于本实验目的的叙述中最准确的是________。（一）明确“实验目的”【例4】

（2010江苏卷）某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下：材料处理：称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份．每份l0g。剪碎后分成两组，一组置于20℃、另一组置于-20℃条件下保存24h。DNA粗提取：第一步：将上述材料分别放人研钵中，各加入l5mL研磨液，充分研磨。用两层纱布过滤。取滤液备用。第二步：略第三步：略DNA检测结果如下：实验目的：

。

探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响

（一）明确“实验目的”书写实验目的范式：“验证X（自变量）对（实验对象）的Y（因变量）的××作用”“探究X（自变量）对（实验对象）的Y（因变量）的影响或作用”“探究X1（自变量1）和X2（自变量2）对（实验对象）的Y（因变量）的影响或作用”“探究X（自变量）对（实验对象）的Y1（因变量1）和Y2（因变量2）的影响或作用”（一）明确“实验目的”【例5】（2013年浙江，31）某同学为研究甲状腺的功能，提出以下实验思路：①将若干只未成年小鼠分为2组；甲组：不切除甲状腺（假手术）乙组：切除甲状腺②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠的耗氧量和体长，并记录。③对测得的数据进行统计分析。（要求与说明：假手术指手术但不切除甲状腺；耗氧量用单位时间的氧气消耗量表示；实验持续时间合适；实验条件均适宜。）请回答：（1）实验目的是：

。探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育的影响（一）明确“实验目的”【例6】

（2011年福建卷,26）回答下列Ⅰ、Ⅱ题

Ⅰ.机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感，主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18（IL-18）能促进免疫细胞的增殖和分化，提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究，方法如下：选取若干实验小鼠，随机分成三组：①组无辐射损伤；②组辐射损伤（60Co照射，下同）；③组先辐射损伤，1天后注射IL-18。14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养，在培养了0h、12h、24h、48h后，进行细胞凋亡检测，得到的细胞凋亡相对值如下表：(3)科研小组还设置了第④组实验，方法是先注射IL-18，3天后进行辐射损伤，14天后的实验操作同前三组。与第③组相比，设置第④组的目的是______。组别处理方法0h12h24h48h①无辐射损伤0.0460.0560.0480.038②辐射损伤0.4600.4200.5300.520③辐射损伤+IL–180.2390.2650.2790.269比较/探究核辐射前后注射IL-18对抑制脾细胞凋亡的影响（一）明确“实验目的”【例7】(2012广东)29.（节选）兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02～0.06mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0～8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。课题名称：

。探究木瓜蛋白酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH

（一）明确“实验目的”三、实验探究题的答题策略明确实验目的分析实验原理提出实验思路描述实验步骤预期实验结果得出实验结论【例8】

（2008年海南卷，21）回到下列Ⅰ、Ⅱ题：Ⅰ．为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的实验材料，完成下列实验步骤并回答问题：实验材料：距2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液、喷壶等。（4）该实验原理是：

。赤霉素有促进细胞伸长使植株增高的作用。用赤霉素处理植株后，可以显著增加植株的高度，据此可以验证该大豆品种矮化特性与赤霉素的含量有关。（二）分析“实验原理”自变量引起因变量变化的依据检测因变量的依据操作自变量的依据【例9】（2013年浙江，31）某同学为研究甲状腺的功能，提出以下实验思路：①将若干只未成年小鼠分为2组；甲组：不切除甲状腺（假手术）乙组：切除甲状腺②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠的耗氧量和体长，并记录。③对测得的数据进行统计分析。（要求与说明：假手术指手术但不切除甲状腺；耗氧量用单位时间的氧气消耗量表示；实验持续时间合适；实验条件均适宜。）请回答：（3）分析与讨论：①用耗氧量作为检测指标的依据是

。②切除甲状腺后，小鼠体长变化的原因是

。甲状腺激素促进新陈代谢，此过程需消耗氧甲状腺激素缺乏，小鼠生长发育停滞（二）分析“实验原理”【例10】(2016年新课标卷Ⅱ）31.BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表：（2）表中X代表的颜色应为

（填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”），判断的依据是

。试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离（cm）20遮光*1008060402050min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。黄色水草不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号试管（二）写“实验原理”的三要点高考题中的实验原理一般都来自教材，你对考纲中规定的17个基础实验及选修的实验的原理熟悉吗？生物铭师堂：①高中生物：16个实验原理大解析②高中生物学实验原理书写例析（二）分析“实验原理”三、实验探究题的答题策略明确实验目的分析实验原理提出实验思路描述实验步骤预期实验结果得出实验结论变量分析YK

X实验变量

(自变量）反应变量

(因变量）无关变量

(影响实验

，非目的）施加改变

(加、减法）观测指标平衡和消除

（相同且适宜）（三）实验设计的“变量”分析思考1：如何证明植物光合作用需要在光照条件下进行？自变量：光照(“有无”)因变量：光合作用光合作用产物的生成淀粉积累O2释放底物的减少CO2消耗1.自变量的控制和因变量的观测方法（三）实验设计的“变量”分析萨克斯（德国）实验碘蒸汽48小时光照2小时酒精脱色检测指标一：淀粉的检验（三）实验设计的“变量”分析检测指标二：O2的检验好氧菌（分布和数量）（1）恩格尔水绵实验（三）实验设计的“变量”分析思考：1.实验的观测指标是什么？2.烧杯内是为什么要加入NaHCO3溶液3.为什么要用橡皮泥垫着漏斗的下端使漏斗和烧杯底部分开？4.如何验证光合作用产生气体为O2？（2）水生植物金鱼藻实验：气泡数量/产生O2总量为光合作用提供CO2实现液体的循环收集、检测（三）实验设计的“变量”分析溴麝香草酚蓝溶液（BTB）检测指标三：溶解CO2（三）实验设计的“变量”分析【例11】(2016年新课标卷Ⅱ,31）BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表：试管编号1234567水草无有有有有有有距日光灯的距离（cm）20遮光*1008060402050min后试管中溶液的颜色浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色（三）实验设计的“变量”分析自变量：光合作用光照(“多少”)因变量：思考2：将上述实验转化为：“探究不同光照强度对光合作用的影响”？淀粉+I2：

颜色的深浅O2：

收集O2体积好氧菌数量叶片浮起的数量、上浮时间CO2：BTB溶液颜色变化（三）实验设计的“变量”分析【例12】(2006年全国卷）为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中分别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）

。（4）

。分析预测的结果：（三）实验设计的“变量”分析【例12】为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中分别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）

。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。（三）实验设计的“变量”分析【例12】为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中分别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）

。（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（三）实验设计的“变量”分析分析预测的结果：（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。（三）实验设计的“变量”分析思考3：探究某植物光合作用所需的最适光照强度？自变量：光合作用光照(“梯度”)因变量：（三）实验设计的“变量”分析【例13】2018北京西城节选为研究胸腺素能否预防LPS（细菌毒素）导致的神经损伤。研究者提出两种实验方案。方案一：实验组小鼠在出生后连续四天注射适量胸腺素，对照组注射等量无菌生理盐水。第九天时，对实验组全部小鼠和对照组的半数小鼠注射等量的LPS，另外半数对照组的小鼠注射等量的无菌生理盐水。第三周对小鼠脑组织进行细胞学检测，比较各组小鼠脑部海马区神经T细胞、新生神经元的数量。方案二：实验组小鼠在出生后连续四天注射一定量的LPS，对照组注射等量无菌生理盐水。第九天时，对实验组半数小鼠注射适量的胸腺素，另外半数的实验组小鼠和对照组全部小鼠注射等量的无菌生理盐水。第三周的处理方式和检测内客同方案一。请评价两个实验方案的优劣，并陈述埋由。理由：因为要验证胸腺是否具有预防作用，所以应该对实验组小鼠先行注射胸腺，方案一符合要求；方案二是实验组先汁射LPS，验证的不是预防而是是否能治疗。自变量：施加变量的顺序评价：方案一是正确的实验方案。（三）实验设计的“三变量”项目控制内容实验材料处于相同的实验状态（如数量、