微专题3　实验专题讲座-2026版一轮复习

微专题3实验专题讲座【知识必备】一、实验设计遵循的三大基本原则(1)单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜，如生物材料(大小、生理状况、年龄、性别等)相同、实验器具(型号、洁净程度等)相同、实验试剂(用量、浓度、使用方法等)相同和条件(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)相同。(2)对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同)，以便减小实验误差。常用的对照方法包括：空白对照、自身对照、条件对照、相互对照(也叫对比实验)。(3)平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。二、实验设计中的变量分析自变量的处理方法①“加”或“减”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺法。②“换”：例如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。[典例1](2024·河南名校联盟)实验设计应注重科学性、遵循实验设计原则。下列有关生物学实验的叙述，正确的是()A.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，自变量为催化剂，因变量为O2生成量B.探究“温度对酶活性的影响”实验，可选用唾液淀粉酶，并且需要设计空白对照组C.探究“pH影响酶活性”的实验，可选用胃蛋白酶，在pH为6～8范围设置不同实验组D.探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖答案D解析“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，自变量为催化剂的种类和有无，因变量为O2生成速率，A错误；探究“温度对酶活性的影响”实验，可选用唾液淀粉酶，不需要设计空白对照组，不同温度可以形成相互对照，B错误；胃蛋白酶在pH为6～8范围内失活，C错误；探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖来证明，D正确。三、实验设计的热考题型1.实验思路的规范书写思路是“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言简意赅”。比如：用某种方法处理某种材料，观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”，显示自变量和因变量，对无关变量表述时，应注意体现“相同且适宜”。[典例2](2024·重庆南开中学调研)脲酶能够将尿素分解成二氧化碳和氨(氨溶于水后形成铵根离子)。某研究人员利用一定浓度的尿素溶液进行了铜离子对脲酶活性的影响实验，得到如图所示结果。请回答下列问题：(1)科学家萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶的结晶，并用多种方法证明了脲酶的我用夸克网盘分享了「与您分享-国家、地方、行业、团体标准」，点击链接即可保存。打开「夸克APP」，无需下载在线播放视频，畅享原画5倍速，支持电视投屏。链接：/s/45a9f612fe59提取码：t9EX联系qq:1328313560我的道客巴巴：/634cd7bd0a3f5a7311db139533c20794

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化学本质是________________。(2)图示实验的自变量为________________________________________；实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，脲酶的活性________。图中显示，脲酶作用的最适温度范围是________℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，请写出实验设计的基本思路：_______________________________________________________________________________________________________________。(3)幽门螺杆菌是导致胃炎的罪魁祸首，该微生物也可以产生脲酶，并分泌到细胞外发挥作用，该微生物合成脲酶的过程中参与的细胞器是________________。13C呼气试验检测系统是检测幽门螺杆菌的有效方法，被测者先口服用13C标记的尿素，然后向专用的呼气卡中吹气留取样本，即可以准确地检测出被测者是否被幽门螺杆菌感染。请简要说明13C呼气试验检测的原理：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)蛋白质(2)温度和铜离子浓度降低40～60在不加入铜离子(或铜离子浓度一定)的情况下，在温度为40～60℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率(3)核糖体幽门螺杆菌会产生脲酶，脲酶能将尿素分解成NH3和13CO2，如果检测到被测者呼出的气体中含有13CO2，则说明被测者被幽门螺杆菌感染解析(1)萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。(2)题图中温度和铜离子浓度是实验中人为改变的量，属于自变量，实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，产生的铵根离子减少，说明脲酶的活性降低。图中显示，脲酶在50℃时活性最高，所以脲酶作用的最适温度范围是40～60℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，在不加入铜离子(或铜离子浓度一定)的情况下，在温度为40～60℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率，尿素分解速率最高时的温度为脲酶作用的最适温度。(3)幽门螺杆菌是原核生物，脲酶是蛋白质，其合成场所是核糖体。被测者口服用13C标记的尿素，如果感染幽门螺杆菌，幽门螺杆菌会产生脲酶，则尿素会被分解成NH3和13CO2，则其呼出的气体中含有13CO2。2.正确书写实验步骤步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致”。必须体现“自变量”如何设置，“因变量”如何获得，“无关变量”如何保证相同且适宜。实验步骤设计的一般程序：3.实验方案评价与修订[典例3](2024·广东肇庆期末)为验证pH对唾液淀粉酶活性的影响，某同学具体的实验操作步骤如下：①在1～5号试管中分别加入0.5%的唾液1mL。②分别向1～5号试管中加入0.5%的淀粉液2mL。③向各试管中加入相应的缓冲液3mL，使各试管中的pH依次稳定在5.60、6.20、6.80、7.40、8.00。④将1～5号试管均放入37℃温水中恒温水浴。⑤反应过程中，每隔1min从第3号试管中取出一滴反应液滴在比色板上，加1滴碘液显色。待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果如表所示。试管编号12345pH5.606.206.807.408.00颜色＋＋＋橙黄色＋＋＋注：“＋”表示蓝色程度。(1)实验设计中，因变量是________________。实验过程中选择37℃恒温的理由是_________________________________________________________________。(2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明______________________________________________________________________________________________________。(3)如果反应速率过快，应当对唾液进行怎样的处理？__________________________________________________________________________________________。(4)该同学的操作中有一处错误，请改正：__________________________________________________________________________________________________。(5)该实验得出的结论是___________________________________________。答案(1)颜色变化保证温度恒定，排除温度对实验结果的干扰；37℃是唾液淀粉酶的最适催化温度(2)淀粉已经完全分解(3)适当稀释唾液(4)将步骤③移到②之前(5)唾液淀粉酶催化的最适pH约为6.80，高于或低于此值，酶的活性都会降低【真题感悟】(2021·湖北卷，21)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂(与酶可逆结合，酶的活性能恢复)；另一类是不可逆抑制剂(与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复)。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用。实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋(人工合成半透膜)，试管，烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，现提出以下实验设计思路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。(1)实验设计思路取________支试管(每支试管代表一个组)，各加入等量的酶A溶液，再分别加入等量________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。(2)实验预期结果与结论若出现结果①：______________________________________________________。结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。若出现结果②：____________________________________________________。结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。若出现结果③：_____________________________________________________。结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。若出现结果④：___________________________________________________。结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。答案(1)2甲物质溶液、乙物质溶液(2)透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高透析前后，两组的酶活性均不变加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变加甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高解析(1)酶的抑制剂主要有两种类型，一种是可逆抑制剂，另一种是不可逆抑制剂。已知甲、乙两种物质(能通过透析袋)对酶A的活性有抑制作用，欲探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型，可设计以下实验：取两支试管，每支试管中加入等量的酶A溶液，向一支试管中加入一定量的甲物质溶液(记为M组)，向另一支试管中加入一定量的乙物质溶液(记为N组)，一段时间后，测定M、