2024高考生物一轮复习学案第2单元微专题2实验专题(人教版新教材).docx

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1、 【知识必备】一、实验设计遵循的原则(2)单一变量原则和等量原则(4)对照原则(为使实验结果有可信度，需设置对照组)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。例1 (2023安徽江淮十校联考)下列关于酶特性实验设计的叙述中，正确的是()A.验证酶的专一性时，自变量一定是酶的种类B.验证酶的高效性时，自变量是酶的浓度C.探究温度对酶活性影响时，自变量是温度D.探究酶催化作用的最适pH时，应设置过酸、过碱、

2、中性三组答案C解析验证酶的专一性时，自变量可以是酶的种类，也可以是底物的种类，A错误；验证酶的高效性时，自变量是催化剂的种类，B错误；探究温度对酶活性影响时，自变量是温度，C正确；探究酶催化最适pH时，过酸、过碱会使酶变性失活，使结果不精确，应设置酸性、中性、碱性多组不同pH的实验组，使实验尽可能精确，D错误。三、实验设计的基本程序实验设计程序：明确实验目的选择实验原理确定实验思路设计实验步骤预期实验结果得出实验结论。1.实验目的(1)验证性实验：寻找题干信息，一般写有“验证”，即为该实验的实验目的。(2)探究性实验：首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探究自变量对因变

3、量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。例2 (2023焦作市调研，节选)某生物兴趣小组以鱼腥藻为实验材料，利用如图所示装置，将光源分别置于距烧杯15 cm、25 cm、35 cm、45 cm处，观察每分钟产生的气泡数。请回答下列问题：图示实验的实验目的是_。答案探究光照强度对光合速率的影响。2.实验原理实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本套路概括为“已知条件找变量根据目的提结论依据材料判结果结论结果巧联系组织语言写原理”。例3 (2017全国卷，29改编)某科研机构发现了一种新型病毒，并对该病毒的遗传物质进行研究。请回答下列问题。(1)可用化

4、学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，原理是_。(2)可以用同位素标记法研究该病毒遗传物质种类，将宿主细胞放在含某种有放射性标记的核苷酸的培养基中培养，再用该病毒侵染被标记的宿主细胞，一段时间后收集子代病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸_(填“是”或“不是”)都需要标记，理由是_。答案(1)DNA含有的五碳糖是脱氧核糖且含碱基T，RNA含有的五碳糖是核糖且含碱基U，可以通过化学分析的方法，分析这种新型病毒遗传物质中五碳糖或含氮碱基的种类，据此判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA(2)不是若对各种核苷酸都进行放射性标记，则无论该新型病毒是DNA病毒还是RNA病毒，在子代病毒中均能检

5、测到放射性解析本实验的目的是探究该新型病毒遗传物质的种类。(1)病毒只有一种核酸，DNA或者RNA，二者在化学组成上的不同是DNA含有的五碳糖是脱氧核糖，RNA含有的五碳糖是核糖；DNA特有的碱基是T，RNA特有的碱基是U，因此，可以通过化学分析的方法，分析这种新型病毒的五碳糖或含氮碱基的种类，从而判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。(2)核苷酸包括两类，一类是脱氧核糖核苷酸，另一类是核糖核苷酸，培养基中，只需将脱氧核糖核苷酸或者核糖核苷酸进行放射性标记，如果都进行放射性标记，那么无论新型病毒的遗传物质是DNA还是RNA，收集到的子代病毒中均能检测到放射性，无法得出实验结论。3.实验假设假

6、设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可能的解释和说明。提出的假设可能正确，也可能错误，但必须能解释题目现象或与题干相符，一般情况下，若是实验中要求写出你的假设，我们应根据自己平常积累的知识，写出认为最可能的一种假设即可。例4 某校生物实验小组要对“动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水”进行实验探究，假如你是其中的一员，请分析回答下列问题：(1)实验假设是_。(2)请你说出作出该假设的依据：_。答案(1)动物细胞能通过渗透作用吸水或失水(2)动物细胞具有发生渗透作用的条件(或细胞膜有选择透过性，当细胞与外界

7、溶液接触时，膜两侧具有浓度差)4.实验思路思路是“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”。例5 (2019全国卷，29节选)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。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

8、期结果。答案实验思路：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。将上述经干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理作为实验组，另一组不做处理作为对照组，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。解析本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照，证明干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的；再设计在干旱条件下ABA处理组与非ABA处理组的对照，证明干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的。5.实验步骤步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求

9、“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：四、实验方案评价与修订例6 (2023江西临川一中调研)下表是某小组为探究“过氧化氢酶的活性是否受pH的影响”而设计的实验操作步骤(猪肝中含有过氧化氢酶)，请回答下列问题：操作步骤操作方法试管甲试管乙1加体积分数为3%的H2O2溶液2 mL2 mL2加质量分数为5%的盐酸溶液1 mL/3加质量分数为5%的氢氧化钠溶液/1 mL4加质量分数为20%的猪肝研磨液2滴2滴5观察相同时间内试管中产生的气泡数量(1)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：_，_。(2)在完成改进方

10、案后，若实验结果为_，则说明过氧化氢酶的活性受pH的影响。(3)如果本实验用出现定气泡数量所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越_。(4)如果将本实验的自变量换成温度来探究“过氧化氢酶的活性是否受温度的影响”，你认为是否合适？_，原因是_。答案(1)操作步骤1、4互换增加丙试管，在加入盐酸或氢氧化钠的步骤中换为加入1 mL蒸馏水，其他步骤与修正后的步骤相同(2)甲、乙两试管中产生的气泡数量少，丙试管中产生大量的气泡(3)低(或弱)(4)不合适过氧化氢会随温度升高分解速度加快，从而对实验结果造成干扰解析由本实验的目的可知，本实验的自变量为不同的pH，因变量是过氧化氢的分解速率

11、。(1)本实验应该有蒸馏水对照、过酸、过碱这三组，并且应该是自变量处理在前。(2)在完成改进方案后，若甲、乙两试管中产生的气泡数量少，丙试管中产生大量的气泡，则说明过氧化氢酶的活性受pH的影响；若甲、乙、丙3支试管中产生的气泡的情况基本一样，则说明过氧化氢酶的活性不受pH的影响。(3)如果本实验用出现一定气泡数量所需要的时间来表示酶的活性，那么所需的时间越长，酶的活性越低。(4)过氧化氢会随温度升高分解速度加快，从而对实验结果造成干扰，故不能用过氧化氢酶来探究温度对酶活性的影响。【精准训练】1.(2023广东茂名调研)生物实验中常需要设置对照，以下对照设置正确的是()A.研究细胞核功能的实验中

12、，将蝾螈受精卵横缢成有核和无核两部分B.验证酶的高效性实验中，设置肝脏研磨液和清水的对照实验C.植物细胞质壁分离实验中，需撕取两片紫色洋葱鳞片叶表皮设置对照D.T2噬菌体侵染细菌实验中，用35S、32P标记同一噬菌体的蛋白质和DNA答案A解析验证酶的高效性实验中，设置肝脏研磨液和无机催化剂的对照实验，B错误；植物细胞质壁分离实验中遵循的是前后自身对照，不需要单独设对照组，C错误；T2噬菌体侵染细菌实验中，不能用35S和32P标记同一噬菌体的蛋白质和DNA，应分别标记，D错误。2.(2023厦门外国语学校质检)为探究“影响胶原蛋白酶活性的因素”，某生物兴趣小组设计了一个实验方案，如表所示。回答下

13、列问题：试管底物和试剂实验条件1蛋白质X4 mL蒸馏水37 水浴；pH72蛋白质X4 mL胶原蛋白酶37 水浴；pH73蛋白质X4 mL胶原蛋白酶；pH34蛋白质X4 mL胶原蛋白酶0 水浴；pH(1)实验方案中处分别为_、_。(2)本实验的自变量是_，无关变量有_(至少答出两点)。(3)用双缩脲试剂检测上述4组实验后的溶液，溶液呈现紫色的试管有_。(4)为便于观察记录实验现象，需对蛋白质X进行特殊处理，使其_，实验就可以通过观察_推断酶活性的大小。答案(1)37 水浴7(2)温度和pH胶原蛋白酶的用量或浓度、蛋白质X的用量、保温时间(答出任意两点即可)(3)1、2、3、4(4)凝固成块状(答

14、出“呈现块状”即可)单位时间或相同时间内蛋白块大小的变化情况(或记录蛋白块消失所需的时间，必须有“时间”这一关键词)3.(2023哈师大附中调研)普通淀粉酶的最适温度在4060 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_(答出两点即可)等因素。结合题目信息，简要

15、写出探究该酶催化作用最适温度的实验思路：_。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解析大多数酶的化学本质是蛋白质，少数酶的化学本质是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。4.(2023山西师大附中质检)“多酶片”是经特殊工艺制成的双层药片，内层是肠溶衣(不易溶于胃液，可溶于肠液)包裹的胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，外层是糖衣(可溶于胃液)包裹

16、的胃蛋白酶。某同学为了验证多酶片中胃蛋白酶的作用，设计了以下实验。实验材料：多酶片，蛋白块，pH1.5的缓冲溶液，pH8.5的缓冲溶液，蒸馏水，恒温水浴箱，试管，烧杯等。(1)实验步骤制备胃蛋白酶溶液：取多酶片放入盛有pH为_的缓冲溶液的烧杯中，几分钟后糖衣溶解，取上层溶液备用；取试管A加入适量_溶液，试管B加入等量pH1.5的缓冲溶液作为对照；分别加入大小相同的蛋白块，在37 恒温水浴箱中保温30分钟。(2)预测结果和结论预测结果：_，B试管蛋白块基本不变。结论：多酶片中胃蛋白酶可以催化蛋白质的水解。(3)分析、讨论多酶片可用于治疗消化不良。为充分发挥多酶片的作用，使用时应_(填“整片吞服”

17、或“嚼碎服用”)。答案(1)1.5步骤中的上层(胃蛋白酶)(2)A试管的蛋白块体积比B试管的小(或A试管的蛋白块体积变小/消失)(3)整片吞服解析(1)多酶片外层糖衣可溶于胃液，故选用pH为1.5的缓冲液。验证酶的作用，自变量是酶的有无，实验组应加入步骤中的上层溶液。(2)因变量的检测指标是蛋白块被分解的情况，A试管中的胃蛋白酶将蛋白块分解，蛋白块变小或消失。(3)嚼碎多酶片，很多酶与胃液接触后失活，故需要整片吞服，使得酶在合适的环境中被释放出来发挥作用。5.(2023江西赣州十五县市期中)蜂蜜中富含维生素、氨基酸与蛋白质、果糖与葡萄糖等营养物质。蜂蜜中淀粉酶活性是衡量蜂蜜品质的重要指标，蜂蜜

18、在加工过程中，酶活性常常发生变化。科学家以新鲜椴树蜂蜜为实验材料，经过不同加工条件处理后，在相同条件下检测蜂蜜中的淀粉酶活性(淀粉酶活性以淀粉酶值表示，即1 g蜂蜜中的淀粉酶在一定条件下可催化1%淀粉溶液分解的量，单位：毫升)，结果如下表所示。请回答： 加工温度 淀粉酶值加工时间30 40 50 60 70 1 h10.910.910.98.38.32 h10.910.910.98.36.53 h10.98.36.55.05.0(1)淀粉酶的化学本质是_。淀粉酶只能催化淀粉水解，说明酶具有_。(2)本实验的名称是_。(3)实验结果表明，淀粉酶活性在_条件下会下降。(4)在测定淀粉酶值时，将一定

19、体积、加工后的蜂蜜与淀粉溶液及其他试剂混合，在适宜条件下反应一段时间后，观察淀粉的水解情况。有人怀疑“实验中淀粉的水解可能是由于淀粉溶液本身不稳定而自发水解，不一定与蜂蜜中的淀粉酶有关”。针对此怀疑，在测定淀粉酶值时，设计的对照组实验为_。(5)国家标准规定合格蜂蜜产品淀粉酶值应在8以上。根据上述实验结果，提出加工蜂蜜的一条具体建议是_。答案(1)蛋白质专一性(2)探究加工温度和加工时间对蜂蜜中淀粉酶活性(淀粉酶值)的影响(3)加工温度较高、加工时间较长(4)用等量的蒸馏水替换实验组中的蜂蜜，用相同的方法测定淀粉酶值(5)30 、40 条件下加工不超过3小时，50 、60 条件下加工不超过2小

20、时，70 条件下加工不超过1小时(答出其一即可) 解析(1)淀粉酶的化学本质是蛋白质，淀粉酶只能水解淀粉，说明酶具有专一性。(2)由表可知，该实验的自变量是加工温度和加工时间，所以本实验探究的是加工温度和加工时间对蜂蜜中淀粉酶活性(淀粉酶值)的影响。(3)由表可知，淀粉酶活性在加工温度较高、加工时间较长条件下会下降，即加工温度越高、加工时间越长，淀粉酶值越小，淀粉酶活性越低。(4)要验证该怀疑，可设计对照实验。对照实验的设计为用等量的蒸馏水替换反应体系中的蜂蜜，再用相同的方法测定淀粉酶值，排除淀粉自发水解对实验的影响。(5)国家标准规定合格的蜂蜜产品淀粉酶值应在8以上。根据表格实验结果，建议蜂蜜在30、40 条件下加工不超过3小时，在50 、60 条件下加工不超过2小时，在70 条件下加工不超过1小时。