2024届苏教版高中生物一轮复习微专题2实验专题讲座课件

这是一份2024届苏教版高中生物一轮复习微专题2实验专题讲座课件，共31页。PPT课件主要包含了4对照原则，实验假设，4互换，低或弱，不合适，猪小肠蔗糖，双缩脲试剂，酸碱缓冲等内容，欢迎下载使用。
一、实验设计遵循的原则
(2)单一变量原则和等量原则
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] (2022·扬州中学模拟)植物体中的氧气除了来自光合作用以外，还可以来自H2O2的分解，过氧化氢酶能分解H2O2并产生氧气，氧气能氧化焦性没食子酸呈橙红色，过氧化氢酶在高于60 ℃环境中失活。为探究马铃薯块茎中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表，实验中对无关变量进行了有效控制。下列相关叙述错误的是(　　)
A.1号管为对照组，其余三个试管是实验组B.实验中需要控制的无关变量与H2O2的自然分解有关C.若3号管显橙红色，需对照才能推测马铃薯块茎中存在过氧化物酶D.无论马铃薯块茎中是否存在过氧化物酶，4号管不显橙红色
解析　分析题干信息可知，过氧化氢在过氧化氢酶作用下会分解产生氧气，氧气能氧化焦性没食子酸呈橙红色，用颜色来判断过氧化氢是否被分解产生氧气。该实验的自变量为马铃薯块茎提取液，故加入正常马铃薯块茎提取液的3号管为实验组，其他都为对照组，A错误；实验中需要控制的无关变量与H2O2的自然分解有关，B正确；实验设置必须遵循对照原则，3号与1、2号对照，3号管、2号管显橙红色，1号不变色，证明马铃薯提取液中存在过氧化物酶，C正确；4号试管中加入的是煮沸冷却后马铃薯块茎提取液，即使里面有过氧化物酶也在煮沸时失活了，因此无论马铃薯块茎中是否存在过氧化物酶，4号管不显橙红色，D正确。
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。
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2] (2017·全国卷Ⅰ，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)可用化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，原理是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
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)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_______________________________________________________________________________________________________________________________。
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。
假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3] 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：______________________________________________________________________________________________________。
动物细胞能通过渗透作用吸水或失水
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4] (2019·全国卷Ⅰ，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。
四、实验方案评价与修订
[例5] 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：
(1)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请写出改进方案：①___________________，②______________________________________________________________________________________________。(2)在完成改进方案后，若实验结果为____________________________________________________________________________________________________，则说明过氧化氢酶的活性受pH的影响。
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
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)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_________________________________________________________________________________________。
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。(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。
1.(2023·江苏临泽中学阶段检测)下列是以酵母菌为材料进行的实验，相关叙述错误的是(　　)A.用酵母菌发酵酿制果酒时，将果汁装入发酵瓶中，要留有约1/3的空间B.探究酵母菌的呼吸方式时，将葡萄糖溶液煮沸，可去除溶液中的O2C.探究酵母菌种群数量变化，用吸管吸取培养液滴在计数室，盖上盖玻片D.探究酶的催化作用具有高效性，可设置新鲜的酵母菌液和FeCl3溶液做对比
解析　用酵母菌发酵酿制果酒时，将果汁装入发酵瓶中，要留有约1/3的空间，瓶中的氧气能促进酵母菌的繁殖，A正确；探究酵母菌的呼吸方式时，需要设置无氧条件，除密封外，还需将葡萄糖溶液煮沸以去除溶液中的O2，B正确；在探究酵母菌种群数量变化实验中，对酵母菌进行计数时，先在血细胞计数板的计数室上盖上盖玻片，再用吸管吸取培养液滴在盖玻片边缘，让培养液自行渗入，C错误；酵母菌中含过氧化氢酶，能催化过氧化氢分解，因此可利用新鲜的酵母菌液和FeCl3溶液做对比，探究酶的催化作用具有高效性，D正确。
2.(2022·江苏灌南高级中学阶段模拟)研究小组利用下列实验材料、试剂和实验装置，进行“验证酶具有专一性”的实验。可供选择的材料与试剂：猪小肠蔗糖酶(最适温度为50 ℃)、唾液淀粉酶(最适温度为37 ℃)、质量分数为5%的麦芽糖溶液、质量分数为5%的蔗糖溶液、质量分数为5%的淀粉溶液等。实验装置：
注：二糖、单糖都不能透过所用半透膜，水可以透过。
请回答下列问题：(1)实验步骤：①U形管A侧加入20 mL质量分数为5%的麦芽糖溶液，B侧加入20 mL质量分数为5%的________溶液，一段时间后观察到A、B两侧液面齐平。②A、B侧均加入等量且适量的______________酶，水浴锅温度设为______ ℃，一段时间后观察A、B两侧液面变化。(2)预期实验结果：A侧液面________(填“上升”“下降”或“不变”)，B侧液面________(填“上升”“下降”或“不变”)。
(3)实验步骤②中，一段时间后若分别取U形管A、B侧溶液，加入斐林试剂水浴加热，则A侧溶液________砖红色沉淀(填“出现”或“不出现”)，B侧溶液________砖红色沉淀(填“出现”或“不出现”)；该结果________(填“能”或“不能”)验证酶具有专一性。
解析　(1)①U形管A侧加入20 mL质量分数5%麦芽糖溶液，B侧加入20 mL质量分数5%蔗糖溶液，一段时间后观察到A、B两侧液面齐平。②A、B两侧均加入等量适量的蔗糖酶，蔗糖酶对于蔗糖的水解具有专一性，水浴锅设为50 ℃，一段时间后观察A、B两侧液面变化。(2)预测实验结果：蔗糖被分解成葡萄糖和果糖，而蔗糖酶不能催化麦芽糖水解，故导致B侧渗透压升高，液面上升，A侧液面下降。(3)实验步骤②中，一段时间后分别取U形管A、B侧溶液，加入斐林试剂水浴加热，麦芽糖、果糖和葡萄糖都是还原糖，A侧和B侧溶液均出现砖红色沉淀，该结果不能验证酶具有专一性。
3.(2023·哈师大附中调研)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。