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    2020版生物新导学大一轮北师大版讲义:第三单元细胞的能量代谢实验技能二

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    2020版生物新导学大一轮北师大版讲义:第三单元细胞的能量代谢实验技能二

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    (经典高考题)为了验证叶片在光合作用和细胞呼吸过程中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O2CO2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_________________________________________________________审题关键信息这里的气体是指O2CO2还是O2CO2如果把气体理解成O2CO2设置实验步骤就需要考虑光合作用能产生O2光合作用能消耗CO2有氧呼吸能产生CO2有氧呼吸能消耗O2四种情况相当复杂信息NaHCO3稀溶液是CO2的缓冲液其作用是为光合作用提供原料也能确保CO2保持相对稳定据此处气体指的是O2信息真空泵在步骤(2)中已经用到信息暗培养箱和日光灯两种装置所给的实验步骤中没有用到补充的实验步骤中必须用到暗培养箱对应于有氧呼吸能消耗O2日光灯下对应于光合作用能产生O2但是先暗培养箱处理还是先日光灯处理还无法判定信息含有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管形成对照实验蒸馏水组为对照组信息步骤(2)中叶片均下沉到试管底部如果先暗培养箱处理就观察不到明显的现象所以应该先光照处理日光灯下产生O2能使叶片浮起来然后再暗培养箱处理消耗O2能使叶片沉到试管底部从而确定后续实验步骤答案 实验步骤和预测实验结果(3)将这两支试管放在日光灯下光照一段时间结果NaHCO3稀溶液中叶片上浮蒸馏水中叶片仍在试管底部(4)再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间结果NaHCO3稀溶液中叶片下沉蒸馏水中叶片仍在试管底部分析预测的结果(1)光照下NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用释放出的氧气多于细胞呼吸消耗的氧气叶肉细胞中的氧气增加叶片上浮而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气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氧气放出的二氧化碳溶于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氧气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解析 根据给出的用品有蒸馏水和NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料),可以将其设计为一个实验变量:NaHCO3稀溶液可以为光合作用提供CO2,蒸馏水不能提供CO2,所以在有光的条件下,叶片在NaHCO3稀溶液中可以进行光合作用,在蒸馏水中则不能。再根据给出的实验用具有暗培养箱和日光灯,又可以设计出一个实验变量:在日光灯照射下叶片的光合作用和细胞呼吸同时都在进行,在暗培养箱中叶片只进行细胞呼吸。分析题目已给出的实验步骤(1),找出其中的变量是把相同的叶片放入蒸馏水和NaHCO3稀溶液的不同环境中进行了平行对照。因此接下来我们要继续做的是利用好光照黑暗这个变量。(3)把两支试管都放在日光灯下,光照一段时间。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。以验证叶片在光合作用和细胞呼吸过程中有气体的产生和消耗。以上是光合作用和细胞呼吸都进行时气体的产生和消耗情况,只有细胞呼吸时气体的产生和消耗如何验证呢?(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。实验设计中(3)把两支试管都放在日光灯下与(4)再将这两支试管放在暗培养箱中进行了前后对照。结果分析:在有光的条件下,NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用的同时也进行细胞呼吸,但光合作用放出的O2多于细胞呼吸消耗的O2,叶肉细胞间隙中的O2量增加,叶片比重减小,叶片上浮。再将其放在暗培养箱中后,叶片光合作用停止,不再释放O2,但细胞呼吸仍在进行,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,比重增加,叶片下沉。错解例析错例1(3)将这两支试管放在日光灯下光照一段时间结果NaHCO3稀溶液中叶片上浮蒸馏水中叶片仍在试管底部说明光合作用产生了气体(4)再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间结果NaHCO3稀溶液中叶片下沉蒸馏水中叶片仍在试管底部说明细胞呼吸消耗了气体错因分析没有看清题目要求要求写出预测的实验结果并不是实验结论因此应只描述出结果即可不需要画蛇添足错例2(3)将这两支试管放在暗培养箱中一段时间结果NaHCO3稀溶液中叶片下沉蒸馏水中叶片仍在试管底部(4)再将这两支试管放在日光灯下光照一段时间NaHCO3稀溶液中叶片上浮蒸馏水中叶片仍在试管底部错因分析实验步骤颠倒导致第(3)步没有明显的实验现象实验失败实验方案的完善题型属于半开放试题在解决这类试题时要充分获取题目中所给的信息包括实验要求和实验用具并注意模仿或借鉴题干中已给出的实验方法和步骤在全面掌握实验整体思路和方法的基础上再去补充和完善实验具体操作如下1联系实验原理读懂实验目的构思实验的整体思路2结合对照实验的一般步骤(下图)简化已给出的实验步骤对比寻找缺陷3模仿补充实验步骤(1)当已给实验步骤有多个变量时通过拆分法减少实验变量遵循单一变量原则构建多组实验模式如图例如要验证光合作用需要叶绿体和光照两个条件已给出的实验步骤为1号试管加入叶绿体的蔗糖悬浮液5 mL并给予光照处理那么补充的实验步骤应为2号试管加入叶绿体的蔗糖悬浮液5 mL并遮光处理3号试管加入蔗糖溶液5 mL并给予光照处理      (2)当自变量到因变量的逻辑推理因中间环节被忽视而难以得出结论时再加入某些因素处理进行设计予以进一步确认实验结果的发生是自变量处理所致模式如图例如要验证胰岛素具有降低血糖的作用给出的实验是A组小鼠注射适量的胰岛素溶液B组小鼠注射等量的生理盐水一段时间后A组小鼠出现四肢无力活动减少甚至昏迷等症状B组小鼠活动状况无变化以上实验还难以说明胰岛素具有降低血糖的作用还应补充实验步骤给出现症状的A组小鼠补充一定量的葡萄糖后症状消失这样才能进一步说明胰岛素是通过降低血糖导致了该症状的出现实验才更有说服力1为研究雄性家兔体内睾酮(ST一种雄性激素)与生长激素(GH)含量的关系某研究小组进行了以下实验(手术过程不影响结果)请补充完成方案并回答问题研究课题雄性家兔ST含量对GH含量的影响实验假设______________________________________________________实验步骤(1)1月龄体重相同的健康雄性家兔分为甲乙两组每组6测定和记录每只家兔血液中_____________________________________________________________________(2)甲组兔切除性腺乙组兔____________________(3)在相同且适宜的条件下饲养1个月测定和记录___________________________结果预测测定时间ST浓度(μg/mL)GH浓度(μg/mL)甲组乙组甲组乙组前测m1m1n1n1后测m2m2n2n2 分析讨论(1)要使实验更严谨在上述步骤之后还应给甲组家兔注射_______________乙组家兔注射_______________然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度并求各组的__________(2)与后测比进一步实验处理后甲组GH浓度________乙组GH浓度不变(3)根据预测结果请举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法________________答案 实验假设ST含量的增加能使GH含量下降实验步骤(1)STGH的浓度(2)不切除性腺(不做处理)(3)每只家兔血液中STGH的浓度分析讨论(1)适量ST溶液 等量生理盐水 平均值(2)下降(3)切除性腺(或阉割)(其他合理答案也可)解析 由实验数据可知该实验目的:探究STGH的含量的关系。实验步骤:(1)分组,测定和记录每只家兔血液中原有STGH的浓度。(2)对两组家兔的处理:甲组切除性腺,乙组为对照组即不切除性腺。(3)在相同的条件下饲养1个月后,依次测定和记录每只家兔血液中STGH的浓度。分析讨论:(1)要使实验更严谨,可再给甲组家兔注射适量ST溶液,乙组家兔注射等量生理盐水,然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度,求两组的平均值。(2)由后测数据可得进一步实验处理后的结果:甲组GH浓度下降,乙组GH浓度不变。(3)由实验数据可得,促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法:切除性腺(或阉割)2必需氨基酸的种类和含量是评价奶粉营养价值高低的主要标准赖氨酸是人体内的必需氨基酸缺乏则会影响人体内蛋白质的合成导致营养不良赖氨酸是否也是小白鼠体内的必需氨基酸请根据给出的实验原理利用以下材料用具进行探究材料用具20只生长发育状况相同的正常幼年小白鼠分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸不含蛋白质和氨基酸的食物称量器(如天平) (1)实验原理必需氨基酸是动物体内不能合成的只能从食物中获取的氨基酸当动物体内缺乏必需氨基酸时会出现营养不良体重增加缓慢等现象 (2)实验步骤配食配制食物A取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物加入含量和比例适宜的20种氨基酸配制食物B________________________________________________________________________分组________________分别称其体重饲喂在相同且适宜的环境中饲喂两组小鼠甲组每天饲喂食物A__________________观察________________________________________________________________________(3)结果预测及结论________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案 (2)另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物加入除赖氨酸以外的19种氨基酸其含量和比例与食物A中相同 20只小白鼠随机均分成甲乙两组乙组每天饲喂等量的食物B 分别测量甲乙两组小白鼠的体重并计算体重增加量(3)若两组小白鼠营养状况和体重基本相同说明赖氨酸不是小白鼠的必需氨基酸 若乙组小白鼠出现营养不良体重减轻等症状甲组正常说明赖氨酸是小白鼠的必需氨基酸解析 实验步骤:配食:配食时,是否含有赖氨酸是自变量,其他19种氨基酸和食物中其他成分的含量和比例是无关变量,无关变量应保持一致且适宜,所以取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入含量和比例适宜的20种氨基酸配制成食物A,作为对照组;另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入除赖氨酸以外的19种氨基酸,其含量和比例与食物A中相同,配制成食物B,作为实验组。分组:将20只小白鼠平均分成甲、乙两组,分别称量其体重,记录并计算平均值。饲喂:饲喂过程中是否含有赖氨酸的食物是自变量,其他的培养条件是无关变量,无关变量应保持一致且适宜,因此甲组每天饲喂适量的食物A,乙组每天饲喂与食物A等量的食物B,两组小白鼠其他饲养条件相同且适宜。观测:分别测量甲、乙两组小白鼠的体重,并计算体重增加量。实验结果预测及结论:若两组小白鼠营养状况和体重基本相同,说明赖氨酸不是小白鼠的必需氨基酸;若乙组小白鼠出现营养不良、体重减轻等症状,甲组正常,说明赖氨酸是小白鼠的必需氨基酸。

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