人教版高考生物一轮总复习必修1第2单元实验探究系列2实验原理的分析学案

(2020·山东济南模拟)现有A、B、C三瓶外观一样但没有标签的溶液，已知三种溶液是质量浓度为0.1 g/mL的蔗糖溶液、0.3 g/mL的蔗糖溶液和0.1 g/mL的葡萄糖溶液。某同学利用下图所示的装置设计了两组实验。(注：图中半透膜允许溶剂和葡萄糖分子通过，不允许蔗糖分子通过)

实验Ⅰ：同时将等量的A液和B液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，左侧的液面升高且不下降；

实验Ⅱ：将等量的B液和C液分别放入U形管的左、右两侧，一段时间后，液面发生了下列变化：右侧先升高后降低。

(1)本实验应用的原理是______________。

(2)根据实验现象得出结论：A液是________________，B液是__________________。

【思路导引】

解析：(1)根据题干信息和实验装置图可分析出该实验应用的原理是渗透作用。(2)实验Ⅰ中左侧液面升高，说明由右侧B溶液通过半透膜进入左侧A溶液的水分子多，并且液面不下降，表明A、B两溶液均是蔗糖溶液，且A溶液的浓度大于B溶液的浓度，故A是0.3 g/mL的蔗糖溶液，B是0.1 g/mL的蔗糖溶液；实验Ⅱ中，右侧液面先升高说明一开始由左侧B溶液渗透进入右侧C溶液的水分子多，但随后右侧液面下降，说明左侧B溶液中又进入溶质分子，浓度进一步升高，导致由右侧C溶液中渗透到左侧B溶液中水分子多，由此判断C是0.1 g/mL的葡萄糖溶液。

答案：(1)渗透作用　(2)0.3 g/mL的蔗糖溶液　0.1 g/mL的蔗糖溶液

1．某同学有喝牛奶的习惯，在学习了细胞的化合物知识后，他想知道牛奶中有无还原糖和蛋白质。下面是其未设计完的实验，请帮助他完成实验设计。

实验目的：探究某品牌牛奶中有无还原糖和蛋白质。

实验原理：_______________________________________。

材料用具：略。

实验步骤：请补充表格中a、b、c、d处内容：

(1)a.___________；b._____________；c._____________；d.______________。

(2)请预测A、D两支试管的现象及其结论：

A：_________________________________________________。

D：________________________________________________。

(3)分析该实验设计：

试管A和________形成对照实验，对照组为____________，目的是______________________。

答案：实验原理：利用颜色反应检测牛奶中有无还原糖和蛋白质　(1)蛋白质　1 mL NaOH溶液　水浴加热　4滴CuSO4溶液　(2)若出现砖红色沉淀，则牛奶中含有还原糖，否则牛奶中不含还原糖　若出现紫色，则牛奶中含有蛋白质，否则牛奶中不含蛋白质　(3)试管B、C　试管B和试管C　通过对照探究牛奶中是否含有还原糖

2．(2020·山东烟台模拟)甲型流感病毒(IAV)是一种会感染人和动物并引发严重呼吸道疾病的病毒。为寻找防控IAV的新思路，科研人员以小鼠为实验对象，研究了高脂肪低糖类(KD)的饮食对抵御IAV感染的效果。研究人员用不同的饲料喂养小鼠，7天后再用一定浓度的IAV感染小鼠。统计小鼠的生存率，以及细胞毒性T细胞和γT细胞(一种新型T细胞)的相对数量，结果分别如图1和图2所示。请回答问题：

(1)实验组小鼠应用______________饲料饲喂。分析图1结果显示________________________，说明实验组饮食方案可以增强小鼠抵御IAV感染的能力。由图2可知，与对照组相比，实验组的细胞毒性T细胞的数量______________，而γT细胞的数量__________________。

(2)研究人员推测，γT细胞在KD饮食增强小鼠抵御IAV感染能力方面发挥主要作用。已知A基因是决定γT细胞分化成功的关键基因，为了验证该推测，科研人员构建了A基因敲除小鼠，继续进行实验。请写出简要的实验设计思路和预期结果。

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

___________________________________________________________。

(3)小鼠肺部黏液能捕获病毒，抵御感染。科研人员发现，(1)中实验组小鼠肺部黏液生成细胞数目高于对照组，而KD饮食的A基因敲除小鼠的检测结果与(1)的对照组无显著差异。综合上述实验结果，推测KD饮食增强小鼠抵御IAV感染的机理是_____________________________________________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

_______________________________________________________________。

解析：(1)该实验是为了研究高脂肪低糖类(KD)的饮食对抵御IAV感染的效果，实验的自变量是饮食中是否含高脂肪低糖类(KD)，所以实验组小鼠应用高脂肪低糖类(KD)饲料饲喂。分析图1结果显示，IAV感染3天后，实验组的生存率显著高于对照组，说明实验组饮食方案可以增强小鼠抵御IAV感染的能力。由图2可知，与对照组相比，实验组的细胞毒性T细胞的数量无明显变化，而γT细胞的数量显著增加。(2)为了验证A基因是决定γT细胞分化成功的关键基因，实验的自变量是小鼠种类，即A基因敲除小鼠和普通小鼠；因变量是小鼠生存率；而KD饮食是无关变量，应相同且适宜。实验设计的思路：取若干A基因敲除小鼠(甲组)和若干普通小鼠(乙组)，都用(等量)高脂肪低糖类(KD)饲料饲喂，饲喂7天后再用一定浓度的IAV感染两组小鼠，定期统计两组小鼠的生存率。因为A基因是决定γT细胞分化成功的关键基因，如果γT细胞增强了小鼠抵御IAV感染的能力，实验预期的结果为甲组小鼠的生存率显著低于乙组。(3)根据(1)中实验组小鼠肺部黏液生成细胞数目高于对照组，而KD饮食的A基因敲除小鼠的检测结果与(1)的对照组无显著差异。说明KD是通过诱导γT细胞数量增多，从而诱导肺部黏液生成细胞的增殖，产生更多的黏液捕获病毒，以此增强小鼠抵御IAV感染的能力，因此KD饮食能增强小鼠抵御IAV感染的能力。

答案：(1)高脂肪低糖类(KD)　IAV感染3天(一段时间)后，实验组的生存率显著高于对照组　无明显变化 　显著增加　(2)实验设计思路：取若干A基因敲除小鼠(甲组)和若干普通小鼠(乙组)，都用(等量)高脂肪低糖类(KD)饲料饲喂，饲喂7天后再用一定浓度的IAV感染两组小鼠，定期统计两组小鼠的生存率。实验预期结果：甲组小鼠的生存率显著低于乙组　(3)KD通过(诱导A基因的表达)诱导γT细胞数量增多，从而诱导肺部黏液生成细胞的增殖，产生更多的黏液捕获病毒，以此增强小鼠抵御IAV感染的能力