2024届人教版高中生物一轮复习素养课对比实验学案（不定项）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习素养课对比实验学案（不定项），共13页。学案主要包含了正确写出实验目的，准确写出实验原理，规范写出实验假设等内容，欢迎下载使用。



(五)　对比实验与对照实验

1.对比实验及其实例。

2.对照实验及类型分析。
(1)含义:设置对照组。通常把经过控制处理的一组(或者未知实验结果的一组)称为实验组,而将未经过处理的一组(自然状态下或者已知实验结果的一组)称为对照组。
(2)类型。


1.对比实验是科学探究中常用的方法之一。下列有关叙述错误的是(　　)
A.探究酵母菌细胞呼吸的方式运用了对比实验
B.对比实验中每个实验组的结果通常都是事先未知的
C.对比实验往往没有对照组,而是设置两个或两个以上的实验组
D.对比实验中因变量可以用多种指标表示,无关变量只需相同即可
解析　探究酵母菌细胞呼吸的方式运用了对比实验法,A项正确;对比实验中每个实验组的结果通常是事先未知的,通过实验结果的对比来说明问题,B项正确;对比实验往往没有对照组,而是设置两个或两个以上的实验组相互对照,C项正确;对比实验的因变量可以用多种指标表示,无关变量需相同且适宜,D项错误。
答案　D
2.下列实验中,有关实验组和对照组的设置,正确的是(　　)
选项
实验名称
实验组
对照组
A
探究过氧化氢酶作用的最适pH
氢氧化钠溶液或盐酸+过氧化氢溶液+过氧化氢酶
蒸馏水+过氧化氢溶液+过氧化氢
B
验证过氧化氢酶具有催化作用
过氧化氢溶液+肝脏研磨液
过氧化氢溶液+FeCl3溶液
C
验证酶的专一性
新鲜蔗糖溶液+新鲜蔗糖酶液
新鲜淀粉溶液+新鲜淀粉酶液
D
验证某种酶是蛋白质
待测酶溶液+双缩脲试剂
标准蛋白质溶液+双缩脲试剂
解析　探究过氧化氢酶作用的最适pH应设置成相互对照实验,无特定的对照组,多个实验组的pH不同,各实验组相互对照,表中A项对应的设置是验证pH对酶活性的影响,A项错误;验证酶具有催化作用,对照组应设置为用过氧化氢溶液+等量蒸馏水,B项对应的设置是验证酶具有高效性,B项错误;验证酶的专一性,实验组应设置为反应物+相应酶液,对照组应设置为另一反应物+同一酶液或同一反应物+另一种酶液,C项错误;验证某种酶是蛋白质的实验中,对照组设置成标准蛋白质溶液+双缩脲试剂是为了排除无关变量的干扰,D项正确。
答案　D
3.生物实验中常用到对照实验,下列实验中对照组设置正确的是(　　)
A.探究温度对淀粉酶活性的影响实验中,分别在0 ℃、20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃和100 ℃条件下进行
B.探究细胞核的功能时,把蝾螈的受精卵横缢成两部分,每部分各含有一半的细胞核
C.探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢的影响时,分别给不同组小鼠注射蒸馏水和甲状腺激素溶液
D.探究低温对不同植物染色体数目变化的影响时,分别将植物甲的根尖和植物乙的芽尖用低温处理
解析　研究温度对淀粉酶活性的影响时,自变量是温度,A项正确;探究细胞核的功能时,自变量是有无细胞核,应把蝾螈的受精卵横缢成有核和无核两部分,不是各含有一半的细胞核,B项错误;探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢的影响时,空白对照组应该注射生理盐水,不是蒸馏水,蒸馏水不是小鼠的等渗溶液,可能影响细胞活性,C项错误;探究低温对不同植物染色体数目变化的影响,自变量是植物种类,选择甲、乙两种植物,但所选植物器官应该保持一致,都选择根尖或都选择芽尖,D项错误。
答案　A

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。
一、正确写出实验目的

【典例1】　科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关,下图为实验结果曲线图,请完善探究实验的相关问题:

实验目的: 。
答案　探究锌肥施用量对番茄果实产量的影响(或探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)

实验目的——要探究或者验证的某一事实或者做了该实验后,要解决什么问题。
1.实验目的的书写与表达:实验目的的内容包含研究对象、研究现象(因变量)和作用于对象的因素(自变量),格式为“探究(验证)×××(自变量)对×××(因变量)的影响”或“探究(验证)×××(因变量)与×××(自变量)的关系”等。
2.实验目的的确认方法。
①根据题目信息,直接写出实验目的。
②根据实验装置或实验现象,推断实验目的。
③根据实验步骤反推实验目的。
二、准确写出实验原理

【典例2】　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 。
(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 。
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,只需将胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸或者尿嘧啶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。
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测到放射性

实验原理就是进行实验的理论依据,包括选择实验材料的依据、作出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象与结果的依据和确定观测指标的依据。
1.实验原理一般由三段组成:自变量和因变量的关系+因变量的观测指标+实验过程描述。
2.实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考,有些题目要求对实验结果进行分析,其考查的是实验原理,所以对实验结果分析时合理套用实验原理即可。
三、规范写出实验假设

【典例3】　当环境中存在一定浓度的某些致突变物时,会导致染色体断裂,不含着丝粒的断裂片段在有丝分裂时不能进入子细胞核中,而是在细胞质基质中形成椭圆形异常结构,称为微核,微核与主核有相同染色效果,但体积较小(如图所示)。某研究所在蝴蝶兰培育的过程中使用了磷胺杀虫剂,发现磷胺的污染可能导致细胞中出现微核,研究人员以蝴蝶兰根尖细胞为实验材料,通过观测统计出微核率和微核细胞率的大小,来探究磷胺对染色体的影响。若下图为研究小组在探究过程中某一个实验方案的实验结果,则该实验结果的假设是 　。

答案　磷胺污染程度和污染持续时间与植物细胞的微核细胞率呈正相关

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。

1.人类对遗传物质的探索经历了漫长的过程。回答下列问题:
艾弗里所做的肺炎链球菌体外转化实验如下:
①S型菌的细胞提取物+R型菌→S型菌+R型菌
②S型菌的细胞提取物+R型菌+蛋白酶(或RNA酶、酯酶)→R型菌+S型菌
③S型菌的细胞提取物+DNA酶+R型菌→只有R型菌
增设实验③的目的是证明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　艾弗里的实验增加了DNA酶处理S型菌细胞提取物的实验,①②③组实验互相对照,说明DNA是使R型菌发生转化的唯一物质,没有DNA,则R型菌不能转化为S型菌。
答案　无DNA则转化一定不能发生
2.为研究红枣多糖对血糖浓度的影响,某课题组用糖尿病模型小鼠(胰岛素分泌不足)进行实验。将生理状况相同的糖尿病小鼠均分为两组,A组灌胃一定量的红枣多糖,B组灌胃等体积的生理盐水,一段时间后测定两组小鼠体内血糖浓度及胰岛素含量。回答下列问题:
(1)为使实验更科学,还应增加一组　　　　　　　　　　　　小鼠,以测定　　　　　　　　　　的基准值。
(2)该实验的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析　(1)题中两组均为糖尿病小鼠,缺少正常小鼠进行对照,故为使实验更科学,还应增加一组灌胃等体积生理盐水的正常小鼠,以测定血糖浓度和胰岛素含量的基准值。(2)依据实验结果可知,红枣多糖可能通过促进胰岛素分泌来降低血糖浓度,根据所学知识综合分析并组织语言写出实验原理即可。
答案　(1)灌胃等体积生理盐水的正常　血糖浓度和胰岛素含量　(2)胰岛素是唯一一种能直接降低血糖浓度的激素;红枣多糖通过促进胰岛素分泌来降低糖尿病小鼠血糖浓度(答案合理即可)
3.某校生物实验小组对“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,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,当细胞与外界溶液接触时,膜两侧具有浓度差)
4.根据基因在染色体上的位置,性状的遗传可分为伴性遗传和常染色体遗传,其中伴性遗传(XY型)又分为伴X染色体遗传(基因仅位于X染色体上)、伴Y染色体遗传(基因仅位于Y染色体上)和伴X、Y染色体同源区段遗传(基因位于X、Y染色体的同源区段上)。
有研究人员从世代连续培养的野生型红眼果蝇种群中分离出雌、雄各一只紫眼突变体(只涉及一对等位基因),并进行了以下实验,请分析回答下列问题。
实验①:紫眼雌果蝇×野生型雄果蝇→F1均为红眼→F1雌雄个体相互交配得F2,F2中红眼∶紫眼=3∶1
实验②:紫眼雄果蝇×野生型雌果蝇→F1均为红眼→F1雌雄个体相互交配得F2,F2中红眼∶紫眼=3∶1
(1)根据上述实验结果可确定果蝇眼色的遗传不可能是伴Y染色体遗传,确定的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,也可确定果蝇眼色的遗传不可能是伴X染色体遗传,确定的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)研究人员提出了控制果蝇眼色的基因位于X、Y染色体同源区段上的假设(假设一)。对控制果蝇眼色基因的位置还可以提出另一种假设:　　　　　　　　　　　　　　　(假设二)。
(3)为了判断(2)中所述何种假设成立,需要对实验①②的结果进行进一步的观测。支持假设一的观测结果是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)若(2)中所述假设一成立,让实验①F2的雌果蝇与实验②F2的雄果蝇随机交配,所得子代红眼果蝇中纯合子的比例是　　　　。
解析　(1)若控制果蝇眼色的基因仅位于Y染色体上(伴Y染色体遗传),则雌性个体不会出现相应性状,与题干不符。由杂交实验①②的表型及比例可知,红眼对紫眼为显性,若该性状为伴X染色体遗传,相关基因用B、b表示,则实验①为XbXb×XBY→F1:XBXb、XbY→F2:XBXb、XbXb、XBY、XbY,即F1应为红眼∶紫眼=1∶1,F2也应为红眼∶紫眼=1∶1,与实际结果不符,故不可能为伴X染色体遗传。(2)根据题意,控制果蝇眼色的基因不可能仅位于Y染色体上或仅位于X染色体上,由此可提出两种假设,即控制果蝇眼色的基因可能位于X、Y染色体的同源区段上(假设一)或常染色体上(假设二)。(3)为了判断(2)中所述何种假设成立,需要对实验①②的结果做进一步的观测,若假设一成立,则实验①为XbXb×XBYB→F1:XBXb、XbYB→F2:XbXb、XBXb、XBYB、XbYB,即F2紫眼果蝇性别为雌性;实验②为XbYb×XBXB→F1:XBXb、XBYb→F2:XBXB、XBXb、XBYb、XbYb,即F2紫眼果蝇性别为雄性。(4)若(2)中假设一成立,则实验①F2的雌果蝇(1/2XbXb、1/2XBXb)产生的配子及比例为1/4XB、3/4Xb,实验②F2的雄果蝇(1/2XBYb、1/2XbYb)产生的配子及比例为1/4XB、1/4Xb、2/4Yb,雌雄个体随机交配,子代中红眼果蝇(XBX-、XBYb)所占比例为(1/4)×1+(3/4)×(1/4)=7/16,其中纯合子(XBXB)占(1/4)×(1/4)÷(7/16)=1/7。
答案　(1)红眼和紫眼在雌雄个体中都有表现(答案合理即可)　若果蝇眼色的遗传是伴X染色体遗传,则实验①F1应为红眼∶紫眼=1∶1,F2也应为红眼∶紫眼=1∶1,与实际杂交结果不符
(2)控制果蝇眼色的基因位于常染色体上
(3)实验①F2中紫眼果蝇性别是雌性,实验②F2中紫眼果蝇性别是雄性
(4)1/7