2024届人教版高中生物一轮复习实验技能实验设计思路和答题技巧学案（不定项）

这是一份2024届人教版高中生物一轮复习实验技能实验设计思路和答题技巧学案（不定项），共6页。


[必备技能]
1．实验思路与实验步骤
实验思路与实验步骤的侧重点有所不同。实验步骤是详细的可操作性较强的实验过程，如：如何分组、实验组和对照组如何处理、因变量如何检测、无关变量如何平衡和消除等。实验思路不需要写出细致具体的可直接操作的步骤，描述实验思路的要点是答出自变量如何施加、因变量如何检测及实验材料的选择等，而不是具体可操作性的设计。在控制无关变量时，实验思路中只要提到“相同且适宜”即可，具体操作时不同的实验者可以采用不同的方法去控制。
2．实验思路的规范表达
实验思路关注的是自变量的确定、因变量的检测以及预期结果与假设的关系。其答题模式一般为：实验材料选择与处理＋自变量＋因变量＋预期结果，解题流程为：依据实验目的选择合适的材料→确定自变量和因变量→预期结果与假设的关系→组织语言，书写答案。
3．实验步骤的规范表达
(1)取材分组编号：将若干生长状况、大小等相同的材料(用具)均分为若干组，并用A、B、C……进行标号。
(2)控制自变量和无关变量：对实验组和对照组分别进行……处理；控制无关变量(其他条件相同且适宜)。
(3)观察记录：反应(生化反应类)或培养(生理实验类)相同时间后，观察指标(特异颜色变化、沉淀反应、形态结构、生理特征变化等)或测定指标(生长发育速度、生化反应速度等)、记录数据。
[针对训练]
1．(2021·全国乙卷)生活在干旱地区的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：
(1)白天叶肉细胞产生ATP的场所有______________________________。光合作用所需的CO2来源于苹果酸脱羧和________释放的CO2。
(2)气孔白天关闭、晚上打开是这类植物适应干旱环境的一种方式，这种方式既能防止______________________，又能保证________正常进行。
(3)若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(简要写出实验思路和预期结果)
解析　(1)白天有光照，叶肉细胞能利用液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2进行光合作用，也能利用光合作用产生的氧气和有机物进行有氧呼吸，光合作用光反应阶段能将光能转化为化学能储存在ATP中，有氧呼吸三阶段都能产生能量合成ATP，因此叶肉细胞能产生ATP的场所有细胞质基质、线粒体(线粒体基质和线粒体内膜)、叶绿体类囊体薄膜。光合作用为有氧呼吸提供有机物和氧气，反之，细胞呼吸(呼吸作用)产生的二氧化碳也能用于光合作用暗反应，故光合作用所需的CO2可来源于苹果酸脱羧和细胞呼吸(或呼吸作用)释放的CO2。(2)由于环境干旱，植物吸收的水分较少，为了维持机体的平衡适应这一环境，气孔白天关闭能防止白天因温度较高蒸腾作用较强导致植物体水分散失过多，晚上气孔打开吸收二氧化碳储存固定以保证光合作用等生命活动的正常进行。(3)该实验自变量是植物甲所处的生存环境是否干旱，由于夜间气孔打开吸收二氧化碳，生成苹果酸储存在液泡中，导致液泡pH降低，故可通过检测液泡的pH验证植物甲存在该特殊方式，即因变量检测指标是液泡中的pH值。实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在(湿度适宜的)正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一段时间液泡中的pH，并求平均值。
预期结果：A组pH平均值高于B组。
答案　(1)细胞质基质、线粒体(线粒体基质和线粒体内膜)、叶绿体类囊体薄膜　细胞呼吸(或呼吸作用)
(2)蒸腾作用过强导致水分散失过多　光合作用
(3)实验思路：取生长状态相同的植物甲若干株随机均分为A、B两组；A组在(湿度适宜的)正常环境中培养，B组在干旱环境中培养，其他条件相同且适宜，一段时间后，分别检测两组植株夜晚同一段时间液泡中的pH，并求平均值。
预期结果：A组pH平均值高于B组。
2．(经典高考题)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，回答下列问题：
(1)经干旱处理后，该植物根细胞的吸水能力________。
(2)与干旱处理前相比，干旱处理后该植物的光合速率会________，出现这种变化的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)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_________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
解析　(1)经干旱处理后，根细胞的溶质浓度增大，渗透压增大，对水分子吸引力增大，植物根细胞的吸水能力增强。(2)据题干条件可知，干旱处理后该植物的叶片气孔开度减小，导致叶片细胞吸收CO2减少，暗反应减弱，因此光合速率会下降。(3)干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的，而ABA缺失突变体植株不能合成ABA，故其在干旱条件下气孔开度不会减小，但是在ABA处理下气孔开度会变小。据此，设计实验。
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：干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的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，另一组做对照，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。
答案　(1)增强　(2)下降　叶片气孔开度减小，使供应给光合作用所需的CO2减少　(3)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：干旱处理前后气孔开度不变。
将上述干旱处理的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，另一组做对照，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。
预期结果：ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
3．取藓类小叶分别浸入蒸馏水、一定浓度的蔗糖溶液和一定浓度的KNO3溶液中，图1是在蔗糖溶液中的观察结果，图2是原生质体(植物细胞除去细胞壁后的部分)的体积随时间的变化，请据图回答下列问题。

(1)图1的A中充满的是________，结构B是________，出现图中所示状态的原因是原生质层的________大于细胞壁。
(2)图2的A、B、C三条曲线中，代表浸在一定浓度的蔗糖溶液中的是________，代表浸在一定浓度的KNO3溶液中的是________。
(3)bc段外界溶液的渗透压________(填“大于” “小于”或“等于”)细胞液的渗透压。
(4)若利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞观察植物细胞的质壁分离和复原，观察的对象主要是细胞中________的大小，以及________的位置。
解析　(1)图1的A为细胞膜与细胞壁之间的间隙，充满的是蔗糖溶液。结构B是叶绿体。图1所示状态为质壁分离，出现质壁分离的原因是原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性。(2)将藓类小叶浸在一定浓度蔗糖溶液中，蔗糖分子不能通过细胞膜，因为细胞液的浓度小于外界溶液的浓度，细胞会因失水而发生质壁分离，导致原生质体体积变小，与曲线C相对应。将藓类小叶浸在一定浓度的KNO3溶液中，刚开始细胞会失水导致原生质体体积变小，后由于K＋、NO不断被细胞吸收，又使细胞液溶质的浓度增大，渗透压升高，细胞渗透吸水，原生质体体积变大，与曲线B相对应。(3)bc段原生质体体积在逐渐增大，表明藓类小叶细胞在不断吸水，说明外界溶液的渗透压小于细胞液的渗透压。(4)若利用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞为材料观察植物细胞的质壁分离和复原，观察的对象主要是细胞的中央液泡的大小，以及原生质层的位置。
答案　(1)蔗糖溶液　叶绿体　伸缩性　(2)C　B
(3)小于　(4)中央液泡　原生质层
4．在光合作用中NADP＋与NADPH可相互转化(如图1)。为探究外界因素对植物绿叶中NADP＋含量的影响，取某双子叶植物圆形小叶片等量分为3组，进行以下实验，各组均在黑暗处理5 min后开始测定NADP＋含量，结果如图2所示。
甲组：25 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照
乙组：25 ℃光照1 h→黑暗5 min→不再光照
丙组：42 ℃光照1 h→黑暗5 min→重新光照

回答下列问题：
(1)NADPH和NADP＋在叶绿体中的移动方向为__________，NADPH的作用为__________________________________________。
(2)图2中________(填“a与d”“d与e”或“c与f”)NADP＋含量的差异，反映出高温(42 ℃)抑制该植物的暗反应。
(3)ab段NADP＋含量下降的原因是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)资料显示：抗霉素A能够影响该植物的光合作用，导致NADP＋含量减少。请在上述实验的基础上，补充实验加以验证：__________________(简要写出实验思路即可)。
解析　(1)NADPH由类囊体薄膜移向叶绿体基质，NADP＋由叶绿体基质移向类囊体薄膜，NADPH的作用为将C3还原成有机物。(2)图2中a与d NADP＋含量的差异反映了高温(42 ℃)抑制该植物的暗反应。(3)ab段NADP＋含量下降的原因是黑暗处理初期，暗反应中NADPH转换为NADP＋积累了NADP＋，重新光照时，光反应消耗的NADP＋量多于暗反应生成的NADP＋量。(4)验证抗霉素A能够影响该植物的光合作用，导致NADP＋含量减少的实验设计思路为①选取适当的材料进行分组(取同种植物圆形小叶片若干，等量分为两组)→②进行控制变量等适当的处理(一组加入抗霉素A，另一组不加)→③在相同或适宜条件下完成实验过程(在光照、25 ℃等适宜条件下处理适当时间后)→④观察、测定、记录、分析或比较因变量(分别测定叶片中的NADP＋含量，比较两组的结果)。
答案　(1)NADPH由类囊体薄膜移向叶绿体基质，NADP＋由叶绿体基质移向类囊体薄膜　将C3还原成有机物　(2)a与d　(3)黑暗处理初期，暗反应中NADPH转换为NADP＋，积累了NADP＋，重新光照时，光反应消耗的NADP＋量多于暗反应生成的NADP＋量
(4)增设一组实验，加入抗霉素A，其他条件与甲组相同，测定NADP＋含量，与甲组进行比较(或取同种植物圆形小叶片若干，等量分为两组，一组加入抗霉素A，另一组不加，在光照、25 ℃等适宜条件下处理适当时间后，分别测定叶片中的NADP＋含量，比较两组的结果)