高中生物实验

低温和高温会导致植物细胞受到伤害，为了探究高温和低温对小麦的伤害，请完成下列实验设计方案并回答相关问题。(1)实验原理：当植物组织细胞受到不良条件(如高温、低温)影响时，细胞膜的通透性增大，细胞内容物外渗，使外部溶液的电导度增大。电导度的大小可以用电导仪进行检测(电导仪非常灵敏，各种杂质以及温度都会影响测量结果，从而带来实验误差)，透性变化愈大，表示受伤愈重。准确描述实验步骤 (2)实验材料：小麦幼苗。(3)仪器与药品：电导仪、冰水、45 的水浴锅、烧杯、量筒、洗瓶、滤纸、蒸馏水。(4)分析变量：自变量是_；检测指标是_。(5)实验步骤：第一步：取小麦幼苗30株，去除残留胚乳，用蒸馏水反复冲洗3次。 第二步：取3个小烧杯，分别加入20 mL蒸馏水，编号为1、2、3号。第三步：_。第四步：_。 第五步：40 min后取出，并去除小烧杯中的幼苗，使小烧杯中的溶液恢复至室温。第六步：用电导仪测量溶液的电导度，并记录实验结果。(6)回答问题：实验的第一步中要去除残留胚乳，并用蒸馏水冲洗的目的是_。 空气中的CO2会溶解于蒸馏水中，从而给实验带来误差。在你设计的实验中，为了校正这种因素带来的误差，采取的措施是_。 【解析】该实验的自变量为温度，因变量为小麦的受伤程度，检测指标为外界溶液的电导度。细胞受伤程度越大，细胞膜的通透性越大，外部溶液的电导度就越高。实验步骤可以从“分组编号、实验处理和结果观察”三个方面展开。实验的第一步中去除残留胚乳，并用蒸馏水冲洗的目的是防止残留胚乳及幼苗外的杂质对实验结果造成干扰；在实验过程中，为校正空气中CO 2带来的误差，可设置不放小麦幼苗的蒸馏水作为空白对照组。 【答案】(4)温度外界溶液的电导度(或膜的透性)(5)第三步：将30株小麦幼苗均分为3组，分别置于1、2、3号3个小烧杯中第四步：将1号小烧杯置于冰水中水浴，2号小烧杯置于室温下，3号小烧杯置于45 的恒温水中水浴(6)防止残留胚乳及幼苗外的杂质干扰实验结果增加不放小麦幼苗的空白对照 某研究性学习小组通过资料查找发现：桐花树(红树的一种)幼苗在盐度为1%3%的环境中生长较好。为探究桐花树幼苗的最适生长盐度，该学习小组设计了以下实验方案。实验结果的记录与分析 (1)材料和用具：生长良好、树龄相同的桐花树幼苗5株，培养瓶5个，3%的NaCl溶液，蒸馏水，其他必需的器材若干。(2)实验步骤：将5个培养瓶按AE分别编号。在培养瓶中分别加入浓度梯度相等的1%、_、3%的NaCl溶液。_，按如图所示装置装配好。 将装置置于适宜的_环境下进行培养，每天观察并记录幼苗的生长情况。(3)实验记录：请设计一个表格以便对上述实验进行记录。(4)实验结果：4天后幼苗全部死亡，实验失败。(5)结果分析：致使幼苗全部死亡、实验失败的主要原因是实验方案有明显的设计缺陷，主要有： 从呼吸作用的角度分析，缺陷在于_。从营养供给的角度分析，缺陷在于_。(6)从实验设计科学性的角度分析，缺陷在于_。 【解析】依题意，本实验的自变量为NaCl溶液的浓度，因变量为幼苗的生长状况，无关变量为光照、温度、CO2浓度等。实验中已将5个培养瓶编号成5组，故幼苗应分别放入含有1%、1.5%、2%、2.5%、3%的NaCl溶液中培养。在实验记录的表格中，应当体现自变量(不同浓度的NaCl溶液培养瓶的编号)、因变量(幼苗的生长状况)以及培养的时间(观察天数)。对于实验异常结果的分析，题目中已提示，结合所学的知识即可得知答案。 【答案】(2)1.5%、2%、2.5%将桐花树幼苗分别放入5个培养瓶温度和光照(3) 培养瓶编号幼苗的生长状况观察天数A B C D E1234 (5)未设置通气装置，根无法获得氧气进行有氧呼吸培养液中缺乏幼苗生长所必需的矿质元素(6)每组应设置多株幼苗【探规寻律】(1)实验结果的分析验证性实验：结果和结论是唯一的，依据自变量与因变量的关系，可用逆推法，由结论推出相应的结果。 探究性实验：结果和结论是不确定的，应先把自变量与因变量所对应的各种关系都考虑到，然后用逆推法描述出各种可能出现的结果。(2)实验结果的呈现利用表格呈现实验结果。表格的设计应当从自变量和因变量上展开，通常有两种模式：a单因子变量表格的模式：自变量因变量 b.多因子变量表格的模式：项目自变量B自变量A因变量 利用曲线图呈现实验结果。以曲线图的形式表示时，通常以横坐标表示自变量，纵坐标表示因变量，并在坐标轴上标注单位或符号。绘曲线图的方法：a.标轴：认真审题，找准自变量和因变量，确定坐标轴，标注单位或符号。b.描点：根据题目所给数据描点，有时需要计算(特别注意：起点、终点、最高点、最低点、转折点、与坐标轴的交点等)。c.连线：以能穿过最多点的直线或光滑的曲线连接各点。d.标注：注明相应的文字和图像的标题。 实验类答题技巧 准确把握实验目的和实验原理 新收获的稻米煮出的饭香气袭人，但是不法商贩也可以用陈稻米抛光增白、上油后以假乱真，欺骗消费者。新稻米的过氧化氢酶活性明显高于陈稻米。植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢(H 2O2)存在的条件下能把某些酚类化合物如愈创木酚氧化成红褐色物质，可简单表示为： 实验材料和用具：新稻米、待测稻米、1%愈创木酚(有氧气存在时被氧化成红褐色物质，与氧浓度成正比)、1%过氧化氢(H 2O2)、带塞子的试管、培养皿、移液管、观察颜色的放大镜等。实验步骤：第一步：取两支具塞试管，分别编号为A和B；A管内放入适量的新稻米，B管内放入等量的待测稻米。 第二步：用移液管分别向两支试管内加入适量且等量的1%愈创木酚溶液，浸没大米，盖上试管塞，充分摇匀，静置一段时间后，弃掉多余液体。第三步：将两支试管中浸有1%愈创木酚的稻米分别倒入两个对应编号的培养皿中，用镊子摊开，然后用移液管吸取1%过氧化氢(H 2O2)分别滴入两个培养皿中的稻米里，使所有稻米都浸有过氧化氢。第四步：一段时间后，用放大镜观察两个培养皿中稻米的颜色变化。 预期结果：_。结论：_。 【解析】本题考查考生从题干中获取信息的能力，以及设计实验解决问题的能力。依题意，该实验的目的是根据过氧化氢酶活性的高低来判断待测稻米的新鲜程度。在新稻米中，过氧化氢酶的活性高，能使某些酚类物质氧化成红褐色物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关，因此可依红褐色物质颜色的深浅来间接判断稻米的新鲜程度。由于该实验为探究性实验，故实验结果有两种情况，即待测稻米为新稻米或陈稻米。 【答案】实验目的：根据过氧化氢酶活性的高低来鉴别稻米是新稻米还是陈稻米实验原理：植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢存在时，能把某些酚类化合物氧化成红褐色物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关预期结果：A培养皿中的新稻米呈红褐色。若B培养皿中的待测稻米颜色很浅或几乎无色，则是陈稻米；若待测稻米颜色也呈红褐色，则是新稻米结论：稻米里的过氧化氢酶的活性会随贮藏时间的延长而降低。 【探规寻律】实验原理的运用和实验目的的确定实验原理的运用是解题的根本，每一道实验题都有其原理，充分理解和运用其原理，就能找到问题之所在。高考题中的实验原理一般都来自教材，例如本题仍以教材中酶活性与产物的关系为原理。结合题干信息，能够理顺“稻米中的过氧化氢酶使H 2O2分解，产生O2，从而使某些酚类化合物氧化成红褐色物质，并通过观察红褐色物质颜色的深浅来判断稻米的新鲜程度”是解题的关键。 实验目的的确定，常依据实验原理，结合实验材料，从试题提供的信息中找到解题的切入点，并用恰当的语言进行描述。在具体书写时，一般是“观察什么”“探究什么”或“验证什么”。本调研题中，根据“设计一个检测稻米新鲜程度的简易实验”可知其实验目的是判断待测稻米的新鲜程度。 下列是生物学研究中常用的实验方法，其中叙述不正确的是()A研究细胞器的结构和种类，采用差速离心法和显微观察法B提取和分离叶绿体中色素时，采用研磨过滤法和纸层析法C探究酵母菌的呼吸方式，采用对比实验法和产物检测法D观察植物细胞的有丝分裂过程，采用活体染色法和持续的显微观察法正确选择实验方法 【解析】研究细胞器的结构和种类，用不同的离心速度所产生的不同离心力将各种细胞器分离开，并运用显微镜进行观察，故A正确。色素存在于叶绿体中，需要使用研磨过滤法提取色素，再依各种色素在层析液中的溶解度不同将其分离开，故B正确。探究酵母菌的呼吸方式，通过设置有氧和无氧环境进行对比，并通过检测CO2和酒精的产生情况进行判断，故C正确。在观察植物细胞有丝分裂过程时，经盐酸和酒精解离后细胞已经死亡；同时，龙胆紫溶液不属于活体染色剂，故不能持续地观察到染色体的动态变化过程，故D错误。【答案】D 【探规寻律】高中教材中涉及的科学方法(1)对照实验法，如比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率。(2)模拟实验法，如利用渗透作用装置模拟成熟植物细胞渗透吸水和失水的过程。(3)杂交实验法，如孟德尔选用豌豆作为实验材料，运用杂交实验法，研究出两大遗传定律。(4)显微观察法，如利用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体。 (5)调查法，如标志重捕法和样方法。(6)染色法，如利用苏丹染液将脂肪染成橘黄色。(7)差速离心法，如利用细胞质中各种结构的质量差异，采用不同的离心速度产生不同的离心力，将各种细胞器分开。(8)引流法，如观察植物细胞质壁分离与复原实验中，使细胞处于0.3 g/mL的蔗糖溶液中。(9)同位素标记法，如利用18O2和14CO2分别追踪光合作用中氧原子和碳原子的转移途径。 下列有关洋葱作实验材料的叙述中，正确的是()A表皮细胞大，容易观察，可用于低温诱导染色体数目变化的实验B根尖细胞分裂旺盛，可用于观察细胞的减数分裂实验C表皮细胞含有色素，可用于叶绿体色素的提取实验D表皮细胞具有大液泡，可用于观察植物细胞的吸水和失水实验科学选材 【解析】洋葱表皮细胞属于成熟的植物细胞，不再具有分裂能力，因此不能用于低温诱导染色体数目变化的实验，故A项错误；根尖细胞进行的是有丝分裂，故B项错误；洋葱表皮细胞中的色素存在于液泡中，不能用来提取叶绿体色素，故C项错误。【答案】D 【探规寻律】高中生物学教材中主要实验的取材实验材料的选取是实验成功的关键。在选择时，要符合实验要求(科学性)、取材容易(简便性)、实验现象明显(直观性)等特点。(1)在鉴定还原糖的实验中，宜选用还原糖丰富的、白色或近于白色的材料，以避免色素对实验现象造成干扰。 (2)在细胞膜的提取实验中，宜选用成熟的哺乳动物的红细胞，因为该细胞内无细胞核和各种细胞器，避免了其他膜结构对实验的干扰。(3)在观察植物细胞有丝分裂实验中，常选用洋葱根尖分生区，因为该部位细胞分裂旺盛，易观察到分裂期染色体的行为变化。(4)在比较过氧化氢酶与Fe3催化效率的实验中，选用新鲜的肝脏研磨液，这是因为肝脏是人体内重要的解毒器官，富含过氧化氢酶；同时，经研磨后细胞内的过氧化氢酶可释放出来。 (5)在观察植物细胞质壁分离与复原的实验中，选用紫色洋葱鳞片叶表皮细胞是因为其细胞内具有中央液泡，且液泡内含有色素，便于观察实验现象。(6)在生长素的有关实验中，常选用胚芽鞘作实验材料，因为胚芽鞘细胞只生长、不分裂，易研究生长素的生理作用。(7)在噬菌体侵染细菌实验中，利用噬菌体作为实验材料的原因是噬菌体的化学成分与染色体相似(主要由DNA和蛋白质组成)，且DNA和蛋白质易分开进行单独实验。 下列有关实验变量的叙述，正确的是()A在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和pH是自变量B在模拟探究细胞大小与物质运输的关系实验中，正方体琼脂块的体积是无关变量C在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，插条生根数是因变量D在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无关变量变量的控制 【解析】在A选项中，温度是自变量，pH是无关变量；在B选项中，正方体琼脂块的体积是自变量；在D选项中，酒精是因变量。【答案】C 【探规寻律】实验变量在单一变量原则和等量原则中的体现遵循单一变量原则要做到两个确保：一是确保“单一变量”的实验观测，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个自变量对应观测一个因变量；二是确保“单一变量”的操作规范，即实验过程中要尽可能避免无关变量的干扰。具体来说： 对于自变量，要严格控制，以形成对照或对比体现单一变量原则；对于因变量，要认真观察、测量、记录或分析，它是得出实验结论的重要依据；对于无关变量，要严格控制，在实验中保持一致体现等量原则。 低温和高温会导致植物细胞受到伤害，为了探究高温和低温对小麦的伤害，请完成下列实验设计方案并回答相关问题。(1)实验原理：当植物组织细胞受到不良条件(如高温、低温)影响时，细胞膜的通透性增大，细胞内容物外渗，使外部溶液的电导度增大。电导度的大小可以用电导仪进行检测(电导仪非常灵敏，各种杂质以及温度都会影响测量结果，从而带来实验误差)，透性变化愈大，表示受伤愈重。准确描述实验步骤 (2)实验材料：小麦幼苗。(3)仪器与药品：电导仪、冰水、45 的水浴锅、烧杯、量筒、洗瓶、滤纸、蒸馏水。(4)分析变量：自变量是_；检测指标是_。(5)实验步骤：第一步：取小麦幼苗30株，去除残留胚乳，用蒸馏水反复冲洗3次。 第二步：取3个小烧杯，分别加入20 mL蒸馏水，编号为1、2、3号。第三步：_。第四步：_。 第五步：40 min后取出，并去除小烧杯中的幼苗，使小烧杯中的溶液恢复至室温。第六步：用电导仪测量溶液的电导度，并记录实验结果。(6)回答问题：实验的第一步中要去除残留胚乳，并用蒸馏水冲洗的目的是_。 空气中的CO2会溶解于蒸馏水中，从而给实验带来误差。在你设计的实验中，为了校正这种因素带来的误差，采取的措施是_。 【解析】该实验的自变量为温度，因变量为小麦的受伤程度，检测指标为外界溶液的电导度。细胞受伤程度越大，细胞膜的通透性越大，外部溶液的电导度就越高。实验步骤可以从“分组编号、实验处理和结果观察”三个方面展开。实验的第一步中去除残留胚乳，并用蒸馏水冲洗的目的是防止残留胚乳及幼苗外的杂质对实验结果造成干扰；在实验过程中，为校正空气中CO 2带来的误差，可设置不放小麦幼苗的蒸馏水作为空白对照组。 【答案】(4)温度外界溶液的电导度(或膜的透性)(5)第三步：将30株小麦幼苗均分为3组，分别置于1、2、3号3个小烧杯中第四步：将1号小烧杯置于冰水中水浴，2号小烧杯置于室温下，3号小烧杯置于45 的恒温水中水浴(6)防止残留胚乳及幼苗外的杂质干扰实验结果增加不放小麦幼苗的空白对照 【探规寻律】从实验变量的角度设计实验步骤(1)依自变量确定实验组别，并进行编号。如本题中，自变量为温度，故实验需要设置3组，即高温、适温和低温，对于2组或2组以上的实验要进行编号，编号可以是1、2、3号，也可以是甲、乙、丙等。(2)依无关变量，控制实验条件。 除自变量外，其他条件要相同且适宜。如本题中，每组小麦的数量、温度处理的时间等应相同。(3)依因变量，确定实验的检测指标，并观察记录实验结果。如本题中，小麦的受伤程度为因变量，可以外界溶液的电导度作为检测指标。解题时，要注意因变量与检测指标不一定相同。 某研究性学习小组通过资料查找发现：桐花树(红树的一种)幼苗在盐度为1%3%的环境中生长较好。为探究桐花树幼苗的最适生长盐度，该学习小组设计了以下实验方案。实验结果的记录与分析 (1)材料和用具：生长良好、树龄相同的桐花树幼苗5株，培养瓶5个，3%的NaCl溶液，蒸馏水，其他必需的器材若干。(2)实验步骤：将5个培养瓶按AE分别编号。在培养瓶中分别加入浓度梯度相等的1%、_、3%的NaCl溶液。_，按如图所示装置装配好。 将装置置于适宜的_环境下进行培养，每天观察并记录幼苗的生长情况。(3)实验记录：请设计一个表格以便对上述实验进行记录。(4)实验结果：4天后幼苗全部死亡，实验失败。(5)结果分析：致使幼苗全部死亡、实验失败的主要原因是实验方案有明显的设计缺陷，主要有： 从呼吸作用的角度分析，缺陷在于_。从营养供给的角度分析，缺陷在于_。(6)从实验设计科学性的角度分析，缺陷在于_。 【解析】依题意，本实验的自变量为NaCl溶液的浓度，因变量为幼苗的生长状况，无关变量为光照、温度、CO2浓度等。实验中已将5个培养瓶编号成5组，故幼苗应分别放入含有1%、1.5%、2%、2.5%、3%的NaCl溶液中培养。在实验记录的表格中，应当体现自变量(不同浓度的NaCl溶液培养瓶的编号)、因变量(幼苗的生长状况)以及培养的时间(观察天数)。对于实验异常结果的分析，题目中已提示，结合所学的知识即可得知答案。 【答案】(2)1.5%、2%、2.5%将桐花树幼苗分别放入5个培养瓶温度和光照(3) 培养瓶编号幼苗的生长状况观察天数A B C D E1234 (5)未设置通气装置，根无法获得氧气进行有氧呼吸培养液中缺乏幼苗生长所必需的矿质元素(6)每组应设置多株幼苗【探规寻律】(1)实验结果的分析验证性实验：结果和结论是唯一的，依据自变量与因变量的关系，可用逆推法，由结论推出相应的结果。 探究性实验：结果和结论是不确定的，应先把自变量与因变量所对应的各种关系都考虑到，然后用逆推法描述出各种可能出现的结果。(2)实验结果的呈现利用表格呈现实验结果。表格的设计应当从自变量和因变量上展开，通常有两种模式：a单因子变量表格的模式：自变量因变量 b.多因子变量表格的模式：项目自变量B自变量A因变量 利用曲线图呈现实验结果。以曲线图的形式表示时，通常以横坐标表示自变量，纵坐标表示因变量，并在坐标轴上标注单位或符号。绘曲线图的方法：a.标轴：认真审题，找准自变量和因变量，确定坐标轴，标注单位或符号。b.描点：根据题目所给数据描点，有时需要计算(特别注意：起点、终点、最高点、最低点、转折点、与坐标轴的交点等)。c.连线：以能穿过最多点的直线或光滑的曲线连接各点。d.标注：注明相应的文字和图像的标题。 知能优化训练 本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放