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第十单元 实验原则与实验设计考纲展示1能独立完成考纲规定的教材实验，包括理解实验的目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能等进行运用。2.具备验证简单生物学事实的能力，能对实验现象和结果进行分析、解释，并能对收集到的数据进行处理。3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。授课提示：对应学生用书第240页1完整的实验设计一般包括实验题目、假设、预期、实验、观察和收集数据、分析、推论、评价、交流等。2科学探究的一般过程为：观察、提出问题做出假设设计、完成实验分析数据，得出结论交流、表达和再探究。3探究实验设计时要遵循三大原则：科学性原则、对照原则和单一变量原则。4实验过程中可以变化的因素称为变量，生物学实验中常涉及的类型有自变量、因变量和无关变量。5实验一般程序：分组编号设置对照条件处理观察比较得出结论。巧记助学有关探究性实验变量4个易错点(1)明确变量的分类及含义变量可分为自变量、因变量和无关变量。自变量又叫实验变量，是作用于实验对象的因素或条件，应具有可变性和可操作性。因变量又叫反应变量，是随自变量变化而产生的反应或现象，应具有可测性和客观性。无关变量又叫干扰变量，是指除实验变量外影响实验结果与现象的因素或条件，应具有可控性。(2)明确变量间的关系与要求自变量(实验变量)可操作性和可变性无关变量(干扰变量)可控性因变量(反应变量)可测性(3)遵循单一变量原则与等量原则：单一变量原则强调的是实验变量的单一性，而等量原则强调的是无关变量的等量性。(4)注意无关变量的平衡。授课提示：对应学生用书第240页考点一实验设计的基本原则核心考点通关一、实验设计基本原则1科学性原则包括实验原理、实验材料的选择、实验方法和实验结果的处理等方面要保证不出现科学性错误，要有科学的思想和方法作指导。2对照原则对于对照实验，一个实验包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组，对照组(控制组)是不接受自变量处理的对象组。常用的对照类型有以下几种：(1)空白对照：对照组为不作任何处理的对象组。这里的不作处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的影响。如“探究影响酶活性的条件”实验中：(2)自身对照：实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。如“探究植物细胞的吸水和失水”实验，即是典型的自身对照实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化为实验组。(3)条件对照：给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。如肺炎双球菌转化实验中以下两组实验：S型菌DNAR型活菌S型菌落R型菌落(实验组)；S型菌DNADNA酶R型活菌R型菌落(条件对照组)。(4)相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“探究影响酶活性的条件”实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究，进行相互对照，以得出相应的实验结论。 第十单元实验原则与实验设计 高考总复习生物 3.单一变量原则在实验中，变量是指可被操纵的特定因素或条件。单一变量原则是指控制其他因素不变，而只改变其中某一因素，观察其对实验结果的影响。4平行重复原则为了使实验结果或实验数据更接近真实情况，避免偶然因素对实验的影响，一般在实验组中控制相同条件下多设几组，以使得出的结论更准确、科学。二、教材中探究类实验分析1生物实验中的变量变量是实验过程中可以变化的因素。在设计实验时，要注意使自变量可控制、因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。实验名称自变量因变量无关变量通过模拟实验探究膜的透性半透膜两侧溶液浓度差漏斗玻璃管液面的上升高度半透膜的种类、开始时的液面、温度等条件探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度(至少三种)酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化)pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH (至少三种)酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度)温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究酵母菌细胞呼吸的方式氧的有无CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度)；酒精产生(用重铬酸钾溶液检测)葡萄糖溶液浓度、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等模拟探究细胞表面积与体积的关系细胞体积的大小物质运输的效率琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度不同浓度的生长素类似物扦插枝条的生根数量或长度实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等探究培养液中酵母菌数量的动态变化时间酵母菌种群数量培养液的成分、培养条件、空间等探究水族箱中群落的演替时间群落的演替水族箱的培养条件和环境等2.实验探究中的研究方法与思维(1)根据颜色来确定某种物质的存在：待测液碘液呈蓝色，待测液中存在淀粉；待测液斐林试剂呈砖红色，待测液中存在还原糖；待测液苏丹(苏丹)呈橘黄色(或红色)，待测液中存在脂肪；待测液双缩脲试剂呈紫色，待测液中存在蛋白质。(2)用大分子染料如红墨水来验证生物组织细胞膜的选择透过性或检验细胞的死活。(3)用荧光标记法来证明细胞膜具有一定的流动性。(4)同位素示踪法：探究光合作用产生氧气的来源；噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；探究DNA的复制是半保留复制；用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径等。(5)模拟实验法：如渗透作用的实验装置，分离定律的模拟实验等。(6)获得无子果实的方法：用适宜浓度的生长素类似物处理花蕾期已去雄的子房，如无子番茄的获得；诱导染色体变异，如无子西瓜的获得。(7)确定某种激素功能的方法：饲喂法、切除注射法、阉割移植法、切除口服法。(8)确定传入、传出神经的功能：刺激观察效应器的反应或测定神经上的电位变化。(9)植物杂交的方法雌雄同花：花蕾期去雄套袋开花期人工授粉套袋；雌雄异花：花蕾期雌花套袋开花期人工授粉套袋。(10)确定某一显性个体基因型的方法：测交或该显性个体自交。(11)确定某一性状为显性性状或隐性性状的方法：具有一对相对性状的纯合体杂交，观察后代性状表现。(12)确定某一个体是否具有抗性基因的方法：确定小麦是否具有抗锈病基因，用锈菌去侵染小麦叶片，一段时间后，观察有无锈斑出现。(13)测定种群密度的方法：样方法，标志重捕法。(14)化学分析法：如番茄和水稻对Ca和Si选择吸收，叶绿体中色素的提取和分离实验等。(15)理论分析法：如大、小两种草履虫竞争的实验，植物根向地生长、茎背地生长的实验，植物向光性实验等。(16)等组实验法：如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验，发现生长素的燕麦胚芽鞘实验。题组突破演练题组一实验设计基本原则分析1(2017江苏苏北四市联考)实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列控制无关变量的操作，错误的是()A验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物做饥饿处理B探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，将每一组温度控制在37 C验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住D探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉解析： 验证光合作用能产生淀粉的实验中，将实验植物做饥饿处理，避免植物自身原有的有机物对实验结果产生影响属于控制无关变量的操作，A正确；探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，将每一组温度都控制在37 ，是控制无关变量温度对实验的影响，B正确；验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住，这是设置自变量，不是控制无关变量，C错误；探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉，淀粉的量也影响实验的结果，需要控制，D正确。答案：C2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酶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，表中A项对应的设置是验证pH对酶活性影响，A项错误。验证酶具有催化作用，对照组应设置为用等量蒸馏水过氧化氢溶液。B项对应的设置是验证酶具有高效性，B项错误。验证酶的专一性应设置为：实验组为反应物相应酶液，对照组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题组二探究类实验分析3如图是“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验的4个组别，下列相关的叙述中，不正确的是()A温度是组别3号与4号的无关变量B组别1号为对照组，其余为实验组C组别1号与4号对照，说明酶具有催化性D组别3号和4号实验均可置于90 水浴中进行解析：3号和4号的变量是催化剂不同，温度相同，故温度是无关变量，故A正确；组别1号不做处理，为对照组，其余的为实验组，故B正确；1号和4号自变量为是否加肝脏研磨液，能说明酶具有催化作用，故C正确；3号和4号实验不能置于90 水浴中进行，因为酶的作用条件温和，故D错误。答案：D4已知物质X对菠菜种子的萌发有抑制作用，物质Y可解除物质X的抑制作用。某研究小组现设计实验验证物质Y可解除物质X对菠菜种子萌发的抑制作用，请完善该实验。(要求与说明：答题时用X、Y表示相关名词；物质X、物质Y的剂量均符合实验要求；物质X、物质Y的相应处理措施不作具体要求)(1)该实验的自变量为_，因变量为_。(2)实验步骤：用物质X处理菠菜种子一段时间；将用物质X处理过的菠菜种子均分为两组，编号为甲、乙，甲组不做处理，乙组_，将两组菠菜种子分别置于_的环境下培养。一段时间后_。(3)预测实验结果及结论：_。解析：该实验的自变量是物质Y的有无，因变量是菠菜种子的萌发率。实验步骤中，应先用物质X处理菠菜种子一段时间，然后进行不同的处理，最后统计分析菠菜种子的萌发率。不做处理组的萌发率低于物质Y处理组的萌发率，证明物质Y可解除物质X对菠菜种子萌发的抑制作用。答案：(1)物质Y的有无 菠菜种子的萌发率(2)用物质Y处理相同且适宜统计分析两组菠菜种子的萌发率(3)甲组菠菜种子的萌发率低于乙组，说明物质Y可解除物质X对菠菜种子萌发的抑制作用考点二探究性实验与验证性实验核心考点通关1探究性实验与验证性实验比较比较项目探究性实验验证性实验概念指实验者在不知实验结果的前提下，通过自己进行实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系验证已知对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系实验假设假设一般采用“如果A，则B”的形式表达，是根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可能的答案、解释因结论是已知的，故不存在假设问题2.实验设计方案准确把握实验目的：明确实验要解决的“生物学事实”是什么？要解决该“生物学事实”的哪一方面？明确实验原理：分析实验所依据的科学原理是什么？涉及的生物学及相关学科中的方法和原理有哪些？确定实验变量、设置对照实验：找出自变量和因变量，确定实验研究的因素，以及影响本实验的无关变量；构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。确定实验方法：根据实验目的和所提供的材料来确定。设计合理的实验装置和实验步骤：严格遵循实验设计原则，在充分考虑实验原理以及提供的实验材料、用具的基础上，根据设计要求，设计实验装置和步骤。得出预期实验结果和结论3实验步骤设计的一般步骤第一步：取材、分组和编号(1)取材探究性实验中一般提供实验的材料，但在设计实验步骤时需注意常用的关键词，如“取相同的(或生理状态相同的)若干只(或株、个等)”。如此设置是防止无关变量对实验结果的影响。(2)分组要体现随机性、均衡性或者合理的梯度性。常用的关键词为：“随机(或平均)分为若干组”。(3)编号根据实验分组情况而编号，如“甲组、乙组”等，或“组、组、组、”第二步：实验处理实验处理遵循单一变量原则。即除自变量外，其他因素都是相同的。常用的模式为：“组施加实验变量，组作为对照不施加实验变量”。第三步：观察、记录实验的因变量尽可能选择较好地反映与实验的自变量之间的关系，并易于实验人员观察和测定的指标。常用的关键词为“一段时间后观察(测定)做好记录等”。4对实验设计方案的检查和评价一看对照二看步骤三看结果四看器材五看条件题组突破演练题组验证性实验与探究性实验设计分析5某兴趣小组为验证2,4D对插条生根的促进作用，进行了如下实验。A剪取同一杨树植株上长势与长度相同、部位相近且有3个芽的健壮枝条20根，随机均分为甲、乙两组；B甲组每根插条上都保留3个芽，乙组插条上的芽全部去除；C将甲组插条的下端插入适量蒸馏水中，乙组插条的下端插入等量适宜浓度的2,4D溶液中。两组均置于相同且适宜的环境中培养；D每天观察、记录插条上芽的数目。请对上述实验进行分析：(1)每组选取多根插条的目的是_。(2)请指出该实验设计的两项不合理之处。_；_。(3)实验设计改正后，甲组起_作用。解析：首先明确实验性质是验证性实验；其次分析变量，自变量是2,4D的有无，因变量是插条生根的情况，无关变量有枝条的长势、长度、环境温度、溶液体积等。(1)若每组只有一根插条，则受偶然因素的影响较大，若选多根插条则可以排除偶然因素对实验结果的影响。(2)甲、乙两组插条上芽的数量不等，违背了实验设计的等量原则和单一变量原则；据题意本实验的实验目的是验证2,4D对插条生根的促进作用，因此应观察生根的情况，而不能观察芽的数目，观察指标不对。(3)该实验设计改正后甲组是对照组，乙组是实验组。答案：(1)减少实验误差(排除偶然因素对该实验结果的影响或排除无关变量的影响)(2)甲、乙两组插条上芽的数量不等(或没有控制好变量)观察、记录插条上芽的数量不对(或观察记录的指标不对)(3)对照6重金属离子会导致蛋白质分子变性，为探究铜离子对唾液淀粉酶活性的影响，某同学进行了实验，实验步骤如下：取两支洁净的试管，编号A、B，A管加入1% CuSO4溶液和pH 6.8缓冲液各1 mL，B加入C。往两支试管各加入1%淀粉酶溶液1 mL。往两支试管各加入1%淀粉溶液1 mL，放入37 恒温水浴保温一段时间。取出试管，各加入1%碘溶液3滴，观察颜色变化。讨论与分析：(1)实验中设置B管的目的是_，“实验步骤”中C处应为_；(2)实验中加入缓冲液的作用是_。(3)有同学提出由于CuSO4溶液呈蓝色，用上述步骤的检测方法可能会对实验结果产生干扰，请你提出另外的一种结果检测方法并预估实验结果。检测方法：_。预估结果：A管：_；B管：_。解析：(1)本实验的自变量是铜离子的有无，对照处理时实验组施加Cu2，对照组施加蒸馏水。(2)实验中缓冲溶液的作用是维持反应液中pH的稳定。(3)淀粉的水解反应检测既可以检测反应物淀粉的消耗，也可以检测产物麦芽糖的生成。麦芽糖是还原糖，可以用斐林试剂检测。答案：(1)(空白)对照蒸馏水和pH 6.8缓冲液各1 mL(2)维持反应液中pH的稳定(3)取出试管，各加入斐林试剂1 mL,60 恒温水浴2分钟，观察颜色变化无砖红色(或蓝色)出现砖红色沉淀实验设计语言叙述中应注意的问题(1)实验材料选择：植物：“大小相似，长势相同的同种植株”。动物：“体重(体长)、年龄、生长趋势相同”，有时甚至要“性别”相同。有时可以叙述为“生长状况基本相同的个体”。(2)试剂选择：在量上难以做到准确的量化描述时，应尽可能用“定性”的语言表达，要注意“等浓度”、“等体积”、“适量的”、“一定量的”等词语的运用；实验时间和条件上用“一段时间”、“适宜的温度、pH”等语言。(3)实验器具选择：容器应使用大小相同的。如果使用滴管滴加不同溶液，应选用不同的滴管。授课提示：对应学生用书第243页练全国高考真题知考查重点1(2016高考江苏卷)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是()试管1%焦性没食子酸/mL2%H2O2/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL1222222232224222A.1号管为对照组，其余不都是实验组B2号管为对照组，其余都为实验组C若3号管显橙红色，无须对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D若4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶解析：3号管为实验组，1号管、2号管和4号管均为对照组，A正确，B错误；设置对照组的作用在于通过实验组和对照组对比，消除无关变量对实验结果的影响，增强实验结果的可信度，C错误；4号管中煮沸冷却后的白菜梗提取液所含的酶已变性失活，无法判断白菜梗中是否有过氧化物酶，D错误。答案：A2(2016高考北京卷)人感染埃博拉病毒(EV)会引起致命的出血热。为了寻找治疗EV病的有效方法，中外科学家进行了系列研究。(1)EV表面的糖蛋白(EVGP)作为_刺激机体产生_性免疫反应。(2)科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液，检测抗EVGP抗体的水平。据图1，应选取_的血液分离记忆B细胞用以制备单克隆抗体(单抗)。图1图2(3)将制备的多种单抗分别与病毒混合，然后检测病毒对宿主细胞的感染率。据图2，抑制效果最好的两种单抗是_。(4)EVGP具有多个与抗体结合的位点。为了研究上述两种单抗(分别称为A、B)与EVGP结合的位点是否相同，可按图3所示简要流程进行实验。图3请将图3中应使用的抗体填入下表、处(填“A”或“B”或“无关抗体”)，完成实验方案(一种即可)。抗体组别未标记抗体荧光标记抗体实验组_对照组1_对照组2同同若A、B与EVGP结合的位点不同，与对照组1、2分别比较，实验组的荧光值应_。(5)中国科学家用分子结构成像技术证实了A、B与EVGP结合的位点不同。基于上述系列研究，请你为治疗EV病提供两种思路：_。解析：(1)EV表面的糖蛋白是大分子物质，对机体而言是异物，能作为抗原刺激机体产生特异性免疫反应。(2)据图1可知，甲血液中抗体相对浓度高，最适合分离出记忆B细胞用以制备单克隆抗体。(3)据图2可知，号和号单抗分别与病毒混合后，病毒对宿主细胞的感染率较低。(4)该实验的目的是研究A、B两种单抗与EVGP的结合位点是否相同。对比实验组和对照组2，可确定自变量是未标记抗体的种类，荧光标记抗体是无关变量，因变量是荧光强度。实验组与对照组应遵循单一变量原则，故对照组1中也应同，因为荧光标记抗体在本实验中是无关变量，所以完善实验方案如下：方案一：B，A，无关抗体，A。方案二：A，B，无关抗体，B。若A、B与EVGP结合的位点不同，实验组的荧光值与对照组1基本相同，且明显高于对照组2。(5)既然已证实A、B与EVGP结合的位点不同，那么在治疗EV病时就可以单独或共同使用A、B进行治疗。另外还可以考虑用“生物导弹”，即利用单抗制成靶向药物。也可以针对EVGP与抗体结合位点的结构研制新型药物。答案：(1)抗原特异(2)甲(3)和(4)方案一：B，A，无关抗体，A方案二：A，B，无关抗体，B与对照组1基本相同，且明显高于对照组2(5)思路一：单独或共同使用A、B进行治疗思路二：利用单抗制成靶向药物思路三：针对EVGP与抗体结合位点的结构研制新型药物(答出两种思路即可)3(2015高考四川卷)进食可刺激胃腺细胞分泌胃液，胃液中含有胃酸及胃蛋白酶，有利于消化。(1)胃酸可以杀灭进入胃内的细菌，这属于机体的_免疫；胃蛋白酶仅对食物中的蛋白质成分有消化作用，这体现了酶的_性。(2)哺乳动物进食时，食物尚未进入胃内就可引起胃液分泌，称为头期胃液分泌。该过程受神经调节和神经体液调节的共同调控，如下图所示。胃泌素通过_运输到达胃腺细胞，促进胃液分泌。若胃酸分泌过多，又可抑制胃泌素的分泌，这种调节方式叫作_。促进胃腺细胞分泌胃液的信号物质，除胃泌素外还有_。(3)为探究两种调节机制对头期胃液分泌的影响，有人用同一只狗连续进行了以下实验：步骤实验操作4小时胃液分泌量1假饲2切除胃窦，再假饲3假饲，并注射一定量的胃泌素(控制胃泌素的注射剂量，使胃液分泌量与步骤1相当)4只注射与步骤3相同剂量的胃泌素，但不假饲注：假饲是让狗吃肉，但吞下的肉从食道上的人工瘘口掉出，不进入胃；“”数量表示胃液分泌量多少。步骤2中胃液的分泌是_调节的结果。步骤3的目的是_。步骤4是为了确定在_调节作用下的胃液分泌量。重复上述实验均得到相同结果，表明在头期胃液分泌的两种调节机制中，_的作用效应更大；二者共同作用效应_(填“大于”“小于”或“等于”)各自单独作用效应之和。解析：(1)胃酸对多种细菌具有杀灭作用，这属于非特异性免疫。胃蛋白酶仅对蛋白质成分起消化作用，体现了酶的专一性。(2)激素由内分泌腺分泌到内环境中，通过体液(主要是血浆)运输到作用部位，胃泌素对胃酸的分泌起促进作用，而胃酸分泌过多又可以作为信号抑制胃泌素的分泌，这属于反馈调节(负反馈调节)。由图可知，促进胃腺细胞分泌胃液的信号物质除胃泌素外，还有神经调节过程中释放的神经递质。(3)由图可知，胃窦G细胞受传出神经的支配，同时胃泌素通过体液运输到达胃腺细胞，促进胃液分泌，所以胃液的分泌属于神经体液调节；胃液分泌还受饲喂食物的直接刺激，此时为单一的神经调节。步骤2中由于胃窦切除，不能分泌胃泌素，故只有单一的神经调节；步骤3中注射一定量的胃泌素，当胃液分泌量与步骤1相同时，说明注射的胃泌素的量与步骤1中假饲条件下胃泌素的分泌量相当；步骤4并没有假饲，此时只有神经体液调节；由步骤2和步骤4的结果说明神经体液调节的作用效应更大，但步骤1和步骤3所体现的两种调节的共同作用效应大于步骤2和步骤4各自单独作用效应之和。答案：(1)非特异性专一(2)体液(负)反馈调节神经递质(3)神经确定在假饲条件下胃泌素的分泌量神经体液神经体液调节大于练各地市模拟知命题热点4(2017湖南长沙模拟)下列对有关实验中变量的叙述，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关系的实验中，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，酒精是无关变量解析：在探究温度对酶活性影响的实验中，温度是自变量，pH是无关变量，A错误；在模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中，正方体琼脂块的体积是自变量，B错误；在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无氧呼吸的产物，是因变量，氧气的有无是自变量，D错误。答案：C5(2017山东潍坊模拟)下列实验中不是依据对照原理设计的是()A探究培养液中酵母菌种群数量的变化B探究pH对过氧化氢酶活性的影响C探究酵母菌细胞呼吸方式D探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度解析：探究培养液中酵母菌种群数量的变化，用的是数学模型的方法。答案：A6(2017贵州遵义月考)为了探究环境因素对光合作用强度的影响，某生物兴趣小组按如下步骤进行了实验：取长势一致的菠菜绿叶，用打孔器打出30个直径1 cm的圆形叶片(避开大的叶脉)。取3只小烧杯并编号，分别加入20 mL适宜浓度的NaHCO3溶液，向三只小烧杯中各放入10片圆形叶片，观察到叶片均浮在液面上。将三只小烧杯中的圆形叶片取出，用真空泵抽去叶肉细胞间隙中的气体后放回小烧杯中，观察到叶片均下沉到烧杯底部。将3只小烧杯分别放到距离台灯(40 W) 10 cm、20 cm、30 cm处，观察并记录同一时间内3只小烧杯中圆形叶片上浮的情况。回答下列问题：(1)本实验探究的环境因素是_。(2)步骤向小烧杯中加入20 mL适宜浓度的NaHCO3溶液的目的是_；步骤将圆形叶片中的气体抽出的目的是_。(3)本实验以“小烧杯中圆形叶片上浮的情况”作为因变量的观察指标，原因是_。(4)若观察到步骤中3只小烧杯的圆形叶片均上浮，可在原有实验的基础上再增加分别距离台灯40 cm、50 cm、60 cm的3个实验组，其他条件不变重复上述步骤。预测结果：随着小烧杯与台灯距离的增加，圆形叶片上浮的数量_。解析：(1)该实验的自变量是光照强度，用灯泡与装置的距离表示。(2)加入适宜浓度的NaHCO3溶液的目的是为光合作用提供二氧化碳，而将圆形叶片中的气体抽出的目的是排除原有气体对实验的影响，因为该实验的因变量是单位时间内叶圆片上浮的数量或所有叶圆片上浮需要的时间。(3)叶片进行光合作用，释放出的氧气充满叶肉细胞间隙，使叶片上浮，故可用单位时间内叶圆片上浮的数量或所有叶圆片上浮需要的时间作为观察指标。(4)随着小烧杯与台灯距离的增加，光照强度减弱，圆形叶片上浮的数量减少。答案：(1)光照强度(2)为光合作用提供二氧化碳排除原有气体对实验的影响(3)叶片进行光合作用，释放出的氧气充满叶肉细胞间隙，叶片上浮(4)减少7(2017云南昆明调研)某课外活动小组用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，得到如图所示的实验结果。请回答相关问题：(1)酶活性是指_，该实验的自变量是_，以_作为检测因变量的指标。(2)上图所示的实验结果与预期不符，于是活动小组又进行_(填“对照”“对比”或“重复”)实验，得到与上图无显著差异的结果。查阅资料后发现，盐酸能催化淀粉水解。因此推测，该实验中淀粉可能是在_和_的作用下分解的。pH为3条件下的酶活性_(填“小于”“等于”或“大于”)pH为9条件下的酶活性，原因是_。(3)在常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著，判断依据是_。解析：(1)酶活性是指酶对某化学反应的催化效率。该实验是用淀粉酶探究pH对酶活性的影响，因此自变量为pH，可以通过检测反应后淀粉的剩余量来判断不同pH下酶的活性。(2)题图实验结果与预期不符，可以重复该实验，实验结果与题图无显著差异，说明操作没有错误，淀粉可能是在淀粉酶和盐酸作用下分解了。由图可知，pH为3条件下，淀粉剩余量与pH为9条件下淀粉剩余量相等，说明pH为3条件下的酶活性小于pH为9条件下的酶活性，因为pH为3条件下，盐酸也能催化淀粉水解。(3)由图可知，1 h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉剩余量，说明常温、常压下，与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用更显著。答案：(1)酶对化学反应的催化效率pH单位时间(1 h)淀粉剩余量(2)重复淀粉酶盐酸小于pH为3条件下，盐酸也能催化淀粉水解(3)1 h后，pH为7的条件下淀粉的剩余量小于pH为1条件下淀粉的剩余量授课提示：对应学生用书第369页一、选择题1下列有关生物学实验的叙述，正确的是()A探究温度对酶活性的影响时，最好用H2O2作实验底物B在观察植物细胞质壁分离及复原实验时，若用根尖成熟区为实验材料，则需要将视野调亮一些C在色素的提取和分离实验中，用无水乙醇进行分离，扩散速度最快的是胡萝卜素D在“观察洋葱根尖细胞有丝分裂”和“低温诱导染色体加倍”两个实验中加入盐酸的质量分数和目的相同解析：由于H2O2受热易分解，因此不适合用于探究温度对酶活性影响的实验，A错误；由于根尖成熟区的颜色较浅，因此观察植物细胞质壁分离及复原实验时，应将视野调暗一些，B错误；在色素的提取和分离实验中，无水乙醇用于色素的提取，而色素分离所用试剂是层析液，C错误；在“观察洋葱根尖有丝分裂”和“低温诱导染色体加倍”两个实验中，均用到了15%的盐酸配制解离液，从而使组织中的细胞相互分离，D正确。答案：D2(2017江西南昌九校联考)为探究物质X增强学习记忆能力的分子机制，将初断乳大鼠随机分成4组，饲养8周后，测定大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性，实验结果如图所示。下列叙述正确的是()A乙组中，乙酰胆碱酯酶活性大于一氧化氮合酶活性B棕榈油能提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性C小剂量X能明显提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性D大剂量X能降低大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性解析：曲线图和柱形图对应的纵坐标数值不同，乙组中乙酰胆碱酯酶活性小于一氧化氮合酶活性，A错误；乙组中一氧化氮合酶的活性小于甲组，说明棕榈油能降低大鼠脑组织中一氧化氮合酶的活性，B错误；比较图中的甲组、丙组和丁组可以看出，小剂量X和大剂量X都能提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶和一氧化氮合酶的活性，C正确、D错误。答案：C3研究人员探究蔗糖(Suc)、一定浓度的吲哚乙酸(IAA)对某植物幼茎细胞伸长的影响，与空白对照组相比，得到如图所示的实验结果。据此可判断()ASuc抑制幼茎细胞伸长BSuc和IAA还能促进根细胞的伸长CIAA是影响幼茎细胞伸长的主要因素之一D高浓度的IAA对细胞伸长具有抑制作用解析：据图可知用蔗糖处理后幼茎长度增加，所以蔗糖具有促进幼茎细胞伸长的作用；无法根据实验结果判断蔗糖和生长素对根细胞的作用；据图可知生长素促进细胞伸长的作用比蔗糖的促进作用强，所以可推出生长素是影响幼茎细胞伸长的主要因素之一；高浓度的生长素对细胞伸长具有抑制作用，但在本实验中没有体现。答案：C4下列有关生物学实验研究方法和原理的叙述中，不正确的是()A鉴定生物组织中还原糖实验，选苹果组织样液必须临时制备，避免因酶促反应影响显色B模拟细胞大小与物质运输效率的实验，体积小的琼脂块中NaOH扩散速率较快C探究酵母菌种群数量变化的实验不需要设置对照，因为该实验在时间上形成前后对照D调查人类某种遗传病发病率时，应在人群中随机抽样调查解析：苹果中的多酚与氧气在多酚氧化酶的作用下生成黑褐色，故鉴定还原糖的显色实验需临时制备苹果组织样液，A正确；由于材料相同，无论琼脂块大与小，NaOH在琼脂内扩散的速率相同，B错误；探究酵母菌种群数量变化的实验中在时间上形成前后对照，不需要设置对照，C正确；遗传病发病率的调查对象应在人群中随机抽样调查，D正确。答案：B5下列实验操作能达到预期结果的是()A观察DNA和RNA在细胞中的分布：水解冲洗染色制片观察B制作小生态瓶时，应定时向瓶内通气，保证生物的有氧呼吸C探究酵母菌种群数量变化时，培养期内定时取样，用血细胞计数板计数，计算出平均密度，即可绘制出酵母菌种群增长曲线D探究促进生根的最适NAA浓度需要做预实验，其目的是减小实验误差解析：在观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中，实验步骤应该是：制片水解冲洗染色观察，A错误；制作小生态瓶时，应将小生态瓶进行密封处理，实现物质的循环利用，B错误；探究促进生根的最适NAA浓度需要做预实验，其目的是减小实验范围，避免实验的盲目性，D错误。答案：C6动物肠道黏膜中有一类小分子多肽，叫抗菌肽，能杀灭多种细菌，现已知抗菌肽不会使细菌产生耐药性，但不知能否替代抗生素成为新型饲料添加剂，研究人员用罗非鱼幼鱼进行了表中所示的实验，请据表判断以下说法正确的是()实验组别A组B组C组D组E组F组在基础饲料中添加物质的量(mg/kg)抗生素抗菌肽不添加物质1005102050初始体重(g)10.510.610.910.910.610.6终末体重(g)18.721.319.719.018.318.6增重率(%)77.199.882.375.671.875.6A.在本实验中，A组为对照组，BF组为实验组BE组说明高浓度的抗菌肽可能杀死了动物肠道中有益菌C抗菌肽的最佳使用浓度在10 mg/kg20 mg/kg之间D由于抗菌肽为小分子多肽，因此无法用双缩脲试剂检验解析：据表可知，A组和F组为对照组，BE组为实验组，A错误；对比E组和F组的增重率可知，高浓度的抗菌肽会使动物的增重率下降，其原因可能是抗菌肽杀灭了肠道中的有益菌，B正确；通过对比实验组的增重率可知，B组的增重率最高，即抗菌肽的最佳使用浓度应在5 mg/kg左右，C错误；双缩脲试剂可与蛋白质或多肽发生紫色反应，因此可用双缩脲试剂检验抗菌肽，D错误。答案：B二、非选择题7为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路：实验分组：甲组：培养液正常肝脏细胞X溶液(用生理盐水配制)；乙组：培养液正常肝脏细胞生理盐水。每组设置若干个重复样品。将各组样品置于相同且适宜条件下培养合适时间后，检测各组样品中细胞的癌变情况，统计并记录各组样品中细胞癌变的发生率。(要求与说明：答题时用X表示相关名词；实验所用的肝脏细胞代谢状况一致；实验所用的培养液能满足肝脏细胞正常生活所需)请回答：(1)实验目的：_。(2)预测实验结果及结论：_。(3)若X能诱导肝脏细胞发生癌变，为了进一步探究X的剂量与肝脏细胞癌变的关系，请简述该实验的设计思路：_。解析：(1)根据所给实验信息可知，该实验的自变量是X的有无，因变量是肝脏细胞的癌变情况(肝脏细胞癌变的发生率)，故该实验的目的是探究X是否能诱导肝脏细胞发生癌变。(2)由于不清楚X的具体作用，其可能会诱导肝脏细胞发生癌变，也可能不会诱导肝脏细胞发生癌变，故预测实验结果及结论时，需要对不同情况进行讨论。(3)欲探究X的剂量与肝脏细胞癌变的关系，需要用不同剂量的X溶液分别处理肝脏细胞。答案：(1)探究X是否能诱导肝脏细胞发生癌变(2)如果甲组中细胞癌变的发生率明显大于乙组，说明X能诱导肝脏细胞发生癌变；如果甲组中细胞癌变的发生率与乙组相差不大，说明X不能诱导肝脏细胞发生癌变(3)用一系列剂量梯度的X溶液分别处理正常肝脏细胞，将各组样品置于相同且适宜条件下培养一定时间后，检测各组样品中细胞的癌变情况，统计并记录各组样品中细胞癌变的发生率8为了探究同一枝条中是离根基部最远处的芽具有生长优势还是离地面最远处的芽具有生长优势，某学习小组进行了一系列的探究活动。(1)方法步骤：初春选择4根长势相似的葡萄一年生枝条，分别标记为甲、乙、丙、丁，每一枝条上留取3个茁壮的芽，从离根基部最远处依次标记为A、B、C。弯曲并绑扎固定甲、乙、丙、丁4根枝条，分别使A、B、C三个芽留取在枝条上，显示出某种“顶端”的含义；其中甲、乙、丁的姿态如图所示，试在方框内画出丙枝条的姿态并标出A、B、C三个芽的位置。(2)结果预测及结论：预测1：甲、乙、丙、丁中均为_芽发育成的新枝最长。结论：离根基部最远处的芽有生长优势。预测2：甲中的A芽、乙中的C芽、丙中的_芽在枝条中发育成的新枝最长，丁中各芽发育成的新枝一样长。结论：离地面最远处的芽有生长优势。预测3：甲中的A芽，乙中的_芽，丙中的A和B芽在各枝条中发育成的新枝都比较长，丁中的A、B、C芽发育成的新枝都一样长。结论：离地面最远处和离根基部最远处的芽具有同样的生长优势。解析：(1)根据题意显示出某种“顶端”的含义，甲中A为顶端，乙中C为顶端，则丙中B为顶端，丁中三者处于同一水平面上。(2)若离根基部最远处的芽有生长优势，则四图中均是A芽；若离地面最远处的芽有生长优势，则是甲的A芽，乙的C芽，丙的B芽；若离地面最远处和离根基部最远处的芽具有同样的生长优势，则是甲中的A芽，乙中的C芽(离地面最远)和A芽(离根基部最远)，丙中的A芽(离根基部最远)和B芽(离地面最远)。答案：(1)如图(2)ABA和C9(2017广东清远测试)H2S是一种细胞内的信号分子，具有降低血压的功能。在细胞内其产生过程为：蛋白质某种氨基酸H2S(1)H2S中的S元素位于氨基酸的_上。(2)有人为研究生理浓度(对细胞不产生毒害的浓度)的H2S的功能及作用机理，以大鼠为材料进行实验，结果如下表：组别123处理生理盐水生理浓度H2SKATP开放剂相对血压值(正常为100%)100%80%80%注：KATP是血管平滑肌细胞膜上的一种运输蛋白，其开放平滑肌舒张；反之平滑肌收缩。为保证本实验的科学性，对实验大鼠的要求是_。组别1的作用是_。假定每个组别用三只大鼠进行实验，且进行三次重复实验，该实验共需要测定_个实验数据。KATP发挥功能需要消耗ATP，平滑肌细胞中能合成ATP的场所有_。根据实验结果推测，生理浓度的H2S降低血压的作用机理是_。为证明上述推测，有人增加了第4组大鼠，请简述设计思路并预测结果。设计思路：_。预测结果：_。解析：(1)由于图中某种氨基酸能分解产生H2S，因此该氨基酸的组成元素中一定含有硫元素，并且位于R基上。(2)为了保证实验的可信性，对实验鼠的要求是数量、种类、大小及生理状态等相同。组别1的作用是起对照作用。每组三只大鼠，进行三次重复实验，实验共需要测数据33327次。平滑肌细胞中能合成ATP的场所有细胞质基质、线粒体。从表格中数据可以看出，H2S能够使血压降低，根据题意，H2S能作用于通道蛋白KATP，使其开放，血管平滑肌舒张，造成血压下降的效果。设计思路是取三只大鼠用生理浓度的H2S加KATP抑制剂进行处理，其余条件与前三组相同，测定大鼠血压并计算相对值。预测分析可知，通道蛋白KATP不开放，血管平滑肌不舒张，则血压不下降，血压高于80%。答案：(1)R基(2)数量、种类、大小及生理状态等相同作为对照27细胞质基质、线粒体H2S使KATP开放，从而使平滑肌舒张，使血压降低设计思路：取三只大鼠用生理浓度的H2S加KATP抑制剂进行处理，其余条件与前三组相同，测定大鼠血压并计算相对值预测结果：相对血压值高于80%10下面是某研究性学习小组的同学为证明农田土壤中的微生物对某种农药具有分解作用而提出的实验方案。(如何检测农药的含量不做要求)他们在同一块农田的不同地点取等量的土壤，将其标记为甲、乙两组；将甲组土壤进行灭菌，待用。实验开始时向两组分别加入等量的用无菌水配制的某种农药，并与土壤混匀，放在自然条件下(暴露在空气中)。一段时间后，多次取样检测甲、乙两组土壤中农药的浓度并求平均值，比较两组农药含量的差异。(1)请指出并改正实验中两处明显的错误，并说明原因。错误一：_，改正：_，原因是_
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