高中生物实验设计专题复习题
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专练101教材实验和实验设计、分析综合练1.已知药物X对细胞增殖有促进作用,药物D可抑制药物X的作用。
某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组,分别置于培养液中培养,培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物),每隔一段时间测定各组细胞数,结果如图所示。
据图分析,下列相关叙述不合理的是()A. 乙组加入了药物X后再进行培养B.丙组先加入药物X,培养一段时间后加入药物D,继续培养C.乙组先加入药物D,培养一段时间后加入药物X,继续培养D.若药物X为蛋白质,则药物D可能改变了药物X的空间结构2.关于还原糖、蛋白质和DNA的鉴定实验,下列叙述正确的是()A.在甘蔗茎的组织样液中加入双缩脲试剂,温水浴后液体由蓝色变成砖红色B.在大豆种子匀浆液中加入斐林试剂,液体由蓝色变成紫色C.提取DNA时,在切碎的洋葱中加入适量洗涤剂和食盐,充分研磨,过滤并弃去滤液D.将DNA粗提物溶解在2 mol/L NaCl溶液中,加入二苯胺试剂,沸水浴后液体由无色变成蓝色3.以下高中生物学实验中,操作不正确的是()A.在制作果酒的实验中,将葡萄汁液装满整个发酵装置B.鉴定DNA时,将粗提产物与二苯胺混合后进行沸水浴C.用苏丹Ⅲ染液染色,观察花生子叶细胞中的脂肪滴(颗粒)D.用龙胆紫染液染色,观察洋葱根尖分生区细胞中的染色体4.关于“清水”在实验中的应用,正确的是()A.在用花生子叶做脂肪的检测实验中,花生子叶的薄片需要放入盛有清水的培养皿中待用;染色后洗去浮色时需要使用50%的酒精,酒精可以用大量清水代替B. 观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离后的复原,需要滴清水,清水可以用低于0.3 g/mL的蔗糖溶液替代C.观察人口腔上皮细胞中的线粒体,细胞要始终保持有水状态,因此取材后将其放入载玻片的水滴中D.观察DNA和RNA在细胞中的分布实验中,可用清水代替盐酸进行水解5.下列关于实验中酒精使用的描述,错误的是()A.检测花生子叶切片中的脂肪时,需用体积分数为50%的酒精洗去浮色B.用体积分数为95%的酒精提取绿叶中的色素时,需加入适量的无水碳酸钠C.可用无水乙醇代替层析液分离绿叶中的色素D.可用体积分数为95%的酒精与质量分数为15%的盐酸等体积混合制备根尖的解离液6.下列关于遗传学发展史上4个经典实验的叙述,正确的是()A.孟德尔的单因子杂交实验证明了遗传因子位于染色体上B.摩尔根的果蝇伴性遗传实验证明了基因自由组合定律C.T2噬菌体侵染细菌实验证明了DNA是大肠杆菌的遗传物质D.肺炎双球菌离体转化实验证明了DNA是肺炎双球菌的遗传物质7.[2021·湖南卷]以下生物学实验的部分操作过程,正确的是()8.如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果,样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。
新人教高考生物一轮复习同步习题(四十一)教材基础类实验一、选择题:每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1.(2020·山东卷)黑藻是一种叶片薄且叶绿体较大的水生植物,分布广泛、易于取材,可用作生物学实验材料。
下列说法错误的是()A.在高倍光学显微镜下,观察不到黑藻叶绿体的双层膜结构B.观察植物细胞的有丝分裂不宜选用黑藻成熟叶片C.质壁分离过程中,黑藻细胞绿色加深、吸水能力减小D.探究黑藻叶片中光合色素的种类时,可用无水乙醇作提取液C解析:叶绿体的双层膜结构属于亚显微结构,在高倍光学显微镜下观察不到,A正确;黑藻成熟叶片不进行有丝分裂,不能用于进行植物细胞的有丝分裂的观察,B正确;在质壁分离过程中,由于原生质体失水皱缩,黑藻细胞绿色加深、吸水能力增强,C错误;色素能溶解在无水乙醇等有机溶剂中,可用无水乙醇等溶解和提取叶片中的光合色素,D正确。
2.下列实验操作中,不属于控制无关变量的是()A.验证光合作用能产生淀粉的实验中,首先将实验植物作饥饿处理B.验证温度影响酶活性实验中,先将每一组底物和酶分别放在相同温度下适当时间后再混合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.菠菜叶中光合色素的分离实验中,制备滤纸条时剪去两角C解析:验证光合作用需要光照的实验中,是否有光是实验的自变量(单一变量),不是无关变量,C错误;A、B、D选项都是对无关变量的处理。
3.(2021·福建适应性测试)下列关于高中生物学实验的叙述,错误的是() A.“用高倍显微镜观察叶绿体”实验中,临时装片中的藓类叶片要保持有水状态B.“探究温度对酶活性的影响”实验中,将淀粉和淀粉酶混合后置于不同温度处理C.“探究植物细胞的吸水和失水”实验中,紫色洋葱外表皮细胞质壁分离时液泡颜色加深D.“研究土壤中小动物类群的丰富度”实验中,可用诱虫器采集土壤样品中的小动物B解析:“探究温度对酶活性的影响”实验中,将淀粉和淀粉酶分别用不同温度处理后,再将相同温度处理的酶与底物相混合,再置于相应的温度下反应,而后观察实验结果,B错误。
微专题七兴奋传导与传递的相关实验探究题型一膜电位的测量及变化曲线分析测量装置电位变化曲线两电极分别位于细胞膜两侧相同位置两电极分别位于细胞膜两侧不同位置(a、b两点)若减小a、b两点间的距离,则d也随之减小,当ab=0时,两个波峰重叠,电流表指针偏转一次两电极分别位于细胞膜两侧不同位置(a、b两点)若减小a、b两点间的距离,则d也随之减小,当ab=0时,两个波峰重叠,电流表指针偏转一次跟踪训练1.(2022·常德高三市级重点高中联考)如甲图所示,在神经纤维上安装两个完全相同的灵敏电表,表1两电极分别在a、b处膜外,表2两电极分别在d处膜的内外侧。
在b、d中点c给予适宜刺激,相关的电位变化曲线如乙图、丙图所示。
据图分析,下列说法不正确的是() A.表1记录得到丙图所示的曲线图B.乙图曲线处于③点时,说明d处处于未兴奋状态C.乙图曲线处于③点时,丙图曲线正处于④点D.丙图曲线处于⑤点时,甲图a处电位表现为“外正内负”答案B解析丙图表示先后形成两个方向相反的动作电位,由图可知,表1可记录得到丙图所示的双向电位变化曲线,A正确;由图可知,乙图曲线处于③点时,动作电位达到最大值,说明d处处于兴奋状态,B错误;乙图曲线处于③点时,动作电位达到最大值,此时丙图曲线正处于④点,C正确;丙图曲线处于⑤点时,甲图a处处于静息状态,电位表现为“外正内负”,D正确。
2.研究发现,单独培养的大鼠神经元能形成自突触,如图甲所示。
用电极刺激这些自突触神经元的树突可引起兴奋,其电位变化结果如图乙所示。
下列叙述不正确的是()A.神经系统的基本单位是神经元,由树突和轴突组成B.神经元维持-68 mV膜电位时,膜内的K+浓度比膜外的高C.乙图电位变化出现第一个峰值的原因是刺激直接引发的Na+内流D.乙图电位变化出现第二个峰值的原因是神经递质引发的Na+内流答案A解析神经元维持-68 mV膜电位时,为静息电位状态,此时,膜内的K+浓度比膜外的高,B正确;乙图电位变化出现第一个峰值的原因是刺激使钠离子通道打开,引发的Na+内流,从而产生动作电位,C正确;乙图电位变化出现第二个峰值的原因是神经递质与细胞体膜上的受体结合,引发的Na+内流,产生动作电位,D正确。
高中生物人教版必修3实验专练:(12)设计并制作生态瓶,观察其稳定性1、某生物兴趣小组用河水、池泥、黑藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等材料制作了3个生态瓶(如下图)。
下列说法中正确的是( )A.甲瓶中的小鱼很快死亡是因为瓶内分解者数量过少B.乙瓶中的生物存活的时间相对较长C.丙瓶中加盖与否,并不影响实验结果D.若想维持生态系统的稳定性,丙瓶应放在黑暗中2、很多同学都曾尝试设计制作小生态瓶,但有相当一部分同学的设计并不成功。
下面罗列了设计生态瓶应遵循的原理,其中不合理的是( )A.瓶内各种生物之间应有营养上的联系B.瓶内各种生物的数量搭配应合理C.应定时向瓶内通气,保证生物的有氧呼吸D.瓶内生态系统应获得充足的能量供应3、设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求,下面说法合理的是( )A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方,以保证获得足够的能量B.应该经常向生态缸中通气,从而保证缸中生物的呼吸正常进行C.其中各种生物之间以及生物与无机环境之间,应能够进行物质循环和能量流动D.其中投放的生物必须有很强的生命力,投放的动物数量要多一些4、下图为一个密闭生态缸处于良性状态的碳循环模式图,下列有关分析不正确的是( )A.行为信息在无机环境和异养生物①之间可进行单向或双向传递B.三种生物的成分自左向右依次分别代表生产者、消费者和分解者C.生态缸需要放置在一个有适宜散射光的位置才能正常运转D.可通过观察自养生物等成分的生活状况来判断生态缸是否处于稳定状态5、设计制作生态缸应该遵循一定的原理和要求,下面说法合理的是( )A.应该将生态缸放在阳光能够直接照射的地方,以保证获得足够的能量B.应该经常向生态缸中通气,从而保证缸中生物的呼吸C.其中各种生物之间以及生物与无机环境之间,应能够进行物质循环和能量流动D.其中投放的生物必须有很强的生命力,投放的动物数量要多一些6、如图是一个密封的养鱼缸,它是一个自我稳定的生态系统,有人指出养鱼缸在一定时间内能够保持动态平衡的原因有:①有稳定的能量来源;②各类生物数量相对稳定;③金鱼藻的光合作用能为鱼的生活提供氧气和养料;④鱼生长活动过程中产生的CO2能够供金鱼藻进行光合作用合成有机物;⑤河泥中的微生物能利用、转化鱼粪便和动植物残体,为金鱼藻生活提供营养。
1、预期:在设计实验时,需要根据实验原理,推测可能出现的结果2、明确实验的类型,即是探究性实验还是验证性实验如果是验证性实验:有明确的结论,题干要求我们“干什么”这句话其实就是结论。
(不需要分类讨论,一般在题目中就可以找到答案)如果是探究性实验:一般要预测几种可能出现的结果。
解答用“如果…,则…”形式注:具体的还要看题目如何问才能确定。
3、“预期结果”和“预期结果及分析”预期结果:写出实验现象即可预期结果及分析:写出结果,还要对结果产生的原因进行生物学解释4、探究性实验结果分析要全面,考虑到多种可能如两组对照实验,大多有三种可能的结果:变量促进结果、变量抑制结果、变量与结果无关,或全部肯定、全部否定、一肯定一否定等。
5、结论可以用文字表述,也可能用表格阐述。
以下为实验结论题型,共60多题,教师可以有选择地对学生进行练习。
1.某同学为了探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响,设计了如下实验步骤:①在A、B、C、D、E 5支试管中分别加入pH 5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5 mL,再分别加入质量分数为1%的淀粉液1 mL。
②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1 mL,摇匀。
③将5支试管放入70 ℃恒温水浴中,保温时间相同且合适。
④取出各试管,分别加入斐林试剂2 mL,摇匀。
⑤观察各试管溶液的颜色,通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。
上述实验步骤中有2处错误,请更正并说明更正的理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数),以便实验能得到正确的预期结果。
(1)_________________________________________________________________(2)_______________________________________________________________。
2.某校生物兴趣小组在学习了实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”后,想进一步探究酵母菌细胞在有氧和无氧的条件下产生等量CO2时,哪种条件下消耗葡萄糖较少的问题。
一、鉴定酶的本质某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中,能将糖原分解为还原糖.酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用,请利用这一原理设计实验,探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA.简要写出实验思路,并预期实验结果及结论(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组).审题关键(1)据题干可知,X酶的功能是能将糖原分解为还原糖.(2)联想到蛋白酶可以改变蛋白质的空间结构从而使其失去功能.(3)RNA酶可以催化RNA发生水解从而使其失去功能.(4)若X酶的化学本质是蛋白质,被蛋白酶处理后,则不能将糖原分解为还原糖.(5)若X酶的化学本质是RNA,被RNA酶处理后,则不能将糖原分解为还原糖.(6)题干中要求设计甲、乙两组实验,二者之间要能相互印证,因此联想相互对照.答案(1)实验思路:甲组:将X酶用蛋白酶处理,再与糖原溶液混合,在适宜条件下保持一段时间后,检测是否有还原糖的产生.乙组:将X酶用RNA酶处理,再与糖原溶液混合,在适宜条件下保持一段时间后,检测是否有还原糖的产生.(2)预期结果及结论:①若甲组有还原糖生成,乙组没有还原糖生成,则说明X酶的化学本质是RNA;②若甲组没有还原糖生成,乙组有还原糖生成,则说明X酶的化学本质是蛋白质.鉴定酶本质的两种常用方法1.试剂检测法从酶的化学本质上来讲,绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA.因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应,RNA与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案:2.酶解法从酶的化学本质上来讲,绝大多数的酶是蛋白质,少数的酶是RNA.酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用,因此可以分别利用蛋白酶和RNA酶处理某酶,再观察其功能是否受影响来确定该酶的本质.设计鉴定方案:1.现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液(淀粉酶的化学本质是蛋白质,可将淀粉水解成还原糖)各一瓶,可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来.(1)用一种试剂将上述4种溶液区分为两组,这种试剂是____________,其中稀蛋清和________将发生________色反应.(2)用________试剂区分不发生显色反应的一组溶液.产生_________现象的为________溶液.(3)区分发生显色反应一组溶液的方法、鉴定结果及结论分别是:方法:将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合,一段时间后,用________试剂在一定条件下分别处理上述两种混合液.结果:其中一组产生了________________,另一组无明显现象.结论:发生显色反应的是__________溶液,不发生显色反应的是____________溶液.答案(1)双缩脲试剂淀粉酶紫(2)斐林砖红色沉淀葡萄糖(3)斐林砖红色沉淀淀粉酶稀蛋清解析(1)由于稀蛋清和淀粉酶溶液的化学本质是蛋白质,蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应,而葡萄糖和淀粉属于糖类,不能与双缩脲试剂发生显色反应,所以可以用双缩脲试剂将4种溶液分为两组,其中稀蛋清和淀粉酶将发生紫色反应.(2)葡萄糖属于还原糖,可用斐林试剂鉴定,产生砖红色沉淀.(3)淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖,麦芽糖属于还原糖,所以加入淀粉后,用斐林试剂鉴定后出现砖红色沉淀的则为淀粉酶.所以可以将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合,一段时间后,用斐林试剂分别处理上述两种混合液,观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液,出现砖红色的是淀粉酶溶液.二、验证酶的高效性与专一性已知2H2O2===2H2O+O2↑,可以通过观察反应过程中O2的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H2O2分解反应的速率.请用所给的实验材料和用具设计实验,使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性.要求写出实验步骤,预测实验结果,得出实验结论,并回答下列问题:实验材料与用具:适宜浓度的H2O2溶液,蒸馏水,3.5%FeCl3溶液,0.01%过氧化氢酶溶液,恒温水浴锅,试管.(1)实验步骤:①________________________________________________________________________.②________________________________________________________________________.③________________________________________________________________________.(2)实验结果预测及结论:整个实验中,不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是_____________________________________________________________,由此可得出的结论是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃,重做上述实验,O2释放的速率最快的是______________________________________________________________________________,原因是________________________________________________________________________.审题关键(1)据题可知,该实验的目的是同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性.(2)酶的催化作用和高效性是指分别与无催化剂和无机催化剂相对照,加快所催化反应的速率的现象,所以本实验的自变量为无催化剂、酶和无机催化剂(FeCl3).(3)由题干可知,本实验的因变量为H2O2分解反应的速率,表观因变量为气泡从溶液中释放的速率.无关变量有H2O2溶液量、温度及保温时间和蒸馏水、FeCl3溶液、过氧化氢酶溶液等液体的使用量等.(4)80℃恒温水浴条件下FeCl3催化作用加快,而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性.答案(1)①取3支试管,各加入等量且适量的H2O2溶液,放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液③观察各试管中释放气泡的快慢(2)加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管过氧化氢酶具有催化作用和高效性(3)加FeCl3溶液的试管在此温度下,过氧化氢酶因高温变性而失去了活性,而FeCl3仍有催化活性1.验证酶的高效性的实验设计模型项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂现象反应速率很快,或反应用时短反应速率缓慢,或反应用时长结论酶具有高效性2.验证酶专一性的实验设计模型方案一方案二项目实验组对照组实验组对照组材料同种底物(等量) 与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性酶具有专一性2.甲、乙两位同学围绕酶的特性,设计了如下实验,请运用你所学的知识,指出该两位同学实验设计中存在的问题并提出修改方案.(1)甲同学探究酶的高效性:取一支试管,加入2mLH2O2,再加2滴新鲜土豆研磨液,观察到产生大量气泡,用带火星的卫生香检测,卫生香猛烈燃烧,说明酶的催化作用具有高效性.存在问题:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________.修订方案:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(2)乙同学利用下列相应的材料和用具设计验证酶具有催化性和专一性的实验.备选材料用具:蛋白质块,脂肪块,牛胰蛋白酶溶液,牛胰淀粉酶溶液,蒸馏水,双缩脲试剂,试管若干,恒温水浴锅,时钟等.实验步骤:①取两支洁净的相同试管,编号为甲、乙.②取5mL牛胰蛋白酶溶液加到甲试管中,再取等量牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中.③将两支试管置于恒温水浴锅中,保温(37℃)5分钟.④分别加入等体积等质量的蛋白质块,其他条件相同且适宜.⑤一段时间后,分别加入等量的双缩脲试剂进行检测,记录实验结果. 上述实验步骤中,有二处明显错误,请找出这二处错误并更正第一处错误:__________________________________________________________________.修订方案:____________________________________________________________________.第二处错误:__________________________________________________________________.修订方案:____________________________________________________________________.答案(1)存在问题:甲同学缺少对照实验修订方案:增加对照组,用FeCl3溶液做对照(2)第一处错误:缺少对照组修订方案:增设一组加5mL蒸馏水和等体积等质量蛋白质块的试管第二处错误:不能用双缩脲试剂检测修订方案:应直接观测蛋白质块体积的大小三、探究酶的最适温度或最适pH为了探究某种淀粉酶的最适温度,某同学进行了如图所示的实验操作.实验步骤如下:步骤①:取10支试管,分为五组.每组两支试管中分别加入1mL某种淀粉酶溶液和2mL质量分数为5%的淀粉溶液.步骤②:将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并摇匀.步骤③:将装有混合溶液的五支试管(编号1、2、3、4、5)分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中.反应过程中每隔1分钟从各支试管中取出一滴反应液,滴在比色板上,加1滴碘液显色.回答下列问题:(1)实验原理:淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成还原糖;淀粉酶的活性受温度影响;用碘液可检测淀粉,因为淀粉遇碘液变蓝,根据蓝色深浅来推断淀粉酶的活性.(2)该实验的设计存在一个明显的错误,即步骤②前应_________________________________________________________________________________________________________________.(3)在本实验中,各组溶液的pH要保证______________,该实验能否选用斐林试剂检测实验结果?__________,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________.(4)纠正实验步骤后,进行操作.一段时间后,当第3组试管中的反应物与碘液混合开始呈棕黄色时,各组实验现象如下表所示(“+”表示蓝色程度).组别 1 2 3 4 5处理温度/℃15 25 35 45 55结果+++棕黄色+++分析上述实验结果,可以得出该淀粉酶的最适温度在____________________之间.某同学在进行本实验的过程中,发现反应时间过长.为缩短反应时间,请你提出合理的改进措施:________________________________________________________________________.审题关键(1)本实验的目的是探究某种淀粉酶的最适温度.(2)该实验中在酶溶液和反应物混合之前,需要先把两者分别放在各自所需温度下保温一段时间.(3)本实验的自变量为温度,因变量为酶的活性变化,本实验通过淀粉遇碘液变蓝的深浅来推断其变化,而各溶液pH属于无关变量,要保证相同且适宜.(4)低温抑制了酶的活性,但结构未被破坏,温度恢复升高时仍会有催化功能,所以该实验不能选用斐林试剂检测实验结果.(5)根据表中数据可知,第3组试管开始呈棕黄色,说明此试管中已经没有淀粉了,因此淀粉酶的最适温度介于25℃和45℃之间.为了加快反应,在不改变自变量的情况下,可适当增加酶量或适当降低底物的浓度. 答案(2)先将五组试管分别在15℃、25℃、35℃、45℃、55℃的水浴中保温一段时间(3)相同且适宜不能利用斐林试剂检测时需要水浴加热,会改变各试管的温度,最终影响实验结果(4)25~45℃增加淀粉酶的量或浓度(或降低底物的量或浓度)“梯度法”探究酶的最适温度或pH(1)探究酶的最适温度①设计思路②设计方案(2)探究酶的最适pH①设计思路②设计方案3.下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果.据此回答下列问题:探究温度对酶活性影响的实验(实验一)实验分组甲组乙组丙组①α淀粉酶溶液1mL 1mL 1mL(1)pH在实验一中属于________变量,而在实验二中属于________变量.(2)实验一的①②③步骤为错误操作,正确的操作应该是___________________________.实验一的⑤步骤最好选用____________(试剂)测定单位时间内淀粉的_____________________.(3)如将实验一的新鲜α淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液,你认为是否科学?________.为什么?_____________________________________________.(4)分析实验二的结果,可得到的结论是_________________________________________________________________________________________________________________________;在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH,可在pH为______之间设置梯度.答案(1)无关自(2)使新鲜α淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分别达到预设温度后再混合(其他合理答案也可) 碘液剩余量(3)不科学因为温度会直接影响H2O2的分解(4)该过氧化氢酶的最适pH约为7,pH降低或升高酶活性均降低(或在pH为5~7的范围内,随pH的升高该过氧化氢酶活性升高;在pH 为7~9的范围内,随pH的升高该过氧化氢酶活性降低) 6~8解析(1)实验一探究的是温度对酶活性的影响,因此自变量是温度,因变量是酶活性,pH属于无关变量;而实验二是探究过氧化氢酶作用的最适pH,自变量是pH.(2)探究温度对酶活性影响的实验中,应该先使酶和底物分别达到预设温度,然后再将底物和酶混合进行反应,否则会影响实验结果的准确性.因此,实验一的①②③步骤为错误操作.淀粉遇碘液变蓝,因此实验一的⑤步骤最好选用碘液测定单位时间内淀粉的剩余量,单位时间内淀粉的剩余量越多,说明酶活性越低.(3)温度会直接影响H2O2的分解,因此实验一的新鲜α淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液.(4)由实验二的结果可知,在pH为5~7的范围内,随pH的升高该过氧化氢酶活性升高;在pH为7~9的范围内,随pH的升高该过氧化氢酶活性降低;该过氧化氢酶作用的最适pH约为7,pH降低或升高酶活性均降低.在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH,可在pH为6~8之间设置梯度.。
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理科综合下生物学科高考在纲对实验能力的要求: ⒈能独立完成“生物知识和内容表”所列实验。包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤.掌握相关的操作技能.并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。(教材基础实验)。 ⒉具备验证简单生物学事实的能力.并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。(验证实验) ⒊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。(探究实验) ⒋能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。(评价和修改) 近年来,生物高考试题中的实验及实验设计已成为一种稳定的重要题型,每年都作为大题出现。有关实验方面的内容.是许多考生的弱点.应引起充分重视。这类题目有一定难度.学生在高考中得分率很低。但是万变不离其宗.要得高分.实验的复习.应该立足于对基本实验方法、实验技能、实验思维的强化和巩固着手.培养学生的实验分析、实验设计等实验能力。如何进行实验设计? 一、实验设计的基本方法: (1)了解题目要求;(2)明确实验目的;(3)分析实验原理;(4)熟悉实验器材; (5)确定实验思路;(6)设计实验步骤;(7)预测实验结果;(8)得出实验结论。 二、如何运用基本方法分析实验题: ㈠了解题目要求 题目给出了哪些条件?给出了什么样的材料用品?要求回答什么问题? ㈡明确实验目的 实验的最终目的是要解决什么问题?明确实验目的关键在明确题目中的实验是验证型还是探究型的。验证型实验有明确的结果.通过实验加以验证.结论往往只有一个;探究型实验的现象和结果是未知的或不确定的.结论也往往有多个。实验目的是解实验题的方向.原理阐述、步骤设计、结果预测、实验分析、实验结论等都需要围绕实验目的进行.否则无异于南辕北辙。实验的结论要和实验的目的相对应。验证性实验的结论也就是实验的目的。 ㈢分析实验原理 实验原理是实验中关键步骤的理论基础.要分析实验中用哪些基本科学理论知识(源于学习过的基本概念、原理和规律等)。为实验步骤的设计.实验结果的预测.分析实验得出结论提供科学的理论依据.也就是联系所学的理论知识.这样才能做到有理有据。 ㈣分析实验器材 认真分析所提供的仪器、药品、试剂等.从中选出实验的必备条件。实验的器材也会给实验变量的确定和对照实验的设计以及实验步骤的设计提供启示。高考时.为让考生的试验设计及分析能有一定的范围.命题者往往通过给出实验用具来进行限制.同时.有些命题背景学生并不熟悉.命题者会通过给出实验用具加以提示。因此.分析实验用具往往是解题的突破口.可以让实验题的解答(尤其是实验步骤的描述)严密不丢分。解题时.可将实验用具-教育精选- 可编辑 可以分为三类:生物材料;一般用具和药剂;特殊用具或药剂。在分析实验用具的过程中.会使考生的实验设计逐渐清晰明了。 ㈤确定实验设计的思路 根据实验的目的、原理而进行的思维过程.构建实验设计的基本框架.是实验设计的蓝图。 ㈥设计实验步骤 设计实验步骤要遵循实验设计的基本原则.要应用题目中所给的条件.并分析这些条件起什么作用和怎样运用。 ⒈实验设计的基本原则: ⑴科学性原则:实验是人为控制条件下研究事物(对象)的一种科学方法;是依据假设. 在人为条件下对实验变量的变化和结果进行捕获、解释的科学方法。科学研究的过程本身就是科学.并不是说研究的结论才是科学方法。因此.在实验设计中必须有充分的科学依据。生物学实验中.一种生命现象的发生往往有其复杂的前因后果.从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则。如绿色植物新陈代谢中的物质代谢有各种细胞的参与.有各种物质在不同方面的变化。分析问题、设计实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性。 科学性原则:包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、 实验结果处理的科学性。 ⑵平行重复原则:即控制某种因素的变化幅度.在同样条件下重复实验.观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复.这是具有科学性的标志。任何实验必须有足够实验次数.才能避免结果的偶然性.使得出的结论准确、科学。平衡重复原则要求控制某种因素的变化强度.在同样条件下重复实验.观察其对实验结果的影响程度。由以上实验设计的特点来看.采用了平行重复的原则来进行.消除了无关变量与额外变量的干扰.可多次重复该实验.使得实验结果更加客观、科学。生化类实验:实验中给的试剂不能一次用完,要取少量的做实验,具有可重复性.对于生理类实验.每组应选取多个对象.具有可重复性.可排除隅然因素对实验结果的影响。 ⑶对照性原则:科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了.且使实验结论更有说服力。 实验中的无关变量很多.必须严格控制.要平衡和消除无关变量对实验结果的影响.对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。由于同一种实验结果可能会被多种不同的实验因素所引起.因此如果没有严格的对照实验.即使出现了某种预想的实验结果.也很难保证该实验结果是由某因素所引起的.这样就使得所设计的实验缺乏应有的说服力。可见只有设置对照实验.才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性。才能使设计显得比较严密.所以大多数实验.尤其是生理类实验往往都要有相应的对照实验。 空白对照:即不给对照组做任何处理;例如.在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中. 实验组滴加了唾液淀粉酶液.而对照组只加了等量的蒸馏水.起空白对照。课本中涉及到的用甲状腺制剂饲喂蝌蚪与正常情况下蝌蚪不作任何处理对照就属于空白对照;在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂.以作对照。 条件对照:即虽给对照组施以部分实验因素.但不是所研究的实验处理因素;这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理.目的是通过得出两种相对立的结论.以验证实验结论的正确性。例如.在“动物激素饲喂小动物”的实验中.采用等组实验法.甲组为实验组(饲喂甲状激素).乙组为条件对照(饲喂甲状抑制剂);不饲喂药剂的是空-教育精选- 可编辑 白对照组;课本中涉及到温度对淀粉酶活性影响的实验中0℃、100℃等温度下的对照则为条件对照;.显然.通过条件对照.实验说服力大大提高。 自身对照:指对照组和实验组都在同一研究对象上进行.不再另外设置对照组;例如 “质壁分离与复原”实验.自身对照简便.但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解.即自身对照.处理前的对象状况为对照组.处理后的对象变化为实验组.用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。 相互对照:不单独设置对照组.而是几个实验相互为对照。即实验与对照在同一对象 上进行.这种方法常用于等组实验中。“植物向光性”实验中.利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照.说明了生长素与植物生长弯曲的关系。证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米种子之间则属于相互对照。再如: 在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度 (0度、50度,100度) 或pH为相互对照。清水(软水) 、河水(硬水) 对加酶洗衣粉影响中.清水(软水) 、河水(硬水) 为相互对照。.在实验中要找出一个最佳效果点.就要采取相互对照进行实验。 “实验组”与“对照组”确认:一个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。实验组是施加实验变量处理的被试组;对照组是不施加实验变量处理的对象组.两者对无关变量的影响是相等的.两组之间的差别.被认为是来自实验变量的结果.如 2005年春季高考题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照.因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组.而自然状态(即来接受实验变量处理)的小麦幼苗应为对照组.通过对照组能增强实验的信度。 说明:根据实验目的要求.凡是涉及确定变化因素之间的因果关系的实验中.一般都需要设计对照组实验。中学阶段所要求的实验设计一般多采用对照的原则.因为科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了.且使实验结论更有说服力。
⑷单因子变量原则和等量原则: 此两个原则都是在设计对照实验时必须坚持的原则。 单因子变量原则:强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量.只有这样当实验组和对照组出现不同结果时.才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的.从而证明实验组所给实验因素的作用.因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置.至于将谁作为变量则很容易确定.即要验证谁则把谁作为变量.也就是要把所要验证的中心条件作为变量。如要探索PH对淀粉酶活性的影响.则需把PH作为变量;要验证光合作用需要光则应将光作为变量;要验证光合作用需二氧化碳则把二氧化碳作为变量等等。 单一变量原则应注意:⑴不论一上实验中有几个变量都应做到一个实验变量.对应观测一个反应变量;⑵实验中尽可能避免无关变量及客处变量的干扰。确保实验组和对照组只有一个量不同就是实验变量。 等量性原则:与单因子变量原则是完全统一的。只不过强调的侧面不同.单因子变量原则强调的是实验变量的单一性.而等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同.以平衡和消除无关变量对结果的影响.需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时.不但要等量.而且是在适宜条件下的等量.常态条-教育精选- 可编辑 件下的等量。如在探索PH对酶活性影响的实验中.单一变量是PH.除PH之外的其他一切对酶活性有影响的无关变量不但要严格控制等量.而且要适宜的量.如对温度的控制不但要相同.而且要适宜.即要给予酶活性所需的适宜的温度.而不能控制在低温或高温条件下的等量。 等量原则应做到: ①所有用生物材料要相同即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。
②所用实验器具要相同即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。 ③所用实验试剂要相同即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。 ④所用处理方法要相同如:保温或冷却:光照或黑暗;搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说.看起来似乎是毫无意义的.但最好还是要作同样的处理。 ① 实验变量与反应变量:实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件.是作用于实验对象的刺激变量(也称自变量).自变量须以实验目的和假设为依据.应具有可变性和可操作性。反应变量(又称因变量).是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量.反应变量是研究是否成功的证据.应具可测性和客观性。 二者关系:实验变量是原因.反应变量是结果.即具因果关系。 ② 无关变量与额外变量:无关变量(控制变量)是指实验中除实验变量外的影响实验结 果与现象的因素或条件。即是指与研究目标无关.但却影响研究结果的变量. .实验者应严格控制无关变量.否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。 由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。二者关系:也是前因后果的关系。但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。在实验中应尽量减少无关变量.而且不同的实验组中的无关变量应完全相同(要做到注意同步、等量)。 ⒉写实验步骤 ⑴实验顺序和步骤一定要合理.方法要简便易行.效果要明显。自己完成实验步骤后可以多读几遍体会一下。 ⑵如果实验中用到几组器材或需要分几组实验.切记进行编号.以保证不丢分。 ⑶语言的叙述和表达要简洁明了.讲的越多犯错误的可能性就越大。 ⑷题目中给你的器材一般都要用上.如果有器材没有用上.那就表明可能你的答案有问题。列出的器材还会给你一定启示。材料对分组对照的启示;试剂对分组对照和对变量的启示。 3.无论解哪种类型的设计实验步骤试题.都可以用“三步法”去解