2020届高考生物艺考生大二轮总复习 上篇 专题十 实验与探究 第17讲 实验与探究 高频命题点2

-1-高频命题点2实验分析、设计、评价真题领航——目标方向导入高考1．(2019·全国Ⅲ卷，4)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为()A．有机物总量减少，呼吸强度增强B．有机物总量增加，呼吸强度增强C．有机物总量减少，呼吸强度减弱D．有机物总量增加，呼吸强度减弱解析：A[本题以黄化苗的代谢为载体，考查考生通过比较、分析与综合的方法，对某些生物学问题进行推理、解释并作出正确判断的能力；试题通过黄化苗与干种子的代谢状态的比较，体现了科学思维素养中的分析与推断要素。与干种子相比，黄化苗中自由水含量增多，细胞呼吸强度增强，有机物总量减少，A正确，B、C、D错误。]2．(2017·全国Ⅰ卷，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)解析：该题主要考查病毒的增殖以及对照实验设计的思路和方法。题目假设病毒在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，放射性同位素标记的尿嘧啶(U)和胸腺嘧啶(T)只能通过宿主细胞进入病毒。因此，收集新复制的病毒，并检测它的放射性，便可知其核酸的类型。将含有放射性同位素标记的尿嘧啶(U)或胸腺嘧啶(T)的培养基分别标记为甲组、乙组，分别培养宿主细胞，之后分别接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。若为RNA病毒，则甲组收集的病毒因增殖过程中利用了含放射性标记的尿嘧啶而具有放射性，乙组收集的病毒无放射性；若为DNA病毒，则乙组收集的病毒因增殖过程中利用了含放射性标记的胸腺嘧啶而具有放射性，甲组收集的病毒无放射性。答案：(1)思路甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。-2-乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。核心整合——掌握必备生物知识一、实验分析1．实验中的变量实验名称自变量因变量无关变量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剧烈程度)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的呼吸方式氧的有无CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度)；酒精产生与否(用酸性条件下的重铬酸钾检测)葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度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根长度实验材料的一致性、生长素类似物浓度的准确性、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2.注意区分探究性实验与验证性实验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，通过指实验者针对已知的实验结果而进行的-3-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，故不存在假设问题二、实验评价实验方案评价类试题解题的一般思路-4-三、实验设计1．实验设计的一般步骤2.实验设计语言叙述中应注意的问题(1)实验材料选择：①植物：“大小相似，长势相同的同种植株”。②动物：“体重(体长)、年龄、生长趋势相同”，有时甚至要“性别”相同。③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：①容器应使用大小相同的。②如果使用滴管滴加不同溶液，应选用不同的滴管。考向立意——突显科学探究能力[考向]以实验探究为载体，考查学生综合分析问题、解决问题的能力1．为了探究湖泊中不同深度的蜗牛和不同深度的吸虫之间的寄生关系，科研工作者进行了下列研究：①分别从湖泊浅、中、深水区捕获等量且足量未感染吸虫的蜗牛，将每种来源的蜗牛随机均分为3组；②分别从湖泊浅、中、深水区感染吸虫的蜗牛体内取出具有感染能力的吸虫，按来源分别培养；③将每种来源的3组未感染吸虫的蜗牛分别放入3种对应来源-5-的吸虫环境中(其他条件相同)；④培养相同时间后，分别统计各环境中3组蜗牛的吸虫感染率，绘制曲线如图。下列有关叙述与实验结果不相符的是()A．实验中，来自浅水的蜗牛的吸虫感染率最高B．不同深度的蜗牛更容易感染来自相同深度的吸虫C．在本实验中所涉及的变量很多，其中自变量不止一个D．来自深水的蜗牛感染率低可能是密度小，相互传染少解析：D[横坐标表示蜗牛来源，通过三组曲线在浅水区、中层区和深水区的对比知，来自浅水区的蜗牛感染率最高，A正确；由三条曲线在不同水层的感染率可知，来自不同深度的蜗牛更易感染来自相同水层的吸虫，B正确；本实验中涉及的自变量有不同水层的蜗牛、不同水层的吸虫等，C正确；不同组别中蜗牛密度相同，故深水的蜗牛感染率低的原因不是蜗牛密度小，D错误。]2．某生物兴趣小组为探究“环境条件对花生种子萌发的影响”，设计了表中所示实验，请据表回答：培养瓶编号种子的数量(粒)种子所处的环境(其他外界条件均相同且适宜)①50培养瓶底部垫有浸湿的布20℃②50培养瓶底部无水20℃③50培养瓶底部垫有浸湿的布0℃(1)若选取①和③进行对照实验，则实验的自变量是__________。若探究“水对花生种子萌发的影响”，需选取①和②进行对照实验，请改正实验设计中的一处不足：____________________________________________________________________________。-6-(2)为进一步探究花生幼苗的生理活动，兴趣小组设计了下图所示的实验装置。①将该装置置于黑暗中进行呼吸速率测定时，为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行校正，校正装置的容器和烧杯中应该放入____________________________________。②若想验证水是光合作用的原料(如图所示，将叶片甲主脉切断分成A、B两部分)，首先需要对装置进行如下调整：__________。并在此基础上，请写出实验设计思路：____________________________________________________________________________________。解析：(1)①和③组处理方式中，唯一不同的是温度，则实验的自变量是温度。根据实验分析，①为对照组，若探究“水对花生种子萌发的影响”，则②为实验组，但①与②相比，存在两个变量，一个为是否有水分，另一个是底部是否垫有布，因此需将②中的“培养瓶底部无水”改为“培养瓶底部垫有干燥的布”或将①中“培养瓶底部垫有浸湿的布”改为“培养瓶底部加适量的水”。(2)①为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须排除外界环境对这个装置的影响，因此校正装置的容器和烧杯中应该放入与实验组相同的死花生幼苗和等量的氢氧化钠溶液，以测定该装置未进行呼吸时液滴的移动，从而得出更准确的数据。②若想验证水是光合作用原料，则此装置需要进行光合作用，因此需要打开阀门，提供CO2。NaOH溶液会吸收CO2，不利于植物进行光合作用，因此需要移除NaOH溶液。验证水是光合作用原料，将叶片甲主脉切断分成A、B两部分，A部分无法吸收到水，B部分正常，先对装置进行黑暗处理，消耗掉叶片中的有机物，然后移到光下，一段时间后用碘液检测两部分叶片的颜色变化。答案：(1)温度②中的“培养瓶底部无水”改为“培养瓶底部垫有干燥的布”或将①中“培养瓶底部垫有浸湿的布”改为“培养瓶底部加适量的水”(2)①与实验组相同的死花生幼苗和等量的氢氧化钠溶液②打开阀门并移除NaOH溶液将此装置在黑暗处放置一昼夜后，移到阳光下。一段时间后取下叶片甲，除去叶绿素后滴加碘液，观察A、B两部分颜色变化-7-一、选择题1．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身对照：两次对照中属于实验组的依次是()A．甲组、乙组实验前B．甲组、乙组实验后C．乙组、乙组实验前D．乙组、乙组实验后解析：D[实验组与对照组的判断常有如下方法：(1)处于正常状态下的是对照组，经过实验处理的是实验组。(2)根据实验的目的，施加什么条件来达到这个目的，那这一组就是实验组。(3)自身前后对照实验中，实验前是对照组，实验后是实验组。(4)进行了实验处理的是实验组；自然状态下(未加处理)的称为对照组。故本题中，在空白对照实验中，乙组为实验组；在自身对照实验中，实验后为实验组。]2．以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离和复原实验的材料，下列有关说法正确的是()A．正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐减弱B．正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深C．发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同D．该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞不能发生质壁分离解析：B[紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液呈现紫色。正在发生质壁分离的细胞，因不断失水导致细胞液的浓度逐渐增大，紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深，其吸水能力逐渐增强，A错误，B正确；因具有支持和保护作用的细胞壁也有一定程度的伸缩性，实验发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同或大于外界溶液浓度，C错误；该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞的细胞液无-8-色，不易观察质壁分离及其复原现象，D错误。]3．下列有关叶绿体中色素提取与分离实验及创新改进的说法中，不合理的是()A．设计一个对照实验，一组在研磨前加CaCO3，另一组不加，然后按规定步骤研磨，观察现象，可探究CaCO3加与不加对实验的影响B．秋季使用黄色或红色叶片做实验材料可以证明叶片中不含叶绿素C．把滤液细线画的宽一点做层析可以探究滤液细线的宽度对实验的影响D．用不同量的绿叶作实验，实验不同浓度的滤液对实验结果的影响可探究实验中绿叶的量是否需要准确称量及绿叶纯度对实验的影响解析：B[探究CaCO3加与不加对实验的影响实验中，自变量是是否加CaCO3，因此一组在研磨前加CaCO3，另一组不加，然后按规定步骤研磨，观察现象，A正确；植物细胞叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，而红色叶片的颜色是因为液泡中的花青素，与叶绿体中的色素无关，B错误；把滤液细线画的宽一点做层析，与正常宽度做对比，可以探究滤液细线的宽度对实验的影响，C正确；用不同量的绿叶作实验，实验不同浓度的滤液对实验结果的影响可探究实验中绿叶的量是否需要准确称量及绿叶纯度对实验的影响，D正确。]4．(2019·黑龙江省齐齐哈尔市一模)下图为某生物兴趣小组测定的不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。下列有关叙述正确的是()A．pH为11时，淀粉酶的活性完全丧失B．pH为3和9时，淀粉酶的活性不同C．试管中溶液的pH由13