内容正文:
第 3讲 规范表达——实验设计综合题增分指导
题型一 正确书写实验思路与实验步骤
实验思路与实验步骤是进行实验前必须确定的内容。实验思路是“粗线条”的思考过程,实验步骤是“细节化”的操作流程,二者都能很好地反映出考生的实验与探究能力。在探究性实验中,实验思路和实验步骤都具有高度的统一性;在试题解答中,二者具有高度的相似性。因此,这里将实验思路和实验步骤作为一个角度进行说明,更有利于考生掌握二者的答题技巧。
[典题感悟]
(2023·全国甲卷)某同学将从菠菜叶中分离到的叶绿体悬浮于缓冲液中,给该叶绿体悬浮液照光后有糖产生。回答下列问题。
(1)叶片是分离制备叶绿体的常用材料,若要将叶肉细胞中的叶绿体与线粒体等其他细胞器分离,可以采用的方法是__________(答出1种即可)。叶绿体中光合色素分布__________上,其中类胡萝卜素主要吸收________(填“蓝紫光”“红光”或“绿光”)。
(2)将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,发现黑暗条件下悬浮液中不能产生糖,原因是____________________________________________________________。
(3)叶片进行光合作用时,叶绿体中会产生淀粉。请设计实验证明叶绿体中有淀粉存在,简要写出实验思路和预期结果。
[解析] (1)一般采用差速离心法分离细胞器。叶绿体中吸收光能的色素分布在类囊体薄膜(或基粒)上。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。(2)糖是在光合作用的暗反应阶段产生的,暗反应的进行需要光反应提供ATP和NADPH。将叶绿体的内膜和外膜破坏后,加入缓冲液形成悬浮液,黑暗条件下叶绿体悬浮液中不能产生糖的原因是黑暗条件下,光反应不能正常合成NADPH和ATP,由于缺少NADPH和ATP,暗反应也不能正常合成糖。(3)淀粉遇碘显蓝色。叶绿体呈绿色,要证明叶绿体中有淀粉存在,需要将叶绿体进行脱色处理,之后用碘液进行检测,实验思路及预期结果见答案。
[答案] (1)差速离心法 类囊体薄膜(或基粒) 蓝紫光 (2)黑暗条件下不能产生还原三碳化合物所需要的还原型辅酶Ⅱ(NADPH)和ATP (3)实验思路:将照光和黑暗处理的叶绿体悬浮液离心得到叶绿体,分别记为A组和B组,之后将得到的叶绿体进行脱色处理。向经脱色处理的叶绿体滴加碘液,观察颜色变化。预期结果:A组叶绿体变为蓝色,B组叶绿体不变色。
[思维建模]
1.实验思路与实验步骤书写技巧的比较
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2.厘清实验设计的思路
3.描述实验设计步骤的“三步曲”
[针对训练]
1.骨是人体中钙的最大储库,通过成骨与溶骨作用,不断与细胞外液进行钙交换,对维持血钙稳定有重要作用。甲状腺分泌的降钙素(CT)和甲状旁腺分泌的甲状旁腺素(PTH)是调节机体钙代谢的主要激素,其作用如图所示。请回答下列问题:
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(1)当血液中钙浓度较低时,PTH分泌________,CT分泌________。(均填“增多”或“减少”)
(2)PTH对小肠吸收钙具有________(填“促进”或“抑制”)作用,原因是______________________________________________________
______________________________________________________。
(3)CT能抑制肾脏对钙的重吸收,推测CT能与肾小管壁细胞膜上的受体____________结合,从而引起尿液中钙离子浓度________。
(4)请以健康小鼠为实验材料设计实验,验证甲状旁腺能够分泌PTH,且PTH能影响血钙浓度,要求写出实验思路(分三组相互对照),并预期实验结果。
解析:(1)分析题图可知:甲状旁腺分泌PTH,PTH可促进血钙浓度升高,甲状腺分泌CT,CT可抑制血钙浓度升高。当血液中钙浓度较低时,PTH分泌增多,CT分泌减少。(2)PTH能够促进维生素D的合成,维生素D可以促进人和动物肠道对钙的吸收,所以,PTH对小肠吸收钙具有促进作用。(3)CT能抑制肾脏对钙的重吸收,推测CT能与肾小管壁细胞膜上的受体特异性结合,阻止肾小管壁细胞吸收钙,从而引起尿液中钙离子浓度升高。(4)实验思路及预期结果详见答案。
答案:(1)增多 减少 (2)促进 PTH能够促进维生素D的合成,维生素D能有效地促进人和动物肠道对钙的吸收 (3)特异性 升高 (4)实验思路:选取生理状态相同的健康小鼠若干只,随机均分为甲、乙、丙三组,测量每组小鼠的血钙浓度;甲组做手术但不摘除甲状旁腺,乙组和丙组都摘除甲状旁腺,一段时间后测量每组小鼠的血钙浓度;给丙组注射PTH,甲组和乙组注射等量的生理盐水,一段时间后