第2单元 实验专项3 实验设计的思路与步骤（Word教参）-【优化指导】2025年高考生物一轮复习高中总复习·第1轮（人教不定项版）

实验专项3　实验设计的思路与步骤 [对应学生用书P55] 1．实验思路与实验步骤的比较 2．设计实验思路和实施实验步骤的具体描述 (1)设计实验思路 (2)实施实验步骤——“三部曲” 1．在适宜条件下，测得的某植物根细胞对a、b两种物质的吸收速率与外界溶液中这两种物质浓度的关系如下图所示(a、b两条曲线分别代表植物根细胞对不同浓度a、b两种物质的吸收速率)。回答下列问题： (1)根据实验结果发现a是通过自由扩散方式跨膜运输的。自由扩散的含义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)实验结果表明：当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。可能的原因是___________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________。 (3)王同学据图认为b的跨膜运输方式是主动运输，李同学认为是协助扩散。请设计实验确定王同学的判断是否正确。要求简要写出实验思路、预期结果和结论。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 答案：(1)物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式 (2)转运蛋白数量饱和 (3)实验思路：将长势相同的该植物根细胞平均分为两组，甲组放在有氧条件下，乙组放在无氧条件下，将甲、乙两组植物根细胞放在相同且适宜的条件下培养一段时间后，分别测定根细胞对b物质的吸收速率。预期结果及结论：若甲组根细胞对b物质的吸收速率大于乙组，则说明b物质的跨膜运输方式为主动运输；若甲组和乙组根细胞对b物质的吸收速率大致相同，则说明b物质的跨膜运输方式为协助扩散。 解析：(1)物质通过简单的扩散作用进出细胞的方式即自由扩散，该过程不需要转运蛋白和能量，受细胞内外浓度差的影响。(2)由图可知，物质b的运输方式可能是协助扩散或主动运输，需要转运蛋白协助，当外界溶液中b的浓度达到一定数值时，转运蛋白数量饱和，再增加b的浓度，根细胞对b的吸收速率不再增加。(3)协助扩散与主动运输的区别在于前者不需要消耗能量，后者需要消耗能量。有氧呼吸产生的能量较多，无氧呼吸产生的能量较少，故实验设计的自变量是有无氧气，因变量是细胞对b的吸收速率。实验思路、预期结果及结论见答案。 2．我国有近一亿公顷的盐碱地，大部分植物无法在此生存，而耐盐植物藜麦却能生长。通过研究藜麦叶片结构后发现，其表皮有许多盐泡细胞，该细胞体积是普通表皮细胞的1 00倍左右，里面没有叶绿体，Na＋和Cl－在盐泡细胞的转运如下图所示。请回答问题。 (1)据图推测，藜麦的耐盐作用机制是通过____________的方式，将Na＋和Cl－运送到表皮盐泡细胞的________(细胞器)中储存起来，从而避免高盐对其他细胞的影响。 (2)下表为藜麦表皮盐泡细胞和其他几种普通植物的叶肉细胞膜上部分蛋白的相对表达量。其中________(填下列选项字母)更可能是藜麦表皮盐泡细胞，理由是______________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 选项 A B C D Na＋载体蛋白 8 12 5 11 Cl－载体蛋白 2 6 4 6 葡萄糖转运蛋白 38 28 66 68 (3)藜麦根系从土壤中吸收盐分的方式是主动运输还是被动运输？有同学设计实验进行了探究。 ①实验步骤： a．取甲、乙两组生长发育基本相同的藜麦幼苗植株，同时放入适宜浓度的含有Na＋、Cl－的溶液中。 b．甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组加入________________。 c．一段时间后测定两组植株根系对Na＋、Cl－的吸收速率。 ②预测实验结果及结论：若乙组________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，说明藜麦根系从土壤中吸收盐分的方式是主动运输。 答案：(1)主动运输　液泡 (2)D　三种转运蛋白的相对表达量均较高。表皮盐泡细胞通过主动运输吸收大量Na＋、Cl－，需要较多这两种离子的载体蛋白；盐泡细胞中没有叶绿体，不能产生有机物来供能，细胞所需能量需要通过转运其他细胞产生的葡萄糖来提供，因此葡萄糖转运蛋白相对表达量也较高(合理即可) (3)①细胞呼吸抑制剂　②对Na＋、Cl－的吸收速率明显小于甲组的吸收速率或基本不吸收 解析：(1)由图中信息可知，Na＋和Cl－进入盐泡细胞的运输需要借助载体蛋白，且均为逆浓度梯度的运输，故这两种离子的运输方式为主动运输。Na＋和Cl－进入表皮盐泡细胞后储存在液泡中，从而避免高盐对其他细胞的影响。(2)由题干信息可知，表皮盐泡细胞吸收Na＋和Cl－，故其细胞膜表面Na＋和Cl－的载体蛋白相对表达量应较多，且盐泡细胞内无叶绿体，不能产生有机物来供能，细胞所需能量需要通过转运其他细胞产生的葡萄糖来提供，故葡萄糖转运蛋白相对表达量也应较多，所以D更可能是藜麦表皮盐泡细胞。(3)主动运输和被动运输的区别主要在于是否需要细胞代谢供能。自变量为细胞呼吸条件，因变量为两组植株根系对Na＋和Cl－的吸收速率。对照处理：甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组加入细胞呼吸抑制剂，抑制其细胞呼吸。若乙组对Na＋、Cl－的吸收速率明显小于甲组的吸收速率或基本不吸收，则说明其从土壤中吸收盐分的方式为主动运输。 学科网（北京）股份有限公司 $$