第1单元 实验技能1 实验的目的与原理(Word教参)-【正禾一本通】2025年高考生物高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 不定项版）

实验技能一　实验的目的与原理 1.正确写出实验目的 实验目的——要探究或者验证的某一事实或者做了该实验后，要解决什么问题。 (1)实验目的的书写与表达：实验目的的内容包含研究对象(因变量)和作用于对象的因素(自变量)，格式为“探究(验证)×××(自变量)对×××(因变量)的影响”或“探究(验证)×××(因变量)与×××(自变量)的关系”等。 (2)实验目的的确认方法 ①根据题目信息，直接写出实验目的。 ②根据实验装置或实验现象，推断实验目的。 ③根据实验步骤反推实验目的。 2.准确写出实验原理 实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、作出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象与结果的依据和确定观测指标的依据。 (1)实验原理一般由三段组成：自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验过程描述。 (2)实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考，有些题目要求对实验结果进行分析，其考查的是实验原理，所以对实验结果分析时合理套用实验原理即可。 强化训练 1.(2024·衡水模拟)小麦的穗发芽率影响其产量和品质。取穗发芽时间相同、质量相等的红粒和白粒小麦种子(穗发芽率不同)，分别加蒸馏水研磨并制成提取液(去淀粉，两种种子中淀粉酶种类相同)，在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如表所示(“＋”数目越多表示蓝色越深)： 步骤 红粒管 白粒管 对照管 ① 加样 0.5 mL提取液 0.5 mL提取液 蒸馏水 ② 加缓冲液/mL 1 1 1 ③ 加淀粉溶液/mL 1 1 1 ④ 37 ℃保温适当时间后，终止酶促反应，冷却至常温，加适量碘液显色 显色结果 ＋＋＋ ＋ ＋＋＋＋＋ 本实验的实验目的是_______________________________________________________。 解析：一个探究性实验的实验目的的文字表述，一般有两种答题模式。模式1：探究×××(自变量)对×××(因变量)的影响(侧重生物学原理的研究)；模式2：探究×××(因变量)与×××(自变量)的关系(侧重两个变量之间的“量”的关系)。由试题给出条件“取穗发芽时间相同、质量相等的红粒和白粒小麦种子(穗发芽率不同)”可知，本实验自变量为“穗发芽率不同”，由实验步骤和实验结果可知，因变量具体测定指标为淀粉的剩余量，故因变量应为淀粉酶的含量。由此可写出两个答案。答案1：探究小麦穗发芽率对淀粉酶含量的影响。答案2：探究种子中淀粉酶含量与穗发芽率的关系。鉴于本实验只是研究两个变量之间的“量”的关系，故模式2更适合用于表述本实验的实验目的，甄选“答案2”作为本题参考答案。 答案：探究种子中淀粉酶含量与穗发芽率的关系 2.(2023·厦门模拟)土壤中的磷大部分以难被植物吸收利用的无效态(如磷酸钙等难溶态，在水中呈白色沉淀)存在，溶磷菌能够把无效态的磷转化为可被直接利用的可溶性磷。回答下列问题： (1)磷是植物生长发育的必需元素，可组成__________________等化合物。(写出2种即可) (2)从土壤中筛选溶磷菌的一般步骤如下： 溶磷菌的分离：依次配备浓度为10－3、10－4、10－5的土壤稀释液，分别取0.1 mL均匀涂布于含难溶磷的固体培养基上培养2 d。待菌落长出后挑取具有透明溶磷圈的菌落，于培养基上采用__________法进行多次纯化。 溶磷菌的筛选：将分离获得的溶磷菌分别配制成菌悬液，接入已灭菌的含难溶磷液体培养基中做实验组，则对照组的培养基加入__________________，5 d后测定培养液中可溶性磷含量。若接菌培养液可溶性磷含量为a，对照组可溶性磷含量为b，则菌株溶磷量为____________，选择溶磷量最大的菌种作为目的菌。 (3)将适量目的菌接入已灭菌的含难溶磷的液体培养基中培养，每天取样测定溶磷量和pH变化情况，结果见下图。 ①结果表明目的菌分解难溶磷的能力呈现________________的趋势。 ②根据培养液的pH变化情况，可对目的菌的解磷原理作出的推测是________________________________________________________________________。 (4)请从发酵工程及其应用的角度分析，该溶磷菌在农业生产方面可能的应用是________________________________________________________________________。 解析：(1)土壤中的磷元素被植物直接吸收后，可用于组成植物的核酸、磷脂、ATP、NADPH等含磷的化合物。(2)纯化常用平板划线法和稀释涂布平板法，如平板划线法将挑选出的菌落于基础培养基上采用连续划线法进行多次纯化。溶磷菌的筛选：将分离获得的溶磷菌分别配制成菌悬液，接入已灭菌的含难溶磷液体培养基中，为成功筛选到能高效溶解难溶磷的溶磷菌，对照组的培养基接入等量灭活的菌悬液，以作比较。若5 d后接菌培养液可溶性磷含量为a，对照组可溶性磷含量为b，则菌株溶磷量为a－b。差值越大，说明菌体溶磷量越大，选择溶磷量最大的菌种为目的菌。(3)据图可知，自变量为培养时间，因变量为溶磷量和pH。①据图可知，在1－4 d内溶磷量随时间增加而增多，即分解能力升高，第4 d后，溶磷量开始减少，即分解能力降低，但比最开始仍更强。②据图可知，在加入溶磷菌后溶液pH迅速降低，溶磷量开始增加，随着pH回升，溶磷量逐渐降低，据此推测溶磷菌可能通过产生酸性代谢产物分解难溶性磷。(4)据题干信息可知，土壤中的磷大部分以难被植物吸收利用的无效态如磷酸钙等难溶态存在，而溶磷菌可将难溶态磷分解为可被植物直接利用的可溶性磷，故可将其制成微生物菌肥促进植物对磷元素的吸收。 答案：(1)核酸(DNA、RNA)、ATP、磷脂、NADPH等　(2)平板划线　等量灭活的菌悬液　a－b　(3)①先升高后降低　②溶磷菌通过产生酸性代谢产物分解难溶性磷　(4)将溶磷菌制成微生物肥料，从而促进植物对磷元素的吸收 3.根据我国现行的食品质量标准， 0～6个月的婴儿奶粉中蛋白质的含量为12%～18%。现有一种待测婴儿奶粉，请你尝试完成鉴定实验： (1)实验目的：鉴定该待测婴儿奶粉的蛋白质含量是否符合食品质量标准。 实验原理：蛋白质与______________发生作用，产生紫色反应。 材料用具：相同浓度的标准婴儿奶粉溶液和待测婴儿奶粉溶液， A液(质量浓度为 0.1 g/mL的NaOH溶液)和B液(质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液)，试管和滴管等。 (2)实验步骤： ①取两支试管编号甲、乙，向甲试管中加入2 mL的标准婴儿奶粉溶液，向乙试管中加入2 mL的__________________，甲试管在本实验中起对照作用。 ②分别向两支试管中加入1 mL的______，振荡、摇匀。 ③再分别向两支试管中加入4滴________，振荡、摇匀，比较颜色变化。 ④在预测结果中，如果甲、乙两试管颜色基本一致，说明______________________； 如果___________________________，说明待测婴儿奶粉蛋白质的含量不符合质量标准。 解析：(1)蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应，故可用双缩脲试剂鉴定蛋白质。(2)该实验目的是鉴定该待测婴儿奶粉的蛋白质含量是否符合食品质量标准，可用双缩脲试剂进行鉴定。在设计对照实验时要注意运用单一变量和对照性原则，即用待测奶粉和标准婴儿奶粉进行对照，并且加入双缩脲试剂进行鉴定，因此实验步骤为：①取两支试管分别加入2 mL的标准婴儿奶粉溶液(编号甲)和2 mL的待测婴儿奶粉溶液(编号乙)，标准婴儿奶粉溶液在本实验中起对照作用。②分别向两支试管中加入1 mL的双缩脲A液即氢氧化钠溶液，振荡，摇匀。③再分别向两支试管中加入4滴双缩脲B液即硫酸铜溶液，振荡，摇匀，比较颜色的变化。④在预测结果中，如果甲、乙两试管颜色基本一致，说明待测婴儿奶粉蛋白质含量是符合食品质量标准的；若甲试管紫色程度大于乙试管，说明待测婴儿奶粉蛋白质的含量不符合质量标准。 答案：(1)双缩脲试剂　(2)待测婴儿奶粉溶液　A液　B液　待测婴儿奶粉的蛋白质含量符合食品质量标准　甲试管紫色程度大于乙试管 学科网（北京）股份有限公司 $$