第2单元 实验技能2 设计实验思路与实施实验步骤的区别(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）

实验技能二　设计实验思路与实施实验步骤的区别 1.设计实验思路 规范表达：(1)控制自变量；(2)观测因变量。 2.实施实验步骤 规范表达：三步曲 (1)取材分组编号： 将若干生长状况、大小等相同的材料(用具)均分为若干组，并用A、B、C……进行标号。 (2)控制自变量和无关变量：对实验组和对照组分别进行……处理；控制无关变量：其他条件相同且适宜。 (3)观察记录：反应(生化反应类)或培养(生理实验类)相同时间后，观察指标(特异颜色变化、沉淀反应；形态结构、生理特征变化等)或测定指标(生长发育速度、生化反应速度等)、记录数据。 强化训练 1.(2023·四川泸州模拟)瘦素是由英国研究人员发现的人体中的一种重要激素，主要是由脂肪细胞分泌的一种蛋白质类激素，能控制人的食欲。瘦素和胰岛素一样，需注射使用，能令人的食欲下降，从而对人体是否发胖起到至关重要的作用。下面是瘦素的局部结构简式： (1)瘦素对肥胖患者减肥有重要意义，肥胖患者不能通过口服瘦素的方法实施减肥的原因是________________________________________________________________________。 (2)由上图可知，该片段通过________方式形成____个肽键。该片段可称为______肽。 (3)该瘦素最多可含有______种非必需氨基酸，它们的结构通式是________________。 (4)某兴趣小组想利用以下材料，设计实验探究瘦素能否控制动物的食欲以及能否起到减肥作用，请帮他们完成下列实验设计。 材料用具：大鼠若干只、普通饲料、一定剂量的瘦素溶液、生理盐水，其他所需条件均满足。 实验步骤： 第一步：选取__________________________的大鼠若干只，随机平均分为两组，并分别编号为甲、乙； 第二步：甲组每天注射一定剂量(适量)的瘦素溶液，乙组___________________________； 第三步：在正常饲养的基础上，在________的条件下分别饲养一段时间； 第四步：一段时间后，观察大鼠的食欲状况，称量并统计各组大鼠的体重。 解析：(1)结合题意可知，瘦素的本质为蛋白质，口服将会被蛋白酶水解而失去作用，故肥胖患者不能通过口服瘦素的方法实施减肥。(2)多肽是由氨基酸经脱水缩合形成的；据图可知，图示多肽片段共有3个肽键，是由4个氨基酸脱水缩合形成的四肽。(3)组成人体的氨基酸共有21种，其中有8种氨基酸必须从食物中获取，称为必需氨基酸，故该瘦素最多有13种非必需氨基酸；氨基酸的结构通式为。(4)本实验的目的是探究瘦素能否控制动物的食欲以及能否起到减肥作用，该实验的自变量是瘦素的有无，因变量是大鼠的体重的变化，实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，故可设计实验如下：第一步：选取身体健康、生长状况基本相同的大鼠若干只，随机平均分为两组，并编号为甲、乙(无关变量一致)；第二步：甲组每天注射一定剂量(适量)的“瘦素”溶液，乙组每天注射等量的生理盐水(单一变量)；第三步：在正常饲养的基础上，在相同且适宜的条件下分别饲养一段时间；第四步：一段时间后，观察大鼠的食欲状况，称量并统计各组大鼠的体重。 答案：(1)瘦素的本质为蛋白质，口服将会被蛋白酶水解而失去作用　(2)脱水缩合　3　四　(3)13　　(4)身体健康、生长状况基本相同　每天注射等量的生理盐水　相同且适宜 2.(2024·广东梅州模拟)冰叶日中花是一种耐盐碱植物，它的盐囊泡具有暂时储存盐分和泌盐的作用(部分机制如下图所示)。盐囊泡是一种体积大、高度液泡化的泡状细胞，其形成过程为原表皮细胞的原生质变浓，细胞增大，原表皮细胞垂直于叶片突出生长，形成盐囊泡原始细胞，盐囊泡原始细胞再分裂成两个子细胞，其中一个发育成囊泡细胞，另一个发育成柄细胞。请回答下列问题： 注：HKT1.2是Na＋转运蛋白，NHX是液泡膜Na＋/H＋逆向转运蛋白，P­ATPase和V­ATPase分别代表定位于细胞膜和液泡膜上的质子泵，ClC­c是Cl－通道蛋白。 (1)分别从分子水平和细胞水平分析原表皮细胞和囊泡细胞的不同点：_______________________________________________________(各写出一点即可)。 (2)据图分析，为了避免Na＋毒害，盐囊泡细胞的适应机制是_________________________。 质子泵能够直接利用________释放的能量将膜内侧的H＋转运至________________。Cl－在通过ClC­c时，__________(填“需要”或“不需要”)与通道蛋白结合。 (3)盐胁迫可以改变冰叶日中花的光合途径，由卡尔文(C3)途径变成景天酸代谢(CAM)途径。CAM途径是对C3途径的补充，夜间植物叶片气孔打开，在液泡内暂时完成CO2的固定；白天气孔关闭，经一系列反应CO2再进入叶绿体中，经过C3途径形成淀粉。气孔开闭昼夜差别是CAM途径区别于C3途径的重要标志。尚不清楚在此过程中Na＋和Cl－是单独作用，还是两者共同作用。某科研人员想探究以上问题，请结合以上信息，帮助其设计实验思路。(提示：复合钠盐和复合氯盐可分别提供Na＋和Cl－且其他成分对植物无影响，对实验结果及其检测方法不做要求) 实验思路：_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)原表皮细胞和囊泡细胞是同一个个体的不同细胞，其基因组成都相同，但两者由于分化，即发生了基因的选择性表达，表现不同，具体表现为：两者的mRNA分子和有关蛋白质不同(分子水平)，此外，两者功能不同，细胞器如液泡、线粒体等的数量也有差异(细胞水平)。(2)据图可知，为避免Na＋毒害，盐囊泡细胞的适应机制是通过NHX将Na＋运输并储存在液泡内。分析题意可知，P­ATPase和V­ATPase分别代表定位于细胞膜和液泡膜上的质子泵，结合图示可知，质子泵能直接利用ATP水解释放的能量将膜(盐囊泡细胞膜)内侧的H＋转运至液泡和细胞外。据题可知，ClC­c是Cl－通道蛋白，通道蛋白只容许与自身通道的直径和形状相适配、大小和电荷相适宜的分子或离子通过，分子或离子通过通道蛋白时，不需要与通道蛋白结合，故Cl－在通过ClC­c时，不需要与通道蛋白结合。(3)分析题意，本实验目的是探究盐胁迫下由卡尔文途径转变为景天酸代谢途径的作用机理(此过程中Na＋和Cl－是单独作用，还是两者共同作用)，则实验的自变量是不同的盐处理，因变量是光合途径，可根据气孔开闭昼夜差别进行测定，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下：将长势和生理状态一致的冰叶日中花随机均分为四组，并编号为A、B、C、D，其中A组不作处理(空白对照)，B组施加一定量的复合钠盐，C组施加等量的复合氯盐，D组施加等量的复合钠盐和复合氯盐。将4组植物在相同环境中培养一段时间，观察并统计气孔开闭昼夜情况。 答案：(1)分子水平：mRNA和蛋白质不同；细胞水平：细胞器的数量不同　(2)通过NHX将Na＋运输并储存在液泡内　ATP水解　液泡和细胞外　不需要　(3)将长势和生理状态一致的冰叶日中花随机均分为四组，并编号为A、B、C、D，其中A组不作处理(空白对照)，B组施加一定量的复合钠盐，C组施加等量的复合氯盐，D组施加等量的复合钠盐和复合氯盐。将4组植物在相同环境中培养一段时间，观察并统计气孔开闭昼夜情况 3.(2023·福建莆田模拟)为了探究时间对紫色洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离的影响，某兴趣小组按照以下步骤进行了实验。请分析并回答相关问题。 ①取一定浓度的蔗糖溶液各10 mL，分别加到培养皿中，盖上皿盖； ②从洋葱鳞片叶相同部位撕取3 mm2的外表皮若干，迅速分别投入装有蔗糖溶液的培养皿中，使其完全浸入，浸泡时间分别是2 min、4 min、6 min、8 min、10 min、12 min、14 min； ③从1号培养皿开始，依次取出紫色洋葱鳞片叶外表皮，放在干燥的载玻片上，盖上盖玻片，制成临时装片； ④将装片置于显微镜下观察，找到合适的视野拍照保留实验现象； ⑤在照片中计数视野内总细胞个数及质壁分离细胞个数，计算质壁分离细胞所占比例，记录实验数据。并绘制了如图所示的曲线。 (1)该实验中使用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的好处是________________________________________________________________________，质壁分离的外因是____________________________________。 (2)不同处理时间的实验组必须在同一时间、同一地点进行，目的是___________________。 (3)实验步骤③中，不是将洋葱表皮置于清水中的原因是_______________________。 (4)由袁隆平海水稻科研团队研发的海水稻，适合在海边滩涂等盐碱地生长。有人提出，海水稻根部细胞的细胞液浓度比一般水稻品种(生长在普通土壤上)的高。请利用质壁分离实验方法设计实验进行验证(简要写出实验设计思路，不写预期结果和结论)。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)该实验中使用紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为实验材料的好处是紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞中有紫色的大液泡，便于观察到质壁分离现象。当外界溶液的浓度比细胞液的浓度高时，细胞液的水分就会穿过原生质层向细胞外渗出，液泡的体积缩小，由于细胞壁的伸缩性有限，而原生质体的伸缩性较大，所以在细胞壁停止收缩后，原生质体继续收缩，这样细胞膜与细胞壁就会逐渐分开，原生质体与细胞壁之间的空隙里就充满了外界浓度较高的溶液。(2)实验设计要遵循单一变量原则，实验中要排除无关变量对实验结果的影响，因此无关变量要保持相同且适宜。因此不同处理时间的实验组必须控制好无关变量，即在同一时间、同一地点进行，目的是排除温度、大气压等无关因素对实验结果的干扰。(3)实验步骤③中，若将浸泡过蔗糖溶液后的洋葱表皮细胞放在清水中，会导致细胞发生质壁分离复原现象。(4)本实验采用溶液浓度梯度法进行设计，通过设置一系列不同浓度的蔗糖溶液来验证海水稻根部细胞的细胞液浓度比普通水稻品种(生长在普通土壤上)的高，分别取海水稻和普通水稻根成熟区细胞，制成临时装片；配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液进行处理，观察对比两种植物细胞发生质壁分离的情况。 答案：(1)有紫色的大液泡，便于观察到质壁分离现象　细胞液浓度小于外界溶液浓度，导致细胞失水　(2)排除温度、大气压等无关因素对实验结果的干扰　(3)防止细胞在清水中发生质壁分离复原现象　(4)分别取海水稻和普通水稻根成熟区细胞，制成临时装片；配制一系列浓度梯度的蔗糖溶液进行处理，观察对比两种植物细胞发生质壁分离的情况 学科网（北京）股份有限公司 $$