2025届高考生物一轮复习：考点7 酶的实验设计分析及答题技巧总结

微专题3 实验设计分析及答题技巧总结 1 等量原则：强调的是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的因素，必须严格控制在相同且适宜条件下 一、实验设计遵循的原则 1.科学性原则 2.单一变量原则 3.平行重复原则 4.对照原则 (1)选材科学 : (2)实验方法科学: 如鉴定还原糖的实验中不能以西瓜汁为实验材料 如使用双缩脲试剂时应先加入A液，再加入B液 （又叫等量原则） 单一变量原则：强调的实验组和对照组相比唯一一个不同的因素； 如：生物材料 实验试剂 实验条件 ——大小、生理状况、年龄、性别等 ——用量、浓度、使用方法等 ——保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等 ：为了避免实验结果的偶然性，对所做实验进行足够次数的重 复，获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。 (为使实验结果更有可信度，需设置对照组) 4.对照原则 (为使实验结果更有可信度，需设置对照组) (1)空白对照： (2)自身对照： (3)条件对照： (4)相互对照： 对照组不做任何变量处理 如探究胰岛素的生理作用实验中，对小鼠进行饥饿处理后，注射胰岛素的为_______组，注射等量生理盐水的为_____________组。 对照组和实验组在同一实验对象上进行 如观察植物细胞质壁分离和复原的实验、探究酵母菌种群数量变化的实验 给对照组施加变量处理，但这种处理不是实验假设所定的 如探究甲状腺激素的生理作用实验中，实验组为饲喂甲状腺激素，空白对照为饲喂等量生理盐水，可以再增加一组对照组，饲喂甲状腺激素抑制剂，即条件对照，这样可以增加实验的说服力。 不单独设对照组，而是几个实验组之间相互进行对照 如探究温度、pH对酶活性影响的实验和探究促进迁插枝条生根的最适宜浓度生长素类似物实验中，各组既是实验组，又是其他组的对照组。 实验 空白对照 二、实验设计的基本程序 书写实验目的→书写实验原理→提出假设→设计实验思路→完善实验步骤→分析实验结果和得出结论 1.书写实验目的 (1)验证性实验 (2)探究性实验 :实验目的的一般写法为“验证……” :首先分析实验的自变量和因变量。 一般书写为“探究自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。 典题1　如图装置表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植株分别放在透光的密闭钟罩内。试将下列分析思路补充完整： 自变量：_________，因变量：_________。 实验目的：_____________________________。 CO2浓度 光合速率 探究CO2浓度与光合速率的关系 探究锌肥施用量对番茄果实产量的影响(或探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围) 典题2.科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，如图为实验结果曲线图，请完善本探究实验的实验目的。 实验目的：____________________________________________________ _______________________。 2.书写实验原理 :就是进行实验的理论依据 典题3.为验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验，某同学的实验方案如下： (1)将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。 (2)A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。 (3)A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用，则该实验的原理是 ____________________________________________________________________________________________________________________________________ _______。 胰岛素具有降低血糖的作用，体内胰岛素含量过高时，引起血糖浓度下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过注射葡萄糖来缓解 典题4.脲酶能够将尿素分解成二氧化碳和氨(氨溶于水后形成铵根离子)。幽门螺杆菌是导致胃炎的罪魁祸首，该微生物也可以产生脲酶，并分泌到细胞外发挥作用，该微生物合成脲酶的过程中参与的细胞器是_________。13C呼气试验检测系统是检测幽门螺杆菌的有效方法，被测者先口服用13C标记的尿素，然后向专用的呼气卡中吹气留取样本，即可以准确地检测出被测者是否被幽门螺杆菌感染。请简要说明13C呼气试验检测的原理：_______________________________________________ _____________________________________________________________________。 核糖体 幽门螺杆菌会产生脲酶，脲酶能将尿素分解成NH3和13CO2，如果检测到被测者呼出的气体中含有13CO2，则说明被测者被幽门螺杆菌感染 2.实验假设 :最可能的实验结论 典题5.某研究所在蝴蝶兰培育的过程中使用了磷胺杀虫剂，发现磷胺的污染可能导致细胞中出现微核，研究人员以蝴蝶兰根尖细胞为实验材料，通过观测统计出微核率和微核细胞率的大小，来探究磷胺对染色体的影响。若下图为研究小组在探究过程中某一个实验方案的实验结果，则该实验结果的假设是_____________________ _____________________________________。 磷胺污染程度和污染持续 时间与植物细胞的微核细胞率呈正相关 典题6.哺乳动物体温的相对恒定是完善的调节机制使机体产热量和散热量保持动态平衡的结果。动物产热的主要方式是细胞的有氧呼吸。为了探究随外界环境温度的改变，哺乳动物细胞有氧呼吸强度是否会产生变化，某校生物兴趣小组制定了以下实验方案： (1)实验假设：_________________________________________________________。 (2)材料用具：略。 (3)实验步骤： ①将4个恒温培养箱分别调节成10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃恒温，并编号为甲、乙、丙、丁四组。 ②取四只体重400克，性别与生理状况相同的成年小白鼠分别放入4个恒温培养箱中。 ③一段时间后，用仪器测量小鼠耗氧量，做好记录并计算。 随外界环境温度的改变，哺乳动物细胞有氧呼吸强度会产生变化 4.实验思路 思路即“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言简意赅”。 比如：用某种方法处理某种材料，观察其对某方面的影响效果。 一般须体现“对照思想”，显示自变量和因变量，对无关变量表述时，应注意体现“相同且适宜” 典题7.冠心病是指给心脏供血的冠状动脉发生粥样硬化，使血管腔狭窄或闭塞，导致心肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病，心肌缺血缺氧引发心前区疼痛，导致心率加快，可通过受体阻断药来治疗。预防冠心病，要注意低脂饮食。回答下列问题： 受体阻断药可选择性结合受体，阻止相应信号的作 用。现以狗为实验对象，据图选择作用于心肌细胞 的受体阻断药(假定给药过程不影响心率)，通过检 测心率证明：交感神经和副交感神经对心率的调 节具有拮抗作用。 实验思路：________________________________ __________________________________________ __________________________________________ _______________。 取甲、乙两组狗， ，先测定正常安静状态下的心率，然后甲组用适量M3受体阻断药处理，乙组用等量α和β型受体阻断药处理，再分别检测心率进行比较 典题8.高等哺乳动物最主要的突触接触形式根据突触接触的部位可以分为轴突—细胞体突触、轴突—树突突触和轴突—轴突突触。图1表示神经元M外的两个轴突的分布，图2和图3表示对特定的轴突进行一定强度的刺激后，通过连接在M细胞膜内外的电极检测到的电位变化。 请利用实验中的材料，设计实验探究刺激轴突1能否引起轴突2发生反应，写出实验思路：_______。 实验思路： 将电极两端连接在轴突2的膜外，刺激轴突1,观察电表指针是否发生偏转。 5.实验步骤 步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致”。必须体现“自变量”如何设置，“因变量”如何获得，“无关变量”如何保证相同且适宜。 实验步骤设计的一般程序 典题9.生长激素是动物生理学实验中一种常用的激素。它是腺垂体细胞分泌的一种肽类激素，主要生理功能是促进神经组织以外的所有其他组织生长，促进机体代谢和蛋白质合成，从而使动物代谢加快，体重增加。现有一批生长激素过了保质期，某研究小组想设计一个实验来检验它是否还有使用价值。 实验器具与试剂：若干幼龄小白鼠，饲料，正常生长激素、过期生长激素、生理盐水、注射器、酒精棉等。 (1)实验步骤： ①将_____________________________的幼龄小白鼠平均分为A、B、C三组。 ②每天对A组小白鼠注射一定量的生理盐水，B组小白鼠___________________ _________，C组小白鼠_______________________。 ③在相同且适宜的环境下培养一段时间，观察并记录实验结果。 若干发育状况相近且体重相同 注射等量的正常 生长激素 注射等量的过期生长激素 典题10.现有新发现的一种感染人体A细胞的病毒C，请利用所提供的材料用具，设计两种方法探究病毒C的遗传物质是DNA还是RNA。 材料用具：一定数量的无放射性的A细胞、无放射性的A细胞培养液，含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的A细胞的培养液、含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸的A细胞的培养液、无放射性的病毒C等。 (1)实验步骤： 第一步：取一定数量的A细胞分成等量的甲、乙两组，用含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养甲组的A细胞，用___________________________ _________培养乙组的A细胞。 第二步：将_________________平均分成两份，分别感染甲、乙两组培养的A细胞。 第三步：在其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间后，检测_________________。 含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸 的培养液 无放射性的病毒C 子代病毒的放射性 6.实验结果和结论 实验结果:是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情况。 实验结论:是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出 的具有普遍意义的理论性结论。 归纳实验结论的一般方法： 验证性实验:实验题目（实验目的） 探究实验：单一变量对观测指标有促进、抑制作用或基本无影响 (2)预测实验结果，得出结论： ①若C组与A组小白鼠体重基本相同，且低于B组，说明过期生长激素已没有使用价值。 ②________________________________________，说明过期生长激素还有部分生物活性，使用价值低。 ③______________________________________________________，说明过期生长激素还具有完全正常的生物活性，具备使用价值。 若C组小白鼠体重高于A组，但低于B组 若C组小白鼠与B组小白鼠体重基本相同，且高于A组 典题11.生长激素是动物生理学实验中一种常用的激素。它是腺垂体细胞分泌的一种肽类激素，主要生理功能是促进神经组织以外的所有其他组织生长，促进机体代谢和蛋白质合成，从而使动物代谢加快，体重增加。现有一批生长激素过了保质期，某研究小组想设计一个实验来检验它是否还有使用价值。 实验器具与试剂：若干幼龄小白鼠，饲料，正常生长激素、过期生长激素、生理盐水、注射器、酒精棉等。 (1)实验步骤： ①将________________________________的幼龄小白鼠平均分为A、B、C三组。 ②每天对A组小白鼠注射一定量的生理盐水，B组小白鼠__________________________，C组小白鼠_______________________。 ③在相同且适宜的环境下培养一段时间，观察并记录实验结果。 若干发育状况相近且体重相同 注射等量的正常生长激素 注射等量的过期生长激素 典题12.现有新发现的一种感染人体A细胞的病毒C，请利用所提供的材料用具，设计两种方法探究病毒C的遗传物质是DNA还是RNA。 材料用具：一定数量的无放射性的A细胞、无放射性的A细胞培养液，含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的A细胞的培养液、含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸的A细胞的培养液、无放射性的病毒C等。 (1)实验步骤： 第一步：取一定数量的A细胞分成等量的甲、乙两组，用含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养液培养甲组的A细胞，用_______________________________________培养乙组的A细胞。 第二步：将_________________平均分成两份，分别感染甲、乙两组培养的A细胞。 第三步：在其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间后，检测_________________。 含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸的培养液 无放射性的病毒C 子代病毒的放射性 (2)预期结果及结论： ①若_________________________________________________________________，则病毒C是DNA病毒。 ②若__________________________________________________________________，则病毒C是RNA病毒。 甲组产生的子代病毒C有放射性，而乙组产生的子代病毒C无放射性 甲组产生的子代病毒C无放射性，而乙组产生的子代病毒C有放射性 典题13. （2024模拟节选）研究者通过体外实验统计不同NA抗体对病毒侵染细胞的抑制作用，实验过程如下表。请补充完成相关内容。 实验步骤 具体操作 易感细胞的培养 从犬肾脏组织中分离培养获得一种上皮样细胞，对流感病毒易感。 获取抗体 提取感染流感病毒后63天、21天的两位康复者体内的抗体（分别为D63、D21）和从未感染过流感病毒也未接种过相关疫苗的人体内的抗体作为对照抗体，分别配制成0.08、0.26、0.79、2.37、7.11、21.3、64、192μg/mL溶液。 分组 将培养的易感细胞随机分成24组，每组设3个重复实验。 实验处理 将抗体分别与流感病毒混合，再感染易感细胞。 实验结果的检测 检测被病毒感染的细胞数量 。 实验结果记录和处理 实验结果分析 实验结果表明：__________________(2分)。 NA抗体能抑制病毒侵染细胞，且在一定浓度范围内浓度越高抑制越强（或低浓度时，影响不大，超过一定浓度，浓度越高抑制越强），D63对病毒侵染细胞的抑制作用强于D21 典题14. (2024南京盐城节选)互花米草的入侵给长江口湿地生态带来一定的威胁。为探究不同盐度对芦苇和互花米草生长发育的影响，研究者设置3个盐度梯度：淡水(0)、中盐度(15‰)和高盐度(30‰)。实验结果如图1，分析可知高盐度条件下___________________________________________________________ ____________________（2分）。 图1 芦苇和互花米草的生长均受抑制，但互花米草对盐分胁迫有着更强的耐受能力 三、实验方案评价与修订试题的解答思路 典题15.研究者以小鼠为实验材料，探讨动物脑中VMN区域与血糖调节的关系。向正常小鼠VMN区神经元中转入一基因表达载体(此类小鼠称为S鼠)，指导合成的蛋白可被光激活使得此区神经元产生兴奋。以S鼠为实验材料，验证正常血糖浓度下，若VMN区神经元兴奋，则机体血糖含量会升高这一推测。 ①实验方案：对照组用胰岛素处理后的低血糖S鼠，适宜的光照VMN区神经元一段时间；实验组用血糖含量正常的S鼠，适宜的光照VMN区神经元一段时间。随时间推移检测两组鼠的血糖含量。 请指出实验方案不当之处，并做修正：_____________________________________ ____________________________________________。 ②支持推测的结果是_______________________________________________________ _____________________________________________。 该实验方案的自变量设置不对，对照组应用血糖含量正常的S鼠，VMN区神经元不照光 两组鼠初始血糖含量相同，一段时间后，与初始血糖含量相比，对照组无明显差异，实验组显著升高 典题16. (2024南京三模节选)动物对睡眠的调节非常复杂，细菌感染后易犯困，有研究表明视上核神经元细胞上有IL­1(细胞因子)的受体，为免疫系统参与睡眠调节提供了证据。据此推测，细菌感染通过促进机体产生IL­1促进睡眠。为验证该推测，科研工作者给IL­1基因缺失鼠注射细菌X ，检测其IL­1的含量。请评价该实验方案并加以完善：___________________________________________________________________________ ________________________________________________________________ (2分) 。 实验缺少对照组，应补充两组对照组：正常鼠注射细菌X和正常鼠不注射细菌X；实验检测指标不准确，还需检测每组鼠的睡眠时间 本课结束 $$