11 必修1 第2单元 素养加强课1 生物实验专题-【高考DNA解码】2026年高考生物一轮总复习教师用书word（不定项版）

多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 素养加强课1 生物实验专题 一、实验设计遵循的原则 1.科学性原则 选材科 如鉴定还原糖的实验中一般不以 一西瓜汁为实验材料，因为西瓜汁 科学 学性 的红色会干扰颜色反应 原则 实验方法 如使用双缩脲试剂时应先加人A 科学性 液，再加人B液 2.单一变量原则和等量原则 单一 强调的是自变量的单一性，即实验组和对 变量 照组相比只能有一个变量 原则 强调的是除了自变量之外的一切对实验结 等量 果有影响的无关变量，必须严格控制在适 原则 宜且等量条件下，以平衡和消除无关变量 对实验结果的影响 3.平行重复原则 平行 为减小实验误差应进行多次实验，如探究 重复 培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验 原则 中，每次计数都要重复至少3次 4.对照原则（为使实验结果有可信度，需设置对照组） 1/17 独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 即对照组不作任何变量处理 空白对照 举 探究胰岛素的生理作用实验中，对小鼠 例 进行饥饿处理后，注射胰岛素的为实购 组，注射等量生理盐水的为对照组 自 即对照组和实验组在同一实验对象上 念 进行，不再设置新的对照组 举 观察植物细胞质壁分离和复原的实验中， 例 质壁分离状态与自然状态形成对照 概 即给对照组施加变量处理，但这种处理 不是实验假设所定的 条 探究甲状腺激素的生理作用实验中，实 验组饲喂甲状腺激素，空白对照组饲喂等 例 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 概 即不单独设对照组，而是几个实验组之 间相互进行对照 互对照 举 探究温度、H对酶活性影响的实验中， 各组既是实验组，又是其他组的对照组 例1 某生物学兴趣小组对粳稻、籼稻和杂交稻三种水稻品种中的过氧化氢酶 活性进行了实验研究，实验结果如下表所示。请回答下列问题： 重金属离 过氧化氢酶活性/ 子及浓度 Cd /(mmol/1)C/(mmol/1) U/(g·FW] 00.51.01.5 0a.51.01.5 水稻品种 粳稻 80 4038 25 80 30 25 10 籼稻 30 20 % 免 o 8 杂交稻 85 30 20 10 85 10 (1)本实验的目的是探究 设计实验时，各实验组应遵循 原则。 (2)分析表中数据可知，在一定浓度范围内，C、Cu*都能抑制过氧化氢酶的 活性，且相同浓度的Cú*的抑制作用 (填“大于”“小于”或“等 2/17 独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 于”)Cd2*。Cd*、Cu+对过氧化氢酶活性的影响主要取决于 (填“植物类型”或“重金属种类和浓度”)。 (3)Cd2、Cu2+等重金属离子影响了过氧化氢酶的 从而引起酶活 性的改变。 解析1(1)由实验结果看出该实验研究的是不同浓度的Cd2*和Cu+对粳稻、籼 稻和杂交稻三种水稻品种中的过氧化氢酶活性的影响。本实验中的三个自变量 不同的水稻、不同的重金属离子、不同的离子浓度，设计实验时，各组实验应 遵循单一变量原则、对照原则和平行重复原则。（②）分析表中数据可知，相同浓 度的Cd和Cu2*,Cu2*的抑制作用大于Cd2+。Cd2*和Cu2对过氧化氢酶活性的 影响主要取决于重金属种类和浓度。（③）重金属离子影响了蛋白质的空间结构， 从而影响了酶的活性。 I答案1(1)不同浓度的Cd2*和Cu2+对不同水稻品种中过氧化氢酶活性的影响 单一变量、对照、平行重复(2)大于重金属种类和浓度(3)空间结构 二、实验设计的基本方法 实验设计程序：明确实验目的→选择实验原理→确定实验思路→设计实验步骤 →预期实验结果→得出实验结论。 1.实验目的 ()验证性实验：寻找题干信息，一般写有“验证…”，即为该实验的实验目 的。 (2)探究性实验：首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书 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。 ·例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。 最高产量 0481216202428 硫酸锌溶液浓度/(mgL-) 实验目的是 3/17 独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅，正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 [答案」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) 2.实验原理 实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本套路概 括为“已知条件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结果巧联系 →组织语言写原理”。 ·例3某科研机构发现了一种新型病毒，并对该病毒的遗传物质进行研究。请 回答下列问题： ()可用化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，原理是 (2)可以用同位素标记法研究该病毒遗传物质种类，将宿主细胞放在含某种有放 射性标记的核苷酸的培养基中培养，再用该病毒侵染被标记的宿主细胞，一段 时间后收集子代病毒并检测其放射性。培养基中的各种核苷酸 (填 “是”或“不是”)都需要标记的，理由是 [解析]本实验的目的是探究该新型病毒遗传物质的种类。(1)病毒只有一种核 酸，DNA或者RNA,二者在化学组成上的不同是DNA含有的五碳糖是脱氧核 糖，RNA含有的五碳糖是核糖；DNA特有的碱基是T,RNA特有的碱基是 U,因此，可以通过化学分析的方法，分析这种新型病毒的五碳糖或含氮碱基 的种类，从而判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA。(2)核苷酸包括两类， 一类是脱氧核糖核苷酸，另一类是核糖核苷酸，培养基中，只需将脱氧核糖核 苷酸或者核糖核苷酸进行放射性标记，如果都进行放射性标记，那么无论新型 病毒的遗传物质是DNA还是RNA,收集到的子代病毒中均能检测到放射性， 4/17 独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅，正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 无法得出实验结论。 [答案」(1)DNA含有的五碳糖是脱氧核糖且含碱基T,RNA含有的五碳糖是核 糖且含碱基U,可以通过化学分析的方法，分析这种新型病毒遗传物质中五碳 糖或含氮碱基的种类，据此判断该病毒的遗传物质是DNA还是RNA(2)不是 若对各种核苷酸都进行放射性标记，则无论该新型病毒是DNA病毒还是RNA 病毒，在子代病毒中均能检测到放射性 3,实验假设 假设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变量之 间相互关系的设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可能的解释 和说明。提出的假设可能正确，也可能错误，但必须能解释题目现象或与题干 相符，一般情况下，若是实验中要求写出你的假设，我们应根据自己平常积累 的知识，写出认为最可能的一种假设即可。 ·例4某校生物学实验小组要对“动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失 水”进行实验探究，假如你是其中的一员，请分析回答下列问题： (1)实验假设是 (2)请你说出作出该假设的依据： [答案」(1)动物细胞能通过渗透作用吸水和失水(2)动物细胞具有发生滲透作 用的条件（或细胞膜有选择透过性，当细胞与外界溶液接触时，膜两侧具有浓度 差) 4,实验思路 思路是“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”。 ·例5某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原水解为还原 糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探 究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结 5/17 独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅，正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 果及结论（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）。 [解析]实验设置甲组和乙组，两组实验分别用蛋白酶和RNA酶处理X酶，然 后与糖原混合，检测两组实验中X酶有无活性。检测X酶是否有活性可用斐林 试剂与产物反应观察是否产生了颜色变化来完成。 答案！实验思路：甲组：将X酶用蛋白酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜 条件下反应一段时间后，检测是否有还原糖产生：乙组：将X酶用RNA酶处 理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下反应一段时间后，检测是否有还原糖产 生。预期结果及结论：①若甲组有还原糖生成，乙组没有还原糖生成，则说明 X酶的化学本质是RNA;②若甲组没有还原糖生成，乙组有还原糖生成，则说 明X酶的化学本质是蛋白质 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： 取材、分组、编号：取材时要注意数 量和生理及发育状态相同，用具要相 第一步 同等，即无关变量要相同且适宜，不 影响实验结果 变量处理：根据单一变量原则和对照 第二步 原则，对不同组分别进行变量处理，通 过不同的实验结果来达到实验目的 根据需要可进一步进行相同处理：其 第三步 他因素相同且在最适条件下继续处理 检测、观察、统计、比较：必须找出具 第四步 体的观察和记录对象，观察、记录、统 计、比较实验数据和现象 6/17 独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅，正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 ·例6柽柳是一种泌盐植物，叶子和嫩枝可以将吸收的盐分排出，是强耐盐植 物。柽柳从土壤中吸收无机盐的方式是主动运输还是被动运输？请设计实验加 以证明。 实验材料：柽柳幼苗若干，适宜浓度的含C和K+的完全培养液，细胞呼吸抑 制剂，蒸馏水。 请写出实验步骤： 答案1①将柽柳幼苗随机分为甲、乙两组，分别培养在适宜浓度的含C+和 K+的完全培养液中；②甲组柽柳幼苗的培养液中，加入一定量的细胞呼吸抑制 剂，乙组柽柳幼苗的培养液中加入等量的蒸馏水，在适宜的条件下培养；③分 别测定两组柽柳幼苗吸收Ca*和K+的速率，并进行比较 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。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方 法： ()通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自 变量。 (2)由果找因，分析实验结果（因变量）与实验控制的单一因素（自变量）之间的逻辑 关系，得出正确结论。 (3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面（总） 结论”。 (4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结 论即是实验要验证的事实。在探究性实验中，因为实验结果是未知的，可能出 现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的 结论。 7/17 独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店，知名教辅，正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 例7(2021·湖北卷)使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑 制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）： 另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。已知甲、乙两 种物质（能通过透析袋）对酶A的活性有抑制作用。 实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋（人工 合成半透膜)，试管，烧杯等。为了探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用类型， 提出以下实验设计思路，请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。 (1)实验设计思路 取 支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再分别 加等量 ,一段时间后，测定各试管中酶A的活性。然 后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从 透析袋中取出酶液，再测定各自的酶A活性。 (2)实验预期结果与结论 若出现结果①： 则得出结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。 若出现结果②： 则得出结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。 若出现结果③： 则得出结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。 若出现结果④： 则得出结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。 8/17 独家授权侵权必究 一学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 [解析](1)分析题意可知，实验目的是探究甲、乙两种物质对酶A的抑制作用 类型，则实验的自变量为甲、乙物质的有无，因变量为酶A的活性，实验设计 应遵循对照与单一变量原则，故可设计实验如下： 取两支试管，各加入等量的酶A溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液 (单一变量和无关变量一致原则)，一段时间后，测定各试管中酶A的活性。然 后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从 透析袋中取出酶液，再测定各自的酶A活性。(2)据题意可知，甲物质和乙物质 对酶A的活性有抑制作用，但作用机理未知，且透析前有甲物质和乙物质的作 用，透析后无甲物质和乙物质的作用，前后对照可推测两种物质的作用机理， 可能的情况有①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶A的活性能恢复，故透析后， 两组的酶A活性均比透析前酶A的活性高；②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则 两组中酶A的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶A活性均不变：③若甲 为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复 故加甲物质溶液组，透析后酶A的活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前 后酶A的活性不变；④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则甲组中活性 不能恢复，而乙组能恢复，故加甲物质溶液组，透析前后酶A的活性不变，加 乙物质溶液组，透析后酶A的活性比透析前高。 [答案1(1)两甲物质溶液、乙物质溶液(2)①透析后，两组的酶A活性均比 透析前酶A的活性高②透析前后，两组的酶A活性均不变③加甲物质溶液 组，透析后酶A的活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶A的活性不 变④加甲物质溶液组，透析前后酶A的活性不变，加乙物质溶液组，透析后 酶A的活性比透析前高 三、实验方案评价与修订 9/17 独家授权侵权必究 多学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 ①有无对照实验 ②如果有 实验变量设置是否合理 一看 是否有标记 对照，看 对照 是否遵循了单一变量原则 对照设计 是否遵循了等量原则 是否合理 是否排除了干扰因素 :①生物学材料选择是否得当 二看 ②实验器材选择是否合理 器材 ③药剂选择、使用、用量是否准确 二看 ①是否需要搅拌、加热等 条件 ②实验所需的温度、光照等条件是否合理 四看 ①步骤的顺序是否合理 步骤 ②步骤是否完整 ③具体操作有无违反生物学基本原理 ①实验目的是否与实验结果、结论对应 五看 ②探究性实验结果和结论是否讨论全面 结果 ③是否先写结果后写结论 例8 (2024·莱芜一中检测为研究Cū+和C1一对淀粉酶活性的影响，某小组 设计了如下操作顺序的实验方案： 甲组：CSO4溶液→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→碘液检测→深蓝 色； 乙组：NC1溶液→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→碘液检测→无色； 丙组：蒸馏水→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→碘液检测→浅蓝色。 各组试剂量均适宜。下列对该实验方案的评价，错误的是() A,加缓冲液的目的是维持溶液的pH相对稳定 B.若要达到上述实验目的还需要增设加NaSO,溶液的对照组 C.实验可证明Cu+能抑制淀粉酶活性，C厂能激活淀粉酶活性 D.若适当减少淀粉酶溶液，为保持各组显色结果不变，则应适当延长保温时 间 C「由题意可知，本实验的目的是探究Cu+和CI厂对淀粉酶活性的影响，所以 加缓冲液的目的是维持溶液的pH相对稳定，A正确：甲、乙两组实验中除了 有Cu+和CI厂，还有SO和Na+,因此仅根据甲、乙、丙三组实验不能证明 Cu2能抑制淀粉酶活性、C能激活淀粉酶活性，为排除SO}和Na+的千扰， 要增设一组添加NaSO4的对照组，若加入NaSO4溶液的对照组与丙组结果相 10/17 独家授权侵权必究·