第3单元 专题加强2 实验技能解题突破-【优化探究】2026高考生物学一轮复习高考总复习配套课件（人教版多选）

细胞的能量供应和利用 第三单元 专题加强2　实验技能解题突破 加强点1　实验设计遵循的原则和变量分析 1.实验设计遵循的基本原则 (1)科学性原则 ①选材科学性:如鉴定还原糖的实验中不能以西瓜汁为实验材料,因为西瓜汁的红色会干扰颜色反应。 ②实验方法科学性:如使用双缩脲试剂时应先加入A液,再加入B液。 (2)单一变量原则:即除自变量(实验变量)以外,应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜,如生物材料(大小、生理状况、年龄、性别等)相同、实验器具(型号、洁净程度等)相同、实验试剂(用量、浓度、使用方法等)相同和条件(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)相同。 (3)对照原则 ①含义:设置对照组。通常把经过控制处理的一组(或者未知实验结果的一组)称为实验组,而未经过处理的一组(自然状态下或者已知实验结果的一组)称为对照组。 ②类型 (4)平行重复原则:在实验设计中为了避免实验结果的偶然性,必须对所做实验进行足够次数的重复,以获得多次实验结果的平均值,保证实验结果的准确性。 2.实验设计中的变量分析 (1)变量类型 (2)自变量的处理方法 “加” 或“减” 如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素;“减”即手术切除甲状腺 “换” 如探究温度对酶活性的影响实验,对自变量温度无法“加”或“减”,就用“换”的方法 (3)无关变量的控制方法 消除法 排除或隔离无关变量对实验结果的影响。例如,在验证“生长素能促进果实发育”的实验中,有一组要求无生长素,在开花前需对雌花进行套袋处理,使雌花不能完成受粉,不能形成种子产生生长素,并保持其他条件相同 恒定法 在整个实验中,尽量使所有的实验条件、实验处理、实验对象等都恒定不变。例如,在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中,始终将试管处于恒温水浴中,以消除温度变化这一无关变量对实验结果的影响 平衡法 设立对照组,除自变量外,无关变量对实验组与对照组的影响都是均等的。从而通过比较排除无关变量的影响,得到实验变量的效果 (4)因变量的确定方法 因变量必须是可测量或可观察的指标,例如某溶液中是否存在淀粉酶肉眼看不到,可以通过实验加淀粉进行验证,但淀粉含量是否发生变化还是看不到,所以需要通过加碘液或斐林试剂进行颜色方面的鉴定,即是否出现蓝色或砖红色沉淀这些现象作为因变量的检测指标。 1.(2025·河南名校联盟)实验设计应注重科学性、遵循实验设计原则。下列有关生物学实验的叙述,正确的是(　　) A.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,自变量为催化剂,因变量为O2生成量 B.探究“温度对酶活性的影响”实验,可以选用唾液淀粉酶,并且需要设计空白对照组 C.探究“pH影响酶活性”的实验,可以选用胃蛋白酶,在pH为6~8范围内设置不同实验组 D.探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验,可以用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖 D 对点训练 解析:“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,自变量为催化剂的种类和有无,因变量为O2生成速率,A错误;探究“温度对酶活性的影响”实验,可选用唾液淀粉酶,不需要设计空白对照组,不同温度可以形成相互对照,B错误;胃蛋白酶在pH为6~8时已失活,C错误;探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验,可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖来证明, D正确。 2.(2025·江苏徐州模拟)食物中的脂肪可被消化道中的胰脂肪酶水解。Or是市售胰脂肪酶抑制剂类药物,但它有一些不良药物反应。我国科研工作者从中药中提取黄芩苷作为替换Or的候选药物进行实验,结果如表所示。下列有关叙述正确的是(　　) 组别 使用药物 药物浓度/g/L 脂肪水解抑制率/% 1 Or 0.04 86.25 2 Or 0.02 66.20 3 Or 0.01 43.23 4 黄芩苷提取液 0.04 61.40 5 黄芩苷提取液 0.02 48.12 6 黄芩苷提取液 0.01 30.52 A.本实验的对照组是第1组,其余组别均为实验组 B.在一定范围内,黄芩苷抑制胰脂肪酶活性的效果与其浓度呈正相关 C.相较于药物Or,黄芩苷的优点是不会产生不良药物反应,可随意使用 D.黄芩苷降低了胰脂肪酶活性,使其不能为脂肪水解提供能量 答案:B 解析:本实验中的各组均为实验组,各组之间相互对比、对照,A错误;由表格可知,在实验浓度范围内,随着黄芩苷提取液浓度的增大,脂肪水解抑制率逐渐增大,即在一定范围内,黄芩苷抑制胰脂肪酶活性的效果与其浓度呈正相关,B正确;根据题意“Or是市售胰脂肪酶抑制剂类药物,但它有一些不良药物反应”,黄芩苷虽然是提取自中草药,但其机理同Or类似,也是通过抑制脂肪水解(或降低胰脂肪酶的活性)达到目的,不可以随意使用,也可能会产生不良的药物反应,C错误;由表格可知,黄芩苷降低了胰脂肪酶活性,但酶是通过降低化学反应的活化能来催化反应快速进行的,故胰脂肪酶不能为脂肪的水解提供能量,D错误。 加强点2　实验设计的基本程序 实验设计程序: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:实验目的的一般写法为“验证……” (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。 2.书写实验原理 实验原理就是进行实验的理论依据,书写基本思路概括为“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”。 3.提出假设 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,我们应根据自己平时积累的知识,写出最可能的一种假设。 4.设计实验思路 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”。 5.完善实验步骤 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”如何控制相同且适宜。实验步骤设计的一般程序: 6.分析实验结果和得出结论 实验结果是通过观察或测量得到的实验现象。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: (1)明确自变量: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)明确自变量和因变量的关系: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,实验结论即实验要验证的事实。在探究实验中,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。 3.(书写实验目的,节选)科学家观察发现,有一种俗称“熊虫”的动物,若进入“隐生状态”(这时它的代谢速率几乎降至0),能耐受-271 ℃的冰冻数小时。据研究,熊虫进入隐生状态时,它们的体内会大量产生一种叫作海藻糖的二糖。根据上述资料,有人认为“熊虫体液中的海藻糖可以保护组织细胞,使组织细胞避免受到低温造成的损伤”。请设计一实验方案,用于探究题中假设的真实性。(操作时只要定性即可) 设计实验的目的是_____________________________________________ ________________________________。  探究熊虫产生的海藻糖是否能保护组织细胞,使组织细胞避免受到因低温造成的损伤 对点训练 4.(书写实验原理)某玉米新品种中的蛋白质含量高于普通玉米,请用所学的方法设计实验加以验证。 (1)实验原理:_________________________________________________ ________。  材料用具:新鲜的普通玉米籽粒、新鲜的新品种玉米籽粒、研钵、试管、漏斗、纱布、吸管、清水、双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、量筒。 蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,蛋白质含量越高颜色越深 (2)方法步骤: ①将两种玉米籽粒分别进行研磨,制备组织样液。 ②取A、B两支试管,向A中加入新品种玉米组织样液2 mL,B中加入普通玉米组织样液2 mL。 ③向A、B两支试管中分别加入1 mL双缩脲A液,摇匀,再分别加入4滴双缩脲B液,摇匀。 ④观察颜色变化并比较紫色的深浅。 预期的结果:新品种玉米籽粒组织样液(A试管)紫色较深。 5.(提出假设)当环境中存在一定浓度的某些致突变物时,会导致染色体断裂,不含着丝粒的断裂片段在有丝分裂时不能进入子细胞核中,而是在细胞质基质中形成椭圆形异常结构,称为微核,微核与主核有相同染色效果,但体积较小(如图1所示)。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。若图2表示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 6.(书写实验思路和预期实验结果)腺苷三磷酸结合盒转运蛋白(ABC转运蛋白)是一类大量存在于细胞中的跨膜转运蛋白,主要功能是利用ATP水解释放的能量进行多种物质的跨膜运输。茶树根细胞吸收Cl-和N都是由ABC转运蛋白完成的,研究发现两种离子会结合ABC转运蛋白上有限的结合位点,从而产生相互抑制。请设计实验验证茶树根在吸收Cl-和N时,二者之间存在相互抑制,简要写出实验思路,并预测实验结果。 答案:实验思路:配制甲(含Cl-和N)、乙(含与甲等量的Cl-不含N)、丙(含与甲等量的N不含Cl-)三种营养液,分别培养相同的茶树,一段时间后检测并比较甲、乙两组Cl-的剩余量(或吸收量)、甲、丙两组N的剩余量(或吸收量)。 预测实验结果:甲组Cl-剩余量高于乙组(或吸收量低于乙组),甲组N的剩余量高于丙组(或吸收量低于丙组)。 7.(完善实验步骤、结果预测及结论)必需氨基酸的种类和含量是评价奶粉营养价值高低的主要标准。赖氨酸是人体内的必需氨基酸,缺乏则会影响人体内蛋白质的合成,导致营养不良。赖氨酸是否也是小白鼠体内的必需氨基酸?请根据给出的实验原理利用以下材料用具进行探究。 材料用具:20只生长发育状况相同的正常幼年小白鼠,分装在不同试剂瓶中的21种氨基酸,不含蛋白质和氨基酸的食物,称量器(如天平)等。 (1)实验原理:必需氨基酸是动物体内不能合成的、只能从食物中获取的氨基酸。当动物体内缺乏必需氨基酸时,会出现营养不良,体重增加缓慢等现象。 (2)实验步骤 ①配食:配制食物A:取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入含量和比例适宜的21种氨基酸;配制食物B:___________________________________ _____________________________________________________________;  ②分组: __________________________________分别称其体重;  ③饲喂:在相同且适宜的环境中饲喂两组小白鼠,甲组每天饲喂食物A,_________________________;  ④观察:_________________________________________________。  另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物,加入除赖氨酸以外的20种氨基酸,其含量和比例与食物A中相同 将20只小白鼠随机均分成甲、乙两组 乙组每天饲喂等量的食物B 分别测量甲、乙两组小白鼠的体重,并计算体重增加量 (3)结果预测及结论: ①__________________________________________________________ ___________;  ②__________________________________________________________ _________________________。  若两组小白鼠营养状况和体重基本相同,说明赖氨酸不是小白鼠的必需氨基酸 若乙组小白鼠出现营养不良、体重减轻等症状,甲组正常,说明赖氨酸是小白鼠的必需氨基酸 加强点3　实验方案评价与修订 8.某班同学进行了探究影响酶活性的因素的实验。某同学设计了实验方案和步骤:①取3支大小相同的试管,编号为甲、乙、丙,分别向3支试管中加入2 mL糨糊;②再各加入2 mL新鲜的唾液淀粉酶溶液,振荡均匀;③将甲、乙、丙3支试管分别置于0 ℃、35 ℃、100 ℃下约5 min;④取出试管,各加入2 mL斐林试剂(边加边振荡),50~65 ℃水浴条件下观察试管内颜色的变化。 (1)本实验的因变量是_____________,观测指标为________________。  淀粉的分解量 溶液颜色的变化 解析:由题意分析可知,该实验的自变量是温度,因变量为淀粉的分解量,观测指标是溶液颜色的变化。 对点训练 (2)同一小组的同学对此实验设计进行了简要评价,其中正确的是______。  ①实验步骤不正确 ②温度设置不合理 ③不能用斐林试剂检验 ①和③ 解析: 实验中步骤②不正确,三支试管加入糨糊后,应该先将三支试管放在不同温度下保温5 min,再分别加入不同温度下保温的2 mL新鲜的唾液淀粉酶溶液,摇匀后各自温度中维持5 min;步骤④存在错误,该实验不能用斐林试剂检验,斐林试剂检验时需水浴加热,会干扰实验温度,可采用碘液检测淀粉分解情况。 (3)你的改进方案为:___________________________________________。  将斐林试剂改为用碘液检验;步骤②与步骤③对调 解析: 结合(2)可知,实验改进可将步骤②与步骤③对调;将斐林试剂改为用碘液检验。 $$