2027届高中生物一轮复习讲义 高考共鸣点5　实验技能专题讲座

该高中生物学讲义聚焦高考实验技能专题，围绕实验设计的单一变量、对照、平行重复三大原则及思路书写、步骤设计、方案评价等热考题型，构建“原则阐释-题型突破-真题应用”的知识体系。通过考点梳理明确变量控制逻辑，方法指导提炼自变量处理与步骤设计技巧，真题训练（如温度对酶活性影响实验分析）帮助学生突破实验题难点，体现复习的系统性与针对性。 资料以科学思维与探究实践为核心，创新采用“案例情境化+方法结构化”教学策略。例如在验证Cd²⁺对蛋白酶活性影响实验中，引导学生设计对照实验，规范自变量设置与因变量观测，培养实验设计与结果分析能力。设置基础理解（原则辨析）、能力提升（步骤书写）、综合应用（方案评价）分层练习，配合即时反馈，确保高效突破考点，为教师把控复习节奏、学生提升实验题应考能力提供有力支持。

高考共鸣点5　实验技能专题讲座 1.实验设计遵循的三大基本原则 (1)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。 (2)对照原则：对照实验中的变量控制 变量 控制原则 自变量 单一变量原则 因变量 可观测性原则 无关变量 相同且适宜原则 (3)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。 提醒　自变量的处理方法 ①“加”或“减”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺法。 ②“换”：例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。 [例1] (2026·河南天一大联考)某实验小组从某微生物中提取出一种酶，在不同温度条件下进行相关实验，其他条件相同且适宜，分别在反应1小时末和2小时末测定产物的含量，实验结果如表。下列叙述错误的是(　　) 产物含量相对值 15 ℃ 25 ℃ 35 ℃ 45 ℃ 1 h末 0.3 1 1.5 0.1 2 h末 0.6 1.8 1.8 0.1 A.本实验的自变量为反应温度与反应时间，因变量为产物含量 B.实验前需分别处理酶与底物的温度，再混合进行反应 C.由实验结果可知，该酶的最适温度在25 ℃到35 ℃之间 D.25 ℃实验组与35 ℃实验组在2小时末反应很可能都已经结束 答案　C 解析　 2.实验设计的热考题型 (1)实验思路的规范书写 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”。 (2)正确书写实验步骤 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： (3)实验方案评价与修订 [例2] (2026·湖北襄阳五中联考)泥鳅肉质细嫩，肉味鲜美，素有“水中人参”之称。某实验小组探究了温度对泥鳅肠道内各种消化酶的活力(酶催化化学反应的效率)的影响，以研究泥鳅的培养温度和投放的饲料类型，实验结果如图所示。请回答下列问题： (1)上述实验的自变量是_____________________________________________。 (2)据图分析，饲养泥鳅时为提高其产量，可以多投放________类饲料，若要进一步探究分解该种饲料的酶的最适温度，需要在________(填温度范围)进一步缩小温度梯度。 (3)泥鳅生活的环境经常遭受重金属镉(Cd)的污染，重金属镉会降低泥鳅体内各种消化酶的活性，从而影响泥鳅的生长繁殖。请以蛋白酶为例，设计实验来验证 Cd2＋会使蛋白酶的活性降低。 实验材料：蛋白粉、泥鳅体内提取的蛋白酶溶液、含Cd2＋的溶液、双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、清水。 实验步骤： ①取A、B两支试管分别加入等量的从泥鳅体内提取的蛋白酶溶液，然后向A试管中加入________________，B试管中加入________________，处理一段时间。 ②________________________，一段时间后向两支试管中分别注入双缩脲试剂A液1 mL，摇匀，再注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀后观察。 实验结果：_______________________________________________。 [名师指点] 答案　(1)温度和消化酶的种类　(2)淀粉　45～55 ℃　(3)①一定量的含Cd2＋的溶液　等量的清水　②往A、B试管中加入等量的蛋白粉溶液　A试管中紫色较B试管中深 解析　(1)分析题干和曲线图可知，该实验是探究温度对泥鳅肠道内各种消化酶的活力的影响，其自变量是温度和消化酶的种类。(2)由图可知，淀粉酶的活力更高，且糖类是生物体的重要能源物质，对饲料的选择应以淀粉饲料为主；据图可知，淀粉酶的最适温度在50 ℃左右，故可在45～55 ℃进一步缩小温度梯度，重复上述实验步骤，淀粉酶活力最高的温度为淀粉酶的最适温度。(3)由于实验是验证 Cd2＋会使蛋白酶的活性降低，故实验的自变量为Cd2＋的有无，根据实验设计的变量原则与对照关系，可设置实验如下：①取A、B两支试管均先加入等量的从泥鳅体内提取的蛋白酶溶液，然后往A试管中加入一定量的含Cd2＋的溶液，B试管中加入等量的清水，处理一段时间。②再往A、B试管中加入等量的蛋白粉溶液，一段时间后向两支试管中分别注入双缩脲试剂A液1 mL，摇匀，再注入双缩脲试剂B液4滴，摇匀后观察。实验结果：由于Cd2＋会使蛋白酶的活性降低，而A试管中有一定量的含Cd2＋的溶液，B试管中为清水，因此A试管中蛋白质剩余较多，紫色更深，而B试管中紫色相对较浅。 [例3] (2026·福建泉州模拟)福建人对于茶情有独钟，在福建闽南一带更有着“宁可百日无肉，不可一日无茶”的传统。茶叶细胞中存在多种酚类物质，多酚氧化酶可以将无色的酚类物质氧化成褐色。请回答下列问题： (1)为减少绿茶制作过程中发生褐变，科研人员探究褐变抑制剂对多酚氧化酶活性的影响，其中褐变抑制剂用磷酸盐缓冲液配制而成，结果如下图。 本实验的自变量是________________，对照组中应加入________、等量的底物溶液和酶溶液，在适宜的条件下测出最大酶活性。据图分析，________处理方式对多酚氧化酶活性的抑制效果最佳。 (2)酶抑制剂有竞争性和非竞争性两种类型。竞争性抑制剂与底物相似，与底物竞争酶活性位点(当底物浓度足够大时，酶对底物的亲和力更强，此种抑制作用可以被消除)；非竞争性抑制剂不与酶活性位点结合，而与酶活性位点以外的位点结合，进而改变酶结构，使底物不能与酶结合。欲探究柠檬酸是哪种抑制剂，某研究人员进行如下实验，请完成该实验并预测实验结果： ①取________茶多酚溶液平均分成甲乙两组； ②甲组加入适量的多酚氧化酶，乙组加入____________________； ③测定甲乙两组茶多酚的分解速率； ④预测实验结果： 若__________________________________________________________________， 则柠檬酸试剂为竞争性抑制剂； 若__________________________________________________________________， 则柠檬酸试剂为非竞争性抑制剂。 答案　(1)抑制剂类型及浓度　磷酸盐缓冲液0.10%的柠檬酸　(2)①足量　②等量多酚氧化酶＋柠檬酸试剂　④甲组与乙组茶多酚的分解速率相差不大(底物浓度足够大)　乙组茶多酚的分解速率小于甲组 解析　(1)科研人员探究褐变抑制剂对多酚氧化酶活性的影响，则抑制剂类型及浓度是自变量。为了保持单一变量原则，对照组中应加入磷酸盐缓冲液、等量的底物溶液和酶溶液，在适宜的条件下测出最大酶活性。据图可知，0.10%的柠檬酸处理方式下多酚氧化酶活性最低，说明此处理下的抑制效果最佳。(2)非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合，通过改变酶的结构，从而使酶失去催化活性，降低酶对底物的催化反应速率。所以若乙组茶多酚的分解速率小于甲组，则柠檬酸试剂为非竞争性抑制剂。竞争性抑制剂与底物相似，与底物竞争酶活性位点(当底物浓度足够大时，酶对底物的亲和力更强，此种抑制作用可以被消除)，所以若甲组与乙组茶多酚的分解速率相差不大(底物浓度足够大)，则柠檬酸试剂为竞争性抑制剂。 学科网（北京）股份有限公司 $