内容正文:
细胞的能量供应和利用
第三单元
专题加强1 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)
(2)
(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,而将未经过处理的一组(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)
2.实验设计三类变量分析
对点训练
1.(2026·江苏姜堰中学模拟)下列关于生物实验中“对照”及“变量”的相关叙述,错误的是 ( )
A.探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中,有氧条件的一组是空白对照组
B.观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原的实验中,无须设置空白对照组
C.比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率的实验中,因变量可以用气泡的释放速率表示
D.探究光照强度对植物光合速率影响的实验中,CO2浓度、温度是无关变量
A
解析:探究酵母菌细胞呼吸方式的实验属于对比实验(有氧和无氧情况下相互对比),无空白对照,A错误;观察紫色洋葱鳞片叶细胞质壁分离与复原实验中,原生质层的形态和位置变化为因变量,属于自身前后对照,无须设置空白对照组,B正确;比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率的实验中,因变量可以用气泡的释放速率来表示,C正确;探究光照强度对植物光合速率影响的实验中,自变量是光照强度,因变量是光合速率,CO2浓度、温度是无关变量,D正确。
加强点2 实验设计的基本程序
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
(1)实验目的的书写与表达模式
(2)实验目的的确认方法
2.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,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。
3.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”。
4.实验思路和实验步骤
(1)实验思路与实验步骤书写技巧的比较
(2)实验设计的一般步骤
5.实验结果和结论
(1)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。
(2)探究性实验中预期实验结果及结论的分析模式
①以“结论→结果”为序,分析可能的实验结果(逆向思维)。采用“假设法”逐条列举,不要重复、遗漏。
②以“结果→结论”为序,书写预期实验结果及结论(顺向答题)。一般的书写模式为若……(实验结果),则……(实验结论)。
采用上述分析模式时,一定要注意区分“分析顺序”和“书写顺序”,不能混淆。
2.洋葱肥大的鳞茎中含糖8.5%,那么洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖?生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。完成下面的部分实验研究报告内容。
(1)实验目的:_________________________________________________。
(2)实验原理:__________________________________________________
。
对点训练
探究洋葱肥大的鳞茎中所含糖是淀粉还是可溶性还原糖
斐林试剂与还原糖在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀,淀粉遇碘液变蓝
3.在探究环境因素对大棚农作物产量的影响时,有的同学认为应该提高环境温度,有的同学认为应该降低环境温度,你对此有何看法?请为他们作出实验假设,并说明作出这样假设的原因。
实验假设:___________________________________________________。
原因:_______________________________________________________
____________________________________________________________。
适当增大昼夜温差可以提高大棚农作物的产量
白天适当提高温度,可以提高光合作用强度,合成更多的有机物;
夜间适当降低温度,可以降低细胞呼吸强度,减少有机物的消耗
4.水稻的某些基因突变会导致叶绿素的合成功能发生改变形成黄绿叶,进而影响水稻产量。研究者推测突变体表型变化与基因A突变有关,请用基因敲除的方法验证该推测,写出简要实验思路并预期实验结果: ________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
实验思路:敲除野生型水稻的A基因,与野生型水稻、黄绿叶突变体水稻比较叶绿素含量及光合作用速率。预期实验结果:敲除A基因的水稻叶绿素含量、光合作用速率比野生型水稻低,与黄绿叶突变体水稻基本相同
5.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20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20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19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
实验方案的分析与评价,是“实验设计”的一个重要环节,所有实验结束后,都需要对自己或对他人的实验方案进行分析与评价,这就意味着“分析与评价”的内容与“实验设计”的内容紧密相关。解答此类问题时,需要从“实验目的”“自变量”“因变量”“无关变量”的角度,按照科学性原则、单一变量原则逐一进行评价。
6.某班同学进行了探究影响酶活性的因素的实验。某同学设计了如下实验方案和步骤: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。
对点训练
(1)本实验的因变量是 ,观测指标为 。
解析:该实验的自变量为温度,因变量为淀粉的分解量,观测指标是溶液颜色的变化。
淀粉的分解量
溶液颜色的变化
(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
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,再分别加入相应温度下保温的2 mL新鲜的唾液淀粉酶溶液,摇匀后在各自温度中维持5 min;步骤④存在错误,该实验不能用斐林试剂检验,用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。
①和③
(3)你的改进方案为_______________________________________。
解析:结合(2)可知,实验改进可将步骤②与步骤③对调;将斐林试剂改为碘液。
将斐林试剂改为碘液;步骤②与步骤③对调
$