2027届高三生物人教版一轮复习课件第3单元 微专题 2 实验技能专题

实验微专题 陈君华 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.单一变量原则和等量原则 二者是完全统一的，只不过强调的侧重点不同，前者强调的是自变量的单一性即实验组和对照组相比只能有一个变量，而后者强调的是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量，必须严格控制在适宜且等量条件下，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 为减小实验误差应进行多次实验，如探究培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验中，每次计数都要重复至少3次。 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：即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，注射胰岛素的为实验组，注射等量生理盐水的为对照组。 (2)自身对照：即对照组和实验组在同一实验对象上进行，不再设置新的对照组，如观察植物细胞质壁分离和复原的实验中，质壁分离状态与自然状态形成对照。 (3)条件对照：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。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，空白对照组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。 (4)相互对照：即不单独设对照组，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中，各组既是实验组，又是其他组的对照组。 【典例1】　(2025·天津南开模拟)关于生物学实验中“对照”及“变量”的相关叙述，正确的是(　　) A.探究温度对淀粉酶活性影响实验中，无关变量有淀粉酶的浓度、加入的溶液量、pH等，因变量是不同温度条件下酶的活性 B.探究生长素类似物对扦插枝条生根的最适浓度实验中，可通过预实验减小误差，预实验中需设空白对照 C.观察紫色洋葱鳞片叶外表皮发生质壁分离并复原实验中，原生质层的形态和位置变化为因变量，该实验不存在对照 D.探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，自变量是氧气的有无，因变量是澄清石灰水是否浑浊 A 【解析】　探究温度对淀粉酶活性影响实验中，不同的温度为自变量，无关变量有淀粉酶的浓度、加入的溶液量、pH等，因变量是不同温度条件下酶的活性，A正确。探究生长素类似物对扦插枝条生根的最适浓度实验中，可通过预实验摸索条件，不能减小实验误差，预实验中需设空白对照，B错误。观察紫色洋葱鳞片叶外表皮发生质壁分离并复原实验中，原生质层的形态和位置变化为因变量，该实验形成前后对照，C错误。探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，自变量是氧气的有无，因变量是澄清石灰水的浑浊程度，D错误。 【典例2】　(2026·宁夏银川模拟)生物学科的实验设计需遵循“对照原则、单一变量原则、平行重复原则和科学性原则”等基本原则。下列关于实验设计说法正确的是(　　) A.平行重复组的处理应完全一致，但因生物材料的个体差异，仍需保留结果差异较大组别① B.伞藻嫁接实验和核移植实验，符合单一变量原则，因此均证明细胞核是遗传的控制中心② C.观察植物细胞的质壁分离与复原实验处理前后形成自身对照 D.利用15N同位素标记氨基酸，通过追踪放射性③探究分泌蛋白的合成，符合科学性原则 C 关键信息 信息解读 ① 平行重复原则要求设置重复组以减少误差，但若结果差异较大，可能因无关变量干扰，需重新实验 ② 伞藻嫁接实验仅说明形态由假根控制，不能排除假根中细胞质的影响，核移植实验进一步验证，但两者结合才能证明细胞核是遗传的控制中心，单独不充分 ③ 15N属于稳定同位素，没有放射性 【名师赋能】 【解析】　平行重复原则要求设置重复组以减少误差，但若结果差异较大，可能因无关变量干扰，需重新实验而非保留异常数据，A错误。伞藻嫁接实验仅说明形态由假根控制，不能排除假根中细胞质的影响，核移植实验进一步验证，但两者结合才能证明细胞核是遗传的控制中心，B错误。质壁分离与复原实验中，同一细胞处理前后形成自身对照，无须另设对照组，C正确。15N属于稳定同位素，没有放射性，D错误。 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”等等。 2.书写实验原理 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，我们应根据自己平常积累的知识，写出认为最可能的一种假设。 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”如何保证相同且适宜。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，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： (1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素的不同，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“全面结论(总)”。 (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。 【典例3】　(2025·广东湛江一模)国槐是重要行道树树种之一。为研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置自然光对照(CK)、遮阴10％(S1)、遮阴20％(S2)、遮阴30％(S3)、遮阴40％(S4)共5组进行相关实验，培养一段时间后测定结果如表所示。请回答下列问题： 组别 叶绿素含量(相对值) 气孔导度(相对值) 净光合速率(相对值) CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 (1)光照条件下，国槐叶肉细胞中产生ATP的场所有__________________ ______，光合作用时能量的转化过程是____________________________ ______________________________(用箭头和文字表示)。 线粒体 光能→ATP和NADPH中活跃的 化学能→有机物中稳定的化学能 组别 叶绿素含量(相对值) 气孔导度(相对值) 净光合速率(相对值) CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 叶绿体、细胞质基质、 【解析】　光照条件下，国槐叶肉细胞能进行光合作用和呼吸作用，所以产生ATP的场所有叶绿体、细胞质基质、线粒体；光合作用时能量的转化过程是光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能再转化为有机物中稳定的化学能。 组别 叶绿素含量(相对值) 气孔导度(相对值) 净光合速率(相对值) CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 (2)本实验的自变量是___________________，与CK组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量________(填“增多”或“减少”)，从光合作用的过程分析，其原因是__________________________________________________ _____________________________________________________。 遮阴程度(合理即可) 增多 S1组叶绿素含量增加，促进光反应阶段的进行；气孔导度增大，给叶肉细胞提供的CO2增多，促进暗反应阶段的进行 组别 叶绿素含量(相对值) 气孔导度(相对值) 净光合速率(相对值) CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 【解析】　根据题干信息可知，本实验是研究遮阴对国槐幼苗光合作用的影响，设置自然光对照(CK)、遮阴10％(S1)、遮阴20％(S2)、遮阴30％(S3)、遮阴40％(S4)共5组进行相关实验，故本实验的自变量是遮阴程度；与CK组相比，在S1组遮光条件下，国槐幼苗的气孔导度增大，给叶肉细胞提供的CO2增多，促进光合作用暗反应阶段的进行；叶绿素含量增加，促进光合作用光反应阶段的进行，故与CK组相比，S1组国槐幼苗CO2固定量增多。 组别 叶绿素含量(相对值) 气孔导度(相对值) 净光合速率(相对值) CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 (3)实验表明遮阴程度与国槐幼苗净光合速率的关系是________________ _____________________________________。若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的基础上，在遮阴程度为____________的范围内进一步进行实验。 着遮阴程度增大净光合速率先上升后下降 在一定范围内，随 10％～30％ 【解析】　分析表格中数据可知，在一定范围内，随着遮阴程度增大，净光合速率先上升后下降，故若想确定最合适的遮阴程度，应在该实验的基础上，在遮阴程度为10％～30％的范围内进一步进行实验。 组别 叶绿素含量(相对值) 气孔导度(相对值) 净光合速率(相对值) CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 (4)若要得到国槐幼苗的真正光合速率，要对呼吸速率进行测定，测定国槐幼苗呼吸速率的实验思路为____________________________________ _________________________________。 在黑暗条件下，测量国槐幼苗单位时间内氧气的消耗量或二氧化碳的释放量 组别 叶绿素含量(相对值) 气孔导度(相对值) 净光合速率(相对值) CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 【解析】　测量植物的呼吸速率，需要排除光合速率对氧气和二氧化碳浓度的影响，所以需要将国槐幼苗置于黑暗密闭环境中，测量单位时间内氧气的消耗量或二氧化碳的释放量。 组别 叶绿素含量(相对值) 气孔导度(相对值) 净光合速率(相对值) CK 0.62 0.24 10.43 S1 0.72 0.27 10.52 S2 0.83 0.29 12.75 S3 0.76 0.27 11.39 S4 0.59 0.25 9.48 【典例4】　(2024·海南卷节选)芒果在冷藏期间呼吸速率会降低，有利于保鲜。但芒果对低温敏感，冷藏期间易受到冷害，导致呼吸速率持续下降，影响果实品质。为了探究冷藏前用褪黑素处理芒果是否具有减轻冷害的作用，请以呼吸速率为测定指标，简要写出实验设计思路、预期结果和结论_________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ 实验设计思路：将采摘后的生长状况相同的芒果均分为两组，标记为甲组和乙组，甲组用褪黑素进行处理，乙组不做处理，两组在相同条件下进行冷藏，实验开始及之后每隔一段时间测定甲、乙两组芒果的呼吸速率。预期结果和结论：若甲组呼吸速率高于乙组，说明冷藏前用褪黑素处理芒果具有减轻冷害的作用； ____________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________(注：褪黑素可用蒸馏水配制成溶液)。 若甲组呼吸速率与乙组相差不多，说明冷藏前用褪黑素处理芒果不具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率低于乙组，说明冷藏前用褪黑素处理芒果加重了冷害的作用 【解析】　根据题意，该实验的目的是探究冷藏前用褪黑素处理芒果是否具有减轻冷害的作用，实验的自变量是冷藏前是否用褪黑素处理，因变量为呼吸速率。实验设计遵循单一变量和对照性原则，那么实验设计思路为：将采摘后的生长状况相同的芒果均分为两组，标记为甲组和乙组，甲组用褪黑素进行处理，乙组不做处理，两组在相同条件下进行冷藏，实验开始及之后每隔一段时间测定甲、乙两组芒果的呼吸速率。预期结果和结论：若甲组呼吸速率高于乙组，说明冷藏前用褪黑素处理芒果具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率与乙组相差不多，说明冷藏前用褪黑素处理芒果不具有减轻冷害的作用；若甲组呼吸速率低于乙组，说明冷藏前用褪黑素处理芒果加重了冷害的作用。 【典例5】　(2025·河南信阳期末)为研究Cu2＋和Cl－对人唾液淀粉酶活性的影响，某小组设计了如下顺序的实验方案： 甲组：CuSO4溶液→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测 乙组：NaCl溶液→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测 丙组：蒸馏水→缓冲液→淀粉酶溶液→淀粉溶液→保温→检测 各组试剂量均适宜且相等。下列对该实验方案的评价合理的是(　　) A.缓冲液的pH应控制为2 B.保温的温度应控制在常温 C.宜选用双缩脲试剂来检测淀粉的剩余量 D.设置的对照实验不能达成实验目的 D 【解析】　缓冲液的pH是无关变量，应保持相同且适宜即近中性，A错误。温度是无关变量，无关变量应该保持相同且适宜，人唾液淀粉酶的最适宜温度在37℃左右，B错误。人唾液淀粉酶是蛋白质，能与双缩脲试剂发生紫色反应，且淀粉及其水解产物均不能与双缩脲试剂发生颜色反应，应使用碘液检测淀粉的剩余量，C错误。两个实验组和对照实验的单一变量差别是CuSO4 或NaCl，无法排除SO、Na＋对唾液淀粉酶活性的影响，D正确。 2- 【典例6】　科学家向豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸，通过检测放射性物质的转移和聚集情况，研究消化酶的合成和分泌过程。某科研小组欲分别用32P标记亮氨酸和14C标记亮氨酸两种实验方案来重复上述实验过程的研究。对两种实验方案可行性的科学评价是________ ________________，理由是____________________________________。 能用14C标 记，不能用32P标记 组成亮氨酸的化学元素中含有C，不含有P 谢谢观看 陈君华 $