高中生物实验设计专题复习(三)

高三生物总复习提纲(二十六)高中生物实验设计专题复习（三）实验能力考查例题（接上次）题型四：根据实验目的或实验课题，独立设计实验10．植物叶片表皮上分布着大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请根据所给的实验材料和用具，设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验步骤、预测实验结果并做出解释。实验材料与主要用具：菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。实验步骤：预期实验结果并作解释：[解析]这是一道开放的实验设计题，题干中给出实验材料、用具、原理，以及实验要研究的课题，要求学生能将平时练习显微镜的使用和临时玻片标本的制作等实验操作和实验技能进行综合运用，设计实验，解决新问题。（仿照质壁分离和复原的实验操作）[答案]实验步骤：1、取菠菜叶，用镊子撕取下表皮2、在载玻片上滴一滴清水，将下表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片3、将临时装片放在显微镜的载物台上，先在低倍镜下找到气孔，移到视野中央，再用高倍镜进行观察，记录观察到的气孔状态4、在盖玻片的一侧滴上浓盐水，在另一侧用吸水纸引流，反复多次5、连续观察气孔的变化，并作记录。预期实验结果并作解释：在清水中气孔开启，因为当细胞液浓度大于细胞外溶液的浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启；在浓盐水中气孔关闭，因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。11．现有一种植物的种子，已经知道它的萌发需要水分、适宜的温度和氧气，但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等方法步骤：①②预测实验结果及相应的结论：①②③[解析]本题不仅考察了同学们进行独立实验设计的能力，而且考察了同学们根据不同的实验要求预测实验结果的能力。本题是探究性实验，实验的变量是光的有无而不是光的强度，最后预测的试验结果应该是多种情况。同学们要注意实验中其它无关变量的控制，因为题干中告诉我们已知种子萌发需要水分、适宜的温度和氧气，言外之意，我们设计实验时应该为种子提供上述实验条件。另外实验中要注意大样本原则，不能每一组实验用1粒种子。[答案]方法步骤：①向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组已标号为1、2的培养皿中。②将1组置于有光照的环境中，2组置于黑暗环境中，在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。观察比较两组种子的萌发率可能的实验结果及相应的结论：①若有光组和无光组种子的发芽率差别不大，则该种植物种子的萌发不受光的影响。②若有光组发芽率明显高于无光组，则光是该种植物种子的萌发的必要条件之一。③若无光组发芽率明显高于有光组，则光抑制该种植物种子的萌发。12．某科研小组从某生物的突变植株中获得了纯合显性高蛋白植株（属于细胞核遗传）。为验证该性状是否由一对基因控制，请参与实验设计并完善实验方案：①步骤1：选择________________和________________杂交。预期结果：________________。②步骤2：________________。预期结果：________________。③观察实验结果，进行统计分析：如果________________与________________相符，可证明该性状由一对基因控制。[解析]本题考查的知识点是孟德尔的一对相对性状的遗传实验方法和步骤。题干中明确该性状的遗传属于细胞核遗传，即遵循遗传定律。如果该性状是一对基因控制的，则纯质亲本杂交后F1表现为高蛋白性状，F1自交后会发生性状分离，分离比为3；1；或者F1和隐性类型测交，后代出现表型比例为1；1的两种类型。也就是孟德尔进行的遗传实验的研究步骤。答案：①纯合高蛋白植株低蛋白植株（非高蛋白植株）后代（或F1）表现型都是高蛋白植株②测交方案：用F1与低蛋白植株杂交后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是1：1或自交方案：F1自交（或杂合高蛋白植株自交）后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是3：1③实验结果预期结果实验设计能力常常是考查的重点，也是考试的难点，在进行实验设计时，同学们要注意以下方面：1．明确实验的目的：如遇到这样的题目：探究pH对酵母菌酒精发酵酶的活性的影响。针对这个实验题目，要明确：pH是该实验设计的可变因素，要保证实验步骤测定的确实是不同pH条件下的酶的活性；既然研究酒精发酵酶的活性，应控制酵母菌酒精发酵的无氧环境。2．明确实验所依据的原理：只有明确实验原理，才可依据原理设计方案。实验步骤的设计才不会有大的出入。3．明确实验设计的一般原则和规范。前面我们已经详细讲解了各种类型的实验能力考查例题，下面这套小练习，同学们可以用来检测自己是否真正理解了上述4种题型并能学以致用。1．用显微镜的一个目镜分别和4个不同倍数的物镜结合来观察血细胞涂片，当成像清晰时，每一个物镜与载玻片之间的距离如下图所示，如果载玻片的位置不动，用哪一个物镜在一个视野中看到的细胞最多2．叶绿体色素的纸层析结果显示，叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是A分子量最小B分子量最大C在层析液中的溶解度最小D在层析液中的溶解度最大3．生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中，以下操作错误的是A可溶性还原糖的鉴定，可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀B只有脂肪的鉴定需要使用显微镜C用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热D使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用4．下表是关于DNA粗提取与鉴定实验中所使用的材料、操作及其作用的表述．正确的是试剂操作作用A柠檬酸钠溶液与鸡血混合使鸡血分层B蒸馏水与鸡血细胞混合保持细胞形状C蒸馏水加入到溶解有DNA的NaCl中析出DNA丝状物D冷却的酒精加入到过滤后DNA的NaCl中产生特定的颜色反应5．原发性低血压是一种人类的遗传病。为了研究其发病率与遗传方式，正确的方法是①在人群中随机抽样调查并计算发病率；②在人群中随机抽样调查研究遗传方式；③在患者家系调查并计算发病率；④在患者家系中调查研究遗传方式A①②B②③C③④D①④6．用显微镜观察叶绿体和细胞质流动．请回答：⑴为什么选用黑藻的幼嫩叶片而不是幼根为材料观察细胞质流动?⑵如果先用高倍镜观察，可能会出现什么情况?7．荔枝是著名的岭南佳果．其果皮中存在多酚氧化酶，多酚氧化酶能够氧化果皮中的一些无色物质，形成褐色物质。这是引起采后荔枝果皮褐变的原因之一．褐变的发生严重影响了荔枝的生鲜效果；果皮褐变面积百分率．常作为荔枝保鲜效果的指标，在不考虑其它因素影响褐变的前提下，利用上述现象．以荔枝果皮褐变面积百分率为多酚氧化酶活性的指标，某同学设计了一个实验，旨在探究温度对荔枝果皮内多酚氧化酶活性的影响。⑴请补充下列实验设计中空缺的内容：①设计温度梯度：5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃②确定测量指标：荔枝果皮褐变面积百分率；③选择同一品种、________________和成熟度一致且无机械损伤的新鲜荔枝果实，将其分成________________组，每组数量________________，装入保鲜袋并作好标签后．分别放入相应温度的恒温箱中；④经过5天后，取出荔枝果实．测定并记录褐变面积．⑵请据上图分析实验结果：____________________________⑶请结合上述实验结果，指出对荔枝具有较好保鲜效果所需的温度范围。⑷削皮后的苹果和马铃薯容易发生褐变，请据此分析要选择无机械损伤的荔枝果实为实验材料的原因是___________________________________________________⑸在完全无氧条件下，多酚氧化酶将无法催化上述的褐变反应过程。如果在此条件下．荔枝果皮不会发生褐变，可否在此条件下贮藏荔枝?为什么?_______________________________________________________________⑹除上述温度、氧和机械损伤以外．还有哪些因素影响果蔬保鲜效果，请提出两种相应的保鲜措施。8．环境污染对植物的生长发育有不同程度的影响。在一定程度上，植物在污染的环境中也有继续保住正常生命活动的特性，这种特性称为抗性。研究植物的抗性对筛选具有净化环境的植物种类和保护环境有积极意义。（1）一项研究表明，植物对SO2的抗性与叶片上气孔密度和气孔大小等有关。所得数据如下表被测植物平均受害面积（％）气孔气孔密度（个／mm2）每个气孔面积（mm2）甲植物13.5218272乙植物33.4162426丙植物57.7136556①该研究说明，植物对SO2的抗性与气孔的密度呈___________关系，和每个气孔的面积呈___________关系。②在SO2污染严重的地区，最好选择表中________________植物为行道树种。（2）工业生产中产生的SO2是酸雨（PH＜5.6）形成的主要原因之一。有人设计实验研究酸雨对植物的毒害作用。实验过程如下图所示（除图中特别说明外，其他条件甲、乙均相同）：实验结果表明，“酸雨”使植物叶片变黄，而对照实验中的植物没有变黄。该实验说明“酸雨”对植物的生长发育有影响。参照上述装置和试剂以小麦种子为实验材料尝试设计实验，探究2种不同pH的酸雨对种子萌发率的影响。①探究的问题：不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响。②作出的假设：_______________________________________。③实验步骤（简要叙述）：④实验预期结果与分析（实验预期结果多种多样，写出其中3种并加以分析）：参考答案：1D；2C；3A；4C；5D；6、⑴幼叶中存在叶绿体，便于观察细胞质的流动，幼根中细胞质流动没有明显的参照物，不便于观察⑵可能找不到观察对象，还可能会出现高倍镜头压碎玻片或损坏镜头7、⑴大小6相等⑵分析：在5~30℃范围内，荔枝果皮褐变面积百分率随温度升高而增加，表明果皮内多酚氧化酶活性在此范围内随温度的升高而增强⑶0~15℃⑷机械损伤的荔枝易发生褐变，从而影响实验结果的准确性⑸不可以因为在完全无氧环境中，果实的有氧呼吸停止，但无氧呼吸明显加强，造成酒精的大量积累，从而对细胞造成毒害，引起果实腐烂⑹①控制水分，如采用薄膜包装或表面喷涂果蜡等②防止微生物感染如采后对果蔬进行消毒处理8、（1）①正相关反相关②甲（2）②不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响程度不同（或相同）。③用上述实验装置和试剂，采用两种pH5.6的“酸雨”进行实验，设置清水对照；在三个花盆中播种同样数量（例如50粒）的小麦种子；在相同而适宜的环境中培养；一段时间（7天）后，分别统计3个装置中的种子萌发率。④a．如果三个装置中种子萌发率没有差异，那么说明酸雨对种子萌发率没有影响b．如果三个装置中，pH越小，种子萌发率越低，说明酸雨对种子萌发有抑制作用，且随着pH的减小，抑制作用增大。C．如果三个装置中，pH越小，种子萌发率越高，说明酸雨对种子萌发有促进作用，且随着pH的减小，促进作用增大。