2023届高考生物二轮复习探究性实验设计与分析学案

这是一份2023届高考生物二轮复习探究性实验设计与分析学案，共10页。学案主要包含了网络构建，真题解读，命题猜想等内容，欢迎下载使用。
第2讲　探究性实验设计与分析　自主梳理·再夯基础　　考向引领·核心突破　核心考点1　考查实验设计的原理及对过程和结果的分析高考对该热点的考查形式有选择题和非选择题，主要命题方向：1. 结合验证实验及探究实验的目的、假设、原理及步骤，考查科学探究和实践能力。2. 结合验证实验及探究实验的结果、结论分析，考查科学思维能力。(2016·江苏卷·8)过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表所示。下列相关叙述正确的是(　　) 管号1%焦性没食子酸/mL2% H2O2/mL缓冲液/mL过氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷却后的白菜梗提取液/mL①222－－－②22－2－－③22－－2－④22－－－2A. ①号管为对照组，其余不都是实验组B. ②号管为对照组，其余都为实验组C. 若③号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶D. 若④号管不显橙红色，可证明白菜梗中无氧化物酶笔记：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1. 正确认识探究实验中的变量 2. 对照实验中对照组的设置类型对照实验是指一个实验，包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组，对照组(控制组)是不接受自变量处理的对象组。常用的对照类型有以下四种：(1) 空白对照：对照组为不作任何处理的对象组。这里的“不作处理”，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的影响。如在“探究影响酶活性的因素”实验中，1号试管加1 mL蒸馏水，2号试管加1 mL盐酸，3号试管加1 mL NaOH溶液。该实验属于空白对照。对照组为1号试管，实验组为2号和3号试管。(2) 自身对照：实验组与对照组在同一对象上进行，不另设对照组。如“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验就属于自身对照。实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化为实验组。(3) 条件对照：给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。如“动物激素饲喂小动物”的实验中，甲组饲喂甲状腺激素，乙组饲喂甲状腺激素抑制剂，丙组不饲喂药剂。该实验属于条件对照，同时具备空白对照。甲组为实验组，乙组为条件对照，丙组为空白对照。(4) 相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验组相互对照。如在“探究酵母细胞的呼吸方式”实验中，有氧和无氧为相互对照。 3. 实验组与对照组的判断(1) 一般情况下，针对实验所要研究的因素，不作任何实验处理的对象组为对照组，如各种空白对照。(2) 用实验所研究的因素处理的对象组为实验组，未用实验所研究的因素处理的对象组为对照组。(3) 根据实验对象是否处于正常状态来确定。一般情况下，把处于正常生活状态下的实验对象确定为对照组。 (2022·盐城三模)为了验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的某种物质，用胚芽鞘和琼脂块等材料进行实验时，对照实验的设计思路是(　　)A. 完整胚芽鞘分别置于单侧光照射和黑暗条件下B. 胚芽鞘尖端和未放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧C. 未放过尖端的琼脂块和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧D. 胚芽鞘尖端和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧核心考点2　综合考查探究类实验的设计、分析与评价高考对该热点的考查形式为非选择题，主要命题方向：综合考查探究类实验的设计、对提供的操作步骤和结果的分析、评价。(2019·江苏卷·30)为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列供选材料用具进行了实验。请分析回答下列问题。材料用具：玉米籽粒；斐林试剂，双缩脲试剂，碘液，缓冲液，淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精灯等。(1) 为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化，在不同发芽阶段玉米提取液中，分别加入________试剂，比较颜色变化。该实验需要选用的器具有______(填序号)。①试管　②滴管　③量筒　④酒精灯⑤显微镜(2) 为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加________，进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变小。由此可得出的结论是________________________________________________________________________。(3) 为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，设计了如下实验：在1～4号试管中分别加入相应的提取液和溶液(如下图所示)，40 ℃温育30 min后，分别加入斐林试剂并60 ℃水浴加热，观察试管内颜色变化。请分析并回答问题。①设置1号试管作为对照，其主要目的是________________________________________________________________________。②2号试管中应加入的X是________的提取液。③预测3号试管中的颜色变化是________。若4号试管未出现预期结果(其他试管中结果符合预期)，则最可能的原因是                                                                                                 。笔记：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1. 理清实验设计的流程  2. 实验设计中“使用恰当的语言表述”(1) “实验题目或目的”的描述要规范①句式一：“探究(或验证)自变量对因变量的影响”。②句式二：“探究(或验证)因变量与自变量之间的关系”或“因变量与自变量之间关系的研究”。(2) “实验步骤”的描述须准确①步骤一：实验前的准备选材的句式：“选取年龄、性别相同，健康且发育状况相同的同种动物”或“选取长势相同、大小相似的同种植物”等。分组的句式：“随机均分(或等分)为x组”。编号的句式：“编号为A、B……组”或“编号为甲、乙……组”。②步骤二：实验中的处理实验时间和条件上用“一段时间”“适宜的温度、pH”等语言。对于试剂的选择，在量上难以做到准确的量化描述时，应尽可能用“定性”的语言表达，要注意“等浓度”“等体积”“适量的”“一定量的”等词的运用。如实验组“用适量的某溶液”处理，对照组“用等量的蒸馏水(或生理盐水或清水)”处理，且“每组都在相同且适宜的条件下培养(或饲养)”或“观察相同的时间”。③步骤三：实验后的观测“一段时间后，观察(现象)或测量(数据)，做好记录(并计算出平均值)”。 3. “六看法”解答实验评价题在解答实验评价题时，以实验原则为依据，做到“六看”：一看实验是否遵循单一变量原则；二看有无对照及对照设置是否合理；三看方案是否可操作、实验步骤是否完整、操作顺序是否合理；四看实验材料、仪器和药剂选择与使用是否合理；五看实验结果的预期是否合理；六看实验结论是否来源于实验现象及数据。 1. (2022·泰州四模)“半叶法”测定光合速率时，将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，设法阻止两部分联系。光照6小时，在A、B截取等面积的叶片，烘干称重，分别记为a、b，光照前截取同等面积的叶片烘干称重的数据为m0，下列说法错误的是(　　)A. 若m0－a＝b－m0，则表明该实验条件下番茄叶片的光合速率等于呼吸速率B. 本实验需阻止叶片光合产物向外运输，同时不影响水和无机盐的输送C. 忽略水和无机盐的影响，A部分叶片可在给B光照时剪下进行等时长的暗处理D. 选择叶片时需注意叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件的一致性 2. (2022·苏锡常镇四市二模)某研究小组利用α­淀粉酶与淀粉溶液探究温度对酶活性的影响时，使用二硝基水杨酸法检测还原糖含量，各组实验结果如下表所示。下列相关叙述正确的是(　　) 组别123456温度/℃02235456585OD540 nm0.1700.8491.1221.2711.3830.450注：OD540 nm值代表在波长540 nm的光下测量该酶促反应生成的有色物质的吸光度值。在一定范围内，吸光度值与还原糖的量成正比关系。A. 实验组1和6的OD540 nm值较低，原因是酶的空间结构发生改变B. 检测溶液的OD540 nm值时，实验组的数据需要与空白对照组比较C. 根据表中数据分析，α­淀粉酶的最适温度在35～65 ℃之间D. 为保证淀粉和淀粉酶的充分反应，需在反应液中添加ATP第2讲　探究性实验设计与分析　自主梳理·再夯基础　【网络构建】①对照性　②自变量　③因变量　④未知　⑤多种　⑥自变量 　考向引领·核心突破　核心考点1【真题解读】A　命题意图：本题通过对酶相关设计实验的考查，要求学生具有能根据实验目的分析自变量、因变量、无关变量的能力，理解对照组和实验组的区别。本题属于中等难度题。名师点睛：该实验的目的是探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，自变量是白菜梗的有无，则③号管与①②号管对照，②③号管显橙红色，①号管不变色，证明白菜梗中存在过氧化物酶；若④号管不显橙红色，与③号管对照，说明高温使过氧化物酶变性失活。【命题猜想】C　解析：验证胚芽鞘尖端确实能产生促进生长的某种物质，要把尖端离体进行试验。注意试验的单因子变量为：有无胚芽鞘。故应用未放过尖端的琼脂块和放过尖端的琼脂块分别置于胚芽鞘切面的同一侧。核心考点2【真题解读】(1) 双缩脲　①②③　(2) 碘液　玉米发芽过程中胚乳的淀粉逐渐减少　(3) ①排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖　②发芽前玉米　③蓝色→砖红色　淀粉酶已失活命题意图：本题主要考查玉米籽粒萌发过程中蛋白质、淀粉等化合物的含量变化检测的相关实验设计和分析，重在考查学生对生物组织中物质鉴定实验原理的理解、实验现象和结果进行解释、分析的能力。本题属于中等难度题。名师点睛：解答本题的关键是识记细胞中不同的化合物的鉴定原理、所需试剂及其产生的颜色反应，能够根据单一变量原则、对照原则等设计关于酶的验证实验，并能够根据产生的颜色变化对实验结果进行分析。(1) 检测蛋白质或多肽应该用双缩脲试剂；该实验需要用量筒量一定量的蛋白质溶液、双缩脲试剂A液，需要用滴管滴加双缩脲试剂B液，但是该实验不需要加热，也不需要显微镜观察，故选①②③。(2) 检测淀粉应该用碘液。胚乳呈现蓝色块状，说明胚乳含有大量的淀粉，而随着时间的延长，蓝色块状变小，说明玉米发芽的过程中胚乳的淀粉逐渐减少。(3) ①该实验的目的是验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶的作用，在淀粉酶的作用下淀粉水解产生了还原糖，还原糖用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀。1号试管加的是缓冲液和淀粉，作为对照实验，其可以排除用于实验的淀粉溶液中含有还原糖。②根据单一变量原则，1号试管加的是缓冲液作为对照，3号、4号实验组分别加了发芽玉米提取液、淀粉酶溶液，则2号试管加的X溶液应该是发芽前玉米提取液。③3号试管发芽玉米提取液中含有淀粉酶，催化淀粉水解产生了还原糖，因此其颜色由蓝色变成了砖红色；如4号试管的颜色没有从蓝色变成砖红色，可能是因为淀粉酶已失活，不能催化淀粉水解。【命题猜想】1. A　解析：A遮光，只进行呼吸作用，故m0－a代表呼吸作用消耗，B不做处理，进行光合作用和呼吸作用，b－m0代表净光合作用积累，若m0－a＝b－m0，即净光合速率等于呼吸速率，则表明该实验条件下番茄叶片的光合速率大于呼吸速率，A错误；本实验需阻止叶片光合产物向外运输，同时不影响无关变量水和无机盐的输送，B正确；若忽略水和无机盐的影响，时间是无关变量，故实验时可将A部分叶片在给B光照时剪下进行等时长的暗处理，C正确；叶龄、着生节位、叶片的对称性及受光条件属于无关变量，选择叶片时需注意无关变量的一致性，D正确。2. B　解析：实验组1的OD540 nm值较低，原因是低温抑制酶的活性，实验组6的OD540 nm值较低，原因是酶的空间结构发生改变，酶失活，A错误；该实验探究温度对酶活性的影响，根据对照原则，检测溶液的OD540 nm值时，实验组的数据需要与空白对照组比较，B正确；酶在最适温度时活性最高，低于或高于最适温度其活性都降低，由温度影响酶的活性曲线可知，α淀粉酶的最适温度在45～85℃之间，C错误；淀粉酶水解淀粉不需要消耗能量，不需要在反应液中添加ATP，D错误。