2024届高考生物二轮复习专题八实验与探究第14讲实验与探究课件

这是一份2024届高考生物二轮复习专题八实验与探究第14讲实验与探究课件，共59页。PPT课件主要包含了第14讲实验与探究，思维导图体系构建，教材剖析扩展提升，续上表，答案A，答案D，4设计思路步骤等内容，欢迎下载使用。
1．(必修1 P47“科学方法”)怎样用差速离心法将各种细胞器分离开？___________________________________________________________________2．(必修1 P51“科学方法”)什么叫同位素标记法？______________________________________________________________________________________________________________________________________
提示：将细胞膜破坏后，形成由各种细胞器和细胞中其他物质组成的匀浆；将匀浆放入离心管中，用高速离心机在不同的转速下进行离心处理，就能将各种细胞器分离开。
提示：科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清楚化学反应的详细过程。这种方法叫作同位素标记法。
3．(必修1 P78“科学方法”)什么是自变量、因变量和无关变量？什么是对照实验？______________________________________________________________________________________________________________________________________
提示：实验中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量；因自变量改变而变化的变量叫作因变量；除自变量外，实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。除作为自变量的因素外，其余因素都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。
4．(必修1 P90“探究·实践”)说出检测酵母菌培养液中有CO2产生的两种方法。______________________________________________________________________________________________________________________________________
提示：CO2可使澄清石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄。根据石灰水混浊程度或溴麝香草酚蓝溶液变成黄色的时间长短，可以检测酵母菌培养液中CO2的产生情况。
5．(必修1 P92“科学方法”)设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素对实验对象的影响，这样的实验叫作对比实验。对比实验中两组都是实验组，两组之间相互对照。教材中哪些实验是对比实验？______________________________________________________________________________________________________________________________________
提示：探究酵母菌细胞呼吸的方式；鲁宾和卡门的同位素标记法实验；赫尔希和蔡斯采用放射性同位素标记T2噬菌体侵染细菌的实验等。
1．在探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度实验中，在探究实验正式开始前，应该进行过一系列预实验。做预实验的主要目的是__________________________________________________________________________________。2．给小球藻提供C18O2和H2O，一段时间后，释放的O2中含有18O，O2中含有18O的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。
答案：为进一步实验摸索条件，可以确定有效浓度的大致范围；检验实验设计的科学性和可行性
3．为什么不能对细胞有丝分裂过程进行连续观察？如何才能找到细胞分裂各个时期的细胞？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
答案：解离过程中细胞已经死亡，观察到的只是一个固定时期；如果要找到各个分裂时期的细胞，要不断移动装片，在不同的视野中寻找。
4．进行样方法调查时，为何要强调“随机取样”？样方多少会影响调查结果吗？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
答案：为了确保所选择的样方具有代表性，不受主观因素的影响，使通过样方法统计的结果(估算值)能更接近真实情况，应做到“随机取样”；调查时若样方的数量太少，其统计结果的误差可能较大。一般而言，样方越多，其统计结果越接近真实情况。但是，样方数量太多，整体取样花费的时间、精力就越多。从统计学上看，一定数量的样方即可以保证统计结果的真实性。
考点一　教材基础实验(2023·湖南卷)某些植物根际促生菌具有生物固氮、分解淀粉和抑制病原菌等作用。回答下列问题：(1)若从植物根际土壤中筛选分解淀粉的固氮细菌，培养基的主要营养物质包括水和________。(2)现从植物根际土壤中筛选出一株解淀粉芽孢杆菌H，其产生的抗菌肽抑菌效果见表。据表推测该抗菌肽对______________________的抑制效果较好，若要确定其有抑菌效果的最低浓度，需在__________μg·mL－1浓度区间进一步实验。
注：“＋”表示长菌，“－”表示未长菌。
(3)研究人员利用解淀粉芽孢杆菌H的淀粉酶编码基因M构建高效表达质粒载体，转入大肠杆菌成功构建基因工程菌A。在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株不再产生淀粉酶M。分析可能的原因是_______________________________________________________________________________________________________________ (答出两点即可)。(4)研究人员通过肺上皮干细胞诱导生成肺类器官，可自组装或与成熟细胞组装成肺类装配体，如图所示。肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及_______________________________________________________________________________________________________________________(答出两点)等基本条件。肺类装配体形成过程中是否运用了动物细胞融合技术______(填“是”或“否”)。
(5)耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是一种耐药菌，严重危害人类健康。科研人员拟用MRSA感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力。以下实验材料中必备的是______。
①金黄色葡萄球菌感染的肺类装配体　②MRSA感染的肺类装配体　③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽　④生理盐水　⑤青霉素(抗金黄色葡萄球菌的药物)　⑥万古霉素(抗MRSA的药物)
解析：(1)由题意可知，根际促生菌具有固氮作用，可利用空气中的氮气作为氮源，因此用于筛选根际促生菌的培养基的主要营养物质包括水、无机盐和淀粉。(2)由题表可知，在抗菌肽浓度为3.45～55.20 μg·mL－1范围内，金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌均不能生长，表明该抗菌肽对它们的抑菌效果较好；因为抗菌肽的浓度为1.73 μg·mL－1时，它们均能生长，所以要确定抗菌肽抑菌效果的最低浓度，应在1.73～3.45 μg·mL－1的浓度区间进一步实验。(3)在利用A菌株发酵生产淀粉酶M过程中，传代多次后，生产条件未变，但某子代菌株
不再产生淀粉酶M，可能的原因是淀粉酶编码基因M发生突变；或者是重组质粒在大肠杆菌分裂过程中丢失。(4)肺类装配体培养需要满足适宜的营养、温度、渗透压、pH以及无菌、无毒环境，含95%空气和5%CO2的气体环境等基本条件；由图示可知，肺类装配体形成的过程中没有运用动物细胞融合技术，只涉及了细胞的分裂和分化等内容。(5)科研人员拟用MRSA感染肺类装配体建立感染模型，来探究解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽是否对MRSA引起的肺炎有治疗潜力，必备实验材料为：②MRSA感染的肺类装配体、③解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽、④生理盐水(设置对照实验使用)、⑥万古霉素(抗MRSA的药物，比较解淀粉芽孢杆菌H抗菌肽的疗效)，故选②③④⑥。
答案：(1)无机盐、淀粉(2)金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌　1.73～3.45(3)淀粉酶编码基因M发生突变；重组质粒在大肠杆菌分裂过程中丢失(4)无菌、无毒环境，含95%空气和5%CO2的气体环境　否(5)②③④⑥
1．教材基础实验分类归拢(1)比较四个显微观察类实验
[特别关注]　观察类实验操作的一般流程
(2)归纳比较六个检测类实验
[特别关注]　检测类实验操作的一般流程
(3)对比分析四个调查类实验
[特别关注]　调查类实验操作的一般流程
2．高中生物常用实验方法归纳(1)归纳概括常用实验的方法技术
(2)对比分析“类比推理法”与“假说—演绎法”
3．归纳整合实验试剂的作用(1)盐酸在教材实验中的作用
(2)酒精在教材实验中的作用
(3)归纳概括物质检测中所用试剂和颜色变化
题点一：通过实验材料和试剂的选择与处理，考查理解能力1．(2023·广东潮州高三统考)遇到不良环境影响时，植物体内的系列胁迫响应相关基因的表达会发生改变，这一过程称为胁迫响应，而胁迫响应相关基因的转录与其启动子区DNA分子的甲基化修饰密切相关。一定浓度的脱落酸溶液(ABA)处理可模拟外界不良环境，使植物产生胁迫响应。科研人员以某种突变体及野生型拟南芥种子为材料，用不同浓度的ABA进行处理，统计种子萌发率，实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)
A．据图推测较高浓度的ABA对突变体种子萌发的胁迫性更强B．当植物遇到不良环境影响时，体内ABA的含量会降低C．DNA甲基化使基因发生突变导致胁迫响应相关基因表达异常D．植物生长发育的调控是由激素调节和环境因素调节共同完成的
解析：根据图示可知，当ABA浓度逐渐增大时，突变体的种子萌发率不断下降，推测较高浓度的ABA对突变体种子萌发的胁迫性更强，A项正确；一定浓度的脱落酸溶液(ABA)处理可模拟外界不良环境，使植物产生胁迫响应，当植物遇到不良环境影响时，体内ABA的含量会升高，以度过不良环境，B项错误；DNA甲基化不会改变基因的序列，因此不会发生基因突变，C项错误；植物的生长发育是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的，D项错误。
题点二：围绕实验操作过程和实验结果，提升实验操作能力2．(2023·广东广雅中学联考)为研究2 mL/支的三合激素使用量(每mL含丙酸率丸素25 mg、黄体酮12.5 mg、苯甲酸二醇1.25 mg，三者均为性激素)对发情奶牛(发情是指家畜在预定发情的时间内不出现发情的一种异常现象)发情率的影响，研究人员进行了相关实验，结果如下表。下列说法正确的是(　　)
A．由表格数据分析可知，三合激素诱导奶牛发情的作用具有低用量促进，高用量抑制的特点B．此实验需选择乏情奶牛作为实验对象，表格中的五组实验严格遵循了单一变量原则C．三合激素只可注射不可口服，注射后可随血液运输至全身各处D．性激素进入细胞后既不组成细胞结构，也不直接参与细胞代谢
解析：图中没有空白对照组，不能得出三合激素诱导奶牛发情的作用具有低用量促进，高用量抑制的特点，A项错误；表中五组实验没有严格的遵循单一变量原则，变量有两个，一个是三合激素的使用量，还有一个是处理奶牛的数量，B项错误；三合激素的化学本质是性激素，不会被肠道中的消化酶分解，可以口服，C项错误；激素既不组成细胞结构，也不直接参与细胞代谢，只起调节作用，D项正确。故选D。
考点二　高考延伸实验(2023·湖南卷)长时程增强(LTP)是突触前纤维受到高频刺激后，突触传递强度增强且能持续数小时至几天的电现象，与人的长时记忆有关。下图是海马区某侧支LTP产生机制示意图，回答下列问题：
(1)依据以上机制示意图，LTP的发生属于________(填“正”或“负”)反馈调节。(2)若阻断NMDA受体作用，再高频刺激突触前膜，未诱发LTP，但出现了突触后膜电现象。据图推断，该电现象与________内流有关。(3)为了探讨L蛋白的自身磷酸化位点(图中α位和β位)对L蛋白自我激活的影响，研究人员构建了四种突变小鼠甲、乙、丙和丁，并开展了相关实验，结果如表所示：
注：“＋”多少表示活性强弱，“－”表示无活性。
据此分析：①小鼠乙在高频刺激后______(填“有”或“无”)LTP现象，原因是__________________________________________________________________________。②α位的自身磷酸化可能对L蛋白活性具有________作用。③在甲、乙和丁实验组中，无L蛋白β位自身磷酸化的组是__________。
解析：(1)由题图可以看出，突触前膜释放谷氨酸后，经过一系列的信号变化，会促进NO合成酶生成NO，进一步促进突触前膜释放更多谷氨酸，该过程属于正反馈调节。(2)阻断NMDA受体的作用，不能促进Ca2＋内流，从而不能形成Ca2＋/钙调蛋白复合体，不能促进NO合成酶合成NO，从而不能产生LTP，但是谷氨酸还可以与AMPA受体结合，促进Na＋内流，从而引发电位变化。
(3)①由题表数据可以看出，小鼠乙L蛋白突变后，阻断了Ca2＋/钙调蛋白复合体与L蛋白结合，则无法促进NO合成酶生成NO，进而无法形成LTP。②小鼠甲L蛋白的α位突变为缬氨酸以后，该位点不能发生自身磷酸化，与正常小鼠相比(α位可以发生自身磷酸化)，L蛋白活性增强，说明α位发生自身磷酸化可能会对L蛋白的活性起到抑制作用。③丁组小鼠L蛋白编码基因缺失，则不能形成L蛋白，无法发生L蛋白β位自身磷酸化。
答案：(1)正(2)Na＋(3)①无　小鼠乙L蛋白突变后阻断了Ca2＋/钙调蛋白复合体与L蛋白结合，则无法促进NO合成酶生成NO，进而无法形成LTP　②抑制　③丁
1．“五看法”分析 、评价实验方案设计
2．实验类型题目的思维模板(1)写出实验目的实验目的——要探究或者验证的某一事实，或做了该实验后要解决的问题。①实验目的的书写与表达：实验目的的内容包含研究对象、研究现象(因变量)和作用于对象的因素(自变量)，格式为“探究(验证)××(自变量)对××(因变量)的影响”或“探究(验证)××(自变量)与××(因变量)的关系”等。②实验目的：a．根据题目信息，直接写出实验目的。b．根据实验装置或实验现象，推断实验目的。c．根据实验步骤反推实验目的。
(2)阐明实验原理实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、作出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象与结果的依据和确定观测指标的依据。①实验原理一般由三段组成：自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验过程描述。②实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考：有些题目要求对实验结果进行分析，其考查的是实验原理，所以对实验结果分析时合理套用实验原理即可。
(3)提出合理假设假设是指用来说明某种现象但未经证实的论题，是对研究结果的预测，是对实验涉及的主要变量之间相互关系的设想，假设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。假设的提出可能正确也可能错误，假设要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假设，我们应根据平时积累的知识，写出认为最可能的一种假设。
(5)预期结果结论①若为验证性实验，则实验现象与实验原理一致、结果唯一，结论与题目要求(目的)一致。②若为探究性实验，则实验现象与实验原理一致或相反或居中，相应的结论有多种情况。3．模仿补充实验步骤(1)当已给实验步骤有多个变量时，通过拆分法，减少实验变量，遵循单一变量原则，构建多组实验，模式如图：
(2)当自变量到因变量的逻辑推理因中间环节被忽视而难以得出结论时，再加入某些因素处理进行设计，予以进一步确认实验结果的发生是自变量处理所致，模式如图：
4．实验结论作答技巧总结
特别提醒　实验设计要点归纳(1)三大原则①对照原则：对照方法：空白对照、条件对照、相互对照、自身对照。②单一变量原则：只进行单因子对照研究；其余因子进行无关变量控制。③平行重复原则。(2)变量间的关系
(3)实验结果预测①探究性实验。结果预测不唯一，一般需要作正、反、中间状态三方面的预测。②验证性实验。实验结果是唯一的，根据实验原理来确定即可。
题点一：围绕实验设计原则，考查实验操作能力1．(2023·潮州高三统考)研究人员为探究香水玫瑰花色遗传中红花与白花这一对相对性状的遗传特点，用纯合亲本进行如下表所示的杂交实验：
请回答：(1)根据实验结果推断：控制上述香水玫瑰花色性状的基因位于________(“细胞质”或“细胞核”)中，理由是____________________。
(2)若香水玫瑰这一相对性状由位于两对常染色体上的两对等位基因(A/a、B/b)控制，研究小组用纯合白花与纯合红花香水玫瑰杂交，所得F1相互授粉，多次重复实验，F2表现型及比例均为红花∶白花＝15∶1。则F2红花中杂合子比例为__________；若将第(2)小问的F1与白花亲本杂交，多次重复实验，F2表现型及比例为白花∶红花＝1∶1，则F1的基因型是______________。(3)若香水玫瑰这一相对性状由位于一对常染色体上的两对等位基因(A/a、B/b)控制，研究小组用纯合白花与纯合红花香水玫瑰杂交，所得F1相互授粉，多次重复实验，F2表现型及比例都为红花∶白花＝84∶16。有科学家根据上述实验结果提出了假设：F1通过减数分裂产生配子的类型及比例为____________________。请设计一个杂交实验来验证上述假设并预期实验结果。杂交实验方案：_________________________________________________________________________________________________________________；预期实验结果：________________。
类型及比例为AB∶ab∶Ab∶aB＝4∶4∶1∶1。要验证上述假设，可设计测交实验，即将F1与纯合白花(aabb)亲本杂交，观察子代表现型及比例，若子代中白花∶红花3∶2，则可证明上述推测。
题点二：通过实验设计方案，考查实验探究能力和综合应用能力2．(2023·山东日照一中模拟预测)为了探究有氧运动和高脂饮食对诱发高血糖的影响，研究者用小鼠按图1所示方案开展实验，最后测定各组小鼠空腹血糖、空腹胰岛素的水平，计算相对含量，结果如图2(NC组各指标水平设置为1)。回答下列问题：
(1)胰岛素由______________细胞分泌，作用是____________________________________________________________________________，从而降低血糖。(2)设计实验时给NC组和HC组分别施加18周的普通饲料和高脂饲料，这体现出对照原则和__________原则。由实验结果可知，HC组与NC组对照是证明高脂饮食可诱发高血糖。HC组胰岛素含量高，血糖为什么还高？试根据胰岛素作用机理分析可能的原因是______________________________________________________________________________________________________________。(3)在上述实验基础上，增设HE组，是为探究_______________________________________________________________________________________________。(4)由图2的实验结果推测，____________________的生活方式有助于保持血糖水平正常。
解析：(1)胰岛素是胰岛B细胞分泌的激素，作用是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原和转化为非糖物质，进而降低血糖。(2)设计实验时给NC组和HC组分别施加18周的普通饲料和高脂饲料，这体现出对照原则和单一变量原则，两个组之间只有饲料的种类不同，其他完全相同。胰岛素的作用是降低血糖，HC组空腹血糖水平高于NC组，因此从胰岛素角度分析原因可能是高脂饮食降低胰岛素敏感性，虽然胰岛素含量增高，但血糖仍然很高，也可能是由于高脂饮食导致胰岛素受体减少或自身抗体与胰岛素竞争受体，导致胰岛素无法和受体结合，无法有效的调节血糖，也可能是由胰岛素作用引起的葡萄糖载体减少，或是由胰岛素引起的葡萄糖在细胞里的利用转化和储存出现障碍等，导致血糖难以进入组织细胞被