2021高考生物人教版一轮教师用书第三单元科学探究系列3验证性实验和探究类实验的一般步骤

　验证性实验和探究类实验的一般步骤

1.探究性实验与验证性实验的比较

2.实验设计时的一般步骤

第一步:取材、分组、编号。在这里实验材料包含实验中用到的各种生物材料,取材时要注意数量和生长发育状态相同;用具有烧杯、培养皿、饲养动物的容器等。这些材料、用具在试题中都会给出,要结合实验的目的和原理合理利用。

第二步:相同处理和不同处理。根据实验变量设置对照(注意:单一因素不同,其他因素相同且最适)。

第三步:培养一段时间(其他因素相同且最适)。

第四步:检测、观察、统计、比较。找出具体的观察和记录对象,观察实验现象,记录、统计、比较实验数据。如果实验现象是隐蔽的,必须找出具体的检测方法,以显现实验结果,便于观察。

1.(2019·云南师大附中模拟)为验证酵母菌细胞中线粒体对葡萄糖和丙酮酸的利用情况,现从酵母菌细胞中分离得到的具有活性的线粒体为实验材料进行如下实验(除下表所示不同外,其他条件相同且适宜)。

据此回答下列问题:

(1)从酵母菌细胞中分离得到线粒体的常用方法是　　　　　　。 

(2)请预期两组实验的实验结果,并简述判断理由(实验结果中要写出具体的颜色变化): 　    。 

解析:(1)分离细胞器常用的方法是差速离心法。

(2)第1组线粒体不能利用葡萄糖,故溶液颜色不变;第2组线粒体能够利用丙酮酸,完成有氧呼吸的第二、三阶段,其中第二阶段产生CO2,故第2组溶液由蓝变绿再变黄。

答案:(1)差速离心法

(2)第1组溶液为蓝色,第2组溶液颜色由蓝变绿再变黄,第1组中由于葡萄糖不能进入线粒体被利用,所以无CO2生成,第2组丙酮酸可进入线粒体被利用,生成CO2

2.(2019·山东德州月考)甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图Ⅰ、图Ⅱ装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。回答下列问题:

(1)甲利用图Ⅰ装置探究酵母菌在有氧与无氧的条件下细胞呼吸放出的热量的多少。

材料用具:500 mL保温桶、温度计、活性酵母菌、0.1 mol/L葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。

实验步骤:

①取A、B两套装置按下表的设计进行实验。

则X是　　　　　　　　　;Y是　            。 

②B装置中步骤一的主要目的是　　　　　　,这是控制实验的　　　　变量。 

实验结果:略。

(2)乙利用图Ⅱ装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)探究酵母菌的细胞呼吸类型。

①想得到实验结论还必须同时设置对照实验,假设该装置编号为Ⅲ,则装置Ⅲ除用　　　　　　代替NaOH溶液外,其他设计与装置Ⅱ相同。 

②检测酵母菌细胞呼吸是否产生CO2时,可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液。CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化是　　　　　　　　。 

③写出乙组改进后所得的实验结果及相应的结论:

若装置Ⅲ中红色液滴向右移,装置Ⅱ中红色液滴不移动,说明酵母菌只进行无氧呼吸;

若　                           ,说明酵母菌只进行有氧呼吸;

若　               ,说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。

解析:(1)①分析表中相关内容,考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则,本实验的自变量为是否含有氧气,其他都是无关变量,要求相同且适宜。因此X处应填:不加入石蜡油(或通入氧气),目的是给酵母菌创造有氧环境。Y处应填:加入10 g活性干酵母, 排除无关变量的影响。

②B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气,氧气有无属于自变量。

(2)①图Ⅱ装置中氢氧化钠吸收二氧化碳,红色液滴向左移动是酵母菌有氧呼吸消耗氧气引起的;探究呼吸方式,同时设置对照实验,装置Ⅲ除用等量清水代替氢氧化钠外,其他设计与装置Ⅱ相同。

②CO2可使澄清的石灰水变混浊;CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。

③装置Ⅱ烧杯内是氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的二氧化碳,所以装置测量的是细胞呼吸消耗的氧气的量。装置Ⅲ烧杯内是清水,清水不能吸收气体,也不释放气体,该装置测量的是细胞呼吸释放的二氧化碳的量和消耗氧气的量的差值,如果气体体积增加,说明酵母菌进行无氧呼吸。所以若装置Ⅱ中红色液滴不移动,装置Ⅲ中红色液滴向右移动,说明酵母菌只进行无氧呼吸;若装置Ⅲ中红色液滴不移动,装置Ⅱ中红色液滴向左移动,说明酵母菌只进行有氧呼吸;若装置Ⅲ中红色液滴向右移动,装置Ⅱ中红色液滴向左移动,说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。

答案:(1)①不加入石蜡油(通入氧气)　加入10 g活性酵母菌　②去除氧气　自

(2)①等量清水　②由蓝变绿再变黄　③装置Ⅲ中红色液滴不移动,装置Ⅱ中红色液滴向左移　装置Ⅲ中红色液滴向右移,装置Ⅱ中红色液滴向左移

 [构建知识网络]

[强化思维表达]

1.有氧呼吸反应式:C6H12O6+6O2+6H2O6CO2+12H2O+能量。

2.无氧呼吸反应式:C6H12O62C2H5OH+2CO2+少量能量,C6H12O62C3H6O3(乳酸)+少量能量。

3.有氧呼吸三个阶段均能产生ATP,第三阶段产生ATP最多。

4.有水产生的细胞呼吸一定是有氧呼吸。

5.有氧呼吸和无氧呼吸的实质都是氧化分解有机物,释放能量,形成ATP。

6.不同生物细胞进行无氧呼吸产物不同的直接原因是所含酶的种类不同。

7.O2抑制细胞无氧呼吸,促进细胞有氧呼吸。