人教版高考生物考点专题复习实验探究与设计.docx
《人教版高考生物考点专题复习实验探究与设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高考生物考点专题复习实验探究与设计.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
人教版高考生物考点专题复习实验探究与设计
高考生物热点考点专题复习实验探究与设计
1．探究（验证）性实验方案：
①确定实验目的―→②作出实验假设―→③设计实验步骤―→④预测实验结果―→⑤进行实验操作―→⑥观察实验结果―→⑦分析实验结果―→⑧得出实验结论
2．实验目的：
（1）由实验的自变量和因变量决定。
（2）书写规范：
①探究（验证）自变量对因变量的影响。
②自变量与因变量之间关系的研究。
3．实验假设：
（1）验证性实验假设是唯一的，即验证的是实验目的。
（2）探究性实验假设包括多种可能的情况。
4．实验设计的基本原则：
（1）科学性原则。
（2）对照原则。
（3）平行重复原则。
5．实验变量控制原则：
（1）自变量的控制原则——单一变量原则。
（2）无关变量控制原则——等量适宜原则。
（3）因变量的控制原则——可观测性原则。
6．实验步骤的一般程序：
（1）材料的分组编号。
（2）研究对象的处理。
（3）相同、适宜条件下培养（反应）。
（4）实验结果的观察及分析。
7．实验结果的预测方法：
（1）明确实验是探究类还是验证类。
（2）在理解实验原理的基础上分析实验有哪些假设。
（3）承认假设正确的前提下预测实验结果。
8．实验结果分析：
（1）验证类：
实验结果与预期结果一致，则假设成立。
（2）探究类：
实验结果与预期结果之一一致，则该预期结果对应的假设成立。
9．实验方案评价的一般思路：
（1）实验原则是否合理：
是否缺少对照实验、实验变量控制是否合理。
（2）实验步骤是否合理：
顺序是否合理、步骤是否完整、操作是否违背生物学基本原理。
（3）实验材料选择是否合理：
实验材料的选择是否有利于自变量的控制、是否有利于因变量的观察。
【典例9】 （2016·新课标全国卷Ⅱ）BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。
某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：
用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。
各试管的实验处理和结果见下表。
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：
（1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由不同光照强度下水草的光合作用和呼吸作用引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是不可靠的（填“可靠的”或“不可靠的”）。
（2）表中X代表的颜色应为黄色（填“浅绿色”“黄色”或“蓝色”），判断依据是水草不进行光合作用，只进行呼吸作用，溶液中CO2浓度高于3号试管。
（3）5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草光合作用强度等于呼吸作用强度，吸收与释放的CO2量相等。
1．点睛：
（1）对照实验要找准自变量，实验结果的差异是由自变量引起的。
（2）明确溶液颜色的变化是CO2浓度变化导致的。
2．答题分析：
第
（1）小题：
1号与2至7号试管的共同区别是1号试管内无水草，而2至7号试管内均有水草，则有水草的试管内有细胞呼吸（填代谢过程），均能影响CO2浓度，3至7号试管还有不同强度的光照，则水草还能进行光合作用（填代谢过程），也能影响CO2浓度，从而导致溶液颜色的变化。
第
（2）小题：
2号试管与3号试管对照，自变量为有无光照，其他均相同。
2号试管无光照，不能进行光合作用，3号试管有光照，能够进行光合作用，因此2号试管内的CO2浓度更高，溶液颜色应比3号试管更黄。
【典例10】 现有两个纯合的某作物品种：
抗病高秆（易倒伏）和感病矮秆（抗倒伏）品种，已知抗病对感病为显性，高秆对矮秆为显性，但对于控制这两对相对性状的基因所知甚少。
回答下列问题：
（1）在育种实践中，若利用这两个品种进行杂交育种，一般来说，育种目的是获得具有抗病矮秆优良性状的新品种。
（2）杂交育种前，为了确定F2代的种植规模，需要正确预测杂交结果。
若按照孟德尔遗传定律来预测杂交结果，需要满足3个条件：
条件之一是抗病与感病这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；其余两个条件是高秆与矮秆这对相对性状受一对等位基因控制，且符合分离定律；控制这两对相对性状的基因位于非同源染色体上。
（3）为了确定控制上述这两对性状的基因是否满足上述3个条件，可用测交实验来进行检验。
请简要写出该测交实验的过程。
将纯合抗病高秆植株与感病矮秆植株杂交，产生F1，让F1与感病矮秆植株杂交。
1．点睛：
明确实验目的，了解实验材料，确定实验方法。
2．答题分析：
（1）育种目的：
获得抗病抗倒伏的优良性状→抗病矮秆。
（2）自由组合定律的条件：
①每一对相对性状的遗传符合分离定律。
②控制多对相对性状的基因位于非同源染色体上。
（3）实验目的：
设计测交实验→测交实验为杂合子与隐性纯合子交配。
（4）实验材料：
两个纯合的某作物品种：
抗病高秆（易倒伏）和感病矮秆（抗倒伏）品种。
（5）缺少杂合子→两个纯合品种杂交→F1即为杂合子。
1．（2016·江苏卷）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。
下列相关叙述正确的是（ A ）
A．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，可证明白菜梗中无过氧化物酶
解析：
3号管为实验组，1号管、2号管和4号管均为对照组，A正确，B错误；设置对照组的作用在于通过实验组和对照组对比，消除无关变量对实验结果的影响，增强实验结果的可信度，C错误；4号管中煮沸冷却后的白菜梗提取液所含的酶已变性失活，无法判断白菜梗中是否有过氧化物酶，D错误。
2．MRSA菌是一种引起皮肤感染的“超级细菌”，对青霉素等多种抗生素有抗性。
为研究人母乳中新发现的蛋白质H与青霉素组合使用对MRSA菌生长的影响，某兴趣小组的实验设计及结果如下表。
下列说法正确的是（ C ）
组别
培养基中的添加物
MRSA菌
1
100μg/mL蛋白质H
生长正常
2
20μg/mL青霉素
生长正常
3
2μg/mL青霉素＋100μg/mL蛋白质H
死亡
A.细菌死亡与否是通过光学显微镜观察其细胞核的有无来确定的
B．第2组和第3组对比表明，使用低浓度的青霉素即可杀死MRSA菌
C．实验还需设计用2μg/mL青霉素做处理的对照组
D．蛋白质H有很强的杀菌作用，是一种新型抗生素
解析：
细菌属于原核生物，无细胞核，A错误；第2组与第3组对比，由于存在青霉素浓度和蛋白质H两个实验变量，所以无法确定低浓度的青霉素是否可杀死MRSA菌，B错误；要想证明低浓度的青霉素对MRSA菌的影响，还需设计一组用2μg/mL青霉素做处理的对照组，C正确；由组1可知蛋白质H无杀菌作用，D错误。
3．（2017·新课标全国卷Ⅰ）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。
有些病毒对人类健康会造成很大危害。
通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。
请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。
简要写出
（1）实验思路，
（2）预期实验结果及结论即可。
（要求：
实验包含可相互印证的甲、乙两个组）
答案：
（1）思路
甲组：
将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。
培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组：
将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。
培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
（2）结果及结论
若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。
解析：
该题主要考查病毒的增殖以及对照实验设计的思路和方法。
该实验设计的目的是确定新病毒是DNA病毒还是RNA病毒，因为RNA和DNA含有的特有碱基分别是尿嘧啶和胸腺嘧啶，所以两种病毒增殖所需的原料不同。
结合题目所要求的方法（放射性同位素标记法）和所给的材料（体外培养的宿主细胞）分析，可利用含有放射性标记的尿嘧啶（甲组）和胸腺嘧啶（乙组）分别培养宿主细胞，之后分别接种新病毒，培养一段时间后收集病毒检测其放射性，若为RNA病毒，甲组收集的病毒因增殖过程中利用了含放射性的尿嘧啶而具有放射性，乙组收集的病毒则无放射性；若为DNA病毒，乙组收集的病毒因增殖过程中利用了含放射性的胸腺嘧啶而具有放射性，甲组收集的病毒则无放射性。
4．（2016·北京卷）人感染埃博拉病毒（EV）会引起致命的出血热。
为了寻找治疗EV病的有效方法，中外科学家进行了系列研究。
（1）EV表面的糖蛋白（EV－GP）作为抗原刺激机体产生特异性免疫反应。
（2）科学家采集了多年前感染EV并已康复的甲、乙两人的血液，检测抗EV－GP抗体的水平。
据图1，应选取甲的血液分离记忆B细胞用以制备单克隆抗体（单抗）。
（3）将制备的多种单抗分别与病毒混合，然后检测病毒对宿主细胞的感染率。
根据图2，抑制效果最好的两种单抗是Ⅲ和Ⅴ。
（4）EV－GP具有多个与抗体结合的位点。
为了研究上述两种单抗（分别称为A、B）与EV－GP结合的位点是否相同，可按图3所示简要流程进行实验。
①请将图3中应使用的抗体填入下表ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ处（填“A”或“B”或“无关抗体”），完成实验方案（一种即可）。
抗体
组别
未标记抗体
荧光标记抗体
实验组
ⅰ________
ⅱ________
对照组1
ⅲ________
ⅳ________
对照组2
同ⅱ
同ⅱ
答案：
方案一：
ⅰB，ⅱA，ⅲ无关抗体，ⅳA
方案二：
ⅰA，ⅱB，ⅲ无关抗体，ⅳB
②若A、B与EV－GP结合的位点不同，与对照组1、2分别比较，实验组的荧光值应与对照组1基本相同，且明显高于对照组2。
（5）中国科学家用分子结构成像技术证实了A、B与EV－GP结合的位点不同。
基于上述系列研究，请你为治疗EV病提供两种思路：
思路一：
单独或共同使用A、B进行治疗
思路二：
利用单抗制成靶向药物
思路三：
针对EV－GP与抗体结合位点的结构研制新型药物（答出两种思路即可）。
解析：
本题以全球的热点问题——埃博拉病毒为命题背景，考查免疫的相关知识和实验设计能力。
（1）EV表面的糖蛋白是大分子物质，对机体而言是异物，能作为抗原刺激机体产生特异性免疫反应。
（2）据图1可知，甲血液中抗体相对浓度高，最适合分离出记忆B细胞用以制备单抗。
（3）据图2可知，Ⅲ号和Ⅴ号单抗分别与病毒混合后，病毒对宿主细胞的感染率较低。
（4）该实验的目的是研究A、B两种单抗与EV－GP的结合位点是否相同。
对比实验组和对照组2，可确定自变量是未标记抗体的种类，荧光标记抗体是无关变量，因变量是荧光强度。
①实验组与对照组应遵循单一变量原则，故对照组1中ⅳ也应同ⅱ，因为荧光标记抗体在本实验中是无关变量，所以完善实验方案如下：
方案一：
ⅰB，ⅱA，ⅲ无关抗体，ⅳA。
方案二：
ⅰA，ⅱB，ⅲ无关抗体，ⅳB。
②若A、B与EV－GP结合的位点不同，实验组的荧光值与对照组1基本相同，且明显高于对照组2。
（5）既然已证实A、B与EV－GP结合的位点不同，那么在治疗EV病时就可以单独或共同使用A、B进行治疗。
另外还可以考虑用“生物导弹”，即利用单抗制成靶向药物。
也可以针对EV—GP与抗体结合位点的结构研制新型药物。
5．（2016·浙江卷）欲研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用，对成年小鼠的分组及处理见下表。
在适宜的实验条件下，正常饲养，每隔一定时间测定耗氧量（单位时间内单位体重的氧消耗量），记录数据并统计分析。
甲组
乙组
丙组
丁组
切除甲状腺
手术但不
切除甲状腺
甲状腺激素
溶液灌胃
W
饲养14天
饲养14天
1次/天，
共14天
1次/天，
共14天
注：
本实验中灌胃是指将液体由动物口直接注入到胃中。
请回答：
（1）表中W是对丁组小鼠的处理，该处理是生理盐水灌胃。
（2）预测实验结果（设计一个坐标系，将预测的实验结果用示意曲线表示）。
答案：
（3）分析与讨论
①合成与分泌促甲状腺激素释放激素的细胞位于下丘脑，该激素经垂体门脉的血液运至腺垂体发挥作用。
②通过服用放射性131I来检测甲状腺功能的依据是I是甲状腺合成甲状腺激素的原料之一，131I的放射性强度可被仪器测定。
解析：
本题以甲状腺和甲状腺激素的生理作用为载体，考查考生的实验探究能力。
（1）据表格可知：
甲组和丙组为实验组，乙组与丁组为对照组；甲与乙形成对照，排除手术对实验结果的干扰；丙和丁形成对照，丁组中对小鼠的处理是用等量的生理盐水灌胃。
（2）本实验的自变量有两个：
①是时间，②是对小鼠的处理方式。
因变量是耗氧量，故坐标系的横坐标是时间，纵坐标是耗氧量，依据甲状腺激素可以促进新陈代谢，从而增加耗氧量，绘制不同处理组的曲线见答案。
（3）①合成与分泌促甲状腺激素释放激素的细胞位于下丘脑，通过垂体门脉运至腺垂体发挥作用。
②通过服用放射性131I来检测甲状腺功能的依据是：
可检测；参与甲状腺激素的合成。
2．功能探究类实验一般操作流程
升级会员 