生物高三生物常考的探究实验内容.docx

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生物高三生物常考的探究实验内容

高三生物常考的探究实验内容

一、探究实验的分类

（一）植物光合、呼吸实验

（二）酶有关实验

（三）生物调节类实验（植物激素实验、动物神经调节实验、动物激素调节实验）

（四）细胞分裂实验（五）遗传实验

（六）生态实验（七）调查类实验

二、各类探究实验解题技巧及例题

※

（一）植物光合、呼吸实验

●只探究植物呼吸作用，要排除________对实验结果的干扰，措施：

______________。

●探究光照对植物呼吸作用的影响，要选择__________________________的植物材料。

●探究种子呼吸要排除___________对实验结果的干扰，措施：

____________________。

●探究光合作用有机物的合成，要排除____________对实验结果的干扰，措施：

______。

1．呼吸速率、净光合速率、真光合速率

（1）表示方法

呼吸速率：

常用黑暗环境中一定时间内O2吸收量或CO2释放量或有机物减少量表示。

净光合速率：

常用一定时间内O2释放量或CO2吸收量或有机物积累量表示。

真正光合速率：

常用一定时间内O2产生量或CO2固定量或有机物产生量表示。

（2）光合速率与呼吸速率的关系（见右图）

（3）以净光合速率的大小来判断植物能否正常生长

（自然状态下以一天24小时为单位）

净光合速率大于0时，植物因积累有机物而正常生长。

净光合速率等于0时，植物因无有机物积累不能生长。

净光合速率小于0时，长时间处于此种状态下植物将死亡。

例题1．下列对该表数据分析正确的是（）

温度（℃）

光照下吸收

CO2（mg/h）

1.00

1.75

2.50

3.25

3.75

3.50

3.00

黑暗中释放

CO2（mg/h）

0.50

0.75

1.00

1.50

2.25

3.00

3.50

A．昼夜不停地光照，在35℃时该植物不能生长

B．昼夜不停地光照，在15℃时该植物生长得最快

C．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20℃时该植物积累的有机物最多

D．每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在30℃时该植物积累的有机物是10℃时的2倍

2．光合作用、呼吸作用实验装置

（1）实验装置

装置3的作用：

物理误差的校正，使实验结果精确。

（2）实验原理：

光合作用、呼吸作用产生的气体，使瓶内气压变化，可通过液滴的右移、左移或不动来呈现。

（3）若将装置1改为探究光合作用和呼吸作用与光照强度的关系，

则：

装置需改动的地方有三处

①将“发芽种子”换成“_________的材料”。

②将“NaOH溶液”换成“_________”，保证CO2的相对稳定。

③置于不同的光照强度下，观察液滴移动。

结果分析：

①若红色液滴右移，说明____________；

②若红色液滴左移，说明____________；

③若红色液滴不动，说明____________。

（4）探究生物的呼吸类型的实验装置

欲测定与确认，应设置装置1和装置2。

结果与分析

①若装置1液滴左移，装置2液滴不动，则表明所测生物__________。

②若装置1液滴不动，装置2液滴右移，则表明所测生物__________。

③若装置1液滴左移，装置2液滴右移，则表明该生物____________。

④装置1与装置2液滴均左移，则呼吸过程中O2吸收量大于CO2释放量，呼吸底物中可能有_________参与。

例2．某新能源研究兴趣小组尝试用木薯块根的淀粉制备燃料酒精。

他们

用酶将木薯淀粉降解成单糖。

查阅资料后，安装的酒精发酵装置、

采用的发酵条件如图。

（1）向发酵瓶中加入5g酵母菌开始实验，发酵初期，通气阀①需要偶

尔短时间打开，并在A通气口处打气，以利于__________；实验过

程中，通气阀②需要偶尔短时间打开，目的是___________。

（2）第3天，取出少量发酵液，滴加含有______的浓硫酸溶液来检测酒精。

（3）检测后发现，尽管酵母菌菌种合适、淀粉酶解物充足、操作正确、发酵温度和pH值适宜，但酒精含量（+）比预期低，他们展开了讨论，认为还有其它影响因素，如__________，请设计实验对此因素进行探究并预测实验结果（用表格形式呈现；用“+”表示酒精量，最高含量为“+++++”）。

步骤：

a．_________________。

b．_________________。

c．一段时间后测定溶液中的酒精的量并记录。

酒精含量

（4）请对预测的结果进行分析，并得出结论。

3．考查影响光合作用的环境因素（光照强度和光质、CO2浓度、温度、水、矿质元素）和影响呼吸作用的环境因素（温度、O2）；

例3．选用甲、乙两种植物进行光合作用的探究实验，测定两种植物在不同条件下单位时间内的O2释放量（mL），实验结果如下表。

下列说法正确的是（）

灯泡的功率（单位：

W）

100

200

300

0.1%

CO2浓度

甲植物

3.4

16.0

28.2

40.5

56.5

乙植物

2.6

9.1

19.2

55.7

75.6

102.6

0.03%

CO2浓度

甲植物

2.3

11.2

19.8

27.6

27.5

27.6

乙植物

1.8

8.4

18.9

54.2

75.2

101.8

A．在阳光不充足的地区，甲植物与乙植物相比，光照强度最可能限制甲植物的正常生长

B．在100W、CO2浓度为0.03%的条件下，提高光照强度能提高甲植物的光合作用强度

C．光照强度由300W逐渐增大至400W的过程中，甲植物CO2吸收量可能保持相对稳定

D．光照强度由300W逐渐增大至400W的过程中，乙植物O2释放量保持相对稳定

※

（二）酶有关实验

例4．右图是某研究小组探究H2O2分解的条件而获得的实验结果。

回答下列有关问题。

（1）图1、图2所代表的实验中，实验自变量依次为_______、_______。

（2）根据图1可以得出的实验结论是酶的催化作用具有_________。

（3）图2曲线AB段产生的最可能原因是_____________________。

（4）若图2实验过程中增加H2O2酶的含量，请在图2中，利用虚线绘出可能的曲线变化情况。

※（三）生物调节实验类

1．兴奋传导方向的实验探究——正确选择刺激和测量的部位

例5．如右图为一个蟾蜍屈肌反射实验装置的结构模式图，

回答下列问题：

（1）动作电位沿着神经纤维传导时，神经纤维细胞膜内侧局部电流的方向与动作电位传导的方向_________（相同、相反）。

（2）已知药物X能阻断蟾蜍的屈肌反射活动，肌肉不能发生收缩，但不知是阻断神经纤维上的兴奋传导，还是阻断神经元之间的兴奋传递，或是两者都能阻断。

现有一个如图所示的屈肌反射实验装置，请利用该实验装置从A、B、C、D、E中选择四个位点作为实验位点进行探究。

（在实验位点可以进行药物处理或电刺激。

假设药物X在实验位点起作用后，其作用效果在实验过程中都不能消除）。

实验步骤：

①将药物X放于________点，再刺激______点；观察记录肌肉收缩情况。

②_________。

观察记录肌肉收缩情况，实验结果预测及相应结论：

若_____________，说明药物X是阻断神经元之间的兴奋传递；

若_____________，说明药物X是阻断神经纤维上的兴奋传导；

若_____________，说明药物X是两者都能阻断。

2．动物激素有关的实验探究

1）研究动物激素生理功能的几种常用方法

（1）切除法：

切除有关内分泌腺，观察动物所产生的各种变化，得出结论，如切除垂体生长停滞，验证生长激素的生理功能。

（2）移植法：

在动物体内移入一种内分泌腺（一般是这种动物本来没有的），观察现象并得出结论，如睾丸、卵巢移植验证性激素的生理功能。

（3）饲喂法：

可以饲喂甲状腺激素，但不可饲喂胰岛素。

（提醒：

蛋白质、多肽类激素都不能用饲喂法实验）

（4）注射法：

针对不能饲喂的激素。

如注射胰岛素观察动物体内血糖的变化。

（5）同位素标记法：

用放射性同位素标记所要研究的腺体或激素，再加以跟踪。

如应用放射性同位素131I研究甲状腺的功能。

2）常考激素的实验探究思路

（1）甲状腺激素的实验探究思路

处理方法

异常反应

结论（功能）

用甲状腺激素制剂饲喂蝌蚪

①短时间内，变成小型青蛙

①②④说明分泌物能促进幼小动物的发育；③说明分泌物促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解；⑤说明分泌物能提高神经系统的兴奋性

摘除小蝌蚪的甲状腺

②发育停止（小蝌蚪→大蝌蚪）

③身体臃肿

摘除小狗的甲状腺

④发育停止

⑤呆笨、萎靡

（2）胰岛素和胰高血糖素的实验探究思路

激素名称

胰岛素

胰高血糖素

分泌

胰岛B细胞

胰岛A细胞

作用

降低血糖

升高血糖

实验材料及处理

小白鼠；注射法

描述指标

昏迷

直接测血糖含量；检测尿液中是否有糖（斐林试剂）

对照

等量生理盐水

备注

胰岛素、胰高血糖素只能注射，不能口服

3）实验过程中应注意的问题

（1）动物分组的基本要求：

选择性别、年龄、体重、生理状况相似的动物进行平均分组，且每组10只。

（2）注意描述指标的确定，如甲状腺激素的生理功能可用耗氧量、死亡时间、代谢或活动状况等表示。

（3）生理盐水在对照中的作用，不能用蒸馏水代替。

例6．某同学为研究甲状腺的功能，提出以下实验思路：

①将若干只未成年小鼠分为2组：

甲组：

不切除甲状腺（假手术）

乙组：

切除甲状腺

②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠的耗氧量和体长，并记录。

③对测得的数据进行统计分析。

（要求与说明：

假手术指手术但不切除甲状腺；耗氧量用单位时间的氧气消耗量表示；实验持续时间合适；实验条件均适宜）

请回答：

（1）实验目的是__________________。

（2）预测实验结果（在以下坐标系中用耗氧量和体长变化的示意曲线表示）

（3）分析与讨论

①用耗氧量作为检测指标的依据是_____________________。

②切除甲状腺后，小鼠体长变化的原因是_______________。

③上述分组时，还可增设丙组作为实验组，丙组：

_______。

3．植物激素实验

1）植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的探究生长素类似物变量梯度设置的注意事项

（1）在合适范围内取值。

（2）根据实验目的确定变量梯度大小。

若进行定性实验，梯度设置可稍大些；若进行定量实验，则梯度设置要小。

例7．雨生红球藻是一种单细胞绿藻，是天然虾青素含量最高的物种之一。

虾青素是一种类胡萝卜素，色泽鲜红，因其具有良好的抗氧化能力和着色作用而受到广泛关注。

为了培养雨生红球藻以获得虾青素，科研人员研究了A、B两种植物生长调节剂对单位体积藻液内雨生红球藻细胞数、干物质质量、虾青素含量的影响，结果见下表。

请回答下列问题：

植物生长调节

及其质量浓度（mg/L）

细胞数增加量

（%）

干物质增加量

（%）

虾青素含量

增加量（%）

对照组

0.1

36.8

133.3

57.1

0.5

43.4

150.7

137.8

5.0

81.2

266.7

－48.9

5.0

98.2

142.7

－95.4

0.05

6.7

50.5

5.8

0.1

32.3

119.7

8.5

0.5

32.5

41.7

3.9

1.0

8.3

0.3

－87.8

（1）雨生红球藻和蓝藻细胞都能进行光合作用，但是发生的场所不同，前者光合作用的场所是__________。

（2）B的浓度从0.1mg/L提高到0.5mg/L时，雨生红球藻单位于物质中虾青素含量的变化是__。

（3）与B相比，A的浓度变化对虾青素含量影响的特点是______________________。

（4）两种生长调节剂中，与细胞分裂素生理功能更相似的是____________________。

（5）与叶绿素a、叶绿素b、叶黄素进行比较，虾青素和其中的__________分子结构最相似。

（6）在本实验基础上，设计实验探究A、B的协同作用对雨生红球藻增产虾青素的影响，选用A、B时首先应考虑的浓度分别为__________________。

※（四）细胞分裂实验

例8．为了探究三氯化铝对动物细胞有丝分裂的影响，某同学进行了如下实验。

（提示：

细胞分裂情况可用细胞分裂指数来衡量，即分裂中期细胞数与所观察到的细胞总数之比）

（1）实验步骤：

第一步：

取动物细胞株培养状况相同的A、B培养皿，A中加入10mL质量浓度为1.0g/L的AlCl3溶液，B中加入等量的蒸馏水。

第二步：

培养72h后，各取A、B培养皿中细胞若干，经固定染色后，分别制成临时装片A、B。

第三步：

观察装片A、B中细胞各300个，分别计算细胞分裂指数。

（2）预期实验结果以及得出结论的思路：

__________________。

（3）就AlCl3对动物细胞分裂的影响，你还能提出什么探究课题？

例9．研究发现豚鼠血清对人淋巴瘤细胞有抑制作用，而对正常细胞无影响。

进一步研究发现，发挥作用的物质是L-天冬酰胺酶，它能将L-天冬酰胺分解，而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，增殖被抑制。

（1）为验证该酶对两种细胞的影响，某兴趣小组进行了以下实验。

实验材料：

正常细胞、淋巴瘤细胞、培养基（含细胞生长所需的物质）、L-天冬酰胺酶

实验步骤：

a．分组：

实验组：

培养基+L-天冬酰胺酶+淋巴瘤细胞

对照组：

培养基+________。

b．适宜条件下培养后，观察细胞生长状态、检测L-天冬酰胺含量。

实验结果（如下表）

实验分组

生长状态

L-天冬酰胺含量

培养液

细胞内

实验组

①

缺乏

对照组

正常

缺乏

正常

结果分析：

该实验利用了酶的________特性；表中①应为________；对照组细胞内L-天冬酰胺含量正常的原因是____________________。

（2）患者多次静脉注射该外源性酶后疗效降低，是因为发生了________反应；该酶口服无效，原因是____________。

（3）根据实验结果，你认为理想的抗肿瘤药物应该具有的特性是____________。

※（五）遗传实验

※（六）生态实验类

例10．污水处理厂的污泥富含有机质和无机成分，可用作肥料，但其多环芳烃（PAHs）等有机污染物含量通常较高，施入土壤会带来二次污染。

生物质炭是由作物废弃秸秆等炭化而成。

将污泥、含7%生物质炭的污泥均堆放一段时间后用于盆栽实验，研究它们对黑麦草生长及PAHs迁移的影响，结果见下表。

测定项目

红壤

红壤+污泥

红壤+含7%生物质炭的污泥

土壤PAHs含量（μg/kg）

527

1079

765

黑麦草叶绿素含量（mg/g）

2.0

2.1

2.3

黑麦草每盆干重（g）

1.7

2.3

2.7

黑麦草PAHs含量（ug/kg）

401

651

428

（1）生物质炭孔隙结构发达，能改善土壤的通气状况，使根系细胞____加强，____合成增加，从而促进根系对土壤养分的吸收。

（2）有表可知，施用含生物质炭的污泥________，从而促进黑麦草生长；污泥的施用使土壤和黑麦草的PAHs含量________，但生物质炭的输入________，从而降低PAHs污染的风险。

由此可见，生物质炭有望用作污泥改良剂，促进污泥的推广应用。

污泥的应用符合生态工程的原理。

例11．为观察生态系统稳定性，设计4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表。

经过一段时间的培养和观测后，发现甲瓶是最稳定的生态系统。

生态系统组成

光

水草

藻类

浮游动物

小鱼

泥沙

生态瓶

编号

甲

－

乙

－

丙

－

丁

注：

“+”表示有，“－”表示无。

请回答以下问题：

（1）乙瓶中，藻类的种群密度变化趋势为________，原因是_____________________。

（2）丙瓶比甲瓶有较多的有机物，原因是_____________________________________。

（3）丁瓶与甲瓶相比，氧气含量____________，原因是_________________________。

（4）根据观测结果，得出结论：

①________________；②________________。

※（七）调查类实验

【技能归纳】人类遗传病调查的基本程序及其分类

（1）基本程序：

根据调查目的（是患病概率，还是遗传方式）→确定被调查的遗传病→设计记录表格→进行分组调查→汇总结果，统计分析。

（2）因为调查目的不同，分为遗传病患病概率调查和遗传病遗传方式调查两类，二者的主要差别是调查对象不同。

调查发病率时，应做到随机取样，调查的对象是一定范围内的所有人；调查遗传方式时，应在患病家系中进行。

例12．某遗传病研究所对一个地区的人类遗传病进行调查，发现有一种遗传病表现出明显的家族倾向，且往往是代代相传，如图为该研究所绘制的此病在这个地区10000人中的发病情况图。

请分析回答：

（1）控制该病的基因最可能位于________染色体上，主要理由是________。

（2）对某男患者的家族进行分析，发现他的祖父母、父亲和一位姑姑都患病，另一姑姑正常；患病的姑姑生了一个患病的女儿，其他家族成员正常。

①请绘出相关遗传系谱图，并标出该男患者父母的基因型（该致病基因用A或a表示）。

②该男患者与其姑姑的患病女儿的基因型相同的概率是____。

③该男患者经手术治疗后表现正常，与表现型正常的女性婚配，你认为其后代是否会患该病？

为什么？

______。

④据调查，该男患者与其妻子均色觉正常，妻子的弟弟是色盲（XbY），则他们生育完全正常孩子的可能性是________，妻子卵细胞的基因型是________。

（3）通过________等手段，对遗传病进行监测和预防，在一定程度上能够有效地预防遗传病的产生和发展。

三、同位素示踪法在生物实践中的应用

【技能归纳】

1．同位素示踪法：

是利用放射性示踪剂，对研究对象进行标记的微量分析方法。

2．方法应用：

实验目的

标记物

标记物转移情况

实验结论

研究光合作用过程中物质的利用

H218O

H218O→18O2

在光合作用反应物H218O中的O以O2的形式放出，CO2中的C用于合成有机物

14CO2

14CO2→14C3→（14CH2O）

探究生物的遗传物质

亲代噬菌体中的32P（DNA）、35S（蛋白质）

子代噬菌体检测到放射性32P，未检测到35S

DNA是遗传物质

验证DNA的复制方式

亲代双链用15N标记

亲代DNA→子一代DNA的一条链含15N

DNA的复制方式为半保留复制

研究分泌蛋白的合成和分泌过程

核糖体→内质网→高尔基体→细胞膜

各种细胞器既有明确

的分工，相互之间又

协调配合

例13．用同位素标记技术追踪研究物质的转移变化途径是生物科学研究的重要手段之一。

下列相关的应用及结果错误的是（）

A．小白鼠吸入18O2后呼出的CO2不会含有18O，但尿液中会含有H218O

B．用含有3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的营养液培养洋葱的根尖，可以在细胞核和线粒体内检测到较强的放射性，而在核糖体处检测不到

C．将15N标记的DNA置于含14H标记的脱氧核苷酸的培养液中进行复制，经密度梯度离心后可以分析得出DNA具有半保留复制的特点

D．要得到含32P的噬菌体，必须先用含32P的培养基培养细菌

四、验证与探究类实验

【技能归纳】验证性实验题和探究性实验题的分析比较

类型

步骤

验证性实验题

探究性实验题

审题

①浏览试题；②找出变量

分

析

实验目的分析

试题中已知

把试题中提出的问题变为陈述句

实验假设分析

不需要假设

对探究问题提出一种可能性

原理分析

分清是已知原理（课本所学的），还是未知原理（题中给文的）

材料分析

材料用具消元法

步骤分析

实验对照加减法

结果分析

目的原理代入法

结果结论假设法

结论分析

表达

图像表格变量法

检查

检查实验设计及语言表达有没有科学性错误

参考答案

例1．C

例2．

（1）提供氧气，使酵母菌大量繁殖排出发酵过程中产生的二氧化碳

（2）重铬酸钾

（3）底物浓度

实验设计：

a．取五只发酵瓶，分别标号为1、2、3、4、5。

b．向五个发酵瓶中分别加入等量的10%、20%、30%、40%、50%的木薯淀粉酶解物，再在各瓶中加入5g酵母菌，其他操作同

（1）。

c．一段时间后测定溶液中的酒精的量并记录。

编号

酒精含量

+++

++++

+++++

（4）随着底物浓度的升高，发酵罐的酒精含量越多。

说明底物浓度越高，越有利于发酵的进行。

例3．C

例4．

（1）催化剂种类H2O2浓度

（2）高效性

（3）过氧化氢酶数量（浓度）有限（4）如图

例5．

（1）相同

（2）①DE②将药物X放于B点，再刺激C点

实验结果预测及相应结论：

①处理后肌肉收缩，②处理后肌肉不收缩

①处理后肌肉不收缩，②处理后肌肉收缩

①处理后肌肉不收缩，②处理后肌肉也不收缩

例6．

（1）探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育（或耗氧量和体长）的影响

（2）如右图所示

（3）①甲状腺激素促进新陈代谢，此过程需消耗氧

②甲状腺激素缺乏，小鼠生长发育停滞

③切除甲状腺、给予甲状腺激素

（或不切除甲状腺、给予甲状腺激素）

例7．

（1）叶绿体

（2）增加（3）上升较快，下降较快

（4）A（5）叶黄素（6）0.5mg/L，0.1mg/L

【解析】（4）细胞分裂素的功能是促进细胞的分裂，从表中数据随A浓度的增加细胞数也增加，所以A的功能与细胞分裂素的功能更相似；（5）从题干可知虾青素是一种类胡萝卜素，而叶黄素属于类胡萝卜素；（6）要考虑A、B的协同作用对雨生红球藻增产虾青素的影响，应选取表中A、B分别对虾青素增加量最大的相应浓度，由表中数据可知，A为0.5mg/L，B为0.1mg/L。

例8．

（2）比较A、B两组的细胞分裂指数，判断质量浓度为1.0g/LAlCl3溶液对动物细胞分裂有促进或抑制作用，或者是没有影响

（3）AlCl3浓度或作用时间对动物细胞分裂的影响（或其他合理答案）

例9．

（1）L-天冬酰胺酶+正常细胞；专一性；

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