2020版高考生物二轮复习 专题十三 常考实验技能专题突破练

2020版高考生物二轮复习 专题十三 常考实验技能专题突破练

专题十三 常考实验技能 专题突破练 ‎1．请回答下列有关酶的实验探究的问题：‎ ‎(1)为证明过氧化氢酶的活性受pH的影响，同学甲做了如下实验。‎ 试管编号 A B 实验 步骤 ‎1‎ 加入2 mL 5%H2O2溶液 加入2 mL 5% H2O2溶液 ‎2‎ ‎5滴2%过氧化氢酶溶液 ‎5滴2%过氧化氢酶溶液 ‎3‎ ‎0.5 mL 5% NaOH溶液 ‎0.5 mL 5% HCl溶液 ‎4‎ 观察气泡的产生速率 观察气泡的产生速率 上述实验设计中有两处不妥之处，请指出：‎ ‎①________________________________________________________________________；‎ ‎②________________________________________________________________________。‎ ‎(2)一般情况下，不能用过氧化氢酶为材料探究温度对酶活性的影响，原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)你认为我们应该怎样设置实验来证明温度能影响过氧化氢酶的活性，请简单写出设计思路，也可用示意图表示。‎ 答案　(1)①缺少pH＝7的对照组　②加入NaOH和HCl的时间顺序不合理，应在加入过氧化氢酶前改变溶液的pH ‎(2)H2O2不稳定，易分解，温度会影响H2O2的分解速率 ‎(3)将盛有过氧化氢酶的试管保温于一系列不同温度下一段时间，然后与同温度的H2O2溶液混合，观察同温度下加过氧化氢酶和不加过氧化氢酶的两组试管中气泡的产生速率 ‎2．抗利尿激素具有促进肾小管、集合管重吸收水分的生理作用，与正常状态相比，对水分的重吸收增多将会导致尿量减少。‎ 实验材料和用具：正常实验用的小白鼠20只、生理盐水、用生理盐水配制的适宜浓度的抗利尿激素溶液、注射器等。‎ 请选择合适的材料用具，设计实验以验证抗利尿激素的生理作用。(要求：写出实验步骤，预测实验结果，得出实验结论。提示：给药剂量及给药后的作用时间不作实验设计要求)‎ 8‎ 答案　(1)实验步骤：①将20只实验鼠随机均分为甲、乙两组，并将它们饲养在相同且适宜的环境中，给予等量的食物和水。②给甲组注射适量的抗利尿激素溶液，乙组注射等量的生理盐水。③一段时间后，分别收集两组小鼠的尿液并计量。‎ ‎(2)实验结果的预测：收集到的尿量甲组明显少于乙组。‎ ‎(3)实验结论：抗利尿激素能促进肾小管、集合管对水分的重吸收从而减少尿量。‎ 解析　在设计实验时要遵循对照原则与单一变量原则。抗利尿激素具有促进肾小管、集合管重吸收水分的生理作用。给动物注射一定量的抗利尿激素后，抗利尿激素会作用于靶器官——肾小管、集合管，使其重吸收水分的能力增强，导致尿量减少。本实验的自变量是有无抗利尿激素，因此除此之外的条件应该保持相同且适宜。为了保证实验的严密性，应注意设置对照实验。‎ 实验步骤：①将20只实验鼠随机均分为甲、乙两组，并将它们饲养在温度和湿度等条件相同且适宜的环境中，给予等量的食物和水。②给甲注射适量的抗利尿激素溶液，乙注射等量的生理盐水。③一段时间后，分别收集两组小鼠的尿液并计量。‎ 实验结果的预测：收集到的尿量甲组明显少于乙组。‎ 实验结论：抗利尿激素能促进肾小管、集合管对水分的重吸收从而减少尿量。‎ ‎3．为探究高温对酶活性的影响，某同学设计并进行了如下实验。‎ 方法步骤：‎ ‎①取两个大小相同的洁净试管编号为1、2；‎ ‎②在1号试管中加入2 mL 3%新鲜过氧化氢溶液，2号试管中加入1 mL 20%新鲜肝脏研磨液。分别置于‎100 ℃‎恒温水浴5分钟；‎ ‎③将2号试管中的肝脏研磨液加入到1号试管中，振荡摇匀，再置于‎100 ℃‎恒温水浴5分钟，结果未观察到气泡产生。‎ 请据此回答下列问题：‎ ‎(1)实验目的：________________________________________________________。‎ ‎(2)结果分析：该同学在实验中观察不到气泡产生的原因可能是__________________(答案合理即可)。‎ ‎(3)交流讨论：同学们推测实验中观察不到气泡产生有三种可能原因。为了验证推断，在原实验的基础上设计了如下实验方案进行验证。‎ 方案①：将上述试管温度缓慢降至‎37 ℃‎左右，若此过程中无气泡产生，再向试管中加入2 mL 3%新鲜过氧化氢溶液，观察，仍无气泡产生，则说明___________________________。‎ 方案②：将上述试管温度缓慢降至‎37 ℃‎左右，若此过程中无气泡产生，再向试管中加入1 mL 20%新鲜肝脏研磨液，观察，仍无气泡产生，则说明_______________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 方案③：若方案①和方案②现象同时成立，则说明__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在研究温度对酶活性的影响实验过程中，需控制________等无关变量。‎ 8‎ 答案　(1)探究高温对酶活性的影响(或探究高温能否使过氧化氢酶失活)‎ ‎(2)高温使过氧化氢酶变性失活(或高温使过氧化氢在与酶混合前全部分解或高温既能使过氧化氢酶变性失活，又能使过氧化氢在与酶混合前全部分解)‎ ‎(3)方案①：高温使过氧化氢酶变性失活 方案②：高温使过氧化氢(在与酶混合前)全部分解 方案③：高温既能使过氧化氢酶变性失活，又能使过氧化氢(在与酶混合前)全部分解 ‎(4)pH (如答其他答案时必须要包含pH)‎ 解析　(1)实验目的是实验想要探究的内容，如标题所示目的为探究高温对酶活性的影响。‎ ‎(2)该同学在实验中观察不到气泡产生的原因可能是高温使H2O2酶变性失活，或是高温使H2O2在与酶混合前全部分解，或是高温既能使H2O2酶变性失活，又能使H2O2在与酶混合前全部分解。‎ ‎(3)方案①：将上述试管温度缓慢降至‎37 ℃‎左右，若此过程中无气泡产生，再向试管中加入 2 mL 3%的H2O2溶液，观察仍无气泡产生，则说明高温使H2O2酶变性失活。‎ 方案②：将上述试管温度缓慢降至‎37 ℃‎左右，若此过程中无气泡产生，再向试管中加入1 mL 20%的新鲜肝脏研磨液，观察仍无气泡产生，则说明高温使H2O2在与酶混合前全部分解。‎ 方案③：若方案①和方案②现象同时成立，则说明高温既能使H2O2酶变性失活，又能使H2O2全部分解。‎ ‎(4)在研究温度对酶活性的影响实验过程中，温度为自变量，pH值等为无关变量，故需控制pH等无关变量。‎ ‎4．某生物兴趣小组利用芹菜幼苗进行了相关探究实验，实验结果如下表。‎ 组别 A B C D ‎2,4-D溶液浓度 a b c ‎0‎ 平均株高(cm)‎ ‎20‎ ‎29‎ ‎35‎ ‎16‎ 请回答：‎ ‎(1)实验目的：________________________________________________________。‎ ‎(2)实验步骤：‎ 第一步：配制浓度为a、b、c的3组2,4-D溶液，浓度大小关系为a＞b＞c；‎ 第二步：选取株高、长势等相同的芹菜幼苗若干，均分为4组，编号A、B、C、D；‎ 第三步：分别用等量且适量的________________________________________________喷洒A、B、C 3组芹菜幼苗，用__________________喷洒D组芹菜幼苗；‎ 第四步：在相同且适宜的条件下培养一段时间，测量并记录每株芹菜幼苗的________，对所得的实验数据进行统计分析。‎ ‎(3)讨论：‎ 8‎ 该实验结果能否说明高浓度的2,4-D具有抑制生长的作用？________(填“能”或“不能”)，理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)探究不同浓度的2,4-D溶液对芹菜幼苗生长的影响　(2)浓度为a、b、c的2,4-D溶液　等量的蒸馏水　株高　(3)不能　a、b、c三种浓度的2,4-D溶液对芹菜幼苗的生长都具有促进作用(或a、b、c三种浓度的2,4-D溶液对芹菜幼苗的生长都没有抑制作用)‎ 解析　(1)本实验为探究性实验，结合表中实验结果记录可知，本实验的目的是探究不同浓度的2,4-D溶液对芹菜幼苗生长的影响。‎ ‎(2)不论是验证性实验还是探究性实验，在实验步骤的安排上均应遵循单一变量原则和对照原则。根据实验目的可知，本实验的自变量是不同浓度的2,4-D溶液，因变量是芹菜幼苗生长情况(用平均株高表示)，其他影响芹菜幼苗生长的因素均为无关变量，对照实验要求各组的无关变量要相同且适宜；为减少实验误差，每组的芹菜幼苗都应为多株，在处理实验结果时应计算每组幼苗的平均株高；实验中不同浓度的2,4-D溶液处理的组别为实验组，而不用2,4-D溶液处理的组别为对照组；根据上述分析，本实验的实验步骤为：‎ 第一步：配制浓度为a、b、c的3组2,4-D溶液，浓度大小关系为a＞b＞c；‎ 第二步：选取株高、长势等相同的芹菜幼苗若干(以体现平行可重复性原则)，均分为4组，编号A、B、C、D；‎ 第三步：分别用等量且适量的浓度为a、b、c的2,4-D溶液喷洒A、B、C 3组芹菜幼苗(实验组处理)，用等量的蒸馏水喷洒D组芹菜幼苗(对照组处理)；‎ 第四步：在相同且适宜的条件下培养一段时间，测量并记录每株芹菜幼苗的株高，对所得的实验数据进行统计分析，计算并比较各组的平均株高。‎ ‎(3)分析实验结果记录可知，各实验组的平均株高均大于对照组，表明实验组中的a、b、c三种浓度的2,4-D溶液对芹菜幼苗的生长都是促进作用(或a、b、c三种浓度的2,4-D溶液对芹菜幼苗的生长都没有抑制作用)，因此该实验结果不能说明高浓度的2,4-D具有抑制生长的作用。‎ ‎5．豚鼠的野生型体色有黑色、灰色和白色，其遗传受两对等位基因D、d和R、r控制(两对等位基因独立遗传)。当个体同时含有显性基因D和R时，表现为黑色；当个体不含有D基因时，表现为白色；其他类型表现为灰色。现有两个纯合品系的亲本杂交，其结果如下表：‎ 亲本组合 F1类型及比例 F2类型及比例 灰色雌性×白色雄性 黑色雌性∶灰色雄性 黑色∶灰色∶白色＝3∶3∶2‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)上述实验结果表明，等位基因R、r位于__________(填“常”或“X”)染色体上，亲本白色雄性豚鼠的基因型为________，F2中r基因频率为________。‎ ‎(2)若豚鼠种群足够大，从F2‎ 8‎ 代开始，每代淘汰掉种群中灰色雄豚鼠，照这样随机交配若干代，豚鼠种群是否发生了进化？________依据是___________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)假如R、r分别被荧光蛋白标记为黄色、蓝色，实验发现F1中灰色雄性豚鼠的一个次级精母细胞减数第二次分裂中期没有检测到荧光标记，其原因可能是_______________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)某小组利用上述实验中豚鼠为实验材料，尝试选择不同体色的豚鼠进行杂交，使杂交后代中白色豚鼠只在雄性个体中出现。你认为该小组能否成功？________，理由是________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)X　ddXRY　2/3　(2)是　淘汰掉种群中灰色雄性豚鼠，种群d、r的基因频率发生了改变，种群发生进化　(3)Y染色体所在的次级精母细胞，在减数第一次分裂时X和Y染色体没有分开，移到细胞同一级　(4)不能　白豚鼠的基因型为dd_ _，而D、d位于常染色体上，其遗传与性别无关 解析　(1)根据分析可知，F1类型存在性别差异，由于个体同时含有显性基因D和R时，表现为黑色；当个体不含有D基因时，表现为白色；其他类型表现为灰色。实验中纯合灰色雌性和白色雄性杂交，子一代雌性都是黑色，雄性都是灰色，子二代中黑色∶灰色∶白色＝3∶3∶2，因此等位基因D、d位于常染色体上，等位基因R、r位于X染色体上，所以亲本灰色雌性豚鼠的基因型为DDXrXr，白色雄性豚鼠的基因型为ddXRY，子一代的基因型是DdXRXr(黑色雌性)、DdXrY(灰色雄性)，所以F2中r基因频率为2/3。‎ ‎(2)生物进化的实质是种群基因频率的改变。从F2代开始，每代淘汰掉种群中灰色雄性豚鼠，使种群d、r的基因频率发生了改变，导致豚鼠种群发生进化。‎ ‎(3)假如R、r分别被荧光蛋白标记为黄色、蓝色，实验发现F1中灰色雄性豚鼠的一个次级精母细胞减数第二次分裂中期没有检测到荧光标记，其原因可能是在减数第一次分裂时X和Y染色体没有分开，移到细胞同一极。‎ ‎(4)由分析可知，白色豚鼠的基因型为dd_ _，而D、d位于常染色体上，其遗传与性别无关，因此不能使杂交后代中白色豚鼠只在雌性或雄性个体中出现。‎ ‎6．为了验证胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，请你根据给出的实验材料和用具，完善实验步骤，并预测实验结果。‎ ‎(1)材料和用具：雄性成年大白鼠若干只，胰高血糖素溶液，生理盐水，注射器，血糖测量仪等。‎ ‎(2)方法与步骤：‎ ‎①将________________________若干只随机分为数量相等的甲、乙两组，分别用血糖测量仪，测定并记录它们的__________。‎ ‎②用注射器给甲组鼠注射__________________，给乙组鼠注射____________。‎ ‎③一定时间后分别测定并记录两组鼠的血糖含量。‎ 8‎ ‎(3)结果预测：______________________________________________________。‎ ‎(4)实验结论：_________________________________________________。‎ 答案　(2)①年龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠　血糖浓度　②适量的胰高血糖素溶液　等量的生理盐水 ‎(3)甲组鼠血糖浓度升高，乙组鼠血糖浓度维持稳定　(4)胰高血糖素有升高血糖浓度的作用 解析　(1)根据实验设计的等量原则，应选择年龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠，根据对照原则，将年龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠若干只随机分为数量相等的甲、乙两组，由于是验证胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，因此需测定它们的血糖浓度。‎ ‎(2)根据对照、等量和单一变量的原则，由于是验证胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，因此用注射器给甲组鼠注射适量的胰高血糖素溶液，给乙组鼠注射等量的生理盐水作为对照。‎ ‎(3)由于是验证性实验，因此结果唯一，甲组注射了胰高血糖素，血糖浓度会升高，乙组血糖浓度稳定。‎ ‎(4)实验结论与需要验证的结论应一致，即胰高血糖素有升高血糖的生理作用。‎ ‎7．“苏丹红Ⅰ号”是一种红色的工业合成染色剂，用于汽车增色以及鞋、地板等的增光。全球多数国家都禁止将其用于食品生产。科学家通过实验发现“苏丹红Ⅰ号”会导致鼠类患癌，在人类肝细胞研究中，也显现出它可能致癌的特性。请设计实验探究“苏丹红Ⅰ号”是否能诱导大鼠肝癌的发生。‎ ‎(1)实验材料和用具：‎ 大鼠若干只，普通饲料，三种不同剂量的苏丹红Ⅰ号溶液A、B、C(分别为低、中、高)，其他所需条件均满足。‎ ‎(2)实验方法步骤(请简要写出)：‎ 步骤1：选取____________________________的大鼠若干，随机平均分成________组，并编号为甲、乙、丙、丁，分别饲养。‎ 步骤2：分类处理(“√”表示添加)‎ 甲 乙 丙 丁 普通饲料 ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ ‎√‎ 苏丹红Ⅰ号溶液 A B C 等量清水 步骤3：将四组大鼠置于________________________________________________，‎ 分笼饲养，定期测量体重，注意观察记录。‎ 步骤4：两年后，检查大鼠的健康状况，统计各组大鼠肝癌的发生率。‎ ‎(3)实验结果预测与分析：_________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ 8‎ ‎_________________________________________________________(至少写出三种情况)。‎ 答案　(2)身体健康、发育正常、体重相当　四　相同且适宜的环境条件下　(3)实验结果预测与分析：①如果四个组的大鼠肝癌发生率相同，说明“苏丹红Ⅰ号”不会诱导大鼠肝癌的发生；②如果四个组的大鼠肝癌发生率依次是丙＞乙＞甲＞丁，说明“苏丹红Ⅰ号”会诱导大鼠肝癌的发生，而且剂量越高，诱导大鼠肝癌的发生率越高；③如果甲组、乙组、丙组大鼠肝癌的发生率相近，且高于丁组，说明“苏丹红Ⅰ号 ”会诱导大鼠肝癌的发生，但跟剂量大小关系不大(其他合理的预测与分析也可)‎ 解析　本题中的自变量为“苏丹红Ⅰ号”，设置三个浓度，实验需分四组。因对照组设置是必需的，结果是未知的，根据实验情况可能出现的结果都是预测结果。一般结果的预测分成两类：一是不能诱导肝癌的发生；二是能诱导肝癌的发生，在这里又可分为多种不同浓度的“苏丹红Ⅰ号”诱导肝癌的发生结果不同的情况。‎ ‎8．研究小组欲在室温下，研究菠菜叶片细胞液浓度，进行了如下实验。‎ 实验原理：当植物细胞浸入不同浓度的蔗糖溶液时，发生渗透作用吸水或失水，使溶液浓度发生变化，相对密度随之变化。取浸过植物组织的溶液一小滴，放回原浓度的溶液中，相对密度减小的液滴上浮；相对密度加大的液滴下沉；若液滴停止不动，这个溶液浓度近似于细胞液浓度。‎ 材料用具：菠菜叶片、15 mL大试管4支、移液管(2 mL,0.1 mL)、软木塞、小试管4支、钻孔器、牙签、1 mol/L蔗糖溶液、次甲基蓝等。‎ ‎(注：次甲基蓝的作用是为溶液染色，无其他影响；浸入蔗糖溶液的叶圆片数40片为宜。)‎ 请回答相关问题：‎ ‎(1)完善实验思路：‎ ‎①将1 mol/L的蔗糖溶液分别配成0.2、0.3、0.4、0.5 mol/L的蔗糖溶液各10 mL，分别注入4支大试管中。用2 mL移液管从大试管中各取2 mL溶液，分别注入4支小试管中，编号 1～4，并塞上软木塞。‎ ‎②________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，‎ 一段时间后，用牙签取次甲基蓝结晶少许，投入各小试管中，摇匀。‎ ‎③用0.1 mL移液管从小试管中吸取蔗糖溶液，________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 8‎ ‎④重复实验2～3次。‎ ‎(2)若菠菜叶片细胞液浓度介于0.3～0.4 mol/L的蔗糖浓度之间，请设计实验结果和结论的记录表，并将结果、结论填入表格。‎ ‎(3)讨论：若根据(2)的实验结果没有找出菠菜叶片细胞液浓度，该如何继续完善实验？‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)②用钻孔器钻取菠菜叶圆片若干，分别在各小试管中放入菠菜叶圆片40片，摇动 ‎③将之插入相对应浓度的大试管中部，慢慢放出，观察记录小液滴的流向 ‎(2)研究菠菜叶片细胞液浓度实验结果、结论记录表 试管浓度(mol/L)‎ 实验结果 实验结论 ‎1号(0.2)‎ 小液滴下沉 小液滴上浮，说明蔗糖溶液的浓度高于菠菜细胞液的浓度；小液滴下沉，说明蔗糖溶液的浓度低于菠菜细胞液的浓度；本次实验没有找到菠菜叶片细胞液的浓度 ‎2号(0.3)‎ 小液滴缓慢下沉 ‎3号(0.4)‎ 小液滴缓慢上浮 ‎4号(0.5)‎ 小液滴上浮 ‎(3)在0.3～0.4 mol/L的蔗糖浓度之间设置更小的浓度梯度，重复实验 解析　(1)①依实验原理，先配制一组具有梯度浓度差的蔗糖溶液，放入不同试管中备用，并取部分等量溶液放入不同小试管中供实验用；②将数量和面积大小相等的叶片放入后，由于不同试管中的蔗糖浓度不同，叶片的叶肉细胞会发生吸水或失水现象，从而导致试管中蔗糖溶液浓度的升高或下降；加入次甲基蓝的目的是不影响叶片细胞的生理活动，但可使溶液呈蓝色，便于液滴变化的观察。③将小试管中的液滴分别插入相应浓度的原溶液后，由于小试管中蔗糖密度的改变，其液滴在原溶液中会发生上浮或下沉现象，从而可推测小试管中叶片细胞的吸水或失水现象，进而分析叶片细胞的细胞液与大试管蔗糖溶液的浓度差。④经重复2～3次实验后，可使分析数据更合理。(2)若菠菜叶肉细胞浓度介于0.3～0.4 mol/L的蔗糖溶液之间时，则会发生0.3 mol/L试管中的小液滴缓慢下沉、0.4 mol/L试管中的小液滴缓慢上升的现象。(3)为进一步测定菠菜叶肉细胞的细胞液浓度，在0.3～0.4 mol/L的蔗糖浓度之间设置更小的浓度梯度，重复实验，则可得出较为精确的实验结果。‎ 8‎