高考生物考前特訓總復習 第二部分 加試30分特訓 加試訓練12 探究性、驗證性實驗設計方法(B)

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加試特訓12　探究性、驗證性實驗設計方法(B) 1．生長素是植物體內的激素，可調節(jié)植物多項生命活動，結合生長素的有關知識完成下列問題： (1)生長素的化學本質是____________，是在細胞內由__________合成的，植物莖、根、芽對生長素的敏感程度依次是______________。 (2)生長素的生理作用具有兩重性，即_____________________________________________ ________________?，F(xiàn)提供暗室中萌發(fā)的馬鈴薯嫩莖、生長素類似物如α－萘乙酸、瓊脂塊、砂盤、小刀等器材。請設計實驗驗證上述結論并寫出實驗步驟。 ①實驗方法：馬鈴薯帶芽莖段扦插在砂盤上，上端安放含生長素類似物的瓊脂塊。 ②實驗操作： a．配制能抑制(100010－6)和促進(50～10010－6)馬鈴薯嫩莖生長的α－萘乙酸溶液，制作成A(高濃度)和B(低濃度)以及C(只含清水)三種(組)瓊脂塊。 b．切取3根(組)______________的馬鈴薯嫩莖段，將3根(組)嫩莖段扦插在同一砂盤中(固定)，_______________________________________________________________________________。 c．____________________________________________________________________________。 d．___________________________________________________________________________。 ③實驗預期(設計一個坐標系，用柱形圖表示實驗的檢測結果)。 2．有網民反映某湖泊靠近電池廠附近的湖面出現(xiàn)大面積死魚，懷疑是重金屬污染所致。環(huán)保部門趕赴現(xiàn)場取得水樣，帶回實驗室檢測，檢測結果認為，致使魚類大批死亡的主因是缺氧，次因是重金屬污染中毒。請根據以下提供的實驗材料，完善符合上述檢測結果的實驗思路，并預期實驗結果。 可供選擇的實驗材料：重金屬清除劑、增氧機、魚缸、小魚120條、魚飼料若干等。 請回答： (1)實驗思路： ①采集水樣：在遠離電池廠污水排放口采集適量的湖水(簡稱湖水甲)、在靠近電池廠污水排放口的死魚區(qū)域采集適量的湖水(簡稱湖水乙) ②將12只魚缸，分為如下四組： A組3只魚缸：均加適量且等量湖水甲＋小魚10條＋增氧機通氧。 B組3只魚缸：________________________________________________________________； C組3只魚缸：________________________________________________________________； D組3只魚缸：________________________________________________________________。 ③各組魚缸在相同且適宜條件下飼養(yǎng)，間隔一定時間觀察并記錄小魚的存活數量(若有死亡，須及時清除死亡小魚)。 ④________________________________________________________________________，獲得各組小魚平均存活時間(單位：天)。 (2)請以柱形圖表示預期實驗結果： (3)生活中常見一個湖泊受到富養(yǎng)化的污染，水體溶氧量急劇下降，導致魚類大量死亡，死魚腐爛后又會進一步加重污染并引起更多魚死亡，這種生態(tài)系統(tǒng)的調節(jié)過程稱為________。 3．如圖為一個蟾蜍屈肌反射實驗裝置的結構模式圖，回答下列問題： (1)動作電位沿著神經纖維傳導時，神經纖維細胞膜內側局部電流的方向與動作電位傳導方向________。 (2)已知藥物X能阻斷蟾蜍的屈肌反射活動，肌肉不能發(fā)生收縮，但不知是阻斷神經纖維上的興奮傳導，還是阻斷神經元之間的興奮傳導，或是兩者都能阻斷?，F(xiàn)有一個如上圖所示的屈肌反射實驗裝置，請利用該實驗裝置在A、B、C、D、E中選擇四個位點作為實驗位點進行探究。(在實驗位點可以進行藥物處理或電刺激。假設藥物X在實驗位點起作用后，其作用效果在實驗過程中都不能消除) 實驗步驟：____________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 實驗結果預測及相應結論：______________________________________________________ ______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 4．通過科學實驗發(fā)現(xiàn)，土壤中缺磷會導致植株矮小，葉色暗綠，依據葉色變化判斷可能是缺少類胡蘿卜素。試設計實驗探究葉色暗綠是否由缺磷造成類胡蘿卜素缺乏所致。 實驗所需主要用具、試劑：燒杯、漏斗、試管、研缽、完全培養(yǎng)液、只缺磷的完全培養(yǎng)液、95%的乙醇、SiO2、CaCO3、層析液等。 實驗材料：正常生長的黃瓜幼苗。 (1)實驗假設：__________________________________________________________________。 (2)實驗步驟： 第一步：取兩個燒杯，分別編號為A、B，各放入______________________________的黃瓜幼苗。 第二步：向A燒杯中加入適量______________，向B燒杯中加入_______________________，置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)，培養(yǎng)到兩組黃瓜幼苗葉片出現(xiàn)差異時。 第三步：分別從A、B兩組中相似位置選取等量葉片，用__________提取葉片色素，用______________法分離色素，觀察比較_____________________________________________。 (3)實驗結果預測： ①________________________________________________________________________， 說明缺磷導致葉色暗綠不是由類胡蘿卜素缺乏所致； ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 說明缺磷導致葉色暗綠是由類胡蘿卜素缺乏所致。 5．(2016舟山中學高三仿真)某同學為研究促甲狀腺激素的功能，提出以下實驗思路： ①將若干健康的、生理狀況相同的小鼠隨機均分為2組。 A組：每只小鼠注射適量且等量的促甲狀腺激素； B組：每只小鼠注射適量且等量的促甲狀腺激素抑制劑。 ②實驗開始時和實驗中每隔一段時間，分別測定每只小鼠血液中甲狀腺激素和促甲狀腺激素釋放激素的濃度并記錄。 ③對所測得的數據進行統(tǒng)計分析。 (要求與說明：促甲狀腺激素抑制劑能與促甲狀腺激素結合使促甲狀腺激素失去活性；實驗持續(xù)時間合適；實驗條件均適宜) 請回答： (1)實驗目的是__________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)預測實驗結果(請在坐標系中繪出甲狀腺激素濃度和促甲狀腺激素釋放激素濃度的變化曲線)。 (3)分析與討論 ①用甲狀腺激素濃度作為檢測指標的依據是________________________________________ _____________________________________________________________________________。 ②注射促甲狀腺激素后，小鼠血液中促甲狀腺激素釋放激素濃度發(fā)生變化的原因是________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 ③上述分組，還可增設C組作為對照組，C組：_______________________________________ _______________________________________________________________________________。 6．(2016寧波模擬)為探究在不同溫度條件下，不同濃度2,4－D對某植物插條生根的作用，請根據以下實驗材料與用具，提出實驗思路，設計表格記錄實驗結果。 材料與用具：2,4－D，蒸餾水，某植物插條若干，500 mL燒杯若干，量尺等。 (要求與說明：插條均無頂芽且側芽數相同，2,4－D溶液具體濃度及配制過程、插條浸泡的具體時間等不作要求) 請回答： (1)實驗思路：__________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________。 (2)設計一個表格，用于記錄實驗結果。 (3)分析與討論 ①本實驗的檢驗指標是__________________________________________________________。 ②對植物插條生根有作用的其他植物激素有________________________________________ ____________________。 ③在相同的時間和條件下，某同學發(fā)現(xiàn)插條有的生根，有的不生根，試分析不生根的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 7．某同學為驗證胰島素能降低血糖濃度、胰高血糖素能升高血糖濃度，設計了以下實驗步驟： 實驗材料：健康、生長狀況相似的小白鼠若干、適宜濃度的胰島素溶液、適宜濃度的胰高血糖素溶液、生理鹽水、注射器等。 實驗步驟： ①將健康、生長狀況相似的小白鼠均分為A、B、C三組，檢測小白鼠的血糖濃度，并計算平均值。 ②給A、B組中的每只小白鼠注射適量適宜濃度的胰島素溶液，給C組的每只小白鼠注射__________________。半小時后檢測小白鼠的血糖濃度，并計算平均值。 ③給A、C組中的每只小白鼠注射一定量的生理鹽水，_______________________________ _____________________________________________________________________________。 請回答相關問題： (1)請將實驗步驟補充完整： ②________________________________；③______________________________________。 (2)畫出坐標曲線圖并表示實驗過程中三組小白鼠的血糖濃度變化過程(小白鼠生命活動對血糖的影響忽略不計)。 (3)胰島素能降低血糖濃度的原因是______________________________________________ __________________。高等動物體內的胰高血糖素由______________細胞分泌。 8．某生物興趣小組的同學欲對酶A催化作用的最適pH進行探究，請你根據所供材料進行實驗設計。 材料用具：試管、氣體收集和測定裝置、加熱裝置、溫度計、新鮮酶A溶液、一定濃度的甲溶液(甲溶液能在酶A的催化下產生氧氣)，pH＝1的鹽酸溶液，pH＝13的NaOH溶液，蒸餾水(答題時，對溶液的配制與加熱方法和氣體的收集與測定方法不作要求)。 (1)第一步：用pH＝l的鹽酸溶液、pH＝13的NaOH 溶液、蒸餾水配制pH分別為2、______、______、______、10的溶液，依次放入編號為1到5的潔凈試管中。 (2)第二步：五支試管中分別注入等量的新鮮酶A溶液。 (3)第三步：分別向五支試管中注入____________，振蕩，將試管置于適宜且相同溫度的加熱裝置中加熱，連接好實驗裝置。 (4)第四步：一定時間后分別測定1～5號試管中釋放的氧氣的體積，結果如下表所示： 試管 1號 2號 3號 4號 5號 O2體積(mL) 2.1 3.8 4.2 3.3 1.1 (5)實驗結論：酶A的最適pH在______與______之間。 (6)有同學還想模仿上述實驗設計思路，進一步探究酶A的更精確的最適pH，請問該同學該如何設計實驗(簡要寫出實驗設計思路即可)_________________________________________。 答案解析 1．(1)吲哚乙酸　色氨酸　根＞芽＞莖 (2)低濃度促進生長，高濃度抑制生長 b．等長的側芽數相等　削去頂端 c．分別在嫩莖段上端安放A、B和C瓊脂塊 d．在相同且適宜環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時間 ③如圖 解析　(1)生長素的化學本質是吲哚乙酸，是色氨酸的衍生物，同一植物的不同器官對生長素的敏感程度不同，其中根最為敏感其次是芽，最不敏感的是莖。 (2)生長素生理作用的兩重性是指低濃度促進生長，高濃度抑制生長。 ②b、實驗應該遵循等量原則和無關變量一致原則，所以切取3(組)根等長的側芽數相等的馬鈴薯嫩莖段，將3根(組)嫩莖段扦插在同一砂盤中(固定)，并削去頂端。 c、設置自變量，即分別在嫩莖段上端安放A、B和C瓊脂塊。 d、在相同且適宜環(huán)境條件下培養(yǎng)一段時間，觀察現(xiàn)象，記錄結果。 ③繪圖時注意：A組高濃度的生長素，會抑制莖段的生長，B組低濃度的生長素會促進莖段的生長，C組為清水對照組，莖段生長低于B組但高于A組。柱狀圖見答案。 2．(1)②B組3只魚缸：均加適量等量湖水乙＋小魚10條＋增氧機通氧 C組3只魚缸：均加適量等量湖水乙＋小魚10條 D組3只魚缸：均加適量等量湖水乙＋小魚10條＋適量重金屬清除劑 ④統(tǒng)計并分析所得數據 (2)如圖 (3)正反饋 解析　(1)將12只魚缸，分為如下四組： A組3只魚缸：均加適量等量湖水甲＋小魚10條＋增氧機通氧。 B組3只魚缸：均加適量等量湖水乙＋小魚10條＋增氧機通氧。 C組3只魚缸：均加適量等量湖水乙＋小魚10條。 D組3只魚缸：均加適量等量湖水乙＋小魚10條＋適量重金屬清除劑。 其中A、B是一組對照實驗，單一變量是重金屬的含量；B、C兩組的單一變量是含氧量；C、D兩組的單一變量是重金屬的含量。 ④統(tǒng)計并分析所得數據，獲得各組小魚平均存活時間。 (2)以柱形圖表示預期實驗結果(見答案)。 (3)一個湖泊受到富養(yǎng)化的污染，水體溶氧量急劇下降，導致魚類大量死亡，死魚腐爛后又會進一步加重污染并引起更多魚死亡，這種生態(tài)系統(tǒng)的調節(jié)過程稱為正反饋，即輸入信息加強輸出信息。 3．(1)相同 (2)實驗步驟：①將藥物X放于D點，再刺激E點，觀察記錄肌肉收縮情況；②將藥物X放于B點，再刺激C點，觀察記錄肌肉收縮情況(說明：①②順序不得顛倒，不可選擇其他實驗位點做實驗處理) 實驗結果預測及相應結論：若①處理后肌肉收縮，②處理后肌肉不收縮，說明藥物X是阻斷神經元之間的興奮傳導；若①處理后肌肉不收縮，②處理后肌肉收縮，說明藥物X是阻斷神經纖維上的興奮傳導；若①處理后肌肉不收縮，②處理后肌肉也不收縮，說明藥物X是兩者都能阻斷 解析　(1)興奮在神經纖維上傳導時，其傳導的方向與細胞膜外側局部電流的方向相反，與細胞膜內側局部電流的方向相同。(2)本實驗的目的是為了探究藥物作用的部位，而藥物可以放在突觸處，也可以放在神經纖維上。實驗步驟見答案(由于藥物作用效果在實驗過程中不能消除，故實驗步驟的操作順序和實驗操作位點不能隨意改變)。 4．(1)缺磷導致類胡蘿卜素缺乏，引起葉色暗綠 (2)第一步：同一品種且長勢相近、苗齡相同 第二步：完全培養(yǎng)液　等量的只缺磷的完全培養(yǎng)液 第三步：95%的乙醇　紙層析　A、B兩組色素帶中類胡蘿卜素色素帶的寬度和顏色的深淺 (3)①A、B兩組類胡蘿卜素色素帶一致?、贏組比B組類胡蘿卜素色素帶寬，或B組缺少類胡蘿卜素色素帶 解析　依實驗探究的目的可以作出“缺磷將導致類胡蘿卜素缺乏，從而引起葉色暗綠”的假設。由于本實驗的自變量是磷的有無，故需要設置A、B兩組，A組用完全培養(yǎng)液培養(yǎng)，B組用只缺磷的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)，實驗的因變量是葉色暗綠，要檢測葉色暗綠是否由類胡蘿卜素缺乏引起，可用紙層析法進行判斷。若A、B兩組葉片中類胡蘿卜素含量相近，說明葉色暗綠不是由類胡蘿卜素缺乏所致；若B組葉片中類胡蘿卜素含量少于A組，說明葉色暗綠是由類胡蘿卜素缺乏所致。 5．(1)研究促甲狀腺激素對小鼠甲狀腺激素和促甲狀腺激素釋放激素分泌的影響 (2)如下圖所示 甲：A組甲狀腺激素濃度 乙：B組甲狀腺激素濃度 丙：B組促甲狀腺激素釋放激素濃度 ?。篈組促甲狀腺激素釋放激素濃度 (3)①促甲狀腺激素具有促進甲狀腺合成與分泌甲狀腺激素的功能?、诩谞钕偌に卦龆鄷ㄟ^負反饋作用，抑制下丘腦合成與分泌促甲狀腺激素釋放激素，導致其濃度下降?、勖恐恍∈笞⑸溥m量且等量生理鹽水 解析　(1)據題干和圖示可知，本實驗測量的是甲狀腺激素和促甲狀腺激素釋放激素的濃度，兩組分別注射的是促甲狀腺激素及促甲狀腺激素抑制劑，所以實驗目的是研究促甲狀腺激素對小鼠甲狀腺激素和促甲狀腺激素釋放激素分泌的影響。(2)畫圖時注意促甲狀腺激素釋放激素濃度的變化要滯后于甲狀腺激素的變化，注射物失效時間后，4條曲線都需要向正常水平靠近(可以不到正常水平)。(3)①由于促甲狀腺激素具有促進甲狀腺激素合成與釋放的功能，所以可用甲狀腺激素的濃度作為檢測指標；②小鼠注射促甲狀腺激素后，甲狀腺激素分泌增加，甲狀腺激素通過負反饋作用，抑制下丘腦合成與分泌促甲狀腺激素釋放激素，導致血液中的促甲狀腺激素釋放激素濃度下降；當外源促甲狀腺激素失效后，甲狀腺激素濃度降到正常水平，促甲狀腺激素釋放激素濃度也隨后上升到正常水平；③實驗需要設置對照實驗，可增設C組，C組中小鼠注射適量且等量的生理鹽水，比較曲線的變化。 6．(1)實驗思路：①用蒸餾水配制具體濃度梯度的2,4－D溶液，分別標記為A、B、C、D、E，另標記蒸餾水為F；②取三個水浴鍋，設溫度分別為20 ℃、30 ℃、40 ℃，在每個水浴鍋中放入6個分別裝有適量且等量濃度依次為A、B、C、D、E、F的六種溶液的500 mL燒杯。另取生長狀況相同的該植物插條，均分成18份，每份3根插條編號為1、2、3，分別浸泡在燒杯內溶液中；③在相同且適宜的條件下浸泡相同的時間后，取出各組插條，測量并記錄各組插條的生根總長度，分析實驗結果，得出結論 (2)如下表所示 不同溫度條件下，不同濃度2,4－D溶液對某植物插條生根的作用結果記錄表  組別 根的總長度(mm) 溫度 A組 B組 C組 D組 E組 F組 20 ℃ 1 2 3 平均值 30 ℃ 1 2 3 平均值 40 ℃ 1 2 3 平均值 (3)①根的總長度?、诔嗝顾?、細胞分裂素、乙烯(脫落酸)?、鄄鍡l的(形態(tài)學)下端未接觸到2,4－D溶液(或插條倒置于2,4－D溶液中) 解析　(1)題干要求探究在不同溫度條件下，不同濃度2,4－D對某植物插條生根的作用，根據實驗設計的對照原則和單一變量原則，實驗的自變量為溫度和2,4－D溶液濃度，因變量為插條生根的情況。故實驗思路：①用蒸餾水配制具體濃度梯度的2,4－D溶液，分別標記為A、B、C、D、E，另標記蒸餾水為F；②取三個水浴鍋，設置溫度分別為20 ℃、30 ℃、40 ℃，在每個水浴鍋中放入6個分別裝有適量且等量濃度依次為A、B、C、D、E、F的六種溶液的500 mL燒杯。另取生長狀況相同的該植物插條，均分成18份，每份3根插條編號為1、2、3，分別浸泡在燒杯內溶液中；③在相同且適宜的條件下浸泡相同的時間后，取出各組插條，測量并記錄各組插條的生根總長度，分析實驗結果，得出結論。 (2)設計一個表格，用于記錄實驗結果，具體見答案。 (3)①本實驗的檢測指標是根的總長度。②對植物插條生根有作用的其他植物激素有赤霉素、細胞分裂素、乙烯(脫落酸)。③在相同的時間和條件下，某同學發(fā)現(xiàn)插條有的生根，有的不生根，原因可能是插條的形態(tài)學下端未接觸到2，4－D溶液或插條倒置于2,4－D溶液中。 7．(1)②等量的生理鹽水 ③給B組的每只小白鼠注射等量適宜濃度的胰高血糖素溶液，半小時后檢測小白鼠的血糖濃度，并計算平均值 (2) (3)胰島素能促進細胞攝取、貯存、利用葡萄糖，抑制氨基酸轉化成葡萄糖　胰島α 解析　(1)②根據題意A、B組為實驗組，C組為對照組，需要注射等量的生理鹽水。 ③根據題意，A、B兩組為低血糖模型，給A、C組中的每只小白鼠注射一定量的生理鹽水，則需要給B組的每只小白鼠注射等量適宜濃度的胰高血糖素溶液，半小時后檢測小白鼠的血糖濃度，并計算平均值。 (2)根據實驗步驟，曲線圖應該如答案所示。 (3)由于胰島素能促進細胞攝取、貯存、利用葡萄糖，抑制氨基酸轉化成葡萄糖，所以具有降低血糖的作用。高等動物的胰島α細胞可以分泌胰高血糖素。 8．(1)4　6　8　(3)等量的甲溶液 (5)4　8 (6)在pH＝4～8之間再設置一系列等梯度pH，進行上述實驗 解析　(1)根據實驗梯度設置的pH分別為2、4、6、8、10五個。 (3)酶注入到試管后便要加入等量的反應物甲溶液。 (5)從表格中可以看出3號試管放出氧氣體積最多，故相對應的最適pH為4～8之間。 (6)為獲得精確具體的最適pH，可以在pH＝4～8之間再設置一系列等梯度pH實驗。