高考生物二輪復(fù)習(xí)題型專練篇 實驗探究類解題

實驗探究類解題模板練解題模板概述實驗探究型試題要求學(xué)生設(shè)計實驗原理，選擇實驗器材，安排實驗步驟，設(shè)計實驗數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗現(xiàn)象，主要考查學(xué)生是否理解實驗原理和具備分析實驗結(jié)果的能力，是否具有靈活運用實驗知識的能力，是否具有在不同情景下遷移知識的能力。其解題思維模板如下：模板強化訓(xùn)練1．請設(shè)計實驗驗證生長素是以酸化細(xì)胞壁的方式促進細(xì)胞生長的。Ⅰ.材料用具：燕麥胚芽鞘若干，中性緩沖液，弱酸性緩沖液，適宜濃度的生長素中性緩沖液，蒸餾水，錐形瓶等其他相關(guān)實驗器材。Ⅱ.方法步驟(1)選取____________的燕麥胚芽鞘若干，切去尖端；測量并記錄長度，用蒸餾水浸洗胚芽鞘切段，吸干表面水分。(2)取錐形瓶3個，分別編號為A、B、C；把__________________________，分別放入3個錐形瓶中。(3)在A瓶中加入中性緩沖液2mL；B瓶中加入__________________；C瓶中加入________________。分別加蓋，并放在____________的條件下培養(yǎng)。(4)一段時間后，__________________________________。Ⅲ.結(jié)果預(yù)測：A組胚芽鞘切段的長度變化不明顯；B組胚芽鞘__________；C組胚芽鞘____________________。答案Ⅱ.(1)生長狀況一致(2)浸洗過的燕麥胚芽鞘切段平均分成3份(3)弱酸性緩沖液2mL適宜濃度的生長素中性緩沖液2mL相同且適宜(4)測量并記錄三組胚芽鞘切段的長度Ⅲ.切段伸長明顯伸長量與B組大致相當(dāng)解析本題是驗證性實驗，實驗的目的是驗證生長素是以酸化細(xì)胞壁的方式促進細(xì)胞生長的，根據(jù)題干提供的實驗材料和方法步驟，可以設(shè)置三組實驗，一組添加中性緩沖液(空白對照組)、一組添加弱酸性緩沖液(條件對照組)、一組添加適宜濃度的生長素中性緩沖液(實驗組)，三組實驗相互對照可以說明生長素促進細(xì)胞生長的原理是其酸化了細(xì)胞壁而非外界環(huán)境中的酸性物質(zhì)。解題啟示驗證性實驗的解題技巧：(1)明確題意：如本題中的實驗要驗證生長素與弱酸性緩沖液的作用相同，即都能促進細(xì)胞生長。(2)確定變量：燕麥胚芽鞘處理的方式為自變量，胚芽鞘切段的長度變化為因變量。(3)實驗過程中要遵循相應(yīng)的實驗原則：對照原則、單一變量原則和等量原則，如選擇的材料要求生長狀況基本相同，培養(yǎng)的條件相同且適宜。2．果蠅是一種非常小的蠅類，遺傳學(xué)家摩爾根曾因?qū)壍难芯慷@得諾貝爾獎。果蠅的灰身(B)和黑身(b)，長翅(V)和殘翅(v)，紅眼(R)和白眼(r)分別受一對等位基因控制。B、b與V、v位于常染色體上，R、r位于X染色體上。在研究過程中摩爾根將發(fā)現(xiàn)匯成下表：P灰身♀×黑身♂紅眼♀×白眼♂F1灰身紅眼F2灰身∶黑身＝3∶1紅眼∶白眼＝3∶1(1)近百年來，果蠅被應(yīng)用于遺傳學(xué)研究的各個方面，而且它是早于人類基因組計劃而被進行基因測序的一種動物?？茖W(xué)家常選擇果蠅作為遺傳實驗材料的原因可能是____________________________________。(列出兩點即可)(2)以上表格中的兩對相對性狀中，如果進行正交與反交，產(chǎn)生的F1、F2結(jié)果不一致的是____________。一般情況下，用一對相對性狀的真核生物親本進行正交和反交，如果結(jié)果一致，可說明控制該相對性狀的基因位于________。(3)實驗一：現(xiàn)有純種的灰身長翅和黑身殘翅果蠅，請設(shè)計實驗探究灰身、黑身和長翅、殘翅這兩對性狀的遺傳是否符合基因的自由組合定律。第一步：取純種的灰身長翅和黑身殘翅果蠅雜交，得F1；第二步：___________________________________________________________________；第三步：統(tǒng)計后代表現(xiàn)型及比例。結(jié)果預(yù)測：如果______________________________________________________________________________________________________________________________________，則符合基因的自由組合定律。反之，則不符合基因的自由組合定律。(4)實驗二：已知雌雄果蠅均有紅眼和白眼類型。若用一次交配實驗即可證明這對基因位于何種染色體上，選擇的親本表現(xiàn)型應(yīng)為______________________________。實驗預(yù)期及相應(yīng)結(jié)論：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________。答案(1)相對性狀明顯、繁殖速度快、易于飼養(yǎng)、雌雄易辨、染色體數(shù)目較少(列出兩點即可)(2)紅眼和白眼(R、r)常染色體上(3)讓F1與黑身殘翅果蠅測交(或讓F1相互交配)后代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，灰身長翅、黑身長翅、灰身殘翅、黑身殘翅且比例為1∶1∶1∶1(或后代出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，灰身長翅、黑身長翅、灰身殘翅、黑身殘翅且比例為9∶3∶3∶1)(4)白眼雌果蠅×紅眼雄果蠅①子代中雌果蠅全部為紅眼，雄果蠅全部為白眼，則這對基因位于X染色體上②子代中雌、雄果蠅全部為紅眼，則這對基因位于常染色體上③子代中雌、雄果蠅均既有紅眼又有白眼，則這對基因位于常染色體上解析(1)果蠅作為遺傳實驗材料具有以下優(yōu)點：相對性狀明顯、繁殖速度快、易于飼養(yǎng)、雌雄易辨、染色體數(shù)目較少等。(2)常染色體遺傳正反交實驗結(jié)果相同，伴性遺傳正反交實驗結(jié)果不同。(3)驗證某性狀的遺傳是否遵循基因的自由組合定律時，可以采取測交或F1相互交配的方法。如果F1測交后代表現(xiàn)型比例是1∶1∶1∶1，則證明兩對基因符合基因自由組合定律。如果F1相互交配，子代表現(xiàn)型比例是9∶3∶3∶1，也能證明其符合基因自由組合定律。(4)欲驗證果蠅紅白眼基因位于何種染色體上，可使紅眼雄果蠅與白眼雌果蠅相交，若基因位于X染色體上，則子代中雌果蠅均為紅眼，雄果蠅均為白眼。若子代雄果蠅中出現(xiàn)了紅眼，或雌、雄果蠅中均既有紅眼又有白眼，則基因位于常染色體上。解題啟示解答遺傳實驗類試題的難點在于學(xué)生不僅僅要掌握解答實驗設(shè)計題的方法與技巧，還要具備相應(yīng)的遺傳學(xué)知識。本題中，如果學(xué)生沒有掌握遺傳學(xué)中的測交和自交的方法、常染色體與性染色體上基因的遺傳特點以及自由組合定律的實質(zhì)等根本無法作答。解答此類試題時，要從孟德爾遺傳實驗入手，掌握遺傳實驗中用到的操作方法(雜交、自交、測交等)、思維方法(類比推理、演繹推理等)和統(tǒng)計方法，以及常染色體與性染色體上基因的遺傳特點，并依據(jù)試題要求，結(jié)合解答探究性或驗證性實驗的常規(guī)方法，才能迎刃而解。3．科學(xué)施肥可使作物接近最高產(chǎn)量而又不會造成肥料浪費。實驗表明鋅肥的施用量與番茄的果實產(chǎn)量密切相關(guān)，如圖為實驗結(jié)果曲線圖，請完善探究實驗的相關(guān)問題。實驗?zāi)康模篲_______________________________。材料用具：不同濃度的硫酸鋅溶液(本實驗中SOeq\o\al(2－,)4對實驗結(jié)果的影響可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株長勢相同的番茄幼苗。實驗步驟：第一步：將240株番茄幼苗分成________組并編號。第二步：在相同且適宜條件下將幼苗培養(yǎng)至花蕾期，__________________________________________________________________________________________________。第三步：繼續(xù)培養(yǎng)至果實成熟，____________________。第四步：繪制實驗結(jié)果曲線圖。實驗分析與討論：①結(jié)果表明，施用鋅肥的最佳濃度范圍是____________________________。②根據(jù)該實驗的結(jié)果分析科學(xué)施肥的理由：_____________________________________________________________________________________________________________。答案實驗?zāi)康模禾骄夸\肥施用量對番茄產(chǎn)量的影響(種植番茄時施用鋅肥的最佳濃度范圍)實驗步驟：8實驗組噴施適量且等體積的不同濃度的硫酸鋅溶液，對照組噴施等量的蒸餾水稱出每組番茄所結(jié)果實的質(zhì)量實驗分析與討論：①12～16mg·L－1②鋅肥的施用量超過最佳濃度范圍時會使果實產(chǎn)量下降，并造成浪費解析本題屬于實驗設(shè)計型試題。第一，從題干獲取實驗要求，完善探究實驗。第二，通過分析曲線獲取實驗?zāi)康?，并確定實驗變量：分析曲線可知硫酸鋅溶液濃度不同，果實產(chǎn)量不同，自變量是硫酸鋅溶液濃度，因變量是果實產(chǎn)量，可見本實驗是探究鋅肥的施用量對果實產(chǎn)量的影響。第三，確定對照及分組：不施鋅肥(噴蒸餾水)的為對照組，由曲線圖可看出繪了8個點，即分了8組。第四，根據(jù)實驗步驟中的提示完成實驗步驟：即分組、進行變量處理、相同條件下培養(yǎng)、檢測、觀察、統(tǒng)計實驗結(jié)果。第五，根據(jù)實驗結(jié)果(即曲線圖)可知施用鋅肥的最佳濃度范圍是果實產(chǎn)量最高時的濃度范圍。第六，回歸檢測已填答案是否準(zhǔn)確、科學(xué)。技法鏈接解答此類試題時要緊扣題意，仔細(xì)結(jié)合上下文進行補充。其突破方法是：(1)補充實驗原理類：需深入分析題目中與實驗原理有關(guān)的內(nèi)容，如對照組實驗、重要實驗步驟、重要實驗裝置、完善實驗裝置、完善實驗所用的實驗方法等，在此基礎(chǔ)上，聯(lián)系教材中相關(guān)聯(lián)的原理、知識點進行知識遷移，歸納出其原理。解決這類問題的基點是看我們能否對教材中基礎(chǔ)實驗的原理深刻理解，能否對其融會貫通，舉一反三，是否學(xué)會了類比遷移。(2)補充實驗步驟類：需根據(jù)實驗?zāi)康拇_定實驗變量，審讀所提供的信息中是否準(zhǔn)確控制了實驗變量，是否遵循對照原則、單一變量原則等。對此類問題的考查，主要是看學(xué)生是否知道實驗變量的控制及實驗原則的遵循。(3)預(yù)測實驗結(jié)果類：需認(rèn)真分析實驗?zāi)康暮拖嚓P(guān)知識，確定自變量對因變量的影響。一定要辨別實驗是屬于驗證性實驗還是探究性實驗。驗證性實驗具有明確的結(jié)果；探究性實驗的現(xiàn)象和結(jié)果是未知的或不確定的，應(yīng)針對各種可能性分別加以考慮和分析，得到相關(guān)結(jié)論。無論是哪種情況，文字描述應(yīng)力求簡練、準(zhǔn)確、科學(xué)。4．甲、乙、丙三位同學(xué)圍繞酶的特性進行了如下探究實驗，請你運用所學(xué)知識，指出三位同學(xué)實驗中存在的問題，并提出修正方案。(1)甲同學(xué)探究酶具有催化作用：取1支試管，加入2mLH2O2溶液，再加2滴新鮮土豆研磨液，觀察到有大量氣泡產(chǎn)生，用帶火星的衛(wèi)生香檢測，衛(wèi)生香猛烈燃燒，說明酶具有催化作用。存在問題：_________________________________________________________________。修正方案：________________________________________________________________________。(2)乙同學(xué)探究pH對酶活性的影響：①取12支試管并編號為1～12，分別加入一個體積為0.3cm3的蛋白塊，調(diào)節(jié)各試管的pH分別為1～12；②同時向12支試管內(nèi)各加入相應(yīng)pH的等量的胰蛋白酶；③均放入盛有冰水的大燒杯內(nèi)一段時間；④觀察并記錄各試管中蛋白塊消失的時間。存在問題：________________________________________________________________________。修正方案：________________________________________________________________________。(3)丙同學(xué)探究溫度對酶活性的影響：①取6支試管并編號為A、A1、B、B1、C、C1。在試管A、B、C中都加入等量的淀粉溶液，在試管A1、B1、C1中都加入等量淀粉酶溶液。②將試管A、A1放入60℃水中，將試管B、B1放入100℃水中，將試管C、C1放入冰水中，維持5min。③分別將等量的淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中，搖勻后，在相應(yīng)溫度下維持5min。④取出試管，用斐林試劑檢測實驗結(jié)果。存在問題：________________________________________________________________________。修正方案：________________________________________________________________________。答案(1)缺少對照組應(yīng)再取1支試管，滴加2滴蒸餾水，其余條件都相同(2)無關(guān)變量(或溫度)不適宜應(yīng)把12支試管放入37℃的水浴中保溫相同時間(3)檢測結(jié)果的試劑不合適應(yīng)該是取出試管，各加入等量的碘液解析評價三位同學(xué)的實驗方案時，首先要從實驗步驟的描述中思考實驗?zāi)康氖鞘裁?，再分析實驗的自變量和因變量。在評價實驗方案時，常圍繞對照原則、單一變量原則、等量原則以及實驗處理的細(xì)節(jié)幾個方面進行。(1)從“實驗?zāi)康摹敝姓页觥白宰兞俊?，然后根?jù)自變量設(shè)計實驗，分組進行探究，是解答本小題的突破口。“探究酶具有催化作用”是實驗?zāi)康?，其自變量是有無酶。新鮮土豆研磨液中含有過氧化氫酶，因此，應(yīng)設(shè)置一個空白對照組——添加等量的蒸餾水。(2)“探究pH對酶活性的影響”是實驗?zāi)康?，設(shè)計實驗時必須要保證其他無關(guān)變量適宜，不能影響酶的活性。本題中將各組試管置于冰水中不合理。(3)對于實驗結(jié)果的觀察，有些可以不借助試劑，如第(2)小題，有些需要借助試劑，如本小題。使用斐林試劑檢測時要用水浴加熱處理，放入冰水中的一組在加熱過程中，可能仍會有酶促反應(yīng)進行，因此可改用碘液檢測，再根據(jù)顏色深淺，判定酶促反應(yīng)進行的程度。命題探秘評價改進型實驗題的命題主要集中在以下兩個方面：(1)是否違反了相關(guān)實驗設(shè)計原則。最容易考查到的是對照原則和單一變量原則，如本題的第(1)小題就違反了對照原則。另外，近年來此類實驗題還注重對無關(guān)變量控制的考查，如本題的第(2)小題，對無關(guān)變量的控制要遵循等量原則。(2)對實驗的改進措施描述是否準(zhǔn)確到位。如本題的第(1)小題，描述改進的措施要特別注意“2滴”“其余條件都相同”，否則就會失分。5．生物小組的同學(xué)為了研究葉綠體色素對不同波長光的吸收情況，設(shè)計了一個小實驗，具體步驟如下：(1)從室外隨機搬取4株天竺葵，制作4個能裝下天竺葵的相同規(guī)格的黑色硬紙盒，每個紙盒內(nèi)分別裝上不同顏色(紅、黃、綠、藍(lán))、功率相同的彩燈；(2)將4株天竺葵分別放入4個黑色紙盒中，在相同且適宜的條件下，接通電源，照光4小時；(3)從4株經(jīng)光照后的天竺葵上同時各取一片葉片放入培養(yǎng)皿中，滴加等量碘液；(4)觀察并比較各培養(yǎng)皿中葉片的顏色變化。請你指出以上實驗設(shè)計中的不足之處，并做出修改。不足之處一：________________________________________________________________________，修改為________________________________________________________________________。②不足之處二：_____________________________________________________________，修改為________________________________________________________________________。不足之處三：________________________________________________________________________，修改為________________________________________________________________________。不足之處四：________________________________________________________________________，修改為__________________________________________________