專題03生物實(shí)驗(yàn)探究（原卷版）

專題03生物實(shí)驗(yàn)探究【解題技巧】一、科學(xué)探究的一般過程①發(fā)現(xiàn)和提出問題：需要對(duì)自然現(xiàn)象和事物進(jìn)行各種觀察，而且需要提出具有科學(xué)意義的問題，要有一定的價(jià)值，并能通過實(shí)驗(yàn)或收集資料給予答案的②建立假設(shè)：針對(duì)提出的問題構(gòu)想的一個(gè)假設(shè)。不能憑空亂想。制定計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案③收集事實(shí)與證據(jù)：利用計(jì)劃和方案得到相應(yīng)的事實(shí)與證據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。④檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)⑤合作與交流二、生物探究題：中考科學(xué)中的生物實(shí)驗(yàn)題?？加忻富钚缘奶骄?，種子萌發(fā)的條件探究，臨時(shí)裝片制作與觀察，光合作用的影響因素……等等實(shí)驗(yàn)，這些內(nèi)容要一一突破?！纠}精析】一．科學(xué)探究的基本環(huán)節(jié)1．以下資料是關(guān)于酶的發(fā)現(xiàn)史：斯帕蘭札尼實(shí)驗(yàn)：以前人們認(rèn)為人和動(dòng)物只能對(duì)食物進(jìn)行物理性消化，即只使食物的形狀顆粒大小發(fā)生變化，而不能進(jìn)行化學(xué)性消化。1773年，意大利科學(xué)家斯帕蘭札尼設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將肉塊放入小巧的金屬籠內(nèi)，然后讓鷹把小籠子吞下去，而胃液可以流入籠內(nèi)。過一段時(shí)間后，他把小籠子取出來，發(fā)現(xiàn)籠內(nèi)的肉塊消失了。于是，他推斷胃液中一定含有對(duì)肉塊進(jìn)行化學(xué)性消化的物質(zhì)。施旺實(shí)驗(yàn)：1836年德國(guó)博物學(xué)家施旺進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)：他把氯化汞加到胃液里，沉淀出一種白色粉末。除去粉末中的汞化合物，把剩下的粉末溶解，得到了一種濃度非常高的消化液，他把這粉末叫作“胃蛋白酶”。他利用制得的胃蛋白酶進(jìn)行了如表實(shí)驗(yàn)，讓食物在體外消化成為可能．容器加入物質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果1胃蛋白酶+肉糜+清水肉糜分解很少2胃蛋白酶+肉糜+鹽酸肉糜大部分分解3胃蛋白酶+肉糜+氫氧化鈉肉糜分解很少（1）斯帕蘭札尼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處是排除了性消化對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。（2）施旺所進(jìn)行的表格中的實(shí)驗(yàn)說明了胃蛋白酶的活性受的影響。（3）上表中的實(shí)驗(yàn)想在最短的時(shí)間內(nèi)完成，應(yīng)該把溫度控制在攝氏度左右。（4）有同學(xué)對(duì)施旺實(shí)驗(yàn)提出質(zhì)疑：認(rèn)為對(duì)肉糜起分解作用的可能是鹽酸。為了檢驗(yàn)他的猜想正確與否可再增設(shè)一容器，并在其中加入物質(zhì)：，觀察肉糜的分解情況。2．疫苗接種被認(rèn)為是醫(yī)學(xué)科學(xué)最偉大的成就之一。疫苗研發(fā)的主要階段包括：分離獲得毒株→制成疫苗→動(dòng)物實(shí)驗(yàn)→臨床試驗(yàn)→審批上市。那么如何評(píng)價(jià)疫苗的安全性和有效性呢？【探究目的】探究疫苗X的安全性和有效性?！緞?dòng)物實(shí)驗(yàn)】（1）實(shí)驗(yàn)方案：（圖1）實(shí)驗(yàn)過程中，B組注射的是。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：僅A組小鼠的血清中檢測(cè)到相應(yīng)的特異性抗體，兩組小鼠的其余生理和生化指標(biāo)，說明疫苗X對(duì)小鼠是安全有效的。（3）交流反思：有研究者認(rèn)為，通過小鼠實(shí)驗(yàn)篩選出的疫苗，還需要用靈長(zhǎng)類動(dòng)物（如猴）實(shí)驗(yàn)評(píng)估疫苗，進(jìn)一步確認(rèn)安全有效后，方可進(jìn)行臨床試驗(yàn)。從進(jìn)化角度分析，支持用靈長(zhǎng)類動(dòng)物實(shí)驗(yàn)評(píng)估疫苗的理由是?！九R床試驗(yàn)】疫苗X的生產(chǎn)上市還需要經(jīng)過三期的臨床試驗(yàn)。（圖2）分組志愿者患病數(shù)疫苗組10000人8人安慰劑組10000人160人結(jié)果分析：Ⅲ期臨床試驗(yàn)在疫區(qū)招募了20000志愿者，試驗(yàn)結(jié)果如表所示，則該疫苗保護(hù)率是。注：疫苗保護(hù)率＝（安慰劑組患病率﹣疫苗組患病率）÷安慰劑組患病率?！旧鐣?huì)參與】接種疫苗是對(duì)抗新冠疫情最有效的防范措施。當(dāng)接種疫苗達(dá)到一定比率后就可以建立起免疫屏障，阻斷疫情蔓延，因此接種疫苗不僅是為了個(gè)人的健康，更是為了全社會(huì)的健康。我們每個(gè)公民都應(yīng)盡打快打疫苗。3．科學(xué)家探索光合作用過程和本質(zhì)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷程。我們知道綠色植物利用太陽光能把二氧化碳和水合成有機(jī)物，并釋放氧氣。H2O和CO2均含有O，那么O2中的O是來源于什么物質(zhì)呢？資料一：19世紀(jì)末，科學(xué)家普遍認(rèn)為：CO2在光的作用下被分解為CO和O2。資料二：范?尼爾通過實(shí)驗(yàn)得出紫硫細(xì)菌合成有機(jī)物的反應(yīng)式，與高等植物光合作用的反應(yīng)式進(jìn)行比較研究后，建立了猜想。紫硫細(xì)菌：CO2+2H2S→光（CH2O）（糖類）+2S+H2高等植物：CO2+2H2O→光（CH2O）（糖類）+O2+H2資料三：英國(guó)化學(xué)家希爾在一個(gè)密閉的裝置中加入含葉綠體的懸浮液和高鐵鹽（作氧化劑，不產(chǎn)生氧氣），并除去裝置內(nèi)的CO2，在光照下發(fā)現(xiàn)密閉裝置中產(chǎn)生了O2。資料四：美國(guó)科學(xué)家魯賓、卡門給三組小球藻提供含有一定比例18O的水和碳酸氫鹽（釋放二氧化碳，其他條件均相同），光照相同時(shí)間后，分別檢測(cè)小球藻釋放氧氣中18O的比例，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。（18O是表示中子數(shù)為10的氧原子，可作為示蹤原子）組別水中18O的比例（%）碳酸氫鹽中18O的比例（%）釋放的氧氣中18O的比例（%）10.850.410.8420.850.550.8530.850.610.85（1）通過資料二中的比較分析，可以作出的猜想是。（2）希爾實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明光合作用產(chǎn)生的O2全部來源于H2O？請(qǐng)作出判斷并說明理由。（3）分析魯賓、卡門的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得出的結(jié)論及相應(yīng)的依據(jù)分別是。4．春暖花開、燕雁北飛，秋寒葉落、燕雁南歸。人們通常認(rèn)為候鳥的遷徙與氣溫變化有關(guān)。據(jù)加拿大洛文教授14年的觀察記錄，有一種候鳥黃腳鷸，每年長(zhǎng)途跋涉1.6萬公里來往于北美洲的加拿大和南美洲之間，總是固定于5月26～29日在加拿大首次產(chǎn)蛋。根據(jù)上述現(xiàn)象，洛文教授認(rèn)為氣溫不是引起候鳥遷徙的原因。他在1924年9月捕獲了若干只某種候鳥，分兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的過程與結(jié)果如表。所捕候鳥的處理3個(gè)月后放飛的所捕候鳥情況第一組置于日照時(shí)間逐漸縮短的自然環(huán)境中留在原地第二組置于日光燈下，用燈光模擬日照，并一天天延長(zhǎng)光照時(shí)間多數(shù)往相同方向飛（1）洛文教授根據(jù)黃腳鷸的首次產(chǎn)蛋日期都是在每年的5月26～29日，推測(cè)氣溫不是引起候鳥遷徙的原因，因?yàn)槊磕晖诘臍鉁厥恰＃?）根據(jù)洛文教授的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，你認(rèn)為他的猜想是。（3）若洛文教授根據(jù)此實(shí)驗(yàn)就對(duì)候鳥的遷徙原因下結(jié)論，這種做法是否合理，并說明理由。。5．酶是生物體內(nèi)各種化學(xué)反應(yīng)的催化劑，它的活性會(huì)受到多種外界因素的影響。在探究了溫度對(duì)酶催化作用的影響實(shí)驗(yàn)后，科學(xué)興趣小組在課后對(duì)其他環(huán)境因素進(jìn)行了探究?！緦?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】①將若干同樣大小的濾紙片浸入肝臟研磨液，使過氧化氫酶附著在濾紙片上，取出后晾干；②在四只燒杯中盛入體積分?jǐn)?shù)為2%，pH分別為5、7、9、11的H2O2溶液（溫度相同且適宜）；③將濾紙片分別放入燒杯中，濾紙片上的過氧化氫酶催化H2O2分解產(chǎn)生O2，氧氣泡會(huì)附著在濾紙片上。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濾紙片先下沉再逐漸上浮，直至浮出液面（如圖甲），記錄的時(shí)間。由上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可知，該興趣小組建立的假設(shè)是?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)果】同學(xué)們通過實(shí)驗(yàn)，獲得如圖乙所示的結(jié)果?！镜贸鼋Y(jié)論】pH對(duì)酶的催化作用有影響，pH在5﹣11的范圍內(nèi)，隨著pH的升高，過氧化氫酶的活性變化規(guī)律為。【拓展提高】結(jié)合課堂與課后的探究結(jié)果，有小組同學(xué)提出，在不同溫度條件下，pH對(duì)酶活性的影響是否相同。為此他們將H2O2溶液分成份，并設(shè)計(jì)如表所示的方案做了進(jìn)一步探究。組別pH57911溫度（℃）10A1B1C1D120A2B2C2D230A3B3C3D340A4B4C4D46．資料表明，果膠酶可破除果肉細(xì)胞的細(xì)胞壁（內(nèi)含果膠），果膠酶只能對(duì)果膠的分解起催化作用。這為果汁生產(chǎn)廠家提高出汁率提供了科學(xué)依據(jù)。某科學(xué)興趣為此設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)，探究“影響果膠酶活性的因素”。①分別取一定量果膠酶和蘋果泥分裝于兩支相同的試管中，在10℃同一水浴中恒溫處理10分鐘，如圖A；②將果膠酶與蘋果泥充分混合，再次在10℃水溶液中恒溫處理10分鐘，如圖B；③將步驟②處理后的混合物過濾，收集濾液，測(cè)出果汁量（體積），如圖C；④再取等量的果膠酶與蘋果泥，在不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，記錄果汁量如表：溫度/℃1020304050607080果汁量/mL81216251511106請(qǐng)回答下列問題：（1）步驟①的目的是。（2）“果膠酶只能對(duì)果膠的分解起催化作用”體現(xiàn)了酶的性。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)溫度為℃左右時(shí)，果膠酶的活性較高。二．探究種子萌發(fā)的條件7．為了研究不同顏色的光對(duì)種子萌發(fā)的影響，進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：取甲、乙、丙、丁4個(gè)培養(yǎng)皿中有潮濕的濾紙，各放入100粒萵苣種子，然后分別給予不同的光照，數(shù)天后結(jié)果如下表。甲乙丙丁光照條件用黑紙遮光照橘紅光（λ＝660μm）先照橘紅光再照遠(yuǎn)紅光（λ＝735μm）先照橘紅光再照遠(yuǎn)紅光最后再照橘紅光數(shù)天后的萌發(fā)的種子數(shù)（粒）0994098根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作為最恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論是（）A．只要有光照，萵苣種子就能發(fā)芽 B．不照光，萵苣種子不能發(fā)芽；遠(yuǎn)紅光也能抑制其發(fā)芽 C．橘紅光可促進(jìn)萵苣種子發(fā)芽，遠(yuǎn)紅光可抑制其發(fā)芽 D．橘紅光可促進(jìn)萵苣種子發(fā)芽，但遠(yuǎn)紅光可抵消橘紅光的作用8．幼苗的出土率是否與種子種植的深度有關(guān)？為研究這一問題，小科展開了相關(guān)的探究。組別甲乙丙丁種植深度6cm11cm18cm25cm出土幼苗數(shù)量29棵30棵26棵20棵未出土幼苗生長(zhǎng)情況1棵種子未萌發(fā)/幼苗略有萎縮現(xiàn)象幼苗萎縮現(xiàn)象較明顯幼苗子葉大小較大較小只有痕跡只有痕跡將相似的120粒綠豆種子平均分成4組，在相同砂土中按不同深度種植，放置在相同且適宜萌發(fā)和生長(zhǎng)的條件下。連續(xù)觀察15天，發(fā)現(xiàn)只有三組有幼苗先后出土，如圖所示。在第15天對(duì)所有幼苗進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，除幼苗胚軸的長(zhǎng)度不同外，各組幼苗的出土數(shù)量、未出土幼苗生長(zhǎng)狀況、子葉大小等也有差異，如表所示。（1）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①；②當(dāng)綠豆種子種植深度超過11cm后，隨著種植深度的增加，幼苗的出土率將會(huì)，得出此結(jié)論的依據(jù)是；（2）第15天，取甲、乙、丙三組幼苗各10棵，分別測(cè)定各組有機(jī)物總含量，則組的有機(jī)物含量最高，根本原因是。9．小徐為了探究“煙草浸出液對(duì)黃豆種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響”，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①用煙草、蒸餾水配制得到濃度為40%的煙草原浸液，再通過稀釋原浸液得到濃度為20%、15%、10%的浸出液；②取4個(gè)同規(guī)格的培養(yǎng)皿，編號(hào)為A、B、C、D，并在里面鋪上等量的干棉花；③在每個(gè)培養(yǎng)皿中放20粒黃豆種子，蓋上蓋子；④通過量筒量取，每天定時(shí)向各培養(yǎng)皿中噴灑、濃度不同的浸出液，并記錄數(shù)據(jù)。其中第5天的數(shù)據(jù)如表，回答問題：編號(hào)噴灑的浸出液濃度第5天的平均芽長(zhǎng)和萌發(fā)率平均芽長(zhǎng)/cm萌發(fā)率A0%10100%B10%495%C15%1.265%D20%0.535%（1）請(qǐng)你填寫完整步驟④，以便控制好無關(guān)變量。（2）該實(shí)驗(yàn)通過來判斷煙草浸出液對(duì)黃豆幼苗生長(zhǎng)的影響。（3）本實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是。10．在探究“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”時(shí)，小金設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：①取4個(gè)罐頭瓶，編號(hào)1﹣4，每一瓶底放6層餐巾紙，每一瓶中放入10粒大豆種子于餐巾紙上。②將1﹣4號(hào)瓶做了如表所示不同的處理，5天后取出觀察到如表所示的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。編號(hào)處理方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1不做處理蓋上瓶蓋放入25℃的培養(yǎng)箱中不萌發(fā)2不做處理蓋上瓶蓋放入5℃的培養(yǎng)箱中不萌發(fā)3向瓶中加水至餐巾紙濕潤(rùn)蓋上瓶蓋放入5℃的培養(yǎng)箱中不萌發(fā)4向瓶中加水至餐巾紙濕潤(rùn)蓋上瓶蓋放入25℃的培養(yǎng)箱中萌發(fā)請(qǐng)回答：（1）1號(hào)瓶與號(hào)瓶組合，可以形成一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，探究的是對(duì)種子萌發(fā)的影響。（2）比較分析3號(hào)瓶和4號(hào)瓶的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，能得出的結(jié)論是。（3）1號(hào)瓶和2號(hào)瓶可以形成一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)嗎？。（4）4號(hào)瓶中有1粒種子沒有萌發(fā)，可能原因是。三．探究發(fā)生在口腔內(nèi)的化學(xué)消化11．根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材（試劑），是保證實(shí)驗(yàn)獲得可靠結(jié)果的關(guān)鍵因素之一。下列實(shí)驗(yàn)器材（試劑）的選用錯(cuò)誤的是（）A．探究溫度對(duì)唾液淀粉酶的影響，用碘液檢驗(yàn)淀粉是否存在 B．選用花生仁、大米、牛肉干來探究不同食物所含能量的多少 C．選用尾鰭色素深的小魚進(jìn)行“觀察小魚尾鰭內(nèi)血液流動(dòng)”的實(shí)驗(yàn) D．選用低倍顯微鏡觀察小魚尾鰭內(nèi)的血液流動(dòng)12．為了探究某種淀粉酶的最適宜溫度，某同學(xué)進(jìn)行了如圖實(shí)驗(yàn)操作。請(qǐng)分析回答：（1）【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】步驟1：取10支試管，分為五組。每組兩支試管中分別加入1mL某種淀粉酶溶液和2mL濃度為5%的淀粉溶液。步驟2：將每組淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并振蕩。步驟3：將裝有混合溶液的五支試管（編號(hào)1、2、3、4、5）分別置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中。反應(yīng)過程中，每隔1分鐘從各支試管中取出一滴反應(yīng)液滴在多孔瓷板上，加1滴碘液顯色。①該實(shí)驗(yàn)的變量是；②此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在一個(gè)明顯的錯(cuò)誤，即步驟2前應(yīng)保溫一段時(shí)間后再混合；③該實(shí)驗(yàn)中每組只加入1mL某淀粉酶溶液，不能過多，主要是為了避免。（2）【實(shí)驗(yàn)操作】糾正該實(shí)驗(yàn)錯(cuò)誤步驟后，進(jìn)行正確操作。一段時(shí)間后，當(dāng)?shù)?組試管中的反應(yīng)物與碘液混合物開始呈棕黃色時(shí)，各組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如表（“+”表示藍(lán)色程度）：組別12345處理溫度/℃1525354555結(jié)果+++棕黃色+++①試管中取出的反應(yīng)物滴加碘液后，呈棕黃色，說明。②分析上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出該淀粉酶的最適溫度在之間。③為進(jìn)一步確定最適宜溫度，需要（簡(jiǎn)述后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作）。四．探究光合作用的條件、場(chǎng)所、原料和產(chǎn)物13．如圖所示的“人工樹葉”是一種模擬電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置模擬植物的光合作用，利用太陽能將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和燃料丙醇（C3H8O）。則下列不屬于“人工樹葉”作用的是（）A．將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 B．有利于減緩溫室效應(yīng) C．為人類提供能源 D．為人類提供食物14．植物光合作用速率可以用單位面積、單位時(shí)間內(nèi)制造的有機(jī)物質(zhì)量來表示。某同學(xué)按下列步驟測(cè)量樟樹葉光合作用速率：①選取n張對(duì)稱性良好的樟樹葉片，將每張葉片標(biāo)記為如圖的A、B兩部分；②將葉片的A部分作遮光處理，B部分不作處理；③光照t小時(shí)后，在所選的每張葉片A、B的對(duì)應(yīng)部位各截取面積為S的小方片，分別烘干，稱得A部分小方片總質(zhì)量為mA，B部分小方片總質(zhì)量mB；④計(jì)算出樟樹葉光合作用速率；（1）為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，步驟①中選取的樟樹葉片在數(shù)量上有什么要求？。（2）另一同學(xué)認(rèn)為，上述方法在測(cè)量時(shí)沒有考慮光合作用產(chǎn)物會(huì)運(yùn)出葉片，這樣會(huì)使測(cè)量結(jié)果存在較大的偏差。為了減小偏差。在步驟②之前對(duì)葉片最好的處理方法是。A.摘下葉片以切斷葉柄B.環(huán)剝?nèi)~柄以切斷篩管C.破壞葉柄木質(zhì)部以切斷導(dǎo)管（3）樟樹葉光合作用速率可表示為。（用字母表示）15．生物小組用黑藻探究光合作用是否以二氧化碳作為原料。BTB（溴麝香草酚藍(lán)）水溶液顏色變化可反映出水中二氧化碳含量變化，原理如圖1所示。依據(jù)這一原理，同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，處理及結(jié)果如圖2所示。（1）甲乙兩組實(shí)驗(yàn)在黑暗中一段時(shí)間后，BTB水溶液都變成黃色的原因是。（2）比較甲、乙組實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出結(jié)論。（3）有同學(xué)質(zhì)疑，光照是否會(huì)引起B(yǎng)TB水溶液中二氧化碳含量減少。為繼續(xù)探究這個(gè)問題，小科增加了實(shí)驗(yàn)，制得與甲、乙兩組相同的黃色BTB水溶液后，接下來的實(shí)驗(yàn)操作是。五．探究環(huán)境因素對(duì)植物光合作用的影響16．為探究影響光合作用強(qiáng)度的因素，將同一品種玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是（）A．該實(shí)驗(yàn)中影響光合作用