專題四 生物實驗（原卷版）

專題四生物實驗[考點導(dǎo)航]生物實驗探究??生物實驗設(shè)計??[生物實驗探究]興趣小組從浸泡后的綠豆中提取淀粉酶溶液，為了研究酸堿性對該淀粉解催化作用的影響，以淀粉瓊脂為材料進行實驗，步驟如下：濾紙編號溶液成分1淀粉酶溶液2淀粉酶溶液+稀鹽酸3淀粉酶溶液+稀碳酸鈉溶液4稀鹽酸5稀碳酸鈉溶液①取5片大小相同的濾紙小圓片，編為1～5號，將其分別在五種不同成分的溶液（各溶液成分如表）中浸泡后取出，按如圖甲所示放置在盛有淀粉瓊脂薄片的培養(yǎng)皿中，蓋上蓋子。②將培養(yǎng)皿置于37℃的恒溫箱中半小時后取出，將碘液均勻滴入培養(yǎng)皿中，約1分鐘后用清水緩緩沖去多余的碘液。③實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1號、2號和3號濾紙小圓片周圍出現(xiàn)了大小不等的清晰區(qū)（即沒有變藍(lán)色的區(qū)域），3號周圍的清晰區(qū)面積最大，1號其次，2號清晰區(qū)面積最小，4號和5號周圍以及其余部位均顯藍(lán)色，如圖乙所示。（1）為什么1號、2號和3號濾紙小圓片周圍會出現(xiàn)清晰區(qū)？。（2）為了判斷酸性對該淀粉酶催化作用的影響，應(yīng)選擇第2號與（填濾紙編號）進行對照。（3）實驗結(jié)果表明，（選填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”）條件下，該淀粉酶的催化作用最強。興趣小組將淀粉酶的催化效率與酸堿性強弱繪制成柱形圖，請將弱酸性和中性環(huán)境下的柱形圖補充完整。植物的生長需要多種礦質(zhì)元素，其中必需元素就多達(dá)14種，需要量比較大的有氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵等。為了探究植物根系是否等比例吸收礦質(zhì)元素和水分，興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置，選用兩株各方面均相同的水稻，通過改變光照來調(diào)節(jié)蒸騰作用，然后測定水稻根系所處溶液中礦質(zhì)元素含量的變化?！咎岢黾僭O(shè)】植物根系等比例吸收礦質(zhì)元素和水分?！緦嶒炘O(shè)計】根據(jù)上述研究目的，設(shè)計相應(yīng)的實驗方案及記錄表如下：實驗條件檢測項目水分蒸騰量礦質(zhì)元素含量變化N元素XY…甲較強的光照m1n1乙較弱的光照m2n2（1）實驗中油膜的作用是。（2）為了確保上述假設(shè)的普遍適用性，表中的X、Y等應(yīng)為?！緮?shù)據(jù)處理】（3）要初步證實假設(shè)成立與否，實驗后對表中的數(shù)據(jù)應(yīng)按下列方式處理。A.比較m1：m2和n1：n2兩個比值B.比較m1+n1和m2+n2的大小C.比較m1﹣m2和n1﹣n2的大小【實驗結(jié)論】植物根系不是以等比例的方式吸收礦質(zhì)元素和水分?！緦嶒灧此肌浚?）本實驗采用改變光照來調(diào)節(jié)水分蒸騰量，但在實驗設(shè)計中，我們也可以在相同的光照條件下，通過改變水稻植株上的來進行實驗。=已知酶的活性會受溫度、酸堿度的影響。請回答：（1）探索溫度對酶活性影響最合理的實驗步驟是。①取3支試管，編號并分別注入2毫升淀粉溶液②向各試管注入1毫升淀粉酶溶液③向各試管滴一滴碘液④將3支試管分別放入37℃溫水、沸水、冰塊中保持5分鐘⑤觀察實驗現(xiàn)象A．①④②④③⑤B．①④②③⑤C．①②④③⑤D．①③②④⑤（2）酶的催化效率不僅與溫度、酸堿度有關(guān)，還與離子種類有關(guān)，如氯離子能提高唾液淀粉酶的催化效率，銅離子能降低唾液淀粉酶的催化效率，鈉離子對唾液淀粉酶的催化效率無影響。為了進一步探究硫酸根離子能否提高唾液淀粉酶的催化效率，在溫度適宜的條件下小柯進行了如下實驗：試管號1%淀粉溶液1%稀硫酸蒸餾水碘液1號2毫升01毫升2滴2號2毫升1毫升02滴第1步：取2支潔凈的試管，按表中從左到右的順序?qū)⑺幤芳尤氲较鄳?yīng)的試管中。第2步：在2支試管中各加1毫升稀釋唾液后搖勻。第3步：將兩支試管放入37攝氏度的水浴中加熱5分鐘，觀察并記錄現(xiàn)象。小柯的實驗還不能確定硫酸根離子能否提高唾液淀粉酶的催化效率，需作如何改進？。如果硫酸根離子不能提高唾液淀粉酶的催化效率，則實驗改進后兩支試管中觀察到的現(xiàn)象是。某研究小組設(shè)計了一個實驗方案，以驗證“二氧化碳是光合作用合成有機物必需的原料”（如圖所示），請回答以下問題：（1）小金老師認(rèn)為此方案設(shè)計不嚴(yán)謹(jǐn)，還應(yīng)增設(shè)對照組。小金老師認(rèn)為只要將玻璃鐘罩中的氫氧化鈉溶液應(yīng)換成，其他保持不變就可以了。（2）“暗處理一晝夜”的目的是。（3）實驗過程中，步驟③的裝置中，小燒杯內(nèi)的溶液是。（4）實驗過程中，步驟④中葉片的顏色為什么沒有變藍(lán)。請解釋緣由：。[生物實驗設(shè)計]為了研究“不同色光對種子萌發(fā)的影響”，某科學(xué)興趣小組進行了以下實驗：①取甲、乙、丙、丁4個培養(yǎng)皿，每個培養(yǎng)皿中墊有二層濕濾紙：②選取籽粒飽滿、均勻一致的萵苣種子400粒，隨機平均分四組，分別放入培養(yǎng)皿中：③分別給予4個培養(yǎng)皿不同的光照，在適宜溫度下培養(yǎng)一周后結(jié)果如下表：培養(yǎng)皿甲乙丙丁光照條件用黑紙遮光照橘紅光先照橘紅光，再照遠(yuǎn)紅光先照橘紅光，再照遠(yuǎn)紅光，最后照橘紅光一周后萌發(fā)的種子數(shù)/粒0994098請回答下列問題：（1）培養(yǎng)皿墊二層濕濾紙的目的是。（2）實驗中每個培養(yǎng)皿放入用100粒種子的目的是。（3）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得出最為全面的結(jié)論是。滿江紅、金魚藻等水生植物對含磷酸鹽（常見的水體污染物）的污水有一定的凈化作用，某學(xué)校興趣小組想進一步探究滿江紅、金魚藻聯(lián)合種植對含磷酸鹽（常見的水體污染物）污水的凈化效果。（1）請你設(shè)計實驗方案并寫出實驗步驟。實驗材料：滿江紅、金魚藻若干，含磷酸鹽（常見的水體污染物）的污水、無色透明塑料桶若干、便攜式磷酸鹽檢測儀及其他實驗所需的儀器。（2）實驗前用蒸餾水將植物洗凈，用吸水紙吸干水分的目的是。馬鈴薯是大家喜愛的一種食材，但馬鈴薯保存過程中常會變綠而導(dǎo)致其中龍葵素含量升高。查閱資料可知：龍葵素是一種對生物體有害的物質(zhì)。按照國家標(biāo)準(zhǔn)，每100克馬鈴薯中龍葵素含量超過20毫克就對人畜起毒害作用，那么表皮部分變綠的馬鈴薯能否食用呢？為了解決疑問，小明選取一個小面積表皮變綠和一個大面積表皮變綠的馬鈴薯進行實驗，記錄數(shù)據(jù)如下：組別樣品檢驗部位每100克樣品中含龍葵素質(zhì)量第一組小面積表皮變綠的馬鈴薯綠色表皮34.12毫克除去綠色表皮后的表層（略有綠色部分）23.36毫克樣品的中心部分（黃色）4.85毫克第二組大面積表皮變綠的馬鈴薯綠色表皮112.5毫克除去綠色表皮后的表層（略有綠色部分）27.12毫克樣品的中心部分（黃色）5.12毫克（1）小紅認(rèn)為實驗存在缺陷，要使實驗結(jié)論更可靠，該如何改進？。（2）結(jié)合實驗可知，如何通過外觀判斷馬鈴薯中龍葵素含量的多少？。（3）請根據(jù)相關(guān)信息，判斷變綠的馬鈴薯能否食用并說明理由。。調(diào)查稱，某些世界知名的戶外運動品牌服裝采用的材料中存在全氟辛酸。全氟辛酸很難在環(huán)境中降解，可通過食物、空氣和水進入人體。近年最新研究表明全氟辛酸被確定為“對人類可能致癌”的物質(zhì)。實驗人員為了檢測其毒性，利用小鼠進行研究。那么到底多少用量的全氟辛酸會對小鼠產(chǎn)生完全致命（十五天內(nèi)100%死亡率）的毒性呢？研究小組對全氟辛酸毒性進行了檢測：【實驗材料】昆明種小白鼠40只。【實驗步驟】①將小白鼠隨機等分為A、B、C、D四組，常規(guī)喂養(yǎng)。實驗前讓小白鼠在同一實驗環(huán)境中適應(yīng)5天。②取全氟辛酸（以下寫作PFOA）純品，以1千克植物油為溶劑，分別制備成不同濃度的藥劑。然后用灌胃針將各組藥劑分別灌入小鼠體內(nèi)。③染毒后繼續(xù)禁食3小時，并記錄動物出現(xiàn)的癥狀與死亡情況，觀察期為15天。④實驗結(jié)束時，將存活的小白鼠處死并解剖?！緦嶒炗涗洝拷M別劑量/（mg/kg）動物數(shù)/只死亡率/%A2151010B4641060C10001090D215010100（1）選取的昆明種小白鼠的要求是。（2）該小組在實驗設(shè)計中存在明顯漏洞，改進的方法是。（3）改進方法后，為了更精確得到使小白鼠半月內(nèi)完全致命的毒性劑量，你的處理方法。

[猜押題專練]1．如圖是驗證光合作用需要二氧化碳的實驗裝置，實驗步驟如下：（注：氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳?xì)怏w。）①選擇一株生長健康的天竺葵，放在黑暗的地方一晝夜；②將透明塑料袋、藥品等按圖示裝置連接固定好；③光照4小時，取下葉片A和B，將葉片進行褪色處理、清洗；④用碘液分別檢驗A、B葉片，觀察現(xiàn)象。⑤選擇幾株生長健康的天竺葵，重復(fù)以上實驗。（1）將天竺葵放在黑暗的地方一晝夜的目的是。（2）B為A的對照組，在B中應(yīng)加入。（3）假如實驗的結(jié)論為二氧化碳是光合作用的原料，預(yù)測步驟④中可以觀察到的實驗現(xiàn)象是。2．已知生長激素和胰島素一樣均為蛋白質(zhì)，某同學(xué)為了探究生長激素的作用，取30只同樣大小的幼鼠等分成A、B、C三組，分別放入三個飼養(yǎng)籠。如表中是該同學(xué)完成的實驗及一段時間后的實驗結(jié)果，請回答下列問題：（1）做此實驗過程中，一定要保證幼鼠的其他生長條件均相同，這樣做的目的是。每組取10只同樣大小的幼鼠完成實驗，幼鼠的數(shù)目不能太少的原因是。（2）組和B組結(jié)果比較，說明生長激素有的作用。（3）C組結(jié)果和B組結(jié)果比較，能否說明生長激素沒有任何生理作用？。為什么？。（4）若將本實驗中的生長激素改為甲狀腺激素，重復(fù)A、B組實驗，則組幼鼠會提前成熟。組次處理方式幼鼠增重A定期注射適量生長激素40%B不注射25%C飼喂與A組等量生長激素25%3．小科同學(xué)發(fā)現(xiàn)一個生活現(xiàn)象，道路兩旁的紅葉石楠春天長出紅色的嫩葉，到了夏天，這些紅色的葉片變成了綠色，小科猜想可能跟夏天的溫度高或光照強有關(guān)。于是，小科決定探究光照能否影響葉片變綠。他借鑒“光合作用需要光照”的實驗方案，設(shè)計如下實驗方案：組別甲組乙組實驗材料同種紅葉石楠一株同種紅葉石楠一株環(huán)境條件陰暗、適宜溫度光照充足、適宜溫度處理方法將甲、乙兩組植物栽種在各自實驗環(huán)境中一段時間（1）此實驗的甲組是（填“實驗組”或“對照組”）。（2）老師看了小科的實驗方案后，認(rèn)為該方案還存在一點不足，請你幫助小科同學(xué)對該實驗方案進行改進。（3）實驗預(yù)期：假如光照對葉片變綠確實有影響，預(yù)期的實驗現(xiàn)象是。4．小科為探究綠色植物光合作用的速率大小，進行如下實驗：【實驗步驟】①按圖1組裝好實驗裝置，并檢驗裝置氣密性。裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度基本穩(wěn)定。②將盆栽綠色植物放入如圖所示的裝置內(nèi)，實驗開始時，針筒的讀數(shù)是0.2ml，毛細(xì)管內(nèi)的水柱在位置A．將裝置放在20℃環(huán)境中光照20min后，移動活塞位置，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)，才能使水柱仍維持在位置A。③若將該裝置的玻璃瓶進行遮光處理，在20℃下放置10min后，針筒的容量需要調(diào)至0.1mL的讀數(shù)，才能使水柱仍維持在A處。在不考慮溫度、大氣壓變化的情況下，回答下列問題：【交流與討論】（1）若以每小時釋放的氧氣量來代表光合作用速率，則在有光的條件下，該植物的實際光合作用速率是mL/h。（2）將該裝置放在自然環(huán)境下，測定夏季一晝夜裝置內(nèi)植物氧氣釋放速率的變化，得到如圖2所示曲線，那么影響裝置內(nèi)植物光合作用速率變化的主要環(huán)境因素是?！緦嶒灧此肌繛槭箤嶒灲Y(jié)果更加可靠，小科用塑料薄膜將花盆中的土壤密封，以排除對實驗的干擾。小科改進實驗設(shè)計，繼續(xù)進行探究……5．海藻中所含維生素豐富，常作為美容產(chǎn)品的原料。有人通過實驗探究某海藻的最佳培養(yǎng)條件，以獲得最大產(chǎn)量（注：產(chǎn)量指單位體積的藻體干重）。（1）在有光條件下培養(yǎng)海藻時，培養(yǎng)液中除了所有無機鹽外，還需要通入。（2）氧氣釋放量隨光照強度的變化如圖所示，曲線中的點對應(yīng)的光照強度是海藻的最佳培養(yǎng)條件之一。（3）該種類的海藻在無光條件下仍能利用葡萄糖等有機物生長。其能適應(yīng)環(huán)境存活至今，說明環(huán)境對生物的選擇是。（4）向培養(yǎng)液中添加葡萄糖配成不同濃度的培養(yǎng)液，在一定光照條件下培養(yǎng)該海藻，測定海藻的產(chǎn)量如表：葡萄糖濃度（g/L）00.10.20.40.61.0海藻生產(chǎn)量（g/L）0.840.931.001.030.790.67研究人員在此基礎(chǔ)上還設(shè)計了在0.2～0.6g/L葡萄糖濃度之間、更細(xì)分的濃度梯度的實驗，其目的是。（5）綜合上述實驗，影響該海藻生產(chǎn)量的因素有。（6）某品牌牛奶，常壓下的沸點是107℃，但這樣的高溫會破壞牛奶的部分營養(yǎng)成分，所以，人們制造了一種“低壓鍋”。用這種鍋煮牛奶，可以使該品牌牛奶不到107℃就沸騰，這種“低壓鍋”的原理是。（7）茶葉中含有的茶多酚有益人體健康，茶多酚是一種白色晶體，易溶于水，實驗室從茶葉中提取茶多酚的步驟如下：據(jù)以上信息可知，操作②的名稱及操作②中玻璃棒的作用是。6．小實同學(xué)聽媽媽說制作生拌菜不能添加黃瓜，因為黃瓜能使蔬菜中的維生素C流失，小實同學(xué)決定通過實驗驗證一下。[查閱資料]資料1；碘能使淀粉溶液變藍(lán)。資料2：維生素C能與碘反應(yīng)，使藍(lán)色的淀粉碘溶液褪色。[實驗操作]步驟一：配制淀粉碘溶液和維生素C溶液步驟二：榨取新鮮黃瓜汁。步驟三：各取20毫升維生素C溶液分別倒入甲、乙兩錐形瓶中：，放置10分鐘，中間每隔2分鐘攪拌一次；步驟四：在甲、乙兩錐形瓶中分別倒入等量藍(lán)色淀粉碘溶液，攪拌均勻，靜置觀察。根據(jù)上述過程回答下列問題：（1）將步驟三補充完整：。（2）在步驟三中每隔2分鐘攪拌一次，其目的是。（3）實驗中觀察到甲、乙錐形瓶中的藍(lán)色均褪去，與事實不符，請你分析其中可能的原因是：。7．為研究植物呼吸作用，小科進行了以下實驗：Ⅰ．選取兩份等量且生長狀況相同、具有完整根莖葉的新鮮菠菜，編號為甲組和乙組。甲組菠菜用開水燙2～3分鐘，乙組不作處理。然后將兩份菠菜分別放入相同恒溫箱中，將氧氣和二氧化碳濃度傳感器探頭置于箱內(nèi)（如圖1）。Ⅱ．連接計算機、數(shù)據(jù)采集器和傳感器探頭，采集24小時裝置內(nèi)氧氣和二氧化碳濃度數(shù)據(jù)，并自動生成兩種氣體濃度隨時間變化圖象，如圖2和圖3．（不考慮微生物呼吸作用對本實驗的影響）實驗分析與評價：（1）實驗中采用的恒溫箱是密閉且的。（2）實驗中能得到的初步結(jié)論是。（3）根據(jù)圖2和圖3可知，乙組氧氣濃度先降低得快后降低得慢，二氧化碳濃度先升高得快后升高得慢，原因是。8．小歡在研究某植物葉片上、下表皮氣孔密度（單位面積氣孔數(shù)目）時，采取了如下方法。方法1：取3株大小、來源相同、具有等量葉片的該植物嫩枝，依圖甲所示方法處理。方法2：用顯微鏡觀察該植物同一葉片的上、下表皮裝片并統(tǒng)計氣孔的數(shù)目。請回答問題：（1）在方法1中，實驗開始時，先將各裝置的質(zhì)量調(diào)至80克，其后每隔4小時測一次各裝置質(zhì)量，直至實驗結(jié)束。①該實驗中水面上放油的作用是。②該實驗結(jié)束時，A、B、C裝置的總質(zhì)量分別為mA、mB、mC．若該植物葉片的下表皮氣孔密度比上表皮大，則mC﹣mB（填“＞”“＜”或“＝”）mB﹣mA。（2）在方法2中，若要觀察到清晰的物像，則圖乙中關(guān)于顯微鏡的部分操作，正確的順序是（填寫圖乙中的序號）。在顯微鏡下可以觀察到，保衛(wèi)細(xì)胞比葉片表皮細(xì)胞多了（填細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)的名稱），故能進行光合作用。9．食物的消化從口腔開始。食物入口，首先要經(jīng)過牙齒切斷、撕裂、磨碎，同時舌把食物與唾液攪拌混合，形成食團容易下咽。唾液中的唾液淀粉酶可促使淀粉分解。為了探究“口腔對淀粉的消化作用”，某生物興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如表所示的實驗方案。請分析回答：組別饅頭碎屑或饅頭塊唾液或清水溫度加入碘液1