專題四 生物實(shí)驗(yàn)（原卷版）

專題四生物實(shí)驗(yàn)[考點(diǎn)導(dǎo)航]生物實(shí)驗(yàn)探究??生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)??[生物實(shí)驗(yàn)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(duì)該淀粉解催化作用的影響，以淀粉瓊脂為材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，步驟如下：濾紙編號(hào)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(hào)，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(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)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(hào)周圍的清晰區(qū)面積最大，1號(hào)其次，2號(hào)清晰區(qū)面積最小，4號(hào)和5號(hào)周圍以及其余部位均顯藍(lán)色，如圖乙所示。（1）為什么1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)濾紙小圓片周圍會(huì)出現(xiàn)清晰區(qū)？。（2）為了判斷酸性對(duì)該淀粉酶催化作用的影響，應(yīng)選擇第2號(hào)與（填濾紙編號(hào)）進(jìn)行對(duì)照。（3）實(shí)驗(yàn)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(qiáng)。興趣小組將淀粉酶的催化效率與酸堿性強(qiáng)弱繪制成柱形圖，請(qǐng)將弱酸性和中性環(huán)境下的柱形圖補(bǔ)充完整。植物的生長(zhǎng)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(jì)了如圖所示裝置，選用兩株各方面均相同的水稻，通過(guò)改變光照來(lái)調(diào)節(jié)蒸騰作用，然后測(cè)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?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】根據(jù)上述研究目的，設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案及記錄表如下：實(shí)驗(yàn)條件檢測(cè)項(xiàng)目水分蒸騰量礦質(zhì)元素含量變化N元素XY…甲較強(qiáng)的光照m1n1乙較弱的光照m2n2（1）實(shí)驗(yàn)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(shí)假設(shè)成立與否，實(shí)驗(yàn)后對(duì)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(gè)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(shí)驗(yàn)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。【實(shí)驗(yàn)反思】（4）本實(shí)驗(yàn)采用改變光照來(lái)調(diào)節(jié)水分蒸騰量，但在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，我們也可以在相同的光照條件下，通過(guò)改變水稻植株上的來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。=已知酶的活性會(huì)受溫度、酸堿度的影響。請(qǐng)回答：（1）探索溫度對(duì)酶活性影響最合理的實(shí)驗(yàn)步驟是。①取3支試管，編號(hào)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(shí)驗(yàn)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(duì)唾液淀粉酶的催化效率無(wú)影響。為了進(jìn)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(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：試管號(hào)1%淀粉溶液1%稀硫酸蒸餾水碘液1號(hào)2毫升01毫升2滴2號(hào)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(shí)驗(yàn)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(jìn)？。如果硫酸根離子不能提高唾液淀粉酶的催化效率，則實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后兩支試管中觀察到的現(xiàn)象是。某研究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，以驗(yàn)證“二氧化碳是光合作用合成有機(jī)物必需的原料”（如圖所示），請(qǐng)回答以下問題：（1）小金老師認(rèn)為此方案設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn)，還應(yīng)增設(shè)對(duì)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中，步驟③的裝置中，小燒杯內(nèi)的溶液是。（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，步驟④中葉片的顏色為什么沒有變藍(lán)。請(qǐng)解釋緣由：。[生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]為了研究“不同色光對(duì)種子萌發(fā)的影響”，某科學(xué)興趣小組進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：①取甲、乙、丙、丁4個(gè)培養(yǎng)皿，每個(gè)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(jī)平均分四組，分別放入培養(yǎng)皿中：③分別給予4個(gè)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(qǐng)回答下列問題：（1）培養(yǎng)皿墊二層濕濾紙的目的是。（2）實(shí)驗(yàn)中每個(gè)培養(yǎng)皿放入用100粒種子的目的是。（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(duì)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(jìn)一步探究滿江紅、金魚藻聯(lián)合種植對(duì)含磷酸鹽（常見的水體污染物）污水的凈化效果。（1）請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并寫出實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)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(wú)色透明塑料桶若干、便攜式磷酸鹽檢測(cè)儀及其他實(shí)驗(yàn)所需的儀器。（2）實(shí)驗(yàn)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(guò)程中常會(huì)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(duì)生物體有害的物質(zhì)。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，每100克馬鈴薯中龍葵素含量超過(guò)20毫克就對(duì)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(gè)小面積表皮變綠和一個(gè)大面積表皮變綠的馬鈴薯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)如下：組別樣品檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)存在缺陷，要使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更可靠，該如何改進(jìn)？。（2）結(jié)合實(shí)驗(yàn)可知，如何通過(guò)外觀判斷馬鈴薯中龍葵素含量的多少？。（3）請(qǐng)根據(jù)相關(guān)信息，判斷變綠的馬鈴薯能否食用并說(shuō)明理由。。調(diào)查稱，某些世界知名的戶外運(yùn)動(dòng)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(guò)食物、空氣和水進(jìn)入人體。近年最新研究表明全氟辛酸被確定為“對(duì)人類可能致癌”的物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)人員為了檢測(cè)其毒性，利用小鼠進(jìn)行研究。那么到底多少用量的全氟辛酸會(huì)對(duì)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(duì)全氟辛酸毒性進(jìn)行了檢測(cè)：【實(shí)驗(yàn)材料】昆明種小白鼠40只。【實(shí)驗(yàn)步驟】①將小白鼠隨機(jī)等分為A、B、C、D四組，常規(guī)喂養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)前讓小白鼠在同一實(shí)驗(yàn)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(shí)，并記錄動(dòng)物出現(xiàn)的癥狀與死亡情況，觀察期為15天。④實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，將存活的小白鼠處死并解剖?！緦?shí)驗(yàn)記錄】組別劑量/（mg/kg）動(dòng)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在明顯漏洞，改進(jìn)的方法是。（3）改進(jìn)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(yàn)證光合作用需要二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)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(shí)，取下葉片A和B，將葉片進(jìn)行褪色處理、清洗；④用碘液分別檢驗(yàn)A、B葉片，觀察現(xiàn)象。⑤選擇幾株生長(zhǎng)健康的天竺葵，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)。（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(duì)照組，在B中應(yīng)加入。（3）假如實(shí)驗(yàn)的結(jié)論為二氧化碳是光合作用的原料，預(yù)測(cè)步驟④中可以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。2．已知生長(zhǎng)激素和胰島素一樣均為蛋白質(zhì)，某同學(xué)為了探究生長(zhǎng)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(gè)飼養(yǎng)籠。如表中是該同學(xué)完成的實(shí)驗(yàn)及一段時(shí)間后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)回答下列問題：（1）做此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一定要保證幼鼠的其他生長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)，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(shuō)明生長(zhǎng)激素有的作用。（3）C組結(jié)果和B組結(jié)果比較，能否說(shuō)明生長(zhǎng)激素沒有任何生理作用？。為什么？。（4）若將本實(shí)驗(yàn)中的生長(zhǎng)激素改為甲狀腺激素，重復(fù)A、B組實(shí)驗(yàn)，則組幼鼠會(huì)提前成熟。組次處理方式幼鼠增重A定期注射適量生長(zhǎng)激素40%B不注射25%C飼喂與A組等量生長(zhǎng)激素25%3．小科同學(xué)發(fā)現(xiàn)一個(gè)生活現(xiàn)象，道路兩旁的紅葉石楠春天長(zhǎng)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：組別甲組乙組實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)環(huán)境中一段時(shí)間（1）此實(shí)驗(yàn)的甲組是（填“實(shí)驗(yàn)組”或“對(duì)照組”）。（2）老師看了小科的實(shí)驗(yàn)方案后，認(rèn)為該方案還存在一點(diǎn)不足，請(qǐng)你幫助小科同學(xué)對(duì)該實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)。（3）實(shí)驗(yàn)預(yù)期：假如光照對(duì)葉片變綠確實(shí)有影響，預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。4．小科為探究綠色植物光合作用的速率大小，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：【實(shí)驗(yàn)步驟】①按圖1組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，并檢驗(yàn)裝置氣密性。裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶?jī)?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(shí)驗(yàn)開始時(shí)，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(dòng)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(jìn)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(shí)釋放的氧氣量來(lái)代表光合作用速率，則在有光的條件下，該植物的實(shí)際光合作用速率是mL/h。（2）將該裝置放在自然環(huán)境下，測(cè)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?shí)驗(yàn)反思】為使實(shí)驗(yàn)結(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(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。小科改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，繼續(xù)進(jìn)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(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)，培養(yǎng)液中除了所有無(wú)機(jī)鹽外，還需要通入。（2）氧氣釋放量隨光照強(qiáng)度的變化如圖所示，曲線中的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度是海藻的最佳培養(yǎng)條件之一。（3）該種類的海藻在無(wú)光條件下仍能利用葡萄糖等有機(jī)物生長(zhǎng)。其能適應(yīng)環(huán)境存活至今，說(shuō)明環(huán)境對(duì)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(cè)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(jì)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(shí)驗(yàn)，其目的是。（5）綜合上述實(shí)驗(yàn)，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(diǎn)是107℃，但這樣的高溫會(huì)破壞牛奶的部分營(yíng)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(shí)驗(yàn)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(shí)同學(xué)聽媽媽說(shuō)制作生拌菜不能添加黃瓜，因?yàn)辄S瓜能使蔬菜中的維生素C流失，小實(shí)同學(xué)決定通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(guò)程回答下列問題：（1）將步驟三補(bǔ)充完整：。（2）在步驟三中每隔2分鐘攪拌一次，其目的是。（3）實(shí)驗(yàn)中觀察到甲、乙錐形瓶中的藍(lán)色均褪去，與事實(shí)不符，請(qǐng)你分析其中可能的原因是：。7．為研究植物呼吸作用，小科進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：Ⅰ．選取兩份等量且生長(zhǎng)狀況相同、具有完整根莖葉的新鮮菠菜，編號(hào)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(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器和傳感器探頭，采集24小時(shí)裝置內(nèi)氧氣和二氧化碳濃度數(shù)據(jù)，并自動(dòng)生成兩種氣體濃度隨時(shí)間變化圖象，如圖2和圖3．（不考慮微生物呼吸作用對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響）實(shí)驗(yàn)分析與評(píng)價(jià)：（1）實(shí)驗(yàn)中采用的恒溫箱是密閉且的。（2）實(shí)驗(yàn)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(shí)，采取了如下方法。方法1：取3株大小、來(lái)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(jì)氣孔的數(shù)目。請(qǐng)回答問題：（1）在方法1中，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先將各裝置的質(zhì)量調(diào)至80克，其后每隔4小時(shí)測(cè)一次各裝置質(zhì)量，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。①該實(shí)驗(yàn)中水面上放油的作用是。②該實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，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(hào)）。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(jìn)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(guò)牙齒切斷、撕裂、磨碎，同時(shí)舌把食物與唾液攪拌混合，形成食團(tuán)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(duì)淀粉的消化作用”，某生物興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如表所示的實(shí)驗(yàn)方案。請(qǐng)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