2022高考生物二輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)專題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的解題策略與評(píng)價(jià)

2022高考生物二輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)專題（三）七、生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型題例分析1.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的解題策略與評(píng)價(jià)根據(jù)題目給定的器材及提出的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)或補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟。這類題目體現(xiàn)了高考試題理論聯(lián)系實(shí)際的原則和學(xué)以致用的趨向。著力考查學(xué)生“根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題的要求和有關(guān)原理設(shè)計(jì)出簡單實(shí)驗(yàn)方案”的能力，以及“通過分析和綜合、比較和論證，選擇解決問題最佳方案”的能力。補(bǔ)充步驟型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)此類試題一般給出了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所需的材料及條件，要求學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)操作的部分步驟，并預(yù)期結(jié)果，分析原因?！纠?】已知唾液中含有淀粉酶，淀粉酶可以催化淀粉的水解；又知雞蛋被加熱到65℃后會(huì)變熟，但不知唾液淀粉酶被加熱到65℃后是否影響其生物活性。為探究此問題，請(qǐng)您依據(jù)所給材料和用品設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，并預(yù)測可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及可獲得的相應(yīng)結(jié)論。材料用品：經(jīng)過稀釋的唾液、經(jīng)過稀釋并煮熟的淀粉糊兩份(一份保持在37℃環(huán)境中，另一份保持在65℃環(huán)境中)、碘酒、酒精燈或其他的加熱設(shè)備、試管若干、量筒、滴管、大燒杯、溫度計(jì)。實(shí)驗(yàn)方案：(1)(2)將甲、丙試管放入37℃左右的溫水中，將乙試管放人65℃溫水中。3支試管均保溫5min后取出。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：【解析】本實(shí)驗(yàn)環(huán)境在37℃下，唾液淀粉酶可以催化淀粉水解為麥芽糖。目的是探究65℃溫度是否影響唾液淀粉酶的生物活性。由步驟(2)可知，本實(shí)驗(yàn)的可變因素為溫度。依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照性原則，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)空白對(duì)照和條件對(duì)照，消除無關(guān)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案全面預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果。【答案】實(shí)驗(yàn)方案：(1)取甲、乙兩支試管分別作標(biāo)記，甲試管注入保存在37℃溫水中的淀粉糊3mL，乙試管注入保存在65℃溫水中的淀粉糊3mL，再向兩支試管中各注入等量的2mL唾液。取丙試管注入保存在37℃溫水中的淀粉糊3mL注入蒸餾水2mL并振蕩。(3)保持各自溫度5min后冷卻，分別向3支試管中滴入等量的碘酒.觀察并比較3支試管中液體的顏色。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：本實(shí)驗(yàn)可能的結(jié)果及結(jié)論有3種：(1)若甲、乙兩支試管液體的顏色相同(均為無色)，則證明唾液淀粉酶在被加熱到65℃后不影響其生物活性。(2)若經(jīng)過65℃溫度處理的乙試管中液體呈現(xiàn)藍(lán)色，與丙試管液體顏色相同.則證明唾液淀粉酶被加熱到65℃后失去了生物活性。(3)若經(jīng)65℃溫度處理的乙試管中液體呈現(xiàn)藍(lán)色，但是比丙試管液體顏色淺，則證明唾液淀粉酶在被加熱到65℃后生物活性降低了?！驹u(píng)價(jià)】本題主要是以溫度對(duì)酶活性的影響為知識(shí)背景，考查學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能力，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和歸納能力?！纠?】請(qǐng)利用下面的材料和用品建立一個(gè)人工微型生態(tài)系統(tǒng)，并使其維持一定時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)。材料用品：小魚、水蚤、池泥、大試管、橡皮塞、培養(yǎng)皿、吸管、小漁網(wǎng)、凡士林、水草和池水。請(qǐng)完成下列各步并回答問題：(1)方法步驟；第一步：在試管底部鋪上一層約10mm第二步：沿試管加池水至管口40mm處。第三步：第四步：第五步：(2)此生態(tài)系統(tǒng)的分解者存在于中。(3)在小魚大小的選擇上應(yīng)選擇體形的，原因是(4)該生態(tài)系統(tǒng)能建立起物質(zhì)和能量的暫時(shí)平衡，原因是(5)若要證明生產(chǎn)者在生態(tài)系統(tǒng)中的作用，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？【解析】了解生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，是建立人工微型生態(tài)系統(tǒng)的前提，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和食物網(wǎng)。生態(tài)系統(tǒng)的成分是指生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者以及非生物的物質(zhì)和能量。食物鏈和食物網(wǎng)是各生物之間由于食物關(guān)系建立的聯(lián)系，是能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的總渠道。平衡的生態(tài)系統(tǒng)主要是生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者三者處于一種動(dòng)態(tài)平衡。它們之間的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)一旦被破壞就會(huì)打破平衡，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的改變和破壞，所以微型生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)物不宜過多、過大，以免破壞食物鏈。制作好的人工生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)放在溫度適宜、光照強(qiáng)度適宜的地方培養(yǎng)。這樣植物才能進(jìn)行光合作用，釋放O2供需氧型生物呼吸之用，產(chǎn)生的有機(jī)物為消費(fèi)者提供食物，同時(shí)吸收消費(fèi)者、分解者呼出的CO2，保證生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者之間的能量流動(dòng)，物質(zhì)循環(huán)較長時(shí)間地保持動(dòng)態(tài)平衡，使其在一定時(shí)間內(nèi)正常運(yùn)轉(zhuǎn)?！敬鸢浮?1)第三步：往試管中放一根健壯的水草、適量的水蚤和一條活動(dòng)能力強(qiáng)、體形相對(duì)小的魚；第四步：試管口加橡皮塞后用凡士林嚴(yán)密封口；第五步：將試管放在溫度適宜、光照強(qiáng)度適宜的地方培養(yǎng)；(2)池泥和池水；(3)??；可以減少O2和養(yǎng)料的消耗，容易建立生態(tài)平衡；(4)有穩(wěn)定的能量來源，生產(chǎn)者為消費(fèi)者和分解者提供有機(jī)物、能量和O2；消費(fèi)者和分解者為生產(chǎn)者提供光合作用所需要的CO2；(5)設(shè)計(jì)一個(gè)試管內(nèi)無水草，其他條件均與上述試管內(nèi)的條件均相同的實(shí)驗(yàn)，觀察水蚤和小魚的存活時(shí)間?！驹u(píng)價(jià)】本題依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的原理，考查了學(xué)生對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能知識(shí)的理解和運(yùn)用，以及根據(jù)題目的要求設(shè)計(jì)和完成簡單實(shí)驗(yàn)方案的能力。開放型實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)此類試題未給學(xué)生任何提示，需學(xué)生根據(jù)題目的要求，分析解決問題所依據(jù)的生物學(xué)概念和原理，自行設(shè)計(jì)完整的實(shí)驗(yàn)方案，具有一定的開放性?！纠?】據(jù)科學(xué)家估計(jì)，世界上每天至少有4種生物滅絕。如果世界上最后一只野羊剛死亡，請(qǐng)你為該野羊的“復(fù)生”獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策?！窘馕觥恳箘偹劳龅纳铩皬?fù)生”，就要利用細(xì)胞的全能性，把死亡生物的細(xì)胞培育成個(gè)體。高度分化的動(dòng)物細(xì)胞，從整個(gè)細(xì)胞來說，全能性受到限制，但是細(xì)胞核仍然保持全能性?？梢园阉劳鲆把虻募?xì)胞核取出來，移植到母山羊排出的去核卵細(xì)胞中，把組合的細(xì)胞放在培養(yǎng)液中，在適宜的條件下培養(yǎng)成初期胚胎，將初期胚胎移植到母山羊的子宮內(nèi)，進(jìn)一步發(fā)育并分娩出野羊。【答案】實(shí)驗(yàn)步驟：(1)低溫保存野羊的遺體。(2)準(zhǔn)備好一定數(shù)量的母山羊。(3)取出野羊體細(xì)胞的細(xì)胞核移植到母山羊排出的去核卵細(xì)胞中。(4)把重組細(xì)胞放在培養(yǎng)液中，在適宜的條件下，培養(yǎng)成初期胚胎。(5)將初期胚胎移植到母山羊的子宮內(nèi)，進(jìn)一步發(fā)育并分娩出野羊?！驹u(píng)價(jià)】本題雖以拯救野生生物為背景，但是解題所用到的生物學(xué)知識(shí)(動(dòng)物細(xì)胞核的全能性、核移植、胚胎移植)是課本上的基礎(chǔ)內(nèi)容，解答這類新情境問題時(shí)，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)揣摩命題者的意圖，做到處變不驚，聯(lián)想所學(xué)過的生物學(xué)知識(shí)，問題便能迎刃而解，本題主要考查學(xué)生分析問題和解決問題的綜合能力。探索型實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)此類試題的特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶有不確定性，要求學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上，從不同的角度、不同的側(cè)面對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，總結(jié)出所預(yù)測的所有結(jié)論，屬難度較大的題目?！纠?】請(qǐng)利用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，了解胚和胚乳細(xì)胞膜的活性是否相同。(1)實(shí)驗(yàn)材料：10粒玉米種子、燒杯、刀片、酒精燈、石棉網(wǎng)、培養(yǎng)皿、標(biāo)簽、紅墨水、玻片、放大鏡。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：【解析】依據(jù)原理是活細(xì)胞的細(xì)胞膜具選擇透過性。實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘剿髋吆团呷榧?xì)胞膜的活性。因此應(yīng)首先確定研究的變量(細(xì)胞膜的活性)，再設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組比較，得出結(jié)論?！敬鸢浮繉?shí)驗(yàn)步驟：①取材：選擇10粒新鮮、飽滿、粒大的玉米種子，浸入水中使其吸脹。將每粒種子沿中線切開，平均分成兩組。將第一組切開的種子放入燒杯里，置于酒精燈(隔石棉網(wǎng))上加水煮沸l(wèi)Omin以上，使其死亡。②浸染：將兩組種子分別放入兩只培養(yǎng)皿里，貼好標(biāo)簽。分別向兩只培養(yǎng)皿中注入等量稀釋的紅墨水3～5mL。③清洗觀察：用清水分別沖洗兩只培養(yǎng)皿里的種子，直至洗凈浮色為止。觀察兩只培養(yǎng)皿里的玉米種子剖面的著色情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：①“對(duì)照組”煮熟的種子剖面上，胚和胚乳都染成紅色；“實(shí)驗(yàn)組”只有胚乳變紅。②種子的胚是活細(xì)胞，胚乳是死細(xì)胞，胚和胚乳細(xì)胞膜的活性不同?！驹u(píng)價(jià)】本題以細(xì)胞膜的選擇透過性知識(shí)為載體，考查學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)，分析解決生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)生活中新問題的能力。明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，確定實(shí)驗(yàn)原理。遵循單一變量的實(shí)驗(yàn)原則，選擇實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，是解答此類題目的關(guān)鍵。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)“驗(yàn)證”意味問題本身已是一個(gè)生物學(xué)事實(shí)。涉及的實(shí)驗(yàn)一般學(xué)生未做過，是讓學(xué)生進(jìn)行整體實(shí)驗(yàn)的分析和對(duì)有關(guān)信息和結(jié)果的解釋，考查學(xué)生總體的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。【?】請(qǐng)根據(jù)下列材料設(shè)計(jì)一個(gè)證明唾液淀粉酶是蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)材料：0.1g/mL的NaOH溶液、0.01g實(shí)驗(yàn)步驟：【解析】雞蛋蛋清主要成分是蛋白質(zhì)，唾液中除水外主要成分是酶。蛋白質(zhì)在堿性溶液中與CuSO4反應(yīng)能產(chǎn)生紫色物質(zhì)(蛋白質(zhì)的雙縮脲反應(yīng))，如能證明唾液淀粉酶能發(fā)生雙縮脲反應(yīng)，即可證明唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)?！敬鸢浮繉?shí)驗(yàn)步驟：①制備蛋清：取生雞蛋一個(gè)，打破蛋殼，取少許蛋清注入小燒杯中，加入30mL清水，用玻璃棒調(diào)勻。②取唾液：用清水將口漱凈，口含一塊脫脂棉，片刻后取出將其中唾液擠到小燒杯中。③