2023版高三一轮总复习生物（浙科版）教案：选择性必修3 第10单元 第35讲实验设计的基础知识

第35讲实验设计的基础知识1．能独立完成“选考考试说明”所列的生物实验(活动)，包括理解实验目的、原理等(a)2．具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，能提出问题、作出假设和预期、确认变量(a)3．能独立完成“选考考试说明”所列的生物实验(活动)，包括理解实验方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用(a)考点1实验变量的分析1．实验中的变量：自变量、因变量和无关变量。(1)自变量：人为改变的变量。(2)因变量：随着自变量的变化而变化的变量。(3)无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素会对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。通常，自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。2．变量的控制控制变量是指控制其他因素不变，集中研究其中一个因素的变化，保证实验不受干扰或将干扰因素降到最低程度。通过控制变量，尽量减少实验误差，以取得较为精确的实验结果。(1)操纵自变量的方法：设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。(2)检测因变量的方法：因变量有时不能直接检测，实际操作中根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标称为观察指标。具体包括观察特异性的颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生理变化；测量生长发育速度；测量生化反应速率。(3)控制无关变量的方法(平衡控制)：排除因实验对象的个体差异带来的影响；设法创造稳定的相同的条件进行对照，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响；重复实验，排除偶然因素的干扰，减少实验误差。根据变量的设置情况，可将高中常见的实验分为四种类型：单自变量单因变量、单自变量多因变量、多自变量单因变量、多自变量多因变量。不论一个实验有几个变量，剖析时都应先确定一个自变量，观察因变量随之变化的情况，这就是单一变量原则，它是处理实验中复杂关系的准则之一。1．为了研究赤霉素对诱导α­淀粉酶合成的影响，有人利用小麦种子先进行实验一，然后分别吸取甲～丁中的溶液0.2mL，再进行实验二，实验思路及结果见下表。实验一试管编号半粒种子缓冲液赤霉素溶液赤霉素作用的抑制剂甲10粒有胚3mL0mL0mL乙10粒无胚3mL0mL0mL丙10粒无胚2mL1mL0mL丁10粒无胚1mL1mL1mL实验二溶液来源淀粉碘液检测结果甲1mL2mL浅蓝色乙1mL2mL深蓝色丙1mL2mL浅蓝色丁1mL2mL深蓝色回答下列问题。(1)本实验的自变量为___________，因变量是_________。(2)由此可得出的实验结论是_______________________。[答案](1)赤霉素和胚的有无α­淀粉酶的有无(2)赤霉素能促进无胚半粒种子产生α­淀粉酶2．某种处于实验研究阶段的止痛药Q存在一定的副作用，表现为实验动物的代谢减慢和肝肿大，且连续服药两个月内作用愈加显著。现科研人员进行对该止痛药Q的副作用研究：选取生长发育状况相似的成年实验兔130只，对其中的10只依次测定耗氧量和肝脏质量；将剩余的成年实验兔均分为甲、乙两组；除正常饲养外，甲组实验兔每天定时注射适量的止痛药Q，乙组每天定时注射等量的生理盐水；每隔10天分别从甲、乙两组实验兔中各取出10只依次测定相关指标的数据。分析讨论：(1)以耗氧量作为检测指标的原因是_________________，预期________组的耗氧量比较高。(2)有人认为本实验选用成年实验兔比幼年实验兔更为科学，理由是______________。(3)测定耗氧量和肝脏质量指标的顺序能否交换？___________。原因是_______________________________________________________________。[解析](1)止痛药Q的副作用表现为实验动物的代谢减慢和肝肿大，耗氧量可以很直观地体现实验动物的代谢速率，故选择耗氧量作为检测指标；甲组注射止痛药Q，为实验组，乙组注射生理盐水，为空白对照组，甲组的代谢减慢，乙组的耗氧量较高。(2)幼年实验兔处于生长发育阶段，代谢量会由于个体间的差异存在上下波动，对实验造成影响，选择成年实验兔则可以排除生长发育的耗氧量给实验带来的影响，使实验结果更准确。(3)耗氧量的检测是在实验兔存活的情况下进行的，肝脏质量的检测需要经过手术切除肝脏，无法控制实验兔的存活状况，故二者的顺序不能改变。[答案](1)止痛药Q的副作用之一是使实验动物的代谢减慢，代谢需要消耗氧气乙(2)选用成年实验兔可避免生长发育的耗氧等无关变量对实验结果的干扰(3)不能耗氧量需要活体测量，肝脏质量需要手术切除再测量考点2实验目的的书写1．单自变量双(多)因变量实验目的的书写书写模式：实验性质(探究或验证)＋自变量对研究对象＋因变量1和因变量2(和因变量3……)的作用(影响或效果等)。(1)获得自变量、观察指标和因变量的方法策略随自变量变化而变化的量称为因变量(反应变量)。如缺氮完全培养液培养的大豆幼苗停止生长，叶色发黄，最后死亡，就是因变量。再如，在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，过氧化氢的分解速率就是因变量。特别注意：因变量和观察指标的区别，因变量是由于自变量的改变而引起的变化，这种变化有时不能直接观察到，因此要有一定的观测数据。如“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，自变量是不同pH，因变量是酶的活性，但是酶的活性不是能直接观察到的，要通过气泡释放速率来衡量。这时的气泡释放速率是观察指标而不是因变量。若自变量和因变量是唯一的，则可直接利用两者的因果关系来判断。当有多个自变量或因变量时，运用“分解目的法”。有些实验题的自变量或因变量从实验目的的角度分析，初看不止一个，较难确定，可以用“分解目的法”来确定实验的自变量和因变量。如“请根据以下提供的实验材料，完善验证生物制剂W对动物不同细胞(正常体细胞和癌细胞)的分裂具有促进作用的实验思路”，可以将实验目的分解为两个：①验证生物制剂W对动物正常体细胞的分裂具有促进作用；②验证生物制剂W对动物癌细胞的分裂具有促进作用。由此得出该实验的自变量为生物制剂W的有无、细胞的种类，因变量有两个，分别为正常细胞的分裂情况和癌细胞的分裂情况。(2)观察指标与因变量的转换策略因变量不能直接观察或不易检测时就要选定相应的容易观察或易于测量的观察指标。若在实验步骤或图表中找到两个观察指标，则需要根据生物教材所学内容分别转换成两个因变量。2．双(多)自变量单因变量实验目的的书写书写模式：实验性质(探究或验证)＋自变量1、自变量2(和自变量3……)对研究对象＋因变量的作用(影响或效果等)。获取双(多)自变量的常见方法：(1)从实验步骤中获取，根据实验步骤中的描述提取出实验的自变量。(2)从实验结论中获取，实验结论往往体现实验目的，也就能从中提取出实验的自变量。(3)从实验给出的曲线、图表等信息中提取出自变量。1．某科研小组以胃上皮细胞是否癌变为观察指标，研究了地塞米松对小鼠个体癌变的影响。材料用具：高、低剂量的地塞米松，发育状况相同的雌性小鼠若干，饲料，诱癌药物，生理盐水，灌喂器等。[说明：癌变率＝癌变小鼠数/每组小鼠总数×100%，抑制癌变率＝(对照组癌变率－实验组癌变率)/对照组癌变率×100%。]实验思路：(1)给每只小鼠每天灌喂等量的诱癌药物和饲料，连续10天后停止。将所有小鼠随机均分为六组，分别为A、B、C、D、E、F。(2)A、B组每天灌喂一定量的生理盐水，C、D组每天灌喂高剂量的地塞米松，E、F组每天灌喂低剂量的地塞米松。其中A、C、E组饲养时间为70天，B、D、F组饲养时间为120天。(3)分别检测每组小鼠的癌变情况，并计算癌变率和抑制癌变率，结果如下表所示：组别癌变率(%)抑制癌变率(%)对照组A47.4－B59.1－实验组C9.180.8D35.040.8E69.6－46.8F85.7－45请回答实验目的：__________________________________________________________________________________________________________________。[答案]探究不同剂量的地塞米松及不同处理时间对小鼠癌变(小鼠癌变率和抑制癌变率)的影响2．环磷酰胺(CP)是常用的化疗药物，研究表明CP对遗传物质具有损伤效应，可导致染色体结构变异产生微核。现欲以微核率(含微核的细胞数占观察细胞总数的比例)为检测指标，探究轮叶党参醇提取物水溶部分(WACL)对CP所致突变的拮抗作用，结果如图所示。本实验的目的是______________________________________________。[解析]本实验中，自变量是轮叶党参醇提取物水溶部分(WACL)的浓度和给药顺序，因变量是含微核的细胞数占观察细胞总数的比例，即微核率，因此本实验的目的是探究WACL的浓度和给药顺序对CP所致突变的拮抗作用。[答案]探究WACL的浓度和给药顺序对CP所致突变的拮抗作用3．下图是某生物兴趣小组所做实验的结果。据图分析，他们所做实验的目的是___________________________________________________________________________________________________。[解析]由图分析，本实验的自变量是光质和光强度，因变量是光合作用强度，由此得出实验目的。[答案]研究光质和光强度对某植物光合作用强度的影响考点3实验设计的原则与要求一、实验设计的原则1．对照性原则科学、合理地设置对照可以使实验方案简洁明了，且使实验结论更有说服力。一个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。实验组是施加实验变量处理的对象组，对照组是不施加实验变量处理的对象组，无关变量对两者的影响是相同的，两组之间的差别被认为是来自实验变量的影响。按照对照方式的不同可分为4种类型：对照类型定义实例空白对照不做任何实验处理的对照组如在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入本尼迪特试剂，以作对照相互对照不设控制组，只在几个实验组之间相互对比如在植物激素与其向性的实验设计中，5个实验组之间相互比较条件对照给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照如在用动物激素饲喂小动物的实验方案中，饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺激素抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组自身对照实验与对照在同一对象上进行如质壁分离及质壁分离复原实验2．等量性原则对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其他条件完全相同”。具体有如下四个方面：生物材料要相同所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面的特点要尽量相同或至少大致相同实验器具要相同试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号要完全一样实验试剂要相同试剂的成分、浓度、体积要相同，尤其要注意体积上等量的问题处理方法要相同如保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致3．单一变量原则在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其他因子不变，在此条件下，观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中要处理的实验因素外，其他实验条件要做到前后一致。4．可重复性原则：指的是控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。目的在于尽可能减少非处理因素所造成的实验误差，体现实验的科学性。5．简约性和可行性原则：指实验材料容易获得，实验装置简化，实验药品便宜，实验操作简便，实验效果明显并能在较短时间内完成(用药少，步骤少，时间短)。从实验目的、实验原理到材料用品的选择、实验操作等，都要符合实验者的一般认知水平，满足现有的条件，具有实验和完成实验的可行性。6．科学性原则：指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。二、实验设计的要求1．下列能证明蛋白酶具有水解蛋白质作用的最佳方案是()A．在装有蛋清的两个试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色B．在装有蛋清的两个试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加本尼迪特试剂，加热后观察是否变成红黄色C．在装有煮熟的蛋白块的两个试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，然后滴加双缩脲试剂观察是否变成紫色D．在装有煮熟的蛋白块的两个试管中分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水，一段时间后直接观察蛋白块的大小[答案]D2．为测量植物细胞膜的透性，以红甜菜根(液泡中含有花青素)为材料进行下列实验：将不同切片放在不同温度的蒸馏水中处理1min后取出，再分别将切片放在清水中浸泡1h，获得不同切片的浸出物溶液，通过测量这些溶液的吸光度计算浸出物溶液中的花青素含量，结果如图所示。下列对该实验方案的评价，正确的是()A．缺乏对照组实验B．缺乏对等量原则的描述C．所选择的测量指标不能反映浸出物溶液中花青素的含量D．实验目的是测量浸泡时间对植物细胞膜透性的影响B[根据题干信息可知，本实验的目的是测量不同温度条件下细胞膜的透性，实验通过计算浸出物溶液中花青素的含量来衡量细胞膜的透性，不同温度处理组之间形成了相互对照，但题干中缺乏对等量原则的描述，故选B。]考点4实验原理的书写1．题型特点：此类题目通常提供实验方案、步骤或实验结果，要求学生定性探究(验证)实验变量的作用，并分析实验方案、步骤和结果，从而理解实验原理。2．实验原理解读及书写实验原理是在实验结果(现象)与实验结论之间架起的一座“桥梁”，建立实验操作和实验结果的理论联系，实验原理一般应包含三部分内容。(1)自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程描述。(2)自变量的作用原理，即“为什么这么做”。要密切关注实验目的及题干信息，注意充分利用题干的提示或联系教材基础知识进行准确描述。(3)因变量的检测原理(或操作原理、现象原理)，即“为什么会出现这样的现象”。可参考题中相关实验步骤进行分析。3．实验原理书写归类例析(1)显微观察类实验的原理书写书写该类实验原理时，可由实验课题或实验目的中的关键词(核心概念)展开联想，其原理书写模式为实验材料选择依据＋观测指标确定依据(有时)，其中实验材料主要指实验中的生物材料和实验试剂。例如：观察根尖分生组织细胞的有丝分裂。本实验课题的核心概念为有丝分裂，实验材料为分生区细胞，实验试剂为碱性染料，观测指标为染色体(或染色质)的形态、位置。实验原理可写为有丝分裂常见于根尖、芽尖等的分生区细胞；染色体易被碱性染料(如龙胆紫染液或醋酸洋红染液)着色，观察各个时期细胞内染色体(或染色质)的形态、位置，就可以判断细胞处于有丝分裂的哪个时期。(2)生化鉴定类实验的原理书写书写该类实验原理时，可由实验中涉及的重要试剂展开联想，其原理书写模式为主要试剂的作用＋观测指标(有时)。例如：检测生物组织中的糖类、油脂和蛋白质。该实验中用到的主要试剂有本尼迪特试剂、苏丹Ⅲ染液、双缩脲试剂，写原理时重点写试剂的作用即可。实验原理可写为糖类中的还原糖(如葡萄糖、果糖和麦芽糖)与本尼迪特试剂在热水浴条件下发生作用，生成红黄色沉淀；油脂被苏丹Ⅲ染液染成橙黄色；蛋白质与双缩脲试剂产生紫色反应。(3)验证或探究类实验的原理书写此类实验原理书写时，难度较大，变化较多，但其共同点均围绕自变量展开。其实验原理书写模式为结论＋自变量的作用。1．香蕉果实在成熟过程中，果实中的贮藏物质不断发生转化，使香蕉逐渐变甜。为了验证香蕉果实在成熟过程中贮藏物质的转化情况，课外兴趣小组的同学设计了以下实验方案。(一)材料与用具：成熟到第2天的香蕉果肉、成熟到第4天的香蕉果肉、碘－碘化钾溶液、本尼迪特试剂、蒸馏水、试管、滴管、玻璃缸、酒精灯、量筒、天平等。(二)实验思路：①制备提取液：取成熟到第2天和第4天的等量香蕉果肉，分别加等量的蒸馏水制成两种提取液；②实验分组并编号：……③实验观察：将以上各组试管置于适宜条件下进行实验，观察比较它们的颜色变化。该实验的原理是____________________________________________________________________________________________________________________。[答案]香蕉果实在成熟过程中会产生乙烯，乙烯能使果肉细胞内的淀粉分解成还原糖，从而使香蕉逐渐变甜；淀粉和还原糖可分别用碘—碘化钾溶液和本尼迪特试剂进行鉴定且含量越多，相应反应颜色越深2．红细胞悬液为不透明的红色液体，而红细胞发生溶血(红细胞破裂)后，溶液会逐渐透明。为探究不同物质进入红细胞的速度大小，科研人员分别将人的红细胞置于蒸馏水和其他几种等渗溶液中，测定红细胞溶血所需的时间，得到如下结果：不同物质的溶液在10min内造成人的红细胞溶血所需的时间编号1234567溶液蒸馏水氯化铵(NH4Cl)醋酸铵(NH4C2H3O2草酸铵[(NH4)2C2O4甘油乙醇丙酮溶血时间(min)1.009.677.655.227.172.041.65请问本实验的实验原理是什么？_____________________________________________________________________________________________________。[解析]本实验的目的是探究不同物质进入红细胞的速度大小，物质进入红细胞的速度越快，红细胞内溶液浓度上升就越快，越容易发生溶血，从而使溶液变透明的时间就越短，由此概括出实验原理。[答案]外界等渗溶液中的溶质进入红细胞后引起红细胞内溶液浓度升高，导致红细胞吸水最终发生溶血；红细胞发生溶血(红细胞破裂)后，溶液会逐渐透明，所以可通过红细胞悬液变透明的速度判断红细胞溶血速度，进而根据红细胞溶血速度来判断物质进入红细胞的速度考点5实验结论的获得1．解读表格类(1)题型特点：此类题目通常提供相关实验方案及实验测定的原始数据(通常以表格的形式呈现)，要求学生分析数据，得出结论。(2)模板呈现2．解读统计图类(1)题型特点：此类题目通常提供一定的实验思路、方案及实验结果(以柱形图、曲线图的形式呈现)，要求学生分析图形(柱形、曲线)，得出相关结论。(2)模板呈现1．在细胞分裂间期，线粒体的数目增多，研究人员对其增多的方式提出了3种假设：Ⅰ．细胞利用磷脂、蛋白质等重新合成；Ⅱ．细胞利用其他生物膜装配形成；Ⅲ．线粒体分裂增殖形成。有人通过放射性标记实验，对上述假设进行了探究，方法如下：首先将一种链孢霉营养缺陷型突变株(自身不能合成胆碱)放在加有3H标记的胆碱(磷脂的前体)的培养基中进行培养，然后转入另一种培养基中继续培养，定期取样，检测细胞中线粒体的放射性。结果如下，请回答。标记后细胞增殖的代数1234测得的相对放射性2.01.00.50.25(1)实验中采用链孢霉营养缺陷型突变株的目的是_____________________。(2)实验中所用的“另一种培养基”在配制成分上的要求是____________________________________________________________________。(3)通过上述实验，初步得出的实验结论是_________________________。[答案](1)排除细胞内自身合成的胆碱对实验的干扰(2)成分与前一步骤的培养基相同，只是胆碱没有被3H标记(3)线粒体的数目增多是由于线粒体分裂增殖形成的2．环磷酰胺(CP)是常用的化疗药物，研究表明CP对遗传物质具有损伤效应，可导致染色体结构变异产生微核。现欲以微核率(含微核的细胞数占观察细胞总数的比例)为检测指标，探究轮叶党参醇提取物水溶部分(WACL)的浓度和给药顺序对CP所致突变的拮抗作用，请根据以下提供的实验材料和实验思路进行分析。材料与用具：大鼠外周血淋巴细胞悬液，动物细胞培养液，浓度为4mg/mL的WACL溶液，20μg/mL的CP溶液，生理盐水，培养瓶若干个，显微镜，血细胞计数板等。[要求与说明：微核是丧失着丝粒的染色体断片于末期之后单独形成的一个或几个规则的次核(如图所示)；染色和制作装片的具体方法不作要求；实验条件适宜。](1)实验思路(其中实验分组用表格形式表示)①利用浓度为4mg/mL的WACL溶液配制0.25mg/mL、1mg/mL的WACL溶液。②取11个培养瓶，分组编号，并在瓶中加入等量且适量的大鼠外周血淋巴细胞悬液和培养液。③实验分组见下表：给药方法WACL溶液浓度00.25mg/mL1mg/mL4mg/mL先加CP，后加WACL－第1组第2组第3组先加WACL，后加CP－第4组第5组第6组同时加WACL和CP－第7组第8组第9组只加生理盐水第10组－－－只加CP第11组－－－④按上述分组，在各培养瓶中加入等量的相关溶液，培养一段时间。⑤取适量各培养瓶中的培养液，在显微镜下统计微核细胞数和细胞总数，记录数据并计算微核率。(2)分析与讨论①异常细胞的细胞周期中，观察计数微核的最佳时期应是________。②若本实验所得结果如图所示。据此可以得出的结论是：a．___________________________________________________；b．__________________________________________________。[解析](2)①由题中“微核是丧失着丝粒的染色体断片于末期之后单独形成的一个或几个规则的次核”可知，异常细胞的细胞周期中，观察计数微核的最佳时期应是间期。②分析柱形图呈现的信息可知，本实验可以得出的结论：a．不同浓度的WACL均对CP所致突变有拮抗作用；b．中低浓度先加WACL的效果好于其他两种加药顺序。[答案](2)①间期②a．不同浓度的WACL均对CP所致突变有拮抗作用b．中低浓度先加WACL的效果好于其他两种加药顺序1．(2021·浙江1月选考)1897年德国科学家毕希纳发现，利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵；还有研究发现，乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论，利用下列材料和试剂进行了实验。材料和试剂：酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。实验共分6组，其中4组的实验处理和结果如下表。组别实验处理实验结果①葡萄糖溶液＋无菌水－②葡萄糖溶液＋酵母菌＋③葡萄糖溶液＋A溶液－④葡萄糖溶液＋B溶液－注：“＋”表示有乙醇生成，“－”表示无乙醇生成。回答下列问题：(1)除表中4组外，其他2组的实验处理分别是________________，________________。本实验中，这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、______________。(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽，可用________试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的，可增加一组实验，该组的处理是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)制备无细胞的酵母汁，酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液，缓冲液的作用是______________________，以确保酶的活性。(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞？(写出2项原理不同的方法及相应原理)_________________________________________________________。[解析](1)为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论，还需要加设两组实验，一组实验处理为葡萄糖溶液＋酵母汁，另外一组实验处理为葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液，两组预期结果均为有乙醇生成。本实验中，起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌、酵母汁和B溶液中存在。(2)多肽用双缩脲试剂进行检测。据题干信息可知，离子M存在于B溶液中，故为验证离子M对乙醇发酵是否是必需的，则应加设一组实验，该组的处理是葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液，若有乙醇生成，则证明离子M不是必需的，若无乙醇生成，则证明离子M是必需的。(3)酶的作用条件较温和，需要适宜的温度和pH等条件，实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性，若为死细胞，则能被染色；还可以将酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖，一段时间后若酵母菌数量增加，则为活细胞。[答案](1)葡萄糖溶液＋酵母汁葡萄糖溶液＋A溶液＋B溶液酵母汁和B溶液(2)双缩脲葡萄糖溶液＋A溶液＋去除了离子M的B溶液(3)保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH(4)染色后镜检，原理是细胞膜具有选择透过性；酵母汁接种培养观察，原理是酵母菌可以繁殖2．(2018·浙江11月选考)以实验动物蛙为材料，开展神经系统结构与功能的研究。(要求与说明：简要写出实验思路，具体实验操作过程不作要求，实验条件适宜)回答下列问题：(1)关于反射弧分析的实验及有关问题如下：为验证脊蛙屈腿反射(属于屈反射)的反射弧是完整的，实验思路是用1%H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖，出现屈腿，说明反射弧完整。验证刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的实验思路是_____________________________________________________________________________________________________________________________。刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的主要原因有_______、________。若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射的长，其主要原因是________________________。若用5%H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖后，再用1%H2SO4溶液刺激该趾尖，没有观察到屈腿，其原因是________________________________________________________________。(2)神经细胞和肌肉细胞的细胞内Na＋浓度均低于细胞外，K＋浓度均高于细胞外，但这两种细胞内的Na＋浓度不同，K＋浓度也不同。实验证明蛙下肢的一条肌肉直接与该肌肉相连的神经接触，引起该肌肉收缩，其主要原因是____________。若取上述一段神经，用某种药物处理阻断了Na＋通道，然后刺激该神经，其动作电位将________________。(3)将蛙坐骨神经纤维置于生理溶液中，测得其静息膜电位为－70mV。若在一定范围内增加溶液中的K＋浓度，并测量膜电位变化。预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果)。[解析](1)要验证刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的，只需测定两者之间存在时间差即可，故实验思路为用1%H2SO4溶液刺激该蛙一侧后肢的趾尖，测定刺激感受器开始到出现屈腿的时间，有时间差，说明两者不是同时发生的。刺激感受器和发生屈腿之间存在时间差的主要原因：兴奋通过突触的传递需要时间、兴奋在神经元上的传导需要时间，而两者中前者的时间远大于后者。若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射长，主要原因是该反射的反射弧中的突触比屈腿反射多，也就是说组成该反射弧的神经元级数(神经元数量)比屈腿反射的反射弧多。若用5%H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖后，再用1%H2SO4溶液刺激该趾尖，没有观察到屈腿，则考虑该反射的反射弧中的某环节受损。从实验处理可知，感受器可能出现了损伤(因H2SO4浓度过高，导致趾尖皮肤受损)。(2)实验证明蛙下肢的一条肌肉直接与该肌肉相连的神经接触，会引起肌肉收缩，也就是说肌肉细胞会产生动作电位。由题干可知，神经细胞和肌肉细胞的细胞内Na＋浓度不同、K＋浓度也不同，而神经细胞和肌肉细胞所处的内环境均为组织液，故细胞外的Na＋、K＋浓度相同。因此，两者静息电位不同。因为两者存在电位差，直接接触时相当于神经细胞和肌肉细胞之间形成了电突触，使肌肉细胞产生动作电位，从而导致肌肉兴奋收缩。神经元未受刺激时，神经细胞膜对K＋的通透性大，K＋大量外流，导致膜内外电位表现为外正内负。神经元受刺激时，神经细胞膜对Na＋的通透性增大，Na＋大量内流，导致膜内外电位表现为外负内正，产生动作电位，也就是说Na＋通道的开放与动作电位的产生之间不仅有时间上先后的关系，还有因果上的联系。所以用某种药物阻断了Na＋通道，刺激该神经，其动作电位将无法产生。(3)题干中的膜电位指的是静息