【备考2024】高考生物一轮专题精研课1 运用“变量”思维解析与酶有关的实验设计(共18张PPT)

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高考生物专题精研课

1运用“变量”思维解析与酶有关的实验设计

1.变量类型

2.实验设计遵循的三大基本原则

3.对照实验的类型及实验组、对照组的确认

空白对照对照组为自然状态下不做处理的对象组,实验组为施加实验变量处理的对象组

自身对照实验处理前的对象组为对照组,实验处理后的对象组为实验组

相互对照不单设对照组,而是几个实验组相互对照。如“影响酶活性的条件”的实验中,探究温度对酶活性的影响时,要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究温度对酶活性的影响,进行相互对照,以得出相应的实验结论

条件对照即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。例如,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;饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组;不饲喂药剂的是空白对照组

4.实验设计策略

【典例突破】

为探究“影响胶原蛋白酶活性的因素”,某生物兴趣小组设计了一个实验方案,如表所示。回答下列问题。

试管底物和试剂实验条件

1蛋白质X;4mL蒸馏水37℃水浴;pH=7

2蛋白质X;4mL胶原蛋白酶37℃水浴;pH=7

3蛋白质X;4mL胶原蛋白酶①;pH=3

4蛋白质X;4mL胶原蛋白酶0℃水浴;pH=②

(1)实验方案中①②处分别为、。

(2)本实验的自变量是,无关变量有(至少答出两点)。

(3)用双缩脲试剂检测上述4组实验后的溶液,溶液呈现紫色的试管有。

(4)为便于观察、记录实验现象,需对蛋白质X进行特殊处理,使其,本实验就可以通过观察推断酶活性的大小。

答案:(1)37℃水浴7

(2)胶原蛋白酶的有无、温度和pH胶原蛋白酶的用量或浓度、蛋白质X的用量、保温时间等(答出任意两点即可)

(3)1、2、3、4

(4)凝固成块状(答出“呈现块状”即可)单位时间或相同时间内蛋白块大小的变化情况(或记录蛋白块消失所需的时间,必须有“时间”这一关键词)

解析:

【对点训练】

1.(2022湖南模拟)下列有关实验设计的叙述,正确的是()

A.实验材料的数量、温度和时间都可能是实验的变量

B.各种实验都必须单独设置对照组,确保单一变量

C.数据测量时只要认真准确记录,无需多次测量求平均值

D.探究实验中,实验结果总是与提出的假设一致

答案:A

解析:变量即实验过程中可以变化的因素,实验材料的数量、温度和时间都可能是实验的变量,A项正确;探究实验一般都需要设置对照组,但也可能均为实验组,各组之间形成相互对照,B项错误;进行数据测量时,为了减少误差,需多次测量求平均值,C项错误;探究实验中,可能出现实验的结果与假设矛盾,可能是假设不正确,那么就需要进一步查找资料,重新作出假设,也可能是实验过程中的某一环节出了问题,那么就需要重新进行实验,D项错误。

2.(2022沈阳模拟)实验设计应注重科学性、遵循实验设计原则。下列有关生物学实验的叙述,正确的是()

A.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,自变量为催化剂,因变量为O2生成量

B.探究“温度对酶活性的影响”实验,可选用唾液淀粉酶,并且需要设置空白对照组

C.探究“pH影响酶活性”的实验,可选用胃蛋白酶,在pH为6~8范围设置不同实验组

D.探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验,可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖

答案:D

解析:“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验,自变量为催化剂的种类和有无,因变量为O2生成速率,A项错误;探究“温度对酶活性的影响”实验,可选用唾液淀粉酶,不需要设置空白对照组,不同温度形成相互对照,B项错误;胃蛋白酶在pH为6~8范围内失活,C项错误;探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验,可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖来证明,D项正确。

3.生物实验中常用到对照实验的方法,以下实验的对照设置不正确的是()

A.研究细胞核的功能时,将变形虫切成有核和无核两部分

B.探究酶具有高效性时,设置无机催化剂和生物酶两组实验

C.验证淀粉是光合作用的产物时,让叶片一半曝光、另一半遮光

D.验证胚芽鞘的感光部位在尖端时,设置保留尖端和去除尖端的两组

答案:D

解析:研究细胞核的功能时,将变形虫切成有核和无核两部分,A项正确;探究酶具有高效性时,设置无机催化剂和生物酶两组实验,B项正确;验证淀粉是光合作用的产物时,让叶片一半曝光,另一半遮光,C项正确;验证胚芽鞘的感光部位在尖端时,设置遮住尖端和不做处理的两组,D项错误。

4.(2022扬州模拟)如表是某研究性学习小组利用猪肝研磨液设计的“探究pH对过氧化氢酶的影响”的实验思路,下列有关该实验思路的叙述,错误的是()

操作步骤操作方法试管甲试管乙

1加体积分数为3%的H2O2溶液2mL2mL

2加质量分数为5%的盐酸溶液1mL—

3加质量分数为5%的氢氧化钠溶液—1mL

4加质量分数为20%的猪肝研磨液2滴2滴

5观察相同时间内试管中产生的气泡数量

A.将操作步骤1、4互换,可使实验思路更科学合理

B.应增设丙组对照,其处理是2mL体积分数为3%的H2O2溶液+1mLH2O+2滴质量分数为20%的猪肝研磨液

C.步骤5的操作方法可改为“记录试管内停止产生气泡所需的时间”

D.将实验自变量替换成“温度”可用来探究温度对过氧化氢酶的影响

答案:D

解析:H2O2在加热的条件下易分解,因此探究温度对酶活性的影响时底物不宜用H2O2,D项错误。

5.(多选)下表所示是关于酶专一性的实验设计。下列叙述正确的是()

步骤12345

淀粉溶液蔗糖溶液某酶溶液斐林试剂水浴加热

后观察现象

试管Ⅰ2mL—2mL2mL①

试管Ⅱ—2mL2mL2mL

A.该实验的自变量是底物的种类,步骤3可选用新鲜的淀粉酶,也可选用蔗糖酶

B.该实验的无关变量有底物的量、酶的用量、温度、pH等

C.该实验的因变量也可用底物剩余量表示,可用碘液作为检测试剂

D.若“某酶溶液”是新鲜的淀粉酶,则现象①为无砖红色沉淀产生

答案:AB

解析:本实验用同种酶催化两种不同的物质来研究酶的专一性,自变量是底物的种类,步骤3可选用新鲜的淀粉酶或蔗糖酶,A项正