高考生物科学探究系列4　实验方案的评价与修正（讲解+练习含答案）

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4实验方案的评价与修正

1．实验材料用具的评价角度和改进技巧

(1)材料用具是否恰当。明确实验原理，分析所给的材料用具应具备的条件(浓度、规格等)。如观察洋葱表皮细胞的质壁分离与复原实验时不能用0.5g/mL的蔗糖溶液。

(2)是否遗漏重要的实验用具。分析处理操作对象、观察现象时，所用到的重要用具，仔细检查在所给用具中是否存在。如观察叶绿体的形态和分布，不能缺少显微镜。

(3)药剂选择使用和用量是否准确。根据所学实验要求合理选择、使用，做到用量准确。

(4)材料用具是否充分利用。思考所给材料用具分别起什么作用，怎样运用。

2．实验步骤的评价角度和改进技巧

(1)步骤是否完整，是否设置对照实验。若没有，应依据实验目的、原理，确定设置的对照类型，进行补充。

(2)步骤是否合理，操作步骤是否颠倒。应依据已有的生物学知识进行调换。如使用双缩脲试剂鉴定蛋白质时，A液(NaOH)和B液(CuSO4溶液)滴加顺序不能颠倒。

(3)操作是否违反生物学原理。若违反，应进行纠正。如在探究温度对酶活性影响的实验中，不能用斐林试剂检测。

(4)是否遵循单因子变量原则、等量原则和排除无关变量的干扰。应保证实验组和对照组除自变量外，其他条件完全一致，如在探究温度对酶活性影响的实验中，保证实验组和对照组除温度外，其他条件(如pH、加入底物的量等)完全一致。

(5)实验条件是否正确。如分析实验是否需要搅拌、加热，实验所需的温度、光照等条件是否合理。

3．实验结果的评价角度和改进技巧

(1)实验结果的种类是否符合实验的类型。验证性实验只有一种结果，探究性实验的结果要分类讨论。

(2)实验结果出现科学性错误。应根据实验原理和过程，联系教材相关知识，推导出正确的实验结果。如双缩脲试剂鉴定蛋白质时，结果写成蓝色。

(3)因果关系倒置。要学会表达，表达的模式是根据实验结果(现象)，推导出实验结论。

1．(多选)(2022·江苏新沂第一中学高三阶段练习)黑暗中培养的萝卜黄化苗对单侧蓝光照射的反应比较迟钝，而白光预照射可改变黄化苗对蓝光的向光反应能力。为探究何种光质的光预照射能增强黄化苗向光反应能力，研究人员进行实验，结果如图。相关叙述正确的是()

A．黄化苗向光性可能与单侧光引起尖端生长素分布不均有关

B．预照射实验应用相同强度、不同光质的单侧光照射相同时间

C．预处理后的黄化苗应用相同强度的单侧蓝光照射相同时间

D．蓝光预照射可明显增强萝卜黄化苗对光刺激的反应能力

ACD[植物向光性的常见机理是单侧光引起尖端生长素分布不均匀，生长素多的一侧生长快，A正确；为避免预照射实验对本实验结果的影响，在不同光质光预照射实验中，应注意均匀照光，而不是单侧光照，B错误；根据题干信息“黑暗中培养的萝卜黄化苗在单侧蓝光照射下的向光性反应比较迟钝”，确定本实验的因变量是不同光质预照射后的黄化苗对蓝光的向光性反应能力，因此，需要对预处理后的黄化苗用相同强度的单侧蓝光照射相同时间，测量各组黄化苗的向光弯曲度，C正确；依据实验结果可知，与对照组(黑暗处理)相比，蓝光预照射组黄化苗弯曲度明显大于红光和远红光预照射组，说明蓝光预照射可明显增强萝卜黄化苗对光刺激的反应能力，D正确。故选ACD。]

2．(2022·江苏扬州开学考试)气孔是由两个保卫细胞围成的空腔，主要分布在植物叶片表皮。脱落酸(ABA)可通过特定的信号转导途径调节气孔的开放程度，机制如下图。已知细胞质基质中Ca2＋的浓度在20～200μmol/L之间，液泡中及细胞外Ca2＋的浓度通常高达1mmol/L。(注：每个保卫细胞同时存在“ROS”途径和“IP3，cADPR”途径)

(1)由下图可知，ABA与ABA受体结合后，可通过ROS、IP3等信号途径激活上的Ca2＋通道蛋白，使Ca2＋以方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2＋浓度的增加，促进了K＋及Cl－流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，保卫细胞(填“吸水”或“失水”)，气孔关闭。

(2)有人推测，ABA受体有胞内受体和细胞质膜上受体两种，为探究ABA受体位置，研究者进行了下列实验，请完善实验方案。

实验一实验二

步骤一培养叶片下表皮组织培养叶片下表皮组织

步骤二向培养液中添加同位素标记的ABA向保卫细胞内直接注射足以引起气孔关闭的一定浓度ABA

步骤三检测_______________________检测气孔开放程度

实验结果细胞质膜表面放射性明显强于细胞内，气孔关闭气孔不关闭

(3)据实验一、二推测ABA受体只位于细胞质膜上，但有人认为直接注入细胞的ABA可能被降解，导致气孔不关闭。因此设计了两种防降解的“笼化ABA”，光解性“笼化ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA，非光解性“笼化ABA”则不能。

实验三Ⅰ组Ⅱ组

步骤一培养叶片下表皮组织

步骤二将ⅰ显微注射入保卫细胞内将ⅱ显微注射入保卫细胞内

步骤三用ⅲ照射保卫细胞30s

步骤四检测气孔开放程度

实验结果气孔关闭气孔不关闭

综合实验一、二、三结果表明，ABA受体位于细胞质膜上和细胞内。

(4)植物在应答ABA反应时能产生一类磷脂——SIP(如图所示)。为检验“SIP通过G蛋白起作用”的假设，用处理拟南芥G蛋白缺失突变体的保卫细胞，检测气孔开放程度的变化；其对照组设计思路为

__________________________________________________________________。

[解析](1)由图可知，ABA与ABA受体结合后，可通过ROS、IP3等信号途径激活细胞质膜和液泡膜上的Ca2＋通道蛋白，图中Ca2＋的转运并未消耗能量，因而Ca2＋以协助扩散方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2＋浓度的增加，促进了K＋及Cl－流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，保卫细胞失水，导致气孔关闭。

(2)本实验的目的是探究ABA受体的位置，因此实验的自变量是ABA处理的部位，实验的因变量是气孔的开放程度和放射性存在的部位。由于实验一培养液中ABA进行了同位素标记，因此步骤三应该检测放射性的强度位置及气孔是否关闭，同时实验结果表明ABA受体存在于细胞质膜上。

(3)本实验的自变量是ABA是否有活性，因此设计了两种“笼化ABA”，一种可以在紫外线的照射下分解，而另一种不能，因此实验中的三个空格分别是光解性“笼化ABA”、非光解性“笼化ABA”、紫外线。在紫外线照射的情况下，Ⅰ组的ABA没有被降解，因而有活性，表现为气孔关闭，综合实验一、二、三得到的结果表明：ABA受体位于细胞质膜上和细胞内。

(4)本实验的目的是检验“SIP通过G蛋白起作用”的假设，因此实验的自变量是G蛋白的有无，然后利用条件处理，即SIP处理两种不同的拟南芥，因变量是气孔的开放程度的变化，因此实验组的处理是用SIP处理拟南芥G蛋白缺失突变体保卫细胞，检测气孔开放程度的变化；对照组的处理应该是用S