专题03生物实验探究（原卷版）

专题03生物实验探究【解题技巧】一、科学探究的一般过程①发现和提出问题：需要对自然现象和事物进行各种观察，而且需要提出具有科学意义的问题，要有一定的价值，并能通过实验或收集资料给予答案的②建立假设：针对提出的问题构想的一个假设。不能凭空乱想。制定计划、设计实验方案③收集事实与证据：利用计划和方案得到相应的事实与证据，分析实验数据并对这些数据进行处理。④检验与评价⑤合作与交流二、生物探究题：中考科学中的生物实验题常考有酶活性的探究，种子萌发的条件探究，临时装片制作与观察，光合作用的影响因素……等等实验，这些内容要一一突破。【例题精析】一．科学探究的基本环节1．以下资料是关于酶的发现史：斯帕兰札尼实验：以前人们认为人和动物只能对食物进行物理性消化，即只使食物的形状颗粒大小发生变化，而不能进行化学性消化。1773年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去，而胃液可以流入笼内。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。于是，他推断胃液中一定含有对肉块进行化学性消化的物质。施旺实验：1836年德国博物学家施旺进行了实验：他把氯化汞加到胃液里，沉淀出一种白色粉末。除去粉末中的汞化合物，把剩下的粉末溶解，得到了一种浓度非常高的消化液，他把这粉末叫作“胃蛋白酶”。他利用制得的胃蛋白酶进行了如表实验，让食物在体外消化成为可能．容器加入物质实验结果1胃蛋白酶+肉糜+清水肉糜分解很少2胃蛋白酶+肉糜+盐酸肉糜大部分分解3胃蛋白酶+肉糜+氢氧化钠肉糜分解很少（1）斯帕兰札尼实验的巧妙之处是排除了性消化对实验的干扰。（2）施旺所进行的表格中的实验说明了胃蛋白酶的活性受的影响。（3）上表中的实验想在最短的时间内完成，应该把温度控制在摄氏度左右。（4）有同学对施旺实验提出质疑：认为对肉糜起分解作用的可能是盐酸。为了检验他的猜想正确与否可再增设一容器，并在其中加入物质：，观察肉糜的分解情况。2．疫苗接种被认为是医学科学最伟大的成就之一。疫苗研发的主要阶段包括：分离获得毒株→制成疫苗→动物实验→临床试验→审批上市。那么如何评价疫苗的安全性和有效性呢？【探究目的】探究疫苗X的安全性和有效性。【动物实验】（1）实验方案：（图1）实验过程中，B组注射的是。（2）实验结果：仅A组小鼠的血清中检测到相应的特异性抗体，两组小鼠的其余生理和生化指标，说明疫苗X对小鼠是安全有效的。（3）交流反思：有研究者认为，通过小鼠实验筛选出的疫苗，还需要用灵长类动物（如猴）实验评估疫苗，进一步确认安全有效后，方可进行临床试验。从进化角度分析，支持用灵长类动物实验评估疫苗的理由是。【临床试验】疫苗X的生产上市还需要经过三期的临床试验。（图2）分组志愿者患病数疫苗组10000人8人安慰剂组10000人160人结果分析：Ⅲ期临床试验在疫区招募了20000志愿者，试验结果如表所示，则该疫苗保护率是。注：疫苗保护率＝（安慰剂组患病率﹣疫苗组患病率）÷安慰剂组患病率。【社会参与】接种疫苗是对抗新冠疫情最有效的防范措施。当接种疫苗达到一定比率后就可以建立起免疫屏障，阻断疫情蔓延，因此接种疫苗不仅是为了个人的健康，更是为了全社会的健康。我们每个公民都应尽打快打疫苗。3．科学家探索光合作用过程和本质经历了漫长的历程。我们知道绿色植物利用太阳光能把二氧化碳和水合成有机物，并释放氧气。H2O和CO2均含有O，那么O2中的O是来源于什么物质呢？资料一：19世纪末，科学家普遍认为：CO2在光的作用下被分解为CO和O2。资料二：范•尼尔通过实验得出紫硫细菌合成有机物的反应式，与高等植物光合作用的反应式进行比较研究后，建立了猜想。紫硫细菌：CO2+2H2S→光（CH2O）（糖类）+2S+H2高等植物：CO2+2H2O→光（CH2O）（糖类）+O2+H2资料三：英国化学家希尔在一个密闭的装置中加入含叶绿体的悬浮液和高铁盐（作氧化剂，不产生氧气），并除去装置内的CO2，在光照下发现密闭装置中产生了O2。资料四：美国科学家鲁宾、卡门给三组小球藻提供含有一定比例18O的水和碳酸氢盐（释放二氧化碳，其他条件均相同），光照相同时间后，分别检测小球藻释放氧气中18O的比例，实验结果如下表所示。（18O是表示中子数为10的氧原子，可作为示踪原子）组别水中18O的比例（%）碳酸氢盐中18O的比例（%）释放的氧气中18O的比例（%）10.850.410.8420.850.550.8530.850.610.85（1）通过资料二中的比较分析，可以作出的猜想是。（2）希尔实验能否证明光合作用产生的O2全部来源于H2O？请作出判断并说明理由。（3）分析鲁宾、卡门的实验结果，可得出的结论及相应的依据分别是。4．春暖花开、燕雁北飞，秋寒叶落、燕雁南归。人们通常认为候鸟的迁徙与气温变化有关。据加拿大洛文教授14年的观察记录，有一种候鸟黄脚鹬，每年长途跋涉1.6万公里来往于北美洲的加拿大和南美洲之间，总是固定于5月26～29日在加拿大首次产蛋。根据上述现象，洛文教授认为气温不是引起候鸟迁徙的原因。他在1924年9月捕获了若干只某种候鸟，分两组进行实验，实验的过程与结果如表。所捕候鸟的处理3个月后放飞的所捕候鸟情况第一组置于日照时间逐渐缩短的自然环境中留在原地第二组置于日光灯下，用灯光模拟日照，并一天天延长光照时间多数往相同方向飞（1）洛文教授根据黄脚鹬的首次产蛋日期都是在每年的5月26～29日，推测气温不是引起候鸟迁徙的原因，因为每年同期的气温是。（2）根据洛文教授的实验设计，你认为他的猜想是。（3）若洛文教授根据此实验就对候鸟的迁徙原因下结论，这种做法是否合理，并说明理由。。5．酶是生物体内各种化学反应的催化剂，它的活性会受到多种外界因素的影响。在探究了温度对酶催化作用的影响实验后，科学兴趣小组在课后对其他环境因素进行了探究。【实验设计】①将若干同样大小的滤纸片浸入肝脏研磨液，使过氧化氢酶附着在滤纸片上，取出后晾干；②在四只烧杯中盛入体积分数为2%，pH分别为5、7、9、11的H2O2溶液（温度相同且适宜）；③将滤纸片分别放入烧杯中，滤纸片上的过氧化氢酶催化H2O2分解产生O2，氧气泡会附着在滤纸片上。随着反应的进行，滤纸片先下沉再逐渐上浮，直至浮出液面（如图甲），记录的时间。由上述实验设计可知，该兴趣小组建立的假设是。【实验结果】同学们通过实验，获得如图乙所示的结果。【得出结论】pH对酶的催化作用有影响，pH在5﹣11的范围内，随着pH的升高，过氧化氢酶的活性变化规律为。【拓展提高】结合课堂与课后的探究结果，有小组同学提出，在不同温度条件下，pH对酶活性的影响是否相同。为此他们将H2O2溶液分成份，并设计如表所示的方案做了进一步探究。组别pH57911温度（℃）10A1B1C1D120A2B2C2D230A3B3C3D340A4B4C4D46．资料表明，果胶酶可破除果肉细胞的细胞壁（内含果胶），果胶酶只能对果胶的分解起催化作用。这为果汁生产厂家提高出汁率提供了科学依据。某科学兴趣为此设计如下实验，探究“影响果胶酶活性的因素”。①分别取一定量果胶酶和苹果泥分装于两支相同的试管中，在10℃同一水浴中恒温处理10分钟，如图A；②将果胶酶与苹果泥充分混合，再次在10℃水溶液中恒温处理10分钟，如图B；③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测出果汁量（体积），如图C；④再取等量的果胶酶与苹果泥，在不同温度条件下重复以上实验，记录果汁量如表：温度/℃1020304050607080果汁量/mL81216251511106请回答下列问题：（1）步骤①的目的是。（2）“果胶酶只能对果胶的分解起催化作用”体现了酶的性。（3）实验结果显示，当温度为℃左右时，果胶酶的活性较高。二．探究种子萌发的条件7．为了研究不同颜色的光对种子萌发的影响，进行了如下的实验：取甲、乙、丙、丁4个培养皿中有潮湿的滤纸，各放入100粒莴苣种子，然后分别给予不同的光照，数天后结果如下表。甲乙丙丁光照条件用黑纸遮光照橘红光（λ＝660μm）先照橘红光再照远红光（λ＝735μm）先照橘红光再照远红光最后再照橘红光数天后的萌发的种子数（粒）0994098根据上述实验数据，作为最恰当的结论是（）A．只要有光照，莴苣种子就能发芽 B．不照光，莴苣种子不能发芽；远红光也能抑制其发芽 C．橘红光可促进莴苣种子发芽，远红光可抑制其发芽 D．橘红光可促进莴苣种子发芽，但远红光可抵消橘红光的作用8．幼苗的出土率是否与种子种植的深度有关？为研究这一问题，小科展开了相关的探究。组别甲乙丙丁种植深度6cm11cm18cm25cm出土幼苗数量29棵30棵26棵20棵未出土幼苗生长情况1棵种子未萌发/幼苗略有萎缩现象幼苗萎缩现象较明显幼苗子叶大小较大较小只有痕迹只有痕迹将相似的120粒绿豆种子平均分成4组，在相同砂土中按不同深度种植，放置在相同且适宜萌发和生长的条件下。连续观察15天，发现只有三组有幼苗先后出土，如图所示。在第15天对所有幼苗进一步观察发现，除幼苗胚轴的长度不同外，各组幼苗的出土数量、未出土幼苗生长状况、子叶大小等也有差异，如表所示。（1）分析实验结果可以得出的实验结论：①；②当绿豆种子种植深度超过11cm后，随着种植深度的增加，幼苗的出土率将会，得出此结论的依据是；（2）第15天，取甲、乙、丙三组幼苗各10棵，分别测定各组有机物总含量，则组的有机物含量最高，根本原因是。9．小徐为了探究“烟草浸出液对黄豆种子萌发和幼苗生长的影响”，进行了如下实验：①用烟草、蒸馏水配制得到浓度为40%的烟草原浸液，再通过稀释原浸液得到浓度为20%、15%、10%的浸出液；②取4个同规格的培养皿，编号为A、B、C、D，并在里面铺上等量的干棉花；③在每个培养皿中放20粒黄豆种子，盖上盖子；④通过量筒量取，每天定时向各培养皿中喷洒、浓度不同的浸出液，并记录数据。其中第5天的数据如表，回答问题：编号喷洒的浸出液浓度第5天的平均芽长和萌发率平均芽长/cm萌发率A0%10100%B10%495%C15%1.265%D20%0.535%（1）请你填写完整步骤④，以便控制好无关变量。（2）该实验通过来判断烟草浸出液对黄豆幼苗生长的影响。（3）本实验可以得出的结论是。10．在探究“种子萌发的环境条件”时，小金设计了如下实验：①取4个罐头瓶，编号1﹣4，每一瓶底放6层餐巾纸，每一瓶中放入10粒大豆种子于餐巾纸上。②将1﹣4号瓶做了如表所示不同的处理，5天后取出观察到如表所示的实验现象。编号处理方法实验现象1不做处理盖上瓶盖放入25℃的培养箱中不萌发2不做处理盖上瓶盖放入5℃的培养箱中不萌发3向瓶中加水至餐巾纸湿润盖上瓶盖放入5℃的培养箱中不萌发4向瓶中加水至餐巾纸湿润盖上瓶盖放入25℃的培养箱中萌发请回答：（1）1号瓶与号瓶组合，可以形成一组对照实验，探究的是对种子萌发的影响。（2）比较分析3号瓶和4号瓶的实验结果，能得出的结论是。（3）1号瓶和2号瓶可以形成一组对照实验吗？。（4）4号瓶中有1粒种子没有萌发，可能原因是。三．探究发生在口腔内的化学消化11．根据实验目的和实验原理选择恰当的实验器材（试剂），是保证实验获得可靠结果的关键因素之一。下列实验器材（试剂）的选用错误的是（）A．探究温度对唾液淀粉酶的影响，用碘液检验淀粉是否存在 B．选用花生仁、大米、牛肉干来探究不同食物所含能量的多少 C．选用尾鳍色素深的小鱼进行“观察小鱼尾鳍内血液流动”的实验 D．选用低倍显微镜观察小鱼尾鳍内的血液流动12．为了探究某种淀粉酶的最适宜温度，某同学进行了如图实验操作。请分析回答：（1）【实验设计】步骤1：取10支试管，分为五组。每组两支试管中分别加入1mL某种淀粉酶溶液和2mL浓度为5%的淀粉溶液。步骤2：将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并振荡。步骤3：将装有混合溶液的五支试管（编号1、2、3、4、5）分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中。反应过程中，每隔1分钟从各支试管中取出一滴反应液滴在多孔瓷板上，加1滴碘液显色。①该实验的变量是；②此实验设计存在一个明显的错误，即步骤2前应保温一段时间后再混合；③该实验中每组只加入1mL某淀粉酶溶液，不能过多，主要是为了避免。（2）【实验操作】纠正该实验错误步骤后，进行正确操作。一段时间后，当第3组试管中的反应物与碘液混合物开始呈棕黄色时，各组实验现象如表（“+”表示蓝色程度）：组别12345处理温度/℃1525354555结果+++棕黄色+++①试管中取出的反应物滴加碘液后，呈棕黄色，说明。②分析上述实验结果，可以得出该淀粉酶的最适温度在之间。③为进一步确定最适宜温度，需要（简述后续实验操作）。四．探究光合作用的条件、场所、原料和产物13．如图所示的“人工树叶”是一种模拟电化学实验装置，该装置模拟植物的光合作用，利用太阳能将水和二氧化碳转化为氧气和燃料丙醇（C3H8O）。则下列不属于“人工树叶”作用的是（）A．将太阳能转化为化学能 B．有利于减缓温室效应 C．为人类提供能源 D．为人类提供食物14．植物光合作用速率可以用单位面积、单位时间内制造的有机物质量来表示。某同学按下列步骤测量樟树叶光合作用速率：①选取n张对称性良好的樟树叶片，将每张叶片标记为如图的A、B两部分；②将叶片的A部分作遮光处理，B部分不作处理；③光照t小时后，在所选的每张叶片A、B的对应部位各截取面积为S的小方片，分别烘干，称得A部分小方片总质量为mA，B部分小方片总质量mB；④计算出樟树叶光合作用速率；（1）为了使实验结果更准确，步骤①中选取的樟树叶片在数量上有什么要求？。（2）另一同学认为，上述方法在测量时没有考虑光合作用产物会运出叶片，这样会使测量结果存在较大的偏差。为了减小偏差。在步骤②之前对叶片最好的处理方法是。A.摘下叶片以切断叶柄B.环剥叶柄以切断筛管C.破坏叶柄木质部以切断导管（3）樟树叶光合作用速率可表示为。（用字母表示）15．生物小组用黑藻探究光合作用是否以二氧化碳作为原料。BTB（溴麝香草酚蓝）水溶液颜色变化可反映出水中二氧化碳含量变化，原理如图1所示。依据这一原理，同学们进行实验，处理及结果如图2所示。（1）甲乙两组实验在黑暗中一段时间后，BTB水溶液都变成黄色的原因是。（2）比较甲、乙组实验结果，可以得出结论。（3）有同学质疑，光照是否会引起BTB水溶液中二氧化碳含量减少。为继续探究这个问题，小科增加了实验，制得与甲、乙两组相同的黄色BTB水溶液后，接下来的实验操作是。五．探究环境因素对植物光合作用的影响16．为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（）A．该实验中影响光合作用