专题四 生物实验（原卷版）

专题四生物实验[考点导航]生物实验探究⭐⭐生物实验设计⭐⭐[生物实验探究]兴趣小组从浸泡后的绿豆中提取淀粉酶溶液，为了研究酸碱性对该淀粉解催化作用的影响，以淀粉琼脂为材料进行实验，步骤如下：滤纸编号溶液成分1淀粉酶溶液2淀粉酶溶液+稀盐酸3淀粉酶溶液+稀碳酸钠溶液4稀盐酸5稀碳酸钠溶液①取5片大小相同的滤纸小圆片，编为1～5号，将其分别在五种不同成分的溶液（各溶液成分如表）中浸泡后取出，按如图甲所示放置在盛有淀粉琼脂薄片的培养皿中，盖上盖子。②将培养皿置于37℃的恒温箱中半小时后取出，将碘液均匀滴入培养皿中，约1分钟后用清水缓缓冲去多余的碘液。③实验结果发现：1号、2号和3号滤纸小圆片周围出现了大小不等的清晰区（即没有变蓝色的区域），3号周围的清晰区面积最大，1号其次，2号清晰区面积最小，4号和5号周围以及其余部位均显蓝色，如图乙所示。（1）为什么1号、2号和3号滤纸小圆片周围会出现清晰区？。（2）为了判断酸性对该淀粉酶催化作用的影响，应选择第2号与（填滤纸编号）进行对照。（3）实验结果表明，（选填“弱酸性”、“中性”或“弱碱性”）条件下，该淀粉酶的催化作用最强。兴趣小组将淀粉酶的催化效率与酸碱性强弱绘制成柱形图，请将弱酸性和中性环境下的柱形图补充完整。植物的生长需要多种矿质元素，其中必需元素就多达14种，需要量比较大的有氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁等。为了探究植物根系是否等比例吸收矿质元素和水分，兴趣小组的同学设计了如图所示装置，选用两株各方面均相同的水稻，通过改变光照来调节蒸腾作用，然后测定水稻根系所处溶液中矿质元素含量的变化。【提出假设】植物根系等比例吸收矿质元素和水分。【实验设计】根据上述研究目的，设计相应的实验方案及记录表如下：实验条件检测项目水分蒸腾量矿质元素含量变化N元素XY…甲较强的光照m1n1乙较弱的光照m2n2（1）实验中油膜的作用是。（2）为了确保上述假设的普遍适用性，表中的X、Y等应为。【数据处理】（3）要初步证实假设成立与否，实验后对表中的数据应按下列方式处理。A.比较m1：m2和n1：n2两个比值B.比较m1+n1和m2+n2的大小C.比较m1﹣m2和n1﹣n2的大小【实验结论】植物根系不是以等比例的方式吸收矿质元素和水分。【实验反思】（4）本实验采用改变光照来调节水分蒸腾量，但在实验设计中，我们也可以在相同的光照条件下，通过改变水稻植株上的来进行实验。=已知酶的活性会受温度、酸碱度的影响。请回答：（1）探索温度对酶活性影响最合理的实验步骤是。①取3支试管，编号并分别注入2毫升淀粉溶液②向各试管注入1毫升淀粉酶溶液③向各试管滴一滴碘液④将3支试管分别放入37℃温水、沸水、冰块中保持5分钟⑤观察实验现象A．①④②④③⑤B．①④②③⑤C．①②④③⑤D．①③②④⑤（2）酶的催化效率不仅与温度、酸碱度有关，还与离子种类有关，如氯离子能提高唾液淀粉酶的催化效率，铜离子能降低唾液淀粉酶的催化效率，钠离子对唾液淀粉酶的催化效率无影响。为了进一步探究硫酸根离子能否提高唾液淀粉酶的催化效率，在温度适宜的条件下小柯进行了如下实验：试管号1%淀粉溶液1%稀硫酸蒸馏水碘液1号2毫升01毫升2滴2号2毫升1毫升02滴第1步：取2支洁净的试管，按表中从左到右的顺序将药品加入到相应的试管中。第2步：在2支试管中各加1毫升稀释唾液后摇匀。第3步：将两支试管放入37摄氏度的水浴中加热5分钟，观察并记录现象。小柯的实验还不能确定硫酸根离子能否提高唾液淀粉酶的催化效率，需作如何改进？。如果硫酸根离子不能提高唾液淀粉酶的催化效率，则实验改进后两支试管中观察到的现象是。某研究小组设计了一个实验方案，以验证“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”（如图所示），请回答以下问题：（1）小金老师认为此方案设计不严谨，还应增设对照组。小金老师认为只要将玻璃钟罩中的氢氧化钠溶液应换成，其他保持不变就可以了。（2）“暗处理一昼夜”的目的是。（3）实验过程中，步骤③的装置中，小烧杯内的溶液是。（4）实验过程中，步骤④中叶片的颜色为什么没有变蓝。请解释缘由：。[生物实验设计]为了研究“不同色光对种子萌发的影响”，某科学兴趣小组进行了以下实验：①取甲、乙、丙、丁4个培养皿，每个培养皿中垫有二层湿滤纸：②选取籽粒饱满、均匀一致的莴苣种子400粒，随机平均分四组，分别放入培养皿中：③分别给予4个培养皿不同的光照，在适宜温度下培养一周后结果如下表：培养皿甲乙丙丁光照条件用黑纸遮光照橘红光先照橘红光，再照远红光先照橘红光，再照远红光，最后照橘红光一周后萌发的种子数/粒0994098请回答下列问题：（1）培养皿垫二层湿滤纸的目的是。（2）实验中每个培养皿放入用100粒种子的目的是。（3）根据实验数据，得出最为全面的结论是。满江红、金鱼藻等水生植物对含磷酸盐（常见的水体污染物）的污水有一定的净化作用，某学校兴趣小组想进一步探究满江红、金鱼藻联合种植对含磷酸盐（常见的水体污染物）污水的净化效果。（1）请你设计实验方案并写出实验步骤。实验材料：满江红、金鱼藻若干，含磷酸盐（常见的水体污染物）的污水、无色透明塑料桶若干、便携式磷酸盐检测仪及其他实验所需的仪器。（2）实验前用蒸馏水将植物洗净，用吸水纸吸干水分的目的是。马铃薯是大家喜爱的一种食材，但马铃薯保存过程中常会变绿而导致其中龙葵素含量升高。查阅资料可知：龙葵素是一种对生物体有害的物质。按照国家标准，每100克马铃薯中龙葵素含量超过20毫克就对人畜起毒害作用，那么表皮部分变绿的马铃薯能否食用呢？为了解决疑问，小明选取一个小面积表皮变绿和一个大面积表皮变绿的马铃薯进行实验，记录数据如下：组别样品检验部位每100克样品中含龙葵素质量第一组小面积表皮变绿的马铃薯绿色表皮34.12毫克除去绿色表皮后的表层（略有绿色部分）23.36毫克样品的中心部分（黄色）4.85毫克第二组大面积表皮变绿的马铃薯绿色表皮112.5毫克除去绿色表皮后的表层（略有绿色部分）27.12毫克样品的中心部分（黄色）5.12毫克（1）小红认为实验存在缺陷，要使实验结论更可靠，该如何改进？。（2）结合实验可知，如何通过外观判断马铃薯中龙葵素含量的多少？。（3）请根据相关信息，判断变绿的马铃薯能否食用并说明理由。。调查称，某些世界知名的户外运动品牌服装采用的材料中存在全氟辛酸。全氟辛酸很难在环境中降解，可通过食物、空气和水进入人体。近年最新研究表明全氟辛酸被确定为“对人类可能致癌”的物质。实验人员为了检测其毒性，利用小鼠进行研究。那么到底多少用量的全氟辛酸会对小鼠产生完全致命（十五天内100%死亡率）的毒性呢？研究小组对全氟辛酸毒性进行了检测：【实验材料】昆明种小白鼠40只。【实验步骤】①将小白鼠随机等分为A、B、C、D四组，常规喂养。实验前让小白鼠在同一实验环境中适应5天。②取全氟辛酸（以下写作PFOA）纯品，以1千克植物油为溶剂，分别制备成不同浓度的药剂。然后用灌胃针将各组药剂分别灌入小鼠体内。③染毒后继续禁食3小时，并记录动物出现的症状与死亡情况，观察期为15天。④实验结束时，将存活的小白鼠处死并解剖。【实验记录】组别剂量/（mg/kg）动物数/只死亡率/%A2151010B4641060C10001090D215010100（1）选取的昆明种小白鼠的要求是。（2）该小组在实验设计中存在明显漏洞，改进的方法是。（3）改进方法后，为了更精确得到使小白鼠半月内完全致命的毒性剂量，你的处理方法。

[猜押题专练]1．如图是验证光合作用需要二氧化碳的实验装置，实验步骤如下：（注：氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳气体。）①选择一株生长健康的天竺葵，放在黑暗的地方一昼夜；②将透明塑料袋、药品等按图示装置连接固定好；③光照4小时，取下叶片A和B，将叶片进行褪色处理、清洗；④用碘液分别检验A、B叶片，观察现象。⑤选择几株生长健康的天竺葵，重复以上实验。（1）将天竺葵放在黑暗的地方一昼夜的目的是。（2）B为A的对照组，在B中应加入。（3）假如实验的结论为二氧化碳是光合作用的原料，预测步骤④中可以观察到的实验现象是。2．已知生长激素和胰岛素一样均为蛋白质，某同学为了探究生长激素的作用，取30只同样大小的幼鼠等分成A、B、C三组，分别放入三个饲养笼。如表中是该同学完成的实验及一段时间后的实验结果，请回答下列问题：（1）做此实验过程中，一定要保证幼鼠的其他生长条件均相同，这样做的目的是。每组取10只同样大小的幼鼠完成实验，幼鼠的数目不能太少的原因是。（2）组和B组结果比较，说明生长激素有的作用。（3）C组结果和B组结果比较，能否说明生长激素没有任何生理作用？。为什么？。（4）若将本实验中的生长激素改为甲状腺激素，重复A、B组实验，则组幼鼠会提前成熟。组次处理方式幼鼠增重A定期注射适量生长激素40%B不注射25%C饲喂与A组等量生长激素25%3．小科同学发现一个生活现象，道路两旁的红叶石楠春天长出红色的嫩叶，到了夏天，这些红色的叶片变成了绿色，小科猜想可能跟夏天的温度高或光照强有关。于是，小科决定探究光照能否影响叶片变绿。他借鉴“光合作用需要光照”的实验方案，设计如下实验方案：组别甲组乙组实验材料同种红叶石楠一株同种红叶石楠一株环境条件阴暗、适宜温度光照充足、适宜温度处理方法将甲、乙两组植物栽种在各自实验环境中一段时间（1）此实验的甲组是（填“实验组”或“对照组”）。（2）老师看了小科的实验方案后，认为该方案还存在一点不足，请你帮助小科同学对该实验方案进行改进。（3）实验预期：假如光照对叶片变绿确实有影响，预期的实验现象是。4．小科为探究绿色植物光合作用的速率大小，进行如下实验：【实验步骤】①按图1组装好实验装置，并检验装置气密性。装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度基本稳定。②将盆栽绿色植物放入如图所示的装置内，实验开始时，针筒的读数是0.2ml，毛细管内的水柱在位置A．将装置放在20℃环境中光照20min后，移动活塞位置，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水柱仍维持在位置A。③若将该装置的玻璃瓶进行遮光处理，在20℃下放置10min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才能使水柱仍维持在A处。在不考虑温度、大气压变化的情况下，回答下列问题：【交流与讨论】（1）若以每小时释放的氧气量来代表光合作用速率，则在有光的条件下，该植物的实际光合作用速率是mL/h。（2）将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜装置内植物氧气释放速率的变化，得到如图2所示曲线，那么影响装置内植物光合作用速率变化的主要环境因素是。【实验反思】为使实验结果更加可靠，小科用塑料薄膜将花盆中的土壤密封，以排除对实验的干扰。小科改进实验设计，继续进行探究……5．海藻中所含维生素丰富，常作为美容产品的原料。有人通过实验探究某海藻的最佳培养条件，以获得最大产量（注：产量指单位体积的藻体干重）。（1）在有光条件下培养海藻时，培养液中除了所有无机盐外，还需要通入。（2）氧气释放量随光照强度的变化如图所示，曲线中的点对应的光照强度是海藻的最佳培养条件之一。（3）该种类的海藻在无光条件下仍能利用葡萄糖等有机物生长。其能适应环境存活至今，说明环境对生物的选择是。（4）向培养液中添加葡萄糖配成不同浓度的培养液，在一定光照条件下培养该海藻，测定海藻的产量如表：葡萄糖浓度（g/L）00.10.20.40.61.0海藻生产量（g/L）0.840.931.001.030.790.67研究人员在此基础上还设计了在0.2～0.6g/L葡萄糖浓度之间、更细分的浓度梯度的实验，其目的是。（5）综合上述实验，影响该海藻生产量的因素有。（6）某品牌牛奶，常压下的沸点是107℃，但这样的高温会破坏牛奶的部分营养成分，所以，人们制造了一种“低压锅”。用这种锅煮牛奶，可以使该品牌牛奶不到107℃就沸腾，这种“低压锅”的原理是。（7）茶叶中含有的茶多酚有益人体健康，茶多酚是一种白色晶体，易溶于水，实验室从茶叶中提取茶多酚的步骤如下：据以上信息可知，操作②的名称及操作②中玻璃棒的作用是。6．小实同学听妈妈说制作生拌菜不能添加黄瓜，因为黄瓜能使蔬菜中的维生素C流失，小实同学决定通过实验验证一下。[查阅资料]资料1；碘能使淀粉溶液变蓝。资料2：维生素C能与碘反应，使蓝色的淀粉碘溶液褪色。[实验操作]步骤一：配制淀粉碘溶液和维生素C溶液步骤二：榨取新鲜黄瓜汁。步骤三：各取20毫升维生素C溶液分别倒入甲、乙两锥形瓶中：，放置10分钟，中间每隔2分钟搅拌一次；步骤四：在甲、乙两锥形瓶中分别倒入等量蓝色淀粉碘溶液，搅拌均匀，静置观察。根据上述过程回答下列问题：（1）将步骤三补充完整：。（2）在步骤三中每隔2分钟搅拌一次，其目的是。（3）实验中观察到甲、乙锥形瓶中的蓝色均褪去，与事实不符，请你分析其中可能的原因是：。7．为研究植物呼吸作用，小科进行了以下实验：Ⅰ．选取两份等量且生长状况相同、具有完整根茎叶的新鲜菠菜，编号为甲组和乙组。甲组菠菜用开水烫2～3分钟，乙组不作处理。然后将两份菠菜分别放入相同恒温箱中，将氧气和二氧化碳浓度传感器探头置于箱内（如图1）。Ⅱ．连接计算机、数据采集器和传感器探头，采集24小时装置内氧气和二氧化碳浓度数据，并自动生成两种气体浓度随时间变化图象，如图2和图3．（不考虑微生物呼吸作用对本实验的影响）实验分析与评价：（1）实验中采用的恒温箱是密闭且的。（2）实验中能得到的初步结论是。（3）根据图2和图3可知，乙组氧气浓度先降低得快后降低得慢，二氧化碳浓度先升高得快后升高得慢，原因是。8．小欢在研究某植物叶片上、下表皮气孔密度（单位面积气孔数目）时，采取了如下方法。方法1：取3株大小、来源相同、具有等量叶片的该植物嫩枝，依图甲所示方法处理。方法2：用显微镜观察该植物同一叶片的上、下表皮装片并统计气孔的数目。请回答问题：（1）在方法1中，实验开始时，先将各装置的质量调至80克，其后每隔4小时测一次各装置质量，直至实验结束。①该实验中水面上放油的作用是。②该实验结束时，A、B、C装置的总质量分别为mA、mB、mC．若该植物叶片的下表皮气孔密度比上表皮大，则mC﹣mB（填“＞”“＜”或“＝”）mB﹣mA。（2）在方法2中，若要观察到清晰的物像，则图乙中关于显微镜的部分操作，正确的顺序是（填写图乙中的序号）。在显微镜下可以观察到，保卫细胞比叶片表皮细胞多了（填细胞内结构的名称），故能进行光合作用。9．食物的消化从口腔开始。食物入口，首先要经过牙齿切断、撕裂、磨碎，同时舌把食物与唾液搅拌混合，形成食团容易下咽。唾液中的唾液淀粉酶可促使淀粉分解。为了探究“口腔对淀粉的消化作用”，某生物兴趣小组的同学设计了如表所示的实验方案。请分析回答：组别馒头碎屑或馒头块唾液或清水温度加入碘液1