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1、2022年高考生物总复习 第一部分 非选择题必考五大专题 专题四 实验探究 第12讲 实验设计学案考试要求1.具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验，提出或完善实验思路，能对实验现象和结果进行处理、分析和解释。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、做出假设和预期、确认变量、设计实验方案、处理和解释数据、做出合理的判断，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。1.(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
2、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
3、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70 mV。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) 由题干信息可知，有效刺激是用1%H2SO4溶液剌激该蛙一侧后肢的趾尖。因此验证刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的实验思路是用1%H2SO4溶液剌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，说明不是同时发生的。兴奋通过突触的传递需要时间、兴奋在神经元上的传导也需要时间，故刺激感受器与产生屈腿不会同时发生。兴奋在
4、神经纤维上的传导速度远大于在神经元间的传递速度，因此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，其主要原因是组成该反射弧的神经元级数比屈腿反射的多，反射弧中的突触较多。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，说明5% H2SO4溶液会损伤感受器。(2)静息状态下，同一细胞表面各处的电位相等，但由于题干所述两种细胞内的Na浓度不同，K浓度也不同，因此上述两种细胞表面的电位并不相等，相互之间存在电位差。故一条肌肉直接与该肌肉相连的神经接触，将引起该肌肉收缩。动作电位产生的机理是Na通道开放，Na内流，若用某种药物处理阻断了N
5、a通道，其动作电位将无法产生。(3)静息电位产生的机理是K通道开放导致K外流，而K外流量与膜内外K的浓度差有关。因此若在一定范围内增加溶液中的K浓度，静息电位绝对值将减小。具体曲线图见答案。答案(1)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，说明不同时发生的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组成该反射弧的神经元级数比屈腿反射的多感受器受损 (2)神经和肌肉是两种不同的组织，存在电位差无法产生(3)膜电位与溶液钾离子浓度的关系示意图2.(2017浙江11月选考)为了研究海拉细胞的细胞增殖，以总细胞数和细胞分裂指数(细胞群体中分裂
6、细胞所占的百分比)为测定指标，完善实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。(要求：细胞培养至培养液中营养物质不足。实验思路涉及的主要用具须写出，但具体操作过程不作要求。实验条件适宜。)回答下列问题：(1)完善实验思路：将已知细胞密度的海拉细胞悬液，用移液管加入到各个含细胞培养液的培养瓶中，然后置于CO2培养箱中培养。_。对所得数据进行统计与处理。(2)预测实验结果(以坐标曲线图形表示实验结果)：(3)分析与讨论：细胞计数时，见到压在方格线上的细胞如何计数？_。若要得到大量的G1期细胞，可采用的方法是_，原因是_。若为了检测某种药物对该细胞的增殖有促进作用，可在培养液中加入同位素标记的物质是_，
7、原因是_。解析(1)本实验难度不大，题目已经指出实验目的是为了研究海拉细胞的细胞增殖，测定指标以总细胞数和细胞分裂指数(细胞群体中分裂细胞所占的百分比)来表示，因此只需要在实验思路中实现以下内容即可：将细胞培养至培养液中营养物质不足，每隔一段时间，用血细胞计数板在显微镜下计数并记录总细胞数，同时制作临时装片，在显微镜下观察与计数分裂细胞并记录。(2)实验过程中要将细胞培养至培养液中营养物质不足，由于营养物质的消耗和有害代谢产物的积累，肿瘤细胞也会出现绝大部分细胞停止分裂的现象，预期实验结果要考虑到这种情况。由于题目要求用坐标曲线图形呈现可能的实验结果，所以需要先建立坐标系，横坐标标注培养时间，
8、纵坐标标注总细胞数和细胞分裂指数(具体参见答案)。(3)细胞计数时，当遇到压在方格线上的细胞，一般只计数左线和上线上的细胞。若要得到大量的G1期细胞，可减少培养液中的营养物质成分，由于原料缺少使细胞合成有关物质如RNA和蛋白质等受阻而停滞于G1期。若为了检测某种药物对该细胞的增殖有促进作用，可在培养液中加入同位素标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，由于胸腺嘧啶脱氧核苷是DNA合成的原料，其进入细胞的量可反映细胞的增殖情况。答案(1)每隔一段时间，用血细胞计数板在显微镜下计数并记录，同时制作临时装片，在显微镜下观察与计数分裂相细胞并记录。(2)(3)只计左线和上线上的细胞减少培养液中的营养物质成分由于原料缺
9、少使细胞合成有关物质如RNA和蛋白质等受阻，而停滞于G1期胸腺嘧啶脱氧核苷胸腺嘧啶脱氧核苷是DNA合成的原料，其进入细胞的量可反映细胞的增殖情况读图析图实验设计的程序(1)分析实验目的和实验原理可推断该实验类型：_、_，实验变量：_、_、_和可能的实验结论。(2)设计实施实验需要遵循_、_、科学性原则、平行重复原则等。(3)设计实施实验的关键是如何操纵_、控制_和观察检测_。(4)对比_和 _，结合实验目的即可归纳概括出实验结论。提示(1)验证性实验探究性实验自变量因变量无关变量(2)对照原则单一变量原则(3)自变量无关变量因变量(4)预期的实验结果实际的实验结果考点1实验变量的分析和控制1.
10、(2017浙江4月选考)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图。回答下列问题：本实验的自变量是_，因变量是_。解析根据题干信息和曲线图知，该实验的自变量是光照和温度，因变量是叶绿素相对含量。答案光照和温度叶绿素含量 2.夏季涨水，河边被水淹没的马铃薯田中马铃薯块茎进行厌氧呼吸会产生大量乳酸，乳酸能刺激鳙鱼前来觅食。利用豆渣接种乳酸菌生产鳙鱼饵料并进行效果测试的相关实验见下表(ad表示实验步骤)。请回答：实验一饵料制备发酵罐组别123456a加入培养液煮沸后冷却的豆渣培养液各10 Lb接种菌液10 mL20 mL30 mL40 mL50mLX mLc发酵培养4
11、3 及Y环境下培养4天d成品处理倒出发酵罐中的溶液，烘干成粉末并装袋，编号为16号实验二效果测试a将同期发育的相同大小的鳙鱼苗等量放养在6个实验池中b每天同时向6个实验池中对应投喂等量且适量的成品16号饵料c5天后测定相关指标：_(1)实验一中自变量为_。X可以设为_或_，作用分别是_和_。(2)豆渣需要经过煮沸处理，目的是_。Y为_。(3)实验二中c的指标可以为_。解析(1)实验一中自变量为一定梯度体积的乳酸菌液。X可以设为0或60，作用分别是空白对照和梯度间相互对照。(2)豆渣需要经过煮沸处理，目的是防止杂菌产生其他物质干扰实验结果。Y为无氧，这样才能保证乳酸菌的生命活动。(3)实验二中c的指标可以为各组实验池中鳙鱼的平均体重(体长)、饵料的残余量(消耗量)。答案(1)一定梯度体积的乳酸菌液060空白对照梯度间相互对照(2)防止杂菌产生其他物质干扰实验结果无氧(3)各组实验池中鳙鱼的平均体重(体长)或饵料的残余量(消耗量)(1)变量：或称因子，是指实验过程中被操作的特定因素或条件。按性质不同，
