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第1讲　教材基础实验
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1．用显微镜观察哪些实验不需要染色？
2．观察细胞的有丝分裂与低温诱导植物染色体数目加倍，在制作步骤上有什么不同？
考点一　观察类
(2013·高考江苏卷)一个班级分组进行减数分裂实验，下列操作及表述正确的是(　　)
A．换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦
B．因观察材料较少，性母细胞较小，显微镜视野应适当调亮
C．为观察染色体不同层面的精细结构，用粗准焦螺旋调节焦距
D．一个视野中，用10×物镜看到8个细胞，用40×物镜则可看到32个细胞
[自主尝试]　________
【链接提升】观察类实验归类
实验名称 细胞的状态 染色剂 生物材料
观察DNA、RNA在细胞中的分布 死细胞 甲基绿吡罗红 人的口腔上皮细胞
观察线粒体 活细胞 健那绿
观察细胞的减数分裂 死细胞 无(为固定装片) 蝗虫精母细胞
低温诱导染色体加倍 死细胞 改良苯酚品红染液 洋葱根尖细胞
观察细胞的有丝分裂 死细胞 龙胆紫(或醋酸洋红)
观察多种多样的细胞 活或死细胞 无(无需染色) 酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等
观察叶绿体 活细胞 藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶)
观察植物细胞的质壁分离与复原 活细胞 紫色洋葱鳞片叶表皮细胞
上述实验中只有“观察植物细胞的质壁分离与复原实验”可以用低倍镜观察，其他均需使用高倍镜。高倍显微镜使用步骤：“找”(低倍镜下找物像)→“移”(将物像移至视野中央)→“转”(转动转换器，换上高倍镜)→“调”(调细准焦螺旋和光圈)。
跟踪训练1　下列关于教材实验的叙述正确的是(　　)
A．在剪碎的新鲜菠菜叶中加入SiO2、无水乙醇，充分研磨后过滤，则滤液呈深绿色
B．“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验步骤是制片→水解→冲洗→染色→观察
C．将糖尿病患者的尿液与斐林试剂混合，静置一段时间后，就会出现砖红色沉淀
D．将溴麝香草酚蓝水溶液滴入某溶液中变成灰绿色，证明该溶液中有酒精存在
跟踪训练2　小杨对4种实验材料的研究及观察记录见下表，正确的是(多选)(　　)
选项 实验材料 观察到的结构或现象
A 胚胎干细胞 同源染色体联会
B 紫色洋葱鳞片叶外表皮 质壁分离及复原
C 黑藻叶片 叶绿体移动
D 大肠杆菌 有核仁
考点二　探究类(鉴定类见P3)
(2012·高考天津卷)下列实验操作能达到预期结果的是(　　)
A．在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，统计每一时期细胞数占计数细胞总数的比例，能比较细胞周期各时期的时间长短
B．在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中，计算紫红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比，能反映NaOH进入琼脂块的速率
C．在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”实验中，培养期内共三次取样测定密度，即可准确绘制酵母菌种群增长曲线
D．在“探究α 萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中，用高浓度组的α 萘乙酸溶液浸泡插条基部一天后，观察生根情况以确定最适浓度
[自主尝试]　________
【链接提升】　探究类实验归类
探究实验 自变量 因变量 无关变量
通过模拟实验探究膜的透性 半透膜两侧溶液的浓度差 漏斗玻璃管液面的上升高度 半透膜种类、开始时的液面、温度等条件
探究温度对淀粉酶活性的影响 不同温度(至少三种) 酶的活性(加碘后溶液颜色的变化) pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 不同pH(至少三种) 酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧猛烈程度) 温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究酵母菌的呼吸方式 氧的有无 CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度等)；酒精的产生(酸性重铬酸钾检测) 葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等
模拟探究细胞表面积与体积的关系 细胞体积的大小 物质运输的效率 琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等
探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度 不同浓度的生长素类似物 扦插枝条的生根数量或长度 实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化 时间 酵母菌数量 培养液的成分、培养条件、空间等
探究水族箱中的群落的演替 时间 群落的演替 水族箱的培养条件和环境等
(1)实验必须遵循单一变量原则，在设计实验时，欲探究的因素为自变量，并将此设置为单一变量，控制自变量，检测因变量，避免无关变量。
(2)实验中遵循平行重复性原则，使实验结论更接近实际情况，减少误差，常采用多组、多次、多个的措施。
跟踪训练1　(2013·江苏苏北四市二模)实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列控制无关变量的操作错误的是(　　)
A．验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物做饥饿处理
B．探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，先将每一组温度控制在37 ℃
C．验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住
D．探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉
跟踪训练2　根据下表所列出的相关实验操作，预期结果合理的是(　　)
选项 实验操作 预期结果
A 用两种不同浓度的2,4 D溶液分别处理玫瑰插条形态学下端，观察并比较扦插后的生根数 低浓度2,4 D溶液的插条生根数总是更多
B 在盛有等量过氧化氢溶液的甲、乙两支试管中，分别加入2滴新鲜肝脏研磨液和氯化铁溶液后振荡 甲、乙两支试管中都能观察到气泡产生，甲较乙明显
C 用32P标记的噬菌体感染不含32P标记的大肠杆菌，检测子代噬菌体的放射性 带有放射性32P标记的个体在子代噬菌体中所占比例高
D 将洋葱表皮分别置于清水和质量浓度为0.3 g/mL蔗糖溶液中，观察细胞的变化情况 清水中洋葱表皮细胞吸水胀破，0.3 g/mL蔗糖溶液中洋葱表皮细胞发生质壁分离
考点三　实习和研究性课题
(2013·高考新课标全国Ⅰ卷)某农场面积约140 hm2，农场丰富的植物资源为黑线姬鼠提供了良好的生存条件，鼠大量繁殖吸引鹰前来捕食。某研究小组采用标志重捕法调查该农场黑线姬鼠的种群密度，第一次捕获了100只，标记后全部放掉，第二次捕获了280只，发现其中有2只带有标记。下列叙述错误的是(　　)
A．鹰的迁入率增加会影响黑线姬鼠的种群密度
B．该农场黑线姬鼠的种群密度约为100只/hm2
C．黑线姬鼠种群数量下降说明该农场群落的丰富度下降
D．植物→鼠→鹰这条食物链中，第三营养级含能量最少
[自主尝试]　________
【链接提升】实习和研究性课题归类
实习、研究性课题 调查对象 统计方法 计算公式
调查人群中的遗传病 人类某种遗传病 汇总法 发病率＝×100%
种群密度的取样调查 活动能力强的动物 标志重捕法 ＝
植物或活动能力弱的动物 样方法
土壤中小动物类群丰富度的研究 土壤中的小动物 取样器取样法 记名计算法、目测估计法
特别提醒：①调查方法：取样调查法。可根据不同的调查目的和对象选用不同的取样方法。
②调查选材：为使实验获得成功，常选用一些容易调查的内容，如植物种群密度的调查选择容易辨别个体的双子叶植物；遗传病的调查选择发病率高的遗传病等。
③随机调查：调查的随机性决定了调查的准确性，所以应做到无区别对待调查对象，以确保调查的准确性。
跟踪训练1　下列有关说法不正确的是(　　)
A．调查种群密度常用的方法有标志重捕法、样方法等
B．丰富度的统计方法有记名计算法、目测估计法
C．调查土壤中小动物的丰富度，可用取样器取样进行采集、调查的方法
D．在白化病家庭中，调查白化病的发病率；在人群中随机抽样，调查白化病的遗传方式
跟踪训练2　下列有关实验的内容错误的一组是(　　)
选项 实验名称 相关内容
A 调查人群中的遗传病 最好选择群体中发病率较高的单基因遗传病
B 调查植物的种群密度 随机选取相同大小的样方，统计种群密度平均值
C 设计并制作小生态瓶 将少量多种生物放入密闭的广口瓶中，一定要在直射、强光下
D 土壤动物类群丰富度的调查 取样时尽量不要破坏环境，操作时注意安全
1.马铃薯块茎捣碎后的提取液可检测出蛋白质(2013重庆，3A)(　　)
2．成熟植物细胞在高渗溶液中发生质壁分离是因为细胞壁具有选择透(过)性(2013北京，5C)(　　)
3．在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2～3次(2013江苏，5C)(　　)
4．在95%乙醇中加入无水Na2CO3后可提高色素的溶解度(2013重庆，3D)(　　)
5．提取组织DNA是利用不同化合物在溶剂中溶解度的差异(2013北京，5B)(　　)
6．观察洋葱根尖分生组织细胞有丝分裂的实验，可观察到分裂末期细胞内细胞板向四周扩展形成新的细胞壁(2012山东，4C)(　　)
7．以新鲜洋葱鳞片叶内表皮为材料，经甲基绿吡罗红染色，可观察到红色的细胞核(2012安徽，1A)(　　)
8．单侧光照射下，金丝雀虉草胚芽鞘向光弯曲生长，去尖端的胚芽鞘不生长也不弯曲，说明生长素具有极性运输的特点(2012福建，2B)(　　)
9．只有在保持细胞活性的条件下，才能用健那绿(詹纳斯绿B)染色观察动物细胞中的线粒体(2011山东，6C)(　　)
10．将人的红细胞放入4 ℃蒸馏水中，一段时间后红细胞破裂，主要原因是低温时红细胞膜流动性增大(2011全国新课标，1D)(　　)
11．培养液中酵母菌的种群数量在培养早期呈“J”型增长(2011海南，2C)(　　)
12．用标志重捕法调查达乌尔黄鼠的丰(富)度(2011北京，2D)(　　)
　　　　　　　　　完成作业：专题七　第1讲
答案
第1讲　教材基础实验
网络构建·知识自填
1?高倍显微镜
2?DNA和RNA
3?质壁分离及质壁分离复原
4?有丝分裂
5?色素
6?DNA
7?透性
8?生根
9?染色体
10?种群数量
11?丰富度
【深度思考】
1．观察叶绿体，观察植物细胞的质壁分离和复原。
2．后者需低温处理后用卡诺试液固定。
核心考点·重难突破
【例1】 【解析】由于高倍物镜镜头较长，故换用高倍镜时要从侧面观察，防止物镜与装片碰擦，A项正确；显微镜视野的亮度与观察细胞的大小无关，B项错误；要观察染色体不同层面的精细结构，需要用高倍物镜，但换上高倍物镜后只能通过调节细准焦螺旋来调节焦距，C项错误；放大倍数越大，看到的细胞数目越少，D项错误。
【答案】A
【跟踪训练】
1．【解析】选B。选项A，提取绿叶中叶绿素时还应加入碳酸钙，防止叶绿素被破坏；选项C，还原糖与斐林试剂混合后需要加热才能出现砖红色沉淀；选项D，溴麝香草酚蓝水溶液是用来检测二氧化碳的，检测酒精可用酸性的重铬酸钾溶液。
2．【解析】选BC。胚胎干细胞进行的是有丝分裂，只有减数分裂过程中才会发生同源染色体的联会，A项错误；紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞具有紫色的大液泡，是观察植物细胞质壁分离及复原的良好材料，B项正确；黑藻为真核生物，细胞中含有叶绿体，活细胞中叶绿体随细胞质的流动而运动，C项正确；大肠杆菌为原核生物，细胞中没有由核膜包被的细胞核，也没有核仁和染色质等结构，只有一个环状的DNA分子，D项错误。
【例2】 【解析】通过联系生物学基础实验分析推理解答此类题型。在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，某一时期经历的时间越长，视野中看到处于该时期的细胞数目越多，因而可通过比较每一时期细胞数所占统计细胞总数的比例来确定细胞周期各时期相对时间的长短，A项正确；在“探究细胞大小与物质运输的关系”实验中，红色区域的体积与整个琼脂块的体积之比即物质扩散进入细胞的体积与细胞总体积之比，可以反映NaOH运输的速率而不是物质进入琼脂块的速率，B项错误；在“探究培养液中酵母菌种群数量变化”实验中，需要多次测定不同培养时期的种群密度才能绘制种群数量增长曲线，C项错误；在“探究α 萘乙酸促进插条生根的最适浓度”实验中，需要配制一系列浓度梯度的α 萘乙酸溶液浸泡插条，通过观察生根情况才能确定最适浓度，D项错误。
【答案】A
【跟踪训练】
1．【解析】选C。验证光合作用能产生淀粉的实验中，将实验植物做饥饿处理，避免植物自身原有的有机物对实验结果产生影响属于控制无关变量的操作，A项正确；探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，将每一组温度都控制在37 ℃，是控制无关变量温度对实验的影响，B项正确；验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住，这是设置自变量，不是控制无关变量，C项错误；探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉，淀粉的量也影响实验的结果，需要控制，D项正确。
2．【解析】选B。在低于最适浓度的范围内，随着2,4 D溶液浓度的升高，其促进生根的作用增强，A项错误；新鲜肝脏研磨液中的过氧化氢酶和氯化铁均能催化过氧化氢分解释放出氧气，但酶的作用具有高效性，B项正确；1个32P标记的DNA分子在不含32P的条件下复制n次产生的2n个DNA分子中，只有2个DNA分子含有32P，C项错误；0.3 g/mL蔗糖溶液中洋葱表皮细胞发生质壁分离，但清水中洋葱表皮细胞不会吸水胀破，D项错误。
【例3】 【解析】鹰是黑线姬鼠的天敌，鹰的迁入率增加，会引起黑线姬鼠种群密度下降，A项正确。该农场黑线姬鼠的种群密度为280×100÷2÷140＝100只/hm2，B项正确。物种丰富度是指群落中物种数目的多少，与种群中个体的数量无关，C项错误。能量在传递过程中逐级递减，营养级越高的生物，含有的能量越少，D项正确。
【答案】C
【跟踪训练】
1．【解析】选D。调查白化病的发病率，应该在人群中随机抽样调查；调查白化病的遗传方式，可在白化病家族中根据遗传规律进行分析。
2．【解析】选C。在制作小生态瓶时，将少量多种生物放入密闭的广口瓶中，并将其置于较强的散射光条件下培养。
【易错判断】
1．√。蛋白质是细胞中含量最多的有机物，从马铃薯块茎捣碎后的提取液中可检测出蛋白质。
2．×。成熟植物细胞质壁分离的原理是原生质层具有选择透(过)性，而细胞壁具有全透性，且原生质层与细胞壁的伸缩性大小不同。
3．×。划出一条滤液细线后需等滤液干后再重复划线2～3次。
4．√。色素可溶解于有机溶剂乙醇中，加入的Na2CO3可防止色素分子被破坏，从而提高色素在其中的溶解度。
5．√。DNA的粗提取是根据DNA与蛋白质等杂质在氯化钠溶液和酒精溶液中的溶解度不同而进行分离的。
6．×。在“观察根尖分生组织细胞有丝分裂的实验”中，用盐酸和酒精混合液对根尖细胞进行解离时植物细胞死亡，不能观察到细胞板向四周扩展形成新细胞壁的过程。
7．×。甲基绿和吡罗红两种染色剂对DNA和RNA的亲和力不同，甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色。在真核细胞内DNA主要存在于细胞核中，故可观察到细胞核被染成绿色。
8．×。本实验可以说明胚芽鞘的向光性与尖端有关。
9．√。健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，在线粒体内还原氢的作用下，染料由无色变为绿色，如果细胞死亡，则线粒体内没有还原氢，则不能起到染色的作用。
10．×。动物细胞的细胞膜相当于一层半透膜，可通过渗透作用吸水或失水。将人的红细胞放入蒸馏水中，尽管温度较低但蒸馏水大量进入红细胞，使红细胞吸水过多而涨破。
11．√。早期培养，营养充裕，因而在培养初期呈“J”型增长。
12．×。标志重捕法调查达乌尔黄鼠的种群密度，而非丰(富)度。丰(富)度是一定面积上的物种数目。
第2讲　实验设计与分析
,
1．如何理解实验的原理？
2．探究性实验与验证性实验的预期结果是否相同？
考点一　实验设计的思路及步骤
(2013·高考大纲全国卷) 用某种降血糖物质X做以下实验(注：用生理盐水配制X溶液)。
回答下列问题：
(1)某同学要验证X的降血糖作用，进行如下实验：
选择一批体重相同的正常小鼠，测定________，并将小鼠随机等量分成实验组和对照组，实验组注射适量的________，对照组注射等量的________，一段时间后测定两组小鼠的________，若__________________________________________，
则表明X有降血糖作用。
(2)若要验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，进行如下实验：
用__________小鼠作为实验组，用患糖尿病小鼠作为对照组1，用________小鼠作为对照组2；实验组注射________________，对照组1、2注射等量的生理盐水，一定时间后若实验组和对照组__________的血糖浓度均在正常范围内，而对照组________的血糖浓度高于正常范围，则表明一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。
　
　
　
【链接提升】
1．实验设计的基本思路
(1)实验变量操纵：实验变量(自变量)指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。操纵实验变量的重要方法是设置对照。
(2)无关变量控制：无关变量并不是与实验结果无关，而是指除了自变量外影响实验观察或结果的因素或条件，只是这些变量并不是本实验所要探究、关心的自变量。要考查自变量所产生的效果，就要对无关变量进行控制。
(3)实验变量检测：有些实验结果可以直接观察和测量，有些则不能。对不能直接观察和测量的实验，要通过一定的手段和方法，将实验结果转变成可以观察和测量的变化。
2．实验步骤设计的一般规律
第一步：取材、分组和编号
(1)取材：探究实验中一般提供实验的材料，但在设计实验步骤时需注意常用的关键词，如“取相同的(或生理状态相同的)……若干只(或株、个等)……”。如此设置是防止无关变量对实验结果的影响。
(2)分组：要体现随机性、均衡性或者合理的梯度性。常用的关键词为：“……随机(或平均)分为若干组”。
(3)编号：根据实验分组情况而编号，如分为甲组、乙组等，或①组、②组、③组……
第二步：设置实验组和对照组
设置的基本原则是遵循单一变量原则。即除自变量外，其他因素都是相同的。常用的模式为：①组施加实验变量，②组作为对照不施加实验变量。常用的关键词：①组加入适量的……②组加入等量的……(如蒸馏水、生理盐水等)，将两组放入相同的适宜环境中(如设置相同的温度、相同的时间等)。
第三步：观察、记录
实验的因变量可能有多种具体的指标，因此观察和记录因变量时应选择其中合适的一种。要求指标能较好地反映与实验的自变量之间的关系，并易于实验人员观察和测定。常用的关键词：……一段时间后观察(测定)……做好记录等。
跟踪训练　植物的顶芽生长占优势，而侧芽生长受抑制的现象，称为“顶端优势”，某校生物小组的同学欲探究顶端优势是否与植物激素有关，做了如下实验，请完成有关实验内容。
(1)实验目的：
________________________________________________________________________。
(2)实验假设：顶芽产生生长素抑制侧芽生长。
(3)实验材料：发育状况相近的杨树幼苗若干、琼脂块、生长素(IAA)等。
(4)实验步骤：
第一步：选取发育状况相近的杨树幼苗若干，均分为四组，并编号A、B、C、D。
第二步：A组杨树幼苗切除顶芽；B组杨树幼苗
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
C组杨树幼苗切除顶芽，并在顶芽处放置含生长素的琼脂块；D组杨树幼苗________________________________________________________________________，作空白对照。
第三步：四组幼苗均在________________的条件下培养一段时间，观察记录每组幼苗________________________________________________________________________。
(5)实验结果及结论：
①若
________________________________________________________________________，
则说明顶芽抑制侧芽生长与生长素无关。
②若
________________________________________________________________________，
则说明顶芽抑制侧芽生长与生长素有关。
考点二　实验分析
(2013·高考重庆卷)研究发现豚鼠血清对人淋巴瘤细胞有抑制作用，而对正常细胞无影响。进一步研究发现，发挥作用的物质是L 天冬酰胺酶，它能将L 天冬酰胺分解，而淋巴瘤细胞自身不能合成该氨基酸，增殖被抑制。
(1)为验证该酶对两种细胞的影响，某兴趣小组进行了以下实验。
实验材料：正常细胞、淋巴瘤细胞、培养基(含细胞生长所需的物质)、L 天冬酰胺酶
实验步骤：
a．分组
实验组：培养基＋L 天冬酰胺酶＋淋巴瘤细胞
对照组：培养基＋
________________________________________________________________________
b．适宜条件下培养后，观察细胞生长状态、检测L 天冬酰胺含量。
实验结果(如下表)：
实验分组 生长状态 L 天冬酰胺含量
培养液 细胞内
实验组 ① 缺乏 缺乏
对照组 正常 缺乏 正常
结果分析：
该实验利用了酶的________的特性；表中①应为________；对照组细胞内L 天冬酰胺含量正常的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)患者多次静脉注射该外源性酶后疗效降低，是因为发生了________反应；该酶口服无效，原因是
________________________________________________________________________。
(3)根据实验结果，你认为理想的抗肿瘤药物应该具有的特性是________________________________________________________________________。
　
　
　
【链接提升】
1．实验对照分析
(1)对于不同对照类型中实验组和对照组的判定方法。
空白对照实验中的判定：被实验研究因素所处理的对象组称为实验组，未被实验研究因素处理的对象组为对照组。有时，依据是否处于正常状态下进行判断，通常将处于正常情况下的对象组称为对照组。
(2)自身对照实验中的判定：自身对照实验是指对照组和实验组在同一研究对象上进行，是实验前后之间的对照。自身对照的关键是看实验处理前后现象变化的差异，其中实验处理前的对象状况为对照组；实验处理后的对象变化为实验组。
(3)相互对照实验中的判定：相互对照实验是指不单设对照组，而是几个对象组之间的相互对照，一般表现出实验因素在量上的多少对实验结果的影响。其中每一组既是实验组又是其他组的对照组。
(4)条件对照实验中的判定：条件对照实验是指虽给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实施的非实验研究因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。其中非实验研究因素所处理的对象组为对照组。
2．实验变量分析
根据实验目的确定实验变量，要遵循单一变量原则，对于单一变量原则要做到两个确保：一是确保“因变量”的实验观测，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个自变量对应观测一个因变量，二是确保“单一变量”的操作规范，即实验中要尽可能避免无关变量的干扰。
3．实验结果分析
根据实验的结果，分析产生该结果的原因是常见的实验题型之一。对于实验现象的解释，其知识的落脚点一般是基本知识。在复习时，一要掌握基本知识，为实验的设计和实验分析提供理论支撑；二要掌握对照性原则、单一变量原则、等量性原则在实验分析和实验设计中的运用。
跟踪训练　研究发现，某植物根尖成熟区表皮细胞对某种营养物质的吸收与该营养物质浓度的关系如图所示。某同学为探究该植物根系对该营养物质的吸收方式进行了实验设计。
(1)实验原理：被动运输不需要消耗能量，主动运输需要消耗能量，能量来自____________。
(2)变量分析：
①确保单一变量
自变量：______________________________。
②控制无关变量：在选取实验材料时，应选择__________________的植株，且培养液的浓度应适合植株生长。
(3)实验步骤：
①______________________，分别放入含有适宜浓度的该营养物质的完全培养液中；
②对甲组根系给予正常的呼吸条件，___________________，其他条件相同且适宜；
③一段时间后，检测甲、乙两组植株的
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)预测实验结果并进行分析：
①________________________________________________________________________，
说明该植物的根系对该营养物质的吸收方式为被动运输。
②________________________________________________________________________，
说明该植物的根系对该营养物质的吸收方式为主动运输。
(5)假设上述吸收方式为主动运输，请在坐标系内画出根尖成熟区表皮细胞对该营养物质的吸收速率与其呼吸作用强度关系的曲线，并标明横纵坐标的含义。
完成作业：专题七　第2讲
答案
第2讲实验设计与分析
网络构建·知识自填
1随机分组
2对照
3适宜
4对照性原则
5单一变量原则
6变量处理（对变量进行不同处理）
【深度思考】
1.实验原理是做实验的依据，包括反应原理和检测原理。
2.不同。探究性实验的结果不确定，有多种可能；验证性实验是与验证结果相等。
核心考点·重难突破
【例1】 【解析】（1）实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量称为自变量，本题中实验鼠是否注射X溶液为自变量；随自变量的变化而变化的变量称为因变量，本实验中血糖浓度的变化是因变量。除了一个因素以外，其他因素都保持不变的实验叫作对照实验。本实验过程中设置了对照实验，即注射X溶液与生理盐水形成对照，并且在实验前后均要测定小鼠的血糖浓度。本实验为验证性实验，故预测实验结果是对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降。（2）要验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，除需要用患糖尿病小鼠作空白对照外，还需要增设正常鼠作恢复到正常范围的对照，预测结果是实验组和增设的正常鼠的血糖浓度在正常范围内，对照组1患糖尿病小鼠的血糖浓度高于正常范围。
【答案】（1）血糖浓度 X溶液 生理盐水 血糖浓度
对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降（2）患糖尿病正常 一定量的X溶液（或X溶液） 2 1
【跟踪训练】
【解析】(1)根据题干信息可知，本实验要探究的问题是顶端优势是否与顶芽产生的生长素有关，即实验目的是探究杨树幼苗的顶芽抑制侧芽生长是否与生长素有关。(4)本实验涉及顶芽、生长素两个自变量，所以，联系其他两组的实验处理可知，对B组杨树幼苗应进行去顶芽并放置不含生长素的琼脂块，而对D组杨树幼苗不做任何处理，作为空白对照。四组幼苗处理后均在相同且适宜的条件下进行培养，并观察因变量侧芽的生长情况。(5)由于本实验为探究性实验，实验结果和结论未知，需要进行讨论。实验中已经明确“顶端优势”的存在，即A、B组的侧芽正常生长，D组的侧芽生长受到抑制，只需要讨论C组幼苗侧芽的生长情况即可，若C组幼苗侧芽正常生长，则顶芽抑制侧芽生长与生长素无关；若C组幼苗侧芽生长受抑制，则顶芽抑制侧芽生长与生长素有关。
【答案】(1)探究杨树幼苗的顶芽抑制侧芽生长是否与生长素有关(4)切除顶芽，并在顶芽处放置不含生长素的琼脂块 不做任何处理 相同且适宜 侧芽的生长情况(其他答案合理也可)
(5)①A、B、C组杨树幼苗的侧芽正常生长，D组杨树幼苗的侧芽生长受抑制②A、B组杨树幼苗的侧芽正常生长，C、D组杨树幼苗的侧芽生长受抑制
【例2】 【解析】(1)该实验的目的是验证酶对两种细胞的影响，所以自变量是细胞的种类，则对照组是培养基+L-天冬酰胺酶+正常细胞，实验组的实验结果是细胞生长受到抑制。天冬酰胺酶只能分解天冬酰胺，利用了酶的专一性。对照组细胞内天冬酰胺含量正常，是因为自身能合成天冬酰胺。（2）多次注射该外源性酶后，机体会对其产生免疫反应，使其疗效降低。酶口服后会被消化酶水解而失活。（3）根据实验结果可以得出以下结论：天冬酰胺酶能抑制肿瘤细胞的生长，但对正常细胞无影响，这正是理想的抗肿瘤药物的研制方向。
【答案】（1）L-天冬酰胺酶+正常细胞 专一性 抑制 能合成L-天冬酰胺（有合成L-天冬酰胺的酶）
（2）免疫（拮抗） 酶被分解失活（3）对肿瘤细胞有专一性杀伤作用，对正常细胞无影响
【跟踪训练】
【解析】(1)分析曲线图可知，该营养物质的吸收需要载体的协助，因此该植物根系对该营养物质的吸收方式可能是主动运输或协助扩散(被动运输)，这两种运输方式的区别就在于是否消耗能量，而能量的来源就是细胞呼吸。(2)由实验原理可知，如果根系吸收这种营养物质的方式是主动运输，抑制根系的细胞呼吸就会抑制其对这种物质的吸收，若吸收方式是被动运输，则呼吸是否被抑制将不影响实验结果，因此该实验的自变量是根系是否进行细胞呼吸。依据实验设计的单一变量原则，实验中只有一个自变量，因此其他无关变量均应遵循等量原则。(3)在实验步骤的设计中一定要遵循实验设计的三大原则：对照原则、等量原则和单一变量原则，这样就有了实验的科学性和合理性。(4)预测实验结果时应采用逆推的方法，依据实验的结论推测实验结果。(5)呼吸作用强度为0时，无法为主动运输提供能量，因此营养物质的吸收速率为0，随着呼吸作用强度的增大，释放的能量增加，物质的吸收速率也增大，但由于受到载体数量的限制，当呼吸作用强度增大到一定程度，载体处于饱和状态时，该营养物质的吸收速率将不再发生变化。
【答案】（1）细胞呼吸（2）①根系是否进行细胞呼吸②生长发育状况相同（3）①取生长发育状况相同的植株各10株分成甲、乙两组②对乙组根系完全抑制呼吸（或在乙组的培养液中加入呼吸抑制剂）③根系对该营养物质的吸收速率（4）①若甲、乙两组植株的根系对该营养物质的吸收速率相同
②若乙组植株的根系对该营养物质的吸收速率明显小于甲组的，或者完全不吸收（5）如图所示

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