1、专题七第2讲实验设计与分析 课时演练知能提升1试判断下列实验分别是属于什么对照类型？实验组和对照组分别是什么？(1)“探究影响酶活性的因素”实验中：1号试管加1 mL蒸馏水；2号试管加1 mL盐酸；3号试管加1 mL NaOH溶液。(2)“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验。(3)肺炎双球菌转化实验中以下两组实验：S型细菌DNAR型细菌S型菌落R型菌落S型细菌DNADNA酶R型细菌R型菌落(4)植物向重力性生长的向性实验中将玉米种子放置在不同的方向。(5)在“动物激素饲喂小动物”的实验中，甲组饲喂甲状腺激素，乙组饲喂甲状腺激素抑制剂，丙组不饲喂药剂。答案：(1)属于空白对照。对照组为1号试管，
2、实验组为2号和3号试管。(2)属于自身对照。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)属于条件对照为实验组，为对照组。(4)属于相互对照。没有单独的对照组，而是几个实验组相互对照。(5)属于条件对照同时具备空白对照。甲组为实验组，乙组为条件对照，丙组为空白对照。2(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
3、。(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。解析：本题考查实验设计能力，同时考查区分实验组与对照组的能力。(1)实验目的是验证X的降血糖作用，则该实验的自变量是有无X，而因变量是血糖的变化。基本思路：设置一个对照组和一个实验组，测得两组小鼠的血糖浓度，再分别注射一定量的生理盐水和等量的X，一段时间后
4、测定两组小鼠的血糖浓度。若与对照组相比实验组小鼠的血糖浓度明显下降，则证明X有降血糖作用。用X处理的是实验组，用生理盐水处理的是对照组。(2)该实验的目的是验证一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。该实验的自变量是有无一定量的X，而因变量是患糖尿病小鼠的血糖浓度变化。基本思路是建立两个对照组：患病小鼠组和正常小鼠组，注射生理盐水；一个实验组，注射一定量的X；观察注射X前后小鼠的血糖与哪个对照组的值更接近。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)213(2014重庆一中月考)科学施肥可使作物接近最高
5、产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，下图为实验结果曲线图，请完善探究实验的相关问题：实验目的： _。材料用具：不同浓度的硫酸锌溶液(本实验SO对实验结果的影响可忽略)，用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株长势相同的番茄幼苗。实验步骤：第一步：将240株番茄幼苗分成_组并编号；第二步：在相同且适宜条件下将幼苗培养至花蕾期，_。第三步：继续培养至果实成熟，_。第四步：绘制实验结果曲线图。实验分析与讨论：结果表明，施用锌肥的最佳浓度范围是_，理由是_。解析：根据题意和图解分析，实验目的为探究锌肥施用量对番茄产量的影响。实验步骤：第一步：根据曲线溶液浓度分析，共
6、有8种浓度(浓度梯度差为4)，故分8组。第二步：自变量为不同浓度硫酸锌溶液，故对照组喷施等量的蒸馏水，7个实验组喷施适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液。第三步：因变量为果实产量，通过称出每组番茄所结果实的重量检测。第四步：绘制实验结果曲线图。实验分析与讨论：根据结果曲线分析：硫酸锌溶液浓度为1216 mg/L，果实产量最大，故施用锌肥的最佳浓度范围是1216 mg/L。答案：实验目的：探究锌肥施用量对番茄产量的影响(种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)实验步骤：第一步：8第二步：实验组喷施适量且等体积的不同浓度的硫酸锌溶液，对照组喷施等量的蒸馏水第三步：称出每组番茄所结果实的重量实验分析与讨论：
7、1216 mg/L锌肥施用量超过最佳范围(16 mg/L)时会使果实产量下降，并造成浪费4某研究小组研究雄性家兔中睾酮(ST，一种雄性激素)与生长激素(GH)的关系，得到的实验结果如下表(切口不影响本实验)：分组ST浓度(g/mL)GH浓度(g/mg)甲组mn乙组mn根据资料，请完成下面的探究实验。实验目的：_。实验假设：ST含量的增加能使GH的含量下降。实验材料：1月龄、体重相同的健康雄性家兔12只，ST、GH测定试剂盒，手术器械用具等。实验步骤：(1)将家兔分为甲、乙两组，每组6只。依次测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。(2)对两组家兔的处理：甲组切除性腺，乙组_。(3)在相同的条
8、件下饲养1个月后，依次测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。分析讨论：要使实验更严谨，应给甲组家兔注射_，乙组家兔注射_，然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度，分别求两组的平均值。预期进一步实验处理后的结果：甲组GH浓度_，乙组GH浓度_。根据预期结果，请举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：_。解析：根据题目提供的资料和实验假设，可知实验目的是研究ST与GH的关系。乙组作为对照组，应不切除性腺，要使实验更有说服力，可以给甲组注射适量ST溶液(高于正常值)，按照等量原则，给乙组注射等量生理盐水，根据实验假设：ST含量的增加能使GH的含量下降，推测甲组GH浓度会下降，乙组GH浓度不
9、变。如果GH浓度升高会增加体重，由此可以想到增加体重的方法是切除性腺。答案：实验目的：研究ST与GH的关系(2)不切除性腺(3)适量ST溶液等量生理盐水下降不变切除性腺(或阉割)(其他合理答案亦可)5为探究氧气浓度对呼吸作用强度的影响，某兴趣小组利用肝细胞培养液设计了如图所示的装置进行实验。实验前分别准备O2含量为5%、10%、15%、20%、25%的氧气瓶，按图进行安装，实验前关闭氧气阀。打开氧气阀向培养液通气，同时计时。30 min后，关闭氧气阀，取出广口瓶中的澄清石灰水溶液，经洗涤干燥称量后得到数据如下表：O2浓度05%10%15%20%25%沉淀质量00.51.01.782.12.1回
10、答下列问题：(1)本实验的实验原理是_。(2)实验中的自变量是_，因变量是_。(3)为确保实验数据的可信度，应该将每组实验_，表中的沉淀质量应该代表_。(4)能否用酵母菌细胞代替肝细胞进行实验？_，为什么？_。(5)肝细胞培养一段时间后，发现细胞都呈_生长状态，当细胞_时即停止生长。(6)整个细胞培养过程需要在_条件下进行，温度控制在_0.5 。解析：本题考查实验的误差校正、实验原理和变量控制，以及不同O2浓度对呼吸作用强度的影响。动物细胞的无氧呼吸只能产生乳酸，没有CO2生成，有氧呼吸产生CO2和水，而CO2与澄清的石灰水反应生成CaCO3沉淀，将溶液洗涤干燥称重可以得到沉淀的质量，CO2浓
11、度不同，呼吸作用强度也不同，产生的沉淀质量也就不同，因此单位时间产生沉淀的量可以代表呼吸作用强度，这就是实验设计的原理。不同浓度的O2就是自变量，为消除系统误差，应保证温度、无菌、培养液的体积和浓度等无关变量一致；要校正偶然误差，必须重复进行至少3次实验，然后求平均值，以增加实验的可信度。动物细胞培养时一定要在无菌条件下进行，动物细胞生长总是贴着瓶壁生长，而且只有一层细胞，当细胞相互接触时就停止生长，即接触抑制，动物细胞培养的适宜温度在37 左右。如果用酵母菌细胞代替肝细胞，在缺氧情况下进行无氧呼吸也会产生CO2，增加了系统误差，降低了实验的可信度。答案：(1)肝细胞无氧呼吸产生乳酸，有氧呼吸
12、产生CO2和水，CO2与澄清的石灰水反应生成CaCO3沉淀，相同时间内产生沉淀的多少代表呼吸作用强度的大小(2)不同浓度的O2单位时间内产生的CaCO3沉淀质量(3)进行3次重复实验多次实验的平均值(4)不能因为酵母菌进行无氧呼吸也产生CO2，会对实验结果产生干扰(5)单层贴壁相互接触(6)无菌376某同学用如图所示的三组实验探究温度对酶活性的影响。5 min后把酶溶液分别倒入同一水槽中的另一试管，摇匀后在原温度下维持5 min，再各滴加12滴碘液，某学生按要求操作，结果发现：(1)在0 的试管中溶液颜色变蓝，原因是_。(2)在60 的试管中溶液颜色不变蓝，原因是_。(3)在100 的试管中反
13、复滴加碘液，每一次溶液的颜色均由蓝色变为无色。对该结果，有的同学认为，100 高温下酶可能仍有活性，有的同学认为高温下淀粉与碘的复合物不稳定。现提供必要的器材和试剂(可根据你的实验自行选择)，请你设计一个实验对两种不同的假设加以探究。实验步骤：操作： _。预测实验结果与结论： _。操作： _。预测实验结果与结论： _。解析：要探究100 高温下酶可能仍有活性或者高温下淀粉与碘的复合物不稳定，可以通过产物进行鉴定，若100 高温下酶可能仍有活性，则淀粉酶能将淀粉水解成麦芽糖，而麦芽糖为还原糖，可以用斐林试剂鉴定；若高温下酶失活，淀粉仍然存在，淀粉与碘的复合物不稳定才由蓝色变为无色，所以可以直接根
14、据淀粉与碘的复合物在高温下是否能够稳定存在来检测。答案：(1)0 时淀粉酶活性很低，淀粉几乎未分解(2)60 时温度适宜，淀粉酶催化淀粉彻底水解(3)在上述100 的试管中加入斐林试剂，混匀后水浴加热2 min，观察实验结果如果出现砖红色沉淀，则在100 时淀粉酶仍有活性；如果不出现砖红色沉淀，则高温下淀粉酶已失去活性另取2支试管分别加入2 mL可溶性淀粉溶液和1 mL蒸馏水，置于100 水槽中水浴加热5 min；然后将蒸馏水加入淀粉溶液中，继续在100 下水浴5 min；在100 下加入碘液12滴，混匀，观察实验结果如果先出现蓝色，再变为无色，则高温下淀粉与碘的复合物不稳定；如果出现蓝色且不
15、再褪色，则高温下淀粉与碘的复合物稳定7在遗传学上，控制相同性状的某对染色体缺失一条染色体的个体称为单体，单体与正常个体之间，差别极其微小，可以进行交配。普通小麦为异源六倍体，其染色体组成可表示为AABBDD(A、B、D表示染色体组)，体细胞内染色体数为42，已分离得到21种不同染色体组成的野生型单体，应用单体可把新发现的隐性基因定位在特定的染色体上。现有小麦隐性突变纯合子，请设计实验确定基因在哪对染色体上。实验步骤：_；_。实验结果及结论：若_，说明基因位于该单体所缺少的那条染色体上；若_，说明基因不位于该单体所缺少的那条染色体上。解析：由题干中“应用单体可把新发现的隐性基因定位在特定的染色体
16、上”可知，让该小麦隐性突变纯合子与21种野生型单体逐一杂交，观察F1的表现型及比例，可结合图示进行分析(仅列举四种单体，单体1、2、3、4分别缺少一条染色体，缺少几号染色体则命名为单体几)，当隐性突变纯合子分别与单体1、2、3、4杂交时，与单体1、2、4杂交产生的F1的基因型全为Aa，均表现为野生型，故说明该隐性基因不在1、2、4号染色体上。只有与单体3杂交产生的F1的基因型有两种：Aa和a，表现为野生型与突变型的比例是11，说明该隐性基因位于3号染色体上。答案：将小麦隐性突变纯合子与21种野生型小麦单体逐一杂交，得F1观察并统计F1的表现型及比例F1出现隐性突变型，而且这种突变型与野生型的比
17、例为11F1全为野生型8某研究小组为验证糖尿病是由胰岛素缺乏引起的，设计了以下实验：实验材料：健康且年龄、大小等相同的小鼠若干，胰岛素、斐林试剂及其他必需用品。实验步骤：第一步：随机选择2只小鼠，切除其中一只小鼠的胰腺，另一只小鼠不切除胰腺但进行相应的切割处理。第二步：一段时间后分别收集小鼠适量的尿液于试管中，然后滴加斐林试剂，观察颜色变化。第三步：给切除胰腺的小鼠喂食适量的胰岛素，一段时间后收集适量的尿液于试管中，滴加斐林试剂，观察颜色变化。请根据以上内容回答问题：(1)指出上述实验步骤中的3项错误：_。(2)本实验设置了两种对照：一种是_，另一种是_。(3)请设计实验结果记录表，并将正确处
18、理后预期的实验结果填入表中。答案：(1)第一步选择2只小鼠(小鼠的数量太少)；第二步、第三步滴加斐林试剂观察颜色变化(无水浴加热)；第三步给切除胰腺的小鼠喂食适量的胰岛素(胰岛素不能喂食)(2)实验小鼠与正常小鼠的空白对照(或空白对照)实验小鼠补充胰岛素的自身前后对照(或前后对照)(3)实验结果记录表如下切除胰腺(实验组)不切除胰腺(对照组)小鼠1小鼠2小鼠1小鼠2第一次观察出现砖红色沉淀出现砖红色沉淀不出现砖红色沉淀不出现砖红色沉淀注射胰岛素后观察不出现砖红色沉淀不出现砖红色沉淀/9.下丘脑的神经细胞分泌多种下丘脑调节激素。这些调节激素经下丘脑到垂体的门静脉达到腺垂体，调节、控制腺垂体的激素
19、分泌。这些腺垂体分泌的激素调节、控制有关内分泌腺的激素分泌。(1)如图是类固醇激素作用机制示意图，回答下列问题：类固醇激素属于脂质，由图示信息可判断，该激素通过细胞膜的方式是_，其受体位于细胞的_部位。图示类固醇激素活化的受体所起的作用是_。(2)某同学设计了一个有关甲状腺激素的验证性实验。其实验步骤如下：a将6只发育状况相似的实验鼠随机分成数量相同的甲、乙、丙三组。b待实验鼠安静后，用耗氧速率测定仪测定每只实验鼠的耗氧速率，计算平均值。c每天用灌胃器给甲组的每只实验鼠灌喂适量的甲状腺激素制剂，给乙组的每只实验鼠灌喂等量的蒸馏水，给丙组的每只实验鼠灌喂等量的甲状腺抑制剂。d在适宜条件下饲养一段
20、时间后，测定甲、乙、丙三组每只实验鼠的耗氧速率，分别计算甲、乙、丙三组实验鼠的耗氧速率平均值。请回答：实验目的：_。实验原理：_。指出实验步骤中的一个缺陷：_。预期实验结果及结论：_。解析：(1)根据题干和图示信息，类固醇激素属于脂质，该激素通过细胞膜的方式是自由扩散，其受体位于细胞质中。(2)由题意知，本实验是一个验证性实验。从实验步骤分析，自变量是甲状腺激素的有无，因变量是实验鼠的耗氧速率，所以实验目的就是验证甲状腺激素具有促进物质代谢的作用。根据教材中甲状腺激素的作用，结合实验过程，可推出实验原理应为：甲状腺激素能提高实验鼠的代谢能力(促进物质代谢和能量转化)，实验鼠的代谢强度可以用耗氧速率来衡量。由于实验要测定鼠的耗氧速率平均值，所以本实验中每组实验鼠的数量太少。由本实验的原理可知，实验结果应是耗氧速率平均值甲组乙组丙组，实验结论应是甲状腺激素可以提高机体的代谢强度。答案：(1)自由扩散细胞质调节DNA转录为mRNA(2)验证甲状腺激素具有促进物质代谢的作用甲状腺激素能提高实验鼠的代谢能力(促进物质代谢和能量转化)，实验鼠的代谢强度可以用耗氧速率来衡量每组实验鼠的数量太少实验结果：耗氧速率平均值甲组乙组丙组；实验结论：甲状腺激素可以提高机体的代谢强度
