資源簡介

高考生物科學探究系列
4　實驗方案的評價與修正
1．實驗材料用具的評價角度和改進技巧
(1)材料用具是否恰當。明確實驗原理，分析所給的材料用具應具備的條件(濃度、規格等)。如觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離與復原實驗時不能用0.5 g/mL的蔗糖溶液。
(2)是否遺漏重要的實驗用具。分析處理操作對象、觀察現象時，所用到的重要用具，仔細檢查在所給用具中是否存在。如觀察葉綠體的形態和分布，不能缺少顯微鏡。
(3)藥劑選擇使用和用量是否準確。根據所學實驗要求合理選擇、使用，做到用量準確。
(4)材料用具是否充分利用。思考所給材料用具分別起什么作用，怎樣運用。
2．實驗步驟的評價角度和改進技巧
(1)步驟是否完整，是否設置對照實驗。若沒有，應依據實驗目的、原理，確定設置的對照類型，進行補充。
(2)步驟是否合理，操作步驟是否顛倒。應依據已有的生物學知識進行調換。如使用雙縮脲試劑鑒定蛋白質時，A液(NaOH)和B液(CuSO4溶液)滴加順序不能顛倒。
(3)操作是否違反生物學原理。若違反，應進行糾正。如在探究溫度對酶活性影響的實驗中，不能用斐林試劑檢測。
(4)是否遵循單因子變量原則、等量原則和排除無關變量的干擾。應保證實驗組和對照組除自變量外，其他條件完全一致，如在探究溫度對酶活性影響的實驗中，保證實驗組和對照組除溫度外，其他條件(如pH、加入底物的量等)完全一致。
(5)實驗條件是否正確。如分析實驗是否需要攪拌、加熱，實驗所需的溫度、光照等條件是否合理。
3．實驗結果的評價角度和改進技巧
(1)實驗結果的種類是否符合實驗的類型。驗證性實驗只有一種結果，探究性實驗的結果要分類討論。
(2)實驗結果出現科學性錯誤。應根據實驗原理和過程，聯系教材相關知識，推導出正確的實驗結果。如雙縮脲試劑鑒定蛋白質時，結果寫成藍色。
(3)因果關系倒置。要學會表達，表達的模式是根據實驗結果(現象)，推導出實驗結論。
1．(多選)(2022·江蘇新沂第一中學高三階段練習)黑暗中培養的蘿卜黃化苗對單側藍光照射的反應比較遲鈍，而白光預照射可改變黃化苗對藍光的向光反應能力。為探究何種光質的光預照射能增強黃化苗向光反應能力，研究人員進行實驗，結果如圖。相關敘述正確的是(　　)
A．黃化苗向光性可能與單側光引起尖端生長素分布不均有關
B．預照射實驗應用相同強度、不同光質的單側光照射相同時間
C．預處理后的黃化苗應用相同強度的單側藍光照射相同時間
D．藍光預照射可明顯增強蘿卜黃化苗對光刺激的反應能力
ACD　[植物向光性的常見機理是單側光引起尖端生長素分布不均勻，生長素多的一側生長快，A正確；為避免預照射實驗對本實驗結果的影響，在不同光質光預照射實驗中，應注意均勻照光，而不是單側光照，B錯誤；根據題干信息“黑暗中培養的蘿卜黃化苗在單側藍光照射下的向光性反應比較遲鈍”，確定本實驗的因變量是不同光質預照射后的黃化苗對藍光的向光性反應能力，因此，需要對預處理后的黃化苗用相同強度的單側藍光照射相同時間，測量各組黃化苗的向光彎曲度，C正確；依據實驗結果可知，與對照組(黑暗處理)相比，藍光預照射組黃化苗彎曲度明顯大于紅光和遠紅光預照射組，說明藍光預照射可明顯增強蘿卜黃化苗對光刺激的反應能力，D正確。故選ACD。]
2．(2022·江蘇揚州開學考試)氣孔是由兩個保衛細胞圍成的空腔，主要分布在植物葉片表皮。脫落酸(ABA)可通過特定的信號轉導途徑調節氣孔的開放程度，機制如下圖。已知細胞質基質中Ca2＋的濃度在20～200 μmol/L之間，液泡中及細胞外Ca2＋的濃度通常高達1 mmol/L。(注：每個保衛細胞同時存在“ROS”途徑和“IP3，cADPR”途徑)
(1)由下圖可知，ABA與ABA受體結合后，可通過ROS、IP3等信號途徑激活 上的Ca2＋通道蛋白，使Ca2＋以 方式轉運到細胞質基質中。細胞質基質中Ca2＋濃度的增加，促進了K＋及Cl－流出細胞，使保衛細胞的滲透壓降低，保衛細胞 (填“吸水”或“失水”)，氣孔關閉。
(2)有人推測，ABA受體有胞內受體和細胞質膜上受體兩種，為探究ABA受體位置，研究者進行了下列實驗，請完善實驗方案。
實驗一 實驗二
步驟一 培養葉片下表皮組織 培養葉片下表皮組織
步驟二 向培養液中添加同位素標記的ABA 向保衛細胞內直接注射足以引起氣孔關閉的一定濃度ABA
步驟三 檢測_______________________ 檢測氣孔開放程度
實驗結果 細胞質膜表面放射性明顯強于細胞內，氣孔關閉 氣孔不關閉
(3)據實驗一、二推測ABA受體只位于細胞質膜上，但有人認為直接注入細胞的ABA可能被降解，導致氣孔不關閉。因此設計了兩種防降解的“籠化ABA”，光解性“籠化ABA”能在紫外光作用下釋放有活性的ABA，非光解性“籠化ABA”則不能。
實驗三 Ⅰ組 Ⅱ組
步驟一 培養葉片下表皮組織
步驟二 將ⅰ 顯微注射入保衛細胞內 將ⅱ 顯微注射入保衛細胞內
步驟三 用ⅲ 照射保衛細胞30 s
步驟四 檢測氣孔開放程度
實驗結果 氣孔關閉 氣孔不關閉
綜合實驗一、二、三結果表明，ABA受體位于細胞質膜上和細胞內。
(4)植物在應答ABA反應時能產生一類磷脂——SIP(如圖所示)。為檢驗“SIP通過G蛋白起作用”的假設，用 處理擬南芥G蛋白缺失突變體的保衛細胞，檢測氣孔開放程度的變化；其對照組設計思路為
__________________________________________________________________。
[解析]　(1)由圖可知，ABA與ABA受體結合后，可通過ROS、IP3等信號途徑激活細胞質膜和液泡膜上的Ca2＋通道蛋白，圖中Ca2＋的轉運并未消耗能量，因而Ca2＋以協助擴散方式轉運到細胞質基質中。細胞質基質中Ca2＋濃度的增加，促進了K＋及Cl－流出細胞，使保衛細胞的滲透壓降低，保衛細胞失水，導致氣孔關閉。
(2)本實驗的目的是探究ABA受體的位置，因此實驗的自變量是ABA處理的部位，實驗的因變量是氣孔的開放程度和放射性存在的部位。由于實驗一培養液中ABA進行了同位素標記，因此步驟三應該檢測放射性的強度位置及氣孔是否關閉，同時實驗結果表明ABA受體存在于細胞質膜上。
(3)本實驗的自變量是ABA是否有活性，因此設計了兩種“籠化ABA”，一種可以在紫外線的照射下分解，而另一種不能，因此實驗中的三個空格分別是光解性“籠化ABA”、非光解性“籠化ABA”、紫外線。在紫外線照射的情況下，Ⅰ組的ABA沒有被降解，因而有活性，表現為氣孔關閉，綜合實驗一、二、三得到的結果表明：ABA受體位于細胞質膜上和細胞內。
(4)本實驗的目的是檢驗“SIP通過G蛋白起作用”的假設，因此實驗的自變量是G蛋白的有無，然后利用條件處理，即SIP處理兩種不同的擬南芥，因變量是氣孔的開放程度的變化，因此實驗組的處理是用SIP處理擬南芥G蛋白缺失突變體保衛細胞，檢測氣孔開放程度的變化；對照組的處理應該是用SIP處理正常擬南芥保衛細胞，相同時間后檢測氣孔開放程度的變化。
[答案]　(1)細胞質膜和液泡膜　協助擴散　失水
(2)檢測放射性的強度位置及氣孔是否關閉
(3)ⅰ光解性“籠化ABA”　ⅱ非光解性“籠化ABA”　ⅲ紫外線
(4)SIP　用SIP處理正常擬南芥保衛細胞，相同時間后檢測氣孔開放程度的變化
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