資源簡介

生物學高考備考教案
第十二章 實驗與探究
實驗3 實驗目的與原理分析
實驗突破
1.實驗目的的書寫技巧
2.實驗原理的書寫技巧
實驗原理中“因變量的觀測指標”可作為實驗結果的參考，有些題目要求對實驗結果進行分析，其實質上考查的是實驗原理，所以對實驗結果進行分析時合理套用實驗原理即可。
強化訓練
8. [2022重慶八中模擬,12分]草本、木本植物體內含有大量的纖維素，耐高溫纖維素酶可以加速催化纖維素的水解，為酵母菌進行酒精發酵提供大量廉價原料。某研究小組將纖維素分解菌通過誘變和高溫處理獲得新菌株（甲），制作出菌株甲培養基的濾液，進行了下列實驗：
步驟 試管 試管
1 加入適量緩沖液 加入用 ① 配制的菌株甲濾液
2 在 條件下水浴保溫
3 加入適量的 ② ， 水浴保溫
4 加入適量的 ③ ， 熱水浴加熱 ，觀察溶液顏色
實驗預期 預期實驗結果及結論： ④
回答下列問題：
（1） 該實驗小組的實驗目的是探究菌株甲分泌的纖維素酶能否耐受 高溫。
[解析] 欲確認本題的實驗目的，從以下幾個方面提取關鍵信息：
（2） 該實驗步驟1~4中，①②③處加入的物質分別是等量緩沖液、纖維素液、斐林試劑。
[解析] 由于本實驗的目的是探究菌株甲分泌的纖維素酶能否耐受 高溫，所以實驗步驟中，試管 中加入了適量的緩沖液，那么試管 中也應該加入等量緩沖液配制的菌株甲濾液，因此①應該是等量緩沖液；兩個試管內都加入適量的②，所以②為纖維素液；纖維素本身是非還原糖，其會被纖維素酶分解為還原糖，所以③應該是加入檢測還原糖的斐林試劑。
（3） 對該實驗結果及結論作出預期：若試管 中呈藍色，試管 中呈磚紅色，則表明該纖維素酶能耐受 高溫；若試管 和 中均呈藍色，則表明該纖維素酶不能耐受 高溫。
[解析] 斐林試劑本身是藍色，試管 中未加入纖維素酶，所以沒有還原糖生成，則試管 中呈藍色。若該菌株甲分泌的纖維素酶能耐受 高溫，其能夠將纖維素分解為還原糖，則試管 中呈磚紅色；若該菌株分泌的纖維素酶不能耐受 高溫，其在 高溫下會變性失活，不能將纖維素分解為還原糖，則試管 中呈斐林試劑本身的顏色，即藍色。
（4） 食草動物不能分泌纖維素酶，卻能從草的莖葉中得到可溶性糖，主要原因是食草動物腸道內的微生物分泌纖維素酶，能將食物中的纖維素分解成可被食草動物吸收的小分子糖類。
[解析] 食草動物腸道內生活著一些微生物，這些微生物與食草動物為互利共生關系。食草動物腸道內的微生物分泌纖維素酶，將食物中的纖維素分解成可被食草動物吸收的小分子糖類。
9. [2022濟南模擬，10分]為研究腎上腺皮質類固醇缺乏與內耳疾病間的關系，研究人員進行了下述動物實驗（記作實驗一）。將30只發育相同的雄鼠平均分為 、 、 三組, 組小鼠進行雙側腎上腺切除, 組 ？ 處理， 組小鼠未切除腎上腺。三組小鼠在相同的條件下培養一段時間后，獲得如下實驗數據: 、 、 三組小鼠血液中醛固酮的平均值依次為 、 、 。 、 兩組小鼠出現聽力下降和眩暈癥狀。對 組小鼠以腎上腺皮質類分泌藥物治療后，上述癥狀得到改善。回答下列問題：
（1） 由上述敘述可知,在實驗開始階段,對 組小鼠進行的處理是進行雙側腎上腺切除。
[解析] 欲確認本題的實驗原理，需要對實驗進行分析，常采用的方法是變量分析法：
根據題意，三組小鼠在相同的條件下培養一段時間后, 組和 組小鼠血液中醛固酮的平均值相差不大，說明在實驗開始階段對 組和 組小鼠的處理方式相同，都為進行雙側腎上腺切除。
（2） 實驗中獲取小鼠血液中醛固酮數值的目的是確定手術效果是否有效。醛固酮在體液調節中的功能是通過調節腎臟對鈉離子和水分子的重吸收，維持水鹽平衡。
[解析] 醛固酮的分泌部位是腎上腺皮質，為了確定雙側腎上腺切除手術效果，實驗中要獲取小鼠血液中醛固酮的數值。醛固酮在體液調節中的功能是通過調節腎臟對鈉離子和水分子的重吸收,維持水鹽平衡。
（3） 為進一步探究上述小鼠出現聽力下降和眩暈癥狀等疾病機制，繼續進行實驗二。研究人員設法分別得到 組和 組小鼠內耳組織樣品，通過技術手段獲取組織勻漿中的蛋白質，并測得兩種組織勻漿中的蛋白質濃度相當,分別加入等量且同濃度的ATP溶液,進行混合反應，測定在反應中釋放出的無機磷的濃度,然后進行對比，有 組小鼠內耳組織樣品的實驗組中無機磷的濃度遠高于有 組小鼠內耳組織樣品的實驗組。
a.由此推斷出該實驗原理是ATP在ATP酶的作用下，水解為ADP和磷酸，ATP酶活性越強，釋放出的無機磷越多（合理即可）。
b.綜合實驗一和實驗二可以得出的結論是腎上腺皮質類固醇缺乏會降低內耳結構中ATP酶活性。
[解析] 要確定實驗二的實驗原理，首先明確該實驗的檢測指標為測定在反應中釋放出的無機磷的濃度；其次聯系教材知識可知，無機磷來源于ATP的水解，底物中ATP的含量相同，則生成的無機磷與ATP酶的活性有關。實驗原理為ATP在ATP酶的作用下，水解為ADP和磷酸，ATP酶活性越強，釋放出的無機磷越多。根據實驗一， 組小鼠進行雙側腎上腺切除， 組小鼠未切除腎上腺， 組小鼠腎上腺皮質類固醇缺乏， 組小鼠腎上腺皮質類固醇充足。根據實驗二，有 組小鼠內耳組織樣品的實驗組中無機磷的濃度遠高于有 組小鼠內耳組織樣品的實驗組，說明 組小鼠ATP酶活性比 組小鼠強，結合兩實驗說明腎上腺皮質類固醇缺乏會降低內耳結構中ATP酶活性。

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