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2022版高考生物一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用 科学探究系列2 验证性实验和探究性实验及一般步骤教案 苏教版必修1

2022版高考生物一轮复习 第3单元 细胞的能量供应和利用 科学探究系列2 验证性实验和探究性实验及一般步骤教案 苏教版必修1

年级：
姓名：

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科学探究系列2 验证性实验和探究性实验及一般步骤

1．探究性实验与验证性实验的比较

验证性实验
探究性实验
实验目的
验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系。实验结论已经明确
探究研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系。实验结论存在多种可能
实验假设
结论已知，不需假设
对探究的问题提出一种可能
实验原理
由验证内容决定
由探究内容决定
实验步骤
①分组编号；②实验处理(对实验组和对照组的处理，除单一变量外，其他条件、因素等完全相同)；③观察、记录实验现象，收集整理实验数据
①分组编号；②实验处理(对实验组和对照组的处理，除单一变量外，其他条件、因素等完全相同)；③观察、记录实验现象，收集整理实验数据
实验现象
只有一种情况
存在多种可能
结果预测
对确定的结果进行描述
对多种可能进行描述
实验结论
要验证的问题
肯定或否定假说
2.实验设计的一般步骤
第一步，取材、分组、编号。在这里实验材料包含实验中用到的各种动植物，取材时要注意数量和生理及发育状态相同；用具有烧杯、培养皿、饲养动物的容器等。这些材料、用具在试题中都会给出，要结合实验的目的和原理合理利用。
第二步，控制自变量，排除无关变量。分析实验的自变量和无关变量，对实验组和对照组进行相同的处理和不同的处理。(注意：单一因素(实验的自变量)不同，其他因素(无关变量)相同且最适)。
第三步，检测因变量。实验前要确定实验的因变量的检测方法，找出具体的观察和记录对象，实验过程中或实验后进行检测、观察、统计、比较实验数据和现象。
每一种实验都包括基本的三步，不同的实验可能有其他的步骤，如对实验材料的准备和处理等。

1．(2020·云南师大附中模拟)为验证酵母菌细胞中线粒体对葡萄糖和丙酮酸的利用情况，现从酵母菌细胞中分离得到的具有活性的线粒体为实验材料进行如下实验(除下表所示不同外，其他条件相同且适宜)。
组别
步骤一
步骤二
步骤三
1
加入线粒体
加入葡萄糖
加入溴麝香草酚蓝水溶液，一段时间后观察溶液颜色的变化情况
2
加入线粒体
加入丙酮酸
据此回答下列问题：
(1)从酵母菌细胞中分离得到线粒体的常用方法是________。
(2)请预期两组实验的实验结果，并简述判断理由(实验结果中要写出具体的颜色变化)：_________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
[解析]　(1)分离细胞器常用的方法是差速离心法。(2)第1组线粒体不能利用葡萄糖，故溶液颜色不变；第2组线粒体能够利用丙酮酸，完成有氧呼吸的第二、三阶段，其中第二阶段产生CO2，故第2组溶液由蓝变绿再变黄。
[答案]　(1)差速离心法　(2)第1组溶液为蓝色，第2组溶液颜色由蓝变绿再变黄，第1组中由于葡萄糖不能进入线粒体被利用，所以无CO2生成，第2组丙酮酸可进入线粒体被利用，生成CO2
2．甲、乙两个生物兴趣小组分别利用图Ⅰ、图Ⅱ装置对酵母菌细胞呼吸方式进行了如下的探究实验。回答下列问题：

Ⅰ　　　　　　　　　Ⅱ
(1)甲利用图Ⅰ装置探究酵母菌在有氧与无氧的条件下细胞呼吸放出的热量的多少。
材料用具：500 mL保温桶、温度计、活性酵母菌、0.1 mol/L葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验步骤：
①取A、B两套装置按下表的设计进行实验。
装置
步骤一
步骤二
步骤三
A
加入200 mL的葡萄糖溶液
加入10 g活性酵母菌
X
B
加入200 mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
Y
加入石蜡油铺满液面
则X是__________________；Y是__________________。
②B装置中步骤一的主要目的是________，这是控制实验的________变量。
实验结果：略。
(2)乙利用图Ⅱ装置(橡皮塞上的弯管为带有红色液滴的刻度玻璃管)探究酵母菌的细胞呼吸类型。
①想得到实验结论还必须同时设置对照实验，假设该装置编号为Ⅲ，则装置Ⅲ除用________代替NaOH溶液外，其他设计与装置Ⅱ相同。
②检测酵母菌细胞呼吸是否产生CO2时，可用澄清的石灰水或溴麝香草酚蓝水溶液。CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液发生的颜色变化是______________。
③写出乙组改进后所得的实验结果及相应的结论：
若装置Ⅲ中红色液滴向右移，装置Ⅱ中红色液滴不移动，说明酵母菌只进行无氧呼吸；
若____________________________________________________，说明酵母菌只进行有氧呼吸；
若____________________________________________________，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
[解析]　(1)①分析表中相关内容，考虑到实验要遵循对照性原则、科学性原则和单一变量原则，本实验的自变量为是否含有氧气，其他都是无关变量，要求相同且适宜。因此X处应填：不加入石蜡油(或通入氧气)，目的是给酵母菌创造有氧环境。Y处应填：加入10 g活性干酵母，排除无关变量的影响。②B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气，氧气有无属于自变量。(2)①图Ⅱ装置中氢氧化钠吸收二氧化碳，红色液滴向左移动是酵母菌有氧呼吸消耗氧气引起的；探究呼吸方式，同时设置对照实验，装置Ⅲ除用等量清水代替氢氧化钠外，其他设计与装置Ⅱ相同。②CO2可使澄清的石灰水变混浊；CO2可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。③装置Ⅱ烧杯内是氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的作用是吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，所以装置测量的是细胞呼吸消耗的氧气的量。装置Ⅲ烧杯内是清水，清水不能吸收气体，也不释放气体，该装置测量的是细胞呼吸释放的二氧化碳的量和消耗氧气的量的差值，如果气体体积增加，说明酵母菌进行无氧呼吸。所以若装置Ⅱ中红色液滴不移动，装置Ⅲ中红色液滴向右移动，说明酵母菌只进行无氧呼吸；若装置Ⅲ中红色液滴不移动，装置Ⅱ中红色液滴向左移动，说明酵母菌只进行有氧呼吸；若装置Ⅲ中红色液滴向右移动，装置Ⅱ中红色液滴向左移动，说明酵母菌同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
[答案]　(1)①不加入石蜡油(通入氧气)　加入10 g活性酵母菌　②去除氧气　自　(2)①等量清水　②由蓝变绿再变黄　③装置Ⅲ中红色液滴不移动，装置Ⅱ中红色液滴向左移动　装置Ⅲ中红色液滴向右移动，装置Ⅱ中红色液滴向左移动