（選考）2021版新高考生物一輪復習 實驗技能（二） 變量梯度設置在實驗中的應用學案 新人教版

實驗技能(二)變量梯度設置在實驗中的應用普通淀粉酶的最適溫度在4060 之間，而極端耐熱淀粉酶在100 仍能保持較高的活性，因此在生產(chǎn)上具有更為廣泛的應用前景。請回答有關問題：(1)要鑒定該酶的化學本質(zhì)，可將該酶液與_混合，若反應液呈_色，則該酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)。(2)測定淀粉酶活性時，應選擇_作為該酶作用的底物，反應液中應加入_溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。(3)設計實驗探究極端耐熱淀粉酶起催化作用的最適溫度。此實驗中除自變量和因變量外，還需要考慮_(指出兩點即可)等因素。結合題目信息，簡要寫出探究該酶催化作用最適溫度的實驗思路：_。解析：大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)酶是RNA，要鑒定該酶的化學本質(zhì)，可將該酶液與雙縮脲試劑混合，若反應液呈紫色，則該酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)。答案：(1)雙縮脲試劑紫(2)淀粉(酸堿)緩沖(3)淀粉溶液的濃度和含量、pH及添加試劑的量、實驗操作順序等在40 和100 之間每隔一定溫度設置一個實驗組，其他實驗條件適宜且保持一致。以反應液和碘液發(fā)生顏色反應的程度為指標確定最適溫度1概述變量梯度指自變量相鄰兩次取值之間的差值大小，即自變量每次變化的幅度。生物實驗中常見的變量梯度有pH梯度、溫度梯度、濃度梯度等。2過程分析(1)在合適范圍內(nèi)取值：生物體或細胞生活在特定的環(huán)境中，研究某因素對生物或細胞的影響時，自變量應在它能發(fā)揮作用的范圍內(nèi)取值。如確定生長素類似物促進扦插枝條生根的適宜濃度，生長素濃度應在1012108 mol/L范圍內(nèi)，變量梯度應相差一個數(shù)量級。(2)梯度大小設置要適宜：梯度過小，看不出變化，實驗組數(shù)增多，增加了操作難度；梯度過大，實驗結果不準確。如探究唾液淀粉酶的最適pH，預測其數(shù)值應在7.0左右，pH梯度設為0.4，即共做五組實驗，其緩沖液pH分別為6.2、6.6、7.0、7.4、7.8。(3)根據(jù)實驗目的確定變量梯度的大小若進行定性分析，梯度設置可稍大些。如探究溫度對光合作用的影響，一般情況下植物在30 左右時，光合作用最強。我們既要研究溫度降低時光合作用強度的變化，也要研究溫度升高時的變化，溫度梯度設置如下：0 、10 、20 、30 、40 。若要進行定量分析，梯度設置應小些。如探究光合作用的最適溫度，溫度梯度設置如下：24 、27 、30 、33 、36 。(4)在實際操作中，為避免因梯度設計不當，造成人力物力方面的浪費，我們可以設計一個預實驗，每組之間梯度適當加大一些，當找到一個大致的適宜范圍后，再在這個范圍內(nèi)縮小每組之間梯度值，最后測出一個準確范圍。1某生物興趣小組用迎春枝條作實驗材料，做了探究­萘乙酸(NAA)促進插條生根最適濃度實驗的預實驗，結果如下圖。請根據(jù)預實驗結果，設計進一步的探究實驗。(1)材料用具：生長旺盛的一年生迎春枝條若干、燒杯、量筒、培養(yǎng)皿、NAA、蒸餾水等。(2)配制溶液：配制濃度依次為_(溶液濃度梯度為0.5 ppm)的NAA溶液9份，并編號19。(3)實驗步驟：第一步：_；第二步：_；第三步：一天后取出枝條分別進行扦插；第四步：每天對扦插枝條的生根情況進行觀察記錄。(4)請設計本實驗的觀察記錄表。(5)該實驗應控制好兩個主要的無關變量，具體方法是_、_。解析：根據(jù)預實驗的結果，可確定進一步探究的濃度范圍是26 ppm，再根據(jù)題中要求濃度差為0.5 ppm，可確定要配制的濃度梯度為2 ppm、2.5 ppm、3 ppm，3.5 ppm、4 ppm、4.5 ppm、5 ppm、5.5 ppm、6 ppm共9個不同的濃度。填寫實驗步驟時，應遵循隨機分組浸泡培養(yǎng)(扦插)統(tǒng)計的思路進行解答。該實驗的無關變量應從實驗材料、處理時間、溫度等方面考慮。答案：(2)2 ppm、2.5 ppm、3 ppm、3.5 ppm、4 ppm、4.5 ppm、5 ppm、5.5 ppm、6 ppm(3)將迎春枝條隨機均分為9份將9份枝條的基部分別浸泡在19號NAA溶液中(4)如下表：NAA濃度( ppm)生根條數(shù)天數(shù)22.533.544.555.56123(5)各組枝條處理時間長短一致所用植物材料盡可能做到生長狀況一致2低溫迫使植物細胞產(chǎn)生大量對細胞有害的過氧化產(chǎn)物，如脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物(MDA)。超氧化物歧化酶(SOD)能夠消除過氧化產(chǎn)物，從而增強植物的抗冷性。研究人員進行了“水楊酸對水稻幼苗抗冷性的影響”實驗，步驟及結果如表所示。據(jù)表回答下列問題：組別處理培養(yǎng)溫度SOD活性U/(g·min)125 的蒸餾水澆灌25 7.329.435 的0.5 mmol/L水楊酸澆灌5 10.34 5 的1.0 mmol/L水楊酸澆灌5 11.655 的1.5 mmol/L水楊酸澆灌5 13.665 的2.0 mmol/L水楊酸澆灌5 8.575 的2.5 mmol/L水楊酸澆灌5 7.985 的3.0 mmol/L水楊酸澆灌5 6.5(1)表中是_，是_。實驗設計時每組取50株水稻幼苗，而不是1株，目的是_。(2)本實驗需要控制的無關變量有_(至少寫兩點)。(3)組別1和2對照可得結論是_。組別28可得到的結論是_。在5 條件下，2.0 mmol/L的水楊酸對水稻幼苗抗冷性的影響是_(填“增強”或“減弱”)。(4)請根據(jù)5 條件下的實驗結果，完成水楊酸濃度與SOD活性關系的坐標折線圖。解析：(1)2組與38組之間應形成對照，根據(jù)單一變量原則，表中應為5 的蒸餾水澆灌，是5 。實驗對象多可避免偶然性，使實驗結果更準確。(2)除自變量以外，對實驗結果有影響的變量均為無關變量，比如蒸餾水和水楊酸的澆灌量、培養(yǎng)時間、幼苗發(fā)育情況等。(3)組別1與2之間的變量為溫度，且低溫時SOD活性較大，說明環(huán)境溫度降低時，水稻幼苗自身可增強抗冷性。分析28組SOD活性可知，在一定范圍內(nèi)隨著水楊酸濃度的增加，水稻的抗冷性增強，當水楊酸濃度增加到一定值時，水稻的抗冷性開始減弱。與2組比較可知，在5 條件下，2.0 mmol/L的水楊酸對水稻幼苗抗冷性的影響是減弱。(4)根據(jù)表格中的實驗結果，在坐標圖中描點連線即可，同時注意橫縱坐標一定要標上。答案：(1)5 的蒸餾水澆灌5 避免偶然性，減少誤差，使實驗結果更準確(2)蒸餾水和水楊酸的澆灌量、光照強度、培養(yǎng)時間、幼苗的發(fā)育情況等(3)環(huán)境溫度降低時，水稻幼苗自身可增強抗冷性在一定范圍內(nèi)，隨水楊酸濃度的增加，水稻幼苗的抗冷性增強；當水楊酸濃度增加到一定程度時，水稻幼苗的抗冷性開始減弱(或水楊酸對水稻幼苗的抗冷性的影響具有兩重性、1.5 mmol/L左右的水楊酸增強水稻幼苗抗冷性的效果最好)減弱(4)如圖4