2025高考生物 实验目的与原理分析 备考教案.docx

实验3　实验目的与原理分析

1.实验目的的书写技巧

2.实验原理的书写技巧

注意 实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考，有些题目要求对实验结果进行分析，其实质上考查的是实验原理，所以对实验结果进行分析时合理套用实验原理即可。

8.[12分]草本、木本植物体内含有大量的纤维素，耐高温纤维素酶可以加速催化纤维素的水解，为酵母菌进行酒精发酵提供大量廉价原料。某研究小组将纤维素分解菌通过诱变和高温处理获得新菌株（甲），制作出菌株甲培养基的滤液，进行了下列实验：
步骤
试管A
试管B
1
加入适量缓冲液
加入用　　①　　配制的菌株甲滤液
2
在80 ℃条件下水浴保温30 min
3
加入适量的　　②　　，80 ℃水浴保温10 min
4
加入适量的　　③　　，60 ℃热水浴加热2 min，观察溶液颜色
实验预期
预期实验结果及结论：　　　④　　　
回答下列问题：
（1）该实验小组的实验目的是　探究菌株甲分泌的纤维素酶能否耐受80 ℃高温　。
（2）该实验步骤1～4中，①②③处加入的物质分别是　等量的缓冲液　、　纤维素液　、　斐林试剂　。
（3）对该实验结果及结论作出预期：若　试管A中呈蓝色，试管B中呈砖红色　，则表明该纤维素酶能耐受80 ℃高温；若　试管A和B中均呈蓝色　，则表明该纤维素酶不能耐受80 ℃高温。
（4）食草动物不能分泌纤维素酶，却能从其消化过的食物中检测到可溶性糖，主要原因是　食草动物肠道内的微生物分泌纤维素酶，能将食物中的纤维素分解成可被食草动物吸收的小分子糖类　。
解析　（1）欲确认本题的实验目的，可从以下几个方面提取关键信息：

（2）由于本实验的目的是探究菌株甲分泌的纤维素酶能否耐受80 ℃高温，实验步骤中，试管A中加入了适量的缓冲液，那么试管B中应该加入用等量的缓冲液配制的菌株甲滤液；两个试管内都加入适量的②，所以②为纤维素液；纤维素本身是非还原糖，其会被纤维素酶分解为还原糖，所以③应该是加入检测还原糖的斐林试剂。（3）斐林试剂本身是蓝色，试管A中未加入纤维素酶，所以没有还原糖生成，则试管A中呈蓝色。若该菌株甲分泌的纤维素酶能耐受80 ℃高温，其能够将纤维素分解为还原糖，则试管B中呈砖红色；若该菌株分泌的纤维素酶不能耐受80 ℃高温，其在80 ℃高温下会变性失活，不能将纤维素分解为还原糖，则试管B中呈斐林试剂本身的颜色，即蓝色。（4）食草动物肠道内生活着一些微生物，这些微生物与食草动物为互利共生关系。食草动物肠道内的微生物分泌纤维素酶，将食物中的纤维素分解成可被食草动物吸收的小分子糖类。
9.[8分]为研究肾上腺皮质类固醇缺乏与内耳疾病间的关系，研究人员进行了下述动物实验（记作实验一）。将30只发育相同的雄鼠平均分为A、B、C三组， A组小鼠进行双侧肾上腺切除，B组　？　处理，C组小鼠未切除肾上腺。三组小鼠在相同的条件下培养一段时间后，获得如下实验数据： A、B、C三组小鼠血液中醛固酮的平均值依次为25.7 pg/mL、26.3 pg/mL、552 pg/mL。A、B两组小鼠出现听力下降和眩晕症状。对B组小鼠以肾上腺皮质类分泌药物治疗后，上述症状得到改善。回答下列问题：
（1）由以上叙述可知，在实验开始阶段，对B组小鼠进行的处理是　进行双侧肾上腺切除　。
（2）为进一步探究上述小鼠出现听力下降和眩晕症状的机制，继续进行实验二。研究人员设法分别得到A组和C组小鼠内耳组织样品，通过技术手段获取组织匀浆中的蛋白质，并测得两种组织匀浆中的蛋白质浓度相当，分别加入等量且同浓度的ATP溶液，进行混合反应，测定在反应中释放出的无机磷的浓度，然后进行对比，有C组小鼠内耳组织样品的实验组中无机磷的浓度远高于有A组小鼠内耳组织样品的实验组。
a.由此推断出该实验原理是　ATP在ATP酶的作用下，水解为ADP和磷酸，ATP酶活性越强，释放出的无机磷越多　。
b.综合实验一和实验二可以得出的结论是　肾上腺皮质类固醇缺乏会降低内耳结构中ATP酶活性，使小鼠出现听力下降和眩晕症状　。
解析　（1）确认本题的实验原理，常采用变量分析法：

根据题意，三组小鼠在相同的条件下培养一段时间后， A组和B组小鼠血液中醛固酮的平均值相差不大，且后期对B组小鼠进行药物治疗，可与A组形成对照，说明在实验开始阶段对A组和B组小鼠的处理方式相同，都为进行双侧肾上腺切除。（2）要确定实验二的实验原理，首先明确该实验的检测指标为在反应中释放出的无机磷的浓度；其次联系教材知识可知，无机磷来源于ATP的水解，底物ATP的含量相同，则生成的无机磷的浓度与ATP酶的活性有关。实验原理为ATP在ATP酶的作用下，水解为ADP和磷酸，ATP酶活性越强，释放出的无机磷越多。根据实验一，A组小鼠进行双侧肾上腺切除，C组小鼠未切除肾上腺，A组小鼠肾上腺皮质类固醇缺乏，C组小鼠肾上腺皮质类固醇充足。根据实验二，有C组小鼠内耳组织样品的实验组中无机磷的浓度远高于有A组小鼠内耳组织样品的实验组，说明C组小鼠ATP酶活性比A组小鼠强，结合两实验说明肾上腺皮质类固醇缺乏会降低内耳结构中ATP酶活性，使小鼠出现听力下降和眩晕症状。