高考生物一轮复习讲义 第1单元 实验技能一实验设计的基本原则

2017全国Ⅰ，29根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为 RNA 病毒和 DNA 病毒 ①两种类 型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。 假设在宿主细胞内不发生碱基 ②之间的相互转换。请利用放射性同位素标记③的方法，以体外 培养的宿主细胞 ④等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出1实验思路， 2预期实验结果及结论即可。要求实验包含可相互印证的甲、乙两个组 ⑤ 审题关键 信息①病毒营寄生生活，由蛋白质和核酸组成，核酸是 DNA 或 RNA，只含有二者中的一 种，DNA 和 RNA 在化学组成上的区别如下 核酸五碳糖含氮碱基 DNA脱氧核糖A、G、C、T RNA核糖A、G、C、U 信息②强调了碱基，二者碱基的区别DNA 特有 T，RNA 特有 U。 信息③放射性同位素标记法是指用放射性同位素替代某化合物中的特殊元素，来追踪该化 合物的运行和变化规律。回忆相关内容 研究内容标记方法 分泌蛋白的合成、加工和运输过程将 3H 标记的亮氨酸注射到豚鼠的胰腺腺泡细胞中 光合作用暗反应中 C 元素的转移过程用 14C 标记光合作用的原料 CO2 T2噬菌体遗传物质的探究 分别用 32P 标记噬菌体的 DNA，用35S 标记噬菌体 的蛋白质外壳 信息④联想 T2噬菌体遗传物质的探究实验和病毒的寄生特点，标记病毒需要先用含有放射 性元素的培养基培养宿主细胞，再让病毒去侵染标记的细胞，子代病毒就会被标记。 信息⑤甲、乙两组要形成对比，结合信息①、②、③、④可判断出，应分别用放射性同位 素标记 DNA 成分中的 T 和 RNA 成分中的 U。 参考答案 1实验思路 甲组将宿主细胞培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段 时间后收集病毒并检测其放射性。乙组将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培 养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。 2结果及结论若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为 RNA 病毒；反之为 DNA 病毒。 错解例析 错例用含有放射性同位素标记的尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基培养病毒。一段时间后收集病 毒并检测其放射性。 错因分析没有分成甲、乙两组，而是用同时含有放射性同位素标记的尿嘧啶和胸腺嘧啶的 培养基来培养，不能形成对照。病毒不能直接用培养基培养，这样设计不科学。 实验设计遵循的四大基本原则 1．单一变量原则即除自变量实验变量以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同 且适宜。如生物材料相同大小、生理状况、年龄、性别等、实验器具相同型号、洁净程 度等、实验试剂相同用量、浓度、使用方法等和条件相同保温或冷却、光照或黑暗、搅 拌、振荡等。 2．对照原则应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同其他因素都相同，以便消 除无关变量对实验结果的干扰，增强实验结果的可信度。 3．平行重复原则在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数 的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。 4． 科学性原则 在设计实验时必须有充分的科学依据， 即实验目的要明确， 实验原理要正确， 实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏 离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。 1． 已知蛋白质和双缩脲试剂反应呈现紫色， 请你根据给出的实验材料设计一个验证唾液中含 有蛋白质的实验，要求写出1基本的实验步骤，2预期实验结果和结论。 材料用具双缩脲试剂 A 液、双缩脲试剂 B 液、蛋清稀释液含有丰富蛋白质、水、小烧杯、 玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉。 答案1步骤 ①用清水漱口后取适量唾液到小烧杯中，备用； ②取 2 mL 蛋清稀释液和 2 mL 唾液分别加入甲、乙两支试管中； ③分别向两支试管中加入双缩脲试剂 A 液 1 mL，振荡后加入双缩脲试剂 B 液 4 滴，振荡均 匀后静置； ④观察并对照两支试管的颜色。 2预期结果和结论甲、乙两支试管都呈现紫色，说明唾液中含有蛋白质。 解析要验证唾液中含有蛋白质，可采取设置对照实验的方法。取两支相同的试管，在其中 一支试管中加入唾液，在另一支试管中加入蛋清稀释液作为对照，经过相同的处理后，根据 两支试管中溶液的颜色变化来判断唾液中是否含有蛋白质。要注意材料中没有提供唾液，需 要从实验者自身获取。 2． 已知菠菜的干叶病是由干叶病毒引起的， 但不清楚干叶病毒的核酸种类， 试设计实验探究。 实验材料苯酚的水溶液可以将病毒的蛋白质外壳和核酸分离、健康生长的菠菜叶植株、 干叶病毒样本、DNA 水解酶只会水解 DNA，不会水解 RNA、蒸馏水、实验必需的器材。 1实验步骤 ①选择两株生长状况相似的菠菜植株，编号 A 和 B。 ②用__________________处理干叶病毒，并设法将核酸和蛋白质分离开，将获得的核酸平均 分成两份，编号为 A、 B。 ③用______________处理核酸 A；用______________处理核酸 B。 ④一段时间后，用核酸 A 喷洒菠菜植株 A；用核酸 B 喷洒菠菜植株 B。 ⑤一段时间后，观察两株菠菜植株的生长状况。 2实验结果和结论 ①________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案1②苯酚的水溶液 ③DNA 水解酶蒸馏水 2①如果 A、B 植株都得干叶病，说明干叶病毒所含的核酸是 RNA ②如果 A 植株没有得干叶病，B 植株得干叶病，说明干叶病毒所含的核酸是 DNA 解析本题实验目的为“探究干叶病毒的核酸种类”；实验原理为干叶病毒导致菠菜得干 叶病；若干叶病毒的核酸为 DNA，则用 DNA 水解酶处理干叶病毒核酸，DNA 被水解，对照 组蒸馏水处理组得干叶病，实验组用 DNA 水解酶处理没有得干叶病；若干叶病毒的核酸 为 RNA，则对照组和实验组都得干叶病。