(全國(guó))2018版高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第十單元 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì) 第41講 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì)學(xué)案

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《(全國(guó))2018版高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第十單元 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì) 第41講 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì)學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(全國(guó))2018版高考生物大一輪復(fù)習(xí) 第十單元 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì) 第41講 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì)學(xué)案(14頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第41講 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì)  1.能獨(dú)立完成“生物知識(shí)內(nèi)容表”所列的生物實(shí)驗(yàn),包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作步驟,掌握相關(guān)的操作技能,并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能等進(jìn)行運(yùn)用。 2.具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力,能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行分析、解釋并能對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?!?.具有對(duì)一些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行初步探究的能力,包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說(shuō)演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法?!?.能對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案作出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂。  實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則 1.科學(xué)性原則 包括實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)材料的選擇、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理等方面要保證不出現(xiàn)科學(xué)性錯(cuò)誤,要有科學(xué)的思想和方法作指導(dǎo)

2、。 2.對(duì)照原則 對(duì)于對(duì)照實(shí)驗(yàn),一個(gè)實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組是接受自變量處理的對(duì)象組,對(duì)照組(控制組)是不接受自變量處理的對(duì)象組。常用的對(duì)照類(lèi)型有以下幾種: (1)空白對(duì)照:對(duì)照組為不作任何處理的對(duì)象組。這里的不作處理,并非什么因素都不給予,而是針對(duì)實(shí)驗(yàn)所要研究的因素不給予,以體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)因素的有無(wú)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。如“探究影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)中: (2)自身對(duì)照:實(shí)驗(yàn)與對(duì)照在同一個(gè)對(duì)象上進(jìn)行,不另設(shè)對(duì)照組。如“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn),即是典型的自身對(duì)照——實(shí)驗(yàn)處理前的對(duì)象狀況為對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)處理后的對(duì)象變化為實(shí)驗(yàn)組。 (3)條件對(duì)照:給對(duì)照組施以某種實(shí)驗(yàn)處理,但不是所

3、研究的實(shí)驗(yàn)因素,以突出實(shí)驗(yàn)實(shí)施的處理因素與實(shí)驗(yàn)所研究因素的差異,從一個(gè)側(cè)面襯托實(shí)驗(yàn)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果所造成的影響。如肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中以下兩組實(shí)驗(yàn): S型菌DNA+R型活菌S型菌落+R型菌落(實(shí)驗(yàn)組); S型菌DNA+DNA酶+R型活菌R型菌落(條件對(duì)照組)。 (4)相互對(duì)照:不單設(shè)對(duì)照組,而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)照。如“探究影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)中,探究溫度對(duì)酶活性的影響時(shí),要用熱水、正常溫度的水、冰水三個(gè)實(shí)驗(yàn)組來(lái)探究,進(jìn)行相互對(duì)照,以得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 3.單一變量原則 所謂單一變量原則,就是要盡可能控制無(wú)關(guān)變量的作用,以確保實(shí)驗(yàn)變量的唯一性。 (1)實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量 ①實(shí)驗(yàn)變

4、量也稱(chēng)自變量,是研究者主動(dòng)操縱的條件和因子,是作用于實(shí)驗(yàn)對(duì)象的刺激變量。 ②反應(yīng)變量又稱(chēng)因變量或應(yīng)變量,是隨自變量變化而產(chǎn)生反應(yīng)或發(fā)生變化的變量,應(yīng)具有可測(cè)性和客觀性。 (2)無(wú)關(guān)變量:無(wú)關(guān)變量又稱(chēng)干擾變量、控制變量,是指與研究目標(biāo)無(wú)關(guān),但卻影響研究結(jié)果的變量。 4.平行重復(fù)原則 為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)更接近真實(shí)情況,避免偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,一般在實(shí)驗(yàn)組中控制相同條件下多設(shè)幾組,取平均值,以使得出的結(jié)論更準(zhǔn)確、科學(xué)。 【感知考題】 (2016·高考江蘇卷,8)過(guò)氧化物酶能分解H2O2,氧化焦性沒(méi)食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存在過(guò)氧化物酶,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下表。下列相關(guān)敘述正

5、確的是(  ) 管號(hào) 1%焦 性沒(méi) 食子 酸/mL 2% H2O2 /mL 緩沖 液/mL 過(guò)氧化 物酶溶 液/mL 白菜梗 提取 液/mL 煮沸冷 卻后的 白菜梗 提取 液/mL 1 2 2 2 - - - 2 2 2 - 2 - - 3 2 2 - - 2 - 4 2 2 - - - 2 A.1號(hào)管為對(duì)照組,其余不都是實(shí)驗(yàn)組 B.2號(hào)管為對(duì)照組,其余都為實(shí)驗(yàn)組 C.若3號(hào)管顯橙紅色,無(wú)需對(duì)照就能證明白菜梗中存在過(guò)氧化物酶 D.若4號(hào)管不顯橙紅色,可證明白菜梗中無(wú)過(guò)氧化物酶 [解析] 

6、由題干信息可知,該實(shí)驗(yàn)的自變量是是否加入白菜梗的提取液,故加入白菜梗提取液的3號(hào)管為實(shí)驗(yàn)組,其他都為對(duì)照組,A項(xiàng)正確;由題干信息可知2號(hào)管是對(duì)照組,只有3號(hào)管是實(shí)驗(yàn)組,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若3號(hào)管顯橙紅色,還需要與1、2、4號(hào)管對(duì)照才能證明白菜梗中存在過(guò)氧化物酶,C項(xiàng)錯(cuò)誤;4號(hào)管不顯橙紅色是因?yàn)楦邷靥幚硎惯^(guò)氧化物酶變性失活,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [答案] A 高分點(diǎn)撥——類(lèi)題通法 教材實(shí)驗(yàn)中的變量分析 變量是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí),要注意使自變量可控制、因變量比較好檢測(cè),并盡量避免無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 自變量 因變量 無(wú)關(guān)變量 探究溫度 對(duì)淀粉酶 活性的影響

7、不同溫 度(至少 三種) 酶的活性(加碘液后溶液顏色的變化) pH、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應(yīng)時(shí)間、操作程序等 探究pH 對(duì)過(guò)氧化 氫酶活性 的影響 不同 pH(至少 三種) 酶的活性(氣泡的數(shù)量或帶火星的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度) 溫度、底物量、酶量、試管的潔凈程度、反應(yīng)時(shí)間、操作程序等 探究酵母 菌的呼吸 方式 氧氣的有無(wú) CO2生成量(澄清石灰水的渾濁程度);是否有酒精產(chǎn)生(用酸性重鉻酸鉀檢測(cè)) 葡萄糖溶液,石灰水的量、溫度、pH、錐形瓶的潔凈程度等 模擬探究 細(xì)胞表面 積與體積 的關(guān)系 瓊脂塊體 積的大小 物質(zhì)運(yùn)輸 的效率 瓊

8、脂塊的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的時(shí)間、測(cè)量的準(zhǔn)確性等 探究生長(zhǎng) 素類(lèi)似物 促進(jìn)插條 生根的最 適濃度 不同濃度 的生長(zhǎng)素 類(lèi)似物 扦插枝條的生根數(shù)量或根長(zhǎng)度 實(shí)驗(yàn)材料的一致性、生長(zhǎng)素類(lèi)似物濃度的準(zhǔn)確性、處理時(shí)間的一致性等 探究培養(yǎng) 液中酵母 菌數(shù)量的 動(dòng)態(tài)變化 時(shí)間 酵母菌種 群數(shù)量 培養(yǎng)液的成分、培養(yǎng)條件、空間等 探究水族 箱中的群 落演替 時(shí)間 群落的演替 水族箱的培養(yǎng)條件和環(huán)境等 【跟進(jìn)題組】 命題1 實(shí)驗(yàn)變量實(shí)例分析 1.(2017·湖南長(zhǎng)沙二模)下列對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)中變量的敘述,正確的是(  ) A.在探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)

9、驗(yàn)中,溫度和pH是自變量 B.在模擬探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,正方體瓊脂塊的體積是無(wú)關(guān)變量 C.在探究植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)扦插枝條生根作用的實(shí)驗(yàn)中,插條生根數(shù)是因變量 D.在探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn)中,酒精是無(wú)關(guān)變量 解析:選C。在探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中,溫度是自變量,pH是無(wú)關(guān)變量,A錯(cuò)誤;在模擬探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,正方體瓊脂塊的體積是自變量,B錯(cuò)誤;在探究酵母菌呼吸方式的實(shí)驗(yàn)中,酒精是無(wú)氧呼吸的產(chǎn)物,是因變量,氧氣的有無(wú)是自變量,D錯(cuò)誤。 2.(2017·江蘇蘇北四市二模)實(shí)驗(yàn)中的變量主要有自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量。下列控制無(wú)關(guān)變量的操作,錯(cuò)誤的是( 

10、 ) A.驗(yàn)證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)中,首先將實(shí)驗(yàn)植物做“饑餓”處理 B.探究唾液淀粉酶的最適pH的實(shí)驗(yàn)中,將每一組溫度均控制在37 ℃ C.驗(yàn)證光合作用需要光照的實(shí)驗(yàn)中,將葉片的一半用黑紙包住 D.探究唾液淀粉酶最適溫度的實(shí)驗(yàn)中,每一組都加入等量的淀粉 解析:選C。驗(yàn)證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)中,將實(shí)驗(yàn)植物做“饑餓”處理,避免植物自身原有的有機(jī)物對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響,屬于控制無(wú)關(guān)變量的操作,A正確;探究唾液淀粉酶的最適pH的實(shí)驗(yàn)中,將每一組溫度都控制在37 ℃,是控制無(wú)關(guān)變量——溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響,B正確;驗(yàn)證光合作用需要光照的實(shí)驗(yàn)中,將葉片的一半用黑紙包住,這是設(shè)置自變量,不是控制

11、無(wú)關(guān)變量,C錯(cuò)誤;探究唾液淀粉酶最適溫度的實(shí)驗(yàn)中,每一組都加入等量的淀粉,淀粉的量也影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,需要控制,D正確。 命題2 實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的設(shè)置實(shí)例分析 3.以下實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組設(shè)置正確的是(  ) A.在探究胚芽鞘的感光部位的實(shí)驗(yàn)中,可將胚芽鞘分別置于單側(cè)光下和無(wú)光環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn) B.在探究酵母菌種群數(shù)量變化的實(shí)驗(yàn)中不需要設(shè)置對(duì)照組 C.在證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)照組遮光、實(shí)驗(yàn)組照光 D.在探究唾液淀粉酶最適溫度的實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)選擇0 ℃、30 ℃、80 ℃等不同的溫度進(jìn)行對(duì)照 解析:選B。在探究胚芽鞘的感光部位的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)的自變量是單側(cè)光照射胚芽鞘的部位不同,

12、因此應(yīng)將有胚芽鞘尖端的胚芽鞘和無(wú)胚芽鞘尖端的胚芽鞘進(jìn)行對(duì)照,A錯(cuò)誤;在探究酵母菌種群數(shù)量變化時(shí),由于有前后對(duì)照,所以不需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),B正確;在證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)照組照光、實(shí)驗(yàn)組遮光,C錯(cuò)誤;在探究唾液淀粉酶最適溫度的實(shí)驗(yàn)中,溫度是自變量,即應(yīng)在不同溫度條件下進(jìn)行,且溫度差應(yīng)相同,以構(gòu)成相互對(duì)照,D錯(cuò)誤。 4.下列實(shí)驗(yàn)中,有關(guān)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的設(shè)置,正確的是(  ) 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng) 實(shí)驗(yàn)組 對(duì)照組 A 探究過(guò)氧化氫酶作用的最適pH 氫氧化鈉溶液或鹽酸+過(guò)氧化氫溶液+過(guò)氧化氫酶 蒸餾水+過(guò)氧化氫溶液+過(guò)氧化氫酶 B 驗(yàn)證過(guò)氧化氫酶具有催化作用 過(guò)氧化

13、氫溶液+肝臟研磨液 過(guò)氧化氫溶液+FeCl3溶液 C 驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性 新鮮蔗糖溶液+新鮮蔗糖酶液 新鮮淀粉溶液+新鮮淀粉酶液 D 驗(yàn)證某種酶是蛋白質(zhì) 待測(cè)酶溶液+雙縮脲試劑 標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液+雙縮脲試劑 解析:選D。探究過(guò)氧化氫酶作用的最適pH應(yīng)設(shè)置成相互對(duì)照實(shí)驗(yàn),無(wú)特定的對(duì)照組,多個(gè)實(shí)驗(yàn)組的pH不同,表中A項(xiàng)對(duì)應(yīng)的設(shè)置是驗(yàn)證pH對(duì)酶活性影響,A項(xiàng)錯(cuò)誤。驗(yàn)證酶具有催化作用,對(duì)照組應(yīng)設(shè)置為用等量蒸餾水+過(guò)氧化氫溶液。B項(xiàng)對(duì)應(yīng)的設(shè)置是驗(yàn)證酶具有高效性,B項(xiàng)錯(cuò)誤。驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性應(yīng)設(shè)置為:實(shí)驗(yàn)組為反應(yīng)物+相應(yīng)酶液,對(duì)照組為另一反應(yīng)物+同一酶液或同一反應(yīng)物+另一種酶液,C項(xiàng)錯(cuò)誤。驗(yàn)證某

14、種酶是蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中,對(duì)照組設(shè)置成標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液+雙縮脲試劑是為了排除無(wú)關(guān)變量的干擾,D項(xiàng)正確。  實(shí)驗(yàn)原則實(shí)例分析 5.下面是某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為證明農(nóng)田土壤中的微生物對(duì)某種農(nóng)藥具有分解作用而提出的實(shí)驗(yàn)方案(如何檢測(cè)農(nóng)藥的含量不做要求)。 ①他們?cè)谕粔K農(nóng)田的不同地點(diǎn)取等量的土壤,將其標(biāo)記為甲、乙兩組;將甲組土壤進(jìn)行滅菌,待用。 ②實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)向兩組分別加入等量的用無(wú)菌水配制的某種農(nóng)藥,并與土壤混勻,放在自然條件下(暴露在空氣中)。 ③一段時(shí)間后,多次取樣檢測(cè)甲、乙兩組土壤中農(nóng)藥的濃度并求平均值,比較兩組農(nóng)藥含量的差異。 (1)請(qǐng)指出并改正實(shí)驗(yàn)中兩處明顯的錯(cuò)誤,并說(shuō)明原因。

15、錯(cuò)誤一: ________________________________________________________________________, 改正: ________________________________________________________________________, 原因是 ________________________________________________________________________。 錯(cuò)誤二: _____________________________________________________

16、___________________, 改正: ________________________________________________________________________, 目的是 ________________________________________________________________________。 (2)上述改正遵循的主要是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的什么原則? ________________________________________________________________________。 解析:選擇不同地點(diǎn)的土壤,由于濕度、

17、有機(jī)物含量的差異等可能導(dǎo)致土壤中含有的微生物含量和種類(lèi)有差異;空氣中含有大量的微生物,為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確,必須在無(wú)菌條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。上述兩點(diǎn)改正遵循的主要原則都是單一變量原則。 答案:(1)不同地點(diǎn) 同一地點(diǎn) 不同地點(diǎn)的土壤微生物含量和種類(lèi)可能有差異,可能對(duì)結(jié)果造成干擾 放在自然條件下 放在無(wú)菌條件下 防止空氣中的微生物對(duì)結(jié)果造成干擾 (2)單一變量原則  探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案 1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案 準(zhǔn)確把握實(shí)驗(yàn)?zāi)康模好鞔_實(shí)驗(yàn)要解決的“生物學(xué)事實(shí)”是什么,要解決該“生物學(xué)事實(shí)”的哪一方面。 ↓ 明確實(shí)驗(yàn)原理:分析實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的科學(xué)原理是什么,涉及的生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的方法和原理有哪些

18、。 ↓ 確定實(shí)驗(yàn)變量、 設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn):找出自變量和因變量,確定實(shí)驗(yàn)研究的因素,以及影響本實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量;構(gòu)思實(shí)驗(yàn)變量的控制方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的獲得手段。 ↓ 確定實(shí)驗(yàn)方法:根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮退峁┑牟牧蟻?lái)確定。 ↓ 設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn) 裝置和實(shí)驗(yàn)步驟:嚴(yán)格遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則,在充分考慮實(shí)驗(yàn)原理以及提供的實(shí)驗(yàn)材料、用具的基礎(chǔ)上,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和步驟。 ↓ 得出預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論 2.實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的一般步驟 第一步:取材、分組和編號(hào) (1)取材 探究性實(shí)驗(yàn)中一般提供實(shí)驗(yàn)的材料,但在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)需注意常用的關(guān)鍵詞,如“取相同的(或生理狀態(tài)相同的)……若干只(或株、個(gè)等)…

19、…”。如此設(shè)置是防止無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。 (2)分組 要體現(xiàn)隨機(jī)性、均衡性或者合理的梯度性。常用的關(guān)鍵詞為“……隨機(jī)(或平均)分為若干組”。 (3)編號(hào) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)分組情況而編號(hào),如“甲組、乙組”等,或“①組、②組、③組……”。 第二步:實(shí)驗(yàn)處理 實(shí)驗(yàn)處理遵循單一變量原則。即除自變量外,其他因素都是相同的。常用的模式為“①組施加實(shí)驗(yàn)變量,②組作為對(duì)照不施加實(shí)驗(yàn)變量”。 第三步:觀察、記錄 實(shí)驗(yàn)的因變量盡可能選擇能較好地反映與實(shí)驗(yàn)自變量之間的關(guān)系,并易于實(shí)驗(yàn)人員觀察和測(cè)定的指標(biāo)。常用的關(guān)鍵詞為“……一段時(shí)間后觀察(測(cè)定)……做好記錄”等。 3.探究性實(shí)驗(yàn)的假設(shè)與結(jié)論 (1

20、)假設(shè)與結(jié)論 假設(shè)是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實(shí),對(duì)所研究的對(duì)象設(shè)想出的一種或幾種可能性的答案或解釋。實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)一般與假設(shè)相對(duì)應(yīng):若實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致,則得出與先前的假設(shè)一致的結(jié)論,即假設(shè)成立;反之,假設(shè)不成立。(2)探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和結(jié)論不唯一,需分情況討論 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 若實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組無(wú)顯著差異 實(shí)驗(yàn)變量對(duì)結(jié)果無(wú)影響 若實(shí)驗(yàn)組效果和對(duì)照組效果有明顯差異 實(shí)驗(yàn)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有影響 【感知考題】 (2017·莆田調(diào)研)已知物質(zhì)X對(duì)菠菜種子的萌發(fā)有抑制作用,物質(zhì)Y可解除物質(zhì)X的抑制作用。某研究小組現(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證物質(zhì)Y可解除物質(zhì)X對(duì)菠菜種子萌發(fā)的抑制作用,請(qǐng)完

21、善該實(shí)驗(yàn)(要求與說(shuō)明:答題時(shí)用物質(zhì)X、物質(zhì)Y表示相關(guān)名詞;物質(zhì)X、物質(zhì)Y的劑量均符合實(shí)驗(yàn)要求;物質(zhì)X、物質(zhì)Y的相應(yīng)處理措施不作具體要求)。 (1)該實(shí)驗(yàn)的自變量為_(kāi)___________,因變量為_(kāi)___________。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟: ①用物質(zhì)X處理菠菜種子一段時(shí)間; ②將用物質(zhì)X處理過(guò)的菠菜種子均分為兩組,編號(hào)為甲、乙,甲組不做處理,乙組____________,將兩組菠菜種子分別置于______________________的環(huán)境下培養(yǎng)。 ③一段時(shí)間后, __________________________________________________________

22、______________。 (3)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析] 該實(shí)驗(yàn)的自變量是物質(zhì)Y的有無(wú),因變量是菠菜種子的萌發(fā)率。實(shí)驗(yàn)步驟中,應(yīng)先用物質(zhì)X處理菠菜種子一段時(shí)間,然后進(jìn)行不同的處理,最后統(tǒng)計(jì)分析菠菜種子的萌發(fā)率。不做處理組的萌發(fā)率低于物質(zhì)Y處理組的萌發(fā)率,證明物質(zhì)Y可解除物質(zhì)X對(duì)菠菜種子

23、萌發(fā)的抑制作用。 [答案] (1)物質(zhì)Y的有無(wú) 菠菜種子的萌發(fā)率 (2)用物質(zhì)Y處理 相同且適宜 統(tǒng)計(jì)分析兩組菠菜種子的萌發(fā)率 (3)甲組菠菜種子的萌發(fā)率低于乙組,說(shuō)明物質(zhì)Y可解除物質(zhì)X對(duì)菠菜種子萌發(fā)的抑制作用 高分點(diǎn)撥——類(lèi)題通法 探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比較 比較項(xiàng)目 探究性實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 概念 指實(shí)驗(yàn)者在不知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下,通過(guò)自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索、分析、研究得出結(jié)論,從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動(dòng) 指實(shí)驗(yàn)者針對(duì)已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而進(jìn)行的以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、鞏固和加強(qiáng)有關(guān)知識(shí)內(nèi)容、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力為目的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 目的 探索研究對(duì)象的未知屬性、特征以及與其他因

24、素的關(guān)系 驗(yàn)證已知對(duì)象的已知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系 實(shí)驗(yàn) 假設(shè) 假設(shè)一般采用“如果A,則B”的形式表達(dá),是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實(shí),對(duì)所要研究的對(duì)象設(shè)想出一種或幾種可能的答案、解釋 因結(jié)論是已知的,故不存在假設(shè)問(wèn)題 【跟進(jìn)題組】 命題1 考查實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì) 1.用某種降血糖物質(zhì)X做以下實(shí)驗(yàn)(注:用生理鹽水配制X溶液)。回答下列問(wèn)題: (1)某同學(xué)要驗(yàn)證物質(zhì)X的降血糖作用,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): 選擇一批體重相同的正常小鼠,測(cè)定________,并將小鼠隨機(jī)等量分成實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)組注射適量的________,對(duì)照組注射等量的________,一段時(shí)間后測(cè)定兩組小鼠的_

25、_______,若______________________________________________________________ ____________________,則表明X有降血糖作用。 (2)若要驗(yàn)證一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖濃度下降到正常范圍,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): 用________________小鼠作為實(shí)驗(yàn)組,用患糖尿病小鼠作為對(duì)照組1,用________小鼠作為對(duì)照組2;實(shí)驗(yàn)組注射________________,對(duì)照組1、2注射等量的生理鹽水,一定時(shí)間后若實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組____的血糖濃度均在正常范圍內(nèi),而對(duì)照組____的血糖濃度高于正常范圍,則表明一定

26、量的X能使患糖尿病小鼠的血糖濃度下降到正常范圍。 解析:(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以變化的因素稱(chēng)為變量,其中人為改變的變量稱(chēng)為自變量,本題中實(shí)驗(yàn)鼠是否注射X溶液為自變量;隨自變量的變化而變化的變量稱(chēng)為因變量,本實(shí)驗(yàn)中血糖濃度的變化是因變量。除了一個(gè)因素以外,其他因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn),即注射X溶液與生理鹽水形成對(duì)照,并且在實(shí)驗(yàn)前后均要測(cè)定小鼠的血糖濃度。本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),故預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是對(duì)照組血糖濃度不變,實(shí)驗(yàn)組血糖濃度下降。(2)要驗(yàn)證一定量的X能使患糖尿病小鼠的血糖濃度下降到正常范圍,除需要用患糖尿病小鼠作空白對(duì)照外,還需要增設(shè)正常鼠作恢復(fù)到正常范圍的對(duì)照

27、,預(yù)測(cè)結(jié)果是實(shí)驗(yàn)組和增設(shè)的正常鼠的血糖濃度在正常范圍內(nèi),對(duì)照組1患糖尿病小鼠的血糖濃度高于正常范圍。 答案:(1)血糖濃度 X溶液 生理鹽水 血糖濃度 對(duì)照組血糖濃度不變,實(shí)驗(yàn)組血糖濃度下降 (2)患糖尿病 正?!∫欢康腦溶液(或X溶液) 2 1 命題2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)例分析 2.(表格分析類(lèi))(2015·高考廣東卷,5)用秋水仙素處理某二倍體植物的愈傷組織,從獲得的再生植株中篩選四倍體植株。預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表,正式實(shí)驗(yàn)時(shí)秋水仙素濃度設(shè)計(jì)最合理的是(  ) 秋水仙素濃度(g/L) 再生植株(棵) 四倍體植株(棵) 0 48 0 2 44 4 4 37 8 6 2

28、8 11 8 18 5 10 9 2 A.0、2、3、4、5、6      B.0、4、5、6、7、8 C.0、6、7、8、9、10 D.0、3、6、9、12、15 解析:選B。預(yù)實(shí)驗(yàn)主要是為正式實(shí)驗(yàn)摸索條件,本題中正式實(shí)驗(yàn)的目的是“從獲得的再生植株中篩選四倍體植株”,則預(yù)實(shí)驗(yàn)后所確定的秋水仙素濃度應(yīng)符合“再生植株數(shù)量多,四倍體植株的數(shù)量也多”兩個(gè)條件。從表中數(shù)據(jù)可以看出,最適秋水仙素濃度在6 g/L左右,故選擇的秋水仙素濃度范圍為4~8 g/L,在這一濃度范圍內(nèi)設(shè)置更小梯度進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn),同時(shí)加上濃度為0的空白對(duì)照組。 3.(曲線分析類(lèi))(2017·寧波二模)研究人員探

29、究蔗糖(Suc)、一定濃度的吲哚乙酸(IAA)對(duì)某植物幼莖細(xì)胞伸長(zhǎng)的影響,與空白對(duì)照組相比,得到如圖所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。據(jù)此可判斷(  ) A.Suc抑制幼莖細(xì)胞伸長(zhǎng) B.Suc和IAA還能促進(jìn)根細(xì)胞的伸長(zhǎng) C.IAA是影響幼莖細(xì)胞伸長(zhǎng)的主要因素之一 D.高濃度的IAA對(duì)細(xì)胞伸長(zhǎng)具有抑制作用 解析:選C。據(jù)圖可知用Suc處理后幼莖長(zhǎng)度增加,所以Suc具有促進(jìn)幼莖細(xì)胞伸長(zhǎng)的作用;無(wú)法根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷Suc和IAA對(duì)根細(xì)胞的作用;據(jù)圖可知IAA促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)的作用比Suc的促進(jìn)作用強(qiáng),所以可推出IAA是影響幼莖細(xì)胞伸長(zhǎng)的主要因素之一;高濃度的IAA對(duì)細(xì)胞伸長(zhǎng)具有抑制作用,但在本實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有體

30、現(xiàn)。 4.(柱形圖分析類(lèi))(2017·南昌九校聯(lián)考)為探究物質(zhì)X增強(qiáng)學(xué)習(xí)記憶能力的分子機(jī)制,將初斷乳大鼠隨機(jī)分成4組,飼養(yǎng)8周后,測(cè)定大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶與一氧化氮合酶的活性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列敘述正確的是(  ) A.乙組中,乙酰膽堿酯酶活性大于一氧化氮合酶活性 B.棕櫚油能提高大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶與一氧化氮合酶的活性 C.小劑量X能明顯提高大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶與一氧化氮合酶的活性 D.大劑量X能降低大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶與一氧化氮合酶的活性 解析:選C。曲線圖和柱形圖對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)數(shù)值不同,乙組中乙酰膽堿酯酶活性小于一氧化氮合酶活性,A錯(cuò)誤;乙組中一氧化氮合

31、酶的活性小于甲組,說(shuō)明棕櫚油能降低大鼠腦組織中一氧化氮合酶的活性,B錯(cuò)誤;比較圖中的甲組、丙組和丁組可以看出,小劑量X和大劑量X都能提高大鼠腦組織中乙酰膽堿酯酶和一氧化氮合酶的活性,C正確、D錯(cuò)誤。 易錯(cuò)點(diǎn)1 驗(yàn)證與探究的混淆 [點(diǎn)撥] 一般來(lái)說(shuō),驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)性區(qū)別在于實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的還是未知的。如果是已知的,大多可以作為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來(lái)考慮,例如教材中“檢測(cè)生物組織中的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)”的實(shí)驗(yàn);如果是未知的,就可以作為探究性實(shí)驗(yàn)來(lái)考慮,例如教材中“影響酶活性的條件”的實(shí)驗(yàn)。 易錯(cuò)點(diǎn)2 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前檢測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 [點(diǎn)撥] 有些實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前需對(duì)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè),有些實(shí)

32、驗(yàn)結(jié)果不能直接觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,需要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理,即再進(jìn)行一個(gè)小的實(shí)驗(yàn)。 易錯(cuò)點(diǎn)3 對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋的混淆 [點(diǎn)撥] (1)實(shí)驗(yàn)原理要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要思路及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀測(cè)方法。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋要求用實(shí)驗(yàn)原理把實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論聯(lián)系起來(lái),敘述好前因后果。 課時(shí)作業(yè) 1.(2017·重慶八中高三模擬)酒精會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性,長(zhǎng)期飲酒對(duì)消化道中的消化酶會(huì)有影響嗎?興趣小組的同學(xué)利用體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精、唾液淀粉酶,探究酒精對(duì)消化酶的影響,實(shí)驗(yàn)步驟如下。請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (一)實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)步驟 試管甲 試管乙 步驟1 加入體積分?jǐn)?shù)為50%的

33、酒精溶液和pH為6.8的緩沖液各1 mL 加入蒸餾水和pH為6.8的緩沖液各1 mL 步驟2 各加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉酶溶液1 mL,混勻后放置一段時(shí)間 步驟3 各加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的可溶性淀粉溶液1 mL,__A__ 步驟4 取出試管,各加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的碘溶液3滴,觀察顏色變化 (二)討論與分析 (1)實(shí)驗(yàn)中設(shè)置試管乙的目的是________,“實(shí)驗(yàn)步驟”中A處應(yīng)為_(kāi)_____________________。 (2)兩支試管最可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是甲試管________色,乙試管________色。 (3)實(shí)驗(yàn)中加入緩沖液的作用是 _________________

34、_______________________________________________________。 (4)為什么實(shí)驗(yàn)中興趣小組同學(xué)不選用市面上供應(yīng)的白酒? ________________________________________________________________________。 解析:(1)設(shè)置試管乙的目的是作為對(duì)照。實(shí)驗(yàn)中底物與反應(yīng)物混合后應(yīng)在適宜且相同的條件下反應(yīng),所以A應(yīng)是37 ℃恒溫水浴(適宜溫度下)保溫一段時(shí)間。 (2)兩支試管最可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是甲試管呈藍(lán)色,因?yàn)榈矸蹧](méi)有水解,乙試管不變藍(lán)。 (3)實(shí)驗(yàn)中加入緩沖液是維持反應(yīng)液中pH值相

35、對(duì)穩(wěn)定。 (4)白酒中除了酒精外還含有其他成分,違反了單一變量原則。 答案:(1)對(duì)照 37 ℃恒溫水浴(適宜溫度下)保溫一段時(shí)間 (2)(深)藍(lán) 淺黃(棕)(不變藍(lán)) (3)維持反應(yīng)液中pH值適宜且穩(wěn)定 (4)白酒中除酒精外還含有其他成分,不符合單一變量原則 2.(2017·昆明質(zhì)檢)某興趣小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了影響菠菜光合作用強(qiáng)度的某些因素,實(shí)驗(yàn)步驟如下: 第一步:制備若干大小相同的圓形葉片; 第二步:將圓形葉片置于盛有清水的注射器內(nèi),堵住注射器前端的小孔,拉動(dòng)活塞,重復(fù)幾次; 第三步:將處理后的等量圓形葉片分別置于不同濃度的CO2緩沖液(維持實(shí)驗(yàn)過(guò)程中CO2濃度相對(duì)穩(wěn)定)中

36、; 第四步:用一定功率的冷光源在相同距離處照射相同時(shí)間; 第五步:觀察并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果,如圖。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)本實(shí)驗(yàn)探究了________________對(duì)菠菜光合作用強(qiáng)度的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察指標(biāo)是________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行第二步的目的是____________________;第四步中使用冷光源是為了防止________對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。 (3)若要利用該實(shí)驗(yàn)中的藥品、材料和用具研究光照強(qiáng)度對(duì)菠菜光合作用強(qiáng)度的影響,則所用CO2緩沖液的濃度應(yīng)為_(kāi)_______,最好選用________葉片,控制光照強(qiáng)弱的具體措施是 ___

37、_____________________________________________________________________。 解析:(1)分析圖形及題干,自變量有CO2濃度和植物葉片的葉齡,因此實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄緾O2濃度和葉齡對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析,被抽出氣體的圓形葉片在光照前沉在緩沖液最下部,在實(shí)驗(yàn)中葉片進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氣體,因此上浮,故實(shí)驗(yàn)的觀察指標(biāo)是相同時(shí)間后各組圓形葉片上浮的數(shù)量,據(jù)此可判斷光合作用強(qiáng)度的大小。(2)實(shí)驗(yàn)步驟二的目的是抽去葉片中的氣體,從而使圓形葉片能夠沉到緩沖液最下部。使用冷光源是為了防止照射過(guò)程中溫度升高,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。(3)要

38、探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響,則自變量是光照強(qiáng)度,CO2濃度和葉齡是無(wú)關(guān)變量,應(yīng)相同且適宜,因此所用CO2緩沖液的濃度為3%,葉片應(yīng)選擇成熟葉片??梢酝ㄟ^(guò)控制光源和實(shí)驗(yàn)裝置的距離來(lái)控制光照強(qiáng)度的大小。 答案:(1)CO2濃度和葉齡 相同時(shí)間后各組實(shí)驗(yàn)中圓形葉片上浮的數(shù)量 (2)使圓形葉片內(nèi)的氣體逸出 溫度(3)3% 成熟 調(diào)節(jié)光源與實(shí)驗(yàn)裝置間的距離 3.(2015·高考四川卷,8)進(jìn)食可刺激胃腺細(xì)胞分泌胃液,胃液中含有胃酸及胃蛋白酶,有利于消化。 (1)胃酸可以殺滅進(jìn)入胃內(nèi)的細(xì)菌,這屬于機(jī)體的________免疫;胃蛋白酶僅對(duì)食物中的蛋白質(zhì)成分有消化作用,這體現(xiàn)了酶的________性。

39、 (2)哺乳動(dòng)物進(jìn)食時(shí),食物尚未進(jìn)入胃內(nèi)就可引起胃液分泌,稱(chēng)為頭期胃液分泌。該過(guò)程受神經(jīng)調(diào)節(jié)和神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)的共同調(diào)控,如下圖所示。 ①胃泌素通過(guò)________運(yùn)輸?shù)竭_(dá)胃腺細(xì)胞,促進(jìn)胃液分泌。若胃酸分泌過(guò)多,又可抑制胃泌素的分泌,這種調(diào)節(jié)方式叫做________。 ②促進(jìn)胃腺細(xì)胞分泌胃液的信號(hào)物質(zhì),除胃泌素外還有____________。 (3)為探究?jī)煞N調(diào)節(jié)機(jī)制對(duì)頭期胃液分泌的影響,有人用同一只狗連續(xù)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn): 步驟 實(shí)驗(yàn)操作 4小時(shí)胃液分泌量 1 假飼 +++++++++ 2 切除胃竇,再假飼 + 3 假飼,并注射一定量的胃泌素(控制胃泌素的注射劑

40、量,使胃液分泌量與步驟1相當(dāng)) +++++++++ 4 只注射與步驟3相同劑量的胃泌素,但不假飼 ++++ 注:假飼是讓狗吃肉,但吞下的肉從食道上的人工瘺口掉出,不進(jìn)入胃;“+”數(shù)量表示胃液分泌量多少。 ①步驟2中胃液的分泌是________調(diào)節(jié)的結(jié)果。 ②步驟3的目的是 ________________________________________________________________________。 ③步驟4是為了確定在__________________調(diào)節(jié)作用下的胃液分泌量。 ④重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)均得到相同結(jié)果,表明在頭期胃液分泌的兩種調(diào)節(jié)機(jī)制中,_____

41、_____________的作用效應(yīng)更大;二者共同作用效應(yīng)________(大于/小于/等于)各自單獨(dú)作用效應(yīng)之和。 解析:(1)胃酸對(duì)多種細(xì)菌具有殺滅作用,這屬于非特異性免疫。胃蛋白酶僅對(duì)蛋白質(zhì)成分起消化作用,體現(xiàn)了酶的專(zhuān)一性。(2)激素由內(nèi)分泌腺分泌到內(nèi)環(huán)境中,通過(guò)體液(主要是血漿)運(yùn)輸?shù)阶饔貌课弧N该谒貙?duì)胃酸的分泌起促進(jìn)作用,而胃酸分泌過(guò)多又可以作為信號(hào)抑制胃泌素的分泌,這屬于反饋調(diào)節(jié)(負(fù)反饋調(diào)節(jié))。由圖可知,促進(jìn)胃腺細(xì)胞分泌胃液的信號(hào)物質(zhì)除胃泌素外,還有神經(jīng)調(diào)節(jié)過(guò)程中釋放的神經(jīng)遞質(zhì)。(3)由圖可知,胃竇G細(xì)胞受傳出神經(jīng)的支配,同時(shí)胃泌素通過(guò)體液運(yùn)輸?shù)竭_(dá)胃腺細(xì)胞,促進(jìn)胃液分泌,所以胃液

42、的分泌屬于神經(jīng)—體液調(diào)節(jié);胃液分泌還受飼喂食物的直接刺激,此時(shí)為單一的神經(jīng)調(diào)節(jié)。步驟2中由于胃竇切除,不能分泌胃泌素,故只有單一的神經(jīng)調(diào)節(jié);步驟3中注射一定量的胃泌素,當(dāng)胃液分泌量與步驟1相同時(shí),說(shuō)明注射的胃泌素的量與步驟1中假飼條件下胃泌素的分泌量相當(dāng);步驟4并沒(méi)有假飼,此時(shí)只有神經(jīng)—體液調(diào)節(jié);由步驟2和步驟4的結(jié)果說(shuō)明神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)的作用效應(yīng)更大,但步驟1和步驟3所體現(xiàn)的兩種調(diào)節(jié)的共同作用效應(yīng)大于步驟2和步驟4各自單獨(dú)作用效應(yīng)之和。 答案:(1)非特異性 專(zhuān)一 (2)①體液 (負(fù))反饋調(diào)節(jié) ②神經(jīng)遞質(zhì) (3)①神經(jīng)?、诖_定在假飼條件下胃泌素的分泌量?、凵窠?jīng)—體液?、苌窠?jīng)—體液調(diào)節(jié) 大于 14

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