2019版生物高考大一輪復(fù)習(xí) 第九單元 生物與環(huán)境 實驗技能五 實驗方案的評價與修正學(xué)案 北師大版

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1、 實驗技能五 實驗方案的評價與修正 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某種農(nóng)藥具有分解作用而提出的實驗方案。(如何檢測農(nóng)藥的含量不做要求) A：他們在同一塊農(nóng)田的不同地點①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。 B：實驗開始時向兩組分別加入等量的用無菌水配制的某種農(nóng)藥，并與土壤混勻，放在自然條件下(暴露在空氣中)②。 C：一段時間后，取樣③后檢測甲、乙兩組土壤中農(nóng)藥的濃度，比較兩組農(nóng)藥含量的差異。 請指出并改正實驗中三處明顯的錯誤，并說明原因或目的。 (1)錯誤一：__________________________，改正：____

2、________________________，原因是________________________________________________________________________。 (2)錯誤二：__________________________，改正：____________________________，原因是________________________________________________________________________。 (3)錯誤三：__________________________，改正：________________

3、___________，原因是________________________________________________________________________。 審題關(guān)鍵 信息①：本實驗的唯一自變量是微生物的有無，不同地點取樣會造成土壤其他性質(zhì)的差異，違背單一變量原則，應(yīng)在同一地點取樣。 信息②：空氣中含有大量的微生物，會干擾實驗結(jié)果，應(yīng)該在無菌條件下進(jìn)行實驗。 信息③：一次取樣可能因為偶然因素的影響導(dǎo)致實驗結(jié)果不準(zhǔn)確，應(yīng)該多次取樣求平均值。 答案　 (1)不同地點取土壤樣品　同一地點取土壤樣品　不同地點的土壤微生物含量和種類可能有差異，可能對實驗結(jié)果造成干擾　(2)

4、放在自然條件下　放在無菌條件下　防止空氣中的微生物對實驗結(jié)果造成干擾　(3)一段時間后，取樣檢測甲、乙兩組土壤中農(nóng)藥的濃度　定期分別取樣檢測甲、乙兩組土壤中農(nóng)藥的濃度，求平均值　避免偶然因素影響，使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確 解析　選擇不同地點的土壤，由于濕度、有機(jī)物含量的差異等原因可能導(dǎo)致土壤中含有的微生物含量和種類有差異；空氣中含有大量的微生物，為了使實驗結(jié)果準(zhǔn)確，必須在無菌條件下進(jìn)行實驗。一次取樣可能因為偶然因素的影響導(dǎo)致實驗結(jié)果不準(zhǔn)確，應(yīng)該多次取樣求平均值，比較平均值的差異。 1.“五看法”評價實驗設(shè)計 2.對照組和實驗組的判定方法 實驗組是接受實驗變量處理的對象組，對照組是不接受

5、實驗變量處理的對象組。按對照的內(nèi)容和形式上的不同，通常有以下幾種對照類型： (1)空白對照：指不做任何實驗處理的對象組。例如在“生物組織中可溶性還原糖的鑒定”的實驗中，向甲試管溶液加入斐林試劑，而乙試管溶液不加斐林試劑，這樣甲為實驗組，乙為對照組。 (2)自身對照：指實驗與對照在同一對象上進(jìn)行，即不另設(shè)對照組。如“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗就是典型的自身對照。實驗處理前的對象狀況可視為對照組，實驗處理后的對象變化則視為實驗組。 (3)條件對照：指雖給對象施以某種實驗處理，但這種處理是作為對照意義的，或者說這種處理不是實驗假設(shè)所給定的實驗變量意義上的。 例如“動物激素飼喂小動物”實驗的

6、設(shè)計方案： 甲組：飼喂甲狀腺激素(實驗組)； 乙組：飼喂甲狀腺抑制劑(條件對照組)； 丙組：不飼喂藥劑(空白對照組)。 (4)相互對照：指不另設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對比對照。如“溫度對酶活性的影響”的實驗中，幾個實驗組所采用的就是相互對照。 1.有人認(rèn)為黃河中下游流域水體富營養(yǎng)化的原因與水質(zhì)中富含N、P等礦質(zhì)元素有關(guān)。為了證明水體富營養(yǎng)化是由氮和磷引起的，因此設(shè)計了下面的實驗步驟： A.從泛著綠色的池塘中取水，靜置4小時，倒去上清液，留下藻類備用； B.將獲得的藻類加水至1 000 mL，混勻后分裝于甲、乙、丙3個燒杯中； C.在甲燒杯中加0.3 g洗衣粉(含P)；在

7、乙燒杯中加0.3 g尿素(含N)；在丙燒杯中加0.3 g洗衣粉和0.3 g尿素； D.將甲、乙、丙3個燒杯置于向陽的窗臺上培養(yǎng) 5天，取得水樣； E.檢測水樣中的藻類密度。 (1)上述實驗步驟有多處錯誤，請指出其中的3處并改正： ①錯誤：________________，改正：______________________________________________； ②錯誤：________________，改正：______________________________________________；③錯誤：________________，改正：_____________

8、_________________________________； (2)你預(yù)計燒杯中藻類密度最大的是________________，理由是__________________________ ______________________________________________。 答案　(1)①A中藻類靜置分離后直接備用　靜置4小時，倒去上清液，留下藻類，加清水；如此重復(fù)3次，除去樣品中原有的礦質(zhì)元素 ②B中甲、乙、丙都為實驗組，缺少對照組　將獲得的藻類加水至1 000 mL，混勻后分裝于甲、乙、丙、丁四個燒杯中；丁中只加蒸餾水作為對照 ③C中丙加入0.3 g洗衣粉和0.3

9、 g尿素　丙中加入0.15 g洗衣粉和0.15 g尿素 (2)丙　 藻類生長所需的礦質(zhì)元素N、P等含量豐富 解析　進(jìn)行實驗前，應(yīng)清除水中的氮和磷。實驗的自變量為氮和磷，可設(shè)置不含磷也不含氮、含磷又含氮、含氮不含磷、含磷不含氮四種處理；氮、磷都是藻類生長所必需的礦質(zhì)元素，同時含有氮和磷的培養(yǎng)液中藻類生長得最好。 2.某同學(xué)為驗證“T細(xì)胞對B細(xì)胞分化后產(chǎn)生抗體具有一定的促進(jìn)作用”，利用給定的材料設(shè)計了如下實驗： 實驗材料：未受感染的狀態(tài)相同的小白鼠3只，X射線照射儀，新鮮的T細(xì)胞和B細(xì)胞，毒性極低的霍亂弧菌疫苗，血清抗體測定儀以及其他必要的工具。 實驗原理：T細(xì)胞和B細(xì)胞的有無能影響抗體

10、的產(chǎn)生量，通過測定血清中抗體的數(shù)量可判斷體液免疫的強(qiáng)弱。 方法步驟： 第一步：取未受感染的狀態(tài)相同的小白鼠3只，分為三組，分別摘除胸腺，并用大劑量的X射線照射。 第二步：向第一組小白鼠體內(nèi)注射T細(xì)胞，向第二組小白鼠體內(nèi)注射B細(xì)胞，向第三組小白鼠體內(nèi)注射T細(xì)胞和B細(xì)胞。 第三步：分別在上述三組小白鼠體內(nèi)接種霍亂弧菌疫苗。 第四步：飼養(yǎng)15～20天后，分別測定3只小白鼠體內(nèi)血清抗體的數(shù)量。 請預(yù)期實驗結(jié)果并得出結(jié)論。 請根據(jù)上述實驗回答下列問題： (1)上述實驗步驟中存在不嚴(yán)謹(jǐn)之處，請指出并更正。 _________________________________________

11、_______________________________ ________________________________________________________________________。 (2)請為該同學(xué)預(yù)期實驗結(jié)果并得出結(jié)論。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)①摘除胸腺，并用大劑量的X射線

12、處理后，未檢查小白鼠是否具有免疫功能；②向小鼠體內(nèi)注射的淋巴細(xì)胞和接種的疫苗應(yīng)當(dāng)?shù)攘浚虎勖拷M只用一只小白鼠，偶然性太大 (2)第一組小白鼠體內(nèi)不產(chǎn)生抗體，第二、三組小白鼠體內(nèi)產(chǎn)生抗體，但第三組小白鼠體內(nèi)產(chǎn)生的抗體多于第二組小白鼠體內(nèi)產(chǎn)生的抗體，說明T細(xì)胞對B細(xì)胞分化后產(chǎn)生抗體具有一定的促進(jìn)作用 解析　本實驗的目的是驗證“T細(xì)胞對B細(xì)胞分化后產(chǎn)生抗體具有一定的促進(jìn)作用”，即只注射T細(xì)胞的小白鼠體內(nèi)不會產(chǎn)生抗體，只注射B細(xì)胞的小白鼠體內(nèi)產(chǎn)生的抗體數(shù)量少于同時注射T細(xì)胞和B細(xì)胞的小白鼠體內(nèi)產(chǎn)生的抗體數(shù)量。所以本實驗的自變量是兩種淋巴細(xì)胞的使用。大劑量X射線照射的目的是破壞小白鼠的免疫功能。根據(jù)實驗?zāi)康暮驮?，預(yù)期結(jié)果應(yīng)該是第一組小白鼠體內(nèi)無抗體產(chǎn)生，第二組和第三組小白鼠體內(nèi)有抗體產(chǎn)生，但第三組產(chǎn)生的抗體多于第二組產(chǎn)生的抗體。在變量控制方面，除了注射的淋巴細(xì)胞種類不同外，其他無關(guān)變量要一致。 4