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1、(江蘇專用)2022高考生物二輪復習 專題十三 ??紝嶒灱寄?考點37 明確實驗目的、原理,做出適當假設學案
1.實驗目的——要探究或者驗證的某一事實或者做了該實驗后,要解決什么問題
(1)實驗目的的書寫與表達
實驗目的的內(nèi)容包含研究對象、研究現(xiàn)象(因變量)和作用于對象的因素(自變量),格式為“探究(驗證)×××(自變量)對×××(因變量)的影響”或“探究(驗證)×××(自變量)與×××(因變量)的關系”等。
典例1 用甲、乙兩組液體培養(yǎng)基培養(yǎng)小球藻,甲組加入KNO3,乙組加入等量的NH4Cl,其他條件適宜且相同,結果如圖所示。則本實驗的目的是探究___________________
2、_
________________________________________________________________________。
答案 KNO3和NH4Cl對小球藻種群數(shù)量增長(種群密度、生長)的影響
解析 根據(jù)坐標圖中的相關信息可知,本實驗的目的是探究KNO3和NH4Cl對小球藻種群數(shù)量增長(種群密度、生長)的影響。
(2)實驗目的的確認方法
①根據(jù)題目信息,直接寫出實驗目的
典例2 在用生長素促進植物枝條生根的實踐過程中,發(fā)現(xiàn)枝條生根情況不一,分析其原因,認為可能與生長素的濃度有關。請據(jù)此擬定一個相關研究課題的實驗目的:
______________
3、__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 探究生長素濃度對植物枝條生根的影響(或探究生長素濃度與植物枝條生根的關系)
解析 首先要確定自變量和因變量。由該題信息可知,自變量是生長素濃度,因變量為枝條生根情況,然后再寫出課題實驗目的,可以表述為“探究生長素濃度對植物枝條生根的影響”或“探究生長素濃度與植物枝條生根的關系”。
②根據(jù)實驗裝置或實驗現(xiàn)象,推斷實驗目的
4、
典例3 如圖裝置表示3株脫淀粉(經(jīng)充分“饑餓”處理)的長勢相同的同種植株放在透光的不同鐘罩內(nèi),完善下面圖解,體驗分析思路:
實驗目的:_______________________。
答案 CO2濃度 光合速率 探究CO2濃度與光合速率的關系
③根據(jù)實驗步驟反推實驗目的
典例4 0 ℃以上的低溫能對喜溫植物玉米造成傷害,科研人員進行了實驗研究。
實驗一:從甲、乙、丙三個品種中挑選出長勢相同的玉米幼苗若干,平均分為三組,分別放在5 ℃、10 ℃和25 ℃的環(huán)境中培養(yǎng)4天(其他各種條件都相同且適宜),結果如圖1所示。
實驗二:將甲種玉米幼苗分成三組,一組對照,另兩組在5 ℃
5、低溫下處理4天后放在25 ℃環(huán)境中,在光照強度分別為800 lx、60 lx的條件下恢復4天,然后測其光照強度與光合速率的關系,結果如圖2所示。
(1)實驗一的目的是__________________________________________________。
(2)甲、乙、丙三個品種中最耐低溫的是______,判斷的依據(jù)是該品種在低溫條件下:①______________;②__________________________________。
(3)實驗二的目的是探究______________________________________________的影響。該實驗
6、對照組的處理條件應為:一直生長在溫度為________,光照強度為800 lx條件下。
(4)由實驗二可知,60 lx有利于___________________________________________。
(5)結合實驗一、二分析,早春遭遇“倒春寒”后會造成玉米減產(chǎn)的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)探究
7、0 ℃以上低溫對不同品種玉米葉綠素含量的影響 (2)丙?、偃~綠素含量相對最高(與甲和乙相比)
②葉綠素含量降低幅度最小 (3)低溫傷害后恢復期光照強度的不同對恢復后光合速率(合理即可) 25 ℃ (4)低溫傷害的部分恢復 (5)低溫會引起葉綠素含量降低,在適宜條件下光合作用也不能在短期內(nèi)完全恢復(合理即可)
解析 從甲、乙、丙三個品種中挑選出長勢相同的玉米幼苗若干,平均分為三組,分別放在5 ℃、10 ℃和25 ℃的環(huán)境中培養(yǎng)4天,然后測定葉綠素的含量,所以實驗一的目的是探究0 ℃以上低溫對不同品種玉米葉綠素含量的影響;在5 ℃時,丙的葉綠素的含量比甲、乙高,丙在5 ℃時葉綠素含量降低幅度最
8、小,故丙最耐低溫。由實驗二可知,60 lx時的凈光合速率大于800 lx時的,說明60 lx有利于低溫傷害的部分恢復。
(3)從“實驗目的”中審讀提煉信息
典例5 閱讀下列各實驗目的,試分析各實驗中的實驗類型、生物學事實、自變量、因變量、無關變量。
①探究葉綠體色素對不同波長光的吸收情況
答案 實驗類型為探究類;生物學事實——色素對光的吸收;自變量為光質;因變量為合成淀粉的量(檢測觀察指標為葉片的顏色變化);無關變量為植物的發(fā)育狀況、光照時間、環(huán)境溫度和植物中已有的有機物。
②探究葉色暗綠是否由缺磷造成類胡蘿卜素缺乏所致
答案 實驗類型為探究類;生物學事實——葉色暗綠(色素與葉色的
9、關系);自變量為磷的有無;因變量為葉色是否暗綠;無關變量為所選植物葉片的生理狀態(tài)、選取數(shù)量、培養(yǎng)條件。
③驗證胰島素具有降低血糖的作用,以小鼠的活動狀況為觀察指標設計實驗
答案 實驗類型為驗證類;生物學事實——胰島素的作用及調節(jié)血糖的過程;自變量為胰島素的有無;因變量為小鼠的癥狀(具體為:小鼠的活動狀況);無關變量為實驗小鼠的生長狀況、生理狀態(tài)、所使用試劑的量。
④探究生長素類似物促進扦插枝條生根的適宜濃度
答案 實驗類型為探究類;生物學事實——生長素類似物對扦插枝條生根的作用;自變量為生長素類似物濃度;因變量為枝條生根的情況;無關變量為植物材料、處理時間和處理方法。
⑤驗證某大豆品
10、種的矮化特性與赤霉素的含量有關
答案 實驗類型為驗證類;生物學事實——大豆品種矮化現(xiàn)象;自變量為赤霉素含量的變化;因變量為大豆是否出現(xiàn)矮化現(xiàn)象;無關變量為大豆的品種及長勢狀況、培育環(huán)境條件和營養(yǎng)條件。
⑥探索蔗糖溶液濃度對洋蔥鱗片葉外表皮細胞質壁分離與復原的影響
答案 實驗類型為探究類;生物學事實——洋蔥鱗片葉外表皮細胞質壁分離與復原;自變量為蔗糖溶液的濃度;因變量為細胞質壁分離與復原;無關變量為洋蔥鱗片葉外表皮細胞的生理狀態(tài)、處理方式和時間。
2.實驗原理的確認與書寫
實驗原理就是進行實驗的理論依據(jù),包括選擇實驗材料的依據(jù)、作出實驗假設的依據(jù)、設置實驗步驟的依據(jù)、分析現(xiàn)象結果的依據(jù)
11、和確定觀測指標的依據(jù)。書寫時,有時只涉及某一方面,有時涉及多方面,其一般書寫格式分為三步:假設(未被證實的結論)+假設與結果的聯(lián)系+結果(或預期結果),一般用陳述句、肯定句,其思路為先找到結論或假設,再找到結果或現(xiàn)象,然后根據(jù)所學知識、題干信息和實驗目的尋找兩者之間的聯(lián)系。
典例6 (2018·馬鞍山模擬)必需氨基酸的種類和含量是評價奶粉營養(yǎng)價值高低的主要標準。賴氨酸是人體內(nèi)的必需氨基酸,缺乏則會影響人體內(nèi)蛋白質的合成,導致營養(yǎng)不良。賴氨酸是否也是小白鼠體內(nèi)的必需氨基酸?請根據(jù)給出的實驗原理利用以下材料用具進行探究。
材料用具:20只生長發(fā)育狀況相同的正常幼年小白鼠,分裝在不同試劑瓶中的2
12、0種氨基酸,不含蛋白質和氨基酸的食物,稱量器(如天平)等。
實驗步驟
(1)配食:
配制食物A:取一定量的不含蛋白質和氨基酸的食物,加入含量和比例適宜的20種氨基酸;
配制食物B:另取等量的不含蛋白質和氨基酸的食物,加入除賴氨酸以外的19種氨基酸,其含量和比例與食物A中相同。
(2)分組:將20只小白鼠隨機均分成甲、乙兩組,分別稱其體重。
(3)飼喂:在相同且適宜的環(huán)境中飼喂兩組小鼠,甲組每天飼喂食物A,乙組每天飼喂等量的食物B。
(4)觀察:分別測量甲、乙兩組小白鼠的體重,并計算體重增加量。
請寫出實驗原理:__________________________________
13、______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 必需氨基酸是動物體內(nèi)不能合成的、只能從食物中獲取的氨基酸。當動物體內(nèi)缺乏必需氨基酸時,會出現(xiàn)營養(yǎng)不良,體重增加緩慢等現(xiàn)象
3.實驗假設的書寫
假設是指用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實的論題,是對研究結果的預測,是對課題涉及的主要變量之間相互關系的設想
14、,假設是研究者對研究結果預先賦予的答案,是一種可能的解釋和說明。假設的提出可能正確也可能錯誤,只要能解釋題目現(xiàn)象或與題干相符,則提出的假設就可以。一般情況下,若是實驗中要求寫出你的假設,我們應根據(jù)自己平時積累的知識,寫出認為最可能的一種假設即可。
典例7 哺乳動物體溫的相對恒定是完善的調節(jié)機制使機體產(chǎn)熱量和散熱量保持動態(tài)平衡的結果。動物產(chǎn)熱的主要方式是細胞的有氧呼吸。為了探究哺乳動物隨外界環(huán)境溫度升高,細胞呼吸強度是升高還是降低,某校生物興趣小組制定了以下實驗方案:
(1)實驗假設:
____________________________________________________
15、____________________
________________________________________________________________________。
(2)材料用具:略。
(3)實驗步驟:
①將4個恒溫培養(yǎng)箱分別調節(jié)成10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃恒溫,并編號為甲、乙、丙、丁四組;
②取四只400克、健康的、性別與生理狀況相同的成年小白鼠分別放入4個不同溫度的恒溫培養(yǎng)箱中;
③一段時間后,用儀器測量小鼠耗氧量,做好記錄并計算。
答案 哺乳動物隨外界環(huán)境溫度的升高,細胞呼吸強度降低
解析 本實驗要探究的問題是哺乳動物隨外界環(huán)境溫度升
16、高,細胞呼吸強度是升高還是降低。首先要獲取解決該問題的信息,信息一方面蘊含在題干中:“哺乳動物體溫的相對恒定是完善的調節(jié)機制使機體產(chǎn)熱量和散熱量保持動態(tài)平衡的結果。動物產(chǎn)熱的主要方式是細胞的有氧呼吸”;一方面來自于平常所學的知識,利用這些信息對細胞呼吸強度的變化進行推測和解釋:哺乳動物是恒溫動物,體溫通過產(chǎn)熱量與散熱量的平衡達到恒定,當外界溫度上升時,散熱速率會下降,產(chǎn)熱速率大于散熱速率,動物體溫會上升;要使升高的體溫下降,需減少產(chǎn)熱增加散熱;動物產(chǎn)熱的主要方式是細胞的有氧呼吸。那么,哺乳動物是否通過減弱有氧呼吸的強度來達到體溫的恒定?于是根據(jù)這一推測作出初步假設:哺乳動物隨外界環(huán)境溫度的升高,細胞呼吸強度降低。