實驗技能五 實驗方案的評價與修正下面是某研究性學習小組的同學為證明農(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)田的不同地點取等量的土壤，將其標記為甲、乙兩組；將甲組土壤進行滅菌，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)。C：一段時間后，取樣后檢測甲、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：_，原因是_。(2)錯誤二：_，改正：_，原因是_。(3)錯誤三：_，改正：_，原因是_。審題關(guān)鍵信息：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，應在同一地點取樣。信息：空氣中含有大量的微生物，會干擾實驗結(jié)果，應該在無菌條件下進行實驗。信息：一次取樣可能因為偶然因素的影響導致實驗結(jié)果不準確，應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)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)果更準確解析選擇不同地點的土壤，由于濕度、有機物含量的差異等原因可能導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)果準確，必須在無菌條件下進行實驗。一次取樣可能因為偶然因素的影響導致實驗結(jié)果不準確，應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行，即不另設(shè)對照組。如“植物細胞質(zhì)壁分離和復原”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：錯誤：_，改正：_；錯誤：_，改正：_；錯誤：_，改正：_；(2)你預計燒杯中藻類密度最大的是_，理由是_ _。答案(1)A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3次，除去樣品中原有的礦質(zhì)元素B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C中丙加入0.3 g洗衣粉和0.3 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等含量豐富解析進行實驗前，應清除水中的氮和磷。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.某同學為驗證“T細胞對B細胞分化后產(chǎn)生抗體具有一定的促進作用”，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細胞和B細胞，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細胞和B細胞的有無能影響抗體的產(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細胞，向第二組小白鼠體內(nèi)注射B細胞，向第三組小白鼠體內(nèi)注射T細胞和B細胞。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)1520天后，分別測定3只小白鼠體內(nèi)血清抗體的數(shù)量。請預期實驗結(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謹之處，請指出并更正。_。(2)請為該同學預期實驗結(jié)果并得出結(jié)論。_。答案(1)摘除胸腺，并用大劑量的X射線處理后，未檢查小白鼠是否具有免疫功能；向小鼠體內(nèi)注射的淋巴細胞和接種的疫苗應當?shù)攘?；每組只用一只小白鼠，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細胞對B細胞分化后產(chǎn)生抗體具有一定的促進作用解析本實驗的目的是驗證“T細胞對B細胞分化后產(chǎn)生抗體具有一定的促進作用”，即只注射T細胞的小白鼠體內(nèi)不會產(chǎn)生抗體，只注射B細胞的小白鼠體內(nèi)產(chǎn)生的抗體數(shù)量少于同時注射T細胞和B細胞的小白鼠體內(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)實驗目的和原理，預期結(jié)果應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，除了注射的淋巴細胞種類不同外，其他無關(guān)變量要一致。4