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。3.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。4.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DNAR型活菌S型菌落R型菌落(實(shí)驗(yàn)組)；S型菌DNADNA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)變量實(shí)驗(yàn)變量也稱(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。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)?！靖兄碱}】(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)敘述正確的是()管號(hào)1%焦性沒(méi)食子酸/mL2%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/mL1222222232224222A.1號(hào)管為對(duì)照組，其余不都是實(shí)驗(yàn)組B2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?shù)男虱傊瑝K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)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()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，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)。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。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)。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。錯(cuò)誤一：_，改正：_，原因是_。錯(cuò)誤二：_，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、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。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)”。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“組、組、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“組施加實(shí)驗(yàn)變量，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)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：用物質(zhì)X處理菠菜種子一段時(shí)間；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)。一段時(shí)間后，_。(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)?zāi)康奶剿餮芯繉?duì)象的未知屬性、特征以及與其他因素的關(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)?；卮鹣铝袉?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_，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，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)患糖尿病正常一定量的X溶液(或X溶液)21 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)0480244443786281181851092A.0、2、3、4、5、6B0、4、5、6、7、8C0、6、7、8、9、10 D0、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48 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()ASuc抑制幼莖細(xì)胞伸長(zhǎng)BSuc和IAA還能促進(jìn)根細(xì)胞的伸長(zhǎng)CIAA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)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_。(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；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_。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。(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。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_。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。步驟2中胃液的分泌是_調(diào)節(jié)的結(jié)果。步驟3的目的是_。步驟4是為了確定在_調(diào)節(jié)作用下的胃液分泌量。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，_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?。胃泌素?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)體液(負(fù))反饋調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)(3)神經(jīng)確定在假飼條件下胃泌素的分泌量神經(jīng)體液神經(jīng)體液調(diào)節(jié)大于14