實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)提升6技法必備對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的檢查和評價(jià)“五看法”技能展示1.(2017山東濰坊模擬)某研究小組為探究3種具有生長素效應(yīng)的物質(zhì)NAA、IAA和IBA對竹柳插條生根效果的影響，進(jìn)行了如下相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究：選用一年生茁壯、無病蟲害的竹柳，取長10 cm、粗0.2 cm的枝條若干，上端剪口平滑，下端則沿30剪切，并用0.5%的多菌靈進(jìn)行表面消毒。將3種具有生長素效應(yīng)的物質(zhì)分別配制成50 mg/L、100 mg/L和200 mg/L 3種濃度的溶液。將竹柳插條每10枝一組，下端插入激素溶液中60 min，重復(fù)3次，然后在相同環(huán)境條件下進(jìn)行扦插實(shí)驗(yàn)。觀察并記錄插條生根情況，結(jié)果如表所示。激素種類NAAIAAIBA激素濃度(mgL1)5010020050100200501002007天生根率/%52736352656379807214天生根率/%637975546564848782請回答下列問題：(1)插條下端沿一定角度剪切的目的是_。(2)該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究過程中的自變量是_。請寫出一種上述研究過程中與根有關(guān)的沒有涉及的因變量：_。(3)從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性角度分析，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是_。(4)從研究的自變量分析，_對生根率的影響程度較大。解析(1)實(shí)驗(yàn)過程中，插條下端沿一定的角度進(jìn)行剪切，可增大插條切口與具有生長素效應(yīng)的物質(zhì)溶液的接觸面積，有利于插條下端吸收溶液，并促進(jìn)其生根。(2)分析表格數(shù)據(jù)可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是激素的種類和濃度，因變量是插條的生根率，但因變量也可以是生根的條數(shù)或生根的長度。(3)該實(shí)驗(yàn)中3種具有生長素效應(yīng)的物質(zhì)分別都被配制成50 mg/L、100 mg/L和200 mg/L 3種濃度的溶液，缺少濃度為0的對照組，即該對照組應(yīng)為不進(jìn)行任何激素處理的空白對照。(4)從數(shù)值來看，不同激素處理，數(shù)據(jù)差別較大，其中IBA對生根率的影響最大，而每種激素在不同濃度時(shí)所起的作用變化不明顯。答案(1)增大(切口、生根、吸收)面積(2)激素種類和激素濃度平均根長(或生根數(shù))(3)缺少對照組(4)激素種類2.(2018湖北武漢調(diào)研)某研究小組為驗(yàn)證糖尿病是由胰島素缺乏引起的，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)材料：健康且年齡、大小等相同的小鼠若干，胰島素、斐林試劑及其他必需用品。實(shí)驗(yàn)步驟：第一步，隨機(jī)選擇2只小鼠，切除其中一只小鼠的胰腺，另一只小鼠不切除胰腺但進(jìn)行相應(yīng)的切割處理。第二步，一段時(shí)間后分別收集小鼠適量的尿液于試管中，然后滴加斐林試劑，觀察顏色變化。第三步，給切除胰腺的小鼠喂食適量的胰島素，一段時(shí)間后收集適量的尿液于試管中，滴加斐林試劑，觀察顏色變化。請根據(jù)以上內(nèi)容回答問題：(1)指出上述實(shí)驗(yàn)步驟中的3項(xiàng)錯(cuò)誤：_。(2)本實(shí)驗(yàn)設(shè)置了兩種對照：一種是_，另一種是_。(3)請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表，并將正確處理后預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表中。解析(1)第一步，隨機(jī)選擇2只小鼠，數(shù)量太少，不能排除偶然因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；第二步，滴加斐林試劑后，需要水浴加熱，才能觀察顏色變化；第三步，應(yīng)給切除胰腺的小鼠注射適量的胰島素，要注意胰島素不能喂食(胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，若喂食，其會被消化而失去活性)。另外，滴加斐林試劑后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，也需要水浴加熱。(2)本實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)的對照原則：一種是實(shí)驗(yàn)小鼠(切除胰腺)與正常小鼠進(jìn)行的空白對照，另一種是實(shí)驗(yàn)小鼠補(bǔ)充胰島素后進(jìn)行的自身前后對照。(3)實(shí)驗(yàn)中至少需要6只小鼠，每組3只，進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。第一組：小鼠不切除胰腺但進(jìn)行相應(yīng)的切割處理，滴加斐林試劑并水浴加熱后尿液中不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明尿液中沒有還原糖；第二組：小鼠切除胰腺，滴加斐林試劑并水浴加熱后尿液中出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明尿液中含有還原糖，兩組實(shí)驗(yàn)對照證明了糖尿病與胰腺有關(guān)。接著給切除胰腺后的小鼠注射適量的胰島素，則滴加斐林試劑并水浴加熱后尿液中不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明胰島素能降低血糖濃度，而且胰島素由胰腺分泌，進(jìn)而可證明糖尿病是由胰島素缺乏引起的。答案(1)第一步選擇2只小鼠(小鼠的數(shù)量太少)；第二步、第三步滴加斐林試劑觀察顏色變化(無水浴加熱)；第三步給切除胰腺的小鼠喂食適量的胰島素(胰島素不能喂食)(2)實(shí)驗(yàn)小鼠與正常小鼠的空白對照(或空白對照)實(shí)驗(yàn)小鼠補(bǔ)充胰島素的自身前后對照(或前后對照)(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表如下切除胰腺(實(shí)驗(yàn)組)不切除胰腺(對照組)小鼠1小鼠2小鼠1小鼠2第一次觀察出現(xiàn)磚紅色沉淀出現(xiàn)磚紅色沉淀不出現(xiàn)磚紅色沉淀不出現(xiàn)磚紅色沉淀注射胰島素后觀察不出現(xiàn)磚紅色沉淀不出現(xiàn)磚紅色沉淀/3.(2017河南開封一模)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)：生長素可能通過促進(jìn)細(xì)胞分泌H，進(jìn)而促進(jìn)細(xì)胞伸長。為了驗(yàn)證酸能夠促進(jìn)細(xì)胞伸長，科學(xué)家進(jìn)行了如下相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：(1)實(shí)驗(yàn)材料的處理(如圖為黑暗中萌發(fā)的小麥幼苗)：取材：選擇若干長勢一致的小麥幼苗，切取圖中_(填字母)對應(yīng)的胚芽段作為實(shí)驗(yàn)材料。理由是_。處理：步驟所取的胚芽段，首先應(yīng)放入蒸餾水中浸洗的理由是_。(2)預(yù)實(shí)驗(yàn)：為了確定實(shí)驗(yàn)中pH大致范圍，配制不同pH的系列緩沖液。進(jìn)行了預(yù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖。圖中縱坐標(biāo)的含義是_。圖示說明：_?？梢酝茰y本實(shí)驗(yàn)的pH大致范圍在_。(3)正式實(shí)驗(yàn)：設(shè)置5組實(shí)驗(yàn)。將各組小瓶編號，分別裝入_，每瓶投入10段相同的實(shí)驗(yàn)材料。將各組在適宜條件下進(jìn)行培養(yǎng)，定期_。解析(1)感受外界刺激的部位是胚芽鞘尖端(a)，而生長素的作用部位是胚芽鞘尖端以下的一段(b)，生長素能促進(jìn)胚芽鞘尖端以下一段細(xì)胞的伸長，該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證酸能夠促進(jìn)細(xì)胞伸長，因此，應(yīng)選擇能伸長生長的b段作為實(shí)驗(yàn)材料。b段中可能含有植物自身產(chǎn)生的生長素，為了排除自身產(chǎn)生的生長素對實(shí)驗(yàn)的干擾，需要首先將胚芽段放入蒸餾水中浸泡。(2)圖中縱坐標(biāo)為實(shí)驗(yàn)的因變量，即小麥胚芽段生長的長度。起初隨著pH增大，細(xì)胞伸長效果越來越明顯，當(dāng)超過一定的pH(約為3)，細(xì)胞伸長效果逐漸減弱，最終會抑制細(xì)胞的伸長(與pH為7比較)。通過預(yù)實(shí)驗(yàn)，可得出小麥胚芽段生長的最適pH范圍為15，因此，正式實(shí)驗(yàn)應(yīng)在pH為15范圍內(nèi)設(shè)置更小的梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(3)5組實(shí)驗(yàn)的瓶內(nèi)應(yīng)分別裝入等量的5種不同pH緩沖液，每瓶投入10段相同的實(shí)驗(yàn)材料，這是對自變量(不同pH緩沖液)和無關(guān)變量進(jìn)行的處理，然后將各組在適宜條件下進(jìn)行培養(yǎng)，定期測量并記錄胚芽段的長度(對因變量進(jìn)行檢測)，以確定促進(jìn)細(xì)胞伸長的最適pH。答案(1)b伸長部位是胚芽鞘尖端下面的一段盡可能排除植物本身產(chǎn)生的生長素對實(shí)驗(yàn)的干擾(2)小麥胚芽段生長的長度在一定范圍內(nèi)，pH越大，細(xì)胞伸長越明顯，超過一定范圍，則會抑制細(xì)胞伸長15(3)等量的5種不同pH緩沖液測量并記錄胚芽段的長度