2019版高考生物總復習 第一部分 非選擇題必考五大專題 專題四 實驗探究 第12講 實驗設(shè)計課件.ppt

第12講實驗設(shè)計 考試要求 1 具備驗證簡單生物學事實的能力 能設(shè)計實驗 提出或完善實驗思路 能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行處理 分析和解釋 2 具有對一些生物學問題進行初步探究的能力 能提出問題 做出假設(shè)和預期 確認變量 設(shè)計實驗方案 處理和解釋數(shù)據(jù) 做出合理的判斷 能對一些簡單的實驗方案做出恰當?shù)脑u價和修訂 1 2018 浙江11月選考 以實驗動物蛙為材料 開展神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的研究 要求與說明 簡要寫出實驗思路 具體實驗操作過程不作要求 實驗條件適宜 回答下列問題 1 關(guān)于反射弧分析的實驗及有關(guān)問題如下 為驗證脊蛙屈腿反射 屬于屈反射 的反射弧是完整的 實驗思路是用1 H2SO4溶液刺激蛙一側(cè)后肢的趾尖 出現(xiàn)屈腿 說明反射弧完整 驗證刺激感受器與產(chǎn)生屈腿不是同時發(fā)生的實驗思路是 刺激感受器與產(chǎn)生屈腿不是同時發(fā)生的主要原因有 若某反射從刺激感受器到效應器出現(xiàn)反應的時間比屈腿反射的長 其主要原因是 若用5 H2SO4溶液刺激蛙一側(cè)后肢的趾尖后 再用1 H2SO4溶液刺激該趾尖 沒有觀察到屈腿 其原因是 2 神經(jīng)細胞和肌肉細胞的細胞內(nèi)Na 濃度均低于細胞外 K 濃度均高于細胞外 但這兩種細胞內(nèi)的Na 濃度不同 K 濃度也不同 實驗證明蛙下肢的一條肌肉直接與該肌肉相連的神經(jīng)接觸 引起該肌肉收縮 其主要原因是 若取上述一段神經(jīng) 用某種藥物處理阻斷了Na 通道 然后刺激該神經(jīng) 其動作電位將 3 將蛙坐骨神經(jīng)纖維置于生理溶液中 測得其靜息膜電位為 70mV 若在一定范圍內(nèi)增加溶液中的K 濃度 并測量膜電位變化 預測實驗結(jié)果 以坐標曲線圖形式表示實驗結(jié)果 解析 1 由題干信息可知 有效刺激是用1 H2SO4溶液剌激該蛙一側(cè)后肢的趾尖 因此驗證刺激感受器與產(chǎn)生屈腿不是同時發(fā)生的實驗思路是用1 H2SO4溶液剌激該蛙一側(cè)后肢的趾尖 測定刺激感受器開始到出現(xiàn)屈腿的時間 有時間差 說明不是同時發(fā)生的 興奮通過突觸的傳遞需要時間 興奮在神經(jīng)元上的傳導也需要時間 故刺激感受器與產(chǎn)生屈腿不會同時發(fā)生 興奮在神經(jīng)纖維上的傳導速度遠大于在神經(jīng)元間的傳遞速度 因此若某反射從刺激感受器到效應器出現(xiàn)反應的時間比屈腿反射的長 其主要原因是組成該反射弧的神經(jīng)元級數(shù)比屈腿反射的多 反射弧中的突觸較多 若用5 H2SO4溶液刺激蛙一側(cè)后肢的趾尖后 再用1 H2SO4溶液刺激該趾尖 沒有觀察到屈腿 說明5 H2SO4溶液會損傷感受器 2 靜息狀態(tài)下 同一細胞表面各處的電位相等 但由于題干所述兩種細胞內(nèi)的Na 濃度不同 K 濃度也不同 因此上述兩種細胞表面的電位并不相等 相互之間存在電位差 故一條肌肉直接與該肌肉相連的神經(jīng)接觸 將引起該肌肉收縮 動作電位產(chǎn)生的機理是Na 通道開放 Na 內(nèi)流 若用某種藥物處理阻斷了Na 通道 其動作電位將無法產(chǎn)生 3 靜息電位產(chǎn)生的機理是K 通道開放導致K 外流 而K 外流量與膜內(nèi)外K 的濃度差有關(guān) 因此若在一定范圍內(nèi)增加溶液中的K 濃度 靜息電位絕對值將減小 具體曲線圖見答案 答案 1 用1 H2SO4溶液刺激該蛙一側(cè)后肢的趾尖 測定刺激感受器開始到出現(xiàn)屈腿的時間 有時間差 說明不同時發(fā)生的興奮通過突觸的傳遞需要時間興奮在神經(jīng)元上的傳導需要時間組成該反射弧的神經(jīng)元級數(shù)比屈腿反射的多感受器受損 2 神經(jīng)和肌肉是兩種不同的組織 存在電位差無法產(chǎn)生 3 膜電位與溶液鉀離子濃度的關(guān)系示意圖 2 2017 浙江11月選考 為了研究海拉細胞的細胞增殖 以總細胞數(shù)和細胞分裂指數(shù) 細胞群體中分裂細胞所占的百分比 為測定指標 完善實驗思路 預測實驗結(jié)果并進行分析與討論 要求 細胞培養(yǎng)至培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足 實驗思路涉及的主要用具須寫出 但具體操作過程不作要求 實驗條件適宜 回答下列問題 1 完善實驗思路 將已知細胞密度的海拉細胞懸液 用移液管加入到各個含細胞培養(yǎng)液的培養(yǎng)瓶中 然后置于CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng) 對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與處理 2 預測實驗結(jié)果 以坐標曲線圖形表示實驗結(jié)果 3 分析與討論 細胞計數(shù)時 見到壓在方格線上的細胞如何計數(shù) 若要得到大量的G1期細胞 可采用的方法是 原因是 若為了檢測某種藥物對該細胞的增殖有促進作用 可在培養(yǎng)液中加入同位素標記的物質(zhì)是 原因是 解析 1 本實驗難度不大 題目已經(jīng)指出實驗目的是為了研究海拉細胞的細胞增殖 測定指標以總細胞數(shù)和細胞分裂指數(shù) 細胞群體中分裂細胞所占的百分比 來表示 因此只需要在實驗思路中實現(xiàn)以下內(nèi)容即可 將細胞培養(yǎng)至培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足 每隔一段時間 用血細胞計數(shù)板在顯微鏡下計數(shù)并記錄總細胞數(shù) 同時制作臨時裝片 在顯微鏡下觀察與計數(shù)分裂細胞并記錄 2 實驗過程中要將細胞培養(yǎng)至培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)不足 由于營養(yǎng)物質(zhì)的消耗和有害代謝產(chǎn)物的積累 腫瘤細胞也會出現(xiàn)絕大部分細胞停止分裂的現(xiàn)象 預期實驗結(jié)果要考慮到這種情況 由于題目要求用坐標曲線圖形呈現(xiàn)可能的實驗結(jié)果 所以需要先建立坐標系 橫坐標標注培養(yǎng)時間 縱坐標標注總細胞數(shù)和細胞分裂指數(shù) 具體參見答案 3 細胞計數(shù)時 當遇到壓在方格線上的細胞 一般只計數(shù)左線和上線上的細胞 若要得到大量的G1期細胞 可減少培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物質(zhì)成分 由于原料缺少使細胞合成有關(guān)物質(zhì)如RNA和蛋白質(zhì)等受阻而停滯于G1期 若為了檢測某種藥物對該細胞的增殖有促進作用 可在培養(yǎng)液中加入同位素標記的胸腺嘧啶脫氧核苷 由于胸腺嘧啶脫氧核苷是DNA合成的原料 其進入細胞的量可反映細胞的增殖情況 答案 1 每隔一段時間 用血細胞計數(shù)板在顯微鏡下計數(shù)并記錄 同時制作臨時裝片 在顯微鏡下觀察與計數(shù)分裂相細胞并記錄 2 3 只計左線和上線上的細胞 減少培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物質(zhì)成分由于原料缺少使細胞合成有關(guān)物質(zhì)如RNA和蛋白質(zhì)等受阻 而停滯于G1期 胸腺嘧啶脫氧核苷胸腺嘧啶脫氧核苷是DNA合成的原料 其進入細胞的量可反映細胞的增殖情況 讀圖析圖 實驗設(shè)計的程序 1 分析實驗目的和實驗原理可推斷該實驗類型 實驗變量 和可能的實驗結(jié)論 2 設(shè)計實施實驗需要遵循 科學性原則 平行重復原則等 3 設(shè)計實施實驗的關(guān)鍵是如何操縱 控制 和觀察檢測 4 對比 和 結(jié)合實驗目的即可歸納概括出實驗結(jié)論 提示 1 驗證性實驗探究性實驗自變量因變量無關(guān)變量 2 對照原則單一變量原則 3 自變量無關(guān)變量因變量 4 預期的實驗結(jié)果實際的實驗結(jié)果 考點1實驗變量的分析和控制1 2017 浙江4月選考 為探究不同環(huán)境因素對某植物葉片中葉綠素含量的影響 進行了相關(guān)實驗 結(jié)果如圖 回答下列問題 本實驗的自變量是 因變量是 解析根據(jù)題干信息和曲線圖知 該實驗的自變量是光照和溫度 因變量是葉綠素相對含量 答案光照和溫度葉綠素含量 2 夏季漲水 河邊被水淹沒的馬鈴薯田中馬鈴薯塊莖進行厭氧呼吸會產(chǎn)生大量乳酸 乳酸能刺激鳙魚前來覓食 利用豆渣接種乳酸菌生產(chǎn)鳙魚餌料并進行效果測試的相關(guān)實驗見下表 a d表示實驗步驟 請回答 實驗一餌料制備 實驗二效果測試 1 實驗一中自變量為 X可以設(shè)為 或 作用分別是 和 2 豆渣需要經(jīng)過煮沸處理 目的是 Y為 3 實驗二中c的指標可以為 解析 1 實驗一中自變量為一定梯度體積的乳酸菌液 X可以設(shè)為0或60 作用分別是空白對照和梯度間相互對照 2 豆渣需要經(jīng)過煮沸處理 目的是防止雜菌產(chǎn)生其他物質(zhì)干擾實驗結(jié)果 Y為無氧 這樣才能保證乳酸菌的生命活動 3 實驗二中c的指標可以為各組實驗池中鳙魚的平均體重 體長 餌料的殘余量 消耗量 答案 1 一定梯度體積的乳酸菌液060空白對照梯度間相互對照 2 防止雜菌產(chǎn)生其他物質(zhì)干擾實驗結(jié)果無氧 3 各組實驗池中鳙魚的平均體重 體長 或餌料的殘余量 消耗量 1 變量 或稱因子 是指實驗過程中被操作的特定因素或條件 按性質(zhì)不同 通?？煞譃閮深?2 變量的控制控制變量是指控制其他因素不變 集中研究其中一個因素的變化 保證實驗不受干擾或?qū)⒏蓴_因素降到最低程度 通過實驗控制 盡量減小實驗誤差 以取得較為精確的實驗結(jié)果 操縱實驗變量的方法 設(shè)法給研究對象施加干擾 造成研究對象的變化 從而使研究對象在被干擾狀態(tài)中反映出某種現(xiàn)象和屬性 檢測反應變量的方法 根據(jù)實驗原理和實驗條件確定觀察 測量的指標和方法 具體包括 觀察特異性的顏色變化 沉淀反應 觀察形態(tài)結(jié)構(gòu) 生理變化 測量生長發(fā)育速度 測量生化反應速度 特別要注意 因變量和觀測指標的區(qū)別 因變量是由于自變量的改變而引起的變化 這種變化有時不是直接能觀察到的 因此要有一定的觀測數(shù)據(jù) 如 探究pH對過氧化氫酶活性的影響 實驗中 自變量是不同pH 因變量是酶的活性 但是酶的活性不是直接能觀察到的 要通過氣泡釋放量來衡量 這時的氣泡釋放量是觀察指標而不是因變量 控制無關(guān)變量的方法 平衡控制 排除因?qū)嶒瀸ο蟮膫€體差異帶來的影響 設(shè)法創(chuàng)造穩(wěn)定的相同的條件進行對照 以抵消或排除這些因素對實驗對象的干擾 設(shè)法提供適宜條件 以排除不利環(huán)境條件對實驗對象的影響 重復實驗 排除偶然因素的干擾 減小實驗誤差 不論一個實驗有幾個變量 都應確定一個實驗變量 觀測一個反應變量 這就是單一變量原則 它是處理實驗中復雜關(guān)系的準則之一 考點2實驗目的的識別和書寫3 欲研究支配胰島的某神經(jīng)的作用 選取健康大鼠 持續(xù)電刺激此神經(jīng) 測定血液中胰島素和胰高血糖素的濃度 結(jié)果如圖所示 請回答 實驗目的是 解析從題干可知 自變量為支配胰島的某神經(jīng)刺激持續(xù)時間 從題干或曲線圖中可獲得兩個觀察指標即血液中胰島素和胰高血糖素的濃度 其可轉(zhuǎn)換成兩個因變量即胰島素和胰高血糖素的分泌情況 因此實驗目的是研究支配胰島的某神經(jīng)對大鼠胰島素和胰高血糖素分泌的影響 答案研究支配胰島的某神經(jīng)對大鼠胰島素和胰高血糖素分泌的影響 4 某生物興趣小組做了一系列的實驗后 得到的結(jié)果如圖所示 請回答 實驗目的是 解析據(jù)圖分析 組1和組2的自變量是赤霉素 組2和組3的自變量是赤霉素合成抑制劑 組1和組4 組2和組5 組3和組6的自變量都是光照時間 該實驗的自變量是光照時間 赤霉素和赤霉素合成抑制劑 而因變量是莖的生長情況 所以實驗目的是探究光照時間 赤霉素和赤霉素合成抑制劑對某種植物莖生長的影響 答案探究光照時間 赤霉素和赤霉素合成抑制劑對某種植物莖生長的影響 1 識別實驗目的 認真讀題 弄清該題要驗證或探究的是什么樣的生物學事實 一般在題干中有 驗證 證明 即為實驗目的 有些實驗需要對其去粗取精 提煉要點 2 實驗目的書寫 模式 探究 或驗證 自變量 1或2 對研究對象 因變量 1或2 的影響 作用 關(guān)鍵 準確識別自變量和因變量 有些實驗題的自變量或因變量 從實驗目的的角度分析 初看不止一個 較難以確定 可以用 分解目的法 來確定實驗的自變量和因變量 如 請根據(jù)以下提供的實驗材料 完善生物制劑W對動物不同細胞的分裂具有促進作用的實驗思路 可以將實驗目的進行分解 將其分解為兩個小目的 驗證生物制劑W對動物正常體細胞的分裂具有促進作用 驗證生物制劑W對動物的癌細胞的分裂具有促進作用 得出該實驗的自變量為生物制劑W的有無 因變量有兩個 分別為正常細胞的分裂情況和癌細胞的分裂情況 考點3實驗原理的書寫5 根據(jù)提供的實驗材料及用具 食品衛(wèi)生質(zhì)量檢驗人員設(shè)計了一個檢測稻米新鮮程度的簡易實驗 實驗目的 根據(jù)過氧化氫酶活性的強弱來鑒別稻米是新稻米還是陳稻米 材料 用具 新稻米 待測稻米 質(zhì)量分數(shù)為1 愈創(chuàng)木酚 氧氣存在時被氧化成紅褐色物質(zhì) 與氧濃度呈正相關(guān) 等 實驗步驟 第一步 取兩支具塞試管 分別編號為A和B A管內(nèi)放入適量的新稻米 B管內(nèi)放入等量的待測稻米 第二步 用移液管分別往兩支試管內(nèi)加入等量且適量的質(zhì)量分數(shù)為1 的愈創(chuàng)木酚溶液 浸沒稻米 蓋上試管塞 充分搖勻 靜置一段時間后 棄掉多余液體 第三步 將兩支試管中浸有1 愈創(chuàng)木酚的稻米分別倒入兩個對應編號的培養(yǎng)皿中 用鑷子攤開 然后 用移液管吸取體積分數(shù)為1 的過氧化氫分別滴入培養(yǎng)皿內(nèi)的稻米中 使所有稻米都浸有過氧化氫 第四步 一段時間后 用放大鏡觀察兩培養(yǎng)皿中稻米的顏色變化 預期結(jié)果及結(jié)論 A培養(yǎng)皿中的新稻米呈紅褐色 B培養(yǎng)皿中的待測稻米若顏色很淺或幾乎無色 則是陳稻米 若待測稻米顏色也呈紅褐色 則是新稻米 請依據(jù)實驗目的和實驗流程 正確分析預期結(jié)果及結(jié)論 準確書寫相應的實驗原理 解析實驗原理可以依據(jù)已知的實驗目的和材料書寫 也可以在實驗完成后 根據(jù)實驗的過程和步驟等來書寫 其內(nèi)容一方面?zhèn)戎赜趯懗鰹槭裁催@樣操作 另一方面?zhèn)戎赜趯懗鰹槭裁闯霈F(xiàn)這樣的現(xiàn)象 這里面涵蓋了 自變量作用的科學依據(jù) 操作自變量的原理和因變量獲得的原理等 依據(jù)實驗目的可知 本實驗的自變量為 過氧化氫酶活性的強弱 再結(jié)合實驗材料用具可知 因變量為 質(zhì)量分數(shù)為1 的愈創(chuàng)木酚氧化后的顏色變化 因此 實驗原理可概括為 植物體內(nèi)的過氧化氫酶在有過氧化氫存在時 能使愈創(chuàng)木酚氧化成紅褐色物質(zhì) 愈創(chuàng)木酚氧化后顏色的深淺與酶活性呈正相關(guān) 答案植物體內(nèi)的過氧化氫酶在有過氧化氫存在時 能使某些酚類物質(zhì) 如愈創(chuàng)木酚 氧化成紅褐色物質(zhì) 其顏色的深淺與酶活性呈正相關(guān) 6 為了驗證胰島素具有降低血糖濃度的作用 以小鼠活動狀況為觀察指標設(shè)計實驗 某學生的實驗方案如下 將20只生理狀況相同的正常小鼠隨機分成A B兩組 觀察并記錄其活動狀況 給A組小鼠注射適量胰島素溶液 給B組小鼠注射等量生理鹽水 一段時間后 A組小鼠會出現(xiàn)四肢無力 活動減少甚至昏迷等低血糖癥狀 B組小鼠活動狀況無變化 A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后 分別給A B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液 一段時間后 A組小鼠低血糖癥狀緩解 B組小鼠活動狀況無變化 該實驗方案可以說明胰島素具有降低血糖濃度的作用 請回答 該實驗的原理是 解析從實驗目的看 自變量為胰島素 所以書寫原理時 胰島素的作用就是原理的核心內(nèi)容 先寫結(jié)論 胰島素具有降低血糖濃度的作用 再定結(jié)果 現(xiàn)象 機體出現(xiàn)活動減少 甚至昏迷等低血糖癥狀 緩解 題干中給出 最后寫兩者的聯(lián)系 生物體內(nèi)胰島素含量過高時 引起血糖濃度下降 可以通過補充葡萄糖溶液使低血糖癥狀得到緩解 最后按書寫格式整理成連貫的 條理清晰的答案 答案胰島素具有降低血糖濃度的作用 生物體內(nèi)胰島素含量過高時 引起血糖濃度下降 機體出現(xiàn)活動減少 甚至昏迷等低血糖癥狀 此癥狀可以通過補充葡萄糖溶液得到緩解 三段法析實驗原理 1 實驗原理一般由三段組成 自變量和因變量的關(guān)系 因變量的觀測指標 實驗具體過程描述 2 自變量的作用 反應 原理 即 為什么這么做 要密切關(guān)注實驗目的及題干信息 注意充分利用題干的提示或聯(lián)系教材基礎(chǔ)知識進行準確描述 3 因變量的檢測原理 或操作原理 現(xiàn)象原理 即 為什么出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象 考點4實驗設(shè)計的原則7 呼吸熵 RQ 指單位時間內(nèi)進行呼吸作用的生物釋放CO2量與吸收O2量的比值 下列有關(guān)分析錯誤的是 A 在某溫度下10min內(nèi) 若甲 乙裝置中墨滴分別左移30mm 200mm 則萌發(fā)的小麥種子的呼吸熵是1 15B 若要測某幼苗的呼吸熵 需黑暗處理 避免光合作用干擾C 若運用乙裝置測量小麥種子的有氧呼吸速率 則需要設(shè)置對照組D 若要排除外界物理因素的干擾 應設(shè)置對照組 即另加兩組分別與甲 乙相同的裝置 只是將等量的萌發(fā)的小麥種子替換為等量的煮沸滅菌的小麥種子 解析分析題意和題圖可知 乙裝置中墨滴移動的距離可代表O2的吸收量 甲裝置中墨滴移動的距離可代表CO2的釋放量與O2的吸收量的差值 乙裝置中墨滴左移200mm可反映消耗的O2量 與甲裝置對照分析可知 釋放的CO2量引起墨滴移動的距離為170mm 所以呼吸熵為170 200 0 85 A錯誤 若要測某幼苗的呼吸熵 需避免幼苗進行光合作用 因其會干擾呼吸作用中相關(guān)氣體量的變化 B正確 溫度等外界物理因素 如熱脹冷縮 也會引起氣體體積的變化 設(shè)置相應的對照實驗以排除外界因素對測量生物呼吸作用的影響 C正確 因是與裝置甲 乙作對照 故對照裝置中的大試管內(nèi)應放等量的煮沸滅菌的小麥種子 小燒杯中的液體則和原裝置中的相同 D正確 答案A 8 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)藥的含量不作要求 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 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 一段時間后 多次取樣檢測甲 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 請指出并改正實驗中兩處明顯的錯誤 并說明原因 錯誤一 改正 原因是 錯誤二 改正 目的是 2 上述改正遵循的主要是實驗設(shè)計的什么原則 解析選擇不同地點的土壤 由于濕度 有機物含量的差異等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 上述兩點改正遵循的主要原則都是單一變量原則 答案 1 不同地點同一地點不同地點的土壤微生物含量和種類可能有差異 可能對結(jié)果造成干擾放在自然條件下放在無菌條件下防止空氣中的微生物對結(jié)果造成干擾 2 單一變量原則 實驗設(shè)計的原則 1 科學性原則指整個設(shè)計思路和實驗方法的確定都不能偏離生物學基本知識和基本原理以及其他學科領(lǐng)域的基本原則 包括實驗原理的科學性 實驗材料選擇的科學性 實驗方法的科學性 實驗結(jié)果處理的科學性 2 平行重復原則實驗設(shè)計中必須設(shè)計多組相同的實驗或足夠的實驗次數(shù) 保證實驗的可重復性 在定量實驗中需對多組實驗的結(jié)果取平均值 3 對照性原則一個實驗通常分為實驗組和對照組 實驗組是施加實驗變量處理的對象組 對照組是不施加實驗變量處理的對象組 無關(guān)變量對兩者的影響是相同的 兩組之間的差別被認為是來自實驗變量的影響 按照對照方式的不同可分為4種 空白對照 自身對照 相互對照 條件對照 4 單一變量原則在一組實驗中實驗組和對照組之間只能有一個反應變量 也就是說只有一個不相同 其他的都要一樣 變量唯一能使復雜的問題簡單化 變量唯一才能正確地找出實驗組和對照組的差別 從而證明實驗變量的作用 如在驗證唾液淀粉酶具有專一性的時候 對照組和實驗組的溫度 pH值 所采用的試管大小 試劑多少 反應條件 溶液量等均要一致 只有一個變量 即實驗組為淀粉溶液 對照組為蔗糖溶液 5 等量性原則是指實驗組和對照組除一個實驗變量不同外 其他無關(guān)變量 實驗材料 實驗器具 實驗試劑 實驗方法 實驗條件等 要全部相同 以消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響 如探究pH對酶活性的影響時 實驗變量是pH 除pH不同外 其他無關(guān)變量 如溫度 試管大小 添加的溶液量 試劑多少 實驗時間等 在實驗組和對照組中要完全相同 等量 注意 對照實驗的無關(guān)變量不但要相同 還要適當 適宜 考點5實驗思路的書寫9 1928年 英國細菌學家格里菲思想研制出能夠抗肺炎雙球菌的疫苗 我們知道 肺炎雙球菌初次進入小鼠體內(nèi)后 一般先要經(jīng)過吞噬細胞的攝取和處理 將其內(nèi)部隱藏的抗原決定簇暴露出來 并傳遞給T細胞 T細胞釋放淋巴因子作用于小鼠體內(nèi)的B細胞 B細胞進而增殖分化為漿細胞 漿細胞產(chǎn)生抗肺炎雙球菌的抗體發(fā)揮免疫效應 有人設(shè)想抗R型細菌的抗體也能抗S型細菌 R型細菌可以作為S型細菌的疫苗 請為他設(shè)計一個實驗驗證這一想法 1 實驗目的 驗證抗R型細菌的抗體也能抗S型細菌 R型細菌可以作為S型細菌的疫苗 2 實驗原理 動物體受到外界抗原性物質(zhì)刺激可以產(chǎn)生特異性抗體 將抗原消滅 3 實驗材料 小鼠若干只 S型活菌 R型活菌 生理鹽水 注射器等 提示 可用生理鹽水配制一定濃度的活菌液 但濃度和劑量不作要求 4 實驗思路 5 實驗結(jié)果及結(jié)論 甲組小鼠存活 而乙組小鼠死亡 說明抗R型細菌的抗體也能抗S型細菌 R型細菌可以作為S型細菌的疫苗 解析通過對實驗目的 驗證抗R型細菌的抗體也能抗S型細菌 的分析 可知本實驗設(shè)計的自變量是抗R型細菌的抗體的有無 再依據(jù)實驗結(jié)果及結(jié)論 不難對實驗過程進行設(shè)計 具體來說 可以對小鼠進行分組編號 如將小鼠均等地分為甲和乙兩組 然后一組施以變量 一定量的用生理鹽水配制的R型活菌液 處理 另一組進行等量 生理鹽水 對照 一定時間后 分別對兩組小鼠注入一定量的用生理鹽水配制的S型活菌液 觀察對照組和實驗組的現(xiàn)象 答案實驗思路 取小鼠若干只 均等地分成兩組 分別編號為甲組和乙組 在甲組小鼠體內(nèi)注射用生理鹽水配制的R型活菌液1mL 在乙組小鼠體內(nèi)注射生理鹽水1mL 一段時間后 再分別給甲 乙兩組小鼠注射用生理鹽水配制的S型活菌液1mL 觀察兩組小鼠的生活狀況 實驗思路的書寫三步曲 1 材料器具的準備 包括分組 編號 非條件處理等 取n套規(guī)格相同的器材 或取長勢相同的某種生物材料隨機平均分成n份 分別標記為A B C 并分別加入等量的 本步驟強調(diào)分組的等量性原則 器材的規(guī)格 生物材料的長勢 分組的數(shù)量和隨機性等 編號可以針對實驗器具 也可以針對實驗材料 有的非條件處理需在條件處理之后 則需寫在第二步 2 設(shè)置實驗組 有單一變量 和對照組 無 在A組中加入適量的 在B組中加入等量的 本步驟強調(diào)對照性原則 各組條件處理的等量性原則 通過 適量 和 等量 等詞語表達出來 在具體的實驗設(shè)計中 可用具體的量 如 在A組中加入2mL 在B組中加入2mL 需要注意的是 一組加入試劑時 如另一組不需加入試劑 則必須加等量的蒸餾水或相應不影響實驗結(jié)果的溶液 如果用試管做實驗 實驗中加入試管的各溶液的總量一般不超過10mL 另外 要注意單一變量原則 即本步驟處理的變量只能有一個 3 放在適宜的 相同的條件下培養(yǎng) 一段時間后觀察現(xiàn)象和結(jié)果 并統(tǒng)計分析 將各套裝置放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時間 或相應方法處理 如振蕩 加熱等 本步驟強調(diào)各套裝置必須放在相同且適宜的環(huán)境中 這樣得到的實驗結(jié)果才有可比性 培養(yǎng)的時間可根據(jù)具體的實驗確定 也可以用 一段時間 描述 注意 a 書寫步驟通常是 或 b 用規(guī)范性語言準確地描述 考點6實驗結(jié)果預測與實驗結(jié)論分析10 2018 浙江新高考聯(lián)盟聯(lián)考 普洱茶中的活性成分能夠降低食物利用率和脂肪系數(shù) 有一定的降脂減肥作用 請以大鼠為實驗材料 設(shè)計實驗探究三種不同濃度普洱茶水提物的降脂效果 預測實驗結(jié)果并分析討論 材料與用具 生長狀況相似的幼年大鼠若干只 高脂飼料 降脂藥液X 溶液甲 6 普洱茶水提物溶液 蒸餾水 灌胃器 電子秤等 要求與說明 食物利用率 體重增長量 攝食量 100 脂肪系數(shù) 脂肪重量 體重 100 各種試劑用量 實驗時間及脂肪提取方法不作要求 1 實驗思路 其中分組對照處理用表格形式表示 2 預測實驗結(jié)果 三種濃度普洱茶水提物降脂效果均比藥液X效果好 且降脂效果與濃度呈正相關(guān) 完善以下坐標 用柱形圖表示實驗結(jié)果 3 討論與分析 普洱茶水提物降低食物利用率和脂肪系數(shù)的原因可能是 解析根據(jù)實驗目的 探究三種不同濃度普洱茶水提物的降脂效果 及所給材料可知實驗應分五組 兩組對照組分別灌胃蒸餾水和藥液X 三組實驗組分別灌胃三種不同濃度的普洱茶水提物 相同且適宜條件下飼養(yǎng)一定時間 測量計算各組的食物利用率和脂肪系數(shù) 用柱形圖表示實驗結(jié)果時 應注明柱形圖的名稱 橫軸和縱軸的名稱等 答案 1 實驗思路 用蒸餾水將溶液甲稀釋不同倍數(shù) 得到溶液乙和溶液丙 將生長狀況相似的幼年大鼠隨機平均分組如下 給5組大鼠每天飼喂等量適量高脂飼料 并記錄攝食量 在相同且適宜條件下培養(yǎng)一段時間 用電子秤測量各組大鼠體重并記錄 提取各組大鼠體內(nèi)脂肪進行測量并記錄 計算各組大鼠的食物利用率和脂肪系數(shù) 統(tǒng)計分析所得數(shù)據(jù) 2 不同濃度普洱茶水提物的降脂效果 3 普洱茶水提物可減少脂肪的吸收 普洱茶水提物可增加脂肪的分解 11 欲研究甲狀腺和甲狀腺激素的生理作用 對成年小鼠的分組及處理見下表 在適宜的實驗條件下 正常飼養(yǎng) 每隔一定時間測定耗氧量 單位時間內(nèi)單位體重的氧消耗量 記錄數(shù)據(jù)并統(tǒng)計分析 注 本實驗中灌胃是指將液體由動物口直接注入到胃中 請回答 1 表中W是對丁組小鼠的處理 該處理是 2 預測實驗結(jié)果 設(shè)計一個坐標系 將預測的實驗結(jié)果用示意曲線表示 3 分析與討論 合成與分泌促甲狀腺激素釋放激素的細胞位于 該激素經(jīng) 的血液運至腺垂體發(fā)揮作用 通過服用放射性131I來檢測甲狀腺功能的依據(jù)是 解析 1 本實驗的自變量是有無甲狀腺和有無灌胃甲狀腺激素 表格中甲乙兩組涉及的自變量是有無甲狀腺 所以丙和丁組涉及的自變量是有無灌胃甲狀腺激素 所以丁組小鼠的處理是生理鹽水灌胃 2 本實驗的因變量是耗氧量 甲狀腺激素有促進新陳代謝的作用 缺乏了甲狀腺激素會導致耗氧量減少 甲狀腺激素含量升高會導致耗氧量上升 所以甲組曲線繪制時注意隨時間延長曲線趨勢是下降 丙組曲線繪制時注意隨時間延長曲線趨勢是上升 乙和丁組屬于正常情況 曲線繪制時注意隨時間延長曲線趨勢是基本不變 3 合成與分泌促甲狀腺激素釋放激素的細胞位于下丘腦 該激素經(jīng)垂體門脈的血液運至腺垂體發(fā)揮作用 通過服用放射性131I來檢測甲狀腺功能的依據(jù)是I是甲狀腺合成甲狀腺激素的原料之一 131I的放射性強度可被儀器測定 答案 1 生理鹽水灌胃 2 3 下丘腦垂體門脈 I是甲狀腺合成甲狀腺激素的原料之一131I的放射性強度可被儀器測定 12 2018 嘉興3月選考測試 類風濕性關(guān)節(jié)炎癥狀以關(guān)節(jié)慢性炎癥為主 現(xiàn)要研究一種新藥 新風膠囊 XFC 對類風濕性關(guān)節(jié)炎的療效 藥效以大鼠足跖的長度為指標 請根據(jù)下列提供的材料與用具完成有關(guān)問題 材料與用具 XFC混懸液 LEF混懸液 治療類風濕性關(guān)節(jié)炎的一種有效藥物 生理鹽水 正常大鼠40只 類風濕性關(guān)節(jié)炎模型大鼠120只 大鼠飼料等 注意 給藥方式為灌胃 藥物的療效在連續(xù)給藥30天后可顯現(xiàn) 1 寫出實驗思路 2 設(shè)計一個用于記錄實驗結(jié)果的表格 3 可能的實驗結(jié)論有 解析根據(jù)實驗目的 研究XFC對類風濕性關(guān)節(jié)炎的療效 及實驗材料 LEF混懸液 生理鹽水 等可知實驗應分為四組 三組對照組 正常大鼠灌胃生理鹽水 模型大鼠灌胃生理鹽水 模型大鼠灌胃LEF混懸液 一組實驗組 模型大鼠灌胃XFC混懸液 適宜且相同條件下飼養(yǎng)并連續(xù)給藥30天后 測量大鼠足跖的長度并記錄 設(shè)計用于記錄實驗結(jié)果的表格時 需注明表格名稱 四個組別及給藥前后足跖的長度 因為題干沒有明確XFC對類風濕性關(guān)節(jié)炎的具體療效 所以實驗結(jié)論有四種可能 沒有療效 有療效但比LEF差 有療效且比LEF好 有療效且與LEF相近 答案 1 正常大鼠編號為A 類風濕性關(guān)節(jié)炎模型大鼠隨機均分為3組 分別編號為B C D 測量每只大鼠的足跖長度并記錄 C組每只大鼠灌胃適量且等量的LEF混懸液 D組每只大鼠灌胃適量且等量的XFC混懸液 A B兩組灌胃適量且等量的生理鹽水 四組大鼠飼喂適量且等量的大鼠飼料 在適宜且相同條件下飼養(yǎng) 連續(xù)給藥30天后 測量大鼠足跖的長度并記錄 統(tǒng)計分析數(shù)據(jù) 2 大鼠足跖長度結(jié)果記錄表 3 XFC對類風濕性關(guān)節(jié)炎有療效 且比LEF更好 XFC對類風濕性關(guān)節(jié)炎有療效 且與LEF相近 XFC對類風濕性關(guān)節(jié)炎有療效 但比LEF差 XFC對類風濕性關(guān)節(jié)炎沒有療效 1 實驗結(jié)果預測與實驗結(jié)論分析 1 若是驗證性實驗 則一般只有一個結(jié)果和一個相應的結(jié)論 依據(jù)實驗原理及實驗思路寫出實驗結(jié)果 實驗結(jié)論照抄實驗目的或分析實驗結(jié)果得出實驗結(jié)論 2 若是探究性實驗 則有幾種可能的結(jié)果和相應的結(jié)論 常用 反推正寫法 分析實驗結(jié)果 得出結(jié)論 反推正寫法 就是先根據(jù)自變量與因變量的關(guān)系假設(shè)出可能的實驗結(jié)論 再推出相應的實驗結(jié)果 最后反過來書寫 即用 若 則 的文字形式表述 2 實驗結(jié)果的呈現(xiàn)形式 1 文字描述式探究性實驗的結(jié)果常有多種可能 敘述時注意實驗結(jié)果與實驗結(jié)論的對應性 驗證性實驗的結(jié)果一般明確唯一 依據(jù)實驗原理及實驗思路可直接寫出 2 坐標圖式選考考查的坐標圖 單縱坐標 雙縱坐標 主要有曲線圖 柱形圖兩種形式 繪制時應有 自明性 即只看圖 圖題和圖例 不閱讀正文就可以理解圖示含義 坐標圖的共性 往往將橫軸的變化量作為自變量 縱軸的變化量作為因變量 橫軸或縱軸若有標值 需均勻標出 若有計量單位 也需標注單位 若在同一坐標中繪制兩個自變量時 則橫軸是其中一個自變量 圖例中是另一個自變量 若含有兩個因變量 或其檢測指標 時 則需繪出雙縱坐標系 一般來說 當需要描述因變量隨自變量變化而變化的趨勢時 常采用曲線圖 當需要描述因變量隨自變量變化而呈現(xiàn)結(jié)果時 常采用柱形圖 作圖的程序 第一步 描點 即在坐標系中找到與實驗數(shù)據(jù)相對應的點 第二步 若為柱形圖 將各點作橫坐標垂直線 并分別以適當?shù)膶挾葘⒚恳淮怪本€畫成矩形 若為曲線圖 將各點用折線或圓滑線把各點連接起來 在有些實驗繪制曲線圖時 需根據(jù)自變量與因變量的關(guān)系 確定曲線的大致走勢 并注意曲線的起點 轉(zhuǎn)折點 終點及曲線的交點 3 表格式實驗設(shè)計時 必定會分析實驗的目的 實驗原理 變量 自變量 因變量 無關(guān)變量 等 而這些分析在表格設(shè)計時表題 表頭 行標 列標等的分析中都有所運用 實驗表格的內(nèi)容表格通常包括 表題 表格名稱 表頭 列標 行標 數(shù)據(jù)格 如表1所示 合稱為表頭 分別為列標和行標 為數(shù)據(jù)格 其中 是 區(qū)域的內(nèi)容 通常表示實驗組別或?qū)嶒炞宰兞康木唧w體現(xiàn) 是 區(qū)域的內(nèi)容 表示因變量測量指標的名稱 是 區(qū)域的內(nèi)容 通常表示對每個實驗組內(nèi)測量的次數(shù) 或同一實驗組內(nèi)不同個體 或測量時間等 為 的具體化 為實驗測量的具體數(shù)據(jù) 為 的具體化 如A組 B組 1000mg L 100mg L 10mg L等 為 的具體化 如第一次測量 第二次測量 10min后 20min后 30min后等 表1表格名稱特別需要引起注意的是對于需要測出具體數(shù)據(jù)的實驗表格 行標最后一格的內(nèi)容應為 平均值 如表2所示 表2表格名稱 表題的擬定表題一般結(jié)合實驗目的 點明表格的主題或要點 當表格中的數(shù)據(jù)既有自變量也有因變量時 表題中應同時提及兩者 但對照組不必在表題中提及 需要注意的是 雖然簡短是表題的重要方面 但絕不可只圖簡短而導致意義不明 如 實驗結(jié)果 紅細胞形態(tài)變化結(jié)果 兔紅細胞的實驗 等就不符合要求 表頭 行題 列題的確定許多表格用對角線將表頭分為兩半 分別概括行題和列題的內(nèi)容 也有用斜線一分為三的 但現(xiàn)在多趨向于不使用斜線 對角線 而是把欄頭作為行題或列題 即只對第一行或第一列進行概括 一般情況下 行題所提出的是被研究的對象 另外 在需要時也可以將自變量和因變量的位置互換 即在行題列出因變量而列題列出自變量 表中數(shù)據(jù)處理表格一般用于實驗結(jié)果的記錄 若相應的實驗為探究性實驗 則不能將數(shù)據(jù)填入表格當中 否則將因為違背了科學實驗實事求是的原則而造成不必要的丟分 若為驗證性實驗 且有相關(guān)數(shù)據(jù) 則可以將數(shù)據(jù)填寫入表格中 同類型數(shù)據(jù)的有效數(shù)位應統(tǒng)一 表中的數(shù)據(jù)應以小數(shù)點為基礎(chǔ)進行數(shù)位對齊 以便于進行數(shù)據(jù)比較 如分組資料的表格 通常應將對照組列為第一項 而對照組數(shù)據(jù)在相應的欄目標題下的首行列出 在表格的編制中 還需要關(guān)注以下內(nèi)容 在表內(nèi)各項欄目不至于混淆的前提下 表線越少越好 盡量不要設(shè)計很復雜的大表 表中文字一定要簡明扼要 文字較少則居中書寫 句中可使用標點 句末一律不加標點 表中各欄參數(shù)若有計量單位 標注方法為參數(shù)寫在左邊 上 單位寫在右邊 下 的圓括號內(nèi) 如 溫度 參數(shù)用符號表示時 可用斜線將兩者分開 如 T