资源描述
拓展微课实验步骤的设计与实验方案的评价与修订专题讲解难点一实验步骤的设计 1.实验设计方案的流程图2.实验设计的一般步骤(1)取材、分组、编号:取材时要注意数量和生理状态及发育状态相同;用具要相同等。(2)相同处理和不同处理:根据实验变量设置对照(注意:单一因素不同,其他因素相同且最适)。(3)进一步的相同处理:其他因素相同且最适的继续处理。(4)检测、观察、统计、比较:必须找出具体的观察和记录对象,观察、记录、统计、比较实验数据和现象。【典题示导】1.为了验证赤霉素能促进某大豆品种植株增高,请用所给的实验材料,完成下列实验步骤并回答下列问题:实验材料:具2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液、喷壶等。实验步骤:(1)将上述大豆幼苗平均分成A、B两组。A组为对照组,B组为实验组,分别置于等量的完全培养液中培养。(2)用喷壶分别将适量蒸馏水和喷洒在A、B两组幼苗上。(3)将两组幼苗置于的条件下培养,一段时间后,测定两组植株的(平均)高度。预测实验结果:。答案实验步骤:(2)等量的适宜浓度的赤霉素溶液 (3)相同且适宜预测实验结果:A组(对照组)植株的平均高度小于B组(实验组)植株的平均高度解析 根据实验的一般步骤,要对两组幼苗进行不同处理,即用喷壶分别将适量蒸馏水和等量的适宜浓度的赤霉素溶液喷洒在A、B两组幼苗上;根据步骤(3),需观察实验的因变量,即两组植株的高度。赤霉素有促进细胞伸长使植株增高的作用,用赤霉素处理植株后,可以显著增加植株的高度,故预测实验结果:A组植株比B组矮。2.欲用手术切除法研究甲状腺的功能,请根据以下提供的实验材料,以小鼠的体长和耗氧量作为测量指标,提出实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。实验材料:若干只幼年小鼠。(要求与说明:具体手术过程不作要求,实验条件适宜)请回答:(1)实验思路:。(2)预测实验结果(设计一个坐标系,用曲线表示预测的实验结果):(3)分析与讨论:用耗氧量作为检测指标的依据是。切除甲状腺后,小鼠体长变化的原因是。答案 (1)实验开始时,测定每只小鼠的耗氧量和体长,并记录 将若干只幼年小鼠分为两组,A组切除甲状腺,B组手术但不切除甲状腺(假手术) 实验中每隔一段时间,分别测定每只小鼠的耗氧量和体长,并记录 对测得的数据进行统计分析(2) (3)甲状腺分泌的甲状腺激素能促进新陈代谢,代谢过程需要消耗氧甲状腺激素能促进生长发育,切除甲状腺后,甲状腺激素缺乏,小鼠生长发育停滞解析 (1)依题意可知:本实验的目的是用手术切除法研究甲状腺的功能,实际上是研究甲状腺激素与生物新陈代谢的关系,因此自变量是甲状腺激素的有无,因变量为小鼠的新陈代谢和生长发育情况,检测指标是小鼠的耗氧量和体长。依据实验设计的对照原则和单一变量原则,本实验思路如下:实验开始时,测定每只小鼠的耗氧量和体长,并记录。将若干只幼年小鼠分为两组,A组切除甲状腺,B组手术但不切除甲状腺(假手术)。实验中每隔一段时间,分别测定每只小鼠的耗氧量和体长,并记录。对测得的数据进行统计分析。(2)甲状腺分泌甲状腺激素,甲状腺激素能促进细胞代谢,增加耗氧量;此外还能促进生长发育,使动物的体长增加。A组小鼠切除了甲状腺,因缺乏甲状腺激素,所以不能正常生长发育,耗氧量降低,体长不增长;B组小鼠没有切除甲状腺,甲状腺激素含量正常,其耗氧量应该稳定不变,体长应该逐渐增长。预测的实验结果的曲线图见答案。(3)甲状腺分泌的甲状腺激素能促进新陈代谢,代谢过程需要消耗氧,而代谢越旺盛耗氧量越多,所以可用耗氧量作为检测指标。甲状腺激素能促进生长发育,切除甲状腺后,甲状腺激素缺乏,小鼠生长发育停滞。【典题示导】3.某科研人员为了探究生长素类似物萘乙酸对萝卜幼苗生长的影响做了如下实验:将长势一致的萝卜幼苗随机分为若干组,每组1株。 配制四组不同浓度的萘乙酸溶液:A=2.500 mg/L、B=3.125 mg/L、C=4.165 mg/L、D=6.250 mg/L。用不同浓度的萘乙酸溶液分别处理四组萝卜幼苗,并置于相同且适宜的环境条件下培养一段时间,对幼苗叶绿素含量进行测量,结果如图8-27-28所示:图8-27-28 (1)据图可知,随着萘乙酸浓度的升高,萝卜幼苗的叶绿素含量逐渐。(2)有人指出本实验的操作步骤均存在缺陷,不仅无法证明萘乙酸的作用,也不能保证实验数据的准确性。请你提出修改意见: 。(3)本实验还获取了不同浓度萘乙酸对样品中可溶性蛋白含量的有关数据,如下表:组别 样品鲜重(g)单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量(mg/g)A0.5111.05B0.5111.03C0.5610.82D0.5410.06E0.619.97注:E用等量蒸馏水处理。由数据分析可以得出,单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量最高的组别是。表中数据(填“支持”或“不支持”)萘乙酸能够增高萝卜幼苗单位质量中蛋白质含量的结论,原因是。欲确定使用萘乙酸的最适浓度,应该在浓度范围内设计实验进一步确定其精确值。答案 (1)增加 (2)将1株改为10株(或其他合理答案)增加空白对照组,即用蒸馏水处理(3)A支持用萘乙酸处理的组别中可溶性蛋白含量均高于对照组03.125 mg/L解析 (1)据图可知,随着萘乙酸浓度的升高,萝卜幼苗的叶绿素含量逐渐增加。(2)步骤中,每组1株幼苗,存在偶然性,应将1株改为10株;实验设计要遵循对照原则,该实验还缺少对照组,因此应该增加空白对照组,即用蒸馏水处理。(3)由表中数据可知,A组单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量最高。AD组单位质量样品鲜重中可溶性蛋白含量均比对照组高,由此可见,表中数据支持萘乙酸能够增高萝卜幼苗单位质量中蛋白质含量的结论。欲确定使用萘乙酸的最适浓度,应该在03.125 mg/L浓度范围内缩小浓度梯度进一步进行实验。4.某同学由温度能影响酶的活性联想到温度能否影响甲状腺激素的活性。为了探索这一问题,他做了一个实验。在下述实验步骤(1)(2)(3)中各有一处错误或不妥之处,请改正。(1)取三只相同的洁净玻璃缸,编上号,分别装上等量的蒸馏水、河水、自来水。(2)取发育状况不同的15只蝌蚪,分成三等份,分别放入A、B、C号玻璃缸中,三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。(3)每天同时向A、B、C三只玻璃缸分别投入普通饲料、甲状腺激素制剂拌匀的饲料、用60 温水处理1小时的甲状腺激素制剂拌匀的饲料。(4)过几天比较蝌蚪的发育状况。改正: (1) ; (2) ; (3)。 答案 (1)“蒸馏水、河水、自来水”改为“河水”(2)“发育状况不同的15只蝌蚪”改为“发育状况相同的15只蝌蚪”(3)“投入”后加“等量”解析 该实验有两组对照实验,一组是A与B号对照,实验变量是甲状腺激素的有无,通过蝌蚪发育成青蛙所需时间的长短来确定甲状腺激素生理活性对蝌蚪生长发育的影响;另一组是B与C号对照,实验变量是温度,通过蝌蚪发育成青蛙所需时间的长短来确定温度对甲状腺激素生理活性的影响。(1)取三只相同的洁净玻璃缸,编上号,分别装上等量的河水。(2)取发育状况相同的15只蝌蚪,分成三等份,分别放入A、B、C号玻璃缸中,三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。(3)每天同时向A、B、C号玻璃缸中分别投入等量的普通饲料、甲状腺激素制剂拌匀的饲料、用60 温水处理1小时的甲状腺激素制剂拌匀的饲料。跟踪训练1.某生物兴趣小组的同学设计实验对“过量使用生长激素可降低胰岛B细胞分泌胰岛素的能力”进行验证。实验材料:健康小鼠若干只、葡萄糖溶液、生长激素溶液、胰岛素溶液、生理盐水、血糖含量检测仪、注射器等。实验思路:将健康小鼠随机均分为甲、乙两组:给两组小鼠口服一定量的葡萄糖溶液,适当时间后测血糖浓度,记为甲a 、乙a。给甲组小鼠,乙组注射等量的生理盐水。一段时间后,检测两组小鼠的血糖含量,记为甲b、乙b。为使实验更加科学合理,再给甲组,乙组注射等量的生理盐水。一段时间后,检测两组小鼠的血糖含量,记为甲c、乙c。预期结果:甲b乙b,甲c甲b。 (填“”或“=”)解析 实验中应遵循单一变量原则,因为验证的是过量使用生长激素可降低胰岛B细胞分泌胰岛素的能力,故应给甲组(实验组)注射过量的生长激素溶液,为了排除无关变量的影响,过段时间后再给小鼠注射一定量的胰岛素溶液,过量使用生长激素可降低胰岛素的含量,预期结果应是甲b乙b,注射胰岛素后血糖浓度降低,应是甲c甲b。2.研究结果表明:除草剂2,4-D的使用对土壤生物群落中真菌数量有着明显影响,当2,4-D浓度为5 mg/kg时,土壤中真菌数量没有明显改变;当2,4-D浓度为25 mg/kg时,真菌数量明显下降但能逐渐恢复;当2,4-D浓度等于或超过50 mg/kg时,真菌数量明显下降且无法恢复。请根据以下提供的实验材料对上述结果进行验证。实验材料:未使用除草剂2,4-D的土壤、浓度为50 mg/kg的2,4-D溶液、蒸馏水、培养皿若干个、血细胞计数板、显微镜。(要求与说明:真菌计数的具体操作过程不作要求;实验条件适宜)请回答:(1)实验思路: 。 。 。(2)预测实验结果(设计一个坐标,用曲线图表示检测结果): (3)该实验还可以利用(仪器)测定溶液的混浊度,来估算真菌的数量。(4)该实验对指导农业生产具有重要意义。请从生态系统成分的角度分析不能过量使用2,4-D的原因:。答案 (1)用蒸馏水和浓度为50 mg/kg的2,4-D溶液配制浓度为5 mg/kg、25 mg/kg的2,4-D溶液 取一定量的土壤并制成土壤悬液,滴加到血细胞计数板上,在显微镜下计数并记录 取4组培养皿,各加上适量且等量的土壤,并分别加入适量且等量的浓度为5 mg/kg、25 mg/kg、50 mg/kg的2,4-D溶液,另一组不加 每隔一段时间,重复步骤(或每隔一段时间,测定各土壤中真菌的数量) 对实验数据进行分析与处理(2) (3)比浊计(比色计或者分光光度计)(4)过量使用2,4-D影响真菌数量,从而影响生态系统中土壤物质的分解解析 (1)由于本实验要验证除草剂2,4-D的使用对土壤生物群落中真菌数量的影响,故自变量为除草剂2,4-D的浓度,因变量为土壤生物群落中真菌数量,对照组可用蒸馏水处理。故实验思路可设计如下:用蒸馏水和浓度为50 mg/kg的2,4-D溶液配制浓度为5 mg/kg、25 mg/kg的2,4-D溶液。取一定量的土壤并制成土壤悬液,滴加到血细胞计数板上,在显微镜下计数并记录。取4组培养皿,各加上适量且等量的土壤,并分别加入适量且等量的浓度为5 mg/kg、25 mg/kg、50 mg/kg的2,4-D溶液,另一组不加。每隔一段时间,重复步骤(或每隔一段时间,测定各土壤中真菌的数量)。对实验数据进行分析与处理。(2)当2,4-D浓度为5 mg/kg时,土壤中真菌数量没有明显改变;当2,4-D浓度为25 mg/kg时,真菌数量明显下降但能逐渐恢复;当2,4-D浓度等于或超过50 mg/kg时,真菌数量明显下降且无法恢复。因此可预测实验结果,见答案。(3)该实验还可以利用比浊计(比色计或者分光光度计)测定溶液的混浊度,来估算真菌的数量。(4)过量使用2,4-D影响真菌数量,从而影响生态系统中土壤物质的分解,因此不能过量使用2,4-D。3.如图8-27-29为蟾蜍完成屈肌反射的反射弧模式图。A、B、C、D是实验位点(其中A、B为神经纤维上的实验位点,C为“轴突胞体”突触,D为神经肌肉接点)。已知药物X可以阻断屈肌反射活动,请设计实验证明药物X在神经系统中仅对神经细胞间的兴奋传递有阻断作用。请回答下列问题:(1)实验材料:药物X,电刺激装置,完整剥离的蟾蜍屈肌反射弧若干。(2)实验思路:取完整剥离的蟾蜍屈肌反射弧若干,随机均分为甲、乙、丙、丁4组。甲组将药物X放在处,乙组将药物X放在D处,丙组将药物X放在A处,丁组不做处理,起作用。图8-27-29 用电刺激装置分别刺激4组反射弧的实验位点,观察肌肉收缩情况。(3)实验结果预期:。(4)实验分析:将药物X放在C处后,电刺激实验位点,突触后膜膜外的电位变化情况是。若药物X通过促进神经末梢释放甘氨酸,从而阻断神经细胞间的兴奋传递,则甘氨酸可能是一种(填“兴奋性”或“抑制性”)神经递质。若药物X通过与突触后膜上相应的递质受体结合,从而阻断神经细胞间的兴奋传递,则可能阻止了的开放。解析 (2)要验证这种药物仅对神经细胞间的兴奋传递有阻断作用,必须在神经纤维、突触、效应器和传出神经相连部位上分别用药物处理,药物处理部位必须位于刺激点和效应器之间,然后刺激相应位点,观察效应器的反应,最后得出结论。取完整剥离的蟾蜍屈肌反射弧若干,随机均分为甲、乙、丙、丁4组。甲组将药物X放在C处,乙组将药物X放在D处,丙组将药物X放在A处,丁组不做处理,起对照作用。用电刺激装置分别刺激4组反射弧的实验位点,观察肌肉的收缩情况。(3)实验结果预期:甲组将药物X放在C处,刺激B点,肌肉不收缩;乙组将药物X放在D处,刺激B点,肌肉收缩;丙组将药物X放在A处,刺激B点,肌肉收缩;丁组不放药物X,刺激B点,肌肉收缩。(4)实验分析:将药物X放在C处后,电刺激B点,由于药物X在神经系统中对神经细胞间的兴奋传递有阻断作用,因此突触后膜膜外的电位不变。若药物X通过促进神经末梢释放甘氨酸,从而阻断神经细胞间的兴奋传递,则甘氨酸可能是一种抑制性神经递质。若药物X通过与突触后膜上相应的递质受体结合,从而阻断神经细胞间的兴奋传递,则可能阻止了突触后膜上钠离子通道的开放,从而抑制突触后膜产生动作电位。4.2017湖北七市联考 为探究生长素和赤霉素对豌豆茎节间切段生长的影响,某同学设计了如图8-27-30所示的实验,图甲实验操作科学无误,图乙为实验结果,该同学根据实验结果得出了生长素和赤霉素在促进豌豆茎节间切段生长方面具有协同作用的结论。请回答下列问题: 图8-27-30(1)根据实验结果分析,该同学的实验结论(填“一定”或“不一定”)成立。作出该判断的理由是 。 (2)根据生长素的作用具有两重性的特点,该同学又提出“赤霉素对豌豆茎节间切段生长的作用也具有两重性”的假说。请写出验证该假说的简单实验设计思路和支持该假说的预期实验结果。实验设计思路: 。 支持该假说的预期实验结果: 。 解析 (1)实验缺少不加赤霉素和生长素的对照组,因此不能确定这两种激素对豌豆茎节间切段生长都起促进作用。(2)两重性是指低浓度促进生长,高浓度抑制生长,要验证“赤霉素对豌豆茎节间切段生长的作用也具有两重性”的假说,必须设置三组实验,一组不加激素的对照组,另外两组分别用高浓度的赤霉素溶液和低浓度的赤霉素溶液,分别去处理长度和生长状况相同的豌豆茎节间切段,再通过测量并计算每组茎节间切段的平均长度,来验证假说。因此实验设计思路为配制一系列梯度浓度的赤霉素溶液,分别用清水和所配制的赤霉素溶液处理长度和生长状况相同的豌豆茎节间切段,在相同且适宜的条件下培养一段时间,观测并计算每组茎节间切段的平均长度,如果假说成立,则较低浓度赤霉素溶液处理组茎节间切段的平均长度比清水处理组长,较高浓度赤霉素溶液处理组茎节间切段的平均长度比清水处理组短。
展开阅读全文