考点38　明确实验目的、原理，做出适当假设.ppt

考点 38 　明确实验目的、原理 ， 做出 适当假设 专题 13 常考实验技能 1 . 实验 目的 —— 要探究或者验证的某一事实或者做了该实验后，要 解 决 什么问题 (1) 实验目的的书写与表达：实验目的的内容包含研究对象、研究现象 ( 因变量 ) 和作用于对象的因素 ( 自变量 ) ，格式为 “ 探究 ( 验证 ) ××× ( 自变量 ) 对 ××× ( 因变量 ) 的影响 ” 或 “ 探究 ( 验证 ) ××× ( 自变量 ) 与 ××× ( 因变量 ) 的关系 ” 等 。 解析 典例 1 　某研究小组用 3 个 40 W 的白色灯管做光源，通过遮光处理 ( 外罩透光良好的红色、黄色塑料薄膜 ) 让其中两个分别只发出红光和黄光，设置不同 CO 2 浓度，处理试管苗 ( 其他条件相同 ) 。培养一段时间后，测定试管苗的净光合速率，结果如图。 思考上述信息，写出本实验的目的： _____________________________ _______________________________________ 。 探究不同波长的光 ( 光质 ) 和 CO 2 浓度对大豆幼苗光合作用 ( 净光合速率 ) 的 影响 答案 解析 　结合题干文字和曲线信息可知，本实验的自变量为 CO 2 浓度和光质，因变量为净光合速率，因此可得出本实验的目的是探究不同波长的光 ( 光质 ) 和 CO 2 浓度对大豆幼苗光合作用 ( 净光合速率 ) 的影响。 (2) 实验目的的确认方法 ① 根据题目信息，直接写出实验目的 。 典例 2 　甲型流感病毒严重危害人体健康。某学校生物兴趣小组的同学通过查阅资料发现，常见的流感病毒都是 RNA 病毒，同时提出疑问：甲型流感病毒的遗传物质是 DNA 还是 RNA ？该兴趣小组为探究甲型流感病毒的遗传物质是 DNA 还是 RNA 而设计了实验步骤，请为该实验拟定一个实验目的 。 实验 目的是 _________________ _ ________________________ 。 探究甲型流感病毒的遗传物质是 DNA 还是 RNA 解析答案 解析 　题目中含有 “ 探究 ” 字眼，也有 “ 提出疑问 ” ，因此很容易据此找到实验目的，即探究甲型流感病毒的遗传物质是 DNA 还是 RNA 。 答案 ② 根据实验装置或实验现象，推断实验目的 典例 3 　如图装置表示 3 株脱淀粉 ( 经充分 “ 饥饿 ” 处理 ) 的长势相同的同种植株放在透光的不同钟罩内，完善下面图解，体验分析思路 ： 自变量： 　　　　 因变量： 　　　　 实验目的： ____________________________ 。 CO 2 浓度 光合速率 探究 CO2 浓度与光合速率的关系 ③ 根据实验步骤反推实验目的 典例 4 　水杨酸 (SA) 在植物体许多代谢途径中发挥重要作用。研究者以黄瓜幼苗为材料进行了如表所示的实验： 组 别 第 1 ～ 3 天 第 4 ～ 9 天 第 10 天 叶面喷洒 日温 / 夜温 光照 日温 / 夜温 光照 分组 检测 A H 2 O 25 ℃ /18 ℃ 适宜 25 ℃ /18 ℃ 适宜 A 1 光合速率 A 2 G 基因表达 量 B ？ 25 ℃ /18 ℃ 适宜 18 ℃ /12 ℃ 弱光 B 1 光合速率 B 2 G 基因表达量 C SA 25 ℃ /18 ℃ 适宜 18 ℃ /12 ℃ 弱光 C 1 光合速率 C 2 G 基因表达 量 (1) 设计实验时，应该遵循的是 ______ 。 ① 所选幼苗长势相同　 ② 幼苗进行随机分组　 ③ 每组均用一株幼苗作为实验料　 ④ 重复进行 实验 ①②④ 解析 答案 解析 　生物实验遵循的一般原则主要有对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则，所以所选幼苗长势应该相同，实验时要进行随机分组，为避免实验误差应该重复进行实验，故选 ①②④ 。 ( 2) 实验中 A 组为 ____ 组 ， B 组叶面应喷洒 _________ 。 检测光合速率之前，应 ____________ ( 填 “ 诱导气孔开放 ” 、 “ 诱导气孔关闭 ” 或 “ 不做处理 ” ) ，以使结果更科学准确 。 对照 ( 等量 )H 2 O 诱导气孔开放 解析 答案 解析 　据表分析， A 组应该为对照组， B 组和 C 组在第 4 ～ 9 天作为一组对照，故 B 组叶面应喷洒 ( 等量 )H 2 O 。检测光合速率之前，应诱导气孔开放使结果更科学准确。 ( 3)G 基因的表达产物是光合作用中需要的一种酶，它依赖于 [H] 发挥催化作用，推测这种酶参与了光合作用中 C 3 的 ____ 过程。 还原 解析 答案 解析 　根据题干可知该酶依赖于 [H] 发挥催化作用，所以参与了暗反应阶段的三碳化合物的还原过程。 (4) 实验检测结果如图 。 ① 检测结果 表明，在 低温、弱光条件下黄瓜幼苗的净光合 速率 ________ ， 但 提前外施 SA 可明显减轻 ____________________________ 的 影响 。 明显 降低 低温、弱光对黄瓜幼苗光合作用 解析 答案 解析 　 据 图分析，在低温、弱光条件下黄瓜幼苗的净光合速率明显降低，提前外施 SA 可明显减轻低温、弱光对黄瓜幼苗光合作用的影响。 ② G 基因表达量检测结果表明， SA 的上述作用机理之一可能是 _____ 光合作用 相关的酶的合成以达到适应不良条件胁迫的能力。 促进 解析 　图中外施 SA 后， G 基因表达量明显提高， SA 的作用机理可能是促进光合作用相关的酶的合成以达到适应不良条件胁迫的能力。 解析 答案 (5) 该实验的目的是 _____________________________________________ __________ 。 探究水杨酸 (SA) 对低温、弱光条件下黄瓜幼苗光 合 作用 的影响 解析 　根据题意和题表分析，该实验的目的是探究水杨酸对低温、弱光条件下黄瓜幼苗光合作用的影响。 解析 答案 典例 5 　 Ⅰ . 某小组同学以菠菜的绿叶为材料，制备了完整叶绿体悬浮液。将制备的叶绿体悬浮液均分为两组，一组为实验组，另一组为对照组，并仅在实验组中加入了适量磷酸 (Pi) 。在适宜温度和光照等条件下，用 14 C 标记的 14 CO 2 供其进行光合作用，然后追踪检测放射性，结果发现实验组 14 C 标记化合物的量及 (CH 2 O)/C 3 比值均明显高于对照组。该实验的目的是 ______________________________ 。 探究 Pi 对光合作用 ( 暗反应 ) 的影响 解析 答案 解析 　该实验分成两组，且仅在实验组中加入适量的磷酸，由此可知，本实验的自变量是磷酸的有无，结果是 14 C 标记化合物的量及 (CH 2 O)/C 3 比值不同。在光合作用过程中， CO 2 中的碳元素先进入 C 3 再进入 (CH 2 O) ， (CH 2 O) 是光合作用 ( 暗反应 ) 的产物，所以该实验的目的是探究磷酸对光合作用 ( 暗反应 ) 的影响。 解析 Ⅱ . 该小组同学从生长状况相同的棉花叶片上剪出大小、部位相同的若干圆叶片，抽取叶片细胞内的气体，平均分成若干份，然后，置于不同浓度的 NaHCO 3 溶液中 ( 如图甲所示 ) ，给予一定强度的相同光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，其记录结果绘成曲线如图乙。该实验的目的是 ________________________________ 。 探究 CO 2 浓度对光合作用速率的影响 答案 解析 　在棉花叶片上剪出大小、位置相同的圆叶片，并置于不同浓度的 NaHCO 3 溶液中，给予相同的一定强度光照，测量圆叶片上浮至液面所需时间，实验的自变量是二氧化碳浓度，实验目的是探究 CO 2 浓度对光合作用速率的影响 。 Ⅲ . 另一组同学将新鲜萝卜磨碎、过滤 得到 提取 液。在温度为 30 ℃ 的条件下，取 等量 提取 液分别加到四个盛有 pH 分别为 3 、 5 、 7 、 9 的 100 mL 体积分数为 3% 的过氧化氢 溶 液 的烧杯中，结果每一个烧杯都产生气体，然后，将加入四个烧杯中提取液的量减半，重复上述实验。在相同时间内，分别测得两次实验中过氧化氢的含量变化并绘制成如图所示曲线，请回答： 该实验中的自变量是 _____________________ ，因变量 是 ____________ ______________________________ __________ 。 单位 时间 产生 pH 的大小和提取液的量 解析 　本实验自变量为 pH 的大小和提取液的量 ( 酶数量 ) ，因变量为过氧化氢分解速率 。故 实验目的为探究过氧化氢在不同 pH 条件及不同量的提取液条件下分解的快慢。 解析 答案 气泡的多少 ( 或单位时间内过氧化氢的减少量 ) 探究 过氧化氢在不同 pH 条件及不同量的提取液 条件下分解 的快慢 ( 或探究等量的提取液在不同 pH 条件下对过氧化氢分解的影响及同种不同量提取液在相同 pH 条件下对过氧化氢分解的影响 ) 该实验的目的是 _______________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________ 。 答案 (3) 从 “ 实验目的 ” 中审读提炼信息 典例 6 　阅读下列各实验目的，试分析各实验中的实验类型、生物学事实、自变量、因变量、无关变量。 ① 探究叶绿体色素对不同波长光的吸收 情况 答案 　实验类型为探究类 ； 生物学 事实 —— 色素对光的吸收 ； 自变量 为光质 ； 因变量 为合成淀粉的量 ( 检测观察指标为叶片的颜色变化 ) ； 无关 变量为植物的发育状况、光照时间、环境温度和植物中已有的有机物。 答案 ② 探究叶色暗绿是否由缺磷造成类胡萝卜素缺乏所 致 答案 　实验类型为探究类 ； 生物学 事实 —— 叶色暗绿 ( 色素与叶色的关系 ) ； 自变量 为磷的有无；因变量为叶色是否暗绿 ； 无关 变量为所选植物叶片的生理状态、选取数量、培养条件。 答案 ③ 验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠的活动状况为观察指标设计 实验 答案 　实验类型为验证类 ； 生物学 事实 —— 胰岛素的作用及调节血糖的过程 ； 自变量 为胰岛素的有无 ； 因变量 为小鼠的症状 ( 具体为：小鼠的活动状况 ) ； 无关 变量为实验动物小鼠的生长生理状态、所使用试剂的量。 答案 ④ 探究生长素类似物促进扦插枝条生根的适宜 浓度 答案 　实验类型为探究类 ； 生物学 事实 —— 生长素类似物对扦插枝条生根的作用 ； 自变量 为生长素类似物浓度 ； 因变量 为枝条生根的情况 ； 无关 变量为植物材料、处理时间和处理方法。 答案 ⑤ 验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量 有关 答案 　实验类型为验证类 ； 生物学 事实 —— 大豆品种矮化现象 ； 自变量 为赤霉素含量的变化 ； 因变量 为大豆是否出现矮化现象 ； 无关 变量为大豆的品种及长势状况、培育环境条件和营养条件。 答案 ⑥ 探索蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离与复原的 影响 答案 　实验类型为探究类 ； 生物学 事实 —— 洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离与复原 ； 自变量 为蔗糖溶液的浓度 ； 因变量 为细胞质壁分离与复原 ； 无关 变量为洋葱鳞片叶表皮细胞的生理状态、处理方式和时间。 2. 实验原理的确认与书写 实验原理就是进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、作出实验假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象结果的依据和确定观测指标的依据 。 书写 时，有时只涉及某一方面，有时考虑多方面，其一般书写格式分为三步：假设 ( 未被证实的结论 ) ＋假设与结果的联系＋结果 ( 或预期结果 ) ，一般用陈述句、肯定句，其思路为先找到结论或假设，再找到结果或现象，然后根据所学知识、题干信息和实验目的寻找两者之间的联系 。 典例 7 　为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。 某学生的实验方案如下： (1) 将正常小鼠随机分成 A 、 B 两组，观察并记录其活动状况。 (2)A 组小鼠注射适量胰岛素溶液， B 组注射等量生理盐水 。 一段 时间后， A 组小鼠会出现四肢无力、活动减少、甚至昏迷等低血糖症状， B 组小鼠活动状况无变化。 (3)A 组小鼠出现低血糖症状后，分别给 A 、 B 两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后， A 组小鼠低血糖症状缓解， B 组小鼠活动状况无变化 。 该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。请回答： 该实验的实验原理是： _________________________________________ _______________________________________________________________________________ __ ______________________________________ 。 含量 过高时，引起血糖下降 ( 二者联系 ) 。机体 出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状 ( 结果 ) ，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解 胰岛素具有降低血糖的作用 ( 结论 ) 。体内胰岛素 解析 答案 解析 　从实验目的看，自变量为胰岛素，所以书写原理时，胰岛素的作用就是原理的核心内容 。 先 写结论：胰岛素具有降低血糖的作用。再写两者的联系：体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降 ； 最后 定结果 ( 现象 ) ：机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解 。 最后 按书写格式整理成连贯的条理清晰的 答案 。 3. 实验假设的书写 假设是指用来说明某种现象但未经证实的论题，是对研究结果的预测，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的设想，假设是研究者对研究结果预先赋予的 答案 ，是一种可能的解释和说明 。 假设 的提出可能正确也可能错误，只要能解释题给现象或与题干相符，则提出的假设就可以 。 一般 情况下，若是实验中要求写出你的假设，我们应根据自己平时积累的知识，写出认为最可能的一种假设即可。 典例 8 　为研究雄性家兔体内睾酮 (ST ，一种雄性激素 ) 与生长激素 (GH) 含量的关系，某研究小组进行了以下实验 ( 手术过程不影响结果 ) ，请补充完成方案并回答问题。 研究课题：雄性家兔 ST 含量对 GH 含量的影响。 一、实验假设： ___________________________ 。 解析 答案 ST 含量的增加能使 GH 含量下降 解析 　由实验数据可知该实验目的：探究 ST 与 GH 的含量的关系 。 二、实验步骤： (1) 将 1 月龄体重相同的健康雄性家兔分为甲、乙两组，每组 6 只。测定和记录每只家兔血液中 ______________ 。 ST 和 GH 的浓度 解析 　分组，测定和记录每只家兔血液中原有 ST 和 GH 的浓度。 (2) 甲组兔切除性腺，乙组兔 ____________________ 。 解析 　对两组家兔的处理：甲组切除性腺，乙组为对照组即不切除性腺。 不切除性腺 ( 不做处理 ) (3) 在相同且适宜的条件下饲养 1 个月，测定和记录 __________________ _________ 。 解析 　在相同的条件下饲养 1 个月后，依次测定和记录每只家兔血液中 ST 和 GH 的浓度。 每只家兔血液中 ST 和 GH 的浓度 解析 答案 三、结果预测： 测定时间 ST 浓度 (μg/mL) GH 浓度 (μg/mL) 甲组 乙组 甲组 乙组 前测 m 1 m 1 n 1 n 1 后测 ＜ m 2 m 2 ＞ n 2 n 2 四、分析与讨论： (1) 要使实验更严谨，在上述步骤之后，还应给甲组家兔注射 _________ __ ， 乙组家兔注射 ____________ ， 然后测定和记录每只家兔血液中的 GH 浓度，并求各组的 ______ 。 适量 ST 溶 液 等量 生理盐水 平均值 解析 　要使实验更严谨，可再给甲组家兔注射适量 ST 溶液，乙组家兔注射等量生理盐水，然后测定和记录每只家兔血液中的 GH 浓度，求两组的平均值。 解析 答案 (2 ) 与后测比，进一步实验处理后甲组 GH 浓度 ____ ， 乙组 GH 浓度不变 。 下降 解析 答案 解析 　由后测数据可得进一步实验处理后的结果：甲组 GH 浓度下降，乙组 GH 浓度不变。 (3) 根据预测结果，请举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法： _________________________________ 。 解析 　由实验数据可得，促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：切除性腺 ( 或阉割 ) 。 切除性腺 ( 或阉割 )( 其他合理答案也可 ) 典例 9 　有人认为胃黏膜可分泌胃泌素，该物质能影响胃液的分泌，请完成如下探究实验。 (1) 主要实验材料和用品：小鼠若干只， 0 . 9% 生理盐水，胃黏膜液。 (2) 实验假设： _________________________________________________ ______________ 。 胃黏膜可以分泌胃泌素，且胃泌素能促进胃液的分泌 ( 其 他合理答案也可 ) 解析 　实验假设是实验目的的肯定或否定，该实验假设可以是：胃黏膜可以分泌胃泌素，且胃泌素能促进胃液的分泌。 解析 答案 (3) 实验步骤： ① 把生长发育相同的健康小鼠分成数量相等的 A 、 B 两组； ② A 组静脉注射适量的一定浓度的胃黏膜液， B 组注射 ______________ ______ ； ③ 在相同且适宜的条件下饲养，收集并记录小鼠胃液的分泌情况 。 等量的 0.9% 生 理盐水 解析 　 ② 该 实验的自变量是胃泌素的有无，或者胃黏膜液的有无， A 组静脉注射适量的一定浓度的胃黏膜液为实验组， B 组注射等量的 0 . 9% 生理盐水为对照组。 解析 答案 (4) 实验结果预测： ① 如果 ________________________ ， 则假设成立； ② 如果 _______________________ ， 则假设不成立 。 A 组胃液分泌量明显比 B 组 多 A 组胃液分泌量与 B 组相当 解析 　 ① 如果 A 组胃液分泌量明显比 B 组多，则假设成立 ； ② 如果 A 组胃液分泌量与 B 组相当，则假设不成立。 解析 答案