生物第九單元 生物與環(huán)境 實驗素養(yǎng)提升6

能力必備能力必備對實驗設計方案的檢查和評價對實驗設計方案的檢查和評價“五看法五看法”技能展示技能展示1.（2017山東濰坊模擬）山東濰坊模擬）某研究小組為探究某研究小組為探究3種具有生長素效應的物質種具有生長素效應的物質NAA、IAA和和IBA對竹柳插條生根效果的影響，進行了如下相關的實驗探究對竹柳插條生根效果的影響，進行了如下相關的實驗探究：選用一年生茁壯、無病蟲害的竹柳，取長選用一年生茁壯、無病蟲害的竹柳，取長10 cm、粗、粗0.2 cm的枝條若干，上端剪的枝條若干，上端剪口平滑，下端則沿口平滑，下端則沿30剪切，并用剪切，并用0.5%的多菌靈進行表面消毒。的多菌靈進行表面消毒。將將3種具有生長素效應的物質分別配制成種具有生長素效應的物質分別配制成50 mg/L、100 mg/L和和200 mg/L 3種濃度種濃度的溶液。將竹柳插條每的溶液。將竹柳插條每10枝一組，下端插入激素溶液中枝一組，下端插入激素溶液中60 min，重復，重復3次，然后次，然后在相同環(huán)境條件下進行扦插實驗。觀察并記錄插條生根情況，結果如表所示在相同環(huán)境條件下進行扦插實驗。觀察并記錄插條生根情況，結果如表所示。請回答下列問題：請回答下列問題：（1）插條下端沿一定角度剪切的目的是）插條下端沿一定角度剪切的目的是_。（2）該項實驗研究過程中的自變量是）該項實驗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的沒有涉及的因變量：請寫出一種上述研究過程中與根有關的沒有涉及的因變量：_。（3）從實驗設計的科學性角度分析，本實驗設計的缺點是）從實驗設計的科學性角度分析，本實驗設計的缺點是。（4）從研究的自變量分析，）從研究的自變量分析，對生根率的影響程度較大對生根率的影響程度較大。激素種類激素種類NAA IAA IBA 激素濃度激素濃度/（mgL1）5010020050100200501002007天生根率天生根率/%52736352656379807214天生根率天生根率/%637975546564848782解析解析（1）實驗過程中）實驗過程中，插條下端沿一定的角度進行剪切插條下端沿一定的角度進行剪切，可增大插條切口與具可增大插條切口與具有生長素效應的物質溶液的接觸面積有生長素效應的物質溶液的接觸面積，有利于插條下端吸收溶液有利于插條下端吸收溶液，并促進其生根。，并促進其生根。（2）分析表格數(shù)據(jù)可知）分析表格數(shù)據(jù)可知，該實驗的自變量是激素的種類和濃度該實驗的自變量是激素的種類和濃度，因變量是插條的因變量是插條的生根率生根率，但因變量也可以是生根的條數(shù)或生根的長度。（但因變量也可以是生根的條數(shù)或生根的長度。（3）該實驗中）該實驗中3種具有生長種具有生長素效應的物質分別都被配制成素效應的物質分別都被配制成50 mg/L、100 mg/L和和200 mg/L 3種濃度的溶液種濃度的溶液，缺少缺少濃度為濃度為0的對照組的對照組，即該對照組應為不進行任何激素處理的空白對照。（即該對照組應為不進行任何激素處理的空白對照。（4）從數(shù)值）從數(shù)值來看來看，不同激素處理不同激素處理，數(shù)據(jù)差別較大數(shù)據(jù)差別較大，其中其中IBA對生根率的影響最大對生根率的影響最大，而每種激素而每種激素在不同濃度時所起的作用變化不明顯。在不同濃度時所起的作用變化不明顯。答案答案（1）增大（切口、生根、吸收）面積（）增大（切口、生根、吸收）面積（2）激素種類和激素濃度平均根）激素種類和激素濃度平均根長（或生根數(shù)）（長（或生根數(shù)）（3）缺少對照）缺少對照組組 （4）激素）激素種類種類2.（2018湖北武漢調研）湖北武漢調研）某研究小組為驗證糖尿病是由胰島素缺乏引起的，設計了以下某研究小組為驗證糖尿病是由胰島素缺乏引起的，設計了以下實驗實驗：實驗材料：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。實驗材料：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。實驗步驟：實驗步驟：第一步，隨機選擇第一步，隨機選擇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行相應的切割處理。行相應的切割處理。第二步，一段時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，觀察顏第二步，一段時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。色變化。第三步第三步.給切除胰腺的小鼠喂食適量的胰島素，一段時間后收集適量的尿液于試管中，給切除胰腺的小鼠喂食適量的胰島素，一段時間后收集適量的尿液于試管中，滴加斐林試劑，觀察顏色變化滴加斐林試劑，觀察顏色變化。請根據(jù)以上內容回答問題：請根據(jù)以上內容回答問題：（1）指出上述實驗步驟中的）指出上述實驗步驟中的3項錯誤：項錯誤：_。（ 2 ） 本 實 驗 設 置 了 兩 種 對 照 ： 一 種 是） 本 實 驗 設 置 了 兩 種 對 照 ： 一 種 是 ， 另 一 種 是， 另 一 種 是_。（3）請設計實驗結果記錄表，并將正確處理后預期的實驗結果填入表中）請設計實驗結果記錄表，并將正確處理后預期的實驗結果填入表中。解析解析（1）第一步）第一步，隨機選擇隨機選擇2只小鼠只小鼠，數(shù)量太少數(shù)量太少，不能排除偶然因素對實驗結果不能排除偶然因素對實驗結果的影響；第二步的影響；第二步，滴加斐林試劑后滴加斐林試劑后，需要水浴加熱需要水浴加熱，才能觀察顏色變化；第三步才能觀察顏色變化；第三步，應給切除胰腺的小鼠注射適量的胰島素應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（胰島素的化學本，要注意胰島素不能喂食（胰島素的化學本質是蛋白質，若喂食，其會被消化而失去活性）。另質是蛋白質，若喂食，其會被消化而失去活性）。另外外，滴加斐林試劑后觀察實驗，滴加斐林試劑后觀察實驗現(xiàn)象時，也需要水浴加熱。（現(xiàn)象時，也需要水浴加熱。（2）本實驗體現(xiàn)的對照原則：一種是實驗小鼠（切除胰）本實驗體現(xiàn)的對照原則：一種是實驗小鼠（切除胰腺）與正常小鼠進行的空白對照腺）與正常小鼠進行的空白對照，另一種是實驗小鼠補充胰島素后進行的自身前后另一種是實驗小鼠補充胰島素后進行的自身前后對照。（對照。（3）實驗中至少需要）實驗中至少需要6只小鼠只小鼠，每組每組3只只，進行重復實驗。第一組：小鼠不切進行重復實驗。第一組：小鼠不切除胰腺但進行相應的切割處理除胰腺但進行相應的切割處理，滴加斐林試劑并水浴加熱后尿液中不出現(xiàn)磚紅色沉滴加斐林試劑并水浴加熱后尿液中不出現(xiàn)磚紅色沉淀淀，說明尿液中沒有還原糖；第二組：小鼠切除胰腺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滴加斐林試劑并水浴加熱后尿液中出現(xiàn)磚紅色沉淀尿液中出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明尿液中含有還原糖說明尿液中含有還原糖，兩組實驗對照證明了糖尿病與胰，兩組實驗對照證明了糖尿病與胰腺有關。接著給切除胰腺后的小鼠注射適量的胰島腺有關。接著給切除胰腺后的小鼠注射適量的胰島素素，則滴加斐林試劑并水浴加熱，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，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，進而可證明糖尿病是由胰島素缺乏引起的進而可證明糖尿病是由胰島素缺乏引起的。答案答案（1）第一步選擇）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）（胰島素不能喂食）（2）實驗小鼠與正常小鼠的空白對照（或空白對照）實驗小鼠補充胰島素的）實驗小鼠與正常小鼠的空白對照（或空白對照）實驗小鼠補充胰島素的自身前后對照（或前后對照自身前后對照（或前后對照）(3)實驗實驗結果記錄表結果記錄表如下如下 切除胰腺（實驗組）切除胰腺（實驗組）不切除胰腺（對照組）不切除胰腺（對照組）小鼠小鼠1小鼠小鼠2小鼠小鼠1小鼠小鼠2第一次第一次觀察觀察出現(xiàn)磚紅色出現(xiàn)磚紅色沉淀沉淀出現(xiàn)磚紅色出現(xiàn)磚紅色沉淀沉淀不出現(xiàn)磚紅不出現(xiàn)磚紅色沉淀色沉淀不出現(xiàn)磚紅不出現(xiàn)磚紅色沉淀色沉淀注射胰島素注射胰島素后觀察后觀察不出現(xiàn)磚紅不出現(xiàn)磚紅色沉淀色沉淀不出現(xiàn)磚紅不出現(xiàn)磚紅色沉淀色沉淀/3.（2017河南開封一模）河南開封一模）科學研究發(fā)現(xiàn)：生長素可能通過促進細胞分泌科學研究發(fā)現(xiàn)：生長素可能通過促進細胞分泌H，進而促，進而促進細胞伸長。為了驗證酸能夠促進細胞伸長，科學家進行了如下相關實驗設計進細胞伸長。為了驗證酸能夠促進細胞伸長，科學家進行了如下相關實驗設計：（1）實驗材料的處理（如圖為黑暗中萌發(fā)的小麥幼苗）：）實驗材料的處理（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，切取圖中取材：選擇若干長勢一致的小麥幼苗，切取圖中（填字母）對應的胚芽（填字母）對應的胚芽段作為實驗材料。理由是段作為實驗材料。理由是_。 處 理 ： 步 驟處 理 ： 步 驟 所 取 的 胚 芽 段 ， 首 先 應 放 入 蒸 餾 水 中 浸 洗 的 理 由 是所 取 的 胚 芽 段 ， 首 先 應 放 入 蒸 餾 水 中 浸 洗 的 理 由 是_。（2）預實驗：為了確定實驗中）預實驗：為了確定實驗中pH大致范圍，配制不同大致范圍，配制不同pH的系的系列緩沖液。進行了預實驗，結果如圖。列緩沖液。進行了預實驗，結果如圖。圖中縱坐標的含義是圖中縱坐標的含義是_。圖示說明：圖示說明：_?？梢酝茰y本實驗的可以推測本實驗的pH大致范圍在大致范圍在_。(3)正式正式實驗：實驗：設置設置5組實驗。組實驗。將各組小瓶編號，分別裝入將各組小瓶編號，分別裝入，每瓶投入，每瓶投入10段相同的實驗材料。段相同的實驗材料。將各組在適宜條件下進行培養(yǎng)，定期將各組在適宜條件下進行培養(yǎng)，定期_。解析解析（1）感受外界刺激的部位是胚芽鞘尖端（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而生長素的作用部位是胚芽鞘尖端以下的一段（鞘尖端以下的一段（b），生長素能促進胚芽鞘尖端以下一段細胞的伸長生長素能促進胚芽鞘尖端以下一段細胞的伸長，該實驗的該實驗的目的是驗證酸能夠促進細胞伸長目的是驗證酸能夠促進細胞伸長，因此因此，應選擇能伸長生長的應選擇能伸長生長的b段作為實驗材料。段作為實驗材料。b段中可能含有植物自身產生的生長素段中可能含有植物自身產生的生長素，為了排除自身產生的生長素對實驗的干擾為了排除自身產生的生長素對實驗的干擾，需需要首先將胚芽段放入蒸餾水中浸洗。（要首先將胚芽段放入蒸餾水中浸洗。（2）圖中縱坐標為實驗的因變量圖中縱坐標為實驗的因變量，即小麥胚即小麥胚芽段生長的長度。芽段生長的長度。起初隨著起初隨著pH增大增大，細胞伸長效果越來越明顯細胞伸長效果越來越明顯，當超過一定的當超過一定的pH（約為（約為3），細胞伸長效果逐漸減弱細胞伸長效果逐漸減弱，最終會抑制細胞的伸長（與最終會抑制細胞的伸長（與pH為為7比較）。通過比較）。通過預實驗預實驗，可得出小麥胚芽段生長的最適可得出小麥胚芽段生長的最適pH范圍為范圍為15，因此因此，正式實驗應在正式實驗應在pH為為15范圍內設置更小的梯度進行實驗。（范圍內設置更小的梯度進行實驗。（3）5組實驗的瓶內應分別裝入等量的組實驗的瓶內應分別裝入等量的5種不同種不同pH緩沖液緩沖液，每瓶投入每瓶投入10段相同的實驗材料段相同的實驗材料，這是對自變量（不同這是對自變量（不同pH緩沖液）和無關變量緩沖液）和無關變量進行的處理進行的處理，然后將各組在適宜條件下進行培養(yǎng)然后將各組在適宜條件下進行培養(yǎng)，定期測量并記錄胚芽段的長度（對定期測量并記錄胚芽段的長度（對因變量進行檢測）因變量進行檢測），以確定促進細胞伸長的最適以確定促進細胞伸長的最適pH。答案答案（1）b伸長部位是胚芽鞘尖端下面的一段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盡可能排除植物本身產生的生長素對實驗的干擾生的生長素對實驗的干擾（2）小麥胚芽段生長的長度小麥胚芽段生長的長度在一定范圍內，在一定范圍內，pH越大，細胞伸長越明顯，越大，細胞伸長越明顯，超過一定范圍，則會抑制細胞伸長超過一定范圍，則會抑制細胞伸長15（3）等量的等量的5種不同種不同pH緩沖液緩沖液測量并記錄胚芽段的測量并記錄胚芽段的長度長度