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高考实验设计题分析 沈阳市第二十中学张岩 实验设计题的重点 1 变量的分析 2 实验步骤的设计 3 实验结果的分析 变量关系分析 自变量 实验变量 因变量 反应变量 无关变量1 自变量是实验中由实验者所操纵的因素或条件 2 因变量是指实验中由于自变量而引起的变化和结果 3 无关变量 指实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件 单一变量原则 一个自变量只能对应一个因变量 06全国 30 为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗 请用所提供的实验材料与用具 在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上 继续完成实验步骤的设计和预测实验结果 并对你的预测结果进行分析 实验材料与用具 烟草幼苗 试管两支 蒸馏水 NaHCO3稀溶液 为光合作用提供原料 真空泵 暗培养箱 日光灯 实验过程中光照和温度等条件适宜 空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计 实验步骤和预测实验结果 1 剪取两小块相同的烟草叶片 分别放盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中 此时 叶片均浮在液面上 2 用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后 敞开试管口 可观察到叶片均下沉到试管底部 3 将这两支试管放在日光灯下 照光一段时间 结果 NaHCO3稀溶液中的叶片上浮 蒸馏水中的叶片仍在试管底部 4 再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间 结果 NaHCO3稀溶液中的叶片下沉 蒸馏水中的叶片仍在试管底部 变量关系分析 实验设计的切入点 1 确定实验的自变量和因变量 找出改变自变量和获得因变量的方法 在实验设计中 自变量通常是可以改变的量 因变量通常是可观察或可测量的量 实验难点往往是如何改变自变量或如何观察测量因变量 2 分析自变量和因变量的关系 形成设计思路 实验设计的总体思路一般是通过改变自变量而获得因变量的变化结果 通过对照等手段排除无关变量的干扰 变量关系分析 03江苏 42 某实验小鼠适宜生活在25 左右的环境中 为探究低于适宜温度的环境 如10 对小鼠能量代谢的影响 能量代谢的强弱用单位时间的耗氧量表示 请依据所给的实验装置 如图6 5 实验材料和用品 在给出的实验方法和步骤的基础上 继续完成探究实验 预测可能的实验结果和结论 并回答问题 实验室温度 25 左右材料和用品 小鼠 冰袋 秒表等 方法和步骤1 将小鼠放入广口瓶的笼内 加塞密闭 打开夹子A B C 片刻后关闭夹子B 用注射器抽取10毫升氧气备用 关闭夹子C 打开夹子B 使水检压计液面左右平齐 步骤2 步骤3 变量关系分析 步骤2 待小鼠安静后 关闭夹子A 记下时间 将注射器向前推进5mL 推进数量合理即可 水检压计液面左侧升高 关闭夹子B 待水检压计的液面左右平齐时 记下时间 得到25 环境中 小鼠消耗5mL氧气所用时间 步骤3 将冰袋放在广口瓶周围 调节距离使瓶内温度稳定在10 待小鼠安静后 重复步骤1 2中的有关操作 得到10 环境中 小鼠消耗5mL氧气所用时间 变量关系分析 2003全国理综 21 现有一种植物的种子 已经知道它的萌发受水分 温度和氧气的影响 但不了解其与光是否有关 为探究光的有无对该种子萌发的影响 请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤 预测可能出现的实验结果 并分别得出相应的结论 材料用品 数量充足的铺有滤纸的培养皿 无菌水 表面消过毒的种子等 答案 1 方法步骤 向培养皿中倒入适量的水 将等量的种子分别放入两组培养皿中 将一组置于有光照的环境中 另一组置于黑暗环境中 在培养过程中 使两组所处温度 水分 空气状况适宜且相同 一周后 统计各组的发芽率 2 可能的实验结果及结论 有光组萌发 无光组不萌发 或有光组发芽率高于无光组 差异显著 光是该种植物种子萌发的必要条件之一 光促进该种子的萌发 有光组不萌发 无光组萌发 或无光组发芽率高于有光组 差异显著 光抑制该种子的萌发 有光组萌发 无光组不萌发 或发芽率差异不显著 该种植物的种子萌发不受光的影响 05广东 42 荔枝是著名的岭南佳果 其果皮中存在多酚氧化酶 多酚氧化酶能够氧化果皮中的一些无色物质 形成褐色物质 这是引起采后荔枝果皮褐变的原因之一 褐变的发生严重影响了荔枝的保鲜效果 果皮褐变面积百分率常作为荔枝保鲜效果的指标 在不考虑其他因素影响褐变的前提下 利用上述现象 以荔枝果皮褐变面积百分率为多酚氧化酶活性的指标 某同学设计了一个实验 旨在探究温度对荔枝果皮内多酚氧化酶活性的影响 1 请补充下列设计中空缺的内容 设计温度梯度 5 10 15 20 25 30 确定测量指标 荔枝果皮褐变面积百分率 选择同一品种 大小和成熟度一致且无机械损伤的新鲜荔枝果实 将其分成6组 每组数量相等 装人保鲜袋并作好标签后 分别放人相应温度的恒温箱中 经过5天后 取出荔枝果实 测定并记录褐变面积 实验步骤设计 对照实验的设计 对照的分类 一 平行对照 1 空白对照 2 条件对照 3 相互对照 二 自身对照 平行对照实验 分组 处理 观测 一 平行对照实验的基本设计思路 设立实验组和对照组 等量 随机 实验材料符合要求并初始状态相同 分别给实验组和对照组施加单一变量 改变自变量 等量 适宜且相同条件培养 观察实验现象 记录实验数据 观察测量因变量 平行对照实验 分组 处理 观测 科学研究已证实某类有机污染物对水生软体动物雌性个体有致畸作用 畸变雌性体内出现雄性生殖器官 近期某水域被该类有机物X污染 为了解此有机物对水生软体动物是否有致畸作用 生物兴趣小组同学提出开展探究活动 请利用中学生物实验室常用器材以及下列实验材料和用具 设计实验并预测实验结果 实验材料和用具 采自未受污染水域 体重相近 性成熟的水生螺 A螺 300只 解剖镜 有机污染物X溶液 养殖池 正常A螺雌 雄性器官解剖图谱等 提示 给药剂量 具体仪器操作不作要求 室温恒定 养殖时间30天 A螺为雌雄异体 性别特征可在解剖镜下鉴定 平行对照实验 分组 处理 观测 2 设计实验步骤 随机取A螺数只解剖 对照解剖图谱 识别雌 雄生殖器官特征 将A螺随机分为对照组和实验组 每组100只 至少30只 向实验组养殖池中加入一定体积的有机污染物X溶液 对照组加入等体积的蒸馏水 饲养和其他条件均相同 养殖30天后 将各养殖池中A螺在解剖镜下解剖观察并与标准图谱对照 记录性畸变雌螺数量 计算雌 雄个体性畸变百分率 平行对照实验 分组 处理 观测 2005广东39 研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液1000mL 利用以下实验材料和器材设计实验 探究不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响 实验材料和器材 水稻种子 试管 培养皿 纱布 尺子 100mm 蒸馏水 恒温光培养箱 温度设定为28 光强度为2000Lux 实验材料和器材的数量不限 根据给出的实验材料和器材 请设计实验方法和步骤 预测实验结果并作出分析 平行对照实验 分组 处理 观测 1 方法和步骤 用蒸馏水将重金属污染液逐级稀释10 102 103 104倍 稀释过程中pH值的变化可不作考虑 获得4种不同浓度的污染液 挑选籽粒饱满 大小一致的水稻种子250粒 随机分成5组 50粒 组 取5只培养皿 垫上纱布 其中4只培养皿加入等体积的不同浓度重金属污染液 浸润纱布即可 另1只培养皿加入等体积的蒸馏水作为对照 在每只培养皿的纱布上 均匀放置50粒水稻种子 将5只培养皿置于恒温光照培养箱培养 每天实验组补充等量的相应浓度重金属污染液 对照组补充等体积的蒸馏水 以保持纱布的湿润 1周后统计各组的发芽率 用尺子测量幼苗株高 或根长 计算其平均值 自身对照实验 前测 处理 后测 二 自身对照实验的设计思路 观察测量因变量 前测 改变自变量 再次观察测量因变量 后测 自身对照实验 前测 处理 后测 步骤2 待小鼠安静后 关闭夹子A 记下时间 将注射器向前推进5mL 推进数量合理即可 水检压计液面左侧升高 关闭夹子B 待水检压计的液面左右平齐时 记下时间 得到25 环境中 小鼠消耗5mL氧气所用时间 步骤3 将冰袋放在广口瓶周围 调节距离使瓶内温度稳定在10 待小鼠安静后 重复步骤1 2中的有关操作 得到10 环境中 小鼠消耗5mL氧气所用时间 自身对照实验 前测 处理 后测 实验 观察植物细胞的质壁分离与复原方法步骤 1 制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片 2 用高倍显微镜观察 可以看到洋葱鳞片叶表皮细胞中的紫色的中央液泡 还可以看到原生质层紧紧地贴着细胞壁 3 从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液 在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引 这样重复几次 盖玻片下面的洋葱鳞片叶表皮就浸润在蔗糖溶液中 4 用高倍显微镜观察 可以看到细胞中的中央液泡逐渐变小 原生质层逐渐与细胞壁分离开来 5 从盖玻片的一侧滴入清水 在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引 这样重复几次 洋葱鳞片叶表皮又浸润在清水中 6 用高倍显微镜观察 可以看到中央液泡逐渐胀大 原生质层又逐渐贴向细胞壁 实验步骤设计 平行对照与自身对照 有时在平行对照实验中也需要进行前测 1 保证实验对象的初始状态相同 2 保证实验对象符合实验要求 3 需要通过后测与前测的对比说明问题 实验步骤设计 平行对照与自身对照 2004广东 39 为了验证甲状腺激素的生理作用 试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标 根据给出的实验材料和用具 设计实验步骤 预测实验结果 并作出分析 1 材料和用具 略 2 方法与步骤 将两组大白鼠分别标号为甲组和乙组 并分别用给出的仪器 测定并记录耗氧量和活动量 每日用灌胃器给予甲组鼠灌甲状腺激素溶液 给乙组鼠灌等量的蒸馏水 饲养一定时期 测定与记录甲 乙组鼠的耗氧量和活动量 实验步骤设计 平行对照与自身对照 06江苏 40 为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在 及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需 可用黑白瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定 白瓶为透明玻璃瓶 其水体溶解的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的02与呼吸消耗的02的差值 以BDO表示 黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶 瓶中水体溶解02的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的02 以BDO表示 请完成下列实验 1 实验步骤 用采水器取该层水样 分别注满500mL黑 白瓶并密封 剩余水样用于测溶解氧浓度 将黑 白瓶挂回原水层 24小时后取出黑 白瓶测溶解氧浓度 实验结果及分析 实验结果及分析 验证性实验 实验结果是观察到的实验现象或获得的实验数据 结果分析是分析为什么会出现这一结果 数据或者是这样的结果 数据说明了什么问题 探究性实验 每个实验结果说明什么问题 能得出什么结论 实验结论 实验结论是通过分析实验现象或实验数据而获得的 是针对实验目的中提出的问题而给出的答案 实验结果分析 验证性实验 2004广东 39 为了验证甲状腺激素的生理作用 试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标 根据给出的实验材料和用具 设计实验步骤 预测实验结果 并作出分析 1 材料和用具 略 2 方法与步骤 3 结果预测与分析 未给甲状腺激素时 甲 乙组鼠耗氧量和活动量相近 给甲组鼠甲状腺激素后 其耗氧量和活动量均大于乙组鼠 结果表明甲状腺激素能够促进新陈代谢 加速体内物质的氧化分解 提高神经系统的兴奋性 从而使动物的耗氧量和活动量增加 实验结果分析 探究性实验 2004江苏 42 参照装置和试剂 以小麦种子为实验材料 尝试设计实验 探究两种不同pH的酸雨对种子萌发率的影响 实验预期结果与分析 实验预期结果多种多样 写出其中3种并加以分析 实验结果分析 探究性实验 实验预期结果与分析 实验预期结果多种多样 写出其中3种并加以分析 a 如果3个装置中 种子萌发率没有差异 那么说明酸雨对小麦种子萌发率无影响 b 如果3个装置中 pH越小 种子萌发率越低 说明酸雨的小麦种子萌发有抑制作用 且随着pH的减小 抑制作用越大 c 如果3个装置中 pH越小 种子萌发率越高 说明酸雨对小麦种子萌发有促进作用 且随着pH的减小 促进作用越大 遗传实验 1 鉴定显隐性 2 鉴定常染色体还是X染色体 3 鉴定是否符合孟德尔定律 4 鉴定细胞质遗传还是细胞核遗传 遗传实验 鉴定显隐性 2005全国理综 31 已知牛的有角与无角为一对相对性状 由常染色体上的等位基因A与a控制 在自由放养多年的一群牛中 无角的基因频率与有角的基因频率相等 随机选出1头无角公牛和6头有角母牛 分别交配 每头母牛只产了1头小牛 在6头小牛中 3头有角 3头无角 1 根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状 请简要说明推断过程 2 为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系 用上述自由放养的牛群 假设无突变发生 为实验材料 再进行新的杂交实验 应该怎样进行 简要写出杂交组合 预期结果并得出结论 2 从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交 有角牛 有角牛 如果后代出现无角小牛 则有角为显性 无角为隐性 如果后代全部为有角小牛 则无角为显性 有角为隐性 遗传实验 鉴定常染色体还是X染色体 06 广州 女娄菜是一种雌雄异株的植物 其叶形有披针形和狭披针形两种类型 受一对等位基因 B b 控制 某校生物研究小组用两个披针形叶的亲本进行杂交实验 后代出现了一定数量的狭披针形叶 请回答 1 狭披针形叶是 性状 2 其实 女娄菜的叶型遗传属于伴性遗传 该研究小组打算利用杂交实验对此加以验证 那么 他们应选择何种表现型的杂交组合 父本 母本 请你预测并简要分析实验结果 判断遗传属性的理由 答案 1 隐性 2 披针形狭披针形若后代雌性个体全为披针形 雄性个体全为狭披针形 则一定是伴性遗传 若后代雌性个体出现狭披针形或雄性个体出现披针形 则不是伴性遗传 遗传实验 鉴定常染色体还是X染色体 2006全国理综 31 从一个自然果绳种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇 这两种体色的果蝇数量相等 每种体色的果蝇雌雄各半 已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制 所有果蝇均能正常生活 性状的分离符合遗传的基本定律 请回答下列问题 4 现用两个杂交组合 灰色雌蝇 黄色雄蝇 黄色雌蝇 灰色雄蝇 只做一代试验 每个杂交组合选用多对果蝇 推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状 并以此为依据 对哪一种体色为显性性状 以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题 做出相应的推断 要求 只写出子一代的性状表现和相应推断的结论 遗传实验 鉴定常染色体还是X染色体 31 4 解 如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体 并且体色的遗传与性别无关 则黄