2021高考生物一轮复习第3单元实验微课2关注“自变量因变量无关变量”课件

2021高考生物一轮复习第3单元实验微课2关注“自变量因变量无关变量”课件

[实验微课2]　关注“自变量、 因变量、无关变量” 1.自变量、因变量、无关变量三者之间的关系 (1)自变量,指实验中由实验者根据实验目的所要操纵的因素或条件。因变 量,指实验中由实验变量引起的变化和结果。通常自变量是原因,因变量是结 果,二者具有因果关系。实验的目的在于解释这种前因后果关系。 (2)无关变量,指实验中除自变量以外的影响实验变化和结果的因素或条件。 实验中应尽量避免无关变量对正常实验结果造成干扰,如果无关变量处理不 当影响了正常结果的出现,此无关变量就成为干扰变量了,所以避免无关变量 成为干扰变量是实验成功的前提。 2.实验变量控制的三个原则 实验变量 控制原则 实例 自变量 单一变量原则 探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量 无关变量 等量适宜原则 探究温度对酶活性的影响实验中,pH为无关变量,实验时,各组pH不但要相同,还要适宜 因变量 可观测性原则 探究温度对酶活性的影响实验中,根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测的反应直观地显现出来,便于实验结果的观测 3.教材中探究类实验的变量分析 实验名称 自变量 因变量 无关变量 探究温度对淀粉酶活性的影响 不同温度(至少三种) 酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化) pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等 探究pH对过氧化氢酶活性的影响 不同pH(至少三种) 酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度) 温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等 探究酵母菌的呼吸方式 氧的有无 CO 2 生成量(澄清石灰水的混浊程度);酒精产生(酸性条件下用重铬酸钾检测) 葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等 模拟探究细胞表面积与体积的关系 琼脂块体积的大小 物质运输的效率 NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等 探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度 不同浓度的生长素类似物 扦插枝条的生根数量或长度 实验材料的一致性、生长素类似物浓度的准确性、处理时间的一致性等 探究培养液中酵母菌数量的动态变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等 探究水族箱中的群落演替 时间 群落的变化 水族箱的培养条件和环境等   1. (2019安徽黄山高三第二次质检)下列有关酶特性的实验中,叙述错误的是   (　 D 　) A.验证酶的高效性时,自变量是催化剂的种类 B.验证酶的专一性时,自变量是酶的种类或底物的种类 C.探究pH对酶活性的影响时,pH是自变量,温度是无关变量 D.探究酶作用的最适温度时,应设置高温、室温、低温三组实验 答案    D 　酶的高效性是与无机催化剂相比而言的,验证酶的高效性时,自变 量是催化剂的种类,A正确;验证酶的专一性时,可以是底物相同,酶的种类不 同,也可以是酶的种类相同,底物不同,B正确;探究pH对酶活性的影响时,自变 量是pH,温度为无关变量,C正确;探究温度对酶活性的影响时,温度是自变量, 设置分组时应该围绕最适温度设计温度梯度,D错误。 2. (2019吉林实验中学高三四模)如图为探究酵母菌细胞呼吸的实验装置,锥 形瓶内装有正常生长的酵母菌及足量培养液,试管内装有溴麝香草酚蓝水溶 液,从阀门通入的空气已去除CO 2 ,实验过程中其他条件适宜。下列叙述错误 的是   (　 　)   A.若打开阀门进行实验,探究温度对酵母菌有氧呼吸的影响,则通入锥形瓶的 O 2 属于无关变量 B.若关闭阀门进行实验,在酸性条件下,可用重铬酸钾检测锥形瓶的培养液中 是否有乙醇产生 C.若打开阀门,在不同温度下进行实验,试管溶液颜色变化所需的时间越短, 则表明酵母菌在所处温度下的有氧呼吸越旺盛 D.若关闭阀门,以乳酸菌替代酵母菌进行实验,试管中溶液颜色由蓝变绿再变 黄 答案    D　 若探究温度对酵母菌有氧呼吸的影响,温度属于自变量,而O 2 属于 无关变量,A正确;关闭阀门,酵母菌在无氧条件下进行无氧呼吸产生酒精,可 在酸性条件下用重铬酸钾检测,B正确;试管颜色变化时间越短,说明产生的 CO 2 速率越快,从而说明该温度下有氧呼吸越旺盛,C正确;乳酸菌发酵产生乳 酸,不能产生CO 2 ,不能使溴麝香草酚蓝水溶液变色,D错误。 3. (2019江西南昌二中高三第六次考试)某同学想探究二氧化碳浓度与光合速 率的关系。他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜,用直径1 cm的打孔器 打取小叶圆片各10片,并设法抽去气体使之下沉,置于光下。取100 mL三角 瓶4个,编号1~4,按如表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。下列评价 或修正不合理的是   (　 　) 编号 实验处理 30 min内上浮 叶圆片数(片) 叶圆片来源 叶圆片数(片) 自来水(mL) NaHCO 3 (g) 1 A 10 40 0 2 2 B 10 40 1.0 6 3 C 10 40 1.5 4 4 D 10 40 2.0 5 A.只要控制光照、温度相同即可 B.自变量二氧化碳浓度的控制不严格 C.实验材料本身存在的差异会影响实验结果 D.制备的叶圆片投入三角瓶前应放黑暗处 答案    A　 在进行探究实验的过程中,叶圆片数、自来水的量等无关变量应 保持相同且适宜,A错误;自来水中也有少量二氧化碳,因此使用自来水时,会 对二氧化碳浓度造成影响,B正确;小叶圆片来自A、B、C、D四株小白菜,实 验材料本身存在的差异会影响实验结果,C正确;制备的叶圆片在投入三角瓶 之前可进行黑暗处理,目的是消耗掉叶圆片中的氧气,能够使叶圆片沉在烧杯 中,D正确。 4. 科研人员研究不同温度条件下菠菜叶片的净光合速率的变化情况,结果如 图。下列分析错误的是   (　 A 　) A.温度通过影响酶活性对光合作用的 影响只与暗反应有关 B.此实验中CO 2 浓度是无关变量,各组 间需保持一致和稳定 C.温度为40 ℃,光照为1 500 lx条件下 菠菜光合速率为6 D.菠菜叶片进行光合作用的最适温度 低于呼吸作用的最适温度 答案    A　 温度通过影响酶活性对光合作用的影响与光反应和暗反应均有 关,A错误;本实验的自变量是光照强度和温度,因变量是净光合速率,CO 2 浓度 等其他因素是无关变量,B正确;据图可知,温度为40 ℃,光照为1 500 lx条件下 菠菜净光合速率为2,呼吸速率为4,根据真正光合速率=净光合速率+呼吸速 率可知,此时其光合速率为6,C正确;据图可知,菠菜叶片进行光合作用的最适 温度大约是30 ℃,呼吸作用的最适温度大约是40 ℃,因此,菠菜叶片进行光合 作用的最适温度低于呼吸作用的最适温度,D正确。 5. (2019江西南昌外国语学校高三月考)某科研小组尝试用枯草杆菌纤维素酶 制剂分解秸秆制备饲料用葡萄糖添加剂,实验操作和结果如表: ※残渣比重指降解后残留的干物质和反应前干物质的质量比 pH 4 5 6 温度 15 ℃ 25 ℃ 15 ℃ 25 ℃ 15 ℃ 25 ℃ 加酶比例 0.2% 0.2% 0.2% 0.2% 0.2% 0.2% 反应时间 1小时 1小时 1小时 1小时 1小时 1小时 残渣比重 75% 61% 77% 54% 80% 58% 组别编号 A B C D E F (1)本实验的自变量是 　　　     和 　　　     。 (2)根据表格,在实验所列举的条件中最适宜的为 　　　     (填写编号)。 (3)如果要进一步加快反应速度,还可以采取 　　　　　　　　　　　　　     　　　　　　　　　　     方法改进实验。 (4)生产中通常要对秸秆进行高温消毒后再进行酶解,某工作车间错误地先加 入酶制剂后才进行消毒。你认为消毒结束恢复常温后是否还需要重新加酶? 为什么? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     。 答案　 (1)温度　pH　(2)D　(3)增加酶制剂比例/充分粉碎秸秆等(合理即可) 　(4)需要　因为高温使酶变性失活,降温后酶活性无法恢复 解析　 (1)各组实验的pH和温度不同,即实验的自变量是pH和温度。(2)降解 后残留的干物质和反应前干物质的质量比越小,说明实验的条件越适宜,对比 各组数据,D组残渣比重最低。(3)进一步加快反应速度,可以增加酶的比例, 或者充分粉碎秸秆,使秸秆与酶充分接触。(4)酶在高温条件下会变性失活, 即使降低温度酶活性也无法恢复。 6. (2019甘肃酒泉中学高三模拟)在“探究环境因素对光合作用的影响”活动 中,选择不同处理的A、B两种沙枣,在不同盐浓度下进行实验,部分实验内容 与结果如表: 沙枣 种类 盐处理浓度 (mmol/L) 叶绿素a含量 (mg/g鲜重) 叶绿素b含量 (mg/g鲜重) 类胡萝卜 素/叶绿素 A 0 1.79 0.72 0.16 A 100 1.71 0.68 0.17 A 200 1.30 0.43 0.21 B 0 1.60 0.58 0.15 B 100 1.21 0.40 0.19 B 200 0.78 0.21 0.30 (1)据表推知,此实验的自变量有 　　　　　　　　     。在同一个盐浓度下,A 种沙枣的三组叶绿素测量值均比B种 　　　     。随着盐浓度增加A种沙枣总 叶绿素含量呈 　　　     趋势。 (2)在光合色素分离的实验中,类胡萝卜素主要位于滤纸条由上而下的第 　     　　　     条色素带。 (3)实验结果推断,盐处理后,可能导致沙枣的叶绿素 　　　     ,从而导致叶绿 素含量变化。综合判断 　　　     种沙枣耐盐性好。 答案　 (1)盐浓度、沙枣种类　高　下降 (2)一和第二　(3)降(分)解　A 解析　 (1)根据题表内容可知,该实验研究的是不同盐浓度对不同种类的沙枣 光合作用的影响,故实验自变量为盐浓度和沙枣种类。由表格数据可知,在同 一个盐浓度下,A种沙枣的三组叶绿素测量值均比B种沙枣的高。只研究盐 浓度对A种沙枣的影响时,随着盐浓度增加,A种沙枣叶绿素a和b的含量均下 降,故总叶绿素含量呈下降趋势。(2)类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素,胡 萝卜素在层析液中的溶解度最高,其次是叶黄素,层析过程中,胡萝卜素在滤 纸条上扩散得最快,其次是叶黄素,所以在光合色素分离的实验中,类胡萝卜 素主要位于滤纸条由上而下的第一和第二条色素带。(3)由表格数据可知,盐 处理后,叶绿素的含量下降,可能是盐处理导致沙枣的叶绿素分解。相同浓度 的盐处理后,A种沙枣的叶绿素含量高于B种沙枣,所以A种沙枣耐盐性好。