2020版高考生物二轮复习 专题十三考点37 明确实验目的、原理，做出适当假设学案

2020版高考生物二轮复习 专题十三考点37 明确实验目的、原理，做出适当假设学案

考点37　明确实验目的、原理，做出适当假设 ‎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。‎ 典例1　用甲、乙两组液体培养基培养小球藻，甲组加入KNO3，乙组加入等量的NH4Cl，其他条件适宜且相同，结果如图所示。则本实验的目的是探究_____________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　KNO3和NH4Cl对小球藻种群数量增长(种群密度、生长)的影响 解析　根据坐标图中的相关信息可知，本实验的目的是探究KNO3和NH4Cl对小球藻种群数量增长(种群密度、生长)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　在用生长素促进植物枝条生根的实践过程中，发现枝条生根情况不一，分析其原因，认为可能与生长素的浓度有关。请据此拟定一个相关研究课题的实验目的：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　探究生长素浓度对植物枝条生根的影响(或探究生长素浓度与植物枝条生根的关系)‎ 解析　首先要确定自变量和因变量。由该题信息可知，自变量是生长素浓度，因变量为枝条生根情况，然后再写出课题实验目的，可以表述为“探究生长素浓度对植物枝条生根的影响”或“探究生长素浓度与植物枝条生根的关系”。‎ ‎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：‎ 5‎ 实验目的：___________________________________。‎ 答案　CO2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　‎0 ℃‎以上的低温能对喜温植物玉米造成伤害，科研人员进行了实验研究。‎ 实验一：从甲、乙、丙三个品种中挑选出长势相同的玉米幼苗若干，平均分为三组，分别放在‎5 ℃‎、‎10 ℃‎和‎25 ℃‎的环境中培养4天(其他各种条件都相同且适宜)，结果如图1所示。‎ 实验二：将甲种玉米幼苗分成三组，一组对照，另两组在‎5 ℃‎低温下处理4天后放在‎25 ℃‎环境中，在光照强度分别为800 lx、60 lx的条件下恢复4天，然后测其光照强度与光合速率的关系，结果如图2所示。‎ ‎(1)实验一的目的是___________________________________________________。‎ ‎(2)甲、乙、丙三个品种中最耐低温的是______，判断的依据是该品种在低温条件下：①______________；②__________________________________。‎ ‎(3)实验二的目的是探究___________________________________________________的影响。该实验对照组的处理条件应为：一直生长在温度为________，光照强度为800 lx条件下。‎ ‎(4)由实验二可知，60 lx有利于________________________________。‎ 5‎ ‎(5)结合实验一、二分析，早春遭遇“倒春寒”后会造成玉米减产的原因是___________________________________________________________________。‎ 答案　(1)探究‎0 ℃‎以上低温对不同品种玉米叶绿素含量的影响　(2)丙　①叶绿素含量相对最高(与甲和乙相比)‎ ‎②叶绿素含量降低幅度最小　(3)低温伤害后恢复期光照强度的不同对恢复后光合速率(合理即可)　‎25 ℃‎　(4)低温伤害的部分恢复　(5)低温会引起叶绿素含量降低，在适宜条件下光合作用也不能在短期内完全恢复(合理即可)‎ 解析　从甲、乙、丙三个品种中挑选出长势相同的玉米幼苗若干，平均分为三组，分别放在‎5 ℃‎、‎10 ℃‎和‎25 ℃‎的环境中培养4天，然后测定叶绿素的含量，所以实验一的目的是探究‎0 ℃‎以上低温对不同品种玉米叶绿素含量的影响；在‎5 ℃‎时，丙的叶绿素的含量比甲、乙高，丙在‎5 ℃‎时叶绿素含量降低幅度最小，故丙最耐低温。由实验二可知，60 lx时的净光合速率大于800 lx时的，说明60 lx有利于低温伤害的部分恢复。‎ ‎(3)从“实验目的”中审读提炼信息 典例5　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。‎ ‎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。‎ ‎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)；无关变量为实验小鼠的生长状况、生理状态、所使用试剂的量。‎ ‎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。‎ ‎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。‎ ‎⑥探索蔗糖溶液浓度对洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原的影响 5‎ 答案　实验类型为探究类；生物学事实——洋葱鳞片叶外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外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，有时涉及多方面，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6　(2018·马鞍山模拟)必需氨基酸的种类和含量是评价奶粉营养价值高低的主要标准。赖氨酸是人体内的必需氨基酸，缺乏则会影响人体内蛋白质的合成，导致营养不良。赖氨酸是否也是小白鼠体内的必需氨基酸？请根据给出的实验原理利用以下材料用具进行探究。‎ 材料用具：20只生长发育状况相同的正常幼年小白鼠，分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸，不含蛋白质和氨基酸的食物，称量器(如天平)等。‎ 实验步骤 ‎(1)配食：‎ 配制食物A：取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸；‎ 配制食物B：另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同。‎ ‎(2)分组：将20只小白鼠随机均分成甲、乙两组，分别称其体重。‎ ‎(3)饲喂：在相同且适宜的环境中饲喂两组小鼠，甲组每天饲喂食物A，乙组每天饲喂等量的食物B。‎ ‎(4)观察：分别测量甲、乙两组小白鼠的体重，并计算体重增加量。‎ 请写出实验原理：_________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　必需氨基酸是动物体内不能合成的、只能从食物中获取的氨基酸。当动物体内缺乏必需氨基酸时，会出现营养不良，体重增加缓慢等现象 ‎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，只要能解释题目现象或与题干相符，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。‎ 5‎ 典例7　哺乳动物体温的相对恒定是完善的调节机制使机体产热量和散热量保持动态平衡的结果。动物产热的主要方式是细胞的有氧呼吸。为了探究哺乳动物随外界环境温度升高，细胞呼吸强度是升高还是降低，某校生物兴趣小组制定了以下实验方案：‎ ‎(1)实验假设：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)材料用具：略。‎ ‎(3)实验步骤：‎ ‎①将4个恒温培养箱分别调节成‎10 ℃‎、‎20 ℃‎、‎30 ℃‎、‎40 ℃‎恒温，并编号为甲、乙、丙、丁四组；‎ ‎②取四只‎400克、健康的、性别与生理状况相同的成年小白鼠分别放入4个不同温度的恒温培养箱中；‎ ‎③一段时间后，用仪器测量小鼠耗氧量，做好记录并计算。‎ 答案　哺乳动物随外界环境温度的升高，细胞呼吸强度降低 解析　本实验要探究的问题是哺乳动物随外界环境温度升高，细胞呼吸强度是升高还是降低。首先要获取解决该问题的信息，信息一方面蕴含在题干中：“哺乳动物体温的相对恒定是完善的调节机制使机体产热量和散热量保持动态平衡的结果。动物产热的主要方式是细胞的有氧呼吸”；一方面来自于平常所学的知识，利用这些信息对细胞呼吸强度的变化进行推测和解释：哺乳动物是恒温动物，体温通过产热量与散热量的平衡达到恒定，当外界温度上升时，散热速率会下降，产热速率大于散热速率，动物体温会上升；要使升高的体温下降，需减少产热增加散热；动物产热的主要方式是细胞的有氧呼吸。那么，哺乳动物是否通过减弱有氧呼吸的强度来达到体温的恒定？于是根据这一推测作出初步假设：哺乳动物随外界环境温度的升高，细胞呼吸强度降低。‎ 5‎