(共43张PPT)
分步任务突破
●分步任务突破
题型突破(二) 实验探究专题
分步任务突破
任务一
提出问题/作出假设
【点拨】
1.提出问题要依据研究目的、关键提示词来寻找。关键动词有“探究”“证明”“调查”等,关键标点符号有问号、双引号等。
2.假设是对问题肯定或否定的解答,将提出的问题改为对应的肯定或否定的陈述语句。
3.解答提出问题或作出假设的题目,注意联系实际进行作答,提出有价值的问题或假设。
分步任务突破
例1.[2020·北京顺义二模节选]为探究食物中的蛋白质对动物生长发育的影响,某研究小组做了这样一个实验:将40只发育程度基本一致的幼鼠平均分成A、B两组,A组以糖类(淀粉)、脂肪、无机盐和水进行饲喂,B组在A组食物的基础上加上牛奶进行饲喂。
提出的问题:
食物中的蛋白质对动物生长发育是否有影响
分步任务突破
例2.某生物兴趣小组为了探究甲状腺激素对蝌蚪发育的作用,利用以下用具和材料设计并进行了探究实验:甲、乙两个鱼缸、同一对青蛙的受精卵孵化出的20只蝌蚪、甲状腺激素、营养液和食物等。15天后记录的实验结果是甲鱼缸的蝌蚪变成了小青蛙,乙鱼缸的蝌蚪只长大了一些。若你是兴趣小组的一员,请你结合科学探究的相关知识,完成下列问题:
分步任务突破
(1)提出问题:
(2)作出假设1: 。
作出假设2: 。
甲状腺激素能够促进蝌蚪的发育吗(合理即可)
甲状腺激素能促进蝌蚪的发育
甲状腺激素不能促进蝌蚪的发育
分步任务突破
例3.请回答科学探究环节中的技能训练问题。
(1)提出问题:你观察过青萝卜吗 萝卜埋在土里的部分是白色的,露出地面的部分是绿色的。依据这个事实请你提出一个科学的问题:
(2)作出假设:许多作物是在春天气候转暖后播种的,天寒地冻不适合播种。由此可以对种子萌发的环境条件作出的假设是 。
叶绿素的形成与光有关吗
种子的萌发需要适宜的温度
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任务二
实验预处理
【点拨】 探究实验要排除外界因素的干扰,实验对象的起始环境应为“空白”或处于有利于实验研究顺利进行的状态。
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例4.光合作用被人喻为阳光下的魔术,历经200多年一点点被科学家解密。现在同学们也能借助很多小实验自己进行探索。小张同学计划要探究一天内叶片淀粉含量的变化,设计实验步骤如下。材料准备:将一盆牵牛花放在阳光下。
图T2-1
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每隔3小时取一片叶,所选取的叶片应 。摘取叶片后,将叶片立刻进行脱色处理,并进行漂洗。按时间顺序将叶片排列好(如图③),滴加碘液并进行观察。这个实验仍存在不足之处,请写出改进做法: 。
大小一致,不被遮挡,生长状况相近且健康
实验前牵牛花应先进行暗处理
分步任务突破
例5.[2020·北京海淀适应性测试节选]高原鼠兔是青藏高寒草甸生态系统中的小型草食性哺乳动物之一,它们天敌众多,依靠机警的行为察觉危险维持生存。出洞觅食潜伏着各种危险,高原鼠兔能通过感知各种环境变化来调整出洞觅食行为以躲避天敌。研究人员对此进行了下列实验。
研究人员准备了若干个内部分区的观察箱饲养并观察高原鼠兔,待其熟悉箱内环境后,对其进行 24 小时 处理,以提高觅食积极性。
饥饿
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例6.桑树为雌雄异株植物,是我国重要的经济树种。为研究根系分泌物对雌雄植株生长的影响,研究人员对水培桑树进行了处理,处理和结果如图T2-2所示。请回答问题:
图T2-2
本实验利用水培桑树而非土壤种植桑树,其目的是排除 。
土壤中其他物质等无关因素的干扰
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任务三
判定变量
【点拨】 影响实验结果的变量分为实验变量(自变量)和无关变量,要确定某实验的变量,必须分析清楚目的、要求和问题设置,根据具体情况进行分析。
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1.变量的类型
(1)自变量是指研究者主动操纵,而引起因变量发生变化的因素或条件,因此自变量被看作是因变量发生变化的原因。
(2)因变量:实验中由于自变量变化而引起某一变量发生改变,这一变量即为因变量。
(3)无关变量是指与自变量同时影响因变量使其发生变化但与研究目的无关的变量。
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例7.[2022·北京怀化一模改编]陈薇院士团队研制的重组新冠肺炎疫苗是国内第一个进入临床试验阶段的新冠疫苗。以下是科学家为检验新研制的新冠肺炎疫苗的免疫效能进行的动物实验,请你将实验步骤补充完整并回答相关问题:
分步任务突破
[实验步骤]①分组:将品种相同、大小一样的健康小白鼠40只,平均分为A、B两组。②处理:A组不注射新冠肺炎疫苗,20天后注射新冠病毒;B组注射新冠肺炎疫苗,20天后注射新冠病毒。
该实验的自变量是 ,因变量为 。
是否接种新冠肺炎疫苗
是否感染新冠病毒
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例8.[2022·北京顺义一模节选]“双歧杆菌乳杆菌三联活菌片”是治疗人体肠道菌群失调的药物。该药物含有健康人肠道内具有的长型双歧杆菌、保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌。为了探究人体对该药物是否有不良反应,某生物小组用适量蒸馏水溶解该药片,并用小鼠做如下实验:
实验过程 实验组
对照组
健康小鼠 10只
10只
饲喂次数及剂量 每天喂药1次,0.3毫升
每天喂蒸馏水1次,x毫升
观察时间 14天
14天
实验现象 无不良反应
无不良反应
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该实验的自变量是 ;因变量是 ;无关变量______________________
_____________________________因此,x为 。
有无药物(或药物、双歧杆菌乳杆菌三联活菌片)
有无不良反应
健康小鼠数量、饲喂
次数及剂量、观察时间等
0.3
例9.
图T2-3
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2.变量的数量(按照因果数量分)
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(1)在 下, 最高。
单因素对单结果的影响:自变量 个,因变量 个。
(2) 是最佳条件。
多因素对单结果的影响:自变量 个,因变量 个。
(3) 对 的影响。
单因素对多结果的影响:
自变量 个,因变量 个。
30 ℃
淀粉酶活性
1
1
35 ℃、浸种4 h
2
1
孵化温度
孵化时间和孵化成活率
1
2
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例10.[2022·东城一模节选]鸵鸟运动过程中,一侧足跟着地到同一足跟再次着地的行进过程称为一个步态周期,其中大部分时间足是受力的。科研人员对鸵鸟运动时的趾甲受力情况进行了研究,实验结果如图T2-4。
图T2-4
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该实验的自变量为 ;因变量是 。
地面类型和运动方式
趾甲压力相对值
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3.横坐标是不是自变量
例11.依据图T2-5判断,横坐标 (填“是”“不是”或“不一定是”)自变量。
图T2-5
不一定是
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任务四
判定对照实验
【提示】 实验组是指对照实验中进行了实验变量处理的对象组;对照组是指自然状态下(或未加以实验变量处理)的对象组。实验中设置对照组的目的是使实验结果更具有说服力。
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例12.[2022·滨州]如图T2-6所示为探究种子萌发条件的实验设计,相关描述正确的是 ( )
图T2-6
A.②组的种子一定全部萌发
B.本实验共设计了2组对照实验
C.②组和③组对照,探究的条件是空气
D.①组和④组对照,探究的条件是温度
C
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例13.[2022·黄冈一模]为了探究食品腐败的原因和细菌生存的条件,某生物小组取经过消毒的甲、乙、丙三个相同锥形瓶,按下表要求进行了实验设计:
请据表分析,本实验设计中包含了多少组对照实验 变量是什么 ( )
A.二组,温度、细菌 B.二组,温度、消毒棉球
C.二组,温度、空气 D.三组,温度、空气、细菌
A
瓶号 甲 乙
丙
加入物质 50毫升灭菌牛奶 50毫升灭菌牛奶
50毫升灭菌牛奶
瓶口处理 不做处理 不做处理
用消毒棉球塞住
温度 25 ℃ 5 ℃
25 ℃
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例14.[2020·海淀适应性测试节选]动物的分泌物具有独特的气味,研究人员用蒸馏水将高原鼠兔不同天敌的分泌物配制成浓度相同的溶液,分别浸透若干布条,并用 浸泡的布条作为对照。在每个观察箱活动区内放置相同的食物和浸透上述某一溶液的布条(如图T2-7所示)。由此可知,本实验的目的是探
究 信息对高原鼠兔出洞觅食行为的影响。
图T2-7
蒸馏水
天敌气味
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任务五
误差分析
|子任务一|重复性原则(选取多个实验对象;多次重复实验,求平均值)
【点拨】 重复性原则的目的是使实验结果或数据更接近真实情况,减小误差,避免偶然因素对实验的影响。
分步任务突破
例15.[2022·荆门]某生物兴趣小组进行了如下实验,图甲为实验装置,图乙为实验数据统计。
图T2-8
步骤1:实验装置的中央放入10只生理状况相同的鼠妇,在温度适宜且明亮的环境中静置5分钟,分别统计明亮处和阴暗处的鼠妇数量,并记录。
步骤2:再按步骤1的方法重复操作5次。
步骤3:求5次实验的平均值。
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下列对实验的分析错误的是 ( )
A.该实验要用10只鼠妇,而不能只放1只鼠妇
B.重复5次求平均值的原因是减小误差,避免偶然因素的影响
C.分析数据可知,光对鼠妇的生活有影响,鼠妇适宜生活在阴暗的环境中
D.若要借用此装置探究水分对鼠妇分布的影响,只需将透明侧的土壤换成干燥土壤
D
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例16.[2022·北京门头沟二模改编]甲钴胺是维生素B12衍生出来的一种化合物。为了研究甲钴胺对受损坐骨神经结构和功能恢复情况的影响,某研究小组选取30只大鼠,对其大腿的坐骨神经先切断后缝合,获得坐骨神经受到相同损伤的实验鼠。将实验鼠随机分成3组,每天定时注射1次不同浓度的甲钴胺溶液。8周后,测量切面愈合处坐骨神经髓鞘横截面积和髓鞘壁厚度,以及神经冲动传导速度,获得下表所示数据。请回答问题:
分步任务突破
组别 实验处理 实验结果 髓鞘横截面积/mm2 髓鞘壁厚度/mm 神经冲动传导速度/(m/s)
A组 60 μg/mL的甲钴胺 13.3 1.1
30
B组 10 μg/mL的甲钴胺 9.5 0.8
25
C组 ① 5.7 0.6
20
分步任务突破
A、B、C组大鼠数量各 只,实验中记录每只大鼠的测量结果后,需计算出 ,作为各组数据,这样做的目的是 。
10
平均值
减小误差
分步任务突破
|子任务二|单一变量原则(无关变量的设置:材料选择、影响因素等)
【点拨】 单一变量原则强调的是自变量的单一性,即实验组和对照组相比只能有一个自变量,即除了自变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制在等量且适宜的条件下,以平衡和消除无关变量对实验的影响。
分步任务突破
例17.[2022·北京通州模拟]研究者为了探究“湿度对粘虫幼虫取食的影响”,做了如下设计,需要修改的内容是 ( )
A.粘虫的数量 B.光照条件 C.温度 D.相对湿度
组别 粘虫数量 光照条件 温度
相对湿度/%
甲 60只 晴朗的白天 适宜
30
乙 60只 阴天 适宜
45
丙 60只 夜间 适宜
60
B
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例18.[2022·青岛]下表是某同学探究“光照对黄粉虫生活的影响”的实验设计,选项正确的是 ( )
A.左右两侧的温度可以不同 B.左右两侧都应设置为黑暗环境
C.左右两侧的湿度都应适宜 D.左右两侧黄粉虫数量可以不同
C
位置 黄粉虫数量 光照 温度
湿度
纸盒左半侧 20只 明亮 25 ℃
适宜
纸盒右半侧 20只 黑暗 25 ℃
干燥
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例19.[2020·北京清华附中零模节选]合理膳食、控制热量摄入是我们倡导的健康生活方式。为了研究进食量对动物寿命的影响,研究者对秀丽隐杆线虫进行诱变处理,获得了因咽部结构异常而进食量减少的线虫突变体eat-2,利用该突变体进行了相关实验。实验处理如表中所示,得到了如图T2-9所示的实验结果。
图T2-9
组别 线虫种类
处理方式
① 野生型(N2)
自由进食(AL)
② 野生型(N2)
合理节食(sDR)
③ eat-2突变体
自由进食(AL)
④ eat-2突变体
合理节食(sDR)
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图中显示了4组线虫在不同时间的存活率。各组线虫除处理方式和种类不同外,其饲养条件和孵化日期应 ,其目的是 ,减小实验误差。
相同
保持单一变量
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任务六
结果和结论的准确表达
【点拨】
1.实验结果的描述方法:一是找共性,都呈现什么规律;二是找个性,描述随自变量的改变,实验的检测指标或因变量的变化。
2.实验结论的描述方法:回答研究的问题,即将问题中的问句(以“ ”结尾)变成陈述句(以“。”结尾),并找出因果关系或变化规律。
分步任务突破
例20.[2022·泉州质检节选]有机肥替代部分化肥能实现作物高产优质。为研究有机肥与化肥的不同配比对大棚中番茄产量的影响。科研人员做了如下实验:
图T2-10
分步任务突破
①选取同一批次的番茄品种,均匀种植在大棚中。
②配置有机肥占比分别为0%、10%、20%、30%和40%的肥料(依次表示为FP、FM10、FM20、FM30、FM40),将实验区域均匀分为15个区域,随机选取每3个区域施放同一种肥料,并在不同生长期间同时各追肥5次。
③番茄3月种植,5~6月开始采摘,每个区域单独统计产量,汇总不同施肥处理,结果如图T2-10所示。
分步任务突破
(1)据图可知,配置有机肥替代的占比从FM10到FM40,对番茄果实产量的影响趋势是 。
(2)根据实验结果,得出的结论是
_____________________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
对提高番茄产量的促进作用先增强后减弱
一定范围内,有机肥替代部分化肥能提高番茄产量;有机肥占比为FM30时,对提高番茄产量的促进作用最强(或有机肥占比小于FM30时,有机肥占比越高,对提高番茄产量的促进作用越强;有机肥占比大于FM30时,有机肥占比越高,对提高番茄产量的促进作用逐渐减弱)
分步任务突破
例21.黑斑蛙属于两栖动物。研究者在四个相同容器中各放入30枚蛙卵,进行了“工业污水对黑斑蛙卵孵化影响”的实验。7天后结果如下:
不同浓度工业污水对黑斑蛙卵孵化的影响
组别 工业污水浓度/% 孵化成活数/只
孵化成活率/%
Ⅰ 0 26
86.7
Ⅱ 25 25
76.7
Ⅲ 50 21
70.0
Ⅳ 75 14
46.7
分步任务突破
实验中第Ⅰ组的水并没有受到工业污染,设置该组的目的是 。该实验说明工业污水会抑制黑斑蛙卵的孵化,且浓度越高抑制作用越大。支持以上结论的证据分别
是
和 。
作对照
工业污水处理的三个实验组(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组)的孵化成活率均低于清水对照组(Ⅰ组)
工业污水浓度越高,孵化成活数越少,孵化成活率越低