课时课题:实验题的解题技巧 1课时
课型:复习课
教学目标:
1.知识目标
(1)通过综合复习,使学生掌握相关实验装置图的结构名称及各部分的作用。(重点)
(2)通过题型分析,使学生掌握相关技巧,使学生了解到自己知识上的漏洞,及时查漏补缺。(难点)
2.能力目标
(1)通过对实验题进行分类分析,认识知识和技能的关系,掌握答题策略和技巧的应用。提高学生的思维能力,发现解题规律, 拓宽解题思路,培养解题方法和思维训练。
(2)注重实验题的表述问题,培养学生的思维迁移能力。
3.情感、态度与价值观目标
通过专项复习,进一步树立信心,形成知识体系,提高应考技巧。
教学设计及学法指导:
本节课采用“解题策略介绍—题型介绍—典型例题分析—跟踪练习—当堂达标”的复习模式。对于重难点题目,教师点拨指导进行突破。
教学的设计,坚持循序渐进的原则,由点到面,由浅到深,符合学生的认知规律。充分体现学生的主体地位和合作探究的学习方式。对所学知识进行系统梳理、深化、拓宽,激发学生自主构建生物学知识体系,使知识概括化、网络化,并能灵活地迁移,这样大大提高了复习效率。
课前准备
教师准备:1.将重点实验题归纳分类,以导学案的形式下发给学生。
2.制作本节课的课件
学生准备:课前完成导学案,不会的、不理解的或把握不准的内容做好标记。
教学过程:
一、复习导入
过渡:科学探究是初中阶段生物学中重要的专题知识之一,科学探究能力也是初中生物课程标准的重要能力之一。科学探究是历年中考命题的热点内容,且有逐年增加的趋势。科学探究通常以实验题的形式来考查。实验题就是以实验过程为依托,考查学生对实验的设计、分析和评价能力,从而深入理解实验反映的生物学原理。本节课一起来复习“实验题的解题技巧”。教师板书课题。
【设计意图】强调生物实验题的重要作用,并很自然地导入新课复习。
二、解题思路和难点点拨
过渡:科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要方式。生物学作为研究生物的科学,离不开科学探究。
提出问题:1. 生物学的科学探究一般过程是什么?
2. 科学探究的常用方法有哪些呢?
学生1回答:提出问题→作出假设→制定计划→实施计划→得出结论→表达和交流。
学生2回答:观察法、实验法、测量法、调查法等。
过渡:实验题的题型主要有选择题和非选择题。从考查内容来看,包括探究性实验和验证性实验。下面重点来复习关于探究性实验题的内容。
(一)探究实验题的解题思路
1. 区别所用的探究方式,特别是实验法、观察法和调查法。
2. 过程分析
(1)明确实验目的;(2)明确涉及的生物知识和探究方法;(3)注意每一步骤设计的科学性;(4)学会对实验现象和结果进行分析;(5)根据不同实验现象分析结论。
3. 实验设计
(1)合理进行材料选择和处理;(2)正确判定实验变量;(3)合理选择控制变量的方法。
(二)具体解题方法
1. 分析情景,明确考查意图。
2. 理解关键词的含义,挖掘隐含条件,理清探究思路。
3. 确定变量,设计对照组和实验组。
4. 回归教材知识,构建答案语言。
(三)实验题难点点拨
1. 设计对照实验
(1)对照实验的概念:在研究一种条件对探究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同以外,其他条件都相同的实验,叫做对照实验。简单地说,除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验包括实验组和对照组。
(2)实验组和对照组:实验中施加变量或作过某种处理的一组称实验组,没施加变量的一组为对照组。
(3)对照实验的类型:对照类型通常有四种,即空白对照、自身对照、条件对照、相互对照。
①空白对照:不做任何实验处理的对象组。
②条件对照:给对象组施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量引起的。
例如:动物激素饲喂小动物的实验,其实验设计:
1号玻璃缸中加入甲状腺激素5mg---实验组
2号玻璃缸中加入甲状腺抑制剂5mg---条件对照
3号玻璃缸中不加任何药物---空白对照
③相互对照:指不单独设置对照组,而是几个实验组相互对照。
④自身对照:指实验组和对照组在同一对象上进行。
2. 实验组和对照组的判断方法
提供全部条件(自然状态下)的为对照组,缺少某一条件的为实验组。
判断依据
实验组
对照组
变量控制
人为控制变量
接近自然状态或理想状态
结果
未知
已知
3. 设计对照实验的原则
(1)单一变量原则:实验中只能确定一个变量,即变量唯一原则,其他条件对照组与实验组应完全一致。简单地说,就是要做到两组对照装置中,只有一个条件不同。
注意:变量可以是生物因素,如植物、动物等,也可以是非生物因素,如阳光、水、温度等,变量往往蕴含在探究实验所提出的问题中。实验设计中,只能进行单一变量对比研究,其余因素均需进行不变量控制,主要体现在实验过程的同条件控制。同条件:指实验组与对照组所用器材、试剂、所处环境、处理时间等均相同。具体有四个方面:
①生物材料要相同:即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等要尽量相同;
②实验器具要相同:即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的材质、大小、型号要完全一致;
③实验试剂要相同:即试剂的成分、浓度、体积要相同;
④处理方法要相同:如相同的环境条件下培养,相同的处理时间。
(2)对照原则:通过设置实验对照,排除无关变量的影响
(3)重复性原则:采用相同的原理、材料和方法步骤,在相同的条件下经多次相同的重复试验,从而证明试验结果的正确性。通过重复,减少偶然误差,这是具有科学性的标志。
4. 减少实验误差的方法:(1)随机取样,保证数目不能过少;(2)设置重复组(同一实验在相同条件下重复做几次),取平均值;(3)控制单一变量;(4)仪器设备要规范使用,如温度计不能碰到烧杯壁等。
小结:总之,探究实验遵循的一般原则:单一变量原则和对照原则。
【典例分析】下图是谭宁宁同学设计的一组实验装置,请分析回答问题:
(1) 此组实验装置能构成对照实验的是哪几组?变量是什么?
(2) 乙与丙能否构成一组对照实验?为什么?
【思路分析】本题考查对照实验中变量的控制。(1)装置甲和乙可以构成一组对照实验,变量是光;装置甲和丙可以构成一组对照实验,变量是金鱼藻。(2)装置乙和丙不能构成一组对照实验,因为存在两个变量,一个是金鱼藻,一个是光照,即不符合单一变量原则。
强调:对照实验一定是两个实验装置的组合。当有多个变量时候,无法确定实验结果的出现是何种变量引起的,不具备说服力。因而,设计对照实验时,要保证变量唯一。
【跟踪练习】
1. 为了探究影响大棚作物产量的因素,某校生物科技小组在三个大棚内,按下表要求进行了种植实验:(其他条件均相同)
大棚
甲
乙
丙
二氧化碳浓度
0.03%
0.1%
0.1%
温度
30℃
30℃
20℃
对该种植实验分析错误的是( )
A.甲乙构成一组对照实验,变量是二氧化碳浓度
B.乙丙构成一组对照实验,变量是温度
C.甲丙构成一组对照实验,变量是温度和二氧化碳浓度
D.可以构成两组对照实验,变量分别是温度和二氧化碳浓度
2. 将某种细菌接种到盛有细菌培养基的培养皿中,在无菌环境下培养24小时。其处理方法、培养温度和现象结果如下表:
编号
处理方法
培养温度
现象结果
①
接种细菌
40℃
全部表面变混浊
②
接种细菌,上面覆盖醋酸
40℃
全部表面清晰
③
接种细菌
0℃
全部表面清晰
④
无接种细菌
40℃
全部表面清晰
⑤
接种细菌,上面盖上吸有抗生素的纸片
40℃
纸片周围清晰,其余表面混浊
根据表格内容,回答下面的问题:
(1)表中能成为对照组的是哪几组?变量是什么?
(2)表中编号②和编号⑤能成为对照组吗?为什么?
要求学生先思考。
解析:(1)①和②对照,变量是“醋酸”;①和③对照,变量是“温度”;①和④对照,变量是“细菌”。(2)②中的醋酸和⑤中的抗生素不是同一个变量,不能形成对照,即不符合单一变量原则。
【设计意图】从整体上介绍了探究性实验题的解题策略和解题技巧,目的让学生从宏观上把握实验题的解题技巧。设计对照实验时,部分学生误认为变量可以有多个。突出了对学生误区的辨析。
三、题型介绍,典例分析
(一)实验探究题
1. 实验变量控制题
变量的控制应遵循单一变量的原则,即控制其他因素不变,只改变其中一个因素,观察该变量对实验结果的影响。
注意:变量应描述为名词,不能表述为温度的高低、光照的有无等,而应描述为温度、光照等。
【典例分析】小华用如图甲、乙两套装置做“光合作用吸收二氧化碳”实验。甲装置的水槽里盛有氢氧化钠溶液,乙装置的水槽里盛有等量的清水。将装置中的植物放在黑暗处一昼夜,小华把两套装置安装好后,密封,把它们放在阳光下。两小时后,从甲、乙中各取一叶片,去掉叶片中的叶绿素,然后用碘液分别检验,请你分析:
(1)甲、乙两组实验的变量是_________。图甲中的氢氧化钠溶液的作用是_______________。(2)实验中为了排除叶片中原有淀粉对实验结果的影响,将此装置的处理方法是___________。这一方案是利用了绿色植物的哪项生理活动?______________
(3)用碘液分别检验后,不能变蓝的叶片是__________,说明它没有进行______作用。
解析:(1)氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化碳,乙装置中没有二氧化碳,清水不能吸收二氧化碳,甲装置中有二氧化碳。甲乙唯一不同的变量是有无二氧化碳,因此甲装置存在的目的是形成对照实验。
(2)实验一开始要将两装置同时放置在黑暗环境中一昼夜,这样做的目的是将叶片中原有的淀粉运走或耗尽,以排除原有的淀粉对实验的干扰,保证实验结果所检测到的淀粉是实验过程中形成的。这一方案是利用了绿色植物在黑暗处,只进行呼吸作用,不进行光合作用原理。
(3)由于甲叶片所处的环境没有二氧化碳,而二氧化碳是进行光合作用的原料之一,所以甲叶片由于缺乏原料而没有进行光合作用,不能制造有机物淀粉,因此遇碘不能变蓝色。
答案:(1)二氧化碳 二氧化碳(2)将装置中的植物放于黑处一昼夜 呼吸作用(3)甲 光合
【跟踪练习】某学校生物科技活动小组利用学校空地建立了一个小型农业生态园。在园内,同学们开展了一系列植物栽培和科学探究活动。
(1)在移栽某种蔬菜苗时,为了提高移栽植株的成活率,同学们常选择在傍晚或阴天进行,其原因是______________。
(2)为了探究提高生态园内蔬菜产量的科学方法,同学们选择萝卜作为研究对象进行试验。他们在三个温室中分别种植了相同的萝卜幼苗,温室的温度和二氧化碳条件的控制情况如下表所示:(其他条件均相同)
温室
A
B
C
二氧化碳浓度
0.03%
0.1%
0.1%
温度
20℃
20℃
30℃
①为了研究温度对萝卜幼苗光合作用强度的影响,他们应选_____________两组进行对照试验。
②为探究二氧化碳浓度对萝卜幼苗光合作用强度的影响,他们应选择______两组进行对照实
(3)经实验探究,他们认为夜晚适当降低温室内的温度,也可以提高蔬菜的产量,原因是____________________________。
答案:(1)为了降低蒸腾作用(2)①B、C ②A、B(3)温度低,可以降低蔬菜的呼吸作用,有利于有机物的积累
2. 对照实验设置题
此类习题主要考查对照实验的判断或设计。设置对照实验要排除无关变量对实验的影响,减少实验误差。不做任何处理的一组为对照组,施加变量的一组为实验组。解题的关键是变量的判断与控制。
【典例分析】小敏同学想探究“馒头在口腔中的变化”,它进行了三种处理:
Ⅰ. 将馒头碎屑与唾液放入①号试管中充分搅拌;
Ⅱ. 将馒头碎屑与清水放入②号试管中充分搅拌;
Ⅲ. 将馒头块与唾液放入③号试管中不搅拌。
(1)以“牙齿的咀嚼、舌的搅拌”为变量时,______和______是对照实验。
(2)若将3支试管读放入37℃的温水中,5~10分钟后取出,滴加碘液,摇匀,发现______号试管不变蓝。这是因为______。
(3)①和②号试管都进行了充分搅拌这相当于口腔中______的作用。
(4)以①号试管和②试管进行对照实验时,是为了探究______对馒头的消化作用。
解析:本题主要唾液淀粉酶消化淀粉的实验。(1)①号试管和③号试管是模拟研究正常摄食情况下牙齿的咀嚼及舌的搅拌对淀粉的消化作用,可作为一组对照实验,其变量是牙齿的咀嚼及舌的搅拌。(2)37℃接近人体温度,最适于唾液淀粉酶消化淀粉活性的发挥,所以将三支试管放在37℃的温水中,5~10分钟后,①号试管不变蓝,原因是试管内的淀粉已经被唾液淀粉酶分解成麦芽糖。(3)该实验中充分搅拌模拟舌的作用。(4)①号试管和②试管作为一组对照实验,其变量是有无唾液,其作用是研究正常摄食情况下唾液淀粉酶的消化作用,实验结果是①号试管不变蓝,②试管变蓝,实验的结论是唾液淀粉酶能将淀粉分解。
答案:(1)① ③(2)① 淀粉已被唾液淀粉酶分解(3)舌 (4)唾液淀粉酶
【跟踪练习】选取生长正常的爬山虎进行如图所示的光合作用实验:
①实验前应将此装置放在黑暗处一昼夜后,移至光下几小时,再将甲、乙、丙三片叶取下,分别放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,使叶绿素溶解到酒精中。
②将叶片用清水漂洗后放入培养皿中,分别向这三片叶上滴加碘液,观察三片叶是否变蓝。
(1)叶片甲A、B两部分形成对照实验,变量是___________。
(2)将叶片用清水漂洗后放入培养皿中,分别向这三片叶上滴加碘液,其中叶片乙 ___________蓝色。乙和丙两叶片形成对照实验,可以说明___________是光合作用的必需原料。如果将叶片丙的叶脉切断,叶片丙经过上述①②步处理,其叶片颜色将_______________。
(3)根据以上实验所得结论,根据叶片甲实验可得出结论,在农业生产上种植大棚蔬菜为了提高产量,应采取的措施是______________ 。
答案:(1)光照 (2)不变 二氧化碳 不变蓝色 (3)适当增加光照和二氧化碳
(二)验证性实验题
此类习题主要考查实验原理、实验现象、实验中的注意事项、实验结论的运用等方面的知识,解题的关键是理解实验原理及实验过程。
【典例分析】某生物兴趣小组的同学为探究植物的生命活动,设计了以下实验装置。请据图分析回答下列问题:
(1)装置A,实验进行一段时间后,用手挤压塑料袋,观察到的实验现象是:澄清的石灰水 ,此实验证明了 。在实验过程中,塑料袋内壁出现的水珠主要来自植物的
,水分是通过叶片上的 散失的。实验选用黑色塑料袋,是为了避免植物因进行 作用而影响实验效果。
(2)装置B,当图甲中试管内的气体充满二分之一左右时,迅速取出试管并将带火星的卫生香伸入管口内,结果卫生香猛烈燃烧起来,该实验说明光合作用产生了 。为探究“进行光合作用的是金鱼藻”,装置B设置了如图乙所示的对照组,该对照组有一处明显错误,请你改正:应去掉图乙中的 。
解析:本题考查植物的呼吸作用、蒸腾作用和光合作用。(1)装置A内的天竺葵进行呼吸作用产生二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,证明植物呼吸作用能产生二氧化碳;塑料袋内壁上的水珠是植物通过蒸腾作用散失的,蒸腾失水的“门户”是气孔;实验选用黑色塑料袋,是避免植物进行光合作用吸收二氧化碳,影响实验效果。(2)氧气有助燃的特性。用带火星的卫生香伸入试管口,卫生香猛烈燃烧,说明光合作用产生了氧气。若探究“进行光合作用的是金鱼藻”,则实验变量是金鱼藻,甲装置中放金鱼藻,乙装置中不放金鱼藻。
答案:(1)变浑浊 植物的呼吸作用释放出了二氧化碳 蒸腾作用 气孔 光合
(2)氧气 金鱼藻
【跟踪练习】下面是某小组进行实验时设置的装置图,可用来探究植物呼吸作用的实验装置是( )
A B C D
答案:C
【设计意图】通过讲练结合的方式,培养学生做实验题的解题的能力。通过“解析”,帮助学生理清做题的思路,不光让学生知其然,更要让知其所以然。
四、实验原理实验归纳
过渡:不论是探究性实验还是验证性实验,都有其实验原理。下面总结一下一些重要实验的实验原理。
教师出示表格内容。
检验对象
试剂
变化
淀粉
稀碘液
变成蓝色
二氧化碳
澄清石灰水
溶液变浑浊
氧气
带火星的细木条
有复燃现象
无氧气
带火星的细木条
熄灭
二氧化碳
氢氧化钠溶液
去除二氧化碳
观察人的口腔上皮细胞
清水
保持细胞正常形态
观察人的口腔上皮细胞
生理盐水
维持细胞的正常形态
维生素 C
高锰酸钾溶液
呈褪色反应
叶绿素
酒精
叶绿素能溶于酒精,脱色处理
【典例分析】试剂的正确选择和使用是实验成功的关键,下列实验中,所用试剂不能很好地达到使用目的是( )
选项
实验名称
所用试剂
使用目的
A
观察酵母菌临时装片
碘液
染色
B
绿叶在光下制造淀粉
清水
溶解叶绿素
C
制作人口腔上皮细胞临时装片
生理盐水
保持细胞形态
D
比较不同果蔬中维生素C的含量
高锰酸钾溶液
与维生素C反应
解析:把叶片放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,目的是用酒精溶解叶片中的叶绿素,使叶片变成黄白色,便于观察到淀粉遇碘变蓝的颜色反应,而清水不能溶解叶绿素。答案:B
【跟踪练习】淀粉遇碘变成蓝色的特性被应用在以下哪些探究实验中( )
①玉米种子的胚乳内储存着营养物质②绿叶在光下制造有机物③馒头在口腔中的变化
A.只有① B.只有② C.只有③ D.①②③
答案:D
【设计意图】由于八年级的学生,缺乏必要的化学知识。通过表格总结,进一步让学生掌握重要的实验的实验原理,同时方便记忆。
五、重点实验回顾
过渡:下面我们再共同回顾枣庄结业考试常考的重点实验。
(一)绿叶在光下制造有机物
1.图示过程
答案:(1)酒精 碘液 变蓝色 不变蓝色 光 淀粉
2.现象分析
(1)见光部分:能够进行__________,制造______,所以滴加碘液后______。
(2)遮光部分:无光照,不能进行__________,不制造______,所以滴加碘液后________。
答案:(1)光合作用 淀粉 变蓝 (2) 光合作用 淀粉 不变蓝
3.注意事项
(1)暗处理是为了__________________,以免叶片内残余的有机物干扰实验结果。
(2)______能溶解叶绿素,而____不能溶解叶绿素。因此,为了去除叶绿素对实验现象的干扰,必须将叶片放在______中脱色。
(3)由于酒精沸点较____,直接加热不仅蒸发过快造成浪费,也易引燃酒精引起火灾。因此,应将酒精______加热。
答案:(1) 将叶片中的有机物运走耗尽 (2) 酒精 水 酒精 低 隔水
(二)二氧化碳是光合作用必需的原料吗?
1.图示过程
答案:(1) 二氧化碳 二氧化碳 变蓝 不变蓝 二氧化碳
2.现象分析
(1)氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳,所以盛有氢氧化钠溶液的装置中无二氧化碳,不能进行__________,不能制造______,滴加碘液后________。
(2)盛有清水的装置中有较多的二氧化碳,所以装置中的植物能进行__________,制造______,滴加碘液后______。
答案:(1)光合作用 淀粉 不变蓝(2)光合作用 淀粉 变蓝
【跟踪练习】下面是“绿叶在光下制造有机物”的各实验步骤示意图,请据图回答:
(1)在步骤①中,将植物放在暗处24小时的目的是_______________________________。
(2)在步骤②中,从叶片上下两面遮盖黑纸片的目的是设置一组__________实验,这组实验的变量是_____________。
(3)在步骤④中,叶片在酒精中隔水加热,酒精变绿,说明___________会溶解于酒精。
(4)在步骤⑥中,滴加碘液的目的是为了检验光合作用制造的有机物是_____________。
思路点拨:
①正确解读图示所代表的实验步骤内容
②分析各实验程序中采取各种措施的原因
③关注实验设计应遵循的对照原则、单一变量原则
④分析实验现象,并得出实验结论
答案:(1)把原有的淀粉全部运走和消耗 2)对照 光 (3)叶绿素 (4)淀粉
【设计意图】 突出了对主干实验的复习。有关绿色植物的光合作用和呼吸作用的实验室考试的重点。通过“思路点拨”,让学会学会分析带图实验题的思路。
六、归纳小结
过渡:本节课我们共同复习了“实验题的解题技巧”。探究性实验题是常考的实验类型。下面小结一下,探究性实验题的解题模板:
总之,对于实验探究题的考查,探究方案的设计、变量的控制、对照组和实验组的设置、实验结论与实验现象的描述是近几年中考命题的重点。
【设计意图】通过归纳总结,让学生进一步明确探究性实验题的解题模板。
七、达标练习
A类:
1. 为了解“六九杨( 一种速生杨树)”对我市生态系统造成的影响,某研究小组先后到赫山、资阳、沅江、大通湖、南县等地实地考察,走访相关人员。这种科学研究方法是( )
A.实验法 B.推测法 C.调查法 D.测量法
2. 探究“绿叶在光下制造有机物” 的实验现象如下图所示,该实验说明( )
①光合作用需要水②光合作用需要光③光合作用需要叶绿体④光合作用产生淀粉
A.② B.②④ C.③④ D.①②④
B类:
3.下列控制变量的方法,可以用来探究二氧化碳是光合作用的原料的是( )
4.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。
瓶 号
甲
乙
丙
加入物质
50毫升无菌牛奶
50毫升无菌牛奶
50毫升无菌牛奶
瓶口处理
不作处理
不作处理
用消毒棉球处理
温度
25℃
5℃
25℃
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.两组,温度、空气 B.两组,温度、消毒棉球
C.两组,温度、细菌 D.三组,温度、空气、细菌
C类:
5.下列是某同学为证明“氧气是绿色植物在光下制造的”而设计的实验装置,请分析回答。
(1)试管中有气泡产生的是______装置,气体是否是氧气?如何证明?_________
(2)甲乙构成一组对照实验,变量是_____。得出的结论是:_____。甲和丙构成一组对照实验,变量是_____。得出结论________________________。
(3 )根据实验目的两组对照实验的对照组是:_____。
(4)乙和丙是否构成一组对照实验?_____ 理由是_____。
答案:(1)甲 将快要熄灭的火柴放在试管口,火柴复燃(2) 光 植物在光下制造能制造氧气 植物 在光下,氧气是由植物制造的(3) 甲 (4)不能 因为变量不唯一
6.在探究植物光合作用、呼吸作用和蒸腾作用活动中,某同学设计以下探究方案,请你分析。
(1)如图甲,若将植株罩上透明塑料袋,放在阳光下3~4小时,观察到①号试管的水位的变化是 。
(2)若将甲图中的透明塑料袋换成黑色的塑料袋并放到光下,该植株能进行光合作用吗? 。
(3)在实验过程中,发现塑料袋内壁有水珠,说明叶片进行了 作用。
(4)如图乙,若将植株罩上塑料袋,放在暗处3~4小时,观察到②号试管里的现象是 。
6.(1)①号试管水位下降 (2)不能 (3)蒸腾作用 (4)澄清的石灰水变浑浊
【设计意图】 选择结业试题的部分典型题目,分层训练,加强知识的整合和运用能力,熟悉出题的角度、题目形式;训练做题的速度和准确度。
板书设计:
实验题的解题技巧
1. 设计对照实验
2. 实验组和对照组的判断方法
3. 探究实验遵循的一般原则:单一变量原则和对照原则。
教学反思:
1. 突出了对主干实验的复习。有关绿色植物的光合作用和呼吸作用的实验室考试的重点。
2. 通过讲练结合的方式,让学生掌握解答实验题的解答技巧。
3. 重难点突出。“实验组和对照组的判断方法”和“探究实验遵循的一般原则:单一变量原则和对照原则”对部分学生来说是难点、易混点。
课件44张PPT。实验题的解题技巧提出问题:生物学的科学探究一般过程是什么?
2. 科学探究的常用方法有哪些呢?
提出问题→作出假设→制定计划→实施计划→得出结论→表达和交流。观察法、实验法、测量法、调查法等。(一)探究实验题的解题思路1. 区别所用的探究方式,特别是实验法、观察法和调查法。
2. 过程分析
(1)明确实验目的;
(2)明确涉及的生物知识和探究方法;
(3)注意每一步骤设计的科学性;
(4)学会对实验现象和结果进行分析;
(5)根据不同实验现象分析结论。
3. 实验设计
(1)合理进行材料选择和处理;
(2)正确判定实验变量;
(3)合理选择控制变量的方法。4. 设计评价
(1)注意变量是否唯一;
(2)探究步骤是否完整;
(3)实验过程是否减少误差,避免偶然性;
(4)实验过程是否存在主观性。(二)具体解题方法
1. 分析情景,明确考查意图。
2. 理解关键词的含义,挖掘隐含条件,理清探究思路。
3. 确定变量,设计对照组和实验组。
4. 回归教材知识,构建答案语言。(三)实验题难点点拨1. 设计对照实验
(1)对照实验的概念:在研究一种条件对探究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同以外,其他条件都相同的实验,叫做对照实验。简单地说,除了一个因素以外,其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。对照实验包括实验组和对照组。
(2)实验组和对照组:实验中施加变量或作过某种处理的一组称实验组,没施加变量的一组为对照组。
(3)对照实验的类型:对照类型通常有四种,即空白对照、自身对照、条件对照、相互对照。①空白对照:不做任何实验处理的对象组。
②条件对照:给对象组施以某种实验处理,但这种处理是作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量引起的。
例如动物激素饲喂小动物的实验,其实验设计:
1号玻璃缸中加入甲状腺激素5mg
2号玻璃缸中加入甲状腺抑制剂5mg
3号玻璃缸中不加任何药物
③相互对照:指不单独设置对照组,而是几个实验组相互对照。
④自身对照:指实验组和对照组在同一对象上进行。——实验组———————空白对照
———条件对照2. 实验组和对照组的判断方法提供全部条件(自然状态下)的为对照组,缺少某一条件的为实验组。3. 设计对照实验的原则(1)单一变量原则:实验中只能确定一个变量,即变量唯一原则,其他条件对照组与实验组应完全一致。简单地说,就是要做到两组对照装置中,只有一个条件不同。注意:变量可以是生物因素,如植物、动物等,也可以是非生物因素,如阳光、水、温度等,变量往往蕴含在探究实验所提出的问题中。实验设计中,只能进行单一变量对比研究,其余因素均需进行不变量控制,主要体现在实验过程的同条件控制。同条件:指实验组与对照组所用器材、试剂、所处环境、处理时间等均相同。具体有四个方面: ①生物材料要相同:即所用生物材料的数量、质量、
长度、体积、来源和生理状况等要尽量相同;
②实验器具要相同:即试管、烧杯、水槽、广口瓶等
器具的材质、大小、型号要完全一致;
③实验试剂要相同:即试剂的成分、浓度、体积要相同;④处理方法要相同:如相同的环境条件下培养,相同的处理时间。4. 减少实验误差的方法(1)随机取样,保证数目不能过少;
(2)设置重复组(同一实验在相同条件下重复做几次),取平均值;
(3)控制单一变量;
(4)仪器设备要规范使用,如温度计不能碰到烧杯壁等。[典例分析]下图是谭宁宁同学设计的一组实验装置,请分析回答问题:(1) 此组实验装置能构成对照实验的是哪几组?变量是什么?
(2) 乙与丙能否构成一组对照实验?为什么?[思路分析] 本题考查对照实验中变量的控制。
(1)装置甲和乙可以构成一组对照实验,变量是光;装置甲和丙可以构成一组对照实验,变量是金鱼藻。(2)装置乙和丙不能构成一组对照实验,因为存在两个变量,一个是金鱼藻,一个是光照,即不符合单一变量原则。强调:对照实验一定是两个实验装置的组合。当有多个变量时候,无法确定实验结果的出现是何种变量引起的,不具备说服力。因而,设计对照实验时,要保证变量唯一。[跟踪练习]1. 为了探究影响大棚作物产量的因素,某校生物科技小组在三个大棚内,按下表要求进行了种植实验:(其他条件均相同)对该种植实验分析错误的是( )
A.甲乙构成一组对照实验,变量是二氧化碳浓度
B.乙丙构成一组对照实验,变量是温度
C.甲丙构成一组对照实验,变量是温度和二氧化碳浓度
D.可以构成两组对照实验,变量分别是温度和二氧化碳浓度C2. 将某种细菌接种到盛有细菌培养基的培养皿中,在无菌环境下培养24小时。其处理方法、培养温度和现象结果如下表:根据表格内容,回答下面的问题:
(1)表中能成为对照组的是哪几组?变量是什么?
(2)表中编号②和编号⑤能成为对照组吗?为什么?(1)①和②对照,变量是“醋酸”;①和③对照,变量是“温度”;①和④对照,变量是“细菌”。(2)②中的醋酸和⑤中的抗生素不是同一个变量,不能形成对照,即不符合单一变量原则。
(一)实验探究题
1. 实验变量控制题
变量的控制应遵循单一变量的原则,即控制其他因素
不变,只改变其中一个因素,观察该变量对实验结果的
影响。
注意:
变量应描述为名词,不能表述为温度的高低、光照的有无等,而应描述为温度、光照等。[典例分析]小华用如图甲、乙两套装置做“光合作用吸
收二氧化碳”实验。甲装置的水槽里盛有氢氧化钠溶
液,乙装置的水槽里盛有等量的清水。将装置中的植物
放在黑暗处一昼夜,小华把两套装置安装好后,密封,
把它们放在阳光下。两小时后,从甲、乙中各取一叶
片,去掉叶片中的叶绿素,然后用碘液分别检验,请你
分析:
(1)甲、乙两组实验的变量是_________。图甲中的
氢氧化钠溶液的作用是_______________。二氧化碳 二氧化碳 (2)实验中为了排除叶片中原有淀粉对实验结果的影响,将此装置的处理方法是
____________________________。这一方案是利用了绿色植物的哪项生理活动?______________
(3)用碘液分别检验后,不能变蓝的叶片是__________,说明它没有进行______作用。
解析:(1)氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化碳,乙装置中没有二氧化碳,清水不能吸收二氧化碳,甲装置中有二氧化碳。甲乙唯一不同的变量是有无二氧化碳,因此甲装置存在的目的是形成对照实验。
(2)实验一开始要将两装置同时放置在黑暗环境中一昼夜,这样做的目的是将叶片中原有的淀粉运走或耗尽,以排除原有的淀粉对实验的干扰,保证实验结果所检测到的淀粉是实验过程中形成的。将装置中的植物放于黑处一昼夜 呼吸作用 甲 光合 这一方案是利用了绿色植物在黑暗处,只进行呼吸作用,不进行光合作用原理。(3)由于甲叶片所处的环境没有二氧化碳,而二氧化碳是进行光合作用的原料之一,所以甲叶片由于缺乏原料而没有进行光合作用,不能制造有机物淀粉,因此遇碘不能变蓝色。[跟踪练习]某学校生物科技活动小组利用学校空地建立了一个小型农业生态园。在园内,同学们开展了一系列植物栽培和科学探究活动。(1)在移栽某种蔬菜苗时,为了提高移栽植株的成活率,同学们常选择在傍晚或阴天进行,其原因是___________________。
为了降低蒸腾作用(2)为了探究提高生态园内蔬菜产量的科学方法,同学们选择萝卜作为研究对象进行试验。他们在三个温室中分别种植了相同的萝卜幼苗,温室的温度和二氧化碳条件的控制情况如下表所示:(其他条件均相同)①为了研究温度对萝卜幼苗光合作用强度的影响,他们应选_____________两组进行对照试验。
②为探究二氧化碳浓度对萝卜幼苗光合作用强度的影响,他们应选择______两组进行对照实
(3)经实验探究,他们认为夜晚适当降低温室内的温度,也可以提高蔬菜的产量,原因是_________________________________________。
B、C A、B 温度低,可以降低蔬菜的呼吸作用,有利于有机物的积累2. 对照实验设置题
此类习题主要考查对照实验的判断或设计。设置对照实验要排除无关变量对实验的影响,减少实验误差。不做任何处理的一组为对照组,施加变量的一组为实验组。解题的关键是变量的判断与控制。[典例分析]小敏同学想探究“馒头在口腔中的变化”,它进行了三种处理:
Ⅰ. 将馒头碎屑与唾液放入①号试管中充分搅拌;
Ⅱ. 将馒头碎屑与清水放入②号试管中充分搅拌;
Ⅲ. 将馒头块与唾液放入③号试管中不搅拌。(1)以“牙齿的咀嚼、舌的搅拌”为变量时,______和______是对照实验。
(2)若将3支试管读放入37℃的温水中,5~10分钟后取出,滴加碘液,摇匀,发现______号试管不变蓝。这是因为_____________________。
(3)①和②号试管都进行了充分搅拌这相当于口腔中______的作用。
(4)以①号试管和②试管进行对照实验时,是为了探究____________对馒头的消化作用。① ③ ① 淀粉已被唾液淀粉酶分解 舌 唾液淀粉酶 解析:本题主要唾液淀粉酶消化淀粉的实验。
(1)①号试管和③号试管是模拟研究正常摄食情况下牙齿的咀嚼及舌的搅拌对淀粉的消化作用,可作为一组对照实验,其变量是牙齿的咀嚼及舌的搅拌。
(2)37℃接近人体温度,最适于唾液淀粉酶消化淀粉活性的发挥,所以将三支试管放在37℃的温水中,5~10分钟后,①号试管不变蓝,原因是试管内的淀粉已经被唾液淀粉酶分解成麦芽糖。
(3)该实验中充分搅拌模拟舌的作用。
(4)①号试管和②试管作为一组对照实验,其变量是有无唾液,其作用是研究正常摄食情况下唾液淀粉酶的消化作用,实验结果是①号试管不变蓝,②试管变蓝,实验的结论是唾液淀粉酶能将淀粉分解。[跟踪练习]选取生长正常的爬山虎进行如图所示的光合作用实验:
①实验前应将此装置放在黑暗处一昼夜后,移至光下几小时,再将甲、乙、丙三片叶取下,分别放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,使叶绿素溶解到酒精中。
②将叶片用清水漂洗后放入培养皿中,分别向这三片叶上滴加碘液,观察三片叶是否变蓝。
(1)叶片甲A、B两部分形成对照实验,变量是___________。光照 (2)将叶片用清水漂洗后放入培养皿中,分别向这三片叶上滴加碘液,其中叶片乙 ___________蓝色。乙和丙两叶片形成对照实验,可以说明___________是光合作用的必需原料。如果将叶片丙的叶脉切断,叶片丙经过上述①②步处理,其叶片颜色将_______________。
(3)根据以上实验所得结论,根据叶片甲实验可得出结论,在农业生产上种植大棚蔬菜为了提高产量,应采取的措施是_____________________ 。
(二)验证性实验题
此类习题主要考查实验原理、实验现象、实验中的注意事项、实验结论的运用等方面的知识,解题的关键是理解实验原理及实验过程。不变 二氧化碳 不变蓝色 适当增加光照和二氧化碳[典例分析]某生物兴趣小组的同学为探究植物的生命
活动,设计了以下实验装置。请据图分析回答下列问题:
(1)装置A,实验进行一段时间后,用手挤压塑料袋,观察
到的实验现象是:澄清的石灰水 , 此实验证明
___________________________。在实验过程中,塑
料袋内壁出现的水珠主要来自植物的 ,水分是
通过叶片上的 散失的。实验选用黑色塑料袋,
是为了避免植物因进行 作用而影响实验效果。变浑浊 植物的呼吸作用释放出了二氧化碳 蒸腾作用 气孔 光合 (2)装置B,当图甲中试管内的气体充满二分之一左右时,迅速取出试管并将带火星的卫生香伸入管口内,结果卫生香猛烈燃烧起来,该实验说明光合作用产生了 。为探究“进行光合作用的是金鱼藻”,装置B设置了如图乙所示的对照组,该对照组有一处明显错误,请你改正:应去掉图乙中的 。
解析:本题考查植物的呼吸作用、蒸腾作用和光合作用。(1)装置A内的天竺葵进行呼吸作用产生二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,证明植物呼吸作用能产生二氧化碳;塑料袋内壁上的水珠是植物通过蒸腾作用散失的,蒸腾失水的“门户”是气孔;实验选用黑色塑料袋,是避免植物进行光合作用吸收二氧化碳,影响实验效果。氧气 金鱼藻(2)氧气有助燃的特性。用带火星的卫生香伸入试管口,卫生香猛烈燃烧,说明光合作用产生了氧气。若探究“进行光合作用的是金鱼藻”,则实验变量是金鱼藻,甲装置中放金鱼藻,乙装置中不放金鱼藻。
[跟踪练习]下面是某小组进行实验时设置的装置图,可用来探究植物呼吸作用的实验装置是( )
A B C DC实验原理 [典例分析]试剂的正确选择和使用是实验成功的关键,下列实验中,所用试剂不能很好地达到使用目的是( )B 解析:把叶片放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,目的是用酒精溶解叶片中的叶绿素,使叶片变成黄白色,便于观察到淀粉遇碘变蓝的颜色反应,而清水不能溶解叶绿素。答案:B[跟踪练习]淀粉遇碘变成蓝色的特性被应用在以下哪些探究实验中( )
①玉米种子的胚乳内储存着营养物质②绿叶在光下制造有机物③馒头在口腔中的变化
A.只有① B. 只有② C. 只有③ D. ①②③五、重点实验回顾
(一)绿叶在光下制造有机物
1.图示过程 D 绿叶在光下制造有机物
?【实验分析】
1.图示过程酒精碘液变蓝色不变蓝色光淀粉2.现象分析
(1)见光部分:能够进行__________,制造______,所以滴加碘液后______。
(2)遮光部分:无光照,不能进行__________,不制造______,所以滴加碘液后________。
3.注意事项
(1)暗处理是为了__________________________,以免叶片内残余的有机物干扰实验结果。光合作用淀粉变蓝光合作用淀粉不变蓝将叶片中的有机物运走耗尽(2)______能溶解叶绿素,而____不能溶解叶绿素。因此,为了去除叶绿素对实验现象的干扰,必须将叶片放在______中脱色。
(3)由于酒精沸点较____,直接加热不仅蒸发过快造成浪费,也易引燃酒精引起火灾。因此,应将酒精______加热。酒精水酒精隔水低 二氧化碳是光合作用必需的原料吗?
【实验分析】
1.图示过程二氧化碳二氧化碳变蓝不变蓝二氧化碳2.现象分析
(1)氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳,所以盛有氢氧化钠溶液的装置中无二氧化碳,不能进行__________,不能制造______,滴加碘液后________。
(2)盛有清水的装置中有较多的二氧化碳,所以装置中的植物能进行__________,制造______,滴加碘液后______。光合作用淀粉不变蓝光合作用淀粉变蓝[跟踪练习]下面是“绿叶在光下制造有机物”的各实验步骤示意图,请据图回答:(1)在步骤①中,将植物放在暗处24小时的目的是______________________________。
(2)在步骤②中,从叶片上下两面遮盖黑纸片的目的是设置一组________实验,这组实验的变量是_______。
(3)在步骤④中,叶片在酒精中隔水加热,酒精变绿,说明___________会溶解于酒精。
(4)在步骤⑥中,滴加碘液的目的是为了检验光合作用制造的有机物是_________。把原有的淀粉全部运走和消耗 对照 光 叶绿素 淀粉 【思路点拨】解答本题可从以下几个关键点进行分析:对于本题实验现象是见光的部分变成了蓝色,未见光(遮光)的部分为黄白色,说明见光的部分产生了淀粉。实验结论是:光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。关键点①正确解读图示所代表的实验步骤内容
②分析各实验程序中采取各种措施的原因
③关注实验设计应遵循的对照原则、单一变量原则
④分析实验现象,并得出实验结论探究性实验题的解题模板 达标练习 A类:
1. 为了解“六九杨( 一种速生杨树)”对我市生态系统造成的影响,某研究小组先后到赫山、资阳、沅江、大通湖、南县等地实地考察,走访相关人员。这种科学研究方法是( )
A.实验法 B.推测法 C.调查法 D.测量法
2. 探究“绿叶在光下制造有机物” 的实验现象如下图所示,该实验说明( )
①光合作用需要水②光合作用需要光③光合作用需要叶绿体④光合作用产生淀粉
A.② B.②④ C.③④ D.①②④ C B B类:3.下列控制变量的方法,可以用来探究二氧化碳是光合作用的原料的是( ) C 4.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. 两组,温度、空气 B. 两组,温度、消毒棉球
C. 两组,温度、细菌 D. 三组,温度、空气、细菌 C C类:
5.下列是某同学为证明“氧气是绿色植物在光下制造的”而设计的实验装置,请分析回答。
(1)试管中有气泡产生的是____装置,气体是否是氧气?如何证明?
_________________________________ 甲 将快要熄灭的火柴放在试管口,火柴复燃 (2)甲乙构成一组对照实验,变量是_____。得出的结论是:_________________________。甲和丙构成一组对照实验,变量是_____。得出结论__________________________。
(3 )根据实验目的两组对照实验的对照组是:_____。
(4)乙和丙是否构成一组对照实验?_____ 理由是__________________。
光植物在光下制造能制造氧气 植物在光下,氧气是由植物制造的 甲不能因为变量不唯一6.在探究植物光合作用、呼吸作用和蒸腾作用活动中,某同学设计以下探究方案,请你分析。
(1)如图甲,若将植株罩上透明塑料袋,放在阳光下3~4小时,观察到①号试管的水位的变化是 。
(2)若将甲图中的透明塑料袋换成黑色的塑料袋并放到光下,该植株能进行光合作用吗? 。
(3)在实验过程中,发现塑料袋内壁有水珠,说明叶片进行了 作用。
(4)如图乙,若将植株罩上塑料袋,放在暗处3~4小时,观察到②号试管里的现象是 。①号试管水位下降 不能 蒸腾 澄清的石灰水变浑浊