内容正文:
第2讲 实验关键——理清“变量”,紧盯“对象”
实验综合题,一般有多物质、多过程、多原因、多变化的“四多”特点。学生一看到繁杂的实验综合题,往往未做题先惧三分。面对实验综合题,如何沉下心来,理出头绪,找准思维主线,成为解题成败的关键。抓住实验“变量”和“对象”两个关键点,可顺利找到解题突破口。
一、实验中变量的确定及控制
(一)辨析不同探究类实验的变量
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
O2的有无
CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度);酒精产生量(酸性重铬酸钾溶液的颜色变化)
葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度等
探究光照强度对光合速率的影响
台灯与实验装置间距离
小圆形叶片在同一时段上浮的数量
CO2浓度、温度、圆形叶片的活性等
探究生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度
不同浓度的生长素类调节剂
扦插枝条的生根数量或长度
实验材料的一致性、生长素类调节剂浓度的准确性、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
酵母菌种群的数量
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
(二)实验中变量的控制
1.变量之间的关系
2.自变量的处理方法
(1)“加”或“减”:如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素;“减”即手术切除甲状腺。
(2)“换”:如探究温度对酶活性的影响实验,对自变量温度无法“加”或“减”,就用“换”的方法。
3.无关变量的控制方法
消除法
排除或隔离无关变量对实验结果的影响。例如,在验证“生长素能促进果实发育”的实验中,有一组要求无生长素,需开花前用纸袋将雌花套住,排除外来花粉的干扰
恒定法
在整个实验中,尽量使所有的实验条件、实验处理、实验对象等都恒定不变。例如,在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中,始终将试管处于恒温水浴中,以消除温度这一无关变量对实验结果的影响
平衡法
设立对照组,除自变量外,无关变量对实验组与对照组的影响都是均等的。从而可不计无关变量的影响,得到实验变量的效果
4.因变量的确定方法
因变量必须是可测量或可观察的指标,例如某溶液中是否存在淀粉酶,肉眼看不到,通过实验加淀粉,但淀粉含量是否发生变化还是看不到,所以需要通过加碘液或斐林试剂进行颜色方面的鉴定,即是否出现蓝色或砖红色沉淀这些现象作为因变量的检测指标。
[针对训练]
1.(2022·桂林模拟)下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述,错误的是( )
A.探究酶的专一性实验中,可利用蔗糖、淀粉、淀粉酶设计对照实验
B.探究酶的高效性实验中,可利用新鲜肝脏研磨液作为实验材料
C.探究温度对淀粉酶活性影响的实验中,可选择斐林试剂检测反应产物
D.探究pH对H2O2酶活性影响的实验中,分别加入不同pH缓冲液后再加入底物
解析:选C 淀粉酶可以水解淀粉,而不能水解蔗糖,可用来探究酶的专一性,A正确;可利用新鲜肝脏研磨液和无机催化剂以及过氧化氢为实验材料进行对照实验,探究酶的高效性,B正确;斐林试剂检测实验结果需要水浴加热,水浴加热会干扰实验结果,因此不能用斐林试剂检测实验结果,C错误;“探究pH对过氧化氢酶的影响”实验中,先分别加入不同pH的缓冲液后再加入底物,D正确。
2.(2022·贵阳模拟)在对照实验中,与常态比较,人为增加某种影响因素的称为“加法原理”;而与常态比较,人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。下列实验设计中采用“加法原理”的是( )
A.“验证Mg是植物生活的必需元素”实验中,完全培养液作为对照,实验组是缺Mg培养液
B.“验证光是光合作用的条件”实验中,对照组在光下进行实验,实验组做遮光处理
C.格里菲思将R型活菌和加热杀死的S型菌混合后向小鼠注射,观察小鼠是否存活
D.艾弗里的肺炎双球菌转化实验的一组实验组中,添加DNA和DNA酶溶液
解析:选C “验证Mg是植物生活的必需元素”实验中,实验组配制缺Mg培养液,对照组配制完全培养液进行对照培养,利用了“减法原理”,A错误;“验证光是光合作用的条件”实验中,将实验组遮光处理,利用了“减法原理”,B错误;格里菲思将R型活菌和加热杀死的S型菌混合后向小鼠注射,观察小鼠是否存活,利用了“加法原理”,C正确;艾弗里的肺炎双球菌转化实验的一组实验组中,添加DN