1.3 生物学研究的基本方法(提升讲义)-2025-2026学年北师大版生物七年级上册
2025-11-29
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普通
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | 初中生物学北师大版七年级上册 |
| 年级 | 七年级 |
| 章节 | 第3节 生物学研究的基本方法 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 湛江市 |
| 地区(区县) | 霞山区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 716 KB |
| 发布时间 | 2025-11-29 |
| 更新时间 | 2025-11-29 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-11-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55162006.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该初中生物学讲义以“生物学研究的基本方法”为核心,通过“必会知识”模块系统梳理实验法程序、变量分析、科学探究原则等内容,用步骤框架呈现实验步骤,表格对比自变量与无关变量,清晰展现知识脉络与重难点联系。
讲义亮点在于“知识讲解+例题精析+分层练习”设计,如“探究种子萌发实验步骤排序”“变量判断(水分对霉菌生活的影响)”等例题,培养科学思维与探究实践素养。基础题巩固方法,综合题提升能力,助力教师实施精准复习教学。
内容正文:
第1章 认识生物和生物学
第3节 生物学研究的基本方法
必会知识一 实验法的基本程序
1.实验法的一般步骤:
(1)发现并提出问题。(疑问句)
(2)查阅、收集与相关问题的信息。
(3)作出假设。(陈述句)
(4)设计实验方案。
(5)实施方案并记录。
(6)分析实验结果
(7)得出结论。(陈述句)
注意:实验结果是实验观察记录的现象,实验结论是通过分析结果得到的观点和推论
必会知识二 提出问题与作出假设的书写方法
1.提出问题:通常以问号结尾的短句,一般准确表述变量或者变量间的关系。
书写注意:句子中通常含有有没有、是否等疑问词字眼,句子结尾通常以“吗?”为结尾。
题目:探究唾液对淀粉的消化作用。
提出问题:唾液(变量)对淀粉有消化作用吗?
2. 作出假设:对问题作出的合理的尝试性解释,是一个陈述句。
提出的假设一定要是科学的假设,不能脱离实际。例如,洗手后细菌比洗手前要多( )
书写注意:句子中不含有有没有、是否等疑问词字眼,也不含有问号,句子结尾的标点符号是句号。
题目:探究唾液对淀粉的消化作用。
作出假设:唾液对淀粉有消化作用。(唾液对淀粉没有消化作用。)
1.某生物兴趣小组在“探究种子萌发需要水”的实验时,正确的顺序是( )
①提出问题 ②制订计划 ③作出假设 ④实施计划 ⑤分析结果,得出结论
A.①②③④⑤ B.①③②④⑤ C.③①②④⑤ D.⑤④③②①
【答案】B
【解析】实验步骤的一般流程是发现并提出问题、查阅收集与相关问题的信息、作出假设、设计实验方案、实施方案并记录、分析实验结果、得出结论。 所以第一步是提出问题,排除C、D,第二步是作出假设,制定计划应该在作出假设之后,所以A错误。故选B。
2.如皋某初中生物兴趣小组在制作人口腔上皮细胞临时装片时,错将生理盐水加成了清水,导致观察不到完整的上皮细胞。他们对这一现象的成因进行了探究,下列有关部分探究步骤的叙述错误的是( )
A.提出问题:观察不到完整的细胞,是由于滴加清水导致细胞涨破
B.作出假设:滴加清水会导致人口腔上皮细胞涨破
C.制定方案:实验设计多次重复实验,目的是避免偶然性
D.表达交流:与全班同学交流你们小组制定的方案和得出的结论、分享收获与体会
【答案】A
【解析】A、观察不到完整的细胞,是由于滴加清水导致细胞涨破属于结论,非提出问题A错误;
B、 滴加清水会导致人口腔上皮细胞涨破是根据问题和应用已有知识作出的假设,B正确;
C、 实验设计多次重复实验,目的是避免偶然性,这是重复实验的目的C正确;
D、 科与全班同学交流你们小组制定的方案和得出的结论、分享收获与体会,表达与交流是实验验流程的一般步骤D正确。
3.爱因斯坦说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”下列提出的问题中不具有探究价值的是( )
A.校园中哪种植物的花最漂亮 B.水分对霉菌的生活有影响吗
C.蚂蚁是通过气味进行交流的吗 D.土壤湿度会影响鼠妇的分布吗
【答案】A
【解析】提出问题通常是一个需要解答或探索的疑问。校园中哪种植物的花最漂亮涉及的是主观审美,不具备科学探究的价值。B、C、D都是针对需要解答或探索提出的疑问,具备科学探究的价值,属于提出问题。
4.某兴趣小组准备对我区不同水域中鱼类的生存状况进行探究,他们预测“生活污水会影响鱼类的生存”,这属于科学探究基本步骤中的( )
A.提出问题 B.作出假设 C.制订计划 D.得出结论
【答案】B
【解析】提出问题通常是一个需要解答或探索的疑问,题目中前半句对鱼的生存状况的探究是提出问题。但预测“生活污水会影响鱼类的生存”这个是对问题一种可能的解释或预测,是作出假设。B正确。制定计划是设计实验步骤,得出结论是基于实验数据分析得出,题目中均无体现,C、D错误。
5.小宝问妈妈:“为什么蚂蚁总是排成一队向前爬?”妈妈说:“可能是前面的蚂蚁留下了信号。”妈妈的回答在探究方法中属于( )
A.得出结论 B.设计实验 C.提出问题 D.作出假设
【答案】D
【分析】
科学探究的一般过程: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。在设置对照组时,要控制其他可能影响实验结果的条件,保证单一实验变量。
【详解】
探究的一般过程是从发现问题、提出问题开始的,发现问题后,根据自己已有的知识和生活经验对问题的答案作出假设。设计探究的方案,包括选择材料、设计方法步骤等。按照探究方案进行探究,得到结果,再分析所得的结果与假设是否相符,从而得出结论。并不是所有的问题都一次探究得到正确的结论。有时,由于探究的方法不够完善,也可能得出错误的结论。因此,在得出结论后,还需要对整个探究过程进行反思。所以题干中, “可能是前面的蚂蚁留下了信号。”妈妈的回答在科学探究步骤中属于作出假设。
必会知识三 变量、自变量、无关变量
变量:实验中的自变量和因变量的统称。(变量=自变量+因变量)
自变量:人为控制和改变的量。(自变量相当于原因)
因变量:研究中因自变量改变而引起的变化量。(因变量相当于结果)
无关变量: 除自变量外,其他可能影响实验结果的因素。
无关变量的要求:保持相同且适宜!
无关变量保持相同且适宜目的:保持(控制)单一变量原则。
寻找自变量的方法:探究内容是什么自变量就是什么!
自变量判断关键词:
法一:变量的确定:可通过两两对比,如果这两组实验只有一个条件不同,则这个条件为变量。
法二:在“探究……对……的影响”的句式中,一般来说“对”字前面的内容就是自变量,但有时需要变动一下。如“探究温度对种子萌发的影响”,变量是温度。
寻找无关变量的方法:除自变量外,其他可能影响实验结果的因素都属于无关变量
例: 在“探究温度对种子萌发的影响”实验中,种子数量、种类、湿度、光照等都属于无关变量,各组无关变量必须保持相同(或一致)。
[例9]小威同学在两个同样的花盆中种下相同的大豆种子,并且设计如下的实验,从实验可知:他在研究影响大豆发芽的因素(自变量)是( )
花盆
光线情况
温度
水
甲
向阳处
20℃
充足
乙
向阳处
20℃
不充足
A.光线 B.温度 C.水 D.无法确定
【答案】C
【分析】设计探究实验的基本原则:对照原则(对照实验——除探究的条件不同外,其他条件都相同的实验,一般有实验组和对照组之分)、单一变量原则(科学探究要求一组对照实验只有一个实验变量)、重复性原则(设计的实验要可重复实验)。
【详解】
甲乙作为对照实验,从表中可知变量只有一个就是水。甲乙中的阳光、温度等都相同,所以不能形成对照,也不能作为研究是否影响大豆发芽的因素,C符合题意。
必会知识四 科学探究遵循的原则:
单一变量:两两对照实验中,只有一个变量不同,其他条件都相同且适宜
①单一变量原则
②对照原则
③多个参与原则
④重复原则
⑤等量原则
概念
每次实验仅改变一个变量,其他条件(无关变量)保持一致
设立一个对照组,作为比较的标准
多个实验对象(实验对象的数量/个数要足够,不能一只、几只)
实验条件不变重复做几(多)次
实验试剂量要保持保持一致(相同)
目的
排除其他因素的干扰而验证唯一变量的作用
形成对照,使实验结论更有说服力
避免偶然性,减少误差
取平均值,避免偶然性,减少误差
排除其他无关因素的干扰
实验题常见错误点:①实验次数少 ②实验对象数量少
以上现象会出现偶然性、出现实验误差
避免偶然性、减小实验误差的方法:多次(反复、重复)实验或增加实验对象数量;多次实验数据要取平均值!
[例1] 农业技术人员选取相同面积的三块样地,将生长状况一致的等量黄瓜幼苗种植至各样地中;探究不同灌溉方式对黄瓜幼苗生长的影响。每块样地幼苗数量不宜过少,目的是( )
A.控制单一变量
B.避免偶然因素影响,减少实验误差
C.形成对照
D.排除无关因素对实验结果的影响
【答案】B
【解析】实验原则包括单一变量原则、对照原则、多个参与原则、重复原则、等量原则。
每块样地幼苗数量不宜过少是多个参与原则,目的是为了避免偶然性,减少误差。控制单一变量、排除无关因素是单一变量的原则,形成对照对实验结果的影响都是对照原则的目的。
[例2] 生物兴趣小组的同学在探究草履虫的趋性时,除刺激源不同之外,其他条件都必须保持一致,这样做的原因是( )
A.控制单一变量 B.便于观察 C.方便实验操作 D.使草履虫能正常生活
【答案】A
【解析】在控制单一变量原则中仅改变一个变量,其他条件保持一致,目的是为了排除其他因素的干扰而验证唯一变量的作用。题目中除刺激源不同之外,其他条件都必须保持一致符合控制单一变量的原则,所以A正确。
小云在探究光照条件对黄粉虫分布的影响时,经重复实验统计了10次数据。为减小误差,得到的数据应( )
A.取最大的数值 B.取最小的数值 C.计算出平均值 D.用第5次的值
【答案】C
【分析】科学探究是科学家研究生命科学常用的方法,科学探究的过程(基本方法):通过观察提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流。为了使实验有说服力,实验中一定要设置对照组。在设计对照实验时,要遵循单一变量的原则。
【详解】科学探究是严谨的,在实施实验计划时重复多次进行实验,并记录每次的实验数据及现象,并且要记录实验数据的平均值,这样做的好处是可减小实验误差,提高实验的可信度,因此ABD错误,C正确。
某生物小组要探究“光对鼠妇生活的影响”,他们的实验装置中,科学合理的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】(1)科学探究的一般过程:提出问题、做出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。
(2)在探究中要注意正确设置对照实验,注意变量的唯一性。此实验是探究光对鼠妇生活的影响,设置的对照实验应该是只有光照不一样,其他条件都一样,光是此实验中的变量。
【详解】A.实验装置内全是湿土,一侧是木板,另一侧是玻璃杯,实验变量是光,探究光会影响鼠妇的生活,A正确。
B..实验装置内一侧是湿土并在该侧上盖上遮光板,另一侧是干土,见光,这样实验变量是水分和光照,不符合单一变量原则,B错误。
C..实验装置内一侧是湿土,另一侧是干土,盖上木板,实验变量是水分,说明水分会影响鼠妇的生活,符合单一变量原则,但不是探究光对鼠妇生活的影响,C错误。
D..实验装置内一侧是湿土,另一侧是干土,并在盖上玻璃板,这样实验变量是水分,不符合实验目的:探究光对鼠妇生活的影响,D错误。
以下是某班同学设计的“探究影响鼠妇生活的环境因素”实验方案:
在实验装置中央放入10只鼠妇,静置5分钟后,统计明亮和阴暗处的鼠妇数量。
下表是全班八个小组实验结果:
组数
一组
二组
三组
四组
五组
六组
七组
八组
明亮处(只)
2
3
3
1
3
2
1
2
阴亮处(只)
8
7
7
9
7
8
9
8
(1)该班同学探究的问题是:________________________________________。
(2)实验中只选1只鼠妇作为实验对象,你认为是否可行?________。为什么?___________________________________________ _______。
(3)统计并计算全班平均值,你得出的结论是________________ ____________。
(4)如果还想继续探究土壤的潮湿度对鼠妇生活的影响,则实验的变量是__ _____。
(5)实验结束后,你认为应该怎样处理鼠妇?_________ _____。
【答案】(1)光对鼠妇的生活有影响吗?
(2) 不可行 鼠妇的数量太少,会有偶然性,实验误差较大,实验结果不能说明一般性
(3)光对鼠妇的生活有影响(4)土壤的潮湿度(5)放回大自然
【分析】
对照实验是在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验,根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组,没有处理的就是对照组。
(1)设置对照实验时,要根据所要探究的条件,设置以探究的条件为唯一变量的对照组。从表格中可以看出本探究实验的变量是光:明亮和阴暗,因此所要探究的问题是光对鼠妇生活有影响吗?
(2)每组只用少量的实验材料或生物个体做实验不科学,可能因实验材料或生物个体自身原因等偶然性而影响实验结果。因此,实验材料或生物个体的数量要多,这样可以减少其他因素的影响而导致的误差,排除偶然性,增强实验的准确性、可靠性。所以,实验中只选1只鼠妇作为实验对象,不可行。如果只用1只鼠妇做实验,结果具有很大的偶然性(如采集的鼠妇生病或受处于特殊生长时期等),不足以说明问题。
(3)统计并计算全班平均值,明亮处的平均值═(2+3+3+1+3+2+1+2)÷8≈2(个);阴暗处的平均值═(8+7+7+9+7+8+9+8)÷8≈8(个),明亮处约2个,阴暗处约8个,表明光对鼠妇的生活有影响,这样的结果真实可靠。
(4)对照性的探究实验,所要探究的问题就是变量,因此如果还想继续探究土壤的潮湿度对鼠妇生活的影响,则实验的变量是土壤的潮湿度。
(5)要养成爱护动物的好习惯,保护动物从我做起,从现在做起,这样对于保护我们生存的环境非常有利,所以实验结束后,要把鼠妇放回到适宜它生长的自然环境中。
[例3] 长时间的电脑辐射对身体是否会产生影响?有人做了这样的实验:将生长状况相同的健康成年雄性大鼠随机分成A、B两组,每组10只;在相同的环境中,将A组置于开机的电脑前,B组置于未开机的同样的电脑前;其他饲养条件相同。两个月后获得实验数据,如图所示,据此回答问题。
(1)本实验探究的变量是 。设计B组是为了形成 。
(2)实验用的大鼠生长状况、饲养条件、所用电脑及实验环境均相同的目的是 。
(3)研究人员对实验数据取平均值的目的是 。
(4)从图中可以看出,A组雄性大鼠的精子畸形率 B组。(填“高于”或“低于”)
(5)根据实验结果,得到的启示是 。
【答案】(1)有无辐射;对照
(2)控制单一变量
(3)减少实验误差
(4)高于
(5)不要沉溺于电脑网络游戏,也不要长时间待在开机电脑前等
【解析】(1)对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同,其他条件都相同的实验,该种不同的条件就是实验变量。该实验要探究“长时间的电脑辐射对身体是否会产生影响”,将生长状况相同的健康成年雄性大鼠随机分成A、B两组,每组10只;在相同的环境中,将A组置于开机的电脑前,有辐射,B组置于未开机的同样的电脑前,无辐射。探究实验要遵循变量唯一的原则,该实验中除了有无辐射不同外,其他的条件都相同,则该实验的变量是:有无辐射。可见,设计B组是为了形成对照。
(2)对照实验遵循变量唯一的原则。因此,参与实验的雄性大鼠生长状况、饲养条件、所用电脑及实验环境均相同的目的是控制单一变量。
(3)为保证实验的准确性、避免实验的偶然性、减少实验的误差,需要对实验设置重复组,或进行多次实验,取其平均值,作为实验的最后结果。可见,实验数据取平均值的目的是减少实验误差,使实验结果更准确。
(4)由图乙数据可知:A组大鼠的精子畸形率高于B组。
(5)由图甲数据可知A组大鼠体重增长量少,由图乙数据可知A组大鼠的精子畸形率高,可见电脑辐射影响了A组大鼠的体重增长和精子的正常发育,所以可以得出实验的结论是:长时间的电脑辐射对大鼠的身体会产生不好的影响。由此推测长时间的电脑辐射对人体健康也有很大危害,特别是中学生,长时间用电脑不仅浪费时间,电脑辐射还会影响人体的循环系统、免疫系统、生殖系统等。所以这个实验启示我们:不要沉溺于电脑网络游戏,也不要长时间待在开机电脑前等。
[例4]菠萝中含有多种维生素,有较高营养价值。人们吃菠萝时常常会“扎嘴”,其主要原因是菠萝中的蛋白酶能分解口腔表面的蛋白质,引起刺痛。用盐水浸泡菠萝后再食用可避免扎嘴的痛感。某生物兴趣小组为探究盐水对菠萝蛋白酶活性的影响,设计如下实验。实验结果如图甲所示。
试管编号
1
2
3
4
菠萝(克)
20
100mL食盐溶液浓度(%)
?
3.5
7
10.5
温度(℃)
37
时间(min)
15
(1) 本实验的变量是 ,实验中温度和时间均保持一致,其目的是 。
【答案】(1)食盐溶液浓度; 控制单一变量
【解析】(1)本实验的各组食盐浓度不同,其他条件都相同。所以本实验的变量是食盐溶液浓度。 实验中温度和时间均保持一致,其目的是控制单一变量。
[例5]“课后延时服务”实施以来,同学们有更多的课外时间开展生物实践活动,某生物兴趣小组利用鲫鱼探究酒精对生命活动的影响,实验设计如下:
步骤一:取4个大小相同的烧杯,依次加入等量的浓度为5%、10%、15%和20%的酒精溶液。
步骤二:每个烧杯放入三条体积大小及发育程度相近的鲫鱼,记录下三十分钟内鲫鱼出现侧翻和死亡的时间。
步骤三:重复以上实验三次。统计三次实验的平均值,结果如下表。分析回答下列问题。
组别
一组
二组
三组
四组
处理方式
5%酒精溶液
10%酒精溶液
15%酒精溶液
20%酒精溶液
出现侧翻时间/秒
65
44
29
20
死亡时间/秒
535
402
305
196
(1)实验变量是 。该实验设计中有不足之处,请指出来: ;
(2)对各组实验中的数据取平均值的目的是 。
【答案】(1)酒精浓度(只答“酒精”不给分) 没有设置对照组,对照组应用等量的清水(答到“没有设置对照组”给分) (2)减小实验误差
【分析】对照实验:在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的是实验组,没有处理的就是对照组。
【详解】(1)对照实验要设置对照组和实验组,分析实验可知,该实验没有设置对照组,对照组应用等量的清水。该实验的变量是不同的酒精浓度。
(2)在实验中,对各组实验中的数据取平均值的目的是减小误差,提高实验准确性。
[例6]某同学经常看到蚂蚁吃饼干之类的含糖食物,于是设计了如下“探究蚂蚁是否喜欢甜的食物”的实验:
材料用具:蚂蚁数只,纸盒一个,滴管两支,消毒棉花团若干,糖水、清水各一小杯
实验步骤:
①取两小块大小相同的棉花团,分别滴入浓糖水和清水,放置在纸盒的一侧。
②将一小窝蚂蚁放在纸盒的另一侧。
③30分钟后,观察并记录蚂蚁的取食情况。
请根据实验设计回答下列问题:
(1) 这个实验的假设是 。 (2)这个实验的变量是 。
【答案】蚂蚁喜欢甜的食物吗? 糖 加糖水 A
【分析】本题以“蚂蚁爱吃什么样的食物”为知识背景,考查学生实验的设计能力,包括选出控制变量,设计对照实验和处理数据能力。
【详解】(1)该实研究蚂蚁爱吃甜的食物,由我们的生活经验可做如下假设:蚂蚁喜欢甜的食物吗?
(2)该实验研究蚂蚁爱吃甜的食物,所以在设置对照组时,要控制其他可能影响实验结果的条件。即除了有无糖的条件不同外,其他条件都应该相同,这个不同的条件就是实验变量。因此该实验的变量是糖。
[例7]某生物实趣小组进行了如图实验,图1为实验装置,图2为实验数据统计。
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
步骤2:再按步骤1的方法重复操作4次。
步骤3:求5次实验的平均值。回答下列问题:
(1)该小组探究的问题是: 对鼠妇分布影响吗?
(2)实验中除探究的变量不同外,湿度、温度等其它条件都应 ,目的是 。
(3)实验中一边阴暗,一边明亮,这样处理可起到 作用。
(4)为了减小实验误差,实验重复操作5次,并计算出五次统计数据的 。
(5)小组同学还想利用该装置探究土壤湿度对鼠妇分布,设计了如下表方案:
项目
盖板
土壤湿度
左侧
黑纸板
湿润
右侧
玻璃板
干燥
该实验设计有不足之处,请你提出改进意见 。
(6) 完成实验后,如何处理鼠妇 。
【答案】(1)光/光照 (2)相同且适宜 控制单一变量 (3)对照 (4)平均值
(5)把右侧玻璃板换成黑纸板 (6)把鼠妇放回适合它们生存的自然环境中
【分析】对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验,这个不同的条件,就是唯一变量。一般的对实验变量进行处理的,就是实验组,没有对实验变量进行处理的就是对照组。
【详解】(1)由题干信息可知:本实验的设置了明暗两种环境,探究光对鼠妇分布的影响,实验变量是光,因此,本实验探究的问题是光会影响鼠妇的分布吗?
(2)对照实验中,为确保实验组、对照组实验结果的合理性,对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态,这样做的目的是控制单一变量,便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。因此,实验中除探究的变量不同外,湿度、温度等其它条件都应相同且适宜,目的是控制单一变量。
(3)该探究实验的变量是光,因此实验中一边阴 暗,一边明亮,这样处理可形成对照实验。
(4)一次实验存在一定的偶然性和误差,计算多次实验的平均值,可以减少实验误差,确保实验严密准确;因此,实验重复操作5次,并计算出五次统计数据的平均值。
(5)该小组为继续探究土壤湿度对鼠妇分布的影 响,需要把右侧玻璃板换成黑纸板,这样就能保证土壤湿度(水分)是唯一的变量,排除了光照条件的影响。
(6)要养成爱护动物的好习惯,保护动物从我做起,从现在做起,这样对于保护我们生存的环境非常有利,所以要把鼠妇放回到适宜它生存的自然环境中。
[例8]每到冬天,森林里都铺满一层厚厚的落叶。然而,年复一年,森林里的落叶层并没有越积越厚。是细菌将落叶分解了吗?某小组的同学针对这个问题进行了探究。他们的实验步骤如下:
①将同一种树的落叶分成数量相等的甲、乙两组。
②两组落叶均滴加等量的蒸馏水儿,使树叶保持潮湿。
③甲、乙两组都进行灭菌处理。
④甲组放在无菌条件下,乙组接种细菌后放在无菌条件下。
请回答下列问题。
(1)该实验要探究的问题是: ? (2)实验中的变量是 。
(3)将甲、乙两组树叶都进行灭菌处理,甲组放在无菌条件下,乙组接种细菌后放在无菌条件下,目的是进行 。
【答案】(1)细菌能分解落叶吗 (2)细菌 (3)对照 (4)水分(或有机物) (5)B
【分析】对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的出了该条件不同以外,其他条件都相同的实验;根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力;一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组;没有处理的就是对照组。
【详解】(1)根据题干“每到冬天,森林里都铺满一层厚厚的落叶。然而,年复一年,森林里的落叶层并没有越积越厚。是细菌将落叶分解了吗?”的描述可知,该实验要探究的问题是:细菌能分解落叶吗?
(2)根据实验步骤可知,该实验除了有无细菌这个条件之外,其他条件都相同且适宜;因此,实验中的变量是细菌。
(3)探究实验要遵循对照原则;因此,将甲、乙两组树叶都进行灭菌处理,甲组放在无菌条件下,乙组接种细菌后放在无菌条件下,目的是形成对照。
4月13日,日本首相菅义伟正式宣布,日本政府决定向海洋排放福岛核电站的核废水。这将对全球海洋生态和环境安全产生巨大影响。向环境中随意排入污染物,会造成环境污染。废电池处理不当也会造成水和土壤的镉污染,近年来我国多地再现镉含量超标大米的报道,为验证镉对人体的危害,实验小组进行了如下实验:
(1)用生理盐水配制不同浓度的镉溶液。
(2)取若干只体重为100g,生理状态、健康状况等方面均良好且基本相同的小白鼠。
(3)把小白鼠随机平均分成5组,每组10只,雌雄各半,实验处理及结果如下:
组别
饲喂剂量(mL/ d)
生长条件
48小时死亡率
A组
①
每天在相同时间饲喂一次,其他条件②
B组
灌胃0.015 mg/mL镉溶液1 mL
10%
C组
灌胃0.025 mg/mL镉溶液l mL
20%
D组
灌胃0.035 mg/mL镉溶液1 mL
30%
E组
灌胃0.045 mg/ml镉溶液1 mL
40%
据此回答下列问题:
(1)完善实验过程①为______ ___,②为_____ ____。
(2)该实验的实验变量是___ ______。
(3)实验结论:_____________________________________________________________。
(4)实验启示:防止镉污染你觉得应该怎样做?____________ ________________。
【答案】(1) 灌胃不含镉的生理盐水1mL 相同且适宜
(2)不同浓度的镉溶液
(3)镉对人体有危害,且在一定范围内镉溶液浓度越高对生物的危害越大
(4)注意废电池的合理回收(不随意丢弃废电池或宣传镉污染的危害等,合理即可)
【分析】对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同之外,其他条件都相同的实验。其中不同的条件就是实验变量。对照实验的设计原则是:一组对照实验中只能有一个变量,且只能以所研究的条件为变量,其它条件应相同。这样便于排除其他条件干扰实验验。
(1)一组对照实验中只能有一个变量,且只能以所研究的条件为变量,其它条件应相同。所以A组作为对照组,①处应该灌胃不含镉的生理盐水1mL。②应该是相同且适宜。
(2)本实验的变量是不同浓度的镉溶液。
(3)实验结论:根据表中数据分析,说明镉浓度越高,对小鼠的危害越大,镉浓度越低,对小鼠的危害越小,随镉含量的增加,小鼠48小时的死亡率升高。
(4)实验启示:防止镉污染,我们应做到不随便乱扔废旧电池等。
难点知识一 对照实验中对照组与实验组的区分
1.对照实验:对照组与实验组仅改变一个自变量,其他条件要相同且适宜。
2.对照组与实验组
(1)对照组:实验设计中不经过处理的组别,用来当作标准,拿来做比较的(作用:形成对照,使实验结论更有说服力)。
(2)实验组:实验设计中接受干预的组别。
3.实验组与对照组的区分方法
(1)找常态:常态组(自然条件下)为对照组。
①常态组:即实验对象状态为日常状态的组别。
②例子:光对鼠妇的影响
对照组:无光(鼠妇的日常状态) 实验组:有光
(2)找相同:相同组为对照组
①相同组:即与其它组别共同条件最多的为对照组
①例子:探究种子萌发的条件
对照组:28℃、适量水(拥有与其他组别的条件相同最多)
实验组:28℃、干燥 0℃、适量水
(3)找空白:空白组为对照组
①空白组:即不施加任何处理的组别
②例子:探究光合作用需要二氧化碳
对照组:放置清水(未加其他干预)
实验组:放置氢氧化钠
难点知识一 对照实验中对照组与实验组的区分
1.对照实验:对照组与实验组仅改变一个自变量,其他条件要相同且适宜。
2.对照组与实验组
(1)对照组:实验设计中不经过处理的组别,用来当作标准,拿来做比较的(作用:形成对照,使实验结论更有说服力)。
(2)实验组:实验设计中接受干预的组别。
3.实验组与对照组的区分方法
(1)找常态:常态组(自然条件下)为对照组。
①常态组:即实验对象状态为日常状态的组别。
②例子:光对鼠妇的影响
对照组:无光(鼠妇的日常状态) 实验组:有光
(2)找相同:相同组为对照组
①相同组:即与其它组别共同条件最多的为对照组
①例子:探究种子萌发的条件
对照组:28℃、适量水(拥有与其他组别的条件相同最多)
实验组:28℃、干燥 0℃、适量水
(3)找空白:空白组为对照组
①空白组:即不施加任何处理的组别
②例子:探究光合作用需要二氧化碳
对照组:放置清水(未加其他干预)
实验组:放置氢氧化钠
命题角度1 对照的设置
1.在设计探究实验时,下列可以作为一组对照实验的是( )
A.高温和干燥 B.强光和无氧 C.潮湿和低温 D.干燥和湿润
【答案】D
【解析】在对照实验中,仅改变一个自变量,其他条件要相同且适宜。A、高温和干燥包含两个变量:温度和湿度。A错误。B、强光和无氧包含两个变量:光照条件和氧气浓度。B错误。C.潮湿和低温包含两个变量:湿度和温度。C错误。D.干燥和湿润只含有一个变量:湿度。D正确。
命题角度2 对照的辨析
1.探究不同植被对空气湿度影响时,选择不同的植被进行探究,其中对照组是( )
A.裸地 B.草坪 C.灌木丛 D.森林
【答案】A
【解析】对照组是实验设计中不经过处理的组别,用于提供基准比较。该实验探究的是不同植被对空气湿度影响时,变量是不同的植被,裸地无植被,属于空白对照,所以是对照组。草坪、灌木丛、森林属于实验组,B、C、D错误。故选A。
2.在探究实验中设计对照实验时,应注意( )
A.除实验变量外,其它条件都不同 B.除实验变量外,其它条件都相同
C.所有的变量都相同 D.所有的变量都不同
【答案】B
【分析】在设计对照实验时应注意的问题是只许实验变量不同,其他条件都相同。
【详解】对照实验是在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组;没有处理是的就是对照组,故选B。
3.在“响尾蛇是如何跟踪它放走的猎物的”实验研究中,设计一只没有被响尾蛇袭击过的死老鼠的目的是( )
A.与响尾蛇袭击过的死老鼠进行对照 B.研究响尾蛇对死老鼠的行为
C.研究响尾蛇对老鼠气味的反应 D.作为重复实验
【答案】A
【详解】
对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验。假设响尾蛇是根据自己毒液的气味来追踪它放走的猎物。设计一只没有被响尾蛇袭击过的死老鼠的目的是,将它与响尾蛇袭击中毒咬过老鼠形成对照。如果响尾蛇不去追踪,说明响尾蛇是根据自己毒液的气味来追踪它放走的猎物。如果响尾蛇去追踪,说明响尾蛇追踪猎物与响尾蛇毒液的气味无关。该实验变量是响尾蛇毒液的气味。
1.为探究香烟烟雾对动物的伤害,某兴趣小组以白玉蜗牛为对象进行了实验,实验结果如图。下列有关叙述不正确的是( )
A.该实验的变量是不同剂量的香烟烟雾
B.实验中,每组蜗牛的数量相同且生理状况相似
C.每只蜗牛需依次放入三种香烟烟雾中进行实验
D.实验结果表明香烟烟雾能抑制白玉蜗牛的心率为探究香烟烟雾对动物的伤害
【答案】C
【解析】该实验探究香烟烟雾对动物的伤害,所以变量为不同剂量的香烟烟雾,A正确。
实验遵循单一变量原则,即除自变量外其他条件应该相同且适宜,B正确。
每只蜗牛依次放入烟雾中进行实验,那么后一种烟雾会受到前一种烟雾的干扰,影响实验结果,C错误。根据曲线图对比可知香烟烟雾能抑制白玉蜗牛的心率为探究香烟烟雾对动物的伤害,D正确。
2.有人说“手机屏幕上的细菌比马桶盖上的还要多。”小张根据已有的经验,认为这是不可能的,并决定进行探究。小张的看法相当于科学探究过程中的( )
A.提出问题 B.作出假设 C.得出结论 D.表达交流
【答案】B
【解析】提出问题通常是一个需要解答或探索的疑问,但“手机屏幕上的细菌比马桶盖上的还要多”这个是对问题一种可能的解释或预测,是作出假设,不涉及提出问题,提出问题应该出现疑问。A错误,B正确。制定计划是设计实验步骤,得出结论是基于实验数据分析得出,题目中均无体现,C、D错误。
3.在探究实验中,对数据进行处理时,常要计算平均值这是为了( )
A.避免偶然因素 B.采用对照实验 C.探究是否有不同 D.使每位同学都参与
【答案】A
【解析】实验中须遵循重复原则,目的是取平均值,避免偶然性,减少误差,所以取平均值是为了避免偶然因素,A正确。采用对照实验、探究是否有不同、使每位同学都参与与取平均值都无直接关联,B、C、D错误。
4.选取甲、乙、丙三条相同的鲫鱼,放于鱼缸中进行实验。甲用纱布捆扎胸鳍,乙用纱布竹片固定尾鳍,其他鱼鳍呈自然状态,丙不做处理。下列叙述错误的是( )
A.该探究实验中丙是对照组
B.上述实验设计包括两组对照实验
C.甲、丙对照变量是胸鳍和尾鳍
D.乙丙对照,结论是尾鳍能控制前进的方向
【答案】C
【解析】丙不做处理,所以是对照组,A正确。甲丙做对照,变量是胸鳍,乙丙做对照,变量是尾鳍,B正确。甲丙的变量是胸鳍,C错误。乙丙做对照,探究的是尾鳍,结论正确,D正确。
5.在探究“非生物因素对生物的影响”的实验设计中,下列选项不能作为对照组的是( )
A.高温和低温 B.潮湿和干燥 C.有氧气和无二氧化碳 D.有光和无光
【答案】C
【解析】非生物因素包括温度、湿度、空气、光照等,选项中都是非生物因素,因此,不能从非生物因素方面排除,从单一变量判断。A、高温和低温都属于温度,只有一个变量,符合。B、潮湿和干燥属于湿度,只有一个变量,符合。C、氧气和二氧化碳虽然都属于空气,但是种类不同,不属于同一个变量,不符合。D、有光和无光属于光照,只有一个变量,符合。故选C。
6.海南果农开展火龙果促花增产实验,探究夜晚不同时间段使用LED灯照明的增产效果,结果如下表。据表分析,下列叙述错误的是( )
组别
对照组
实验组
甲
乙
丙
丁
夜晚照明时间段
①
18:30~22:30
22:30~02:30
02:30~06:30
果实产量(千克/公顷)
1980
4693
9474
2940
A.①处过程处理为夜晚无照明 B.各实验组的照明时长相同
C.实验表明增产效果与光照无关 D.丙组处理方法最具推广价值
【答案】C
【解析】甲组为对照组,不做处理,①处过程处理为夜晚无照明,A正确。表格中照明时间段都是4个小时,时长一致,B正确。从表格可知,丙组的产量最高,所以增产效果与光照有关,该组值得推广,C错误,D正确。
新情境7.“天宫课堂”为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课,中国航天员首次在问天实验舱内向我们展示了“用筷子喝茶”:将飘浮在太空舱中形似果冻的“茶水”夹起,像吃菜一样放入口中。这一过程属于科学探究的哪一环节( )
A.作出假设 B.实施计划 C.得出结论 D.表达交流
【答案】B
【解析】实验步骤的一般流程是发现并提出问题、查阅收集与相关问题的信息、作出假设、设计实验方案、实施方案并记录、分析实验结果、得出结论。展示“用筷子喝茶”:将飘浮在太空舱中形似果冻的“茶水”夹起,像吃菜一样放入口中没有涉及解释问题不是作出假设,也没有分析数据不是得出结论,更没有表达交流,因此属于实施计划。故选C。
8.科学探究实验需要设置对照实验,遵循控制单一变量、进行重复实验的原则。小明探究种子萌发需要的环境条件实验中,设计了如下实验方案,方案中的①②处应分别填( )
组别
黄豆种子(粒)
水分
空气
温度
对照组
10
适量的
充足的
橱柜
实验组
①
适量的
充足的
②
A.10、橱柜 B.20、橱柜 C.10、冰箱 D.20、冰箱
【答案】C
【解析】在对照实验中,仅改变一个自变量,其他条件要相同且适宜。按照单一变量原则,除变量外其他条件相同,所以实验组应该也是10粒,排除B、D。②的实验组探究的是温度对种子萌发的影响,对照组是壁橱,所以应该填冰箱。
9.在探究环境因素对鼠妇生活的影响时,若作出的假设是“鼠妇适宜在潮湿、阴暗、温暖的环境中生活”,那么,该探究活动应设置的对照实验有( )
A.1组 B.2组 C.3组 D.4组
【答案】C
【解析】在对照实验中,仅改变一个自变量,其他条件要相同且适宜。探究潮湿、阴暗、温暖涉及到了三个变量,分别是湿度、光照、温度,因此应该设置三组对照实验。
10.研究性学习小组在探究影响薄荷生长的非生物因素时,制作了可调节营养液成分的无土栽培装置。这一步骤属于科学探究过程中的( )
A.提出问题 B.作出假设 C.实施计划 D.得出结论
【答案】C
【解析】实验步骤的一般流程是发现并提出问题、查阅收集与相关问题的信息、作出假设、设计实验方案、实施方案并记录、分析实验结果、得出结论。制作了可调节营养液成分的无土栽培装置是为了后续实验做准备,属于实施计划中的一环。故选C。
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第1章 认识生物和生物学
第3节 生物学研究的基本方法
必会知识一 实验法的基本程序
1.实验法的一般步骤:
(1)发现并提出问题。(疑问句)
(2)查阅、收集与相关问题的信息。
(3)作出假设。(陈述句)
(4)设计实验方案。
(5)实施方案并记录。
(6)分析实验结果
(7)得出结论。(陈述句)
注意:实验结果是实验观察记录的现象,实验结论是通过分析结果得到的观点和推论
必会知识二 提出问题与作出假设的书写方法
1.提出问题:通常以问号结尾的短句,一般准确表述变量或者变量间的关系。
书写注意:句子中通常含有有没有、是否等疑问词字眼,句子结尾通常以“吗?”为结尾。
题目:探究唾液对淀粉的消化作用。
提出问题:唾液(变量)对淀粉有消化作用吗?
2. 作出假设:对问题作出的合理的尝试性解释,是一个陈述句。
提出的假设一定要是科学的假设,不能脱离实际。例如,洗手后细菌比洗手前要多( )
书写注意:句子中不含有有没有、是否等疑问词字眼,也不含有问号,句子结尾的标点符号是句号。
题目:探究唾液对淀粉的消化作用。
作出假设:唾液对淀粉有消化作用。(唾液对淀粉没有消化作用。)
1.某生物兴趣小组在“探究种子萌发需要水”的实验时,正确的顺序是( )
①提出问题 ②制订计划 ③作出假设 ④实施计划 ⑤分析结果,得出结论
A.①②③④⑤ B.①③②④⑤ C.③①②④⑤ D.⑤④③②①
2. 如皋某初中生物兴趣小组在制作人口腔上皮细胞临时装片时,错将生理盐水加成了清水,导致观察不到完整的上皮细胞。他们对这一现象的成因进行了探究,下列有关部分探究步骤的叙述错误的是( )
A.提出问题:观察不到完整的细胞,是由于滴加清水导致细胞涨破
B.作出假设:滴加清水会导致人口腔上皮细胞涨破
C.制定方案:实验设计多次重复实验,目的是避免偶然性
D.表达交流:与全班同学交流你们小组制定的方案和得出的结论、分享收获与体会
3.爱因斯坦说过:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。”下列提出的问题中不具有探究价值的是( )
A.校园中哪种植物的花最漂亮 B.水分对霉菌的生活有影响吗
C.蚂蚁是通过气味进行交流的吗 D.土壤湿度会影响鼠妇的分布吗
4.某兴趣小组准备对我区不同水域中鱼类的生存状况进行探究,他们预测“生活污水会影响鱼类的生存”,这属于科学探究基本步骤中的( )
A. 提出问题 B.作出假设 C.制订计划 D.得出结论
5.小宝问妈妈:“为什么蚂蚁总是排成一队向前爬?”妈妈说:“可能是前面的蚂蚁留下了信号。”妈妈的回答在探究方法中属于( )
A.得出结论 B.设计实验 C.提出问题 D.作出假设
必会知识三 变量、自变量、无关变量
变量:实验中的自变量和因变量的统称。(变量=自变量+因变量)
自变量:人为控制和改变的量。(自变量相当于原因)
因变量:研究中因自变量改变而引起的变化量。(因变量相当于结果)
无关变量: 除自变量外,其他可能影响实验结果的因素。
无关变量的要求:保持相同且适宜!
无关变量保持相同且适宜目的:保持(控制)单一变量原则。
寻找自变量的方法:探究内容是什么自变量就是什么!
自变量判断关键词:
法一:变量的确定:可通过两两对比,如果这两组实验只有一个条件不同,则这个条件为变量。
法二:在“探究……对……的影响”的句式中,一般来说“对”字前面的内容就是自变量,但有时需要变动一下。如“探究温度对种子萌发的影响”,变量是温度。
寻找无关变量的方法:除自变量外,其他可能影响实验结果的因素都属于无关变量
例: 在“探究温度对种子萌发的影响”实验中,种子数量、种类、湿度、光照等都属于无关变量,各组无关变量必须保持相同(或一致)。
[例9]小威同学在两个同样的花盆中种下相同的大豆种子,并且设计如下的实验,从实验可知:他在研究影响大豆发芽的因素(自变量)是( )
花盆
光线情况
温度
水
甲
向阳处
20℃
充足
乙
向阳处
20℃
不充足
A.光线 B.温度 C.水 D.无法确定
必会知识四 科学探究遵循的原则:
单一变量:两两对照实验中,只有一个变量不同,其他条件都相同且适宜
①单一变量原则
②对照原则
③多个参与原则
④重复原则
⑤等量原则
概念
每次实验仅改变一个变量,其他条件(无关变量)保持一致
设立一个对照组,作为比较的标准
多个实验对象(实验对象的数量/个数要足够,不能一只、几只)
实验条件不变重复做几(多)次
实验试剂量要保持保持一致(相同)
目的
排除其他因素的干扰而验证唯一变量的作用
形成对照,使实验结论更有说服力
避免偶然性,减少误差
取平均值,避免偶然性,减少误差
排除其他无关因素的干扰
实验题常见错误点:①实验次数少 ②实验对象数量少
以上现象会出现偶然性、出现实验误差
避免偶然性、减小实验误差的方法:多次(反复、重复)实验或增加实验对象数量;多次实验数据要取平均值!
[例1] 农业技术人员选取相同面积的三块样地,将生长状况一致的等量黄瓜幼苗种植至各样地中;探究不同灌溉方式对黄瓜幼苗生长的影响。每块样地幼苗数量不宜过少,目的是( )
A.控制单一变量
B.避免偶然因素影响,减少实验误差
C.形成对照
D.排除无关因素对实验结果的影响
[例2] 生物兴趣小组的同学在探究草履虫的趋性时,除刺激源不同之外,其他条件都必须保持一致,这样做的原因是( )
A. 控制单一变量 B.便于观察 C.方便实验操作 D.使草履虫能正常生活
小云在探究光照条件对黄粉虫分布的影响时,经重复实验统计了10次数据。为减小误差,得到的数据应( )
A.取最大的数值 B.取最小的数值 C.计算出平均值 D.用第5次的值
某生物小组要探究“光对鼠妇生活的影响”,他们的实验装置中,科学合理的是( )
A. B.
C. D.
以下是某班同学设计的“探究影响鼠妇生活的环境因素”实验方案:
在实验装置中央放入10只鼠妇,静置5分钟后,统计明亮和阴暗处的鼠妇数量。
下表是全班八个小组实验结果:
组数
一组
二组
三组
四组
五组
六组
七组
八组
明亮处(只)
2
3
3
1
3
2
1
2
阴亮处(只)
8
7
7
9
7
8
9
8
(1)该班同学探究的问题是:________________________________________。
(2)实验中只选1只鼠妇作为实验对象,你认为是否可行?________。为什么?___________________________________________ _______。
(3)统计并计算全班平均值,你得出的结论是________________ ____________。
(4)如果还想继续探究土壤的潮湿度对鼠妇生活的影响,则实验的变量是__ _____。
(5)实验结束后,你认为应该怎样处理鼠妇?_________ _____。
[例3] 长时间的电脑辐射对身体是否会产生影响?有人做了这样的实验:将生长状况相同的健康成年雄性大鼠随机分成A、B两组,每组10只;在相同的环境中,将A组置于开机的电脑前,B组置于未开机的同样的电脑前;其他饲养条件相同。两个月后获得实验数据,如图所示,据此回答问题。
(1)本实验探究的变量是 。设计B组是为了形成 。
(2)实验用的大鼠生长状况、饲养条件、所用电脑及实验环境均相同的目的是 。
(3)研究人员对实验数据取平均值的目的是 。
(4)从图中可以看出,A组雄性大鼠的精子畸形率 B组。(填“高于”或“低于”)
(5)根据实验结果,得到的启示是 。
[例4]菠萝中含有多种维生素,有较高营养价值。人们吃菠萝时常常会“扎嘴”,其主要原因是菠萝中的蛋白酶能分解口腔表面的蛋白质,引起刺痛。用盐水浸泡菠萝后再食用可避免扎嘴的痛感。某生物兴趣小组为探究盐水对菠萝蛋白酶活性的影响,设计如下实验。实验结果如图甲所示。
试管编号
1
2
3
4
菠萝(克)
20
100mL食盐溶液浓度(%)
?
3.5
7
10.5
温度(℃)
37
时间(min)
15
(1) 本实验的变量是 ,实验中温度和时间均保持一致,其目的是 。
[例5]“课后延时服务”实施以来,同学们有更多的课外时间开展生物实践活动,某生物兴趣小组利用鲫鱼探究酒精对生命活动的影响,实验设计如下:
步骤一:取4个大小相同的烧杯,依次加入等量的浓度为5%、10%、15%和20%的酒精溶液。
步骤二:每个烧杯放入三条体积大小及发育程度相近的鲫鱼,记录下三十分钟内鲫鱼出现侧翻和死亡的时间。
步骤三:重复以上实验三次。统计三次实验的平均值,结果如下表。分析回答下列问题。
组别
一组
二组
三组
四组
处理方式
5%酒精溶液
10%酒精溶液
15%酒精溶液
20%酒精溶液
出现侧翻时间/秒
65
44
29
20
死亡时间/秒
535
402
305
196
(1)该实验设计中有不足之处,请指出来: ;实验变量是 。
(2)对各组实验中的数据取平均值的目的是 。
[例6]某同学经常看到蚂蚁吃饼干之类的含糖食物,于是设计了如下“探究蚂蚁是否喜欢甜的食物”的实验:
材料用具:蚂蚁数只,纸盒一个,滴管两支,消毒棉花团若干,糖水、清水各一小杯
实验步骤:
①取两小块大小相同的棉花团,分别滴入浓糖水和清水,放置在纸盒的一侧。
②将一小窝蚂蚁放在纸盒的另一侧。
③30分钟后,观察并记录蚂蚁的取食情况。
请根据实验设计回答下列问题:
(1)这个实验的假设是 。
(2)这个实验的变量是 。
[例7]某生物实趣小组进行了如图实验,图1为实验装置,图2为实验数据统计。
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
步骤2:再按步骤1的方法重复操作4次。
步骤3:求5次实验的平均值。回答下列问题:
(1)该小组探究的问题是: 对鼠妇分布影响吗?
(2)实验中除探究的变量不同外,湿度、温度等其它条件都应 ,目的是 。
(3)实验中一边阴暗,一边明亮,这样处理可起到 作用。
(4)为了减小实验误差,实验重复操作5次,并计算出五次统计数据的 。
(5)小组同学还想利用该装置探究土壤湿度对鼠妇分布,设计了如下表方案:
项目
盖板
土壤湿度
左侧
黑纸板
湿润
右侧
玻璃板
干燥
该实验设计有不足之处,请你提出改进意见 。
(6)完成实验后,如何处理鼠妇 。
[例8]每到冬天,森林里都铺满一层厚厚的落叶。然而,年复一年,森林里的落叶层并没有越积越厚。是细菌将落叶分解了吗?某小组的同学针对这个问题进行了探究。他们的实验步骤如下:
①将同一种树的落叶分成数量相等的甲、乙两组。
②两组落叶均滴加等量的蒸馏水儿,使树叶保持潮湿。
③甲、乙两组都进行灭菌处理。
④甲组放在无菌条件下,乙组接种细菌后放在无菌条件下。
请回答下列问题。
(1)该实验要探究的问题是: ? (2)实验中的变量是 。
(3)将甲、乙两组树叶都进行灭菌处理,甲组放在无菌条件下,乙组接种细菌后放在无菌条件下,目的是进行 。
4月13日,日本首相菅义伟正式宣布,日本政府决定向海洋排放福岛核电站的核废水。这将对全球海洋生态和环境安全产生巨大影响。向环境中随意排入污染物,会造成环境污染。废电池处理不当也会造成水和土壤的镉污染,近年来我国多地再现镉含量超标大米的报道,为验证镉对人体的危害,实验小组进行了如下实验:
(1)用生理盐水配制不同浓度的镉溶液。
(2)取若干只体重为100g,生理状态、健康状况等方面均良好且基本相同的小白鼠。
(3)把小白鼠随机平均分成5组,每组10只,雌雄各半,实验处理及结果如下:
组别
饲喂剂量(mL/ d)
生长条件
48小时死亡率
A组
①
每天在相同时间饲喂一次,其他条件②
B组
灌胃0.015 mg/mL镉溶液1 mL
10%
C组
灌胃0.025 mg/mL镉溶液l mL
20%
D组
灌胃0.035 mg/mL镉溶液1 mL
30%
E组
灌胃0.045 mg/ml镉溶液1 mL
40%
据此回答下列问题:
(1)完善实验过程①为______ ___,②为_____ ____。
(2)该实验的实验变量是___ ______。
(3)实验结论:_____________________________________________________________。
(4)实验启示:防止镉污染你觉得应该怎样做?____________ ________________。
难点知识一 对照实验中对照组与实验组的区分
1.对照实验:对照组与实验组仅改变一个自变量,其他条件要相同且适宜。
2.对照组与实验组
(1)对照组:实验设计中不经过处理的组别,用来当作标准,拿来做比较的(作用:形成对照,使实验结论更有说服力)。
(2)实验组:实验设计中接受干预的组别。
3.实验组与对照组的区分方法
(1)找常态:常态组(自然条件下)为对照组。
①常态组:即实验对象状态为日常状态的组别。
②例子:光对鼠妇的影响
对照组:无光(鼠妇的日常状态) 实验组:有光
(2)找相同:相同组为对照组
①相同组:即与其它组别共同条件最多的为对照组
①例子:探究种子萌发的条件
对照组:28℃、适量水(拥有与其他组别的条件相同最多)
实验组:28℃、干燥 0℃、适量水
(3)找空白:空白组为对照组
①空白组:即不施加任何处理的组别
②例子:探究光合作用需要二氧化碳
对照组:放置清水(未加其他干预)
实验组:放置氢氧化钠
命题角度1 对照的设置
1.在设计探究实验时,下列可以作为一组对照实验的是( )
A.高温和干燥 B.强光和无氧 C.潮湿和低温 D.干燥和湿润
命题角度2 对照的辨析
1.探究不同植被对空气湿度影响时,选择不同的植被进行探究,其中对照组是( )
A.裸地 B.草坪 C.灌木丛 D.森林
2.在探究实验中设计对照实验时,应注意( )
A.除实验变量外,其它条件都不同 B.除实验变量外,其它条件都相同
C.所有的变量都相同 D.所有的变量都不同
3.在“响尾蛇是如何跟踪它放走的猎物的”实验研究中,设计一只没有被响尾蛇袭击过的死老鼠的目的是( )
A.与响尾蛇袭击过的死老鼠进行对照 B.研究响尾蛇对死老鼠的行为
C.研究响尾蛇对老鼠气味的反应 D.作为重复实验
1.为探究香烟烟雾对动物的伤害,某兴趣小组以白玉蜗牛为对象进行了实验,实验结果如图。下列有关叙述不正确的是( )
A.该实验的变量是不同剂量的香烟烟雾
B.实验中,每组蜗牛的数量相同且生理状况相似
C.每只蜗牛需依次放入三种香烟烟雾中进行实验
D.实验结果表明香烟烟雾能抑制白玉蜗牛的心率为探究香烟烟雾对动物的伤害
2.有人说“手机屏幕上的细菌比马桶盖上的还要多。”小张根据已有的经验,认为这是不可能的,并决定进行探究。小张的看法相当于科学探究过程中的( )
A.提出问题 B.作出假设 C.得出结论 D.表达交流
3.在探究实验中,对数据进行处理时,常要计算平均值这是为了( )
A.避免偶然因素 B.采用对照实验 C.探究是否有不同 D.使每位同学都参与
4.选取甲、乙、丙三条相同的鲫鱼,放于鱼缸中进行实验。甲用纱布捆扎胸鳍,乙用纱布竹片固定尾鳍,其他鱼鳍呈自然状态,丙不做处理。下列叙述错误的是( )
A.该探究实验中丙是对照组
B.上述实验设计包括两组对照实验
C.甲、丙对照变量是胸鳍和尾鳍
D.乙丙对照,结论是尾鳍能控制前进的方向
5.在探究“非生物因素对生物的影响”的实验设计中,下列选项不能作为对照组的是( )
A.高温和低温 B.潮湿和干燥 C.有氧气和无二氧化碳 D.有光和无光
6.海南果农开展火龙果促花增产实验,探究夜晚不同时间段使用LED灯照明的增产效果,结果如下表。据表分析,下列叙述错误的是( )
组别
对照组
实验组
甲
乙
丙
丁
夜晚照明时间段
①
18:30~22:30
22:30~02:30
02:30~06:30
果实产量(千克/公顷)
1980
4693
9474
2940
A.①处过程处理为夜晚无照明 B.各实验组的照明时长相同
C.实验表明增产效果与光照无关 D.丙组处理方法最具推广价值
新情境7.“天宫课堂”为广大青少年带来了一场精彩的太空科普课,中国航天员首次在问天实验舱内向我们展示了“用筷子喝茶”:将飘浮在太空舱中形似果冻的“茶水”夹起,像吃菜一样放入口中。这一过程属于科学探究的哪一环节( )
A.作出假设 B.实施计划 C.得出结论 D.表达交流
8.科学探究实验需要设置对照实验,遵循控制单一变量、进行重复实验的原则。小明探究种子萌发需要的环境条件实验中,设计了如下实验方案,方案中的①②处应分别填( )
组别
黄豆种子(粒)
水分
空气
温度
对照组
10
适量的
充足的
橱柜
实验组
①
适量的
充足的
②
A.10、橱柜 B.20、橱柜 C.10、冰箱 D.20、冰箱
9.在探究环境因素对鼠妇生活的影响时,若作出的假设是“鼠妇适宜在潮湿、阴暗、温暖的环境中生活”,那么,该探究活动应设置的对照实验有( )
A.1组 B.2组 C.3组 D.4组
10.研究性学习小组在探究影响薄荷生长的非生物因素时,制作了可调节营养液成分的无土栽培装置。这一步骤属于科学探究过程中的( )
A.提出问题 B.作出假设 C.实施计划 D.得出结论
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