【狀元之路】2020-2021學年新課標生物必修1-實驗能力特訓：一、訓練實驗中的變量思想

試驗力量特訓(1)作業(yè)目標①訓練試驗中的變量思想；②訓練試驗中對比原則的應用作業(yè)設計限時：40分鐘滿分：100分一、材料導讀(一)變量的應用(1)依據(jù)試驗目的和要求，首先確定好三個變量即自變量、因變量、無關變量三者之間的關系。①自變量，指試驗中由試驗者依據(jù)試驗目的所爭辯操縱的因素或條件。因變量，指試驗中由于自變量而引起的變化和結果。通常，自變量是緣由，因變量是結果，二者具有因果關系。試驗的目的即在于解釋這種前因后果。②無關變量，指試驗中除自變量以外的影響試驗變化和結果的因素或條件。試驗中應盡量避開無關變量對正常試驗結果造成干擾，假如無關變量處理不當影響了正常結果的消滅，此無關變量就成為干擾變量了，所以消退無關變量成為干擾變量是試驗成功的前提。(2)單一變量原則。即把握其他因素不變，只轉變其中某一因素，觀看這一因素對試驗結果的影響，不論一個試驗有幾個自變量，都應做到一個試驗自變量對應觀看一個試驗結果。我們常在試驗過程中強調“選取生長狀況相同的幼苗”“數(shù)量大小相同的種子”“置于相同且適宜條件下培育”“加入等量的蒸餾水”等均體現(xiàn)了單一變量原則。(3)典例分析：①自變量的確定和把握。依據(jù)試驗目的，確定試驗變量，進而確定把握的措施。例如：“測定某植物細胞的細胞液濃度”的試驗。a．變量的確定：自變量是不同濃度的蔗糖溶液，即要“探究什么”，則“什么”就是自變量。b．自變量的把握：在確定了自變量是“不同濃度的蔗糖溶液”后，應將溶液設置出一系列不同濃度的溶液，如0、10－3、10－2、10－1(單位為：mol·L－1)等。②無關變量的確定與把握。例如：請指出“探究pH對唾液淀粉酶活性的影響”試驗中的無關變量是什么。應如何把握？分析：在該試驗中，自變量是“pH的大小”。無關變量有溫度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反應時間、加入碘液的量準時間等，在做試驗時，對比組和試驗組的以上因素都要相同且適宜。(二)對比組的設計試驗中設置對比組可有效地排解無關變量對試驗結果的干擾，增加試驗結果的精確?????性和可信度。(1)“試驗組”與“對比組”確認：試驗組是施加試驗變量處理的被試組；對比組是不施加試驗變量處理的對象組。(2)設置對比組有3種方法：空白對比：不給對比組做任何處理(植物材料應用蒸餾水，動物材料應用生理鹽水除外)；條件對比：雖給對比組施以部分試驗因素，但不是所爭辯的試驗處理因素，這種對比方法是指不論試驗組還是對比組的對象都作不同條件的處理，目的是通過得出兩種相對立的結論，以驗證明驗結論的正確性(這種類型試驗在必修3中將要學到)。自身對比：指對比組和試驗組都在同一爭辯對象上進行，不再另外設置對比組。相互對比：不單獨設置對比組，而是幾個試驗組相互作為對比。二、應用訓練1．(24分)某同學在驗證“酶的專一性”時，設計并進行了如下試驗：試驗原理：①淀粉遇碘變藍，麥芽糖遇碘不變藍。②唾液中含有唾液淀粉酶，不含有蔗糖酶，所以只能催化淀粉水解為麥芽糖，而不能催化蔗糖水解。試驗步驟：取A、B、C三支潔凈試管，按下表中挨次進行操作：通過該試驗，這位同學得出的結論是：唾液淀粉酶只能分解淀粉，不能分解蔗糖，證明白“酶具有專一性”。請依據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題：(1)該同學試驗設計所用的試驗原理()A．不正確B．無法驗證淀粉是否被分解C．格外好D．無法驗證蔗糖是否被分解(2)該試驗中接受兩組對比進行比較，它們分別是________、______，分別比較的是_______________________、__________________。(3)你認為應當對該試驗的哪一步驟進行改進后才完善？將__________________________并賜予________條件。這時試管C的結果為________，說明________________________________________________________。答案(1)D(2)試管A與試管B試管B與試管C清水和唾液對淀粉水解的催化效果的差別唾液對淀粉和蔗糖水解的催化效果的差別(3)試管C中滴加碘液的步驟換成加入斐林試劑沸水浴加熱無顏色變化唾液淀粉酶不能催化蔗糖水解，唾液淀粉酶具有專一性2．(28分)已知2H2O2=2H2O＋O2↑，可以通過觀看反應過程中O2的生成速度(即氣泡從溶液中釋放的速度)來推斷H2O2分解反應的速度。請用所給的試驗材料和用具設計試驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出試驗步驟、猜測試驗結果、得出結論，并回答問題。試驗材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液、蒸餾水、3.5%FeCl3溶液、0.01%過氧化氫酶溶液、恒溫水浴鍋、試管。(1)試驗步驟：①_______________________________________________________；②_______________________________________________________；③_______________________________________________________。(2)試驗結果猜測及結論：整個試驗中，不同處理的試管中O2的釋放速度從快到慢依次是：__________________________________________________________。由此可得出的結論是__________________________________________________________。(3)假如僅將試驗中的恒溫水浴改為80℃，重做上述試驗，O2釋放的速度最快的是________，緣由是________________________________解析本題設計試驗來驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。驗證其催化作用的有無就需和無催化作用的蒸餾水作對比，驗證其高效性就需和無機催化劑FeCl3溶液作對比。在遵循對比原則的同時，在其他條件相同的狀況下，遵循單一變量原則。由于過氧化氫酶的最適溫度是37℃，所以應將試管放在37℃的恒溫水浴鍋中適當?shù)臅r間。假如將試驗中的恒溫水浴改為80℃時，過氧化氫酶在高溫下失去活性，而無機催化劑答案(1)①取3支試管，各加入等量且適量的H2O2溶液，放入37℃②分別向上述3支試管加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液③觀看各試管中釋放氣泡的快慢(2)加酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管酶具有催化作用和高效性(3)加FeCl3溶液的試管在此溫度下，F(xiàn)eCl3催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性3．(24分)在自然界中生物的發(fā)光現(xiàn)象普遍存在，生物通過細胞的生化反應而發(fā)光。請設計試驗探究螢火蟲的熒光素發(fā)光時間與ATP濃度的關系。(1)試驗材料：螢火蟲的發(fā)光器凍干粉(發(fā)光器活組織低溫干燥下研磨的粉末)、ATP制劑、蒸餾水、大小相同的小燒杯和試管若干、標簽紙若干、暗盒和秒表等其他必需材料。(2)試驗目的：_____________________________________________。(3)試驗原理：_____________________________________________。(4)試驗步驟：①配制不同濃度的ATP溶液置于小燒杯中，貼上標簽；②將發(fā)光器凍干粉分成________________分別放入試管，貼上標簽；③________________(“分別”或“同時”)在每支試管中加入等量不同濃度的ATP溶液；④觀看和測試________________并記錄。(5)結果猜測：_______________________________________________。(6)試驗最可能的結果：________________；理由：__________________________________________________________。解析ATP能為生命活動直接供能，離體螢火蟲發(fā)光器活組織，有了ATP就能夠發(fā)出熒光。而且發(fā)光強度和發(fā)光時間與ATP的供應量呈正相關。答案(2)探究螢火蟲的熒光素發(fā)光時間與ATP濃度的關系(3)熒光素＋氧氣＋ATP氧化態(tài)熒光素＋ADP＋Pi＋光能(釋放熒光)(注：答案可放寬，合理即可)(4)②若干等份③分別④發(fā)光時間(5)①發(fā)光時間隨ATP溶液濃度上升而延長；②發(fā)光時間隨ATP濃度上升而縮短；③在不同濃度的ATP溶液條件下，發(fā)光時間沒有變化(6)發(fā)光時間與ATP濃度成正比由于螢火蟲發(fā)光器凍干粉的量是肯定的，其中的熒光素和熒光素酶等的含量肯定，氧氣的供應量充分時，熒光素發(fā)光時間的主要打算因素就是ATP的量，濃度大的則含量多，發(fā)光時間較長(合理即可)4．(24分)探究溫度對細胞膜流淌性的影響。物質通過細胞膜與細胞膜的流淌性有親密關系，為了探究溫度對細胞膜流淌性的影響，做了下述試驗：分別用紅色、綠色熒光劑標記人和鼠細胞膜上的蛋白質，然后讓兩個細胞在37℃下融合，40(1)補充未完成步驟：________________________________________。(2)請指出可以從哪些方面來觀看試驗結果。①_______________________________________________________。②_______________________________________________________。(3)請猜測該試驗最可能得出的結論：_________________________。解析該試驗主要探究溫度對細胞膜流淌性的影響，在設計試驗時要留意遵循單一變量原則和對比原則。第一步：分組編號：取若干人和鼠細胞，并分別用紅色和綠色熒光劑標記，平均分為兩組，編號為A、B。其次步：