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1、
題型6 實驗探究類
[模板概述] 實驗探究型試題要求學生設計實驗原理,選擇實驗器材,安排實驗步驟,設計實驗數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗現(xiàn)象,主要考查學生是否理解實驗原理和具備分析實驗結(jié)果的能力,是否具有靈活運用實驗知識的能力,是否具有在不同情景下遷移知識的能力。其解題思維模板如下:
第一步:審準目的、原理和要求
第二步:確定和處理三種變量
第三步:編寫步驟,預測結(jié)果與結(jié)論
(1)明確實驗目的,弄清實驗類型是驗證類還是探究類。
(2)明確實驗原理,理解實驗依據(jù)。
(3)明確實驗中的問題要求和實驗變量。
確定處理自變量(實驗變量)、因變量(反應變量)、無關(guān)變量。
(1)編寫步驟:
2、①首先分組編號;②其次材料處理——不施加實驗變量設為對照組,施加實驗變量設為實驗組,控制無關(guān)變量;③觀察或測量并記錄實驗結(jié)果。
(2)預測結(jié)果與結(jié)論:表述方式因?qū)嶒烆愋筒煌兴鶇^(qū)別。
例1 科學施肥可使作物接近最高產(chǎn)量而又不會造成肥料浪費。實驗表明鋅肥的施用量與番茄的果實產(chǎn)量密切相關(guān),如圖為實驗結(jié)果曲線圖,請完善探究實驗的相關(guān)問題。
(1)實驗目的:__________________________________________________________。
材料用具:不同濃度的硫酸鋅溶液(本實驗對實驗結(jié)果的影響可忽略),用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株長勢
3、相同的番茄幼苗。
(2)實驗步驟:
①將240株番茄幼苗平均分成________組并編號;
②在相同且適宜的條件下將幼苗培養(yǎng)至花蕾期,______________________________
________________________________________________________________________;
③繼續(xù)培養(yǎng)至果實成熟,________________________________________;
④繪制實驗結(jié)果曲線圖(如圖)。
(3)實驗分析與結(jié)論:
①結(jié)果表明,施用鋅肥的最佳濃度范圍是_____________________
4、_____________;
②根據(jù)該實驗的結(jié)果分析科學施肥的理由:___________________________________
________________________________________________________________________。
思維導表
第一步:審準目的、原理和要求
分析曲線可知,硫酸鋅溶液濃度不同,果實產(chǎn)量不同,本實驗的目的是探究鋅肥的施用量對果實產(chǎn)量的影響。
第二步:確定和處理三種變量
自變量是硫酸鋅溶液濃度,因變量是果實產(chǎn)量,無關(guān)變量有環(huán)境條件、所用的杉木糠和土壤浸出液、番茄幼苗的長勢、實驗組中硫酸鋅溶液和對照組中
5、蒸餾水的使用量。
第三步:編寫步驟,預測結(jié)果與結(jié)論
(1)確定對照及分組:不施鋅肥(噴蒸餾水)的為對照組,由曲線圖可看出繪了8個點,即分了8組。
(2)實驗組噴施適量且等體積的不同濃度的硫酸鋅溶液,對照組噴施等量的蒸餾水,繼續(xù)培養(yǎng)至果實成熟,稱出每組番茄所結(jié)果實的產(chǎn)量。
(3)由曲線圖可知,施用鋅肥的最佳濃度范圍應該是果實產(chǎn)量最高時的濃度范圍,即12~16_mg·L-1。
(4)由曲線圖可知鋅肥的施用量超過最佳濃度范圍時會使果實產(chǎn)量下降,并造成浪費。
答案 (1)探究鋅肥施用量對番茄果實產(chǎn)量的影響(或探究種植番茄時施用鋅肥的最佳濃度范圍) (2)①8
②實驗組噴灑適量且等體積
6、的不同濃度的硫酸鋅溶液,對照組噴灑等量的蒸餾水?、鄯Q量每組番茄所結(jié)果實的產(chǎn)量 (3)①12~16 mg·L-1?、阡\肥施用量超過最佳范圍(12~16 mg·L-1)時果實產(chǎn)量下降,且造成浪費
解析 (1)根據(jù)題干信息可以看出,本實驗研究的是“鋅肥的施用量與番茄的果實產(chǎn)量的關(guān)系”,由曲線圖可以看出“不同硫酸鋅溶液濃度下,番茄果實產(chǎn)量不同”,因此本實驗的目的就是“探究鋅肥施用量對番茄果實產(chǎn)量的影響”。(2)題中曲線圖橫坐標中不同硫酸鋅溶液濃度的數(shù)量是分組的依據(jù)。曲線圖中給出了7種不同濃度的硫酸鋅溶液,再考慮要設計對照實驗,因此要把240株番茄幼苗平均分成8組。在花蕾期,7個實驗組噴灑適量且等體積
7、的不同濃度的硫酸鋅溶液,對照組噴灑等量的蒸餾水。通過比較成熟后各組番茄果實的產(chǎn)量得出結(jié)論。(3)根據(jù)曲線圖可判斷,硫酸鋅溶液濃度在12~16 mg·L-1時,番茄產(chǎn)量最高,超過此濃度范圍果實產(chǎn)量下降。
例2 為了驗證胰島素具有降低血糖的作用,以小鼠的活動狀況為觀察指標設計實驗。
實驗原理:胰島素具有降低血糖的作用。體內(nèi)胰島素含量過高時,引起血糖水平下降,機體出現(xiàn)活動減少,甚至昏迷等低血糖癥狀,此癥狀可以通過補充葡萄糖溶液得到緩解。
材料用具:正常小鼠4只、注射器、胰島素溶液、葡萄糖溶液、生理鹽水。
(1)實驗步驟:
①將正常小鼠隨機均分成A、B兩組,觀察并記錄____________
8、________________。
②給A組小鼠注射適量胰島素溶液,B組小鼠__________________________________。
一段時間后,A組小鼠會出現(xiàn)四肢無力,活動減少,甚至昏迷等低血糖癥狀,B組小鼠________________________________________________________________________。
③A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后,分別給A、B兩組小鼠________________________________。一段時間后,A組小鼠低血糖癥狀得到緩解,B組小鼠______________________________
9、。
(2)該實驗過程可以說明_______________________________________________。
(3)分析小鼠注射胰島素溶液后出現(xiàn)低血糖癥狀的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
___________________________________________________________
10、_____________。
思維導表
第一步:審準目的、原理和要求
(1)實驗目的:驗證胰島素具有降低血糖的作用。
(2)實驗原理:先注射胰島素,出現(xiàn)低血糖癥狀,再注射葡萄糖溶液,低血糖癥狀得到緩解。
第二步:確定和處理三種變量
自變量:胰島素含量;因變量:小鼠的活動情況;無關(guān)變量:所選正常小鼠的生理狀態(tài)、所使用的溶液的量。
第三步:編寫步驟,預測結(jié)果與結(jié)論
步驟補充:②給A組小鼠注射適量胰島素溶液,B組應注射等量生理鹽水;③分別給A、B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。
預測結(jié)果:②A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀,B組小鼠的活動狀況無變化;③A組小鼠的低血糖癥狀得到緩解,B組小鼠的活動
11、狀況仍無變化。
答案 (1)①小鼠的活動狀況?、谧⑸涞攘可睇}水 活動狀況無變化?、圩⑸涞攘科咸烟侨芤骸』顒訝顩r無變化 (2)胰島素具有降低血糖的作用 (3)注射胰島素溶液后,小鼠體內(nèi)胰島素含量過高,引起血糖含量下降,小鼠組織細胞特別是腦組織細胞因血糖供應減少、能量供應不足而發(fā)生功能障礙,從而引起低血糖癥狀
1.某同學為驗證pH對淀粉酶催化淀粉水解速率的影響,制訂了如下實驗方案。請回答下列問題:
實驗方案:①取5支試管,標上A、B、C、D、E。
②在A、B、C、D、E 5支試管中分別加入1 mL質(zhì)量分數(shù)為2%的新鮮淀粉酶溶液。
③然后再向5支試管中分別加入10 mL質(zhì)量分數(shù)為3%
12、的可溶性淀粉溶液。
④在A試管中加入2 mL質(zhì)量分數(shù)為2%的鹽酸,B試管中加入2 mL質(zhì)量分數(shù)為5%的鹽酸,C試管中加入2 mL蒸餾水,D試管中加入2 mL質(zhì)量分數(shù)為2%的氫氧化鈉溶液,E試管中加入2 mL質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鈉溶液,搖勻。
⑤實驗進行5 min后測定試管中可溶性淀粉含量。
(1)請指出上述實驗方案中存在的兩處錯誤,并加以改正。
________________________________________________________________________
_______________________________________________
13、_________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某同學對上述實驗方案修正后,重新進行了實驗,記為實驗一。同時還做了如下實驗二:將加入5支試管中的淀粉酶溶液的量減半,重復上述實驗。在相同時間內(nèi),分別測得兩次實驗中淀粉含量變化并繪制成如圖所示的曲線。
①實驗一中的自變量是________
14、,因變量是________________________。
②曲線甲是第________次實驗的結(jié)果,原因是_____________________________________
________________________________________________________________________。
③曲線甲和乙中,淀粉含量的最低點位于橫坐標同一位置的原因是________________________________________________________________________;
造成a、b兩點不同的原因是實驗中__________
15、___________________________。
(3)如果本實驗是定性研究pH對淀粉酶活性的影響,在實驗中可以用________試劑來鑒定________是否存在或顏色反應深淺來確定反應進行的程度。
答案 (1)實驗中③④的順序不對,應先進行④再進行③;沒有對溫度等無關(guān)變量進行控制,步驟⑤應改為將5支試管放在適宜的恒溫水浴中,實驗進行5 min后測定試管中可溶性淀粉含量 (2)①pH 可溶性淀粉的變化量?、诙〖着c乙所用時間相同,但甲分解的淀粉量較少,說明甲中所含酶的量較少?、弁环N酶的最適pH是一定的 酶的用量不同,相同時間內(nèi)分解的淀粉的量不同 (3)斐林 還原糖
解析 (1
16、)在探究溫度或pH對酶活性的影響時,應保證酶和底物均處于設定的溫度或pH后再混合;實驗應在適宜的溫度下反應5 min后,再測定可溶性淀粉含量。(2)實驗一中的自變量為pH,因變量為可溶性淀粉的變化量;曲線甲是第二次實驗的結(jié)果,因為反應相同時間后此組淀粉的剩余量多,說明酶少,反應速率慢;同一種酶的最適pH是相同的,不會因酶量的多少而改變,而酶量的不同,影響反應速率,影響相同時間后各組淀粉的剩余量。(3)定性實驗中可以用斐林試劑檢驗生成物(還原糖)的多少來確定反應進行的程度。
2.小腸黏膜可分泌促胰液素促進胰液分泌,有人認為胃黏膜可分泌胃泌素,該物質(zhì)能影響胃液的分泌。請完成以下探究實驗:
(1
17、)主要實驗材料和用品:小鼠若干只,生理鹽水,胃黏膜液,注射器等。
(2)實驗假設:_______________________________________________________。
(3)實驗步驟:
①把________________________________________小鼠分成數(shù)量相等的A、B兩組;
②A組________________________,B組注射________________________;
③在相同且適宜的條件下飼養(yǎng),觀察并記錄__________________________________。
(4)實驗結(jié)果預測:
①如果A
18、組胃液分泌量明顯比B組多,則假設成立;
②如果A組胃液分泌量與B組相當,則假設不成立。
答案 (2)胃泌素能促進胃液分泌 (3)①生長發(fā)育狀況相同的健康?、陟o脈注射一定濃度的胃黏膜液 等量的生理鹽水 ③小鼠胃液的分泌情況
解析 (2)根據(jù)題干“有人認為胃黏膜可分泌胃泌素,該物質(zhì)能影響胃液的分泌”可知,實驗的假設是胃泌素能促進胃液分泌(或胃泌素能抑制胃液分泌)。(3)補充實驗步驟時,需注意該實驗的自變量是有無胃泌素,因變量是胃液的分泌情況,因為胃黏膜可分泌胃泌素,故A組靜脈注射一定濃度的胃黏膜液,B組注射等量的生理鹽水。最后一步的觀察指標為小鼠胃液的分泌情況。另外,答題時需注意,A、B兩組的處理應與題目中給出的實驗結(jié)果預測及你的假設相吻合。
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