【生物】2018届人教版一轮复习选修1第十单元第41讲实验原则与设计教案 14页

第 41 讲　实验原则与设计 　1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、 原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能等进行运 用。　2.具备验证简单生物学事实的能力，能对实验现象和结果进行分析、解释并能对收集 到的数据进行处理。　3.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验 与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。　4.能对一些简单的实验方案作 出恰当的评价和修订。 　实验设计原则 1．科学性原则 包括实验原理、实验材料的选择、实验方法和实验结果的处理等方面要保证不出现科学 性错误，要有科学的思想和方法作指导。 2．对照原则 对于对照实验，一个实验包括实验组和对照组。实验组是接受自变量处理的对象组，对 照组(控制组)是不接受自变量处理的对象组。常用的对照类型有以下几种： (1)空白对照：对照组为不作任何处理的对象组。这里的不作处理，并非什么因素都不 给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的影响。如 “探究影响酶活性的条件”实验中： {1号试管加1 mL蒸馏水（空白对照组） 2号试管加1 mL盐酸溶液（实验组） 3号试管加1 mL NaOH溶液（实验组） (2)自身对照：实验与对照在同一个对象上进行，不另设对照组。如“探究植物细胞的 吸水和失水”实验，即是典型的自身对照——实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后 的对象变化为实验组。 (3)条件对照：给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实验实 施的处理因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。 如肺炎双球菌转化实验中以下两组实验： S 型菌 DNA＋R 型活菌 ― ― →混合培养 S 型菌落＋R 型菌落(实验组)； S 型菌 DNA＋DNA 酶＋R 型活菌 ― ― →混合培养 R 型菌落(条件对照组)。 (4)相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如“探究影响酶活性的条件” 实验中，探究温度对酶活性的影响时，要用热水、正常温度的水、冰水三个实验组来探究， 进行相互对照，以得出相应的实验结论。 3．单一变量原则 所谓单一变量原则，就是要尽可能控制无关变量的作用，以确保实验变量的唯一性。 (1)实验变量与反应变量 ①实验变量也称自变量，是研究者主动操纵的条件和因子，是作用于实验对象的刺激变 量。 ②反应变量又称因变量或应变量，是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，应具 有可测性和客观性。 (2)无关变量：无关变量又称干扰变量、控制变量，是指与研究目标无关，但却影响研 究结果的变量。 4．平行重复原则 为了使实验结果或实验数据更接近真实情况，避免偶然因素对实验的影响，一般在实验 组中控制相同条件下多设几组，取平均值，以使得出的结论更准确、科学。 【感知考题】 (2016·高考江苏卷，8)过氧化物酶能分解 H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白 菜梗中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是(　　) 管号 1%焦 性没 食子 酸/mL 2% H2O2 /mL 缓冲 液/mL 过氧化 物酶溶 液/mL 白菜梗 提取 液/mL 煮沸冷 却后的 白菜梗 提取 液/mL 1 2 2 2 － － － 2 2 2 － 2 － － 3 2 2 － － 2 － 4 2 2 － － － 2 A.1 号管为对照组，其余不都是实验组 B．2 号管为对照组，其余都为实验组 C．若 3 号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶 D．若 4 号管不显橙红色，可证明白菜梗中无过氧化物酶 [解析]　由题干信息可知，该实验的自变量是是否加入白菜梗的提取液，故加入白菜梗 提取液的 3 号管为实验组，其他都为对照组，A 项正确；由题干信息可知 2 号管是对照组， 只有 3 号管是实验组，B 项错误；若 3 号管显橙红色，还需要与 1、2、4 号管对照才能证明 白菜梗中存在过氧化物酶，C 项错误；4 号管不显橙红色是因为高温处理使过氧化物酶变性 失活，D 项错误。 [答案]　A 高分点拨——类题通法 教材实验中的变量分析 变量是实验过程中可以变化的因素。在设计实验时，要注意使自变量可控制、因变量比 较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。 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 氧气的有无 CO2 生成量(澄清石灰 水的浑浊程度)；是否 有酒精产生(用酸性重 铬酸钾检测) 葡萄糖溶液，石灰水的 量、温度、pH、锥形瓶 的洁净程度等 模拟探究 细胞表面 积与体积 的关系 琼脂块体 积的大小 物质运输 的效率 琼脂块的一致性、 NaOH 溶液的量、浸泡 的时间、测量的准确性 等 探究生长 素类似物 促进插条 生根的最 适浓度 不同浓度 的生长素 类似物 扦插枝条的生根数量 或根长度 实验材料的一致性、生 长素类似物浓度的准 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 群落的演替 水族箱的培养条件和 环境等 【跟进题组】 命题 1　实验变量实例分析 1．(2017·湖南长沙二模)下列对有关实验中变量的叙述，正确的是(　　) A．在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和 pH 是自变量 B．在模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中，正方体琼脂块的体积是无关变量 C．在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，插条生根数是因变量 D．在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无关变量 解析：选 C。在探究温度对酶活性影响的实验中，温度是自变量，pH 是无关变量，A 错误；在模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中，正方体琼脂块的体积是自变量，B 错 误；在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无氧呼吸的产物，是因变量，氧气的有无是自 变量，D 错误。 2．(2017·江苏苏北四市二模)实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列控 制无关变量的操作，错误的是(　　) A．验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物做“饥饿”处理 B．探究唾液淀粉酶的最适 pH 的实验中，将每一组温度均控制在 37 ℃ C．验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住 D．探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉 解析：选 C。验证光合作用能产生淀粉的实验中，将实验植物做“饥饿”处理，避免植 物自身原有的有机物对实验结果产生影响，属于控制无关变量的操作，A 正确；探究唾液淀 粉酶的最适 pH 的实验中，将每一组温度都控制在 37 ℃，是控制无关变量——温度对实验 的影响，B 正确；验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住，这是设置自 变量，不是控制无关变量，C 错误；探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量 的淀粉，淀粉的量也影响实验的结果，需要控制，D 正确。 命题 2　实验组和对照组的设置实例分析 3．以下实验中对照组设置正确的是(　　) A．在探究胚芽鞘的感光部位的实验中，可将胚芽鞘分别置于单侧光下和无光环境中进 行实验 B．在探究酵母菌种群数量变化的实验中不需要设置对照组 C．在证明光合作用的产物有淀粉产生的实验中，对照组遮光、实验组照光 D．在探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，应选择 0 ℃、30 ℃、80 ℃等不同的温度进 行对照 解析：选 B。在探究胚芽鞘的感光部位的实验中，实验的自变量是单侧光照射胚芽鞘的 部位不同，因此应将有胚芽鞘尖端的胚芽鞘和无胚芽鞘尖端的胚芽鞘进行对照，A 错误；在 探究酵母菌种群数量变化时，由于有前后对照，所以不需要设置对照实验，B 正确；在证明 光合作用的产物有淀粉产生的实验中，对照组照光、实验组遮光，C 错误；在探究唾液淀粉 酶最适温度的实验中，温度是自变量，即应在不同温度条件下进行，且温度差应相同，以构 成相互对照，D 错误。 4．下列实验中，有关实验组和对照组的设置，正确的是(　　) 选项 实验名称 实验组 对照组 A 探究过氧化氢酶作用 的最适 pH 氢氧化钠溶液或盐酸＋过 氧化氢溶液＋过氧化氢酶 蒸馏水＋过氧化氢溶液＋过氧 化氢酶 B 验证过氧化氢酶具有 催化作用 过氧化氢溶液＋肝脏研磨 液 过氧化氢溶液＋FeCl3 溶液 C 验证酶的专一性 新鲜蔗糖溶液＋新鲜蔗糖 酶液 新鲜淀粉溶液＋新鲜淀粉酶液 D 验证某种酶是蛋白质 待测酶溶液＋双缩脲试剂 标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂 解析：选 D。探究过氧化氢酶作用的最适 pH 应设置成相互对照实验，无特定的对照组， 多个实验组的 pH 不同，表中 A 项对应的设置是验证 pH 对酶活性影响，A 项错误。验证酶 具有催化作用，对照组应设置为用等量蒸馏水＋过氧化氢溶液。B 项对应的设置是验证酶具 有高效性，B 项错误。验证酶的专一性应设置为：实验组为反应物＋相应酶液，对照组为另 一反应物＋同一酶液或同一反应物＋另一种酶液，C 项错误。验证某种酶是蛋白质的实验中， 对照组设置成标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂是为了排除无关变量的干扰，D 项正确。 　实验原则实例分析 5．下面是某研究性学习小组的同学为证明农田土壤中的微生物对某种农药具有分解作 用而提出的实验方案(如何检测农药的含量不做要求)。 ①他们在同一块农田的不同地点取等量的土壤，将其标记为甲、乙两组；将甲组土壤进 行灭菌，待用。 ②实验开始时向两组分别加入等量的用无菌水配制的某种农药，并与土壤混匀，放在自 然条件下(暴露在空气中)。 ③一段时间后，多次取样检测甲、乙两组土壤中农药的浓度并求平均值，比较两组农药 含量的差异。 (1)请指出并改正实验中两处明显的错误，并说明原因。 错误一： ________________________________________________________________________， 改正： ________________________________________________________________________， 原因是 ________________________________________________________________________。 错误二： ________________________________________________________________________， 改正： ________________________________________________________________________， 目的是 ________________________________________________________________________。 (2)上述改正遵循的主要是实验设计的什么原则？ ________________________________________________________________________。 解析：选择不同地点的土壤，由于湿度、有机物含量的差异等可能导致土壤中含有的微 生物含量和种类有差异；空气中含有大量的微生物，为了使实验结果准确，必须在无菌条件 下进行实验。上述两点改正遵循的主要原则都是单一变量原则。 答案：(1)不同地点　同一地点　不同地点的土壤微生物含量和种类可能有差异，可能 对结果造成干扰　放在自然条件下　放在无菌条件下　防止空气中的微生物对结果造成干 扰　(2)单一变量原则 　探究性实验的设计方案 1．实验设计方案 准确把握实验目的：明确实验要解决的“生物学事实”是什么，要解决该“生物学事实” 的哪一方面。 ↓ 明确实验原理：分析实验所依据的科学原理是什么，涉及的生物学及相关学科中的方法 和原理有哪些。 ↓ 确定实验变量、 设置对照实验：找出自变量和因变量，确定实验研究的因素，以及影响本实验的无关变 量；构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。 ↓ 确定实验方法：根据实验目的和所提供的材料来确定。 ↓ 设计合理的实验 装置和实验步骤：严格遵循实验设计原则，在充分考虑实验原理以及提供的实验材料、 用具的基础上，根据设计要求，设计实验装置和步骤。 ↓ 得出预期实验结果和结论 2．实验步骤设计的一般步骤 第一步：取材、分组和编号 (1)取材 探究性实验中一般提供实验的材料，但在设计实验步骤时需注意常用的关键词，如“取 相同的(或生理状态相同的)……若干只(或株、个等)……”。如此设置是防止无关变量对实 验结果的影响。 (2)分组 要体现随机性、均衡性或者合理的梯度性。常用的关键词为“……随机(或平均)分为若 干组”。 (3)编号 根据实验分组情况而编号，如“甲组、乙组”等，或“①组、②组、③组……”。 第二步：实验处理 实验处理遵循单一变量原则。即除自变量外，其他因素都是相同的。常用的模式为“① 组施加实验变量，②组作为对照不施加实验变量”。 第三步：观察、记录 实验的因变量尽可能选择能较好地反映与实验自变量之间的关系，并易于实验人员观察 和测定的指标。常用的关键词为“……一段时间后观察(测定)……做好记录”等。 3．探究性实验的假设与结论 (1)假设与结论 假设是根据现有的科学理论、事实，对所研究的对象设想出的一种或几种可能性的答案 或解释。实验结果预测一般与假设相对应：若实验结果与预期结果一致，则得出与先前的假 设一致的结论，即假设成立；反之，假设不成立。(2)探究性实验的结果和结论不唯一，需 分情况讨论 实验结果 实验结论 若实验组和对照组无显著差异 实验变量对结果无影响 若实验组效果和对照组效果有明显差异 实验变量对实验结果具有影响 【感知考题】 (2017·莆田调研)已知物质 X 对菠菜种子的萌发有抑制作用，物质 Y 可解除物质 X 的抑 制作用。某研究小组现设计实验验证物质 Y 可解除物质 X 对菠菜种子萌发的抑制作用，请 完善该实验(要求与说明：答题时用物质 X、物质 Y 表示相关名词；物质 X、物质 Y 的剂量 均符合实验要求；物质 X、物质 Y 的相应处理措施不作具体要求)。 (1)该实验的自变量为____________，因变量为____________。 (2)实验步骤： ①用物质 X 处理菠菜种子一段时间； ②将用物质 X 处理过的菠菜种子均分为两组，编号为甲、乙，甲组不做处理，乙组 ____________，将两组菠菜种子分别置于______________________的环境下培养。 ③一段时间后， ________________________________________________________________________。 (3)预测实验结果及结论： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [解析]　该实验的自变量是物质 Y 的有无，因变量是菠菜种子的萌发率。实验步骤中， 应先用物质 X 处理菠菜种子一段时间，然后进行不同的处理，最后统计分析菠菜种子的萌 发率。不做处理组的萌发率低于物质 Y 处理组的萌发率，证明物质 Y 可解除物质 X 对菠菜 种子萌发的抑制作用。 [答案]　(1)物质 Y 的有无　菠菜种子的萌发率 (2)用物质 Y 处理　相同且适宜　统计分析两组菠菜种子的萌发率 (3)甲组菠菜种子的萌发率低于乙组，说明物质 Y 可解除物质 X 对菠菜种子萌发的抑制 作用 高分点拨——类题通法 探究性实验与验证性实验比较 比较项目 探究性实验 验证性实验 概念 指实验者在不知实验结果的前提下， 通过自己进行实验探索、分析、研究 得出结论，从而形成科学概念的一种 认知活动 指实验者针对已知的实验结果而进行 的以验证实验结果、巩固和加强有关 知识内容、培养实验操作能力为目的 的重复性实验 实验 目的 探索研究对象的未知属性、特征以及 与其他因素的关系 验证已知对象的已知属性、特征以及 与其他因素的关系 实验 假设 假设一般采用“如果 A，则 B”的形 式表达，是根据现有的科学理论、事 实，对所要研究的对象设想出一种或 几种可能的答案、解释 因结论是已知的，故不存在假设问题 【跟进题组】 命题 1　考查实验步骤设计 1．用某种降血糖物质 X 做以下实验(注：用生理盐水配制 X 溶液)。回答下列问题： (1)某同学要验证物质 X 的降血糖作用，进行如下实验： 选择一批体重相同的正常小鼠，测定________，并将小鼠随机等量分成实验组和对照组， 实验组注射适量的________，对照组注射等量的________，一段时间后测定两组小鼠的 ________，若______________________________________________________________ ____________________，则表明 X 有降血糖作用。 (2)若要验证一定量的 X 能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，进行如下实验： 用________________小鼠作为实验组，用患糖尿病小鼠作为对照组 1，用________小鼠 作为对照组 2；实验组注射________________，对照组 1、2 注射等量的生理盐水，一定时 间后若实验组和对照组____的血糖浓度均在正常范围内，而对照组____的血糖浓度高于正常 范围，则表明一定量的 X 能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围。 解析：(1)实验过程中可以变化的因素称为变量，其中人为改变的变量称为自变量，本 题中实验鼠是否注射 X 溶液为自变量；随自变量的变化而变化的变量称为因变量，本实验 中血糖浓度的变化是因变量。除了一个因素以外，其他因素都保持不变的实验叫做对照实验。 本实验过程中设置了对照实验，即注射 X 溶液与生理盐水形成对照，并且在实验前后均要 测定小鼠的血糖浓度。本实验为验证性实验，故预测实验结果是对照组血糖浓度不变，实验 组血糖浓度下降。(2)要验证一定量的 X 能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围，除 需要用患糖尿病小鼠作空白对照外，还需要增设正常鼠作恢复到正常范围的对照，预测结果 是实验组和增设的正常鼠的血糖浓度在正常范围内，对照组 1 患糖尿病小鼠的血糖浓度高于 正常范围。 答案：(1)血糖浓度　X 溶液　生理盐水　血糖浓度　对照组血糖浓度不变，实验组血 糖浓度下降　(2)患糖尿病　正常　一定量的 X 溶液(或 X 溶液)　2　1 命题 2　实验结果实例分析 2．(表格分析类)(2015·高考广东卷，5)用秋水仙素处理某二倍体植物的愈伤组织，从获 得的再生植株中筛选四倍体植株。预实验结果如下表，正式实验时秋水仙素浓度设计最合理 的是(　　) 秋水仙素浓度(g/L) 再生植株(棵) 四倍体植株(棵) 0 48 0 2 44 4 4 37 8 6 28 11 8 18 5 10 9 2 A.0、2、3、4、5、6　　　　　 B．0、4、5、6、7、8 C．0、6、7、8、9、10 D．0、3、6、9、12、15 解析：选 B。预实验主要是为正式实验摸索条件，本题中正式实验的目的是“从获得的 再生植株中筛选四倍体植株”，则预实验后所确定的秋水仙素浓度应符合“再生植株数量多， 四倍体植株的数量也多”两个条件。从表中数据可以看出，最适秋水仙素浓度在 6 g/L 左右， 故选择的秋水仙素浓度范围为 4～8 g/L，在这一浓度范围内设置更小梯度进行正式实验，同 时加上浓度为 0 的空白对照组。 3．(曲线分析类)(2017·宁波二模)研究人员探究蔗糖(Suc)、一定浓度的吲哚乙酸(IAA)对 某植物幼茎细胞伸长的影响，与空白对照组相比，得到如图所示的实验结果。据此可判断 (　　) A．Suc 抑制幼茎细胞伸长 B．Suc 和 IAA 还能促进根细胞的伸长 C．IAA 是影响幼茎细胞伸长的主要因素之一 D．高浓度的 IAA 对细胞伸长具有抑制作用 解析：选 C。据图可知用 Suc 处理后幼茎长度增加，所以 Suc 具有促进幼茎细胞伸长的 作用；无法根据实验结果判断 Suc 和 IAA 对根细胞的作用；据图可知 IAA 促进细胞伸长的 作用比 Suc 的促进作用强，所以可推出 IAA 是影响幼茎细胞伸长的主要因素之一；高浓度 的 IAA 对细胞伸长具有抑制作用，但在本实验中没有体现。 4．(柱形图分析类)(2017·南昌九校联考)为探究物质 X 增强学习记忆能力的分子机制， 将初断乳大鼠随机分成 4 组，饲养 8 周后，测定大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶 的活性，实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．乙组中，乙酰胆碱酯酶活性大于一氧化氮合酶活性 B．棕榈油能提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性 C．小剂量 X 能明显提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性 D．大剂量 X 能降低大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶与一氧化氮合酶的活性 解析：选 C。曲线图和柱形图对应的纵坐标数值不同，乙组中乙酰胆碱酯酶活性小于一 氧化氮合酶活性，A 错误；乙组中一氧化氮合酶的活性小于甲组，说明棕榈油能降低大鼠脑 组织中一氧化氮合酶的活性，B 错误；比较图中的甲组、丙组和丁组可以看出，小剂量 X 和大剂量 X 都能提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶和一氧化氮合酶的活性，C 正确、D 错误。 易错点 1　验证与探究的混淆 [点拨]　一般来说，验证性实验与探究性实验的实质性区别在于实验结果是已知的还是 未知的。如果是已知的，大多可以作为验证性实验来考虑，例如教材中“检测生物组织中的 糖类、脂肪和蛋白质”的实验；如果是未知的，就可以作为探究性实验来考虑，例如教材中 “影响酶活性的条件”的实验。 易错点 2　实验开始前检测与实验结果处理 [点拨]　有些实验开始前需对实验状态进行检测，有些实验结果不能直接观察到实验现 象，需要对实验结果进行处理，即再进行一个小的实验。 易错点 3　对实验原理与实验结果解释的混淆 [点拨]　(1)实验原理要求写出实验设计的依据，实验设计的主要思路及对实验结果的观 测方法。 (2)实验结果解释要求用实验原理把实验结果和实验结论联系起来，叙述好前因后果。 课时作业 1．(2017·重庆八中高三模拟)酒精会导致蛋白质变性，长期饮酒对消化道中的消化酶会 有影响吗？兴趣小组的同学利用体积分数为 50%的酒精、唾液淀粉酶，探究酒精对消化酶 的影响，实验步骤如下。请回答下列问题： (一)实验步骤 实验步骤 试管甲 试管乙 步骤 1 加入体积分数为 50%的酒精溶液和 pH 为 6.8 的缓冲液各 1 mL 加入蒸馏水和 pH 为 6.8 的缓冲液各 1 mL 步骤 2 各加入质量分数为 1%的淀粉酶溶液 1 mL，混匀后放置一段时间 步骤 3 各加入质量分数为 1%的可溶性淀粉溶液 1 mL，__A__ 步骤 4 取出试管，各加入质量分数为 1%的碘溶液 3 滴，观察颜色变化 (二)讨论与分析 (1)实验中设置试管乙的目的是________，“实验步骤”中 A 处应为 ______________________。 (2)两支试管最可能的实验结果是甲试管________色，乙试管________色。 (3)实验中加入缓冲液的作用是 ________________________________________________________________________。 (4)为什么实验中兴趣小组同学不选用市面上供应的白酒？ ________________________________________________________________________。 解析：(1)设置试管乙的目的是作为对照。实验中底物与反应物混合后应在适宜且相同 的条件下反应，所以 A 应是 37 ℃恒温水浴(适宜温度下)保温一段时间。 (2)两支试管最可能的实验结果是甲试管呈蓝色，因为淀粉没有水解，乙试管不变蓝。 (3)实验中加入缓冲液是维持反应液中 pH 值相对稳定。 (4)白酒中除了酒精外还含有其他成分，违反了单一变量原则。 答案：(1)对照　37 ℃恒温水浴(适宜温度下)保温一段时间 (2)(深)蓝　浅黄(棕)(不变蓝) (3)维持反应液中 pH 值适宜且稳定 (4)白酒中除酒精外还含有其他成分，不符合单一变量原则 2．(2017·昆明质检)某兴趣小组通过实验探究了影响菠菜光合作用强度的某些因素，实 验步骤如下： 第一步：制备若干大小相同的圆形叶片； 第二步：将圆形叶片置于盛有清水的注射器内，堵住注射器前端的小孔，拉动活塞，重 复几次； 第三步：将处理后的等量圆形叶片分别置于不同浓度的 CO2 缓冲液(维持实验过程中 CO2 浓度相对稳定)中； 第四步：用一定功率的冷光源在相同距离处照射相同时间； 第五步：观察并记录实验结果，如图。 请回答下列问题： (1)本实验探究了________________对菠菜光合作用强度的影响，实验结果的观察指标 是________________________。 (2)实验中进行第二步的目的是____________________；第四步中使用冷光源是为了防 止________对实验结果的影响。 (3)若要利用该实验中的药品、材料和用具研究光照强度对菠菜光合作用强度的影响， 则所用 CO2 缓冲液的浓度应为________，最好选用________叶片，控制光照强弱的具体措 施是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)分析图形及题干，自变量有 CO2 浓度和植物叶片的叶龄，因此实验目的是探 究 CO2 浓度和叶龄对光合作用强度的影响。根据实验过程分析，被抽出气体的圆形叶片在 光照前沉在缓冲液最下部，在实验中叶片进行光合作用产生气体，因此上浮，故实验的观察 指标是相同时间后各组圆形叶片上浮的数量，据此可判断光合作用强度的大小。(2)实验步 骤二的目的是抽去叶片中的气体，从而使圆形叶片能够沉到缓冲液最下部。使用冷光源是为 了防止照射过程中温度升高，对实验结果造成影响。(3)要探究光照强度对光合作用的影响， 则自变量是光照强度，CO2 浓度和叶龄是无关变量，应相同且适宜，因此所用 CO2 缓冲液的 浓度为 3%，叶片应选择成熟叶片。可以通过控制光源和实验装置的距离来控制光照强度的 大小。 答案：(1)CO2 浓度和叶龄　相同时间后各组实验中圆形叶片上浮的数量　(2)使圆形叶 片内的气体逸出　温度(3)3%　成熟　调节光源与实验装置间的距离 3．(2015·高考四川卷，8)进食可刺激胃腺细胞分泌胃液，胃液中含有胃酸及胃蛋白酶， 有利于消化。 (1)胃酸可以杀灭进入胃内的细菌，这属于机体的________免疫；胃蛋白酶仅对食物中 的蛋白质成分有消化作用，这体现了酶的________性。 (2)哺乳动物进食时，食物尚未进入胃内就可引起胃液分泌，称为头期胃液分泌。该过 程受神经调节和神经—体液调节的共同调控，如下图所示。 ①胃泌素通过________运输到达胃腺细胞，促进胃液分泌。若胃酸分泌过多，又可抑制 胃泌素的分泌，这种调节方式叫做________。 ②促进胃腺细胞分泌胃液的信号物质，除胃泌素外还有____________。 (3)为探究两种调节机制对头期胃液分泌的影响，有人用同一只狗连续进行了以下实验： 步骤 实验操作 4 小时胃液分泌量 1 假饲 ＋＋＋＋＋＋＋＋＋ 2 切除胃窦，再假饲 ＋ 3 假饲，并注射一定量的胃泌素(控制胃泌素的注射剂 量，使胃液分泌量与步骤 1 相当) ＋＋＋＋＋＋＋＋＋ 4 只注射与步骤 3 相同剂量的胃泌素，但不假饲 ＋＋＋＋ 注：假饲是让狗吃肉，但吞下的肉从食道上的人工瘘口掉出，不进入胃；“＋”数量表 示胃液分泌量多少。 ①步骤 2 中胃液的分泌是________调节的结果。 ②步骤 3 的目的是 ________________________________________________________________________。 ③步骤 4 是为了确定在__________________调节作用下的胃液分泌量。 ④重复上述实验均得到相同结果，表明在头期胃液分泌的两种调节机制中， __________________的作用效应更大；二者共同作用效应________(大于/小于/等于)各自单 独作用效应之和。 解析：(1)胃酸对多种细菌具有杀灭作用，这属于非特异性免疫。胃蛋白酶仅对蛋白质 成分起消化作用，体现了酶的专一性。(2)激素由内分泌腺分泌到内环境中，通过体液(主要 是血浆)运输到作用部位。胃泌素对胃酸的分泌起促进作用，而胃酸分泌过多又可以作为信 号抑制胃泌素的分泌，这属于反馈调节(负反馈调节)。由图可知，促进胃腺细胞分泌胃液的 信号物质除胃泌素外，还有神经调节过程中释放的神经递质。(3)由图可知，胃窦 G 细胞受 传出神经的支配，同时胃泌素通过体液运输到达胃腺细胞，促进胃液分泌，所以胃液的分泌 属于神经—体液调节；胃液分泌还受饲喂食物的直接刺激，此时为单一的神经调节。步骤 2 中由于胃窦切除，不能分泌胃泌素，故只有单一的神经调节；步骤 3 中注射一定量的胃泌素， 当胃液分泌量与步骤 1 相同时，说明注射的胃泌素的量与步骤 1 中假饲条件下胃泌素的分泌 量相当；步骤 4 并没有假饲，此时只有神经—体液调节；由步骤 2 和步骤 4 的结果说明神经 —体液调节的作用效应更大，但步骤 1 和步骤 3 所体现的两种调节的共同作用效应大于步骤 2 和步骤 4 各自单独作用效应之和。 答案：(1)非特异性　专一　(2)①体液　(负)反馈调节 ②神经递质　(3)①神经　②确定在假饲条件下胃泌素的分泌量　③神经—体液　④神 经—体液调节　大于