2023高考一轮复习生物学 核心素养微专题(七) 科学方法(5)　评价类实验的答题依据

科学方法(5)评价类实验的答题依据一、“五看法”解答评价类实验[提醒]实验方案的分析与评价，是“实验设计”的一个环节，所有“实验设计”结束后，都需要进行自我评价或需要他人评价，这就意味着“评价”的思路就是“设计”的思路，需要从“实验目的”“自变量”“因变量”“无关变量”的角度，按照实验原理进行逐一审视，看是否合理。二、辨清实验题类型，掌握不同题型的答题要点是实验评价的关键目前，实验题已经有较为“固定”的考查角度，不同的考查角度在回答时有不同的要点或“套路”，具体如表所示：实验题考查角度回答要点写出实验目的一般模式：探究＋自变量＋因变量，例如探究光照强度对植物光合作用强度的影响实验题考查角度回答要点写出实验原理写出因变量和自变量的关系及所涉及的基本知识和规律；写出重要操作步骤的理论依据；写出测量因变量具体指标的理论依据实验假设写出能合理解释生物学现象的科学推理，千万不能写没有任何根据的猜想实验题考查角度回答要点写出实验思路实验思路是对实验步骤的简要概述补充实验步骤实验步骤一般包括取材(共性处理)→处理(变量处理)→(培养)观察与记录(实验结果处理)三大环节，补充实验步骤时需要结合实际试题，清楚需要补充的实验步骤在整个实验操作中的位置，再结合其他信息进行补充实验题考查角度回答要点预测实验结果写出可观察或测量的因变量检测指标，如各试管中溶液的颜色发生了怎样的变化得出实验结论实验结论是分析实验结果得出的概括性规律，要与实验结果相区分提出进一步的探究方向对原实验的自变量和因变量之间的关系进行细化分析1．环磷酰胺具有免疫抑制作用，可用作免疫抑制剂来制备免疫抑制模型。某研究中心以小鼠为实验材料，第1组为空白对照，第2～5组分别按10mg/kg、20mg/kg、30mg/kg、40mg/kg的浓度连续7天每天注射等量环磷酰胺注射液一次，第6组第1天注射等量浓度为150mg/kg的环磷酰胺注射液一次。如表表示不同浓度环磷酰胺注射液对小鼠免疫器官的影响，下列叙述正确的是(

)组别胸腺指数(mg/g)脾脏指数(mg/g)11.832.9821.542.1331.071.9241.011.4550.741.3161.002.86A.可选择12只健康小鼠，每组一雄一雌B．本实验的自变量为环磷酰胺的给药方式C．一定浓度范围内，多次注射环磷酰胺注射液的浓度越高，免疫抑制作用越强D．该实验中第1组连续7天和第6组的后6天均需每天注射适量的蒸馏水一次答案：C解析：选择的实验材料过少会导致采集的数据误差较大，A错误；结合题中表格信息可知，该实验的自变量为环磷酰胺的浓度和给药方式，B错误；依据表格信息，第2～5组中，随多次注射环磷酰胺注射液浓度的增加，胸腺指数和脾脏指数均逐渐降低，说明在一定浓度范围内，多次注射环磷酰胺注射液的浓度越高，其免疫抑制作用越强，C正确；注射蒸馏水会破坏机体的渗透压平衡，影响细胞的生命活动，第1组连续7天和第6组的后6天每天应注射等量的生理盐水一次，D错误。2．阿尔茨海默病(AD)是一种神经系统退行性疾病。很多学者认为，AD的主要病理特征为β­淀粉样蛋白(Aβ)沉积导致细胞外老年斑和tau蛋白过度磷酸化导致神经原纤维缠结，两种情形均可能引起神经细胞凋亡，使患者学习、记忆能力减退。有研究表明，大蒜中的生物活性成分大蒜素具有保护大脑神经元和抑制脑细胞凋亡等作用。为研究大蒜素对AD发病进程的影响，研究人员进行了一系列实验。(1)实验一：研究人员构建AD模型小鼠进行实验，请将实验材料和实验处理补充完整。实验结果证实，大蒜素可在一定程度上减少神经元的凋亡，进而使AD模型小鼠的学习、记忆能力得到改善。组别实验材料实验处理甲________玉米油灌胃处理乙AD模型小鼠_________________丙____________大蒜素(溶于玉米油)灌胃给药健康小鼠玉米油灌胃处理AD模型小鼠解析：(1)本实验的目的是研究大蒜素对AD的影响，自变量应为大蒜素的有无，以AD模型小鼠为实验材料，一组用玉米油灌胃处理(对照)，一组用大蒜素(溶于玉米油)灌胃给药，同时还需选用健康小鼠用玉米油灌胃处理作为对照。(2)实验二：研究人员通过实验证实“大蒜素可通过减少tau蛋白的磷酸化来改善AD模型小鼠的学习、记忆能力”。实验设计方案为用大蒜素(溶于玉米油)分别处理tau蛋白过度磷酸化的AD模型小鼠和健康小鼠，检测两组小鼠的学习、记忆能力。请评价该实验方案并加以完善：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。该实验对照组设置不准确，应将用大蒜素(溶于玉米油)处理健康小鼠改成用玉米油灌胃处理tau蛋白过度磷酸化的AD模型小鼠和用玉米油灌胃处理健康小鼠；检测指标不全面，还需检测tau蛋白的磷酸化水平(答案合理即可)解析：(2)本实验的目的是证实“大蒜素可通过减少tau蛋白的磷酸化来改善AD模型小鼠的学习、记忆能力”，自变量为大蒜素的有无，实验材料为tau蛋白过度磷酸化的AD模型小鼠。该实验中实验组应为用大蒜素(溶于玉米油)处理tau蛋白过度磷酸化的AD模型小鼠，该实验组要与用玉米油灌胃处理tau蛋白过度磷酸化的AD模型小鼠对照，同时还要与用玉米油灌胃处理健康小鼠对照，故该实验应设计三组，题中方案设计两组，其中对照组设置不准确；结合实验目的可知，该实验的因变量还包括tau蛋白的磷酸化水平，实验方案中没有体现对因变量的检测。3．保水剂是一类高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物兴趣小组探究“保水剂和氮肥对小麦光合作用的影响”，进行了以下实验：材料用具：相同土壤基质栽培的小麦幼苗若干，保水剂，氮肥等。方法步骤：①选取长势一致的小麦幼苗若干，平均分为A、B、C三组，分别施用适量的保水剂(60kg·hm－2)、氮肥(255kg·hm－2)、保水剂(60kg·hm－2)＋氮肥(255kg·hm－2)，置于相同的轻度干旱条件下培养，其他培养条件相同且适宜。②在小麦灌浆期选择晴朗无风的上午，于10：00－11：00从每组选取相同数量的叶片，进行CO2吸收量及叶绿素含量的测定。结果(均值)如下表：组号CO2吸收量/μmol·m－2·s－1叶绿素含量/mg·g－1A10.663.07B13.043.02C15.913.05实验结论：适量的保水剂与氮肥配施有利于提高小麦光合作用强度。(1)请指出上述方法步骤的缺陷并改正：步骤①____________________________________；步骤②_______________________________________。(2)如不考虑方法步骤中的缺陷，从影响光合作用的内在因素分析，保水剂与氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是____________________________。缺少对照实验，应增加一组空白对照组为保证无关变量相同，应选取相同部位的叶片提高光合作用酶的数量和活性解析：(1)实验研究的是保水剂与氮肥对小麦光合强度的影响，实验控制的自变量是氮肥、保水剂，实验中设计3组控制作为实验组，但这三组测得的结果都是在施加自变量的情况下得出的，在没有施加自变量的情况下会是什么结果并不清楚。只有将实验组的结果与没有施加自变量的情况下的结果相比较，才能说明自变量的施加对实验结果带来的影响。因此，步骤①中缺少正常生长、不做特殊处理的空白对照实验。步骤②是对因变量的检测，题中检测的步骤考虑到了实验材料对实验结果的影响，强调了相同数量的叶片，但却忽略了“质”的相同，即必须是相同部位的叶片，否则就无法排除检测材料的差异给实验结果带来的影响。(2)光合作用暗反应过程中CO2的吸收量增加，从内在因素考虑是暗反应的过程得到了促进与加强，影响这一过程的有光反应产生的ATP、NADPH以及暗反应所需的相关酶等因素。表格信息显示，三个实验组的叶绿素含量几乎没有差别，说明光反应的产物ATP和NADPH不是内在的影响因素，进而可推测，保水剂与氮肥配施，可能是提高了与暗反应相关的酶的含量与活性。(3)实验测得的CO2吸收量______(填“大于”“等于”或“小于”)光合作用过程中CO2实际消耗量，理由是____________________________________________________________________________。光合作用强度可通过测定CO2吸收量，也可以通过测定____释放量计算。小于实验测得的CO2吸收量是光合作用过程