【状元之路】2020-2021学年新课标生物必修1-实验能力特训：一、训练实验中的变量思想

试验力量特训(1)作业目标①训练试验中的变量思想；②训练试验中对比原则的应用作业设计限时：40分钟满分：100分一、材料导读(一)变量的应用(1)依据试验目的和要求，首先确定好三个变量即自变量、因变量、无关变量三者之间的关系。①自变量，指试验中由试验者依据试验目的所争辩操纵的因素或条件。因变量，指试验中由于自变量而引起的变化和结果。通常，自变量是缘由，因变量是结果，二者具有因果关系。试验的目的即在于解释这种前因后果。②无关变量，指试验中除自变量以外的影响试验变化和结果的因素或条件。试验中应尽量避开无关变量对正常试验结果造成干扰，假如无关变量处理不当影响了正常结果的消灭，此无关变量就成为干扰变量了，所以消退无关变量成为干扰变量是试验成功的前提。(2)单一变量原则。即把握其他因素不变，只转变其中某一因素，观看这一因素对试验结果的影响，不论一个试验有几个自变量，都应做到一个试验自变量对应观看一个试验结果。我们常在试验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同且适宜条件下培育”“加入等量的蒸馏水”等均体现了单一变量原则。(3)典例分析：①自变量的确定和把握。依据试验目的，确定试验变量，进而确定把握的措施。例如：“测定某植物细胞的细胞液浓度”的试验。a．变量的确定：自变量是不同浓度的蔗糖溶液，即要“探究什么”，则“什么”就是自变量。b．自变量的把握：在确定了自变量是“不同浓度的蔗糖溶液”后，应将溶液设置出一系列不同浓度的溶液，如0、10－3、10－2、10－1(单位为：mol·L－1)等。②无关变量的确定与把握。例如：请指出“探究pH对唾液淀粉酶活性的影响”试验中的无关变量是什么。应如何把握？分析：在该试验中，自变量是“pH的大小”。无关变量有温度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反应时间、加入碘液的量准时间等，在做试验时，对比组和试验组的以上因素都要相同且适宜。(二)对比组的设计试验中设置对比组可有效地排解无关变量对试验结果的干扰，增加试验结果的精确     性和可信度。(1)“试验组”与“对比组”确认：试验组是施加试验变量处理的被试组；对比组是不施加试验变量处理的对象组。(2)设置对比组有3种方法：空白对比：不给对比组做任何处理(植物材料应用蒸馏水，动物材料应用生理盐水除外)；条件对比：虽给对比组施以部分试验因素，但不是所争辩的试验处理因素，这种对比方法是指不论试验组还是对比组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证明验结论的正确性(这种类型试验在必修3中将要学到)。自身对比：指对比组和试验组都在同一争辩对象上进行，不再另外设置对比组。相互对比：不单独设置对比组，而是几个试验组相互作为对比。二、应用训练1．(24分)某同学在验证“酶的专一性”时，设计并进行了如下试验：试验原理：①淀粉遇碘变蓝，麦芽糖遇碘不变蓝。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为麦芽糖，而不能催化蔗糖水解。试验步骤：取A、B、C三支洁净试管，按下表中挨次进行操作：通过该试验，这位同学得出的结论是：唾液淀粉酶只能分解淀粉，不能分解蔗糖，证明白“酶具有专一性”。请依据以上内容回答下列问题：(1)该同学试验设计所用的试验原理()A．不正确B．无法验证淀粉是否被分解C．格外好D．无法验证蔗糖是否被分解(2)该试验中接受两组对比进行比较，它们分别是________、______，分别比较的是_______________________、__________________。(3)你认为应当对该试验的哪一步骤进行改进后才完善？将__________________________并赐予________条件。这时试管C的结果为________，说明________________________________________________________。答案(1)D(2)试管A与试管B试管B与试管C清水和唾液对淀粉水解的催化效果的差别唾液对淀粉和蔗糖水解的催化效果的差别(3)试管C中滴加碘液的步骤换成加入斐林试剂沸水浴加热无颜色变化唾液淀粉酶不能催化蔗糖水解，唾液淀粉酶具有专一性2．(28分)已知2H2O2=2H2O＋O2↑，可以通过观看反应过程中O2的生成速度(即气泡从溶液中释放的速度)来推断H2O2分解反应的速度。请用所给的试验材料和用具设计试验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出试验步骤、猜测试验结果、得出结论，并回答问题。试验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液、蒸馏水、3.5%FeCl3溶液、0.01%过氧化氢酶溶液、恒温水浴锅、试管。(1)试验步骤：①_______________________________________________________；②_______________________________________________________；③_______________________________________________________。(2)试验结果猜测及结论：整个试验中，不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是：__________________________________________________________。由此可得出的结论是__________________________________________________________。(3)假如仅将试验中的恒温水浴改为80℃，重做上述试验，O2释放的速度最快的是________，缘由是________________________________解析本题设计试验来验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。验证其催化作用的有无就需和无催化作用的蒸馏水作对比，验证其高效性就需和无机催化剂FeCl3溶液作对比。在遵循对比原则的同时，在其他条件相同的状况下，遵循单一变量原则。由于过氧化氢酶的最适温度是37℃，所以应将试管放在37℃的恒温水浴锅中适当的时间。假如将试验中的恒温水浴改为80℃时，过氧化氢酶在高温下失去活性，而无机催化剂答案(1)①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37℃②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液③观看各试管中释放气泡的快慢(2)加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管酶具有催化作用和高效性(3)加FeCl3溶液的试管在此温度下，FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性3．(24分)在自然界中生物的发光现象普遍存在，生物通过细胞的生化反应而发光。请设计试验探究萤火虫的荧光素发光时间与ATP浓度的关系。(1)试验材料：萤火虫的发光器冻干粉(发光器活组织低温干燥下研磨的粉末)、ATP制剂、蒸馏水、大小相同的小烧杯和试管若干、标签纸若干、暗盒和秒表等其他必需材料。(2)试验目的：_____________________________________________。(3)试验原理：_____________________________________________。(4)试验步骤：①配制不同浓度的ATP溶液置于小烧杯中，贴上标签；②将发光器冻干粉分成________________分别放入试管，贴上标签；③________________(“分别”或“同时”)在每支试管中加入等量不同浓度的ATP溶液；④观看和测试________________并记录。(5)结果猜测：_______________________________________________。(6)试验最可能的结果：________________；理由：__________________________________________________________。解析ATP能为生命活动直接供能，离体萤火虫发光器活组织，有了ATP就能够发出荧光。而且发光强度和发光时间与ATP的供应量呈正相关。答案(2)探究萤火虫的荧光素发光时间与ATP浓度的关系(3)荧光素＋氧气＋ATP氧化态荧光素＋ADP＋Pi＋光能(释放荧光)(注：答案可放宽，合理即可)(4)②若干等份③分别④发光时间(5)①发光时间随ATP溶液浓度上升而延长；②发光时间随ATP浓度上升而缩短；③在不同浓度的ATP溶液条件下，发光时间没有变化(6)发光时间与ATP浓度成正比由于萤火虫发光器冻干粉的量是肯定的，其中的荧光素和荧光素酶等的含量肯定，氧气的供应量充分时，荧光素发光时间的主要打算因素就是ATP的量，浓度大的则含量多，发光时间较长(合理即可)4．(24分)探究温度对细胞膜流淌性的影响。物质通过细胞膜与细胞膜的流淌性有亲密关系，为了探究温度对细胞膜流淌性的影响，做了下述试验：分别用红色、绿色荧光剂标记人和鼠细胞膜上的蛋白质，然后让两个细胞在37℃下融合，40(1)补充未完成步骤：________________________________________。(2)请指出可以从哪些方面来观看试验结果。①_______________________________________________________。②_______________________________________________________。(3)请猜测该试验最可能得出的结论：_________________________。解析该试验主要探究温度对细胞膜流淌性的影响，在设计试验时要留意遵循单一变量原则和对比原则。第一步：分组编号：取若干人和鼠细胞，并分别用红色和绿色荧光剂标记，平均分为两组，编号为A、B。其次步：