高中生物高考2022年高考生物一轮复习 第9单元 实验技能五 实验方案的评价与修正

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作要求)

A：他们在同一块农田的不同地点①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。

B：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)②。

C：一段时间后，取样③检测甲、乙两组土壤中农药的浓度，比较两组农药含量的差异。

请指出并改正实验中三处明显的错误，并说明原因或目的。

(1)错误一：______________________，改正：_________________________________________

________________________，原因是_________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(2)错误二：________________，改正：_____________________________________________，

________________________，目的是________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(3)错误三：____________________________________________________________________，

改正：________________________________________________________________________，

目的是________________________________________________________________________。

审题关键

信息①：本实验的唯一自变量是微生物的有无，不同地点取样会造成土壤其他性质的差异，违背单一变量原则，应在同一地点取样。

信息②：空气中含有大量的微生物，会干扰实验结果，应该在无菌条件下进行实验。

信息③：一次取样可能因为偶然因素的影响导致实验结果不准确，应该多次取样求平均值。

参考答案

(1)不同地点取土壤样品　同一地点取土壤样品　不同地点的土壤微生物含量和种类可能有差异，可能对实验结果造成干扰　(2)放在自然条件下　放在无菌条件下　防止空气中的微生物对实验结果造成干扰　(3)一段时间后，取样检测甲、乙两组土壤中农药的浓度　定期分别取样检测甲、乙两组土壤中农药的浓度，求平均值　避免偶然因素的影响，使实验结果更准确

 1.“五看法”评价实验设计

2．对照组和实验组的判定方法

实验组是接受实验变量处理的对象组，对照组是不接受实验变量处理的对象组。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下几种对照类型：

(1)空白对照：指不做任何实验处理的对象组。例如在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管中加入斐林试剂，而乙试管不加斐林试剂，这样甲为实验组，乙为对照组。

(2)自身对照：指实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。如“植物细胞质壁分离和复原”实验就是典型的自身对照。实验处理前的对象状况可视为对照组，实验处理后的状况变化则视为实验组。

(3)条件对照：指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义上的。

例如“动物激素饲喂小动物”实验的设计方案：

甲组：饲喂甲状腺激素(实验组)；

乙组：饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组)；

丙组：不饲喂药剂(空白对照组)。

(4)相互对照：指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。如“温度对酶活性的影响”的实验中，几个实验组所采用的就是相互对照。

1．下面是某小组的同学为证明细菌对植物遗体的分解作用提出的两种实验方案。他们将同一种树的落叶分成甲、乙两组，实验过程中不断地滴加蒸馏水，使树叶保持湿润。

方案一：将甲放在无菌条件下，乙组放在自然条件下(暴露在空气中)。观察记录落叶的变化。

方案二：将甲组灭菌后放在无菌条件下，乙组放在自然条件下(暴露在空气中)。观察记录落叶的变化。

(1)上述两种实验方案能否达到实验目的？请说明理由。

方案一：________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

方案二：________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(2)甲、乙两组实验为什么要用相同的树叶？__________________________________________

_______________________________________________________________________________。

(3)现在由你进行实验设计，请写出你的设计方案：____________________________________

_______________________________________________________________________________。

答案　(1)方案一：不能，甲、乙两组均未进行灭菌处理，甲组落叶会分解而失去对照作用，在自然条件下，空气中不仅含有细菌，而且还含有一些能使落叶分解的其他微生物，因此不能说明乙组落叶的分解只是由细菌引起的

方案二：不能，在自然条件下，空气中不仅含有细菌，而且还含有一些能使落叶分解的其他微生物

(2)确保无关变量相同

(3)甲、乙两组灭菌后，将甲放在无菌条件下，乙接种细菌后放在无菌条件下，实验过程中不断滴加蒸馏水，使落叶潮湿，一段时间后，观察落叶的分解情况

解析　(2)在设计对照组时，要控制其他可能影响实验结果的条件，即除了细菌外，其他的条件一致，所以要用相同的树叶。

2．某兴趣小组为验证2,4－D对插条生根的促进作用，进行了如下实验。

A．剪取同一杨树植株上长势与长度相同、部位相近且有3个芽的健壮枝条20根，随机均分为甲、乙两组；

B．甲组每根插条上都保留3个芽，乙组每根插条上的芽全部去除；

C．将甲组插条的下端插入适量蒸馏水中，乙组插条的下端插入等量适宜浓度的2,4－D溶液中，两组均置于相同且适宜的环境中培养；

D．每天观察、记录插条上芽的数目。

请对上述实验进行分析：

(1)每组选取多根插条的目的是__________________________________________________。

(2)请指出该实验设计的两项不合理之处。

①________________________________________________________________________；

②________________________________________________________________________。

(3)实验设计改正后，甲组起____________作用。

答案　(1)减少实验误差(或排除偶然因素对该实验结果的影响或排除无关变量的影响)　(2)①甲、乙两组插条上芽的数量不等(或没有控制好变量)　②观察、记录插条上芽的数量不对(或观察记录的指标不对)　(3)对照

解析　(1)每组选取多根插条的目的是排除偶然因素对该实验结果的影响。(2)分析实验步骤可知，该实验设计不合理的地方包括：没有控制好变量，甲、乙两组插条上芽的数量不等；观察记录的指标不对，不应记录插条上芽的数量，应观察记录根的条数。(3)实验设计改正后，甲组起对照作用。