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解析:本实验探究的是赤霉素如何提高生长素含量的。据图1分析,IAA氧化酶是一种含铁蛋白,能促进生长素氧化分解,故应设置实验组:不含铁的培养液,阻止生长素氧化分解,保证(内源)生长素的量。1号与2号烧杯中的幼苗作对比,若步骤④观察到的结果是去除尖端的胚芽鞘弯向经1号幼苗尖端处理的琼脂块放置一侧,说明2号幼苗尖端的生长素含量高,即赤霉素能提高生长素的含量(但不能证明赤霉素是通过抑制生长素的分解还是通过促进生长素的合成来提高其含量的)。为确定赤霉素提高生长素含量的方式应向3号和4号烧杯中加入等量且适量的缺铁培养液,再进行后续的实验(即重复步骤③④)。若去除尖端的胚芽鞘直立生长(即3号幼苗尖端和4号幼苗尖端处理的琼脂块对去除尖端的胚芽鞘的生长作用相同),则可证明赤霉素能抑制生长素的分解来提高生长素的含量。若去除尖端的胚芽鞘由4号尖端处理的琼脂块放置一侧弯向3号尖端处理的琼脂块放置一侧,则说明赤霉素能促进生长素的合成从而提高生长素的含量或赤霉素能同时通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解从而提高生长素的含量。通过上述分析即可得知该实验的自变量为外源赤霉素的有无,因变量是(内源)生长素的量。进而可以逆推出相关假设。
答案:(1)缺铁、③④ 阻止生长素氧化分解 (2)提高生长素的含量 (3)(内源)生长素的量、外源赤霉素的有无 (4)①赤霉素通过促进生长素的合成,提高生长素的含量;②赤霉素通过抑制生长素的分解,提高生长素的含量;③赤霉素同时通过促进生长素的合成和抑制生长素的分解,提高生长素的含量
[拓展归纳]
“生长素发现”实验中的三大原则
(1)科学性原则:
实验要有充分的科学依据,该科学依据可以是已被证明是正确的原理和规律,也可以是前人的实验结论。例如,达尔文注意到人们熟视无睹的现象(植物的向光性),通过设计简单而又富有创造性的实验来研究,即体现了科学性原则;后续科学家在前人探索的经验基础上再设计实验,进行新疑问的探究,也是科学性原则的体现。
(2)简便可行性原则:
简便是指在设计生物学实验时,尽量做到实验材料容易获得,实验装置比较简单,实验药品比较便宜,实验操作比较简便,实验时间比较短等。例如,在生长素的发现过程中,各位科学家选用的主要实验材料均为单子叶植物幼苗,就是考虑到简便可行性原则。
(3)设置对照原则:
在实验中常需设置对照组,用于与实验组进行对比,以准确分析实验结果。通过设置对照实验,既可排除无关变量的影响,又可增加实验结果的可信度和说服力。
[课时作业] 方法练,迁移应用押高考
一、选择题
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1.下列关于“探究温度影响淀粉酶活性”实验的叙述,错误的是( ) A.合理设定实验温度属于控制实验的自变量 B.淀粉与淀粉酶应分别达到设定温度后再混合 C.可选用碘液或斐林试剂对实验结果进行检测 D.淀粉的用量和保温时间均可能影响实验结果
解析:选C 探究温度影响淀粉酶活性的实验中温度为自变量;由于酶具有高效性,要保证酶在设定的温度条件下发挥作用,淀粉与淀粉酶应分别达到设定温度后再混合;使用斐林试剂时需水浴加热,会改变实验的自变量,因此不能用于本实验结果的检测;淀粉的用量和保温时间为无关变量,均可能影响实验结果,因此要保持相同且适宜。
2.(2017·焦作一模)生物实验中常用到对照,以下对照设置正确的是( ) A.研究温度对酶活性的影响分别在酸性和碱性条件下进行
B.研究蝾螈细胞核的功能实验中,将其受精卵横缢成有核和无核两部分 C.验证胚芽鞘感光部位在尖端的实验中,甲组用锡帽罩住尖端,乙组去掉尖端 D.在观察DNA和RNA在细胞中的分布时,分别使用甲基绿和吡罗红两种染色剂
解析:选B 研究温度对酶活性的影响时,温度为自变量,溶液的酸碱性为无关变量,应维持相同且适宜;验证胚芽鞘感光部位在尖端时,甲组用锡帽罩住尖端,乙组应用套筒罩住尖端以下一段;在观察DNA和RNA在细胞中的分布时,应使用甲基绿和吡罗红混合染色剂。
3.探究两种植物根系之间的竞争关系时,为了获得较好的实验结果,以下说法不合理的是( ) A.需要选不同环境中的植物进行实验 B.选择的两种植物大小必须基本一致 C.不同种植物种植在一起作为实验组 D.可设置两种植物的间距来设计实验
解析:选A 要探究两种植物根系之间的竞争关系时,需要选相同环境中的植物进行实验,否则可能会出现某种植物因不适应环境而死亡的现象;选择的两种植物大小必须基本一致,否则会因个体差异而不能真实反映二者的竞争关系;不同种植物种植在一起作为实验组,每种植物单独种植作为对照组;可设置两种植物的间距来设计实验。
4.下列属于控制自变量的操作且正确的是( )
A.在探究过氧化氢酶最适pH的实验中,需要在同一温度下进行
B.在探究光照强弱对光合作用影响的实验中可用不同功率的灯泡控制变量
C.在探究土壤微生物对淀粉的分解作用的实验中,两只烧杯中要放入等量的淀粉糊 D.在探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度的实验中,用不同植物的插条作对照
解析:选B 在探究过氧化氢酶最适pH的实验中,需要在同一温度下进行,这属于对无关变量的控制;在探究光照强弱对光合作用影响的实验中可用多盏不同功率的灯泡控制变量,这属于对自变量的控制;在探究土壤微生物对淀粉的分解作用的实验中,两只烧杯中要放入等量的淀粉糊,这属于对无关
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变量的控制;在探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度的实验中,应用相同植物的插条作对照,这属于对无关变量的控制。
5.下列对有关实验的叙述,正确的是( )
A.探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,不宜用斐林试剂检验还原糖的生成 B.探究酶的专一性实验中,淀粉酶分别催化底物淀粉、蔗糖,用碘液检测
C.在探究生长素类似物促进插条生根最适浓度的预实验中,不需设置用蒸馏水处理的对照组 D.验证蛋白酶能水解蛋白质实验中,含等量蛋清液的A、B试管分别加入等量的蛋白酶和蒸馏水,充足时间保温后,用双缩脲试剂检测
解析:选A 斐林试剂检测还原糖需要水浴加热,探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,不宜用斐林试剂检验还原糖的生成;探究酶的专一性实验中,淀粉酶分别催化底物淀粉、蔗糖,用碘液可检测淀粉是否被水解,而蔗糖是否被水解无法用碘液检测;为了防止实验的盲目性,应设置用蒸馏水处理的对照组;蛋白酶也属于蛋白质,也能与双缩脲试剂产生颜色反应。
6.下列探究性实验中,对实验变量的描述正确的是( )
A.“探究温度对酶活性的影响”实验,所加酶的量和pH是无关变量 B.“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验,培养液中的溶氧量是无关变量 C.“探究植物生长调节剂对促进插条生根的作用”实验,插条生根数是无关变量 D.“探究植物细胞的失水和吸水”实验,原生质层外侧溶液的浓度是无关变量
解析:选A “探究温度对酶活性的影响”实验中,自变量是温度,因变量是酶活性,故所加酶的量和pH是无关变量;“探究酵母菌细胞的呼吸方式”实验,自变量为是否有氧;“探究植物生长调节剂对促进插条生根的作用”实验,自变量为生长调节剂的浓度,因变量是插条生根数;“探究植物细胞的失水和吸水”实验,细胞液和外界溶液的浓度差是自变量。
7.甲研究小组利用小鼠做胰岛素功能验证实验,乙小组做不同浓度生长素对植物生根影响的实验。下列有关实验的说法正确的是( )
A.甲小组应将小鼠分为两组,分别注射胰岛素和生理盐水,一段时间后观察小鼠症状即可 B.甲小组除将小鼠分为两组外,在分别注射胰岛素和生理盐水前应分别观察两组小鼠生理状况并测定血糖浓度
C.乙小组在探究不同浓度生长素对植物生根的影响时,可以省去用蒸馏水处理这一组 D.乙小组设计的不同浓度生长素为自变量,其他变量如温度应相同且保持在5 ℃
解析:选B 甲研究小组利用小鼠做胰岛素功能验证实验时,应将小鼠分为两组,其中一组注射生理盐水作为空白对照,此外,还要注意动物本身的前后自身对照,即在分别注射胰岛素和生理盐水前应分别观察两组小鼠生理状况并测定血糖浓度。乙小组在探究不同浓度生长素对植物生根的影响时,蒸馏水处理作为空白对照,不能省去。乙小组设计的不同浓度生长素为自变量,其他变量属于无关变量,要求相同且适宜,温度应控制在适宜条件下。
8.实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列不属于控制无关变量的操作的是( )
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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.验证温度影响酶活性的实验,先将每一组底物和酶溶液分别放在相同温度下适当时间后再混合 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.绿叶中色素的提取和分离实验中,制备滤纸条时剪去两角
解析:选C 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是消除原有的淀粉对实验结果的影响,实质是消除无关变量对实验结果的影响;验证温度影响酶活性的实验中,温度是自变量,底物和酶溶液是无关变量,先将每一组底物和酶溶液分别放在相同温度下适当时间后再混合;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,实质是控制自变量;绿叶中色素的提取和分离实验中,制备滤纸条时剪去两角,属于控制无关变量。
9.假说—演绎法是现代科学研究中常用的方法,包括“提出问题、做出假设、演绎推理、检验推理、得出结论”五个基本环节。利用该方法,孟德尔发现了两个遗传规律。下列关于孟德尔的研究过程的分析,错误的是( )
①“提出问题”是建立在豌豆纯合亲本杂交和F1自交遗传实验基础上的 ②孟德尔所作假设的核心内容是“性状是由位于染色体上的基因控制的” ③为了验证做出的假设是否正确,孟德尔设计并完成了测交实验 ④孟德尔发现的遗传规律可以解释所有进行有性生殖生物的遗传现象
A.①② C.①③
B.②④ D.③④
解析:选B 孟德尔假设的“核心内容”是形成生殖细胞时,成对的遗传因子彼此分离,分别进入不同的配子中;孟德尔的遗传规律并不能解释所有进行有性生殖生物的遗传现象。
10.如图是高中生物探究性实验设计的示意图,相关叙述正确的是( )
A.图中①处应为“演绎推理”,比如孟德尔所做的测交实验就属于此过程
B.图中②处应为“因变量”,比如探究温度对酶活性影响的实验中,酶浓度就是此变量 C.图中③处应为“无关变量”,比如探究甲状腺激素作用,有无甲状腺激素就是此变量 D.图中④处应为“干扰因素”,比如血红蛋白不适用于根据颜色反应的蛋白质成分检测 解析:选D 图中①应为“做出假设”;②应为“因变量”,但探究温度对酶活性影响实验中酶浓度应属于无关变量;图中③应为“无关变量”,但探究甲状腺激素作用时,有无甲状腺激素应属于自变量。
11.神经肽Y是由下丘脑神经分泌细胞分泌的激素,在体液调节中起到重要作用。为研究神经肽Y
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