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实验探究
技法突破
【典例引领】生物学是自然科学中的一门基础学科,是研究生命现象和生命活动规律的科学。探究和实践是学习生物学的重要方式,有利于提升科学素养。如图是部分相关实验图示。回答下列问题。
(1)在观察溶液浓度的大小对植物吸水的影响实验中,用新鲜萝卜切取大小、粗细相
等的两根长条,进行如图甲所示的处理。这组对照实验的变量是_________________
___。
(2)在观察玉米种子的形态和结构实验中,取一粒浸软的玉米种子(果实),用刀片将玉
米种子从正中纵切,在剖面上滴一滴稀释的碘液,被染成蓝色的部分是_____。(填结
构名称)
外界溶液浓度的大
小
胚乳
【解析】本题主要考查探究实验的相关知识。
(1)对照实验中实验变量必须是唯一的。该实验探究的是溶液浓度的大小对植物吸水的影响,因此变量只能是外界溶液浓度的大小,而实验中萝卜条的大小、质量等其他因素都要相同。
(2)淀粉遇碘液变成蓝色。玉米属于单子叶植物,其种子的营养物质主要储存在胚乳中。所以在玉米种子剖面上滴一滴稀释的碘液,被染成蓝色的是胚乳。
【解题技巧】
1.实验分析
(1)探究实验
原则:①对照实验,②单一变量。
图甲所示实验探究的是溶液浓度大小对植物吸水的影响,因此变量应为溶液浓度,萝卜条的大小、粗细,溶液体积,浸泡时间等应相同。
(2)观察实验
玉米胚乳含有丰富的营养物质——淀粉,滴加碘液后变蓝。
2.规范答题
根据题目要求填写结构名称(或数字、字母等),书写工整、无错别字。
跟踪训练
类型一　观察类实验
1.(2024 福建)下列有关实验的分析,正确的是( )
A.①装有煮熟种子的装置中温度更高 B.②说明植物的呼吸作用能产生氧气
C.③收集的气体能使澄清石灰水变浑浊 D.④滴加碘液后叶片的遮光部分不变蓝
D
【解析】煮熟的种子胚已死亡,不能进行呼吸作用,萌发的种子呼吸作用旺盛,能产生大量的热量,因此,①装有煮熟种子的装置中温度低,A错误;②装有煮熟的种子的装置中蜡烛继续燃烧,装有萌发的种子的装置中蜡烛熄灭,说明植物的呼吸作用能吸收氧气,B错误;金鱼藻在光下能产生大量氧气,氧气有助燃性,因此③收集的气体能使卫生香复燃,不能使澄清石灰水变浑浊,C错误;④变量是光,光是光合作用不可缺少的条件,遮光部分无光,不能进行光合作用制造有机物,因此,滴加碘液后叶片的遮光部分不变蓝,D正确。
2.小明在观察种子的结构实验中,绘制了下图所示的菜豆种子和玉米种子的结构示意图。请回答相关问题。
(1)图1中结构A的名称是_____,结构C的名称是_____。
(2)玉米种子的结构[F]与菜豆种子的结构[E]的功能有相似性,在种子萌发过程中,它
们都能为种子萌发_____________。
(3)经过实验探究,小明得出了以下四条结论,其中错误的是__。
A.种子的胚由胚芽、胚轴、胚根、子叶组成
B.图1中的结构D为胚根,在种子萌发时发育成根
C.图1中的结构B为胚芽,在种子萌发时发育成茎
和叶
D.图2中种子的营养物质贮存在[F]子叶中
种皮
胚轴
提供营养物质
D
【解析】(1)图1是菜豆种子示意图,A是种皮,B是胚芽,C是胚轴,D是胚根,E是子叶,F是胚乳,G是种皮和果皮。
(2)菜豆种子的E子叶和玉米种子的F胚乳都贮存丰富的营养物质,为种子的萌发提供营养物质。
(3)不管是菜豆种子,还是玉米种子,种子的胚都由胚芽、胚轴、胚根、子叶组成,A正确;图1中的D为胚根,种子萌发初期,胚根生长最快,首先突破种皮向地生长,发育成根,B正确;图1中的结构B为胚芽,在种子萌发时,随着胚轴伸长,胚芽突破种皮背地生长,发育成茎和叶,C正确;图2是玉米种子示意图,种子的营养物质贮存在F胚乳中,D错误。
类型二　探究类实验
3.某学校生物兴趣小组野外采集草履虫时,发现水表层的草履虫数量比深层的多,同学们查阅资料发现水表层含氧量丰富,于是设计了以下实验探究氧气对草履虫分布的影响。
①取甲、乙两个型号相同的烧杯,分别向烧杯中注入等量的水。
②向两烧杯中各放入20只大小及生活状态等都基本相同的草履虫,并将其放置在相同且适宜的生活
环境中培养。
③甲烧杯中放置一个细纱网,使草履虫无法靠近水面,乙烧杯不做处理。如图所示。一段时间后,观察
两烧杯中草履虫在杯中的分布情况,得出结论。
(1)根据上述实验描述,你认为该兴趣小组所要探究的问题是:_________________________ 该实验的
变量是_____。
(2)该兴趣小组设置乙烧杯的目的是_________ 。
(3)若该兴趣小组观察到甲烧杯中草履虫生活力降低甚至死亡,乙烧杯中草履虫正常生活,则说明___
_____________________。
(4)影响草履虫分布的因素还有很多,如温度、光照以及它们的食物单细胞藻类等。其中温度、光照
属于_______因素,单细胞藻类属于_____因素。
氧气会影响草履虫的分布吗
氧气
形成对照
氧
气会影响草履虫的分布
非生物
生物
【解析】(1)由题干信息“探究氧气对草履虫分布的影响”可知,本实验提出的问题是:氧气会影响草履虫的分布吗 对照实验又叫单一变量实验,只有一个量不同,其他量皆相同且适宜。而这个唯一的可变量,就是该实验的变量,即氧气。
(2)在实验中,设置甲、乙两个烧杯的目的是形成对照,乙装置的作用是起对照作用。
(3)甲烧杯中的草履虫无法靠近水面,不能获得充足的氧气,生活力降低甚至死亡;乙烧杯中的草履虫能获得充足的氧气,通过体表和外界直接进行气体交换,表现为能正常生活,可以得出结论:氧气会影响草履虫的分布。
(4)影响生物生活和分布的因素称为生态因素,生态因素分为非生物因素和生物因素。资料中提到的温度、光照等属于影响草履虫分布的非生物因素,单细胞藻类属于生物因素。
4.科研人员发现一片向日葵田收获的花盘种子小、空壳多,经检测得知土壤中硼元素含量较低。因此推测,缺硼会影响向日葵种子的成熟。为此,科研人员做了如下探究实验:
①取两只大小相同的花盆,编号为A、B。
②A盆装入硼含量为0.1 mg·kg-1的土壤,B盆装入硼含量为0.7 mg·kg-1的等量土壤。
③在A盆、B盆中各栽种一株同一品种、生长状态相同的向日葵幼苗。
④将两株向日葵放在相同且适宜的环境中培养,给予相同的光照、水等条件。
⑤待开花结果后,统计两株向日葵花盘中的空壳籽粒的数量。
请据此分析回答问题。
(1)该探究实验提出的问题是:______________________________________
(2)该实验中的变量是______________________。
(3)你认为该实验存在的不足之处是_______________________________________。
(4)统计结果显示,A盆向日葵空壳籽粒多于B盆,则实验结论为:___________________
__________________。
缺硼会影响向日葵种子的成熟吗(合理即可)
硼元素的含量(合理即可)
每盆只种植一株向日葵,数量太少(合理即可)
缺硼会影响向日葵种
子的成熟(合理即可)
【解析】(1)科研人员推测缺硼会影响向日葵种子的成熟,进而进行探究实验,故探究实验的问题是:缺硼会影响向日葵种子的成熟吗
(2)科研人员的探究实验中A、B两只花盆,除了土壤中硼含量不同,其他条件都相同,故该实验中的变量是硼元素的含量。
(3)该实验中A盆、B盆中各栽种一株同一品种、生长状态相同的向日葵幼苗,在该实验中向日葵的数量过少,这样实验会存在偶然性。在科学实验中,为了减小实验误差,常常设重复组,科学实验的数据,应当取各重复组的平均值。为了提高实验的准确性,应该增加向日葵数目。
(4)A盆的土壤含硼量小于B盆,A盆向日葵空壳籽粒多于B盆,故说明缺硼会影响向日葵种子的成熟。
5.(2024 威海)在春天,人们播下种子,期盼着“春种一粒粟,秋收万颗子”。种子需要什么条件才能萌发 种子萌发的过程又是怎样的呢 通过观察刚刚长出的玉米苗(图一),四位同学提出了自己的观点(图二)。
(1)这四位同学提出的观点,相当于科学探究作出的假设,其中能够以图一作为依据的有哪些
_____________________________________________。
(2)他们的假设是否正确,需要通过设计对照实验加以探究。为此,甲和乙设计了如下实验(其
他条件都相同且适宜)。其中,可用于验证乙作出的假设的两个组是_________。
组别 光 土壤
1 有光 有土
2 无光 有土
3 有光 无土
玉米种子的萌发需要土壤和玉米种子的萌发需要光
1组和3组
(3)丙为验证自己的假设,用同一批完整的和不完整的各10粒玉米种子进行对照实验,
结果完整的种子全部萌发,不完整的有6粒萌发,4粒没有萌发。6粒不完整的种子也
能萌发的原因是___________。据此,丙应将假设调整为_______________________,
进行更进一步的探究。
(4)根据所学知识可知,丁的观点是错误的。玉米种子萌发时,最先萌发的应是_____。
请根据种子相关结构的功能分析,胚芽不必最先萌发的原因是___________________
_______________________________________________________________________
___。
有完整的胚
种子有完整的胚才能萌发
胚根
胚根首先突破种皮,发
育成根。根是植物吸收水和无机盐的主要器官,为植物的生长提供必要的支持和营
养
【解析】(1)由图一可知,图中表现出土壤和阳光,故能够以图一作为依据的假设有玉米种子的萌发需要土壤和玉米种子的萌发需要光。
(2)由表格可知,1组和3组除土壤外,其他实验条件都相同,可用于验证乙作出的假设。
(3)种子萌发的自身条件是有完整而有活力的胚及胚发育所需的营养物质,且度过了休眠期,因此6粒不完整的种子也能萌发的原因是有完整的胚。据此,丙应将假设调整为种子有完整的胚才能萌发,进行更进一步的探究。
(4)玉米种子萌发时,胚根首先突破种皮,发育成根。根是植物吸收水和无机盐的主要器官,为植物的生长提供必要的支持和营养。

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