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主题七　生物学与社会·跨学科实践 专题一　科学探究（3年3考）
观察、实验、调查和测量是科学探究的常用方法。
1.科学探究的一般过程
提出问题：科学探究始于一个具体的问题。这个问题可以是对自然现象的观察引发的疑问，也可以是基于现有理论或研究的不足之处提出的新问题。提出的问题应该具有明确的指向性和可探究性，能够引导后续的研究。
作出假设：基于提出的问题，根据已有的知识和经验，对问题的答案进行推测和假设。假设需要具有合理性和科学性，但不一定是正确的答案。
制订计划：根据假设，设计实验方案来验证假设的正确性。在这个阶段，需要确定实验的目的、方法、步骤、所需的材料和设备等。实验方案应该具有可操作性和可重复性，能够确保实验结果的可靠性。
实施计划：按照制订的实验方案进行实验操作，认真观察实验现象，记录实验数据。在实验过程中，要严格按照实验步骤进行操作，确保实验条件的一致性和稳定性。同时，要注意安全，避免发生意外事故。
得出结论：对实验结果进行分析和处理，判断假设是否正确。如果实验结果与假设一致，则可以得出结论，假设得到验证；如果实验结果与假设不一致，则需要重新审视假设，提出新的假设，并进行进一步的实验验证。
表达和交流：将实验结果以书面报告、口头汇报等形式进行表达和交流，与他人分享自己的研究成果。在表达和交流过程中，要清晰地阐述实验的目的、方法、结果和结论，回答他人的疑问和质疑。同时，要认真听取他人的意见和建议，不断改进自己的研究方法和结论。
2．实验探究——肉汤为什么会变质？
提出问题：肉汤为什么会变质？
作出假设：肉汤变质是因为空气中的细菌进入了肉汤。
制订计划：
(1)实验材料：相同规格的玻璃瓶若干、新鲜肉汤、酒精灯、棉花、橡胶塞等。
(2)实验设计：准备两组玻璃瓶，每组三个。将新鲜肉汤均分为两份，分别装入两组玻璃瓶中，将两组玻璃瓶中的肉汤煮沸，然后一组玻璃瓶瓶口敞开，另一组玻璃瓶瓶口用棉花塞住后再用橡胶塞密封，放置在相同的环境中（温度、光照等条件一致），观察肉汤的变化情况。
(3)检测方法：可以通过肉眼观察肉汤的外观变化，如是否出现浑浊、沉淀、异味等。
实施计划：按照实验设计准备实验材料和装置。认真记录实验过程中的各项数据和现象，包括肉汤开始变质的时间、变质的程度等。严格控制实验条件，确保实验的准确性和可靠性。
得出结论：如果瓶口敞开的肉汤先变质，而密封的肉汤后变质或不变质，说明肉汤变质是因为空气中的细菌进入了肉汤。
表达和交流：将实验结果以报告的形式呈现，包括实验目的、方法、结果和结论。与同学和老师交流实验过程中的发现和问题，听取他们的意见和建议，进一步完善实验方案和结论。
3．设计实验应遵循的原则
(1)科学性原则
(2)单一变量原则和对照原则：单一变量原则和对照原则是探究实验的基石，单一变量原则又是对照原则的前提。生物实验的基本思想就是“对照”，因此大多数生物实验都是在控制单一变量的前提下，根据对照原则进行设计的。
4．实验组和对照组
实验组是施加实验变量处理的一组。
对照组是不施加实验变量处理的一组。
针对训练
1．（2025·凉山州）下列实验操作步骤与实验目的对应关系不相符的是(D)
选项 实验 操作步骤 目的
A 利用乳酸菌制作泡菜 密封瓶口 提供无氧环境
B 观察人的口腔上皮细胞 在载玻片中央滴上生理盐水 维持细胞正常形态
C 观察小鱼尾鳍内血液的流动 观察过程中时常用滴管往棉絮上滴水 保证小鱼有充足的氧气
D 探究种子萌发的环境条件 一组种子洒一点水，一组种子完全浸没在水中 验证种子萌发需要适量的水
2.（2024·云南）植物根吸收水分和无机盐的动力来自蒸腾作用产生的向上拉力，某兴趣小组为了将这种向上的拉力演示出来，设计了如图所示的实验装置，连接处均密封。回答下列问题。
(1)将A、B两组装置同时放在阳光下，一段时间后，A装置U形管中两端液面基本保持不变，B装置U形管中的液面左边上升右边下降，导致B装置出现该现象的原因是蒸腾作用使试管内的水分散失，试管内的气压下降，小于外界大气压。该实验也可说明蒸腾作用的主要器官是叶。
(2)为进一步探究大气的温度、湿度和气流速度对植物蒸腾作用强度的影响，该兴趣小组利用B装置设计了如下探究实验：
组别 条件 时间/min
1 ？ 10
2 室内＋加湿器 10
3 室内＋电吹风吹自然风 10
4 室内＋电吹风吹热风 10
①表中1组“？”处的条件应是室内。
②通过1、3两组对照，可探究气流速度对蒸腾作用强度的影响。
3．（2023·云南）近年来，紫外线对人类和动物生命活动的影响越来越受到大家的关注。为探究紫外线照射对小白鼠体重的影响，某实验小组进行了如下实验：
第一步：选取健康且体重相近的小白鼠20只，随机平均分为甲、乙、丙、丁4组，对每只小白鼠称重，计算并记录各组小白鼠第1天的平均体重。
第二步：给每只小白鼠每天饲喂等量的食物和水，并置于相同且适宜的环境中饲养（饲养环境中紫外线忽略不计）。
第三步：对甲组不做处理，乙、丙、丁组每天分别用相同紫外线照射1小时、3小时、6小时。
第四步：第14天对每只小白鼠称重，并计算各组小白鼠体重的平均值及体重增长率，结果如下表：
组别 第1天平 均体重（克） 第14天平 均体重（克） 体重增 长率(%)
甲组 18.32 23.48 28.17
乙组 17.00 21.60 27.06
丙组 17.66 20.04 13.48
丁组 21.84 22.20 1.65
回答下列问题：
(1)甲组与乙组对照，实验组是乙组，变量是紫外线照射。
(2)丙组的体重增长率比甲组降低了14.69%，由此可得出的结论是紫外线照射会抑制小白鼠体重增长。
(3)实验后，同学们推测每天用紫外线照射小白鼠9小时，其体重增长率会比照射6小时更低。为此实验小组进行了戊组实验，除每天用紫外线照射小白鼠9小时外，其他步骤与上述实验相同。将戊组体重增长率与丁组体重增长率相比，可验证同学们的推测。
4．（2022·云南）为探究电池浸泡液对辣椒种子萌发的影响，某实验小组设计并完成如下实验：
第一步：剥皮处理A品牌、B品牌和C品牌的2号电池各2个，分别用等量的自来水，浸泡48小时，获得A品牌、B品牌和C品牌的电池浸泡液各1组。
第二步：在辣椒种子中挑选出无虫咬、饱满且大小一致的种子400粒，将其随机分为4组，每组100粒。
第三步：4个同规格培养皿上均放置相同的毛巾片，分别加入适量等体积的上述3组品牌电池浸泡液和自来水，4组种子分别整齐地排列在毛巾片上，然后将4个培养皿同时放入30 ℃恒温箱中培养7天，结果如下表：
组别 种子数量（粒） 处理液 发芽个数（粒）
第一组 100 A品牌电池浸泡液 31
第二组 100 B品牌电池浸泡液 52
第三组 100 C品牌电池浸泡液 7
第四组 100 自来水 86
根据以上实验，回答下列问题：
(1)该实验的对照组是第四组。
(2)控制每组辣椒种子数量相等的原因是保证变量单一。
(3)由表可知，第二组的发芽率为52%，对辣椒种子萌发影响最大的是C（填“A”或“B”或“C”）品牌电池浸泡液。
(4)实验结论：电池浸泡液对辣椒种子萌发有影响。
5．（2021·云南）为探究酒精对生物生命活动的影响，某校生物实验小组利用斑马鱼设计并完成了如下实验：
步骤一：取5个大小相同的烧杯，依次加入等量的清水、浓度为5%、10%、15%和20%的酒精溶液。
步骤二：每个烧杯中放入3条体积大小及发育程度相近的斑马鱼，记录下30分钟内斑马鱼出现侧翻和死亡的时间。
步骤三：重复以上实验3次。统计3次实验的平均值，结果如下表。分析回答下列问题。
组别 一组 二组 三组 四组 五组
处理方式 清水 5% 酒精 10% 酒精 15% 酒精 20% 酒精
出现侧翻 时间/秒 未出现 65 44 29 20
死亡时 间/秒 未出现 535 402 305 196
(1)该实验中共有4组实验组。三组和四组对照，变量是酒精浓度。
(2)对各组实验中的数据取平均值的目的是减小实验误差。
(3)五组与二组相比，斑马鱼出现侧翻的平均时间减少了45秒。通过对以上数据分析可知：酒精对斑马鱼的生命活动有影响，酒精浓度越高，斑马鱼出现侧翻和死亡的时间越短。
(4)请结合所学知识谈谈酗酒对健康的危害：酗酒会损害神经系统、肝脏、心脏等器官，增加患病风险，甚至危及生命。主题七　生物学与社会·跨学科实践 专题一　科学探究（3年3考）
观察、实验、调查和测量是科学探究的常用方法。
1.科学探究的一般过程
提出问题：科学探究始于一个具体的问题。这个问题可以是对自然现象的观察引发的疑问，也可以是基于现有理论或研究的不足之处提出的新问题。提出的问题应该具有明确的指向性和可探究性，能够引导后续的研究。
作出假设：基于提出的问题，根据已有的知识和经验，对问题的答案进行推测和假设。假设需要具有合理性和科学性，但不一定是正确的答案。
制订计划：根据假设，设计实验方案来验证假设的正确性。在这个阶段，需要确定实验的目的、方法、步骤、所需的材料和设备等。实验方案应该具有可操作性和可重复性，能够确保实验结果的可靠性。
实施计划：按照制订的实验方案进行实验操作，认真观察实验现象，记录实验数据。在实验过程中，要严格按照实验步骤进行操作，确保实验条件的一致性和稳定性。同时，要注意安全，避免发生意外事故。
得出结论：对实验结果进行分析和处理，判断假设是否正确。如果实验结果与假设一致，则可以得出结论，假设得到验证；如果实验结果与假设不一致，则需要重新审视假设，提出新的假设，并进行进一步的实验验证。
表达和交流：将实验结果以书面报告、口头汇报等形式进行表达和交流，与他人分享自己的研究成果。在表达和交流过程中，要清晰地阐述实验的目的、方法、结果和结论，回答他人的疑问和质疑。同时，要认真听取他人的意见和建议，不断改进自己的研究方法和结论。
2．实验探究——肉汤为什么会变质？
提出问题： ？
作出假设： 。
制订计划：
(1)实验材料：相同规格的玻璃瓶若干、新鲜肉汤、酒精灯、棉花、橡胶塞等。
(2)实验设计：准备两组玻璃瓶，每组三个。将新鲜肉汤均分为两份，分别装入两组玻璃瓶中，将两组玻璃瓶中的肉汤煮沸，然后一组玻璃瓶瓶口敞开，另一组玻璃瓶瓶口用棉花塞住后再用橡胶塞密封，放置在相同的环境中（温度、光照等条件一致），观察肉汤的变化情况。
(3)检测方法：可以通过肉眼观察肉汤的外观变化，如是否出现浑浊、沉淀、异味等。
实施计划：按照实验设计准备实验材料和装置。认真记录实验过程中的各项数据和现象，包括肉汤开始变质的时间、变质的程度等。严格控制实验条件，确保实验的准确性和可靠性。
得出结论：如果瓶口敞开的肉汤先变质，而密封的肉汤后变质或不变质，说明肉汤变质是因为空气中的细菌进入了肉汤。
表达和交流：将实验结果以报告的形式呈现，包括实验目的、方法、结果和结论。与同学和老师交流实验过程中的发现和问题，听取他们的意见和建议，进一步完善实验方案和结论。
3．设计实验应遵循的原则
(1)科学性原则
(2)单一变量原则和对照原则：单一变量原则和对照原则是探究实验的基石，单一变量原则又是对照原则的前提。生物实验的基本思想就是“对照”，因此大多数生物实验都是在控制单一变量的前提下，根据对照原则进行设计的。
4．实验组和对照组
是施加实验变量处理的一组。
是不施加实验变量处理的一组。
针对训练
1．（2025·凉山州）下列实验操作步骤与实验目的对应关系不相符的是( )
选项 实验 操作步骤 目的
A 利用乳酸菌制作泡菜 密封瓶口 提供无氧环境
B 观察人的口腔上皮细胞 在载玻片中央滴上生理盐水 维持细胞正常形态
C 观察小鱼尾鳍内血液的流动 观察过程中时常用滴管往棉絮上滴水 保证小鱼有充足的氧气
D 探究种子萌发的环境条件 一组种子洒一点水，一组种子完全浸没在水中 验证种子萌发需要适量的水
2.（2024·云南）植物根吸收水分和无机盐的动力来自蒸腾作用产生的向上拉力，某兴趣小组为了将这种向上的拉力演示出来，设计了如图所示的实验装置，连接处均密封。回答下列问题。
(1)将A、B两组装置同时放在阳光下，一段时间后，A装置U形管中两端液面基本保持不变，B装置U形管中的液面左边上升右边下降，导致B装置出现该现象的原因是 。该实验也可说明蒸腾作用的主要器官是 。
(2)为进一步探究大气的温度、湿度和气流速度对植物蒸腾作用强度的影响，该兴趣小组利用B装置设计了如下探究实验：
组别 条件 时间/min
1 ？ 10
2 室内＋加湿器 10
3 室内＋电吹风吹自然风 10
4 室内＋电吹风吹热风 10
①表中1组“？”处的条件应是 。
②通过 两组对照，可探究气流速度对蒸腾作用强度的影响。
3．（2023·云南）近年来，紫外线对人类和动物生命活动的影响越来越受到大家的关注。为探究紫外线照射对小白鼠体重的影响，某实验小组进行了如下实验：
第一步：选取健康且体重相近的小白鼠20只，随机平均分为甲、乙、丙、丁4组，对每只小白鼠称重，计算并记录各组小白鼠第1天的平均体重。
第二步：给每只小白鼠每天饲喂等量的食物和水，并置于相同且适宜的环境中饲养（饲养环境中紫外线忽略不计）。
第三步：对甲组不做处理，乙、丙、丁组每天分别用相同紫外线照射1小时、3小时、6小时。
第四步：第14天对每只小白鼠称重，并计算各组小白鼠体重的平均值及体重增长率，结果如下表：
组别 第1天平 均体重（克） 第14天平 均体重（克） 体重增 长率(%)
甲组 18.32 23.48 28.17
乙组 17.00 21.60 27.06
丙组 17.66 20.04 13.48
丁组 21.84 22.20 1.65
回答下列问题：
(1)甲组与乙组对照，实验组是 组，变量是 。
(2)丙组的体重增长率比甲组降低了 %，由此可得出的结论是 。
(3)实验后，同学们推测每天用紫外线照射小白鼠9小时，其体重增长率会比照射6小时更低。为此实验小组进行了戊组实验，除每天用紫外线照射小白鼠9小时外，其他步骤与上述实验相同。将 相比，可验证同学们的推测。
4．（2022·云南）为探究电池浸泡液对辣椒种子萌发的影响，某实验小组设计并完成如下实验：
第一步：剥皮处理A品牌、B品牌和C品牌的2号电池各2个，分别用等量的自来水，浸泡48小时，获得A品牌、B品牌和C品牌的电池浸泡液各1组。
第二步：在辣椒种子中挑选出无虫咬、饱满且大小一致的种子400粒，将其随机分为4组，每组100粒。
第三步：4个同规格培养皿上均放置相同的毛巾片，分别加入适量等体积的上述3组品牌电池浸泡液和自来水，4组种子分别整齐地排列在毛巾片上，然后将4个培养皿同时放入30 ℃恒温箱中培养7天，结果如下表：
组别 种子数量（粒） 处理液 发芽个数（粒）
第一组 100 A品牌电池浸泡液 31
第二组 100 B品牌电池浸泡液 52
第三组 100 C品牌电池浸泡液 7
第四组 100 自来水 86
根据以上实验，回答下列问题：
(1)该实验的对照组是第 组。
(2)控制每组辣椒种子数量相等的原因是 。
(3)由表可知，第二组的发芽率为 ，对辣椒种子萌发影响最大的是 （填“A”或“B”或“C”）品牌电池浸泡液。
(4)实验结论： 。
5．（2021·云南）为探究酒精对生物生命活动的影响，某校生物实验小组利用斑马鱼设计并完成了如下实验：
步骤一：取5个大小相同的烧杯，依次加入等量的清水、浓度为5%、10%、15%和20%的酒精溶液。
步骤二：每个烧杯中放入3条体积大小及发育程度相近的斑马鱼，记录下30分钟内斑马鱼出现侧翻和死亡的时间。
步骤三：重复以上实验3次。统计3次实验的平均值，结果如下表。分析回答下列问题。
组别 一组 二组 三组 四组 五组
处理方式 清水 5% 酒精 10% 酒精 15% 酒精 20% 酒精
出现侧翻 时间/秒 未出现 65 44 29 20
死亡时 间/秒 未出现 535 402 305 196
(1)该实验中共有 组实验组。三组和四组对照，变量是 。
(2)对各组实验中的数据取平均值的目的是 。
(3)五组与二组相比，斑马鱼出现侧翻的平均时间减少了 秒。通过对以上数据分析可知：酒精对斑马鱼的生命活动有影响，酒精浓度越高，斑马鱼出现侧翻和死亡的时间越 。
(4)请结合所学知识谈谈酗酒对健康的危害： 。

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