专题六  实验与探究

【要点梳理】

科学探究是人们获取知识、认识世界的重要途径，在初中生物新课程标准中被列为十个一级主题之一。生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。实验教学既是一类探究活动，也是生物教学的基本形式之一。课程标准所倡导的探究性学习，有许多活动也是通过实验来进行的。实验包含着丰富的技能训练，不单是操作技能，更重要的是科学探究的方法和技能。因此，特别强调如控制变量，设计对照或重复，量的检测，数据的整理、分析及表示方式，以及书写实验报告等。初中阶段的实验主要涉及三类：观察与验证类实验、探究性实验、模拟实验。

一、科学探究的一般过程

二、设定适宜条件，控制好实验变量是实验成功的关键

生物学实验实质上是一种人为控制条件下的生命再现过程。实验中所涉及的可能影响到生命活动的所有条件，除了控制条件，都必须尽量控制在最适宜的条件下，以充分再现生命现象。变量可以是生物因素，如植物、动物等，也可以是非生物因素，如阳光、水、温度等，变量往往蕴含在探究实验所提出的问题中。

三、避免偶然性对实验结果的影响

实验过程中要尽量减少各种因素对实验结果的影响，必要时设置重复实验，确保实验结论的准确性。选择的实验样本不能太少、太单一，应使实验结论更具科学性、普遍性。

四、实验结果的表达

针对实验现象，分析单一实验变量对结果的影响并选用文字、表格、坐标曲线图等形式进行具体、准确表达。在预期实验结果时，注意验证性实验具有明确的实验结果和结论；而探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的，应针对多种可能分别加以讨论和分析，得到相应的结论。

五、对科学探究的考查

对科学探究的考查主要是发现并提出问题、收集信息作出假设、设计实验方案（制定计划）或评价、完善实验方案、补充实验步骤、表达实验结果、分析实验现象和数据得出结论等。科学探究往往和其他章节的重点内容结合起来进行考查，题型以综合分析题和实验题为主。

【典例分析】

【例题1】（2009·山东中考）某校实验小组探究“甲状腺激素对蝌蚪生长发育的影响”的实验过程如下：取两个相同的玻璃缸，分别贴上标签A、B。每天记录蝌蚪生长发育的情况。请回答：

（1）在这个实验设计中，有两个步骤不够严谨，请你加以改进完善:

_______________________________；__________________________。

（2）在A缸中加入少许甲状腺激素制剂，而B缸内不加，其目的是_________________。

（3）如果实验按你修改后的方案进行，预期的实验结果是___________。该实验所得出的结论是_______。

【解析】

（1）解读实验过程表格可知，本探究性实验设计有两个变量，一个是水质，另一个是甲状腺激素制剂，不符合探究实验惟一变量的原则；为了避免实验的偶然性，在实验时应选取多只小蝌蚪而非一只。

（2）由题干信息可知，本题探究“甲状腺激素对蝌蚪生长发育的影响”，变量应为甲状腺激素制剂，所以水质应是相同的，均应换成池塘水。

【答案】（1）第一处是第①步，应该在两缸中加同样水质的池塘水；第二处是第②步，加入1只蝌蚪数量太少，应加入相同数量的小蝌蚪若干只（10-20只）

（2）形成对照

（3）A缸中的蝌蚪比B缸中的蝌蚪发育快(或A缸中的蝌蚪先发育成青蛙，B缸中的蝌蚪发育成青蛙所需的时间较长)    甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育

【例题2】(2009·长沙中考)2008年我国发生的“三聚氰胺”事件，至今我们还记忆犹新。

（1）人的生长发育以及受损细胞的修复和更新，都离不开          ，不法分子在婴幼儿奶粉加入三聚氰胺正是假冒了该种营养成分。

（2）某研究小组设计了一个实验，研究了水体中不同浓度的三聚氰胺对斑马鱼鳃内某种酶活性的影响，实验数据如下：

 eq \o\ac(○,1)1请依照事例，将表中其他组数据以直方图的形式表示出来。

 eq \o\ac(○,2)2从图表数据可看出，当水体中三聚氰胺的浓度范围为            克/升时，该种酶的活性较高；但当三聚氰胺浓度达到           克/升时。会显著降低该种酶的活性，斑马鱼的鳃因直接与其接触而受到严重损伤。

（3）三聚氰胺被人体吸收进入血液后，需__     ___次经过心脏后才能到达肾脏。日积月累，三聚氰胺会造成对人体肾脏的损害。

【解析】（1）题目是由社会热点“三聚氰胺”事件而进行的拓展性探究实验。

（2）联系人体的消化系统、循环系统、泌尿系统对基础知识进行综合考查。

（3）本题用表格统计数据，并要求转换为直方图，更直观地体现实验结果。在转换时注意横坐标、纵坐标分别代表的生物学意义，在比较中发现变化，找出差距，得出结论。

（1）蛋白质

（2）①直方图如右

②0.5～2.0     2.5

（3）两（或2）

【专题训练】

1．为探究种子萌发的环境条件，杨明同学设计了如下实验：在甲、乙、丙、丁四个培养皿内分别放等量的棉花，在棉花的上面都放入25粒豌豆种子，然后将它们放在不同条件下进行培养，数日后记录种子萌发的情况如下表，请回答：

⑴根据杨明同学的实验设计，可以推测，本实验探究了       和光照是否种子萌发所需要的环境条件。

⑵实验甲和乙对照，变量是     ，通过这组实验可以得出的结论是                      。

⑶根据实验甲和        的实验结果判断，光照不是种子萌发的环境条件。请说明理由              。

⑷实验设计中，实验甲和       不能形成对照，原因是有        个变量。

⑸如空气充足，甲实验中有2粒种子没有萌发，其可能的原因是：                 。

2．（2011·泉州中考）学习植物生理作用的知识后，某兴趣小组设计如下实验进行验证，请分析回答：

①取盆栽牵牛花植株放在暗处一昼夜后，将植株枝条上长势、大小相同的三个叶片分别置于A、B、C三个透明塑料软瓶内，密封瓶口，设为甲装置，其他处理见图；

②将甲装置移到光下6小时；

③分别将A、B、C瓶的导管伸入澄清石灰水中，打开阀门，轻挤塑料瓶，观察石灰水的变化；

④取下三瓶内的叶片，分别用乙装置脱色；

⑤取出叶片，漂洗后滴加碘液。

甲                                        乙

⑴观察甲装置可知：A与B构成的对照实验，变量是      ；B与C构成的对照实验，变量是      。A与C不能构成对照实验，因为两者之间存在着      个变量。

⑵步骤③中，从A瓶挤出的气体会使澄清石灰水变浑浊，原因是：该瓶气体中含有较多的二氧化碳，这是叶片进行        作用产生的；从B瓶、C瓶挤出的气体不使澄清石灰水变浑浊，原因是：C瓶空气中的二氧化碳被氢氧化钠所吸收，而B瓶空气中的二氧化碳则是被叶片进行的       作用所消耗。

⑶步骤④用乙装置脱色时，大烧杯内装的液体是       ，小烧杯中的液体将变成       色。

⑷步骤⑤滴加碘液后，变蓝的是取自      瓶的叶片。实验证明：绿叶制造淀粉不可缺少的条件是      ，所需的原料有二氧化碳。

3．（2011·湖北恩施）为探究某些生态因素在生态系统中的作用，有人设计了如下实验：

分析并回答：

（1）实验装置C所模拟的生态系统和D模拟的生态系统相比，不相同的非生物因素是        。

（2）比较A、B的实验结果可知，水藻的主要作用是            。

（3）D装置中，小鱼存活的时间比A装置中的存活时间短，可能的原因是         。

（4）比较C、D的实验结果可以说明       。

（5）如果将B瓶和C瓶作为一组对照实验，请你提出一个与此相关的探究问题：      。

4．（2010·长沙中考）温室效应是指由于全球二氧化碳等气体的排放量不断增加，导致地球平均气温不断上升的现象。下面是某兴趣小组设计的模拟生物圈“温室效应”的实验装置。请问答：

（1）A和B是一组对照试验，其中起对照作用的是               。

（2）图中生态瓶内有河水、水草、小鱼、泥沙等成分，因此，生态瓶实质上就是一个          。作为模拟“温室效应”的一组对照试验，两个生态瓶中各种成分的量、大小等应尽量保持              。

（3）实验一段时间后，如果B内的温度比A内的           ，则可证明“温室效应”会导致气温上升。

（4）为了减缓“温室效应”，人类应倡导低碳生活。作为一个中学生，应当从自身做起。请写出你符合低碳生活理念的一项日常行为：                                           

5．（2009·福州中考）一些同学沉溺于电脑网络游戏，长时间的电脑辐射对他们的身体有没有伤害呢？有人做了这样一组实验：将健康的成年雄性大鼠随机分成两组，每组8只。甲组置于未开机的电脑前，乙组置于开机电脑前；其他饲养条件相同。六十天后获得实验数据如下图。

（1）本实验探究的问题是：电脑辐射对　　　　　　　的身体有没有伤害？

（2）实验设置的变量是 ( 　 )

A．电脑游戏种类           B．电脑是否开机          C．大鼠的身体状况

（3）每个实验组都用了8只而不是1只大鼠，目的是                          。

（4）从上图的A图可看出，电脑辐射影响了           组大鼠的体重增长和精子的正常发育。

（5）数据显示，长时间的电脑辐射对大鼠的健康有害，这对我们中学生有什么启示？

                                                                          。

6．（2010·威海中考）科学探究通常包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、分析结果和得出结论几个环节。请回答科学探究上述环节的有关问题。

(1)提出问题：当你搬开花盆看到鼠妇时，鼠妇很快就爬走了。以下据此情景提出的几个问题，哪一个不够具体、明确？(    )

A．鼠妇为什么会爬走呢？

B．鼠妇爬走是因为环境变明亮了吗？

C．鼠妇爬走是因为搬动花盆对它产生了刺激吗？

(2)作出假设：许多作物是在春天气候转暖后播种的，天寒地冻不适合播种。由此可以对种子萌发的环境条件作出的假设是                                              。

(3)设计实验：为证明细菌对植物遗体的分解作用，某小组的同学分别提出了三种实验方案，请判断哪个实验方案更能说明问题。                                    (    )

A．将甲组放在无菌条件下，乙组暴露在空气中。

B．将甲组灭菌后放在无菌条件下，乙组暴露在空气中。

C．将甲乙两组都进行灭菌，甲组放在无菌条件下，乙组接种细菌后放在无菌条件下。

(4)实施实验：“探究馒头在口腔中的变化”实验中，某同学用量筒先量取2毫升唾液倒    入试管中，马上再用同一个量筒量取2毫升清水倒入另一只试管中，以形成对照。这种操作方式不够严谨，请加以改正。                                                                            

                        。

(5)分析结果和得出结论：晚上，将金鱼藻放在盛有水的试管中，将试管先后放在离白炽灯不同距离处，观察试管中产生的气泡数目。收集到了如下表所示的数据。

由此可以得出的实验结论是：                                              。