实验题解题技能3实验设计——变量.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验题解题技能,3,实验设计,变量,(2009,全国理综,，,32),已知,2,H,2,O,2,=2,H,2,O,+,O,2,，可以通过观察反应过程中,O,2,的生成速度（即气泡,从溶液中释放的速度）来判断,H,2,O,2,分解反应的速,度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其,能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。,要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，,并回答问题。,样题细研,实验材料与用具：适宜浓度的,H,2,O,2,溶液、蒸馏水、,3.5%,FeCl,3,溶液、,0.01%,过氧化氢酶溶液、恒温水,浴锅、试管。,（,1,）实验步骤,。,。,。,（,2,）实验结果预测及结论,整个实验中,不同处理的试管中,O,2,的释放速度从快,到慢依次是,。,由此可得出的结论是,。,（,3,）如果仅将实验中的恒温水浴改为,80,，重做,上述实验，,O,2,释放的速度最快的是,，,原因是,。,解析,该题要同时验证酶具有催化作用和高效性,因此应遵循对照原则、科学性原则和单一变量原,则。由实验目的可分析得知本实验中自变量为蒸,馏水、,FeCl,3,溶液和过氧化氢酶溶液，表观因变量,为气泡产生的快慢，而实验原理题干中已经有所,描述。在具体步骤的设计中要注意,:,编号,;,注,意等量原则,;,适宜温度（,37,）。整个实验中,不同处理的试管中,O,2,释放最快的是加酶溶液的试管，其次是加,FeCl,3,溶液的试管，再次是加蒸馏水,的试管，由此可得出的结论是酶具有催化作用和,高效性。若将恒温水改为,80,，重做实验，则必,然会导致过氧化氢酶因高温变性而失去活性，因,此释放,O,2,最快的是加,FeCl,3,溶液的试管。,答案,取,3,支试管，各加入等量且适量的,H,2,O,2,溶,液，放入,37,恒温水浴锅中保温适当时间,分别向上述,3,支试管中加入等量且适量的蒸馏水、,FeCl,3,溶液和过氧化氢酶溶液,观察各试管中释放气泡的快慢,（,2,）加过氧化氢酶溶液的试管、加,FeCl,3,溶液的,试管、加蒸馏水的试管 酶具有催化作用且具有,高效性,（,3,）加,FeCl,3,溶液的试管 在此温度下，,FeCl,3,催,化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了,活性,方法探究,单一变量原则,1.,变量：或称因子，是指实验过程中所被操作的,特定因素或条件,按性质不同,通常可分为两类：,（,1,）自变量与因变量,自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条,件；因变量，指实验中由于自变量而引起的变,化和结果。通常，自变量是原因，因变量是结,果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得,和解释这种前因后果。,（,2,）无关变量与额外变量,无关变量，指实验中除自变量以外，可能还会存,在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变,量称为无关变量。额外变量，也称干扰变量，指,实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然,额外变量会对因变量有干扰作用。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。,2.,单一变量原则,在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，,其它因子不变，在此条件下，观察、研究该,变量对实验材料和实验结果的影响。除了整,个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实,验条件要做到前后一致。,教材中相关实验的变量,实验,自变量,因变量,无关变量,比较过氧化氢酶和,Fe,3+,的催化效率,催化剂的种类,(,过氧化氢酶、,Fe,3+,),催化效率的,高低,(,以点,燃但无火焰,的卫生香燃,烧的猛烈程,度表示或以,气泡产生速,度表示,),试管等用具,的洁净度、,环境温度、,相同材料的,量、各种试,剂的量、反,应时间等,探索淀,粉酶对,淀粉和,蔗糖水,解的作,用,底物的种,类,(,淀粉、,蔗糖,),淀粉酶将淀粉水,解,(,处理后加斐林试剂，加热出现砖红色沉淀,),，但不能水解蔗糖,(,处理后加斐林试剂并加热，无砖红色沉淀出现,),淀粉与蔗糖溶液的,量、水浴的温度与,处理时间、斐林试,剂的使用量与加热,时间、操作程序等,植物向,性运动,的实验,设计和,观察,是否黑,暗、单侧光照、均匀光照改变幼,苗空间位,置以接受,重力影响,幼苗弯曲状况,根的弯曲方向,幼苗的种类、生,长状况、环境温度、,培养条件、处理的,部位及装置的合理,性等,萌发种子的种类、,萌发状况、环境温,度及培养条件等,观察植物细胞的质壁分离和,复原,外界溶液的浓度（即高,渗及低渗溶液,),质壁分离,(,液,泡失水缩小、,颜色变深、,原生质层与,细胞壁分离,),；质壁分,离复原,(,液泡,恢复原状、,颜色变浅、,原生质层恢,复原状,),溶液的种类及浓度,;,分离与复,原现象的,观察；装,片的洁净,度及临时,装片的制,作；材料,的选择等,温度对,酶活性,的影响,温度,(60,热,水、沸水、,冰块,),加碘液后溶液颜色的变化,试管的洁净,度、淀粉溶,液的量、不,同温度的处,理时间长,短、操作程序、碘液的加入量等,设计实验,观察生长,素或生长,素类似物,对植物生,长发育的,影响,生长素,(,或生长,素类似,物,),的不同浓度,扦插枝,条的生根,状况的差,异,果实发,育状况的,差异,落花落,果状况在,使用前后,的差异,实验材料,的一致,性、激素,浓度的准,确性、处,理时间的,一致性等,变式训练,下列有关实验变量的叙述中，正确的是（）,A.,在探究温度对酶活性影响的实验中，温度和,pH,是自变量,B.,在模拟探究细胞表面积与体积关系的实验中,正方体琼脂块的体积是无关变量,C.,在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用,的实验中，插条生根数是因变量,D.,在探究酵母菌呼吸方式的实验中，酒精是无,关变量,解析,在探究温度对酶活性影响的实验中,探究的是温度的影响，温度是自变量,pH,是无关变量,酶,活性是因变量。在模拟探究细胞表面积与体积关,系的实验中，正方体琼脂块是模拟的细胞，其表,面积和体积的变化代表细胞的表面积和体积的变,化，琼脂块大小即其体积是自变量。在探究酵母,菌呼吸方式的实验中，通过检测酒精的有无判断,呼吸作用的方式，因此酒精是因变量。在探究植,物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中，植,物生长调节剂是自变量，插条生根数是因变量。,答案,C,随堂演练,1.,如图所示，下列,4,支试管中都加入,3,mL,浆糊。,另外,A,、,C,内分别注入,2,mL,清水，,B,、,D,内分,别注入,2,mL,-,淀粉酶。甲、乙两水槽水温,分别为,37,、,65,。保温,5,min,后,再向,4,支试,管内分别滴入碘液，最可能不变蓝的是（）,D,2.,某同学用含有不同种类酶制剂的洗衣粉进行了如下实验。,组别,布料,污染物,水温,A,（蛋白,酶洗衣粉）,6,6,cm,蛋白膜,40,B,(,脂肪酶,洗衣粉,),6,6,cm,蛋白膜,40,C,（蛋白,酶洗衣粉）,6,6,cm,淀粉膜,40,请回答以下问题：,（,1,）该实验的目的是探究,。,该实验还应控制的无关变量有,。,该实验中,分别构成,两组对照实验。,（,2,）该同学在实验过程中可通过观察,来,判断酶的催化效率。,（,3,）蛋白酶洗衣粉的去污原理是,。,（,4,）大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，,有利于生态环境保护，这是因为,。,解析,该题考查了实验探究中自变量与研究目的之,间的关系、无关变量的控制、因变量的观测等知,识点。该实验自变量是洗衣粉所含有的酶与污染,物成分之间的对应关系，因此可用来探究酶的专,一性。洗衣粉的用量、污染物的含量以及水质、,pH,等都有可能构成无关变量。,答案,（,1,）酶的专一性 洗衣粉的用量、污染程,度、水质、,pH,A,与,B,、,A,与,C,（,2,）污染物消失时间的长短,（,3,）用蛋白酶催化污垢中蛋白质的水解,(4),酶可被分解，又避免水体富营养化,3.,（,2008,广东生物，,37,）,生产中使用的普通淀,粉酶的最适温度在,40,60,之间,而极端耐热,淀粉酶在,100,仍能保持较高的活性，因此具有,更为广泛的应用前景。某同学正在设计一个实,验以探究温度对两种淀粉酶活性的影响，其中,有些问题需要你的帮助。,（,1,）此实验中除自变量和因变量外，还需要考,虑,、,及,等因素。,（,2,）在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试,剂检测,两种试剂各与何种物质发生颜色反应？,检测的是底物还是产物？,。,（,3,）假设实验结果如下表，请在所给出的坐标纸,上绘图反映实验结果：,温度,/,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,普通淀粉,酶相对活,性,/%,6,25,43,67,83,65,22,2,0,0,耐热淀粉酶相对活,性,/%,6,15,25,48,76,92,100,98,82,65,解析,酶的活性受多方面因素的影响，简单地说,影响因素有：酶和底物的浓度以及他们之间的相,对浓度（即它们数量的比例）、温度、,pH,、激活,剂、抑制剂等，实验操作顺序也会产生一定的影,响；对于实验结果来说，可能检测底物的剩余量,或产物的生成量，碘液检测的是底物，斐林试剂,检测的是产物；绘坐标图时注意：注明纵、横轴,的含义及单位，曲线尽量平滑等。,答案,（,1,）,pH,酶浓度 底物浓度（或产物浓度）,（,2,）碘液与淀粉反应，检测的是底物；斐林试剂,与还原糖反应，检测的是产物,（,3,）正确绘图，指明曲线，正确标出自变量和因,变量数值及单位,4.,酶是由活细胞产生的一类具有生物催化作用,的有机物，生物体内的化学反应基本上都是在,酶的催化下进行的。请根据下列有关酶促反,应的实验操作，回答相关问题。,注：表中,“,+,”,为加入，,“,-,”,为未加入。,（,1,）制备淀粉溶液时需加热煮沸，但制备好以后,必须冷却到室温才能使用，这是防止,。,（,2,）上述实验中，,号试管物质能与斐林,试剂发生反应产生砖红色沉淀，本实验的结论为,。,（,3,）实验过程中，,E,、,F,号试管起,作用。,如果,E,、,F,号试管也出现砖红色沉淀，可能有很多原因，下列分析正确的是（用序号表示）,。,淀粉溶液、蔗糖溶液不纯，混有还原性糖 淀,粉溶液、蔗糖溶液放置的时间太长,其中的微生物,将部分淀粉、蔗糖分解成还原性糖 试管不干,净、上面留有还原性糖 实验操作过程中，胶头滴管混用、错用,（,4,）如果条件有限，只保留两支试管，也能初步,得出实验结论，请你写出可能的组合,。,（,5,）本实验，能否用碘液代替斐林试剂,（能,/,不能）。理由是,。,答案,（,1,）温度过高破坏酶的活性,（,2,）,A,、,D,酶具有专一性,（,3,）（空白）对照 ,（,4,）,AB,、,CD,、,AC,、,BD,（,5,）不能 碘液不能检测蔗糖是否被分解产生,还原性糖（蔗糖不与碘液发生反应，蔗糖水解产,物也不与碘液发生反应）,5.,为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管,并编号为,A,、,B,各注入,2,mL,体积分数为,3,的,H,2,O,2,溶液,;,再向,A,管滴入,2,滴,3.5,的,FeCl,3,溶液，,向,B,管滴入,2,滴质量分数为,20,的肝脏研磨液；,堵住管口，轻轻振荡；用点燃但无火焰的卫生,香检验；观察并记录结果。,(1),本实验的主要目的是探索,。,(2),如果两支试管的现象均不明显，从实验材料,分析，原因可能是,。,(3),过氧化氢酶能催化,H,2,O,2,的分解,产生的,O,能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红,色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化,氢酶，设计了如下实验：,参照上图所给信息，回答下列问题：,3,号试管内加入的物质是,。,设计,2,号试管作为对照的具体目的是,。,如果,2,号试管未产生颜色反应，则出现橙红色,沉淀的是第,号试管。,解析,(1),本实验探索酶的催化效率具有高效性。,(2),过氧化氢放置时间过久，会分解成氧气和水，,造成实验现象不明显。,(3),根据等量原则，,3,号试,管中应加入,2,mL,焦性没食子酸溶液、,2,滴过氧化,氢溶液、,2,mL,马铃薯块茎提取液。因为马铃薯块,茎提取液中的其他物质也可能使无色焦性没食子,酸溶液氧化成橙红色沉淀，影响结果，因此应设,立,2,号试管作对照。,1,号试管没有过氧化氢酶，所,以过氧化氢不分解，无现象,;2,号试管没有过氧化,氢,也无现象；,4,号试管马铃薯提取液中过氧化氢酶因煮沸而失去活性,也没有现象，只有,3,号试管,出现橙红色沉淀。,答案,(1),酶的高效性,(,过氧化氢酶和,Fe,3+,催化,效率的高低,),(2),H,2,O,2,溶液放置时间过长而分解,(3)2 mL,焦性没食子酸溶液，,2,滴,H,2,O,2,溶液，,2,mL,马铃薯块茎提取液 排除马铃薯块茎,提取液中的其他物质对实验结果的影响 ,3,返回,