[實驗微課2]關注“自變量、因變量、無關變量

1、 實驗微課 2 關注“自變量、因變量、無關變量”1. 自變量、因變量、無關變量三者之間的關系（1）自變量 ,指實驗中由實驗者根據(jù)實驗目的所要操縱的因素或條件。因變量,指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結果。通常自變量是原因 ,因變量是結果 ,二者具有因果關系。實驗的 目的在于解釋這種前因后果關系。（2）無關變量 ,指實驗中除自變量以外的影響實驗變化和結果的因素或條件。實驗中應盡量 避免無關變量對正常實驗結果造成干擾 ,如果無關變量處理不當影響了正常結果的出現(xiàn) ,此無關 變量就成為了干擾變量 ,所以消除無關變量成為干擾變量是實驗成功的前提。2. 實驗變量控制的三個原則實驗變量自變量無關變量因變量

2、控制原則單一變量原則等量適宜原則可觀測性原則實例探究溫度對酶活性的影響實驗中只有溫度一個自變量探究溫度對酶活性的影響實驗中 pH為無關變量 ,實驗時,各組 pH 不但要相同 ,還要適宜探究溫度對酶活性的影響實驗中 ,根據(jù)淀粉遇碘變藍的顏色反應 將不可觀測的反應直觀地顯現(xiàn)出來 ,便于實驗結果的觀測3. 教材中探究類實驗的變量分析實驗名稱自變量因變量無關變量探究溫度對淀粉酶活性的影響不同溫度 （至少三種 ）探究 pH 對過氧化氫酶活不同 pH（至少三種 ） 性的影響酶的活性 （加碘液后溶液 顏色的變化 ）酶的活性 （氣泡的數(shù)量或 帶火星的衛(wèi)生香燃燒的pH、底物量、酶量、試 管的潔凈程度、反應時 間

3、、操作程序等 溫度、底物量、酶量、 試管的潔凈程度、反應探究酵母菌的呼吸方式氧的有無模擬探究細胞表面積與體積的關系瓊脂塊體積的大小探究生長素類似物促進不同濃度的生長素類似插條生根的最適濃度物探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化時間探究水族箱中的群落演替時間猛烈程度）時間、操作程序等CO2生成量 （澄清石灰水葡萄糖溶液、石灰水的的混濁程度 ）;酒精產(chǎn)生量、溫度、 pH 、錐形瓶（用重鉻酸鉀檢測 ）的潔凈程度等NaOH 溶液的量、浸泡物質運輸?shù)男实臅r間、測量的準確性等實驗材料的一致性、生扦插枝條的生根數(shù)量或長素類似物濃度的準確長度性、處理時間的一致性等酵母菌種群數(shù)量培養(yǎng)液的成分、培養(yǎng)條件、空間等群落

4、的變化水族箱的培養(yǎng)條件和環(huán)境等1. 下列有關酶特性的實驗中 ,敘述錯誤的是 （）A. 驗證酶的高效性時 ,自變量是催化劑的種類B. 驗證酶的專一性時 ,自變量是酶的種類或底物的種類C. 探究 pH對酶活性的影響時 ,pH是自變量 ,溫度是無關變量D. 探究酶作用的最適溫度時 ,應設置高溫、室溫、低溫三組實驗1. 答案 D 酶的高效性是與無機催化劑相比而言的 ,驗證酶的高效性時 ,自變量是催化劑的種 類,A正確;驗證酶的專一性時 ,可以是底物相同 ,酶的種類不同 ,也可以是酶的種類相同 ,底物不同,B正確;探究pH對酶活性的影響時 ,自變量是 pH,溫度為無關變量 ,因變量是底物的消耗速率 ,C

5、正確 ;探究溫度對酶活性的影響時 ,溫度是自變量 ,設置溫度梯度應該在最適溫度的左右展開設計,D 錯誤。2. 如圖為探究酵母菌細胞呼吸的實驗裝置 ,錐形瓶內裝有正常生長的酵母菌及足量培養(yǎng)液 ,試管內 裝有溴麝香草酚藍水溶液 ,從閥門通入的空氣已去除 CO2,實驗過程中其他條件適宜。下列敘述 錯誤的是 ( )A. 若打開閥門進行實驗 ,探究溫度對酵母菌有氧呼吸的影響 ,則通入錐形瓶的 O2 屬于無關變量B. 若關閉閥門進行實驗 ,在酸性條件下 ,可用重鉻酸鉀檢測錐形瓶的培養(yǎng)液中是否有乙醇產(chǎn)生C. 若打開閥門 ,在不同溫度下進行實驗 ,試管溶液顏色變化所需的時間越短 ,則表明酵母菌在所處 溫度下的

6、有氧呼吸越旺盛D. 若關閉閥門 ,以乳酸菌替代酵母菌進行實驗 ,試管中溶液顏色由藍變綠再變黃2. 答案 D 若探究溫度對酵母菌有氧呼吸的影響 ,則溫度屬于自變量 ,而 O2 屬于無關變量 ,A 正 確;關閉閥門 ,酵母菌在無氧條件下進行無氧呼吸產(chǎn)生乙醇 ,可在酸性條件下用重鉻酸鉀檢測 ,B正 確 ;試管顏色變化所需的時間越短 ,說明產(chǎn)生 CO2的速率越快 ,從而說明該溫度下有氧呼吸越旺 盛,C正確;乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸 ,不能產(chǎn)生 CO2,故不能使溴麝香草酚藍水溶液變色 ,D 錯誤。3. 某同學想探究二氧化碳濃度與光合速率的關系。他取A、B、C、D 四株都有 5 片葉的小白菜 ,用直徑 1 cm

7、 的打孔器從每株小白菜打取小葉圓片各 10 片,并設法抽去氣體使之下沉 ,置于光下 取 100 mL 三角瓶 4 個 ,編號 14,按下表操作 (光照、溫度相同且適宜 )并記錄結果。下列評價或 修正不合理的是 ( )編實驗處理30 min 內上浮號葉圓片來源葉圓片數(shù) (片)自來水 (mL)NaHCO3(g)葉圓片數(shù) (片)1A1040022B1040163C1040344D104055A. 只要控制光照、溫度相同即可B. 自變量二氧化碳濃度的控制不嚴格C. 實驗材料本身存在的差異會影響實驗結果D. 制備的葉圓片投入三角瓶前應放黑暗處3. 答案 A 在進行探究實驗的過程中 ,葉圓片數(shù)、自來水的量

8、等無關變量應保持相同且適宜 ,A 錯誤;自來水中也有少量二氧化碳 ,因此使用自來水時 ,會對二氧化碳濃度造成影響 ,B 正確;小葉圓 片來自 A、B、C、D四株小白菜 ,實驗材料本身存在的差異會影響實驗結果 ,C正確;制備的葉圓 片在投入三角瓶之前可在黑暗處進行饑餓處理使實驗現(xiàn)象更為準確,D 正確。4. 科研人員研究不同溫度條件下菠菜葉片的凈光合速率的變化情況結果如圖。相關分析錯誤的 是 ()A. 溫度通過影響酶活性對光合作用產(chǎn)生的影響只與暗反應有關B. 此實驗中 CO2濃度是無關變量 ,各組間需保持一致和穩(wěn)定C. 溫度為 40 ,光照為 1 500lx 條件下菠菜光合速率為 6D. 菠菜葉片

9、進行光合作用的最適溫度低于呼吸作用的最適溫度4. 答案 A 溫度通過影響酶活性對光合作用產(chǎn)生的影響與光反應和暗反應均有關,A 錯誤 ;本實驗的自變量是光照強度和溫度 ,因變量是凈光合速率 ,CO2濃度等其他因素是無關變量 ,B 正確; 據(jù)圖可知,溫度為 40 ,光照為 1 500lx 條件下菠菜凈光合速率為 2,呼吸速率為 4,根據(jù)總光合速 率=凈光合速率 +呼吸速率可知 ,此時其光合速率為 6,C正確;據(jù)圖可知 ,菠菜葉片進行光合作用的 最適溫度約為 30 ,呼吸作用的最適溫度約為 40 ,因此菠菜葉片進行光合作用的最適溫度低 于呼吸作用的最適溫度 ,D 正確。5. 某科研小組嘗試用枯草桿菌

10、纖維素酶制劑分解秸稈制備飼料用葡萄糖添加劑,實驗操作和結果如下表 :15 525 6pH 溫度415 25 15 25加酶比例0.2%0.2%0.2%0.2%0.2%0.2%反應時間1 小時1 小時1 小時1 小時1小時1 小時殘渣比重75%61%77%54%80%58%組別編號ABCDEF注:殘渣比重指降解后殘留的干物質和反應前干物質的質量比(1) 本實驗的自變量是和 。(2) 根據(jù)表格 ,在實驗所列舉的條件中最適宜的為(填寫編號 )。(3) 如果要進一步加快反應速度 ,還可以采取方法改進實驗。(4) 生產(chǎn)中通常要對秸稈進行高溫消毒后再進行酶解 ,某工作車間錯誤的先加入酶制劑后才進行 消毒。

11、你認為消毒結束恢復常溫后是否還需要重新加酶 ? 為什么 ?。5. 答案 (1)溫度 pH (2)D(3) 增加酶制劑比例 (或適當升高反應溫度或充分粉碎秸稈等 )(4) 需要 因為高溫使酶變性失活 ,降溫無法恢復其活性 解析 (1)各組實驗的 pH和溫度不同 ,即實驗的自變量是 pH和溫度。(2) 降解后殘留的干物質和反應前干物質的質量比越小 ,說明實驗的條件越適宜 ,對比各種數(shù)據(jù) ,D 組殘渣比重最低。(3) 為進一步加快反應速度 ,可以增加酶的比例 ,或者適當升高反應溫度 ,或者充分粉碎秸稈 ,使秸稈 與酶充分接觸。(4) 酶在高溫條件下會變性失活 ,即使降低溫度活性也無法恢復。6. 在“

12、探究環(huán)境因素對光合作用的影響 ”活動中,選擇不同處理的 A、B 兩種沙棗,在不同鹽濃度 下進行實驗 ,部分實驗內容與結果如下表 :鹽處理濃度葉綠素 a 含量葉綠素 b 含量類胡蘿卜組別（mmol/L）（mg/g 鮮重）（mg/g 鮮重）素/葉綠素A01.790.720.16A1001.710.680.17A2001.300.430.21B01.600.580.15B1001.210.400.19B2000.780.210.30(1) 據(jù)表推知 ,此實驗的自變量有。在同一個鹽濃度下 ,A 種沙棗的葉綠素測量值均比 B 種 。隨著鹽濃度增加 A 種沙棗總葉綠素含量呈趨勢。(2) 在光合色素分離的實驗中 ,類胡蘿卜素主要位于濾紙條由上而下的條色素帶。(3) 實驗結果推斷 ,鹽處理后 ,可能導致沙棗的葉綠素,從而導致葉綠素含量發(fā)生變化。綜合判斷 種沙棗耐鹽性好。6. 答案 (1)鹽濃度、沙棗種類 高 下降(2)第一和第二(3)降(分 )解 A解析 (1)根據(jù)圖表內容可知 ,該實驗研究的是不同鹽濃度對不同種類的沙棗光合作用的影響 ,故 實驗自變量為鹽濃度和沙棗種類。由表格數(shù)據(jù)可知 ,在同一個鹽濃度下 ,A 種沙棗的三組葉綠素 測量值均比 B種高。只研究鹽濃度對 A種沙棗的影響時 ,隨著鹽濃度增加 A 種沙棗葉綠素 a和 b 的含量均下降 ,故總葉綠素含量呈下降趨勢。 (2)類胡蘿卜素