高中生物競賽試題分章匯編科學(xué)實驗的一般原理和方法1

第十一章科學(xué)實驗的一般原理和方法〔一〕【解題指導(dǎo)】例1給你洋蔥、蔗糖、蒸餾水及必要的工具，請設(shè)計一個測定洋蔥表皮細(xì)胞滾濃度范圍的實驗方案。析〔1〕實驗原理：水分的浸透作用?！?〕實驗方法：①配制一系列不同濃度的蔗糖溶液〔如5％、10％、15％、20％〕。②制造上述各蔗糖溶液處理的洋蔥表皮細(xì)胞裝片。③用顯微鏡按蔗糖溶液的濃度梯度逐一觀察裝片。〔3〕結(jié)論：該洋蔥表皮細(xì)胞液的濃度介于能引起與不能引起細(xì)胞質(zhì)壁別離的兩種相鄰濃度溶液的濃度之間。該實驗的設(shè)計是按照一般實驗法的原理，直截了當(dāng)通過實驗組而得出結(jié)論的。例2請你設(shè)計一個實驗，證明動物生長激素的分泌器官及其生理作用?！睬谐齽游锎贵w情況非常復(fù)雜，本實驗僅作為學(xué)生設(shè)計實驗〕析〔設(shè)計方案〕〔1〕材料：幼年兔〔或其他幼年哺乳動物〕?！?〕處理：實驗組A：切除垂體；實驗組B：切除垂體后每天注射生長激素；對照組C：正常兔?！?〕依照觀察的結(jié)果得出結(jié)論：實驗組A：生長停頓；實驗組B：先停頓后又接著生長；實驗組C：不停頓生長。由此得出生長激素是垂體分泌的，能促進(jìn)幼小動物生長的結(jié)論。該實驗的設(shè)計是利用對照實驗法的原理，通過實驗組和對照組結(jié)果差異的比較得出結(jié)論的。例3有一個消費大隊研究小麥增施氮肥〔尿素〕的增產(chǎn)試驗。實驗設(shè)計為兩個處理：處理〔一〕為每公頃施尿素150kg；處理〔二〕為每公頃施尿素300kg；以不施肥為對照〔CK〕。施肥試驗小區(qū)的陳列方式有兩種：重復(fù)一次和不設(shè)重復(fù)。試?yán)L制小麥田間試驗小區(qū)兩種陳列方式的規(guī)劃圖。析依照試驗設(shè)計要求，每個試驗小區(qū)面積應(yīng)一致，兩種田間陳列方式如下二圖。施肥試驗一〔重復(fù)一次〕施肥試驗二〔不設(shè)重復(fù)〕【穩(wěn)固練習(xí)】1．研究不同飼料喂養(yǎng)家豬的育肥效果和比較小麥不同品種葉片大小的實驗，應(yīng)如何選擇材料？2．某中學(xué)課外活動小組方案進(jìn)展白玉蝸牛的養(yǎng)殖實驗，在實驗設(shè)計上，你認(rèn)為應(yīng)探究哪些詳細(xì)內(nèi)容？3．在動物實驗中，正確設(shè)置對照十分困難，要選擇20只完全類似的動物分為每組10只的對照組和處理組，是難以做到的。那么，進(jìn)展這種實驗，你能提出一個聰明的設(shè)置對照的方法嗎？4．許多科學(xué)家認(rèn)為，孟德爾進(jìn)展的植物雜交試驗，選擇豌豆做實驗材料是他成功的關(guān)鍵；卡爾文在研究植物光合作用的暗反響時，選擇小球藻〔Chlorella〕為材料也是成功的關(guān)鍵。這是為什么？5．有一位船長要試驗?zāi)撤N防治暈船藥物的效果，他選擇旅客為對照，讓船員都服用藥劑，其結(jié)果大多數(shù)旅客暈船了，而船員沒有暈船，這一結(jié)果能否說明這種藥的成效？為什么？〔二〕【解題指導(dǎo)】例1依照提供的動物標(biāo)本，通過詳細(xì)觀察試比較豺、狼的區(qū)別，請?zhí)钊胂卤恚后w型體色尾部豺狼析通過觀察和測量，豺體型小，狼體型大；豺的體色為紅棕色，狼為灰黃色；豺的尾粗長、毛密似狐尾，狼的尾較短尖，尾下垂，非常少活動。例2取數(shù)量一樣，大小一致的兩種不同處理〔噴施生長素濃度不叫的棉花葉片，利用實驗桌上的設(shè)備，設(shè)計一種測量葉片面積的方法?！?〕較詳細(xì)地表達(dá)你的實驗過程?！?〕計算出兩種處理葉面積的大小。析棉花葉片屬不規(guī)那么形狀物體。測量葉片面積有兩種方法：〔1〕利用刻度尺測量葉片的長度〔葉片基部至葉尖的長度〕和葉長度中點處的寬度，按長×寬×0.761公式計算葉面積?！?〕利用方格紙，把葉片平坦地放在方格紙上，用削尖的鉛筆把葉片的邊緣描繪下來。由于每一方格的面積是已經(jīng)知道的，計算葉片占據(jù)的格數(shù)，即可求出葉片的面積。例3取一樣數(shù)量的國光和紅富士不同蘋果品種的果實，利用實驗桌上提供的卡尺、刻度尺、量杯、量簡、臺秤等工具，設(shè)計一種測量蘋離果實大小〔體積〕的方法，并用所測數(shù)據(jù)比較兩種不同蘋果果實的大小。析蘋果的果實屬不規(guī)那么形狀物體，可用量筒或量杯測量體積，即在量簡內(nèi)先放入一定量體積的水，然后放入待測的蘋果果實，通過測量筒內(nèi)體積增長情況，即可求出不同品種果實體積的大小。例4為測定不同豆類種子發(fā)芽時期的含水量，現(xiàn)提供黃豆、綠豆、蠶豆、豌豆4種豆科植物萌發(fā)種子，在實驗桌上備有稱量瓶、天平、坩鍋鉗、枯燥器和室內(nèi)用烘箱等設(shè)備，設(shè)計測定含水率的實驗流程，并比較4種萌發(fā)種子含水率的多少。析測定含水率的方法：樣品〔一定量〕稱量瓶烘箱用坩堝鉗取出稱量瓶枯燥器稱量瓶烘箱稱量瓶再稱重稱量瓶〔恒重〕。計算水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)。水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)〔％〕＝例5將黃化豌豆幼苗的芽鞘尖除去，然后進(jìn)展實驗，以研究植物激素對豌豆幼苗生長的阻礙。利用墨水在每株上胚軸間隔頂端的位置畫一記號，如以下列圖所示：把通過上述方法處理的幼苗分為三組，每組有120株，其中兩組分別施以激素A或B。然后將所有的幼苗置于黑暗的地點生長5天。每天從每組中取20株幼苗，于記號處將其“頂部〞切去，并測定“頂部〞的平均長度〔L〕和平均鮮重〔W〕、最后將每組的W/L值計算出來。結(jié)果如下表所示。天對照實驗＋激素A＋激素BLWW/LLWW/LLWW/L〔mm〕〔mg〕〔mg/mm〕〔mm〕〔mg〕〔mg/mm〕〔mrn〕〔mg〕〔mg/mm〕0112345〔1〕用什么工具測量幼苗長度？參考有關(guān)平均長度〔L〕的數(shù)據(jù)，能夠得出什么結(jié)論？〔2〕用什么工具測量幼苗的重量？“頂部〞平均重量〔W〕與幼苗細(xì)胞體積有何關(guān)系？解釋作的答案。〔3〕依照你在答復(fù)〔2〕時所作推論，W／L代表什么？〔4〕寫出一種激素的名稱，其特征須與激素B類似?！?〕施以激素A的幼苗的W／L值，在第5天比第4天為低，提出一項可能理由進(jìn)展解釋?！?〕解釋以下實驗步驟的緣故：①除去豌豆幼苗芽鞘。②將幼苗置于黑背地生長。析〔l〕測量長度用刻度尺，從三組實驗“頂部〞平均長度比較來看，激素B有促進(jìn)生長的作用?！?〕測量幼苗的重量用天平，“頂部〞平均重量增加與幼苗細(xì)胞體積加大有關(guān)。細(xì)胞伸長生長體積加大，液泡水量增加，因而重量增加。〔3〕W／L代表每mm幼苗的重量〔mg〕?！?〕生長素與激素B類似?！?〕施以激素A的W／L值降低，可能是由于激素A增加幼苗重量的作用降低，致使W／L值降低?！?〕由于芽鞘是產(chǎn)生生長素的部位，因而研究外源激素的作用，要切除豌豆幼苗芽鞘。另外，將幼苗置于黑背地生長，防止光合作用要素對實驗的干擾?！痉€(wěn)固練習(xí)】6．漁民常用鸕鶿〔俗稱魚鷹〕捕魚，依照你的觀察，鸕鶿有哪些適于捕魚的形態(tài)特征？7．在動物園觀察孔雀的行為，請描繪孔雀開屏的精彩表演：開屏的孔雀性別是性。它把尾屏，展開似形。還不斷地轉(zhuǎn)動，抖動，發(fā)出的聲音，作出各種優(yōu)美的舞蹈動作。這是一種行為。尾屏是由尾上的興旺而成，而不是尾羽，尾羽的長度，隱于。8．依照給你提供的仙人掌、繭絲子、葫蘆蘚、金魚藻四種植物的觀察，填寫下表：植物根莖葉適于生活場所仙人掌葫蘆蘚菟絲子金魚藻9．觀察以下列圖中表示的黑頭鷗可能出現(xiàn)的幾種姿態(tài)，試答復(fù)：一只海鷗偶爾在另一只海鷗的領(lǐng)地中，兩只海鷗彼此相遇，以下哪一種可能是后來者的姿態(tài)？10．某校生物實驗小組方案開展培育作物新品種的田間試驗，你認(rèn)為田間觀察應(yīng)制定哪些觀察工程？11．某校課外活動小組研究不同濃度的蔗糖溶液對馬鈴薯薯塊大小的阻礙實驗，其步驟如下：〔1〕用打孔器從同一個馬鈴薯塊莖上取三塊樣品，用刀片修整，使其長度至少為30mm，三個樣品盡可能等長?！?〕盡可能準(zhǔn)確地測量每一薯塊的長度、直徑、體積、重量，將所得數(shù)據(jù)記入下表中?！?〕把三個薯塊分別放在作好標(biāo)志的A、B、C三個試管中。在A試管中倒入蒸餾水，把10％糖溶液倒入試管B中，把20％的糖溶液倒入試管C中，都要使薯塊浸泡。然后用鋁箔把每個試管口封好并放在試管架上。待1～2天后，將薯塊從試管中取出，按〔2〕的測量要求重做一次，也在表中記下所得的數(shù)據(jù)。試答復(fù)以下實驗咨詢題：〔1〕除記錄的數(shù)據(jù)所說明的變化外，在三個薯塊上還分別觀察到什么其他變化？〔2〕薯塊A的體積發(fā)生了什么變化？〔3〕糖溶液濃度與薯塊重量的變化之間有什么關(guān)系？〔4〕提出一個假設(shè)來說明在什么樣的濃度下，馬鈴薯的重量不變？并設(shè)計一個驗證明驗。測量薯塊A〔蒸餾水〕薯塊B〔10％糖溶液〕薯塊C〔20％糖溶液〕第1天第2天區(qū)別

〔＋或－〕第1天第2天區(qū)別

〔＋或－〕第1天第2天區(qū)別

〔＋或－〕長度

〔mm〕直徑

〔mm〕體積

〔L〕重量

〔g〕參考答案1．豬的育肥效果實驗，最初的實驗對象〔仔豬〕，必須是年齡、大小、體重、遺傳根底等方面一致的個體；比較不同品種葉片的大小，必須選取葉位一樣的葉片進(jìn)展測量和比較。2．依照實驗?zāi)康?，圍繞養(yǎng)殖咨詢題可進(jìn)展：〔1〕蝸牛的食性、營養(yǎng)搭配和生長情況的觀察；〔2〕成熟蝸牛的繁衍觀察等。3．將這20只動物分成10對，每對類似，一個被處理，一個做對照。4．達(dá)爾文選擇的豌豆是嚴(yán)格自花授粉植物，其遺傳性狀十分穩(wěn)定，容易雜交，一次雜交可獲得相當(dāng)數(shù)量的后代，便于遺傳分析?？栁倪x擇的小球藻是單細(xì)胞構(gòu)造，可在瞬時間內(nèi)殺死，易找到CO2固定的最初產(chǎn)物。5．此實驗不能說明藥物的成效，由于對照設(shè)置不合理，應(yīng)是旅客和船員分別設(shè)置對照組和實驗組。6．鸕鶿的上喙尖端有鉤，適于捕魚；趾蹼相連，適于游水；喉囊有伸縮性，適于貯藏食物。7．孔雀雄性開屏，把尾屏高高舉起，似扇形；不斷轉(zhuǎn)動身體，抖動尾屏，發(fā)出沙沙的聲音，是一種求偶行為。尾屏是由尾上復(fù)羽興旺而成，尾羽非常短，隱于尾屏之下。8．仙人掌根系興旺，莖肉質(zhì)化，刺狀葉，適于早生；葫蘆薛根為假根，莖細(xì)短，葉長舌形，適于濕生；兔絲子根為寄生根，纏繞