第1课时 科学探究

第1课时 科学探究

主题一 科学探究 第 1 课时 科学探究 知识网络 科学探究 提出问题：从生活、实际生产或学习资料中提出具有探究价值的问题，并书面表达所提出的问题 ① ：应用已有知识，对提出的问题作出假设 制定计划 拟订探究计划：围绕提出的问题和假设，制订可行的计划，列出实验所需要的材料和用具 设计对照实验：控制② ，保证实验中的变量是唯一的；③ 、多次实验，以保证实验结果的可靠性 实施计划：按计划进行观察、实验，如实记录实验过程出现的现象和④ ，尝试评价证据、数据的可靠性 ⑤ ：根据实验现象、证据和数据等结果，分析 概括，得出结论 作出假设 单一变量 重复 数据 得出结论 典例分析 【 例 1 】(2018· 三明市质检题 ) 为了 验证 空气对种子萌发 的影响 ，某兴趣小组设计了如下实验装置，请选出正确的实验组和对照组 ( ) A ．①和③ B ．①和② C ．②和③ D ．②和④ 典例分析 解析： 本题属于中等题，考查主题一中的“设计对照实验”。根据题意可知本实验所探究的 变量是“空气” ，因此，应设计 “有空气”和“无空气” 的实验装置互为 对照 ，其他实验条件都相同。据图可知装置③中的种子因被水淹没而没有空气，其他三个装置中的种子都有空气，但进一步分析，发现只有装置②除了空气条件不同，其他条件均与装置③相同，可以形成一组对照。而其他装置除了与装置③空气条件不同外，还有水 ( 装置① ) 和温度 ( 装置④ ) 的不同，故不能形成对照。 典例分析 【 例 1 】(2018· 三明市质检题 ) 为了 验证空气对种子萌发的影响，某兴趣小组设计了如下实验装置，请选出正确的实验组和对照组 ( ) A ．①和③ B ．①和② C ．②和③ D ．②和④ C 典例分析 【 例 2】(2018· 福建省 ) 泡菜的制作工艺是我国悠久的食文化遗产之一。制作泡菜过程中，应 控制亚硝酸盐在一定浓度范围内 ，以免对人体产生危害。 某 兴趣小组研究 不同浓度食醋对泡白菜中亚硝酸盐含量 的影响，具体做法是：称取 等量 白菜 4 份，每份均加入 等量 7% 盐水、鲜姜和辣椒，再加入食醋，调节料液的食醋浓度分别为 0 、 0.3% 、 0.6% 、 0.9% 。 重复做 3 次 。从泡菜制作第 1 天开始，每天测定其亚硝酸盐含量，测定 10 天，结果如图所示。请分析回答 ： 典例分析 结果 如图所示。请分析回答： (1) 制作 泡菜 所利用的 细菌 是 。 ( 2) 设置食醋浓度为 0 的组 ， 目的是 ；实验 中 添加的材料需取 等量 ， 目 的是 。 (3) 分析曲线，随泡制 时间增加 ，亚硝酸盐含量变化趋势均表现为 ，并均在第 天达到最大值。 ( 4)(2 分 ) 分析比较四条曲线亚硝酸盐含量的最大值，可知不同浓度食醋对泡白菜亚硝酸盐含量的影响 是 。 。 (5) 结合本实验，对家庭自制泡白菜提出一条建议 ： . . 。 典例分析 解析： 本题为中等难度题。第 1 小题是容易题，考查主题九中“举例说出在发酵中常用的细菌、真菌”相关的知识点，考查的层次是 I 层次，其他小题考查的层次均为 Ⅱ 层次。制作泡菜所利用的细菌是 乳酸菌 ；第 2 小题考查的知识点是“ 控制单一变量 ， 设计 对照实验 ”，要求学生理解实验操作方法背后蕴含的基本原理；第 3 小题考查的是“收集和评价证据与数据”，要求在充分读懂四条曲线和题干中所蕴含的信息才能答题，由图可知，四条曲线均是 先上升后下降 ，且在 第三天 达到最大值；第 4 小题考查的是“根据实验现象分析和判断证据、数据，得出结论”，主要检测学生运用分析、综合、比较、概括等科学思维作出理性判断的能力，以及语言表达能力的严谨性，据图分析可知， 食醋能抑制泡白菜亚硝酸盐的产生，而 0.6% 食醋的抑制作用最强 ；第 5 小题考查的是“根据实验现象分析和判断”，只需回答出与“ 食醋 ”或“ 时间 ”有关的观点即可得分。 典例分析 结果 如图所示。请分析回答： (1) 制作泡菜所利用的 细菌 是 。 ( 2) 设置食醋浓度为 0 的组 ， 目的是 ；实验 中 添加的材料需取等量， 目 的是 。 (3) 分析曲线，随泡制时间增加，亚硝酸盐含量变化趋势均表现为 ，并均在第 天达到最大值。 ( 4)( 2 分 ) 分析 比较 四条曲线亚硝酸盐含量的 最大值 ，可知不同浓度食醋对泡白菜亚硝酸盐含量的影响 是 。 。 (5) 结合本实验，对家庭自制泡白菜提出一条建议 ： . 。 乳酸杆菌 ( 或“乳酸菌” ) 设置对照 控制单一变量 ( 或 “控制无关变量” ) 先上升后下降 3 食 醋能 抑制 泡白菜亚硝酸盐的产生 (1 分 ) ； 0.6% 食醋的 抑制作用最强 (1 分 ) 制作泡白菜 时 可加适量的醋 ( 或“要有 足够的泡制时间 ”等，合理即可 ) 考题回顾 1 ． (2017· 龙岩市质检题 ) 在探究“ 温度 对霉菌生活的影响”的活动时，某班级学习小组设置了一组对照实验，以下符合实验要求的是 ( ) A ．强光与弱光 B ．干燥与湿润 C ．低温与室温 D ．有氧与无 氧 2. (2017· 南平市质检题 ) 某同学欲验证 叶 是蒸腾作用的主要器官，其实验装置处理应是 ( ) A B C D C B 考题回顾 3 ． (2018· 厦门市质检题 ) 胰岛在胰腺中。科学家以狗为实验动物，研究糖尿病发病的原因，实验结果如下表 。 以下 对实验结果的分析，正确的是 ( ) A ．由实验甲、乙可知， 胰腺细胞分泌物 能导致出现糖尿 B ．由实验甲、丙可知，胰腺的切除与否与糖尿的出现 无关 C ．由实验乙、丙可知，胰岛提取液与胰岛细胞分泌物的 功能相同 D ．该实验研究证明了胰岛细胞分泌的 胰岛素会导致糖尿病发生 实验 实验操作 实验结果 甲 切除胰腺 出现糖尿 乙 结扎胰管，胰腺大部分萎缩，胰岛细胞分泌正常 不 出现糖尿 丙 切除胰腺，注射胰岛提取液 不 出现糖尿 C （ 1 ）方案 一的现象：澄清 石灰水 ( 选填“变”或“不变” ) 浑浊。据此能否得出“人体呼出的气体含二氧化碳比吸入的气体多”这一结论 ？ 。 考题回顾 4 ． (2018· 福州市质检题 ) 某班级兴趣小组想探究“人体呼吸过程中二氧化碳含量的变化”，他们先后设置了以下三个方案 ( 如图 ) 。请分析并回答： 变 方案一 方案二 方案三 不能 考题回顾 4 ． (2018· 福州市质检题 ) 某班级兴趣小组想探究“人体 呼吸过程 中 二氧化碳含 量的变化”，他们先后设置了以下三个方案 ( 如图 ) 。请分析并回答： （ 2 ）方案 二中，向试管乙内打入的气体相当于呼吸 时 . ( 选填“吸入”或“呼出” ) 的气体。与方案一相比，方案二更合理之处 是 . 。 （ 3 ）三 个方案中，有设置对照实验的是 方案 。 方案一 方案二 方案三 吸入 设置 了 对照 实验 （或 “将吸入与呼出的气体进行了比较 / 对照 / 对比”等，答案合理 即可） 二、三 考题回顾 4 ． (2018· 福州市质检题 ) 某班级兴趣小组想探究“人体呼吸过程中二氧化碳含量的变化”，他们先后设置了以下三个方案 ( 如图 ) 。请分析并回答： （ 4 ）从 实验设计的严谨性考虑，最佳的是 方案 ， 理由 是 . 。 方案一 方案二 方案三 三 在 对照实验中变量是唯一的 ( 或“两组抽取的气体量相等”，答案合理即 可）； 方案三更能够控制单一变量。 考题回顾 5. (2017· 福建省 ) 吸烟有害健康，戒烟难是因为吸烟者对烟焦油中的尼古丁等产生依赖。研究发现，烟焦油对涡虫神经系统的影响与人相似。某科研小组将涡虫作为实验对象，研究 烟焦油浓度变化对其移动速度的影响 ，实验步骤如下： ①挑选体长 相近的 涡虫 40 只，平均分成甲、乙两组，分别放入浓度为 0.03 mg/mL 、 0.05 mg/mL 的烟焦油溶液中处理 12 小时，使涡虫对所处浓度的烟焦油 产生依赖 。 ②将甲组涡虫随机分成 A 、 B 两组，每组 10 只，分别置于浓度 0.03 mg/mL 、 0.01 mg/mL 的烟焦油溶液中。 将乙组涡虫随机分成 C 、 D 两组，每组 10 只，分别置于浓度 0.05 mg/mL 、 0.03 mg/mL 的烟焦油溶液中 。 ③测定每组涡虫的移动速度， 取平均值 。 考题回顾 结果如图所示： 研究人员在一定浓度范围内又做了多组实验，实验现象一致。回答下列问题： （ 1 ） A 组和 B 组是一 组 实验 ，实验变量 是 。 （ 2 ）测定 每组涡虫的移动速度后， 取平均值 的目的 是 。 （ 3 ） (2 分 ) 比较 A 组和 B 组、 C 组和 D 组，涡虫对烟焦油产生依赖的表现相似， 即 . 。 对照 烟焦油溶液的浓度 减小误差 对 一定浓度的烟焦油产生依赖的涡虫 ，置于更低浓度的烟焦油溶液中移动速度减慢 考题回顾 结果如图所示： 研究人员在一定浓度范围内又做了多组实验，实验现象一致。回答下列问题： （ 4 ）由于 对不同浓度烟焦油产生依赖， D 组 和 组 涡虫在同一浓度烟焦油溶液中移动速度不同。 （ 5 ）青少年 应当拒绝吸烟。请 根据实验 谈谈其中的道理 ： 。 A 吸烟者会对香烟产生 依赖。 备考训练 1 ． (2016· 三明市 ) 将两株同样大小的玉米幼苗，分别放在盛有等量蒸馏水和土壤浸出液的试管中培养。两周后现象如右图所示，说明土壤浸出液中含有玉米生长所需的 ( ) A ．水 B ．无机盐 C ．阳光 D ． 温度 2 .( 原创题 ) 下列对照实验 ( 其他条件相同 ) 中，可用于探究“ 光 对鼠妇生活的影响”的是 ( ) A ．有水和无水 B ．有光和无光 C ．有水和无光 D ．干燥和潮湿 B B 一、单项选择题 备考训练 3 ． ( 原创题 ) 下列关于探究蚂蚁食性的过程与科学探究步骤的相关描述中，正确的是 ( ) A ．“蚂蚁可能爱吃甜的食物”属于提出问题 B ．“蚂蚁爱吃什么样的食物呢”属于作出假设 C ．“在培养皿的两端分别放少许面粉和少许糖”属于设计实验 D ．“将实验结果告诉他人并进行比较”属于得出 结论 C 备考训练 4 . 某养鸡场探究“ 温度 对 ×× 种鸡产卵的影响”，研究人员在对种鸡的饲养过程严格遵守 《×× 种鸡饲养管理手册 》 ，设想调控的因素如下表。表中存在不合理之处，正确的改进建议是（ ） A.a 、 b 两组各饲养 1 只种 鸡 B.a 、 b 两组每天光照的时间应相同 C.a 组饲养应在不通风环境 下 D.a 、 b 两组饲养环境温度应相同 B 组别 种鸡的数量 每天光照时间 温度 空气流通情况 a 40 只 12 28 ℃ 通风 b 40 只 18 10 ℃ 通风 备考训练 5. 如右图所示，取牵牛花盆栽植株放在 暗处一昼夜后 ，将植株枝条上 长势、大小相同 的 2 个叶片分别置于编号为①②的透明塑料软瓶内，密封瓶口，装置及其他处理见右图。以下说法正确的是（ ） A.①② 可构成对照实验，其变量 是 二氧化碳 B.①② 中的叶片 只 进行光合作用 C.①② 可用来验证 水 是绿叶制造 有 机 物的原料 D. 能使试管中的澄清石灰水变浑浊的是 ② A 备考训练 ( 2017· 龙岩市质检题 ) 南美蟛蜞菊是一种外来入侵植物，原产自热带美洲，繁殖能力强，常用扦插繁殖，其自然挥发物具有化感作用。化感作用指植物在生长过程中会分泌次生代谢物 ——“ 化感物质”到环境中，对其周围其他植物的生长产生的影响。 （ 1 ）南美 蟛蜞菊的 扦插 繁殖 属于 。 （ 2 ）某 兴趣小组想探究 南美 蟛 蜞菊的化感作用对萝卜 种子 萌发 的影响 ，从而了解南美 蟛 蜞 菊与萝卜的种间关系。 他们 用 DMSO 溶剂来提取南美蟛蜞 菊 的 化感物质 ，制备了不同 浓度 的 南美蟛蜞菊化感物质浸提 液 处理 萝卜种子，每天观察发芽情况并记录，得到如图曲线 ： 无性繁殖 B 二、非选择题 备考训练 ① 本实验探究的 问题是 。 。 ？ ②实验变量 是 。 。 ③据图分析，在无南美蟛蜞菊浸提液的存在下，萝卜种子于第 5 天达到最大发芽率；在质量浓度 0 ～ 200 g/L 范围内，萝卜种子 发芽率 ； 质量浓度为 200 g/L 时，种子的发芽率 为 。 通过上述实验，你能得出的结论是：南美蟛蜞菊的化感作用对萝卜种子萌发 有 作用 ，从而推测南美蟛蜞菊与萝卜的种间关系 为 关系 。 二、非选择题 南美 蟛蜞菊的化感作用对萝卜种子萌发有无影响 南美 蟛蜞菊化感物质浸提液的浓度 逐渐降低 0 抑制 竞争 备考训练 7. （ 2018· 南平市质检题）茶多酚是从茶叶中提取的天然成分。研究 茶多酚的抑菌作用 以开发其药用价值，实验步骤如下： （ 1 ）向 5 个灭菌培养皿中分别倒入融化的牛肉膏培养基 15 mL ，待凝固后， 每个培养皿滴一种菌的菌悬液 0.5mL ，不同培养皿滴入的菌悬液种类不同，将菌悬液涂布均匀； （ 2 ）配制不同浓度茶多酚溶液， 将 高温 灭菌并烘干的圆形滤纸片在 不 同 浓度的茶多酚溶液中浸湿，贴 于 上述 5 个培养皿中，在相同且 适宜 的 条件下培养 24 小时后，观察 并 记录 各培养皿抑菌圈的直径 （如图所示）； （ 3 ） 测得不同浓度茶多酚溶液对不同细菌的抑菌圈直径如下表。 请回答： （ 1 ）茶多酚主要存在于茶树细胞 的 ___________________ 中 。 备考训练 表 不同 浓度茶多酚溶液对不同细菌的抑菌圈直径的 影响 （ 单位： mm ） 液泡 （或“细胞质”） 培养皿 编号 茶多酚溶液浓度 / （ g/L ） 1 2 3 4 5 6 7 8 A 12.5 16.7 13.5 18.8 13.4 12.9 15.0 11.4 B 9.2 9.5 12.7 15.1 15.1 15.3 15.3 15.2 C 9.0 9.0 12.3 12.3 13.3 14.8 15.6 15.5 D 9.5 18.0 15.1 15.4 13.5 15.1 11.3 15.8 E 9.0 10.2 13.1 16.0 12.9 19.2 16.7 17.2 备考训练 （ 2 ）牛肉膏的作用 是 ________________________ 。 圆形滤纸片高温灭菌的目的 是 __________________________________ ___________________________________________________ 。 （ 3 ）本实验的变量 是 ______________ 。 实验时， 5 个培养皿中加入的各菌种的菌悬液均为 0.5 mL ，目的 是 ___________ 。 （ 4 ） 据表中数据，结合经济成本因素，茶多酚对大多数细菌的最佳抑菌浓度 是 _______ ， 请说出你的判断依据 ： ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。 为细菌生长繁殖提供营养 杀死滤纸片上 原有 的杂菌（或“ 消除 无关 变量对实验的影响”，写“控制单一变量”不给分） 茶多酚溶液浓度 控制单一变量 4 g/L 茶多酚溶液浓度为 4 g/L 时，各抑菌圈直径均较大，当茶多酚溶液浓度大于 4 g/L 时，大多数细菌抑菌圈的直径增大就比较平缓，考虑经济成本，溶液浓度为 4 g/L 时性价比最佳（答案合理即可） 备考训练 8. （ 2017· 福州市质检题）为探究“ 阳光 能否杀菌” , 某兴趣小组同学做了如下实验： 准备 9 个培养皿，加入培养基。彻底高温灭菌后，各加入 1 mL 相同浓度的细菌培养液。待各个培养皿获得数量大致相同的细菌后，将这 9 个培养皿分成三组，置于下表所设置的三种环境中。 3 小时后，结果如下 ： （备注：表中“ + ” 表示细菌的相对量） 环境 A 组：直接置于直射阳光下 B 组：覆盖能阻挡大部分紫外线的透明材料 C 组：覆盖完全不透光材料 开始时 ++++ ++++ +++ ++++ ++++ +++ ++++ ++++ +++ 3 小时后 + 无 + +++ +++ ++ ++++ ++++ ++++ 备考训练 （ 1 ）在实验前对培养基进行灭菌的目的 是 ________________ ____________________________________________________ 。 （ 2 ） A 组与 B 组作为一组对照实验时，其实验变量 是 _______ ___________________________________________________ 。 综合 AB 两组的数据，得出的结论 是 ____________________ ___________________________________________________ 。 避免其他细菌干扰实验，保证变量的唯一性 紫外线的强度（答“有无紫外线”或“紫外线”不得分） 紫外线能杀死细菌（或“阳光中能杀菌的是紫外线”） 环境 A 组：直接置于直射阳光下 B 组：覆盖能阻挡大部分紫外线的透明材料 C 组：覆盖完全不透光材料 开始时 ++++ ++++ +++ ++++ ++++ +++ ++++ ++++ +++ 3 小时后 + 无 + +++ +++ ++ ++++ ++++ ++++ 备考训练 （ 3 ）有小组得出“细菌的生长需要阴暗环境”，他是通过对比哪两组数据得出的？ ________________ 。 综合上表数据，你是否同意他的观点，说明原因 ： _______________________ _________________________________________________________________________________________________________ 。 （ 4 ）勤晒被褥有益身体健康，你能说说其中的道理吗 ？ ________________________________________________________________________________________________________ 。 A 组和 C 组 不同意； B 组的数据表明在有光（但没有紫外线）条件下，细菌能正常生活（或“ B 组的数据不支持这个结论”） 因为阳光中的紫外线能够杀死被褥里的细菌，有利于人体健康 ( 意思相近得分，未涉及紫外线不得分 ) 环境 A 组：直接置于直射阳光下 B 组：覆盖能阻挡大部分 紫外线 的透明材料 C 组：覆盖完全不透光材料 开始时 ++++ ++++ +++ ++++ ++++ +++ ++++ ++++ +++ 3 小时后 + 无 + +++ +++ ++ ++++ ++++ ++++ 备考训练 9. （ 2018· 厦门市质检题）我国是蔬菜大国，蔬菜产量居世界第一。蔬菜在流通中折损比例较高，利用蚯蚓分解蔬菜废弃物中的有机物，可生产蚯蚓堆肥，实现蔬菜废弃物处理资源化。研究人员研究 蚯蚓堆肥对鸡毛菜生长的影响 ，分别给鸡毛菜施加新鲜蔬菜废弃物普通堆肥（ T 1 ）、新鲜蔬菜废弃物蚯蚓堆肥（ T 2 ），每种堆肥做 3 个 重复组 ，以不施肥处理为对照（ CK ）。在鸡毛菜种子播种后第 10 、 15 和 25 天分别测量株高， 取平均值 绘制直方图。在第 25 天收获鸡毛菜，检测其中钾、镁等营养成分的含量，并检测鸡毛菜对氮肥的利用率 。 表 不同 处理的鸡毛菜中 的钾 、镁含量及氮肥利用率 组别 CK T 1 T 2 氮肥利用率 — 24.97% 32.67% 钾含量 / （ mg/kg ） 37.98 48.79 41.56 镁含量 / （ mg/kg ） 7.11 9.18 10.34 备考训练 表 不同 处理的鸡毛菜中 的钾 、镁含量及氮肥利用率 组别 CK T 1 T 2 氮肥利用率 — 24.97% 32.67% 钾含量 / （ mg/kg ） 37.98 48.79 41.56 镁含量 / （ mg/kg ） 7.11 9.18 10.34 分解蔬菜废弃物中的有机物 （ 1 ）蚯蚓在处理蔬菜 废弃物中 发挥 的作用 是 ______________ _________________________ 。 （ 2 ）为了 避免偶然性对实验 结 果 的影响 ，研究人员在每种 堆肥 的 实验中 设置 _______ ； 为了 减 少 株高测定值的误差 ，研究人员的做法 是 _______________ 。 重复组 取株高平均值 （ 3 ）施用新鲜蔬菜废弃物的 蚯 蚓 堆肥和普通堆肥相比，对 鸡 毛 菜更有利的方面表现在： ① ______________________ ； ② ______________________ ； ③ ______________________ 。 （ 4 ）厦门大力推行垃圾分类，日常生活 的 ______ 垃圾 可利用本研究的原理“变废为宝”。 备考训练 表 不同 处理的鸡毛菜中 的钾 、镁含量及氮肥利用率 组别 CK T 1 T 2 氮肥利用率 — 24.97% 32.67% 钾含量 / （ mg/kg ） 37.98 48.79 41.56 镁含量 / （ mg/kg ） 7.11 9.18 10.34 提高氮肥利用率 增加株高 植株镁含量增多 厨余 备考训练 10. （ 2018· 漳州市质检题）为探究 洋葱是否具有抑菌作用 ，科研人员 多次重复 实验，测量抑菌圈（不长细菌的范围）的直径。实验装置、操作过程及数据如下表所示： 培养皿编号 A 1 A 2 B 1 B 2 实验装置及 操作过程 培养基中含 大肠杆菌 培养基中含金黄色 葡萄球菌 37 ℃ ，培养 48 小时 抑菌圈的平均 直径 /cm 1.14 0 1.30 0 ：已灭菌且浸过 100% 洋葱汁液 的 滤纸 ： 已灭菌且浸过 无菌水 的滤纸 （ 1 ）为了确保实验结果的可靠性，各培养基和菌种的量 应 ______ 。 （ 2 ）对抑菌圈直径 求平均值 的目的 是 _________ 。 （ 3 ）以洋葱汁液为变量的对照实验 有 _________________ 。 （ 4 ）根据实验现象，得出的结论 是 _____________________ _________________________________________________________________________________________________________ 。 （ 5 ）朋友圈中曾流传“洋葱能预防流感”，本实验能作为验证这种说法的依据吗？回答并说明原因 ： _________________ _______________________________________________________________________________________________________ 。 备考训练 相同 减小 误差 A 1 与 A 2 、 B 1 与 B 2 洋葱汁液对 大肠杆菌 的 抑菌作用比对金黄色葡萄球菌的抑菌作用 弱。（ 得分点 1 ： 有抑菌作用； 得分点 2 ： 比较两种细菌的抑制强弱） 不能，本实验 只能 证明 洋葱对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有抑菌作用，不能证明对引起流感的病毒有抑制作用（答案合理即可）