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专题四生物实验

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生物实验探究

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生物实验设计

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[例题1][生物实验探究]取同一植物的四条大小相同且叶片数相等的嫩枝，甲枝条不处理，乙枝条叶片的下表面涂上凡士林油，丙枝条叶片的上、下表面均涂上凡士林油，丁枝条切去叶片并在切口处涂上凡士林油，在有光照的正常条件下，组成如图的实验装置。实验开始时，先将各装置的质量调整至80g，其后每隔2h记录个装置的质量变化。实验结果用如图的曲线图表示：

（1）我们可以根据实验装置中的失水量来比较植物的蒸腾量，因此装置中在水面上滴加几滴植物油的目的是为了防止量筒内水分的蒸发。

（2）根据实验设计方案和结果的分析可知，下列选项中各装置对应的实验结果曲线正确的是D。

选项

甲装置

乙装置

丙装置

丁装置

A

曲线Ⅰ

曲线Ⅱ

曲线Ⅲ

曲线Ⅲ

B

曲线Ⅰ

曲线Ⅱ

曲线Ⅱ

曲线Ⅲ

C

曲线Ⅲ

曲线Ⅰ

曲线Ⅱ

曲线Ⅱ

D

曲线Ⅲ

曲线Ⅱ

曲线Ⅰ

曲线Ⅰ

（3）如果实验结束时甲装置的质量为65g，乙装置的质量为75g，则通过分析可知，叶片上表面气孔的相对数量少于叶片下表面。

【解答】解：（1）植物可以进行蒸腾作用，以水蒸气的形式通过气孔散失到空气中，所以量筒中的水分不断的减少，但量筒中的水分也可以由液态变成气态散失到空气中，为防止量筒内水分的蒸发，用油膜覆盖水面。

（2）水面加油的主要目的是防止水的蒸发，装置甲由于叶子未处理，所以能正常进行蒸腾作用，试管内的水减少的比较快，装置乙中叶子的下表皮被用凡士林涂抹，所以下表皮无法进行蒸腾作用，而上表皮照样可以进行，所以试管内的水减少的比较慢，而装置丙中叶子的上、下表皮都用凡士林涂抹，和装置丁没有叶子一样所以植物无法进行蒸腾作用，试管内的水不减少。由以上分析可以知道：曲线Ⅰ代表的是装置丙、丁内水的变化情况；曲线Ⅱ代表的是装置乙内水的变化情况；曲线Ⅲ代表的是装置甲内水的变化情况。

（3）植物蒸腾作用主要是通过叶片来完成的；在相同时间内，装置甲水的变化比较快，接近10克，装置乙内的水分变化比较慢，不到3克，如果实验结束时甲装置的质量为65g，乙装置的质量为75g，说明通过叶片上表皮散失的水分较少，所以通过甲与乙两组实验结果的对照分析，可以推测叶片上表面气孔的相对数量少于下表皮的气孔相对数量。

故答案为：（1）防止量筒内水分的蒸发；

（2）D

（3）少于。

[练习1]镉是人体非必需的元素，自从1955年日本富山县发生闻名于世的骨痛病以来，镉污染及其防治已引起世界各国的十分关注。废电池处理不当也会造成水和土壤的镉污染，近年来我国多地再现镉含量超标大米的报道，为验证镉对生物体的危害，实验小组进行了如下实验与分析。

【实验过程】

（1）用生理盐水配制不同浓度的镉溶液。

（2）取若干只体重是为100g，生理状态健康状况等方面均良好且基本相同的小鼠。

（3）把小鼠随机平均分成5组，雌雄各半，并编号A、B、C、D、E。

（4）把配制的一定量溶液分别灌入小鼠的胃内，在相同条件下进行实验培养，其操作和结果如表

组别

灌胃液镉浓度

灌胃液体用量

实验小鼠数量

48h死亡率

A

0mg/mL

1mL

10只

0

B

0.015mg/mL

1mL

10只

10%

C

0.025mg/mL

1mL

10只

20%

D

0.035mg/mL

1mL

10只

30%

E

0.045mg/mL

1mL

10只

40%

【实验分析】

（1）设置A组的目的是对照，该实验的实验变量是不同浓度的镉溶液。

（2）为了控制单一变量，50只小鼠灌胃前后的生活条件需相同（填相同或不同）。

（3）根据表中数据分析，你可以得出怎样的实验结论？镉对生物有危害。

（4）实验启示：防止镉污染你应该怎样做？注意废电池的合理回收（不随意丢弃废电池或宣传镉污染的危害等）。

【解答】解：（1）实验中“取若干只体重是为100g，生理状态、健康状况等方面均良好且基本相同的小鼠，把小鼠随机平均分成5组，雌雄各半”，“用生理盐水配制不同浓度的镉溶液，然后分别用配制的溶液对小鼠进行灌胃实验”。因此4组唯一不同的量是只含不同浓度镉的生理盐水，其他条件相同。所以该同学设置A组的目的是形成对照试验。该实验的实验变量是只含不同浓度镉的生理盐水。

（2）为了控制单一变量，50只小鼠灌胃前后的生活条件需相同且适宜。

（3）实验结论：根据表中数据分析，说明镉浓度越高，对小鼠的危害越大/镉浓度越低，对小鼠的危害越小/随镉含量的增加，小鼠48小时的死亡率升高。

（4）实验启示：防止镉污染，我们应做到不随便乱扔废旧电池等。

故答案为：（1）对照；不同浓度的镉溶液；

（2）相同；

（3）镉对生物有危害；

（4）注意废电池的合理回收（不随意丢弃废电池或宣传镉污染的危害等）。

[例题2][生物实验设计]为探究酸