一輪復(fù)習(xí)新教材核心素養(yǎng)微專題之科學(xué)探究二實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的變量分析課件（17張）

核心素養(yǎng)微專題之科學(xué)探究二實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的變量分析【名師授法·答題要點(diǎn)】變量分析是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路或步驟中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),包括自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量;原則是“遵循單一變量”。從以下幾點(diǎn)對(duì)變量作出精準(zhǔn)分析:1.聯(lián)系實(shí)驗(yàn)原理、讀懂實(shí)驗(yàn)?zāi)康?構(gòu)思實(shí)驗(yàn)的整體思路。2.結(jié)合對(duì)照實(shí)驗(yàn)的一般步驟(如圖),判斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程正確與否。思路:獲取信息→發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤→改正完善3.模仿補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(1)當(dāng)已給實(shí)驗(yàn)步驟有多個(gè)變量時(shí),通過(guò)拆分法,減少實(shí)驗(yàn)變量,遵循單一變量原則,構(gòu)建多組實(shí)驗(yàn),模式如圖:思路:獲取信息→分析加工→依題作答(2)當(dāng)自變量到因變量的邏輯推理因中間環(huán)節(jié)被忽視而難以得出結(jié)論時(shí),再加入某些因素處理進(jìn)行設(shè)計(jì),進(jìn)一步確認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的發(fā)生是自變量處理所致,模式如圖:【典例示范·答題模板】

(2022·徐州模擬)為探究“影響膠原蛋白酶活性的因素”,某生物興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,如表所示?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)實(shí)驗(yàn)方案中①②處分別為_(kāi)_______、________。

(2)本實(shí)驗(yàn)的自變量是__________________,無(wú)關(guān)變量有______________________________(至少答出兩點(diǎn))。

(3)用雙縮脲試劑檢測(cè)上述4組實(shí)驗(yàn)后的溶液,溶液呈現(xiàn)紫色的試管有___________。

(4)為便于觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,需對(duì)蛋白質(zhì)X進(jìn)行特殊處理,使其__________________,本實(shí)驗(yàn)就可以通過(guò)觀察_______________________________推斷酶活性的大小。

模板應(yīng)用【解析】(1)表格中提供了溫度和pH兩種實(shí)驗(yàn)條件,因此本實(shí)驗(yàn)的目的是探究溫度、pH對(duì)膠原蛋白酶活性的影響,故方案中①②處分別保證只含一個(gè)自變量即可。(2)由上述分析可知,本實(shí)驗(yàn)的自變量是溫度、pH,無(wú)關(guān)變量有膠原蛋白酶的用量或濃度、蛋白質(zhì)X的用量、保溫時(shí)間等。(3)由于膠原蛋白酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì),反應(yīng)前后酶的數(shù)量和本質(zhì)均不變,所以用雙縮脲試劑檢測(cè)4個(gè)試管溶液均呈紫色。(4)由于不能用雙縮脲試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)X的含量變化,本實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)肉眼觀察的方法,使蛋白質(zhì)凝結(jié)成塊狀,以單位時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)蛋白塊大小的變化情況(或記錄蛋白塊消失所需的時(shí)間)作為因變量,確定酶活性大小。答案:(1)37℃水浴7

(2)溫度和pH膠原蛋白酶的用量或濃度、蛋白質(zhì)X的用量、保溫時(shí)間等(答出任意兩點(diǎn)即可)

(3)1、2、3、4

(4)凝固成塊狀(答出“呈現(xiàn)塊狀”即可)單位時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)蛋白塊大小的變化情況(或記錄蛋白塊消失所需的時(shí)間,必須有“時(shí)間”這一關(guān)鍵詞)【舉一反三·融會(huì)貫通】普通淀粉酶的最適溫度在40~60℃,而極端耐熱淀粉酶在100℃仍能保持較高的活性,因此在生產(chǎn)上具有更為廣泛的應(yīng)用前景。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定極端耐熱淀粉酶起催化作用的最適溫度。(1)此實(shí)驗(yàn)中除自變量和因變量外,還需要考慮________________________________(答出兩點(diǎn)即可)等因素。

(2)結(jié)合題目信息,簡(jiǎn)要寫(xiě)出測(cè)定該酶催化作用最適溫度的實(shí)驗(yàn)思路:________________________________。

【解析】(1)此實(shí)驗(yàn)中除自變量和因變量外,無(wú)關(guān)變量需要保持相同且適宜,因此還需要考慮底物淀粉溶液的濃度和用量、pH及添加試劑的量、實(shí)驗(yàn)操作順序等因素。(2)測(cè)定該酶催化作用最適溫度的實(shí)驗(yàn)思路:在40℃和100℃之間每隔一定溫度設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)組,其他實(shí)驗(yàn)條件適宜且保持一致。以一定時(shí)間后,反應(yīng)液和碘液發(fā)生顏色反應(yīng)的程度為指標(biāo)確定最適溫度。答案:(1)底物淀粉溶液的濃度和用量、pH及添加試劑的量、實(shí)驗(yàn)操作順序(2)在40℃和100℃之間每隔一定溫度設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)組,其他實(shí)驗(yàn)條件適宜且保持一致。以一定時(shí)間后反應(yīng)液和碘液發(fā)生顏色反應(yīng)的程度為指標(biāo)確定最適溫度

【加固訓(xùn)練·拔高】已知FeCl3和過(guò)氧化氫酶都能催化過(guò)氧化氫分解成水和氧氣。下表為某興趣小組進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)及相應(yīng)結(jié)果,請(qǐng)回答問(wèn)題:(1)設(shè)計(jì)1、2、3號(hào)試管的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀___________________________________________。

(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)1號(hào)與4號(hào)試管相比較,單位時(shí)間產(chǎn)生氣泡較多,說(shuō)明_________________________。(3)為遵循實(shí)驗(yàn)原則,保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性,4號(hào)試管中需加入________________。(4)如圖曲線甲是在最適溫度、最適pH條件下測(cè)定的底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率影響的曲線。曲線乙表示改變條件時(shí)測(cè)定的底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率影響的曲線。則A、B兩點(diǎn)的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用________(填“相等”或“不相等”)。使圖中曲線甲向左移動(dòng)變成曲線乙的操作是____________________________。使圖中曲線甲變成曲線丙的操作是______________________________________(至少答出兩項(xiàng))?！窘馕觥?1)表中1、2、3號(hào)試管的自變量是pH不同,因變量是氣泡產(chǎn)生的多少,顯然實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄縫H對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響。(2)1號(hào)與4號(hào)試管相比較,這兩個(gè)試管中的自變量是催化劑的種類,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明單位時(shí)間產(chǎn)生氣泡較多的是1號(hào)試管,該實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明與無(wú)機(jī)催化劑相比,酶催化作用具有高效性。(3)為遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的等量原則,保證實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更有說(shuō)服力,4號(hào)試管中需加入2mL蒸餾水。(4)酶催化作用的發(fā)揮需要適宜的溫度和pH條件,圖中曲線甲是在最適溫度、最適pH條件下測(cè)定的底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率影響的曲線。曲線乙的反應(yīng)速率高于甲,反應(yīng)速率與酶濃度的變化呈正相關(guān),因此圖乙可能是在甲條件的基礎(chǔ)上增加酶量(提高酶的濃度、使用酶的激活劑等)后獲得的曲線;圖中甲曲線上A、B兩點(diǎn)的酶降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用應(yīng)該是相等的,因?yàn)槊附档突罨艿哪芰εc酶的活性有關(guān),而A、B兩點(diǎn)所處的環(huán)境條件是一致的,即酶活性相同,因此降低化學(xué)反應(yīng)活化能的能力是相同的;而曲線丙與甲相比反應(yīng)速率下降,即同底物條件下,反應(yīng)速率下降,可能的原因是酶活性下降,也可能是減少了酶的用量,因此使曲線甲變?yōu)榍€丙的外界環(huán)境條件可能為改變溫度、pH、減少酶的用量或濃度等。答案:(1)探究pH對(duì)過(guò)氧化氫酶活性的影響(2)酶催