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三、实验与探究题
21. 某同学发现蒜苗露出地面部分是绿色的，而地下部分却是白色的，据此他开展了相关探究。
（1）猜想：蒜苗露出地面部分呈绿色与光照有关。他提出猜想的依据是
（2）该同学用蒜瓣进行探究。将2粒蒜瓣分别栽种在甲、乙两个相同的花盆中，然后将甲花盆放在阳光下，乙花盆放在黑暗的纸箱中。请分析说明该同学的设计是否存在问题或缺陷：
（3）如果“蒜苗露出地面部分呈绿色与光照有关”的猜想成立，一段时间后黑纸箱内乙花盆中长出的蒜苗颜色将为
21. 某同学发现蒜苗露出地面部分是绿色的，而地下部分却是白色的，据此他开展了相关探究。
（1）猜想：蒜苗露出地面部分呈绿色与光照有关。他提出猜想的依据是
蒜苗露出地面部分有光照是绿色的,而地下部分无光照却是白色的
。（2）该同学用蒜瓣进行探究。将2粒蒜瓣分别栽种在甲、乙两个相同的花盆中，然后将甲花盆放在阳光下，乙花盆放在黑暗的纸箱中。请分析说明该同学的设计是否存在问题或缺陷：
有缺陷,实验样本数目太少,没有减小偶然性
。（3）如果“蒜苗露出地面部分呈绿色与光照有关”的猜想成立，一段时间后黑纸箱内乙花盆中长出的蒜苗颜色将为
白色(或黄白色)
。答案
21.（1）蒜苗露出地面部分有光照是绿色的,而地下部分无光照却是白色的 （2）有缺陷,实验样本数目太少,没有减小偶然性 （3）白色(或黄白色)
解析
【分析】
要解决这道实验探究题，需结合观察到的现象和探究实验的设计原则分析：第（1）问需从题目给出的蒜苗不同部位的颜色差异现象中找猜想依据；第（2）问要依据探究实验需避免偶然性、保证样本数量的原则，分析实验设计的不足；第（3）问需结合叶绿素形成需要光照的知识点推导结果。
【解析】
（1）题目中观察到蒜苗露出地面（有光照）部分呈绿色，地下（无光照）部分呈白色，这一现象就是提出“蒜苗露出地面部分呈绿色与光照有关”猜想的依据；
（2）探究实验需保证样本数量足够多，避免偶然性，该同学仅用2粒蒜瓣作为实验材料，样本数目太少，会增大实验的偶然性，导致实验结果不可靠，因此设计存在缺陷；
（3）叶绿素的形成需要光照，黑暗环境中无法合成叶绿素，因此乙花盆（黑暗环境）中的蒜苗颜色为白色（或黄白色）。
【答案】
21.（1）蒜苗露出地面部分有光照是绿色的，而地下部分无光照却是白色的 （2）有缺陷，实验样本数目太少，没有减小偶然性 （3）白色(或黄白色)
【知识点】
叶绿素的形成与光照的关系；探究实验的设计原则
【点评】
本题结合生活中的生物现象，考查学生对叶绿素形成条件的理解以及探究实验设计的科学性，题目难度适中，注重基础知识点的应用，能有效考查学生的分析与推理能力。
【难度系数】
0.6
要解决这道实验探究题，需结合观察到的现象和探究实验的设计原则分析：第（1）问需从题目给出的蒜苗不同部位的颜色差异现象中找猜想依据；第（2）问要依据探究实验需避免偶然性、保证样本数量的原则，分析实验设计的不足；第（3）问需结合叶绿素形成需要光照的知识点推导结果。
【解析】
（1）题目中观察到蒜苗露出地面（有光照）部分呈绿色，地下（无光照）部分呈白色，这一现象就是提出“蒜苗露出地面部分呈绿色与光照有关”猜想的依据；
（2）探究实验需保证样本数量足够多，避免偶然性，该同学仅用2粒蒜瓣作为实验材料，样本数目太少，会增大实验的偶然性，导致实验结果不可靠，因此设计存在缺陷；
（3）叶绿素的形成需要光照，黑暗环境中无法合成叶绿素，因此乙花盆（黑暗环境）中的蒜苗颜色为白色（或黄白色）。
【答案】
21.（1）蒜苗露出地面部分有光照是绿色的，而地下部分无光照却是白色的 （2）有缺陷，实验样本数目太少，没有减小偶然性 （3）白色(或黄白色)
【知识点】
叶绿素的形成与光照的关系；探究实验的设计原则
【点评】
本题结合生活中的生物现象，考查学生对叶绿素形成条件的理解以及探究实验设计的科学性，题目难度适中，注重基础知识点的应用，能有效考查学生的分析与推理能力。
【难度系数】
0.6
22. 一种菊科植物从海拔500 m的平原到海拔3000 m以上的高山都有分布，但不同海拔的植株高度不同。为探究海拔是不是影响该菊科植株高度的因素，某科学兴趣小组设计了以下两组实验。
（1）表中c组的相关内容分别是
（2）实验最后测量每组中各植株的高度，以
（3）如果大量实验测得植株高度结果为：a＞b、c＞d，那么兴趣小组可以得出的实验结论为
（1）表中c组的相关内容分别是
海拔3000 m
、海拔500 m
。（2）实验最后测量每组中各植株的高度，以
平均值
（填“最大值”“最小值”或“平均值”）为该组植株的高度。（3）如果大量实验测得植株高度结果为：a＞b、c＞d，那么兴趣小组可以得出的实验结论为
海拔高度会影响该菊科植物的植株高度
。答案
22.（1）海拔3000 m 海拔500 m （2）平均值 （3）海拔高度会影响该菊科植物的植株高度
解析
【分析】
本题为探究海拔对菊科植株高度影响的对照实验，需遵循单一变量原则设计实验、分析结果。（1）对照实验需控制除研究变量外的其他条件相同，因此要设置不同海拔的对照组合；（2）实验数据处理需减少误差，避免偶然性；（3）根据各组实验结果对比，推导海拔对植株高度的影响。
【解析】
（1）探究海拔对植株高度的影响，需设置两组对照：第一组a（原产地500m、栽培地500m）与b（原产地500m、栽培地3000m）对照，变量为栽培地海拔；第二组需与d（原产地3000m、栽培地3000m）对照，变量也为栽培地海拔，因此c组原产地为海拔3000m，栽培地为海拔500m。
（2）为避免实验偶然性、减小误差，应取每组所有植株高度的平均值作为该组植株的高度。
（3）a＞b说明原产地500m的植株在低海拔更高，c＞d说明原产地3000m的植株在低海拔更高，由此得出海拔高度会影响该菊科植物的植株高度。
【答案】
（1）海拔3000 m；海拔500 m （2）平均值 （3）海拔高度会影响该菊科植物的植株高度
【知识点】
对照实验；生物与环境的关系；实验数据处理
【点评】
本题围绕对照实验的设计与分析展开，核心是掌握单一变量原则，通过对照探究环境因素对生物性状的影响，需注意实验数据处理的科学性，避免偶然性。
【难度系数】
0.5
本题为探究海拔对菊科植株高度影响的对照实验，需遵循单一变量原则设计实验、分析结果。（1）对照实验需控制除研究变量外的其他条件相同，因此要设置不同海拔的对照组合；（2）实验数据处理需减少误差，避免偶然性；（3）根据各组实验结果对比，推导海拔对植株高度的影响。
【解析】
（1）探究海拔对植株高度的影响，需设置两组对照：第一组a（原产地500m、栽培地500m）与b（原产地500m、栽培地3000m）对照，变量为栽培地海拔；第二组需与d（原产地3000m、栽培地3000m）对照，变量也为栽培地海拔，因此c组原产地为海拔3000m，栽培地为海拔500m。
（2）为避免实验偶然性、减小误差，应取每组所有植株高度的平均值作为该组植株的高度。
（3）a＞b说明原产地500m的植株在低海拔更高，c＞d说明原产地3000m的植株在低海拔更高，由此得出海拔高度会影响该菊科植物的植株高度。
【答案】
（1）海拔3000 m；海拔500 m （2）平均值 （3）海拔高度会影响该菊科植物的植株高度
【知识点】
对照实验；生物与环境的关系；实验数据处理
【点评】
本题围绕对照实验的设计与分析展开，核心是掌握单一变量原则，通过对照探究环境因素对生物性状的影响，需注意实验数据处理的科学性，避免偶然性。
【难度系数】
0.5
23. 问题是科学研究的起点。某同学观察到蚂蚁搬运食物回巢时,提出问题:蚂蚁发现食物后,是怎么传递信息给伙伴的呢？
【建立假设】观察发现:①蚂蚁搬运食物过程中会用触角彼此接触;②后面的蚂蚁会沿着前面蚂蚁的路线爬行。据此该同学建立了两种假设。
假设1:蚂蚁间传递信息是依靠
假设2:蚂蚁间传递信息是依靠气味进行的。
【实验过程】为验证假设2,该同学利用如图所示
装置进行了如下实验:
①将蚂蚁从T型玻璃管的下端开口放入后,立即用橡胶塞塞住,观察记录蚂蚁从装置中逃出所需的时间$t_1$；
②仍用这只蚂蚁和这套装置,重复步骤①,记录逃出所需的时间$t_2$；
③仍用这套装置,但换用同一窝的其他蚂蚁重复步骤①,记录逃出所需的时间$t_3$；
④换用一套新装置,用另外一窝蚂蚁重复上述步骤①、②、③；
⑤多次重复步骤④。
【实验结果】若假设2成立,则每次重复步骤①、②、③获得的三个时间的大小关系是
A.$t_1 ＞ t_2 ＞ t_3$
B.$t_1 ＞ t_2 \approx t_3$
C.$t_1 \approx t_2 ＞ t_3$
【方案评价】方案中步骤④和⑤能否省略,为什么？
【建立假设】观察发现:①蚂蚁搬运食物过程中会用触角彼此接触;②后面的蚂蚁会沿着前面蚂蚁的路线爬行。据此该同学建立了两种假设。
假设1:蚂蚁间传递信息是依靠
触角
进行的；假设2:蚂蚁间传递信息是依靠气味进行的。
【实验过程】为验证假设2,该同学利用如图所示
装置进行了如下实验:①将蚂蚁从T型玻璃管的下端开口放入后,立即用橡胶塞塞住,观察记录蚂蚁从装置中逃出所需的时间$t_1$；
②仍用这只蚂蚁和这套装置,重复步骤①,记录逃出所需的时间$t_2$；
③仍用这套装置,但换用同一窝的其他蚂蚁重复步骤①,记录逃出所需的时间$t_3$；
④换用一套新装置,用另外一窝蚂蚁重复上述步骤①、②、③；
⑤多次重复步骤④。
【实验结果】若假设2成立,则每次重复步骤①、②、③获得的三个时间的大小关系是
B
。A.$t_1 ＞ t_2 ＞ t_3$
B.$t_1 ＞ t_2 \approx t_3$
C.$t_1 \approx t_2 ＞ t_3$
【方案评价】方案中步骤④和⑤能否省略,为什么？
答案
23.【建立假设】触角 【实验结果】B 【方案评价】不能省略。因为对照实验中设置多次重复实验取平均值,或换用其他样本重复实验,可以使得到的结论更具有普遍性。
解析
【分析】
本题围绕蚂蚁通讯方式的探究实验展开，解题时需先根据题目给出的观察现象提出对应假设；再结合假设（靠气味传递信息）分析实验各步骤的变量，推导时间大小关系；最后从对照实验的科学性角度评价实验步骤的必要性。
【解析】
1. 建立假设：题目中观察到蚂蚁搬运食物时会用触角彼此接触，因此对应假设1为蚂蚁间传递信息依靠触角进行。
2. 实验结果分析：假设2是蚂蚁依靠气味传递信息。步骤①中，第一次放入蚂蚁，T型管内无该蚂蚁留下的气味，蚂蚁需探索路线，逃出时间$t_1$较长；步骤②用同一只蚂蚁，之前爬行过的路线留下了自身气味，蚂蚁可沿气味路线快速爬出，时间$t_2$较短；步骤③换用同一窝其他蚂蚁，同一窝蚂蚁气味相似，原路线气味仍可被识别，故$t_2$与$t_3$接近，因此时间关系为$t_1＞t_2≈t_3$，对应选项B。
3. 方案评价：步骤④换用其他蚂蚁、步骤⑤多次重复实验，是为了避免实验偶然性，通过多样本、多次重复让实验结论更具普遍性，因此不能省略。
【答案】
触角；B；不能省略，因为换用其他样本和多次重复实验可避免偶然性，使结论更具普遍性。
【知识点】
动物的通讯方式；对照实验设计
【点评】
本题结合探究实验考查假设提出、结果分析和方案评价，需学生理解实验设计的科学性原则，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕蚂蚁通讯方式的探究实验展开，解题时需先根据题目给出的观察现象提出对应假设；再结合假设（靠气味传递信息）分析实验各步骤的变量，推导时间大小关系；最后从对照实验的科学性角度评价实验步骤的必要性。
【解析】
1. 建立假设：题目中观察到蚂蚁搬运食物时会用触角彼此接触，因此对应假设1为蚂蚁间传递信息依靠触角进行。
2. 实验结果分析：假设2是蚂蚁依靠气味传递信息。步骤①中，第一次放入蚂蚁，T型管内无该蚂蚁留下的气味，蚂蚁需探索路线，逃出时间$t_1$较长；步骤②用同一只蚂蚁，之前爬行过的路线留下了自身气味，蚂蚁可沿气味路线快速爬出，时间$t_2$较短；步骤③换用同一窝其他蚂蚁，同一窝蚂蚁气味相似，原路线气味仍可被识别，故$t_2$与$t_3$接近，因此时间关系为$t_1＞t_2≈t_3$，对应选项B。
3. 方案评价：步骤④换用其他蚂蚁、步骤⑤多次重复实验，是为了避免实验偶然性，通过多样本、多次重复让实验结论更具普遍性，因此不能省略。
【答案】
触角；B；不能省略，因为换用其他样本和多次重复实验可避免偶然性，使结论更具普遍性。
【知识点】
动物的通讯方式；对照实验设计
【点评】
本题结合探究实验考查假设提出、结果分析和方案评价，需学生理解实验设计的科学性原则，难度适中。
【难度系数】
0.5
