模型15 探究实验的设计与评价
1.两类探究实验的操作流程模板 (1)性质探究类实验的操作流程模板
(2)功能探究类实验一般操作流程模板
2.“五看法”评价实验设计
1.某同学在培养皿底部铺上棉花并加入适量的清水，然后把胚具活性且大小相同的豌豆种子各15粒放在棉花上。实验过程与结果如下表，下列叙述正确的是( )
装置 甲 场所 日光 温度 23 ℃ 棉花状态 数日后的现象 潮湿 全部发芽 乙 丙 丁
日光 黑暗 黑暗 23 ℃ 23 ℃ 23 ℃ 干燥 潮湿 干燥 没有发芽 全部发芽 没有发芽 A.该实验研究的目的是：探究光照、温度和水分对种子萌发的影响 B.该实验的自变量为光照、温度和水分，因变量为种子是否萌发
C.该实验选用胚具活性且大小相同的豌豆种子作为实验材料属于对无关变量的控制
D.该实验的结论是：种子萌发只与光照和水分有关 答案 C
解析 根据表格分析，有场所(光照)、棉花状态(水分)两个自变量，所以该实验研究的目的是探究光照和水分对种子萌发的影响，A错误；根据以上分析，已知该实验的自变量有光照、水分，因变量是种子的发芽情况，而温度是无关变量，B错误；该实验选用胚具活性且大小相同的豌豆种子作为实验材料属于对无关变量的控制，防止无关变量对实验结果的干扰，C正确；该实验的结论是种子萌发与光照和水分有关，是否与其他因素有关还需要进一步进行实验，D错误。
2.某同学为探究某植物生长的最佳光照强度，设计了下面的实验：首先取若干生长状况相同的植物幼苗，平均分为7组，分别放在密闭的玻璃容器中，实验开始时记录毛细刻度管的刻度，12小时后再次记录毛细刻度管的刻度。
(1)这一实验的自变量是____________________。
(2)如果用如图所示的装置来探究，且测量指标为装置中O2含量的变化，则该装置需要进行适当修改，具体修改措施是___________________________，为使测得O2的变化量更精确，还应再设置对照装置，该装置的玻璃容器和小烧杯中应分别放入___________________。 (3)如果实验结果如下表所示：
组别 温度(℃) 1 25 2 25 3 25 4 25 5 25 6 25 7 25 光照强度：灯泡功率(W) 开始时的液滴所在刻度 12小时后液滴所在刻度
0 1 0.8 2.5 1 1.5 5 1 1.9 7.5 1 2.2 10 1 2.4 12.5 1 2.5 15 1 2.6 若将第7组植株突然移至第4组的条件下，短时间内光合细胞中的C3化合物的含量会________。该实验设计尚不能确定该植物生长的最佳光照强度，请你提出进一步探究的实验设计思路：
___________________________________________________________。 答案 (1)光照强度 (2)将小烧杯中的蒸馏水换成CO2缓冲液(或碳酸氢钠溶液) 死亡的同种植物幼苗和CO2缓冲液(或碳酸氢钠溶液) (3)增多 增加若干实验组，在第7组的基础上依次增加光照强度(合理即可)
解析 (1)根据题干信息可知，光照强度为自变量；温度、二氧化碳浓度都会对实验结果产生随机影响，但并非实验要控制的因素，为无关变量。
(2)若用该图装置来探究光照强度对光合作用速率的影响，且测量指标为装置中氧气含量的变化，则该装置需要进行适当修改，将小烧杯中的蒸馏水换成CO2缓冲液或碳酸氢钠溶液，以稳定二氧化碳的浓度，为使测得的O2变化量更精确，还应再设置一对照装置，对照装置的玻璃容器和小烧杯中应分别放入死的植物幼苗和CO2缓冲液，以消除偶然因素对实验结果的影响。
(3)若第7组植株突然移至第4组的条件下，光照减弱，光反应受到影响，光反应产物ATP和[H]减少，暗反应还原受抑制，C5化合物的生成减少，C3含量增加。要确定该植物生长的最佳光照强度，可以增加若干实验组，在第7组的基础上依次增加光照强度，12小时后记录毛细刻度管的刻度。
3.日本核电站泄漏事故曾引发我国部分民众抢购碘盐，传言称食用碘盐可以防核辐射，对此卫生厅相关负责人向记者明确表示，碘摄入量不足会导致甲状腺肿，但盲目过量吃碘盐或碘片，亦会导致甲状腺肿。某科研小组利用动物园饲养的狗设计以下实验来验证上述结论。
材料用具：生长发育状况一致的正常成年狗若干，普通饲料(缺碘，其他营养全面)，五组不同浓度的碘水(2 μg/L、4 μg/L、6 μg/L、8 μg/L、10 μg/L)，红外微光谱仪(通过体表测定狗甲状腺大小)。