Question

20．某同學由溫度能影響酶的活性聯想到溫度能否影響甲狀腺激素的活性．為了探索這一問題，他做了一個實驗．實驗步驟如下：
①取三只相同的潔凈玻璃缸，編號為1、2、3，分別裝上等量的蒸餾水、河水、自來水．
②取發(fā)育狀況不同的15只蝌蚪，分成三等份，分別放入1、2、3號玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的適宜外界條件下培養(yǎng)．
③每天同時向1、2、3號玻璃缸中分別投入普通飼料、常溫（25℃）下的甲狀腺激素制劑拌勻的飼料、用60℃溫水處理1小時的甲狀腺激素制劑拌勻的飼料．
④每隔一段時間測量、記錄，并比較蝌蚪的發(fā)育狀況．
（1）在實驗步驟的敘述中，存在一些不妥或不嚴密之處，請指出并加以改正；
①中“蒸餾水”、“自來水”改為河水；②“不同”改為“相同”；③“投入”后應該加上“等量的”
（2）預測實驗現象及結論；
如果2號玻璃缸中的蝌蚪發(fā)育最快，1號和3號玻璃缸發(fā)育狀況相同，說明高溫會使甲狀腺激素失去活性；
如果2號玻璃缸中的蝌蚪發(fā)育最快，3號玻璃缸次之，1號玻璃缸小蝌蚪發(fā)育最慢，說明高溫使甲狀腺激素活性降低；
如果1號玻璃缸內小蝌蚪發(fā)育較慢，2號和3號玻璃缸內小蝌蚪發(fā)育狀況相同，且都大于1號玻璃缸，說明高溫不影響甲狀腺激素的活性；
如果三個玻璃缸中小蝌蚪的發(fā)育狀況是1號玻璃缸最慢，2號玻璃缸次之，3號玻璃缸最快，說明高溫使甲狀腺激素的活性增強．
（3）通過上述正確修改后的實驗，能體現出實驗設計應遵循的基本原則之一是單一變量原則．

Answer 1

分析 由題意知，該實驗的目的是探究溫度對甲狀腺激素活性的影響，實驗的自變量是溫度，實驗材料是小蝌蚪，小蝌蚪生活的環(huán)境、小蝌蚪的發(fā)育狀況和飼喂條件等屬于無關變量，因變量是飼喂一段時間后小蝌蚪的發(fā)育狀況，無關變量應該保持一致且適宜；由于該實驗是探究性實驗，因此實驗結論可能是高溫一種甲狀腺激素的活性，可能是高溫促進甲狀腺激素的活性，也可能溫度對甲狀腺激素的活性無影響；實驗原理是：甲狀腺激素能促進幼小動物的發(fā)育，如果高溫影響甲狀腺激素的活性，則溫度變化會影響小蝌蚪的發(fā)育，如果溫度不影響甲狀腺激素的活性，則該溫度變化不會影響小蝌蚪的發(fā)育．

解答 解：（1）分析題目給出的實驗步驟可知，①過程中三只相同的潔凈玻璃缸中的水不同，水質是無關變量應保持一致且適宜，因此應該將三只相同的潔凈玻璃缸，蒸餾水、自來水都改成等量的河水；
②所取材料小蝌蚪的初始發(fā)育狀況是無關變量，應該相同，所以應該將“發(fā)育狀況不同的15只蝌蚪”改成“發(fā)育狀況相同的15只蝌蚪”；
③普通飼料、常溫（25℃）下的甲狀腺激素制劑拌勻的飼料、用60℃溫水處理1小時的甲狀腺激素制劑拌勻的飼料三種飼料的量屬于無關變量，應該保持相同，因此在“投入”后加上“等量的”．
（2）如果高溫會使甲狀腺激素失去活性，則2號玻璃缸中的蝌蚪發(fā)育最快，1號和3號玻璃缸發(fā)育狀況相同；如果高溫使甲狀腺激素活性降低，則2號玻璃缸中的蝌蚪發(fā)育最快，3號玻璃缸次之，1號玻璃缸小蝌蚪發(fā)育最慢；如果高溫不影響甲狀腺激素的活性，則1號玻璃缸內小蝌蚪發(fā)育較慢，2號和3號玻璃缸內小蝌蚪發(fā)育狀況相同，且都大于1號玻璃缸；如果高溫使甲狀腺激素的活性增強，則三個玻璃缸中小蝌蚪的發(fā)育狀況是1號玻璃缸最慢，2號玻璃缸次之，3號玻璃缸最快．
（3）修改后的實驗，能體現出實驗設計應遵循的基本原則之一是單一變量原則
故答案為：
（1）①中“蒸餾水”、“自來水”改為河水；②“不同”改為“相同”；③“投入”后應該加上“等量的”
（2）如果2號玻璃缸中的蝌蚪發(fā)育最快，1號和3號玻璃缸發(fā)育狀況相同，說明高溫會使甲狀腺激素失去活性；
如果2號玻璃缸中的蝌蚪發(fā)育最快，3號玻璃缸次之，1號玻璃缸小蝌蚪發(fā)育最慢，說明高溫使甲狀腺激素活性降低；
如果1號玻璃缸內小蝌蚪發(fā)育較慢，2號和3號玻璃缸內小蝌蚪發(fā)育狀況相同，且都大于1號玻璃缸，說明高溫不影響甲狀腺激素的活性；
如果三個玻璃缸中小蝌蚪的發(fā)育狀況是1號玻璃缸最慢，2號玻璃缸次之，3號玻璃缸最快，說明高溫使甲狀腺激素的活性增強．
（3）單一變量原則

點評 先根據題意判斷出實驗目的、原理、實驗的自變量、因變量和無關變量，按照實驗涉及的對照原則和單一變量的原則分析、評價和完善實驗步驟預期實驗結果并獲取結論是本題考查的重點．