變量入手 比較結果

徐艷

從19世紀中葉起，生物學研究逐漸由表及里，向理解生命現象的內在規律，探索生命過程的運行機理深入。越來越多的化學分析，物理檢測手段被運用于生物學實驗中。通過實驗的嚴格設計和精心安排，展開對生命活動運行規律的探究。

目前，生物高考試題也較常使用標志性生物實驗作為試題背景模型考查相關重要知識點，而且越來越多地要求大家自行組織科學的生物語言主觀作答。對于結果比較類的實驗題型，準確尋找到題干內的變量信息，將是破解出題意圖、并正確答題的重要手段。

一般而言，實驗結果常見呈現形式有坐標曲線、直方圖形、表格形式、文字描述等方式。通過對上述實驗結果的閱讀理解，我們應該快速提取出其中的自變量（又名實驗變量，既實驗中由實驗者所操縱的因素或條件）和因變量（又名反應變量，既實驗中由于自變量而引起的變化和結果）。確認變量之后，比較不同因變量的對應自變量，找出變化規律，結合所學知識點，歸納導致不同結果出現的根本性差異，即可準確理解試題，進而開始作答。

下面用兩個典型例題，帶領大家熟悉此類試題的解題過程。

例1 ?植物激素突變體是研究植物激素合成、代謝途徑以及生理功能的重要實驗材料。某課題組為了研究生長素和赤霉素對遺傳性矮生豌豆的作用效應，將適宜濃度的生長素和赤霉素，以及清水分別噴施到5個不同突變體（生長速率分別為lg1.2、lg1.4、lg1.6、lg1.8、lg2.0/毫米/7天）的矮生豌豆幼苗上，實驗結果如圖。根據實驗結果，你能得出哪些結論？

解析 ?本例題中，實驗結果的呈現形式為坐標曲線圖。其中，③是噴施清水正常生長的對照組，并以對照組豌豆幼苗的生長高度作為參照，標記為100%。②與①分別對應噴施生長素和赤霉素的豌豆幼苗組。

根據我們前面介紹過的，變量是指在實驗中影響實驗結果的因素或條件，而實驗的目的就在于捕獲、解釋自變量和因變量之間的前因后果。據題分析，可以得知，本實驗的自變量有兩個，一是不同生長速率的突變體;二是噴施試劑的種類（赤霉素、生長素和清水）。對應的因變量，則是矮生豌豆生長速率（對激素的敏感性大小）。

結合課本所學有關生長素的知識，我們發現其對生長的促進作用主要是促進細胞的生長，特別是細胞的伸長。植物感受光刺激的部位是在莖的尖端，但彎曲的部位是在尖端的下面一段，這是因為尖端的下面一段細胞正在生長伸長，是對生長素最敏感的時期，所以生長素對其生長的影響最大。而生長速率越慢的豌豆幼苗，其尖端所占植株長度比例越大，接受生長素刺激后，生長效果越明顯。

因此，由曲線圖得出自變量到因變量的因果關系可推出以下結論：

結論1：生長速率越慢的突變體，對赤霉素越敏感（生長速率越大）;

結論2：矮生豌豆對赤霉素比對生長素更敏感。

例2 為研究細胞分裂素的生理作用，研究者將菜豆幼苗制成的插條插入蒸餾水中（圖1）。對插條的處理方法及結果見圖2。

圖1 ? ? ? ? ? ? 圖2

（1）在實驗I中，對A葉進行實驗處理，導致B葉 ? ? ? ? ? ? ? ?。

（2）實驗Ⅱ、III、IV的結果表明，B葉的生長與A葉的關系是： ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。

解析 ?本例實驗結果的呈現形式為直方圖形圖，實驗I中自變量為“是否用細胞分裂素處理A葉”，實驗I中因變量為“B葉的相對面積”，根據直方圖形中實驗標號I中實驗組和對照組高度的比較，找出了自變量和因變量之間的因果關系得出：用細胞分裂素處理后的葉的相對面積減小。

實驗Ⅱ、III、IV中自變量：A葉的數目;

實驗Ⅱ、III、IV中因變量：B葉的相對面積。

根據直方圖形中實驗標號Ⅱ、III、IV中實驗組高度的比較，找出了自變量和因變量之間的因果關系得出：A葉的數目越少，B葉的相對面積越小。

答案 ?（1）生長受抑制 ?（2）A葉數量越少，B葉生長越慢。

通過前述內容及上面兩道例題，我們可以總結出一套解答結果比較類實驗題的一般解題規律：

步驟1 ?尋找變量

（1）尋找自變量

曲線圖：橫坐標、不同曲線對應的條件;

直方圖：不同實驗對象、不同處理方式;

表格：一般左側第一豎行或上方第一橫列內容就是自變量;

文字敘述：實驗題中，此種方式較少使用，但若遇到需仔細閱讀相關文字敘述，歸納出實驗的變化條件，既為自變量。

（2）尋找因變量

往往是坐標系的縱坐標、直方圖的面積大小、表格中的各項內容，但最終大多表現為實驗的結果。

步驟2 ?比較結果，得出結論

（1）單一自變量：直接分析自變量與因變量之間的因果關系，找出一般規律。

（2）多個自變量：保持其他因素不變，分析某一種因素對結果的影響，找出相應的規律。

練習

1.旗葉是小麥植株靠近麥穗下端的第一片葉子，研究表明旗葉的生長發育顯著影響小麥的產量。科學工作者對小麥旗葉的發育過程進行研究，測定其不同發育階段凈光合速率及相關指標的變化，結果如下表。

注：“—”表示未測數據。

（1）B的凈光合速率較低，推測原因可能是：①葉綠素含量低，導致光能吸收不足;② ? ? ? ? ? ，導致 ? ? ? ? ? ? ? 。

（2）將A、D分別置于光溫恒定的密閉容器中，一段時間后，A的葉肉細胞中，將開始積累 ? ? ? ? ;D的葉肉細胞中，ATP含量將 ? ? ? ? ?。

（3）與A相比，D合成生長素的能力 ? ? ? ?;與C相比，D的葉肉細胞的葉綠體中，數量明顯增多的結構是 ? ? ? ? ? ? ? 。

（4）葉片發育過程中，葉片面積逐漸增大，是 ? ? ?的結果;D的葉肉細胞與表皮細胞的形態、結構和功能差異顯著，其根本原因是 ? ? ? ?。

2. 科學家做過這樣的實驗：準備好含Ca2+、Mg2+、Si4+的培養液，將番茄和水稻分別放在上述培養液中培養。一段時間后，番茄培養液中的Ca2+和Mg2+下降，水稻培養液中的Ca2+和Mg2+濃度增加。Si4+的情況剛好相反：水稻吸收大量的Si4+，而番茄幾乎不吸收Si4+。分析實驗結果，你能得出哪些結論？

參考答案

1.（1）氣孔開放度相對低 ?二氧化碳供應不足 ?（2）酒精 ?增多 ?（3）低 ?基粒 ?（4）細胞分裂 ?基因的選擇性表達

2.（1）不同植物對同種無機鹽的吸收不同;

（2）同一植物對不同的無機鹽吸收有選擇性;

（3）植物吸水和吸收無機鹽是相對獨立的過程。