这套练习训练选择对照、找出样本量局限、画图、区分可重复性与有效性,以及写出具体的改进。题目由易到难。所有数据都是为练习而编造的。
请先自己做每一题,再打开解答。本主题的概览见生物数据与实验探究。错题记录与重测队列可以帮你记下做错的地方。
题目
**1.(容易)**某学生测试一种植物提取液能否减缓面包上霉菌的生长,在一片面包上用了 2 cm³ 提取液。建议一个对照。
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同样的面包放在相同的盘子里,用 2 cm³ 清水代替提取液,放在同一地点、放同样长的时间。它显示霉菌生长的变化是由提取液引起的,而不是因为面包被弄湿。
**2.(容易)**在水草的光照强度与光合作用实验中,写出三个控制变量。
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以下任意三项:水温、二氧化碳供应(例如相同的碳酸氢盐溶液)、相同的水草及长度、计数时间、灯的类型。每一项在所有光照强度下都保持不变。
**3.(容易)**三棵豆苗用新堆肥,长高 8、9 和 16 cm。三棵用普通堆肥,长高 10、11 和 12 cm。算出两个平均数,并说明能得出什么结论。
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新堆肥:(8 + 9 + 16)÷ 3 = 33 ÷ 3 = 11 cm。普通堆肥:(10 + 11 + 12)÷ 3 = 33 ÷ 3 = 11 cm。
两个平均数相等,所以没有证据显示有差异。新堆肥组的离散程度更大(极差 8 cm,对比 2 cm),而且每组只有三棵,结果也无法支持任何一方。应使用更大的样本,例如每组 20 棵。
**4.(中等)**某学生把马铃薯条放进不同浓度的蔗糖溶液。30 分钟后质量变化百分比为:0.0 mol/dm³:+18;0.2:+8;0.4:−2;0.6:−10;0.8:−16。写出每条轴放什么并标注,为 y 轴建议一个刻度,并估计质量没有变化时的浓度。
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x 轴:“蔗糖溶液浓度 / mol/dm³”(被改变的变量)。y 轴:“质量变化 / %“(被测量的变量)。
**y 轴刻度:**数值从 −16 到 +18,跨度 34。从 −20 到 +20,每个大格 5%,可以占满方格并使用易读的间隔。在 y 轴上清楚标出零。
**估计:**曲线在 0.2(+8)与 0.4(−2)之间穿过零。每 0.2 mol/dm³ 变化 −10,所以从 +8 降到 0 需要 8 ÷ 10 × 0.2 = 0.16。估计值为 0.2 + 0.16 = 约 0.36 mol/dm³。这是从测量点之间的线读出的估计值。
**5.(中等)**某温度下重复数气泡,得到每分钟 12、14、13 和 25 个。找出异常值,然后分别算出含它与不含它的平均数。
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异常值是 25,它远离其他读数,其他读数在 12 到 14 之间。
含它:(12 + 14 + 13 + 25)÷ 4 = 64 ÷ 4 = 16。不含它:(12 + 14 + 13)÷ 3 = 39 ÷ 3 = 13。不含异常值的平均数更能代表典型结果,而且应该查明异常值的原因,例如气泡数错或漏数。
**6.(中等)**判断下列各项描述的是可重复性还是有效性。(a)三次读数为 31、33 和 32。(b)每支试管的酵母质量相同。(c)两位同学用同一方法,结果相差不超过 1 个单位。
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(a)可重复性:重复读数十分接近。
(b)有效性:控制了一个变量,所以比较公平。
(c)依你的课程用词,为可重复性或再现性:不同的人得到相似结果。请在答案中写明你的定义,并留意老师或课程大纲如何使用这些词。
**7.(中等)**把下面每条笼统的建议改写得具体。(a)“用更好的仪器测量气体。“(b)“保持温度不变。”
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(a)“用刻度为 1 cm³ 的气体注射器收集气体,在固定时间后记录体积,代替数大小不一的气泡,使测量更精确。”
(b)“把每支试管放进 30 °C 水浴,并用温度计检查,使每次重复的温度相同。”
**8.(较难)**某学生数酵母放出气泡 2 分钟,三次重复得到 26、30 和 28 个气泡。算出平均速率,单位为每分钟气泡数。
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平均计数 =(26 + 30 + 28)÷ 3 = 84 ÷ 3 = 2 分钟内 28 个气泡。
速率 = 28 ÷ 2 = 每分钟 14 个气泡。
检查:每个计数除以 2 得到 13、15 和 14,它们的平均数是 42 ÷ 3 = 14。重复结果的极差为 4 个气泡,所以可重复性相当不错。
**9.(较难)**某模型预测,两株杂合高茎豌豆杂交,高茎与矮茎的比例为 3:1。某学生在 8 个后代中观察到 5 株高、3 株矮。这是否是反对该模型的证据?解释原因。
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模型预测 8 个后代中 6 株高、2 株矮,而观察到的是 5 和 3,只差一个后代。样本这么小,偶然因素就足以解释这个差距,所以这不是反对模型的有力证据。更大的样本,例如 200 个后代,预期会更接近 150 株高、50 株矮。
**10.(较难)**某学生测试盐对萝卜种子萌发的影响。她每个盐浓度用一个盘子装 10 粒种子,最高浓度用大盘子,最低浓度用小盘子。3 天后只数一次萌发的种子。建议一个对照,指出一个局限,并给出一个具体的改进。
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对照:一个装 10 粒种子并加入相同体积、不含盐的蒸馏水的盘子。
局限(有效性):盘子大小随盐浓度一起改变,所以结果可能来自种子间距或接触水的情况,而不是盐。另外每个浓度只有一个盘子,所以无法判断可重复性。
改进:使用相同的盘子和相同体积的溶液,并每个浓度重复三个盘子,每盘 10 粒种子,计算萌发数的平均数。
如果你做错了
- 第 1、2、10 题(对照):复习选择对照。
- 第 3、9 题(小样本):复习找出样本量的局限。遗传模型板也展示了小样本与模型的对比。
- 第 4 题(画图):复习画出带单位、能解读的图。
- 第 5、6、8 题(重复、平均数、速率):复习可重复性与有效性。
- 第 7、10 题(改进):复习把改进说得具体。
错题中出现的共同模式,通常指向某一个习惯,例如漏写数字或理由。线上一对一生物补习可以用你自己写的答案来针对这个习惯。