πЕГЭ · ИИ-репетитор12 предметов · задания ФИПИ
Главная → Биология → Курс теории → №23

№23. Эксперимент: как формулировать вывод, объяснение и прогноз

Задание №23 продолжает линию эксперимента: по результатам опыта нужно сформулировать вывод, объяснить его биологическим механизмом и дать прогноз при изменении условий. Главное правило — писать только то, что следует из данных, и не переносить вывод туда, где опыт не проводился.

Начнём с нуля. Результат опыта — это числа: длина корня в миллиметрах, объём выделившегося газа, масса образца, степень зарастания. Вывод — это утверждение о закономерности, которое из этих чисел следует. Он всегда строится как сравнение: «при повышении температуры потеря массы оказалась больше», «при длине волны 670 нм объём выделившегося кислорода был наибольшим». Пересказ таблицы по строкам выводом не является: «в первом образце 12, во втором 9» — это данные, а не вывод.

Второй элемент ответа — объяснение, то есть биологический механизм. Сравнение без объяснения оценивают ниже, потому что оно не показывает, понимаешь ли ты процесс. Объяснение опирается на знакомые механизмы: вода движется через мембрану в сторону большей концентрации солей (осмос), фермент при нагревании или в кислой среде денатурирует и теряет активность, скорость фотосинтеза зависит от освещённости и концентрации углекислого газа, бактерии при благоприятной температуре размножаются быстрее. Третий элемент — прогноз: что произойдёт, если изменить условие опыта. Прогноз продолжают по найденной закономерности, а не придумывают заново.

данные из таблицы → закономерность (сравнение условий) → объяснение (механизм: осмос · денатурация · фотосинтез · размножение) → прогноз при изменении условия → границы вывода (для каких объектов и условий он справедлив)

Что требуется в заданииКак формулироватьЧего делать нельзя
Вывод по результатамСравнение показателя в разных условиях с опорой на числаПересказывать таблицу по строкам без сравнения
ОбъяснениеНазвать процесс и причину: осмос, денатурация фермента, фотосинтезПисать «так получилось» без указания механизма
ПрогнозПродолжить найденную закономерность на новое значение условияОбещать результат для условий, которые не изучали
Границы выводаУказать, для каких объектов, температур и сред он справедливПереносить вывод на все живые организмы сразу
ПрименениеНазвать практический смысл: как использовать результатПодменять применение повтором вывода

Почему нельзя переносить вывод за пределы опыта? Любой опыт ограничен тремя рамками: объектом (одно растение, один вид бактерий, одна порода коров), диапазоном фактора (температуры от 10 до 30 °C, разведения от 1:100 до 1:2000) и набором условий. За этими рамками зависимость может измениться или развернуться: фермент, активность которого растёт при нагревании, при 60 °C уже денатурирует и перестаёт работать. Поэтому корректный ответ либо прямо ограничивает вывод условиями опыта, либо помечает предположение о других условиях как требующее проверки.

Типичные ошибки. 1) Вместо вывода пересказывают таблицу: «в третьем образце масса стала 12, а в четвёртом — 15». Нужна закономерность, а не перечисление чисел. 2) Дают сравнение без объяснения, хотя именно механизм показывает понимание процесса. 3) Переносят вывод за пределы опыта: из опыта с одним растением делают вывод обо всех растениях, из одного интервала температур — обо всём диапазоне. 4) Путают причину и следствие: опыт показывает связь фактора и показателя, а не доказывает, что фактор единственная причина. 5) В прогнозе меняют сразу несколько условий, тогда как опыт позволяет предсказать эффект только одного. 6) Забывают биологический смысл: не учитывают, что осмотические явления возможны лишь в живых клетках, а фермент в кислоте или при сильном нагреве теряет активность.

Проверь себя

  1. Почему вывод «чем выше температура, тем быстрее растёт корень» нельзя без новых опытов продолжить на 60 °C?
  2. Масса ветки за время опыта уменьшалась. Какое вещество терял образец и зачем на поверхность воды наливали масло?
  3. Чем вывод отличается от объяснения и почему за сравнение без указания механизма теряют балл?
  4. Фермент пероксидазу выдержали в уксусной кислоте, а затем добавили к пероксиду водорода. Пойдёт ли реакция и почему?
  5. Почему результат опыта с одним видом растения нельзя без оговорок переносить на все растения?

Показательные решения

Разбор из банка: картофель в растворе соли
Изначальная масса фрагмента клубня (г) | Масса фрагмента клубня, выдержанного в дистиллированной воде (г) | Масса фрагмента клубня, выдержанного в 10% растворе поваренной соли (г) 20 | 23,5 | 18 Ученый провел эксперимент с фрагментами клубня картофеля. Равные по размеру и массе фрагменты картофеля он поместил в две емкости. Одну емкость он заполнил дистиллированной водой, а другую — 10% раствором поваренной соли. После выдерживания образцов в жидкостях в течение 3 часов, он снова их взвесил. Результаты взвешивания приведены в таблице. Почему в ходе эксперимента изменилась масса фрагмента клубня в 10% растворе поваренной по сравнению с изначальной? Объясните, почему при замене картофеля на кусочки древесной пробки в 10% растворе их масса не уменьшилась.
Решение по шагам
  1. Сравниваем жидкости: в одной концентрация соли выше, чем в клетках клубня. Значит, вода будет двигаться из области с меньшей концентрацией соли в область с большей.
  2. Объясняем изменение массы: вода вышла из клеток клубня, поэтому масса фрагмента картофеля уменьшилась. Это осмос.
  3. Переходим ко второй части задания: при замене клубня на пробку изменений не будет, потому что клетки пробки мёртвые.
  4. Объясняем причину: осмотические явления наблюдаются только в живых клетках, у мёртвых клеток мембрана не работает как барьер и движение воды через неё не подчиняется этой закономерности.
  5. Формулируем вывод: направление движения воды задаёт разница концентраций, масса меняется за счёт потери воды, а в мёртвых клетках пробки эффекта нет.

Ответ: 1. Под действием осмотических сил вода диффундирует (перемещается) из области с меньшей концентрацией соли в область с большей концентрацией (в сторону гипертонического раствора). 2. Масса фрагмента картофеля уменьшилась, т. к. вода вышла из клеток клубня. 3. Клетки пробки являются мертвыми. 4. Осмотические явления можно наблюдать только в живых клетках.

Официальное решение из банка ФИПИ

1. Под действием осмотических сил вода диффундирует (перемещается) из области с меньшей концентрацией соли в область с большей концентрацией (в сторону гипертонического раствора). 2. Масса фрагмента картофеля уменьшилась, т. к. вода вышла из клеток клубня. 3. Клетки пробки являются мертвыми. 4. Осмотические явления можно наблюдать только в живых клетках.

Разбор из банка: температура и рост корня
Экспериментатор решил установить влияние температуры на скорость роста корня растения. Он отобрал 24 проросших семени фасоли с корнем и разделил на несколько групп. У каждого семени фасоли экспериментатор замерил длину корня и записал — наименьшего и наибольшего в группе. Каждую группу он обернул влажной марлей и поместил в места с разной температурой: 8−10, 14−16, 22−24 °C. Через три дня экспериментатор измерил корни всех семян фасоли и результаты представил в таблице. Группы семян фасоли | Температура в камере, в °C | Среднее увеличение размера корня за три дня, в см 1 группа | 8−10 | 0,6 2 группа | 14−16 | 1,9 3 группа | 22−24 | 3,2 Сформулируйте вывод по результату эксперимента. Какие факторы необходимы для прорастания семян фасоли? Назовите не менее трех.
Решение по шагам
  1. Смотрим, что измеряли: длину корня в разных температурных условиях. Значит, вывод строится на сравнении этих значений.
  2. Сравниваем варианты: в более тёплых условиях скорость роста корня оказалась выше, чем в холодных.
  3. Формулируем закономерность: при повышении температуры скорость роста корня увеличивается, то есть рост идёт быстрее.
  4. Переходим ко второй части задания и перечисляем условия, необходимые для прорастания семян: наличие кислорода, наличие воды и наличие тепла.
  5. Проверяем границы вывода: найденная зависимость получена в изученном интервале температур, поэтому продолжать её на сильный нагрев без новых опытов нельзя.
  6. Ответ: скорость роста корня выше при более высокой температуре, а для прорастания семян нужны кислород, вода и тепло.

Ответ: 1. При повышении температуры скорость роста корня происходит быстрее. 2. Наличие кислорода. 3. Наличие воды. 4. Наличие тепла.

Официальное решение из банка ФИПИ

1. При повышении температуры скорость роста корня происходит быстрее. 2. Наличие кислорода. 3. Наличие воды. 4. Наличие тепла.

Разбор из банка: разведение стимулятора и рекомендация
Прочитайте описание эксперимента и выполните задание. Учёный изучал влияние препарата, стимулирующего рост растений, на молодые проростки горчицы. Препарат добавлялся в воду в определённой пропорции, после чего водой опрыскивались молодые проростки горчицы. Через 24 часа после обработки измерялась длина корня и побега проростков. Результаты исследования учёный занёс в таблицу. Длина, см | Контроль | Разбавление препарата 1:500 | 1:1000 | 1:2000 | 1:3000 | 1:4000 Корень | 3,61 | 3,35 | 3,38 | 5,05 | 4,50 | 4,84 Побег | 2,64 | 2,13 | 2,02 | 2,75 | 2,35 | 2,33 Сделайте вывод по результатам эксперимента о том, в каком разведении стоит использовать препарат в сельском хозяйстве. Почему не стоит использовать наиболее концентрированный препарат? Объясните свой ответ.
Решение по шагам
  1. Сравниваем значения длины корня и побега при разных разведениях препарата и находим, где прирост наибольший.
  2. Наибольший прирост приходится на разведение в 2000 раз, значит именно его и стоит рекомендовать.
  3. Смотрим на самый концентрированный из изученных растворов: длина проростков там ниже, чем у необработанных растений, то есть препарат не помогает, а тормозит рост.
  4. Объясняем механизм: концентрированный раствор с высокой концентрацией веществ замедляет поступление воды в проросток, и рост подавляется.
  5. Формулируем ответ: рекомендуемое разведение — 1:2000, потому что при нём прирост наибольший, а наиболее концентрированный препарат, наоборот, ингибирует рост растений.

Ответ: 1. Нужно использовать разведение в 2000 раз (1:2000). 2. При этом разведении прирост длины проростков (побегов, корней) наибольший. 3. Наиболее концентрированный препарат (из исследованных разведений), наоборот, ингибирует рост растения. 4. Длина проростков (побегов) ниже контрольной группы. ИЛИ 4. Долее концентрированный раствор замедляет поступление воды в проросток.

Официальное решение из банка ФИПИ

1. Нужно использовать разведение в 2000 раз (1:2000). 2. При этом разведении прирост длины проростков (побегов, корней) наибольший. 3. Наиболее концентрированный препарат (из исследованных разведений), наоборот, ингибирует рост растения. 4. Длина проростков (побегов) ниже контрольной группы. ИЛИ 4. Долее концентрированный раствор замедляет поступление воды в проросток.

Открыть раздел в тренажёре

← Все разделы курса по биологии · Решать задания №23