高考生物实验设计.ppt
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1、高考生物实验设计专题,新余四中 胡红兰 2007 、 10,实验设计题要求同学们依据一定的实验目的,设计实验过程,预测实验结果的试题。这类高考题的出现有利于培养同学们的科学素质和创新精神。,1.实验的目的要求,一、实验设计元素,6.结论,5.实验现象和数据,4.实验步骤,3.实验思路,2.实验原理,二、实验设计的步骤,1、观察-发现问题,2、提出问题-提出实验要求,3、假说(可有多个)-确立实验原理,4、实验(引出实验设计原则)- -设计实验的思路和步骤,5、结论(数据处理)以表格形式出现,并对结果预测一般为三个方面: (1)正相关 (2)负相关 (3)无关-记录实验现象和数据; 分析得出实验
2、结论,三、实验设计的原则,1、科学性原则,所谓科学性是指实验的目的要明确,实验材料和实验手段的选择要恰当,整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科的基本原则。,2、可行性原则,可行性原则是指在设计生物学实验时,从实验原理、实验实施到实验结果的产生都有可行性,3、简便性原则,设计实验时,要考虑到实验材料容易获得,实验装置比较简单,实验药品比较便宜,实验操作比较简单,实验步骤较少,实验时间较短。,4. 随机性原则:,实验设计中的随机化原则,是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于:一是可以消除或减少系统误差,使显著性测验有意义;二是平衡各种条件,避免
3、实验结果中的偏差。,5、 单一变量原则,单一变量原则:即控制其他因素不变,只改变其中某一变量,观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外,其他实验条件要求做到前后一致,实验变量:指实验中由实验者所操纵给定的因素或条件 反应变量:实验中由于实验变量而引起的变化和结果 无关变量:其他对反应变量有影响的因素 干扰变量;由无关变量引起的变化和结果,例如:在验证温度对酶活性的影响实验中人为给定的温度是 实验变量,酶活性的改变为反应变量,其他的如PH、底物的 量、试管的干净程度、唾液的新鲜程度和稀释浓度等称为 无关变量,由他们引起的酶活性的改变成为干扰变量,无论实验中有多少个变量,都应做
4、到一个实验变量对应 一个反应变量,确保单一变量的操作规范、尽可能控制 无关变量,减少干扰变量。这样既便于对实验结果进行 科学的分析,又增加试验结果的可信度和说服力,问题:在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解“实验中,单一变量、反应变量、无关变量、干扰变量分别是什么,单一变量:加入的蔗糖和淀粉 反应变量:砖红色沉淀的产生 无关变量:淀粉酶的量、反应温度、PH等 干扰变量:由无关变量引起的变化和结果,例:某生物学小组为了研究阳光对大豆发芽的影响,在两个花盆里种了大豆,并设计了如下实验,在这一实验中应该改正的错误是( ),A 两个花盆都应放在向阳的地方,B 两个花盆都应放在黑暗的地方,C 两个花盆的温度
5、不应该一样高,D 两个花盆都应该给浇充足的水,D,例:下面是鉴定胃蛋白酶的专一性实验设计,试分析该实验设计是否符合单一变量原则,能否达到预期的实验效果?,不能,因为胃蛋白酶的最适PH是1.5-2.2,因此,运用单一变量原则时,还要尽量使常量能满足实验成功的条件,6、 对照性原则,对照是实验控制的手段之一,目的还是消除无关变量对实验结果的影响,实验组:接受实验变量处理的对象组,对照组:不接受实验变量处理的对象组,常见的对照类型有:空白对照 条件对照 自身对照 相互对照,、等量原则,在实验中,除实验变量以外,对实验组和对照组施加的影响是相同,以消除无关变量对结果的影响,这些无关变量在进行严格控制时
6、,不但要等量,而且是在适宜条件下的等量,常态下的等量如探索PH对酶活性的影响时,单一变量是PH,除PH之外的其他一切对酶活性有影响的无关变量不但要严格控制等量,而且是要适宜的量,如对温度的控制不但要相同,而且要适宜,即要给予酶活性所需的适宜温度,而不能控制在低温或高温条件下的等量,、平行重复原则,平行重复原则,即控制某种因素的变化幅度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复,这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本,这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差,但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的。,复习建议:理
7、清解题的思路,强化针对性训练。, 设计题的解题思路,1、准确地把握实验目的,2、细心地弄清设计要求,3、精心地策划实验方法,4、合理地设计操作过程,5、严格地设置对照实验,6、准确地预测实验结果,7、简明地组织语言文字,四、设计题的解题思路,1、准确地把握实验目的,实验目的是整个实验设计的灵魂,所有实验步骤的设计都要围绕实验目的这个核心来进行。,2、细心地弄清设计要求,3、精心地策划实验方法,实验方法的策划是整个实验设计的精髓,是一个好的实验设计最富创意的闪光之处,也是搞好实验设计的关键所在。,如:有关光合作用的设计是验证光合作用产生氧气还是吸收二氧化碳?,(1)化学物质的检测方法 如:,淀粉
8、,碘 液,还原性糖, CO2 ,乳酸,O2 ,无O2 ,蛋白质,斐林试剂、班氏试剂,PH试 纸,余烬复然,火焰熄灭,被蛋白酶分解,Ca(0H)2溶液或酸碱指示剂,(2)实验结果的显示方法 如:,光合速度,O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生 量,呼吸速度,O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量,原子途径,放射性同位表示 踪,细胞液浓度大小,质壁分离,细胞是否死亡,质壁分离,甲状腺激素作用,动物耗氧量,发育速度等,生长激素作用,生长速度(体重变化,身高身长变化),胰岛素作用,动物活动状态,菌量,菌落数或亚甲基蓝褪色程度,(3)实验条件的控制方法,增加水中氧气,泵入空气或吹气或放入绿色植物,减少水中氧
9、气,容器密封或油膜覆盖或用凉开水,除去容器中CO2 ,NaOH溶液,除去叶中原有淀粉,置于黑暗环境,除去叶中叶绿素,酒精加热,除去光合对呼吸干扰,给植株遮光,如何得到单色光,棱镜色散或薄膜滤光,血液抗疑,加入柠檬酸钠,线粒体提取,细胞匀浆离心,骨的脱钙,盐酸溶 液,4、合理地设计操作过程,基本的实验方法选定以后,紧接着就要编定具体的操作细节,这些操作细节的设计要合理规范、切实可行,否则也会造成很大的失分。,5、严格地设置对照实验,如何设置对照实验呢?所谓对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全对等的实验。对照实验设置的正确与否,关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全对等”。具体来说有
10、如下四个方面:,所用的生物材料要相同,即所用的生物材料的数量、质量、长度、体积来源和生理状况等个方面特点要尽量相同或至少大致相同,所用实验器具要相同,即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样,所用实验试剂要相同,即试剂的成分浓度体积要相同.尤其要注意体积上等量的问题,所用处理方法要相同,如:保温或冷却;光照或黑暗;搅拌或振荡都要一致.有时尽管某种处理对对照实验来说,看起来似乎毫无意义的但最好还是要作同样的处理,6、准确地预测实验结果,实验设计的最后往往还需要预测实验结果,在结果预测上要全面准确而在这一环节上,学生往往会出现各种各样的错误例如:,测交结果预测,除了全黑,有白有黑外,还
11、有全白,加碘后,“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”;另外“不变”也不能说成“无现象”,用亚基蓝做菌量检测是,不能把“褪色”说成“无色”;同理在做交换吸附实验时也不能把“褪色”说成“白色”或“无色”,7、简明地组织语言文字 如:,步骤设计一般不宜连续描述,往往需要分段叙说,并加以编号。,试管(或烧杯,水槽等)要加以编号,如A、B或甲、乙等等,这样可使叙说简洁一些。,叙说中尽量要用规范的实验术语,不能用含糊的口语,如:“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”;“等量的”不宜说成“一样多的”;“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等。,写出实验操作过程: 大多数题目要求写出实验步骤,这是学生束手无策失分
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