《實驗設(shè)計與評價》PPT課件

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1、實驗設(shè)計與評價磁灶中學(xué) 葉世茂專題復(fù)習(xí)祝 你 學(xué) 習(xí) 愉 快 考試說明對實驗與探究能力要求n能獨立完成“生物知識內(nèi)容表”所列實驗（16個）n驗證簡單生物學(xué)事實，并對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理 （ 驗證性實驗）n具有一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，能用恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)研究方法進(jìn)行研究 （探究實驗 n能對實驗方案作出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂 （實驗評價） （一）實驗設(shè)計題的常規(guī)解題思路明確實驗?zāi)康姆治鰧嶒炘硖?出 實 驗 思 路設(shè) 計 實 驗 步 驟預(yù) 期 實 驗 結(jié) 果 實 驗 變 量無 關(guān) 變 量反 應(yīng) 變 量施加條件隨機(jī)分組設(shè)置對照條件適宜重復(fù)實驗觀察現(xiàn)象測量數(shù)值操縱控制捕著一、實驗設(shè)計明確實

2、驗?zāi)康姆治鰧嶒炘砻?確 實 驗 目 的分 析 實 驗 原 理 控制變量 施加實驗現(xiàn)象實驗組：對照組： 不施加保持原樣實驗變量反應(yīng)變量無關(guān)變量對照科學(xué)結(jié)論分析操控實驗變量控制無關(guān)變量檢測反應(yīng)變量相同 實驗組：就是接受實驗變量、非自然條件下、試驗結(jié)果未知的對象組，也就是接受實驗變量或處理以后，需要知道會產(chǎn)生什么實驗現(xiàn)象的組。 對照組：用于比較的參照組和基準(zhǔn)組，一般把自然的、已知的、及未接受實驗變量的組作為對照組，若均接受處理或?qū)嶒炞兞康挠卸嘟M，那么就互為對照組。（一）實驗分組 有的實驗沒有對照組，而是以理論現(xiàn)象或數(shù)據(jù)作為對照。 例如：驗證性試驗豆?jié){中若有蛋白質(zhì)，遇雙縮脲試劑會出現(xiàn)紫色，若無紫色出

3、現(xiàn)，則沒有蛋白質(zhì)。 又如：“葉綠體色素的提取和分離”實驗，目的是提取和分離色素，也沒有設(shè)對照組 1、自變量（實驗變量）：是實驗中人為控制、與對照相比所不同的因素。例如探究唾液淀粉酶對淀粉的分解作用，加入的唾液淀粉酶就是自變量。（對照組加蒸餾水） 2、因變量（反應(yīng)變量)，由于自變量（實驗變量）而引起的變化和結(jié)果。例如往試管中加入碘液，溶液不變藍(lán)就是反應(yīng)變量。（對照組變藍(lán)） 注 ：自變量和因變量是前因后果的關(guān)系。（二）變量的類型 3、無關(guān)變量（控制變量），指自變量以外會影響試驗結(jié)果的干擾因素，是在實驗中需要控制并且要減少或消除其對實驗造成影響的因素。 例如：探究“光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系”時；

4、光照強(qiáng)度是自變量，CO2的吸收量是因變量；而 等因素屬于無關(guān)變量。 溫度、CO2濃度、水、礦質(zhì)元素 （三）控制變量中遵循4大原則n科學(xué)性原則n單一變量原則（等量原則）n對照原則n平行重復(fù)性原則 1、科學(xué)性原則 科學(xué)性原則：是指所涉及的實驗方案、實驗原理和實驗藥品的使用等必須正確符合科學(xué)原理。實驗結(jié)果的預(yù)期有科學(xué)依據(jù)。實驗的各個環(huán)節(jié)不能偏離生物學(xué)基本知識和基本原理。鑒定蛋白質(zhì)時要先加雙縮脲A液，在加雙縮脲B液 2、單一變量原則（等量原則）單一變量原則：實驗過程中除一項因素或處理不同以外，實驗所加試劑的量、所用時間、所處環(huán)境條件等均要相同。例如：在探究PH值對唾液淀粉酶活性的影響時，除各組PH值不

5、同外，其他的實驗條件均要相同。如等溫度酶濃度 加入物質(zhì)的量 3、 對 照 原 則空白對照相互對照條件對照自身對照對照類型對照性原則：科學(xué)、合理的設(shè)置對照可以使實驗方案簡潔、明了，排除無關(guān)變量的干擾，且使實驗結(jié)論更具有說服力。對照可分為哪些類型呢？ 對照的類型：根據(jù)實驗?zāi)康拇_定1.空白對照：如A組加淀粉酶溶液、B組加等量 蒸餾水。2.相互對照：探究溫度對淀粉酶活性的影響設(shè) 溫度為 0、 37 、803.自身對照：洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原試 驗。前一步驟的現(xiàn)象是處理后現(xiàn) 象的對照。4.條件對照：AB兩組番茄花都去雄，僅A組柱 頭涂適宜濃度的生長素溶液，C組 不做處理，看哪組能結(jié)果實。 正常細(xì)胞初

6、始質(zhì)壁分離顯著質(zhì)壁分離 觀察植物的質(zhì)壁分離與復(fù)原 4、平行重復(fù)性原則平行重復(fù)性原則：是指為了提高實驗的可靠性和成功率，相同處理、多組實驗，其結(jié)果取平均值。例如：在物理學(xué)中測重力加速度、電阻率等時，也要進(jìn)行多組實驗取平均值。調(diào)查某地蒲公英種群密度時要隨機(jī)取多個樣方，取平均值。又如 探究性實驗題解析二、實驗設(shè)計案例 請根據(jù)以上提供的材料及條件，設(shè)計一實驗探究“低溫降低酶的活性，高溫破壞酶的活性”。例1：現(xiàn)有如下材料：試管、淀粉溶液、唾液淀粉酶溶液、斐林試劑以及溫度控制在0 、 37 、80 的3個水浴鍋。1、該實驗的自變量是 ；無關(guān)變量有 （列舉2項）2、因變量是 ；如何檢測因變量 。3、請繼續(xù)完

7、成以下實驗步驟（1）取3支試管，編號為A、B、C，分別加入2mL的 溶液。（2）（3）溫 度溶液PH值、酶量 、加入淀粉溶液量溶液是否出現(xiàn)磚紅色沉淀溶液與斐林試劑水浴加熱到60 - 80 唾液淀粉酶將A、B、C試管分別放入0 、 37 、80 的3個水浴鍋中，其他條件適宜且相同；一段時間后，往3支試管各加入等量（約1mL)的淀粉溶液，一段時間后，測定各試管是否出現(xiàn)轉(zhuǎn)紅沉淀。將試管A、C試管放入37 的水浴鍋中，一段時間后，測定A、B試管是否會 出現(xiàn)轉(zhuǎn)紅色沉淀 4、實驗結(jié)果預(yù)測：若 則說明假設(shè)成立。 第1次試管A無磚紅色沉淀（或磚紅色很淺），B試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，C試管無磚紅色沉淀；且第2次A試

8、管出現(xiàn)磚紅色沉淀，而C試管仍無磚紅色沉淀 ； 三、實驗評價實驗方案的“五看評價法”一看對照無對照有對照自變量設(shè)置是否合理、是否編號是否遵守四大基本原則二看步驟步驟順序是否合理、步驟是否完整具體操作有無違反生物學(xué)原理 三看器材五看結(jié)果實驗材料、器材選擇是否得當(dāng)、合理藥劑選擇、使用方法、用量是否準(zhǔn)確四看條件是否需要加熱、攪拌、染色等實驗所需溫度、PH值、光照等條件是否合理實驗結(jié)果驗證的目標(biāo)是否準(zhǔn)確實驗結(jié)果驗證的方法是否得當(dāng) 例 2： 為 了 研 究 人 工 合 成 的 生 長 素 類 似 物 萘 乙 酸 是 否 對 植 物 的 開 花具 有 影 響 ， 有 人 設(shè) 計 了 以 下 實 驗 ： 取

9、20個 水 仙 鱗 莖 ， 隨 機(jī) 分 成 兩 組 ，一 組 10個 不 做 任 何 處 理 ， 任 其 自 然 生 長 ， 作 為 對 照 ； 另 一 組 10個 水仙 鱗 莖 均 剝 去 部 分 鱗 片 ， 露 出 花 芽 ， 并 用 0.1mg/mL的 萘 乙 酸 處 理 。兩 組 放 在 相 同 溫 度 和 濕 度 的 環(huán) 境 下 培 養(yǎng) 。 實 驗 組 的 10個 水 仙 頭 除 2個 死 亡 外 ， 其 他 8個 分 別 在 6-9天 時 間 內(nèi) 開 花 ， 平 均 比 對 照 組 早 一 個月 開 花 。（1）結(jié)論：萘乙酸可以促進(jìn)水仙提前開花。實驗中有哪些不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計會影響實驗

10、結(jié)果的準(zhǔn)確性？對照組也應(yīng)與實驗組一樣剝?nèi)ゲ糠主[片時；兩組放在相同環(huán)境下培養(yǎng)，其條件不僅是溫度和濕度，還有陽光、pH值等；水仙的品種和大小應(yīng)當(dāng)一致。 （ 2） 若 要 得 出 該 結(jié) 論 ， 請 你 重 新 設(shè) 計 合 理 的 實 驗 方 案 。（ 1） 取 20個 同 一 品 種 、 大 小 一 致 的 水 仙 鱗 莖 ， 隨 機(jī) 分 成 A、B兩 組 ， 每 組 各 10各 。(2)A組 10個 水 仙 頭 均 剝 去 部 分 鱗 片 葉 ， 露 出 花 芽 ， 并用 0.1mg/mL的 萘 乙 酸 處 理 ； B組 10個 處 理 方 式 除 不 用萘 乙 酸 處 理 外 ， 其 它 均

11、與 實 驗 組 相 同 ， 作 為 對 照 。(3)將 A、 B兩 組 放 在 完 全 相 同 環(huán) 境 下 培 養(yǎng) 。 觀 察 兩 組 水仙 鱗 莖 開 花 先 后 順 序 。 三 、 課 堂 作 業(yè)1、 （ 2009年 理 綜 全 國 卷 ） 已 知 2H2O2 2H2O + O2， 可 以 通過 觀 察 反 應(yīng) 過 程 中 O2的 生 成 速 度 （ 即 氣 泡 從 溶 液 中 釋 放 的 速 度 ）來 判 斷 H2O2分 解 反 應(yīng) 的 速 度 。 請 用 所 給 的 實 驗 材 料 和 用 具 設(shè) 計 實 驗 ，使 其 能 同 時 驗 證 過 氧 化 氫 酶 具 有 催 化 作 用 和

12、 高 效 性 。 要 求 寫 出 實驗 步 驟 ， 預(yù) 期 實 驗 結(jié) 果 、 得 出 結(jié) 論 ， 并 回 答 問 題 。 實 驗 材 料 與 用 具 ： 適 宜 濃 度 的 H2O2溶 液 ， 蒸 餾 水 、 3.5%的FeCl3溶 液 ， 0.01%的 過 氧 化 氫 酶 溶 液 ， 恒 溫 水 浴 鍋 ， 試 管 。（ 1） 實 驗 步 驟 ： 取 3支 試 管 分 別 編 號 為 A、 B、 C， 各 加 入 2mL的 H 2O2溶 液 ， 放 入 37 的 恒 溫 水 浴 鍋 中 保 溫 適 當(dāng) 時 間 。 分 別 向 A、 B、 C3支 試 管 中 加 入 2mL的 蒸 餾 水 、

13、 FeCl3溶 液 、 0.01%的 過 氧 化 氫 酶 溶 液 。 觀 察 各 試 管 釋 放 氣 泡 的 快 慢 （ 2） 實 驗 結(jié) 果 預(yù) 測 及 結(jié) 論 ： 整 個 實 驗 中 ， 不 同 處 理 的 試 管 中 O2的 釋 放 速 度 從 快 到 慢依 次 是 由 此 得 出 的 結(jié) 論 是 (3)如果將實驗中的恒溫水浴改為80，重做上述實驗，O2釋放速度最快的是 ，原因是： 。C、B、A 酶 具 有催 化 作 用 和 高 效 性B在80下，F(xiàn)eCl3的催化效率最高，而過氧化氫酶因高溫而失去活性。 2、為證明“唾液淀粉酶對淀粉有消化作用”，某同學(xué)制訂了下列實驗方案。 (1)實 驗

14、目 的 (略 ) (2)實 驗 材 料 和 用 具 (略 ) (3)實 驗 方 法 和 步 驟 ： 取 2支 試 管 ， 編 號 為 A和 B， 各 注 入 2 L漿 糊 。 用 涼 開 水 漱 口 后 ， 用 小 燒 杯 收 集 唾 液 。 向 A試 管 內(nèi) 加 入 2 唾 液 。 向 2支 試 管 中 各 滴 加 2滴 碘 液 。 將 2支 試 管 振 蕩 后 放 在 37 水 中 恒 溫 10 。 同時 取 出 2支 試 管 ， 觀 察 試 管 內(nèi) 溶 液 顏 色 的 變 化 。(4)結(jié) 論 ： 唾 液 中 含 有 淀 粉 酶 能 將 淀 粉 分 解 成 麥 芽 糖 。 上 述 某 同

15、學(xué) 的 實 驗 設(shè) 計 是 否 合 理 ？ 請 指 出 3點 不 合 理之 處 ， 并 試 著 寫 出 你 的 實 驗 設(shè) 計 思 路 。 分析 該題型是一種實驗糾錯評價題，體現(xiàn)了考試說明中“能對實驗方案作出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂”該題是對課本實驗四和實驗五的延伸和重要補(bǔ)充。 實 驗 方 法 和 步 驟 中 的 錯 誤 ： 第 步 應(yīng) 在 B試 管 中 加 入 2 清 水 ； 第 步 和 第 步 應(yīng) 作 對 調(diào) ， 以 排 除 碘 液 對 淀 粉分 解 的 影 響 。 結(jié) 論 錯 誤 ： 本 實 驗 只 能 證 明 唾 液 對 淀 粉 的 分解 作 用 ， 但 不 能 證 明 具 體 分 解 后 的

16、 產(chǎn) 物 是 什 么 。解 析 ： 課堂作業(yè)3、 某 同 學(xué) 設(shè) 計 了 一 個 實 驗 ， 研 究 香 蕉 在 常 溫 下 貯 藏 過 程 中乙 烯 和 CO2產(chǎn) 生 量 的 變 化 關(guān) 系 。 材 料 和 器 材 ： 剛 采 摘 的 成 熟 度 相 近 的 香 蕉 若 干 ， 密 閉 容器 ， 乙 烯 合 成 抑 制 劑 ， 氣 相 色 譜 儀 （ 用 于 測 定 乙 烯 濃 度 ） ，遠(yuǎn) 紅 外 CO2分 析 儀 。 方 法 和 步 驟 ： 挑 選 無 破 損 ， 形 狀 、 大 小 、 外 觀 顏 色 相 對 一 致 的 香 蕉 2kg， 隨 機(jī) 分 成2等 份 ， 編 號 為 A、

17、B。 A組 不 做 處 理 ， B組 。 將 A、 B兩 組 香 蕉 分 別 置 于 兩 個 相 同 的 密 閉 容 器 內(nèi) ， 并 放入 25 恒 溫 箱 中 。 每 隔 1小 時 ， 分 別 從 兩 個 容 器 內(nèi) 抽 取 等 量 氣 體 ， ， 并 記 錄 數(shù) 據(jù) 。噴灑一定濃度的乙烯合成抑制劑、其他條件適宜且與A組相同 分 別 測 定 A、 B兩 組 乙 烯 和 CO2的 濃 度 值 每 隔 3天 ， 重 復(fù) 步 驟 。 所 得 數(shù) 據(jù) 處 理 后 得 到 下 圖 （ 圖 1、 圖 2分 別 表示 A、 B組 實 驗 結(jié) 果 ） 。 從 上 圖 可 以 看 出 CO2產(chǎn) 生 量 與 乙

18、 烯 產(chǎn) 生 量 之 間 的 關(guān)系 是 ， 比 較 圖 1和 圖 2說 明 ： 。 在 生 產(chǎn) 實 踐 中 乙 烯 合 成 抑 制 劑 有 什 么 用 途 ：_。1 呈 正 相 關(guān)乙 烯 抑 制 劑 會 抑 制 CO2的 釋 放 、 延 遲 呼 吸 峰 的 到 來水 果 、 蔬 菜 的 保 鮮 1、 熟 練 掌 握 及 準(zhǔn) 確 提 取 有 關(guān) 題 目 背 景 知 識 和 信 息2、把 握 事 物 之 間 的 相 互 聯(lián) 系 、 相 互 影 響 的 關(guān) 系3、 根 據(jù) 事 實 作 出 科 學(xué) 的 判 斷 、 歸 納 、 推 理 等小結(jié)： 實驗題解題的基本思路和要求 4、 注 意 語 言 表 達(dá) 、 書 寫 的 科 學(xué) 性 、 完 整 性 、 條 理性 和 規(guī) 范 性 再 見2010年4月7日謝謝你的參與 再 見2010年4月7日 實驗步驟書寫方法（ 1） 第 1步 是 取 材 、 分 組 編 號（ 2)第 2步 是 對 實 驗 組 和 對 照 組 進(jìn) 行 不 同 的 處 理 和 相同 處 理 ； 常 用 語 “ 適 量 （ 2mL) 等 量 ； 其 他 條 件 適宜 且 相 同（ 3） （ 一 段 時 間 后 ） 觀 察 實 驗 組 和 對 照 組 不 同 的 實驗 現(xiàn) 象 （ 觀 察 對 象 要 寫 具 體 ）