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1、實驗設計與評價磁灶中學 葉世茂專題復習祝 你 學 習 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驗證簡單生物學事實，并對實驗現(xiàn)象和結果進行解釋、分析和處理 （ 驗證性實驗）n具有一些生物學問題進行初步探究的能力，能用恰當?shù)目茖W研究方法進行研究 （探究實驗 n能對實驗方案作出恰當?shù)脑u價和修訂 （實驗評價） （一）實驗設計題的常規(guī)解題思路明確實驗目的分析實驗原理提 出 實 驗 思 路設 計 實 驗 步 驟預 期 實 驗 結 果 實 驗 變 量無 關 變 量反 應 變 量施加條件隨機分組設置對照條件適宜重復實驗觀察現(xiàn)象測量數(shù)值操縱控制捕著一、實驗設計明確實
2、驗目的分析實驗原理明 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變量無關變量對照科學結論分析操控實驗變量控制無關變量檢測反應變量相同 實驗組：就是接受實驗變量、非自然條件下、試驗結果未知的對象組，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，若均接受處理或實驗變量的有多組，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，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。 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（反應變量)，由于自變量（實驗變量）而引起的變化和結果。例如往試管中加入碘液，溶液不變藍就是反應變量。（對照組變藍） 注 ：自變量和因變量是前因后果的關系。（二）變量的類型 3、無關變量（控制變量），指自變量以外會影響試驗結果的干擾因素，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“光照強度與光合作用強度的關系”時；
4、光照強度是自變量，CO2的吸收量是因變量；而 等因素屬于無關變量。 溫度、CO2濃度、水、礦質元素 （三）控制變量中遵循4大原則n科學性原則n單一變量原則（等量原則）n對照原則n平行重復性原則 1、科學性原則 科學性原則：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原理。實驗結果的預期有科學依據(jù)。實驗的各個環(huán)節(jié)不能偏離生物學基本知識和基本原理。鑒定蛋白質時要先加雙縮脲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、合理的設置對照可以使實驗方案簡潔、明了，排除無關變量的干擾，且使實驗結論更具有說服力。對照可分為哪些類型呢？ 對照的類型：根據(jù)實驗目的確定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 溫度為 0、 37 、803.自身對照：洋蔥表皮細胞質壁分離與復原試 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，看哪組能結果實。 正常細胞初
6、始質壁分離顯著質壁分離 觀察植物的質壁分離與復原 4、平行重復性原則平行重復性原則：是指為了提高實驗的可靠性和成功率，相同處理、多組實驗，其結果取平均值。例如：在物理學中測重力加速度、電阻率等時，也要進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取多個樣方，取平均值。又如 探究性實驗題解析二、實驗設計案例 請根據(jù)以上提供的材料及條件，設計一實驗探究“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)轉紅色沉淀 4、實驗結果預測：若 則說明假設成立。 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原理 三看器材五看結果實驗材料、器材選擇是否得當、合理藥劑選擇、使用方法、用量是否準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果驗證的目標是否準確實驗結果驗證的方法是否得當 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 計 了 以 下 實 驗 ： 取
9、20個 水 仙 鱗 莖 ， 隨 機 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）結論：萘乙酸可以促進水仙提前開花。實驗中有哪些不夠嚴謹?shù)脑O計會影響實驗
10、結果的準確性？對照組也應與實驗組一樣剝?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當一致。 （ 2） 若 要 得 出 該 結 論 ， 請 你 重 新 設 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 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 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 的 速 度 。 請 用 所 給 的 實 驗 材 料 和 用 具 設 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 期 實 驗 結 果 、 得 出 結 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 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 果 預 測 及 結 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 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 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 的 實 驗 設 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 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?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充。 實 驗 方 法 和 步 驟 中 的 錯 誤 ： 第 步 應 在 B試 管 中 加 入 2 清 水 ； 第 步 和 第 步 應 作 對 調(diào) ， 以 排 除 碘 液 對 淀 粉分 解 的 影 響 。 結 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 設 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 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 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 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 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 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 確 提 取 有 關 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 系3、 根 據(jù) 事 實 作 出 科 學 的 判 斷 、 歸 納 、 推 理 等小結： 實驗題解題的基本思路和要求 4、 注 意 語 言 表 達 、 書 寫 的 科 學 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 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 ）
《實驗設計與評價》PPT課件
