《实验设计的题型与解答策略ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验设计的题型与解答策略ppt课件.ppt（37页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、实验设计的题型及其解答策略,2003年,2002年,2001年,试题,2004年,2005年,200年,比例（%）,总分,实验设计题分值,题型,40,60,24,25,60,15,36,72,26,42,72,58,12,75,42,72,58,16,实验设计题发展的一个明显的趋势：分值基本逐年增加，但得分率每年均最低,验证型,验证型,验证型,验证型,验证型,验证型,2003年,2002年,2001年,试题,2004年,2005年,200年,分析实验结果、设计实验程序,实验步骤正确（脊蛙反射实验）、设计(杂交育种)实验程序,改正实验步骤,实验方法步骤不正确（矿质营养）,补充实验步骤、结果,实验
2、原理、步骤不严密（生长素）,考查要求,背景材料,提供实验材料和用具（胰高血糖素）,写出步骤、预测、解释和结论,提供实验方案（胰岛素）,分析实验原理、实验现象,提供实验材料（牛的遗传实验）,推断显性性状、确定显隐性关系,一、近几年全国卷中实验设计的题型及考查要求,继续完成实验并预测结果,提供实验材料（光合作用和呼吸作用）,提供实验材料（果蝇的遗传实验）,推测性状表现，判断遗传方式,二、探究型实验与验证型实验的比较,验证型实验,探究型实验,实验目的,实验假设,实验原理,实验过程,实验现象,结果预测,实验结论,请你帮助完成为食品卫生质量检验人员设计的一个检测稻米新鲜程度的简易实验。 实验目的： 实验
3、原理： 实验材料：新稻米，陈稻米(数量足够) 试剂和用具：1%的愈创木酚、1%的过氧化氢(H2O2)、带塞子的试管、培养皿、移液管、观察颜色的放大镜等。,根据过氧化酶活性的强弱来鉴别新稻米和陈稻米,在有过氧化氢(H2O2)存在时，稻米内的过氧化氢酶可以使愈创木酚氧化成红褐色物质，颜色的深浅与酶活性呈正相关,例1、新收获的稻米煮出的饭香气诱人，但是不法商贩也可以用陈稻米抛米增白、上油后以假乱真，欺骗消费者。新稻米所含过氧化酶活性明显高于陈稻米。植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢(H2O2)存在时能把某些酚类化合物(如:愈创木酚)氧化成红褐色物质，简单表示为：,实验步骤：(1)让稻米事先浸有1%的愈
4、创木酚。具体做法是 ，然后分别用移液管往两试管内加入1%的愈创木酚溶液，浸没大米，盖上试管塞用力摇动振荡20下，静置一段时间后，弃掉多余液体。 (2)将浸有1%的愈创木酚的稻米分别倒入两个具有与前相同编号的培养皿中，用镊子摊开，然后 。(3) 。 预期结果： 。 结论： 。,取两支带塞子的试管分别编号为A与B，其中A管设为对照，放入5g新稻米，B管放入5g待检测的陈稻米(要求设对照，放入稻米的量要足够多且相等),用移液管吸取1%的过氧化氢(H2O2)分别滴向两培养皿的稻米里，使所有稻米都浸有过氧化氢,几分钟后(一定时间后)，用放大镜观察两培养皿里稻米的颜色变化,新稻米呈红褐色，陈稻米几乎无色或
5、颜色很浅,稻米里的过氧化氢酶的活性会随着贮藏时间的延长而降低,例2.（07湖南30校联考）右图是可测定呼吸速率的密闭系统装置。（1）为了使测得的有色液滴移动数值更准确，必须进行对照，对照装置的容器和小瓶中应该分别放入（2）生活中发现，受到机械损伤后的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。 请结合测定呼吸速率实验装置，设计实验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。, 实验变量： 。 实验假设： 。,是否机械损伤,机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高（或机械损伤不能引起樱桃呼吸速率升高）, 实验步骤：第一步：按装置图中所示进行操作，30分钟后，记录有色液滴移动距离为a。第二步： 第三
6、步：记录相同时间内有色液滴移动距离为b ，比较a、b数值的大小。 预期结果及结论：,向容器内加入与实验组等量消毒的受到机械损伤后的樱桃，其它处理及装置与实验组完全相同。,1、混淆：验证-探究； 定性-定量； 实验-对照； 假设-预期； 结果-结论,2、语言表述庸俗，啰嗦，逻辑混乱,三、常见错误,正确判断验证型实验与探究型实验是解题的关键，可以确保不犯原则性、方向性错误；综合近几年的全国高考（湖南卷），以验证性实验为主，但探究性实验是必然的发展趋势，需要引起高度重视。,3、实验步骤关联性不强，实验先后顺序颠倒，方法不规范或不可操作,四、实验设计的基本原则,1、设置对照原则（增加实验可信度）,对照
7、实验设置合理与否的关键保证其他条件的完全相等,a、所用生物材料要相同，即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同,b、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,c、所用实验试剂要相同，即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其注意体积上的等量问题,d、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。有时尽管处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。,2、单一变量原则,变量只有一个，其他因素必须相同且适宜。如：我们常常强调“选取生长状况相同的幼苗”、“数量大小相同的种子”、“置
8、于相同并适宜条件下培养”、“加入等量的清水”、“选取发育状况相等”、体重相等“、”同性别“的某某动物等等，均是为了排除无关变量对实验结果的干扰。,五、实验方案的评价五看评价法,六、单因子实验与双因子（或多因子）实验,1、对于单因子实验，自变量只有1个。,2、对于双因子实验，变量则有2个。但双因子实验是由2个单因子实验组成，每个单因子实验是只有1个变量的对照实验。,例：探究果胶酶催化化学反应的最适温度和最适pH；此外2006年全国高考（湖南卷）的30题实际上为双因子实验题。,例3（06全国高考）为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗。用所提供的材料和用具，在给出的实验步骤和预测
9、实验结果基础上，继续完成实验设计和预测实验的结果，并对实验结果进行分析：实验材料和用具：烟草幼苗、试管2支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、日光灯（实验过程中温度和光照等条件适宜，O2、CO2在水中的溶解量和无氧呼吸不计）。实验步骤和预测实验结果： 剪取两块相同的烟草叶片分别放在盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中，叶片均浮在水面上。 用真空泵抽走两支试管内液体中和叶肉细胞空隙间的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均沉在试管底部。 分析实验的结果：,参考答案：实验步骤和预测实验结果： 将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮
10、，蒸馏水的叶片仍在试管底部。 再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水的叶片仍在试管底部。分析预测的结果： 光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和O2，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片位于试管底部。 黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试
11、管底部。,本题的难点在于验证光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，是两个方面。变量有2个：一是有无CO2，二是有无O2；有两组对照实验：一是蒸馏水与NaHCO3；二是光照与黑暗。,例4、长期以来，研究者对促使蝗虫感受环境拥挤的机制存有疑义。在细胞及分子水平上，美国科学家研究发现孤立性与合群性蝗虫的神经中枢系统有11个神经传导束具有显著差异，而中国科学家研究发现孤立性和合群性的蝗幼虫有532个基因不同，在行为研究方面，科学家从蝗虫的视觉、嗅觉等方面进行探索，请你设计实验对此进行探究。（提示：嗅觉可能是蝗虫释放的一种挥发性化学物质信息激素引起的）,实验步骤：第一步：选择两个同样的孤立性雌性蝗
12、虫，编号1、2；另选两个同样的孤立性雌性蝗虫，编号3、4，备用。,第二步：分别用视觉、嗅觉两种刺激进行实验。即将一只孤立性蝗虫1置于密闭透明玻璃容器中，容器外放置孤立性蝗虫3，记作A组；将 ，记作B组。第三步：观察蝗虫，记录A、B的反应。,一只孤立性蝗虫2置于开放的黑色玻璃容器中，容器外放置孤立性蝗虫4（使蝗虫不能相互看到）,预期实验结果及结论：（1）A与B均表现出较明显的合群化行为，证明视觉、嗅觉两种刺激都是有效的合群化触发机制；（2）（3）（4）问题：上述实验方案能否达到实验目的？简述理由。（5）,A与B均不表现出较明显的合群化行为，证明视觉、嗅觉两种刺激都不是有效的合群化触发机制。,A表
13、现出较明显的合群化行为，B不表现出较明显的合群化行为，证明视觉是较嗅觉刺激更为有效的合群化触发机制,A不表现出较明显的合群化行为，B表现出较明显的合群化行为，证明嗅觉是较视觉刺激更为有效的合群化触发机制,不能。缺乏雄性实验组；缺乏重复实验（即应反复做相同实验并能得到相同的结论）。,七、实验设计题的解题策略,了解实验程序：明确目的要求联系基本原理找出实验变量设置实验对照构思控制方法选择实验器材 严格操作程序获得实验事实分析实验结果规范表述结论,无论哪一种类型的实验设计题，答题都有一个共同点：即一定要读懂题意，弄清试题要研究什么问题，需要解决什么问题，然后才是具体的分析和表述。,八、解答实验设计类
14、型试题的一般步骤,2、合理地设计操作过程,(2)操作顺序的合理性（科学性原则）,如右图实验：步骤：制备6ml淀粉溶液并冷却至常温。：收取唾液若干。：取3支试管各加入2ml可溶性淀粉。如何选择操作的顺序？,、向A、B、C三支试管内各加入2mL唾液；、把A、B、C三支试管按序放入37 、0 、100 的3个水浴锅内一定时间；、向A、B、C三支试管内各加入2滴碘液,缺乏可操作性1：（湖南）统计发现，有12的考生设计为“取两株生长一致的幼苗，一株培养在完全培养液中，另一株培养在缺镁完全培养液中”，还有的则设计为“取一株生长正常的幼苗，先用缺镁完全营养液培养，再用完全培养液培养”。,缺乏可操作性2：“用
15、去掉镁的砂性土壤培养幼苗”,缺乏可操作性3：“将幼苗中运载Mg2+的载体去掉”,缺乏可操作性4：“将植物体内的Mg2+分离出来”,（1）实验组别编号描述。如：凡实验中涉及到两组或两组以上，所用器材需用1、2、3或A、B、C或甲、乙、丙等加以编号便于区分。,（2）实验步骤分步描述并加以编号（千万注意：一般不宜连续描述！）。如：第一步：第二步：第三步：，等等。,（3）在量上难以做到准确的量化描述时，应尽可能用“定性”的语言表达。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。,（4）叙述中尽量要用规范的实验术语，不能用含糊的口语，注意避
16、免“词不达意”。如：“一段时间”、“适宜的温度”、“适量的”、“一定量的” 、“等量”、“等温”、 “生长状况相同”等等。,（7）必要时选用文字、表格、坐标曲线图等形式进行具体、准确表达。要注意坐标图横轴、纵轴的含义、单位、走势及关键点。,（5）注意能体现“单一变量原则”词语的准确使用。例如“等量”、“等温”、 “生长状况相同”等等。,（6）要提供的实验材料和用具应全部用上，不可遗漏，除非这道实验题是让你“选择使用”。此外，除非题目条件允许，否则自己不能随意添加实验材料和试剂。,（2）分析要全面：仔细观察并准确记录实验现象，并根据实验现象作出相应的结论，可能的结果都要预测到。一般描述为：如果则
17、；如果则；如果则。,（3）结果表述要准确：如：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”,3、全面准确分析、预测实验结果,（1）假如题目中出现了“有无”、“是否”、“能否”等语气不确定的词，在分析实验可能出现的结果时，要从正反两方面进行分析，有时还得从不正不反，中立的方面分析。例如2003年春季高考“研究光对种子的萌发有无影响”，就可能出现3种情况：有促进作用、有抑制作用、没有影响。但要注意的是，如果题目要求写最可能的一种结果，则根据所学的知识确定一种即可。,5、回归检验。检查自己设计的实验是否存在科学性原则，紧扣实验原理来进行；是否有遗漏的地方；是否
18、还有其他可能性存在；实验设计的检验过程最终应该对照实验原理，回归实验目的。,4、下结论：要从实验现象来下结论，不可先下结论，再说实验现象。结论往往会和实验目的相呼应。如果实验目的不够明朗，则应加入自己对该实验的理解，尽量利用课本的语言来回答。,例.刚收获的玉米种子堆放一天后就发热了，某同学认为这只是玉米自身呼吸所散发的热量。根据以下提供的实验材料和器具设计实验，研究玉米种子堆中热量的来源。（1）实验原理： 生物呼吸作用以热能形式散失的能量的相对值可用温度计测量，散失越多，温度计读数越高。（2）实验材料和器具： 刚收获的玉米种子，同样大小消毒过的透明暖水瓶，消毒过的温度计和棉花，加热煮沸过的用具
19、，0.1%高锰酸钾溶液等，以上材料和器具可供实验用。,（3）实验步骤：第一步： 第二步： 第三步： 第四步： （4）预期实验结果并得出结论：,取三个保温瓶，分别编号A、B、C,取刚收获的玉米种子若干，平均分成三份，一份煮熟一段时间后冷却，然后放入A瓶中；一份用0.1%高锰酸钾溶液浸泡一段时间后放入B瓶中；一份不做任何处理放入C瓶中,在三瓶中插入温度计并用棉花把瓶塞紧，并记录温度计的读数,将三个瓶放到相同的环境中，过一段时间观察、记录温度计的读数,A瓶中温度无变化，B瓶和C瓶中的温度均升高,结论：玉米种子堆中的热量来源于玉米种子自身的呼吸释放的能量和玉米种子上携带的微生物的呼吸释放的能量,常以设
20、计完整实验，续写实验步骤，对实验现象和结果进行分析和推论以及对实验过程进行评价的形式出现。,九、实验设计的常见题型,（一）补充完善型实验设计,例6根据原理和材料用具，设计实验选择运载体质粒，明确质粒的抗菌素基因所控的抗菌素类别。实验原理：作为运载体的质粒，须有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因，凡有抗菌素抗性的细菌，其质粒才可用作运载体。材料用具：青霉素、四环素的10万单位溶液、菌种试管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、蒸馏水、恒温箱等。,方法步骤：第一步：取三个含细菌培养基的培养皿并标1、2、3号，在酒精灯旁，用三支注射器分别注入1ml蒸馏水、青霉素液、四环素液
21、，并使之在整个培养基表面分布均匀。第二步：_第三步：_预期结果：_,将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火焰旁接种，并对三个培养皿分别接种,将接种后的三个培养皿放入37度恒温箱24小时,例7.阅读下列材料，回答相关问题。 蒲公英，菊科，结瘦果，头状花序，根可用于扦插繁殖根可入药，叶型有全缘型，也有缺刻型生长于背风向阳处的植株叶型为全缘型，而生长于向风隐蔽处的植株叶型为缺刻型,（二）评价改进型实验设计,为了验证“蒲公英的缺刻叶型是受环境因素的影响而形成的”，某三位同学利用如下材料进行了设计。下列是实验的思路，请分别指出三个实验思路能否达到实验目的，为什么？材料用具：秋季同一田野中生长良好的蒲公英；
22、花盆；小铲；剪刀；沃土等。,实验一：于田野中取全缘叶型的一株蒲公英上的两粒种子，分别栽种于装有沃土的A、B两盆中给予适宜外界条件，催芽；发芽后于适宜条件下培养，A为背风向阳处，B为向风隐蔽处；过一段时间后观察两盆蒲公英的叶型。,实验一：不能。因为A、B两组的遗传物质可能不同，实验结果的差异可能是遗传物质决定的，也可能是环境差异引起的。（违反了单一变量原则）,实验二：选取一株生长良好的蒲公英，取其根，在同一直根上切取相似两段，分别埋于沃土中催芽，培育至出现成熟叶型；再分别移栽于A、B两花盆培养，A为背风向阳处，B为向风隐蔽处；过一段时间后观察两盆蒲公英的成熟叶型的变化。,实验三：分别选取叶型呈缺
23、刻叶和全缘型的两株生长良好的蒲公英，取其根，在相似部位上切取相似两段，分别埋于沃土中催芽；发芽后移栽于A、B两花盆中，于背风向阳处培养；过一段时间后观察两盆蒲公英的叶型。,实验二：不能。因为分化一般不可逆转，成熟叶型已形成，环境差异不能再改变叶型，难以达到实验目的。（选材不当）,实验三：不能。因为两组环境条件相同且不是缺刻叶型形成所必需的外界条件（或答：本实验只证明全缘叶型的形成与环境有关而不能达到本实验的目的）（对照设置不当）,（三）开放探究型实验设计,例8.有人发现花卉有红花和白花两种表现型。（1）请你设计一个实验，探究花色的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传。用遗传图解和语言简洁回答。,（2
24、）如果化色的遗传是细胞核遗传，请写出F2代的表现型及其比例。,若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同，则该花色的遗传为细胞质遗传；若正交与反交产生的F1的性状表现与母本无关，都表现为红花或白花的一种，则该花色的遗传为细胞核遗传。,3红：1白或3白：1红,（四）条件限制型实验设计,例9.某校生物实验小组对“动物细胞是否也能通过渗透作用吸水和失水”进行实验探究，假若你是其中的一员，请分析回答：（1）实验假设是 ，请你说出作出该假设的依据： 。（2）把下面的实验方案补充完整。实验仪器、试剂：显微镜、带刻度的载玻片、取材工具、食盐、蒸馏水。实验材料：为了便于取材和观察，最好选用人的 细胞作为实验
25、材料。实验步骤：a、配置 溶液；,口腔上皮（红）,一系列不同浓度梯度的食盐,b、取7支试管，分别编号17；c、在试管中加入相应的试剂和材料；d、一段时间后，制片、显微观察。如果你的假设成立，则实验预期结果是,在小于0.9%（或较低浓度）的盐水中，细胞直径变大甚至破裂；在等于0.9%（或适宜浓度）的盐水中，细胞直径不变；在大于0.9%（或较高浓度）的盐水中，细胞直径变小甚至皱缩,（3）设计一个用于实验记录的表格，注明实验记录的相关项目。,假设的基本句式是：如果，那么,（五）综合创新型实验设计,例10.当药品开发商开发出一种新药治疗疾病时，都要对药物进行检测，以确保它能起到理想的疗效。通常药物先在
26、动物身上做实验，如果成功，再在人体上做实验（先志愿者，后推广）。有一种新药，准备在人体内进行实验，药品公司声称每天服用一个剂量的药物X，就可将经常性高血压患者的血压降至正常水平。（1）研究人员应如何检测（实验方法步骤）？,选择高血压病人若干，平均分成两组，两组人群的血压值、性别、各年龄段人数大体相等；实验组每天接受一个剂量的药物X，对照组不接受；每天测定两组病人的血压值，记录数值；经过一段时间后，取每组测得数量的平均值。,（2）研究人员在对此药物治疗效果的报告中指出：“如果服用药物X后，高血压患者的血压从180/110降低到135/90，说明该药物在人体中有确切疗效。”为使实验的结果更加有说服
27、力，该研究人员还应提供那些数据？（要求至少答出两项）,对照组的平均血压；研究中受测试人数；研究时间的长短,1、用干燥和潮湿的水稻种子设计实验：探究细胞内自由水和含量与代谢强度的关系；,2、探究B元素对花粉管萌发的影响,3、鉴定唾液淀粉酶是蛋白质,4、用荧光染料探究细胞膜的流动性,5、用红色花瓣、盐酸、清水等材料探究细胞膜的选择透过性,6、探究细胞分裂素促进植物细胞有丝分裂的作用,7、探究煤焦油、烟草浸出液引起细胞癌变,8、探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产物(谷氨酸)合成量的影响,十、高中教材中常见实验设计举例,9、探究萤火虫发光与ATP的关系,10、温度、光照、CO2浓度对植物光合作用的影响
28、,11、探究光照强度、温度、空气湿度对蒸腾作用的影响；,12、探究溶液浓度与植物细胞渗透作用的关系,13、探究矿质元素与植物元素缺乏症的关系,14、探究影响酵母菌发酵速度的因素,15、探究生长素与细胞分裂素在植物组织培养中的作用,16、探究赤霉素对植物伸长生长的促进作用,17、探究胰岛素与尿糖的关系,18、神经传导的实验探究,19、验证种子是否有活性（纵剖、染色）,20、探究影响种子萌发的环境条件,21、探究药物对人体细胞的毒副作用,22、利用长翅果蝇与残翅果蝇探究觅食环境对果蝇类型的自然选择,23、利用油菜或蝌蚪探究影响种群密度的因素,24、探究日照时间长短对植物开花期的影响,25、探究易烂与机械损伤对植物果实呼吸速率的影响,26、探究细胞衰老的影响因素（物种、性别、年龄、细胞核的变化等）,27、探究酵母菌的细胞呼吸方式,28、研究叶的表面积与水分运输速率的关系,29、探究植物根系对物质吸收的方式（是主动运输还是被动运输）,30、探究花色的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传,31、探究根向重力生长机理,32、有机污染物对水生软体动物雌性个体有致畸作用,
