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1、实验设计与评价,磁灶中学 叶世茂,专题复习,祝你学习愉快,考试说明对实验与探究能力要求,能独立完成“生物知识内容表”所列实验（16个）验证简单生物学事实，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理（验证性实验）具有一些生物学问题进行初步探究的能力，能用恰当的科学研究方法进行研究（探究实验能对实验方案作出恰当的评价和修订（实验评价）,实验设计题,探究性实验题,实验结果预测题,实验专题复习,实验评价分析题,实验结果分析题,常见五种考题,（一）实验设计题的常规解题思路,明确实验目的,分析实验原理,提出实验思路,设计实验步骤,预期实验结果,实验变量,无关变量,反应变量,施加条件,随机分组,设置对照,条件适
2、宜,重复实验,观察现象,测量数值,操纵,控制,捕着,一、实验设计,明确实验目的,分析实验原理,明确实验目的,分析实验原理,控制变量,无关变量,相同,实验组：就是接受实验变量、非自然条件下、试验结果未知的对象组，也就是接受实验变量或处理以后，需要知道会产生什么实验现象的组。,对照组：用于比较的参照组和基准组，一般把自然的、已知的、及未接受实验变量的组作为对照组，若均接受处理或实验变量的有多组，那么就互为对照组。,（一）实验分组,有的实验没有对照组，而是以理论现象或数据作为对照。例如：验证性试验豆浆中若有蛋白质，遇双缩脲试剂会出现紫色，若无紫色出现，则没有蛋白质。又如：“叶绿体色素的提取和分离”实
3、验，目的是提取和分离色素，也没有设对照组,1、自变量（实验变量）：是实验中人为控制、与对照相比所不同的因素。例如探究唾液淀粉酶对淀粉的分解作用，加入的唾液淀粉酶就是自变量。（对照组加蒸馏水）2、因变量（反应变量)，由于自变量（实验变量）而引起的变化和结果。例如往试管中加入碘液，溶液不变蓝就是反应变量。（对照组变蓝）,注：自变量和因变量是前因后果的关系。,（二）变量的类型,3、无关变量（控制变量），指自变量以外会影响试验结果的干扰因素，是在实验中需要控制并且要减少或消除其对实验造成影响的因素。例如：探究“光照强度与光合作用强度的关系”时；光照强度是自变量，CO2的吸收量是因变量；而 等因素属于无
4、关变量。,温度、CO2浓度、水、矿质元素,（三）控制变量中遵循4大原则,科学性原则单一变量原则（等量原则）对照原则平行重复性原则,1、科学性原则,科学性原则：是指所涉及的实验方案、实验原理和实验药品的使用等必须正确符合科学原理。实验结果的预期有科学依据。实验的各个环节不能偏离生物学基本知识和基本原理。,鉴定还原糖时斐林试剂甲液和斐林试剂乙液要先混合再使用（现配现用）鉴定蛋白质时要先加双缩脲A液，在加双缩脲B液,例如：,2、单一变量原则（等量原则）,单一变量原则：实验过程中除一项因素或处理不同以外，实验所加试剂的量、所用时间、所处环境条件等均要相同。例如：在探究PH值对唾液淀粉酶活性的影响时，除
5、各组PH值不同外，其他的实验条件均要相同。如等,温度酶浓度 加入物质的量,3、对照原则,空白对照,相互对照,条件对照,自身对照,对照类型,对照性原则：科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，排除无关变量的干扰，且使实验结论更具有说服力。,对照可分为哪些类型呢？,对照的类型：根据实验目的确定,1.空白对照：如A组加淀粉酶溶液、B组加等量 蒸馏水。2.相互对照：探究温度对淀粉酶活性的影响设 温度为 0、37、803.自身对照：洋葱表皮细胞质壁分离与复原试 验。前一步骤的现象是处理后现 象的对照。4.条件对照：AB两组番茄花都去雄，仅A组柱 头涂适宜浓度的生长素溶液，C组 不做处理，看哪组能结
6、果实。,观察植物的质壁分离与复原,4、平行重复性原则,平行重复性原则：是指为了提高实验的可靠性和成功率，相同处理、多组实验，其结果取平均值。例如：,在物理学中测重力加速度、电阻率等时，也要进行多组实验取平均值。,调查某地蒲公英种群密度时要随机取多个样方，取平均值。,又如,探究性实验题解析,二、实验设计案例,请根据以上提供的材料及条件，设计一实验探究“低温降低酶的活性，高温破坏酶的活性”。,例1：现有如下材料：试管、淀粉溶液、唾液淀粉酶溶液、斐林试剂以及温度控制在0、37、80 的3个水浴锅。,1、该实验的自变量是；无关变量有（列举2项）,2、因变量是；如何检测因变量。,3、请继续完成以下实验步
7、骤（1）取3支试管，编号为A、B、C，分别加入2mL的 溶液。（2）（3）,温度,溶液PH值、酶量、加入淀粉溶液量,溶液是否出现砖红色沉淀,溶液与斐林试剂水浴加热到60-80,唾液淀粉酶,将A、B、C试管分别放入0、37、80 的3个水浴锅中，其他条件适宜且相同；一段时间后，往3支试管各加入等量（约1mL)的淀粉溶液，一段时间后，测定各试管是否出现转红沉淀。,将试管A、C试管放入37 的水浴锅中，一段时间后，测定A、B试管是否会出现转红色沉淀,4、实验结果预测：若 则说明假设成立。,第1次试管A无砖红色沉淀（或砖红色很浅），B试管出现砖红色沉淀，C试管无砖红色沉淀；且第2次A试管出现砖红色沉淀
8、，而C试管仍无砖红色沉淀；,三、实验评价,实验方案的“五看评价法”,一看对照,无对照,有对照,自变量设置是否合理、是否编号,是否遵守四大基本原则,二看步骤,步骤顺序是否合理、步骤是否完整,具体操作有无违反生物学原理,三看器材,五看结果,实验材料、器材选择是否得当、合理,药剂选择、使用方法、用量是否准确,四看条件,是否需要加热、搅拌、染色等,实验所需温度、PH值、光照等条件是否合理,实验结果验证的目标是否准确,实验结果验证的方法是否得当,例2：为了研究人工合成的生长素类似物萘乙酸是否对植物的开花具有影响，有人设计了以下实验：取20个水仙鳞茎，随机分成两组，一组10个不做任何处理，任其自然生长，作
9、为对照；另一组10个水仙鳞茎均剥去部分鳞片，露出花芽，并用0.1mg/mL的萘乙酸处理。两组放在相同温度和湿度的环境下培养。实验组的10个水仙头除2个死亡外，其他8个分别在6-9天时间内开花，平均比对照组早一个月开花。,（1）结论：萘乙酸可以促进水仙提前开花。实验中有哪些不够严谨的设计会影响实验结果的准确性？,对照组也应与实验组一样剥去部分鳞片时；两组放在相同环境下培养，其条件不仅是温度和湿度，还有阳光、pH值等；水仙的品种和大小应当一致。,（2）若要得出该结论，请你重新设计合理的实验方案。,（1）取20个同一品种、大小一致的水仙鳞茎，随机分成A、B两组，每组各10各。,(2)A组10个水仙头
10、均剥去部分鳞片叶，露出花芽，并用0.1mg/mL的萘乙酸处理；B组10个处理方式除不用萘乙酸处理外，其它均与实验组相同，作为对照。,(3)将A、B两组放在完全相同环境下培养。观察两组水仙鳞茎开花先后顺序。,三、课堂作业,1、（2009年理综全国卷）已知 2H2O2 2H2O+O2，可以通过观察反应过程中O2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预期实验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水、3.5%的FeCl3溶液，0.01%的过氧
11、化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。,（1）实验步骤：,取3支试管分别编号为A、B、C，各加入2mL的H2O2溶液，放入37的恒温水浴锅中保温适当时间。分别向A、B、C3支试管中加入2mL的蒸馏水、FeCl3溶液、0.01%的过氧化氢酶溶液。观察各试管释放气泡的快慢,（2）实验结果预测及结论：整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是 由此得出的结论是,(3)如果将实验中的恒温水浴改为80，重做上述实验，O2释放速度最快的是，原因是：。,C、B、A,酶具有 催化作用和高效性,B,在80下，FeCl3的催化效率最高，而过氧化氢酶因高温而失去活性。,2、为证明“唾液淀粉酶对淀粉有消化作用”
12、，某同学制订了下列实验方案。,(1)实验目的(略)(2)实验材料和用具(略)(3)实验方法和步骤：取2支试管，编号为A和B，各注入2 L浆糊。用凉开水漱口后，用小烧杯收集唾液。向A试管内加入2 唾液。向2支试管中各滴加2滴碘液。将2支试管振荡后放在37水中恒温10。同时取出2支试管，观察试管内溶液颜色的变化。(4)结论：唾液中含有淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖。上述某同学的实验设计是否合理？请指出3点不合理之处，并试着写出你的实验设计思路。,分析,该题型是一种实验纠错评价题，体现了考试说明中“能对实验方案作出恰当的评价和修订”该题是对课本实验四和实验五的延伸和重要补充。,实验方法和步骤中的错误：第
13、步应在B试管中加入2 清水；第步和第步应作对调，以排除碘液对淀粉分解的影响。结论错误：本实验只能证明唾液对淀粉的分解作用，但不能证明具体分解后的产物是什么。,解析：,课堂作业,3、某同学设计了一个实验，研究香蕉在常温下贮藏过程中乙烯和CO2产生量的变化关系。材料和器材：刚采摘的成熟度相近的香蕉若干，密闭容器，乙烯合成抑制剂，气相色谱仪（用于测定乙烯浓度），远红外CO2分析仪。方法和步骤：挑选无破损，形状、大小、外观颜色相对一致的香蕉2kg，随机分成2等份，编号为A、B。A组不做处理，B组。将A、B两组香蕉分别置于两个相同的密闭容器内，并放入25恒温箱中。每隔1小时，分别从两个容器内抽取等量气体
14、，并记录数据。,喷洒一定浓度的乙烯合成抑制剂、其他条件适宜且与A组相同,分别测定A、B两组乙烯和CO2的浓度值,每隔3天，重复步骤。所得数据处理后得到下图（图1、图2分别表示A、B组实验结果）。,从上图可以看出CO2产生量与乙烯产生量之间的关系是，比较图1和图2说明：。在生产实践中乙烯合成抑制剂有什么用途：_。,1,呈正相关,乙烯抑制剂会抑制CO2的释放、延迟呼吸峰的到来,水果、蔬菜的保鲜,1、熟练掌握及准确提取有关题目背景知识和信息,2、把握事物之间的相互联系、相互影响的关系,3、根据事实作出科学的判断、归纳、推理等,小结：实验题解题的基本思路和要求,4、注意语言表达、书写的科学性、完整性、条理性和规范性,再 见,2010年4月7日,谢谢你的参与,再 见,2010年4月7日,实验步骤书写方法,（1）第1步是取材、分组编号,（2)第2步是对实验组和对照组进行不同的处理和相同处理；常用语“适量（2mL)等量；其他条件适宜且相同,（3）（一段时间后）观察实验组和对照组不同的实验现象（观察对象要写具体）,
