高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)和解題策略

1、一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的三大原則:1、單一變量原則（等量原則）變量單一變量原則種類 實(shí)驗(yàn)變量（自變量） 反應(yīng)變量（因變量） 無(wú)關(guān)變量（控制變量）©額外變量（干擾變量）處理變量 的目的及 關(guān)鍵目的：在于操縱自變獲取因變量關(guān)鍵：在于控制無(wú)關(guān)變量，減少干擾變量 確保機(jī)單一變量"的實(shí)驗(yàn) 觀測(cè)，即不論有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)變 量，都應(yīng)做到一個(gè)實(shí)驗(yàn)變量 對(duì)應(yīng)觀測(cè)一個(gè)反應(yīng)變量 確保單一變量,的操作 規(guī)范，即實(shí)施中要盡可能避 免無(wú)關(guān)變量及額外變量的干 擾2、對(duì)照原則對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照設(shè)置對(duì)照，進(jìn)一步 消除無(wú)關(guān)變量對(duì) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響， 以增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果 的可信度 空白對(duì)照：不做任何實(shí)驗(yàn)處理的對(duì)照組 自身對(duì)照：實(shí)驗(yàn)與對(duì)

2、照在同一對(duì)象上進(jìn)行 條件對(duì)照：給實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行某種條件處理， 給對(duì)照組進(jìn)行另一種條件處理 相互對(duì)照（對(duì)比實(shí)驗(yàn)）：幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互 對(duì)照【例】試判斷下列實(shí)驗(yàn)分別是屬于什么對(duì)照類型？實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別是什么？（1）“探究影響酶活性的因素”實(shí)驗(yàn)中：1號(hào)試管加1 ml蒸餡水；2號(hào)試管加1 ml鹽酸；3號(hào)試管加1 ml naoh溶液。（2）“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實(shí)驗(yàn)。（3）在“動(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物”的實(shí)驗(yàn)中，甲組飼喂甲狀腺激素，乙組飼喂甲狀腺激素抑制劑，丙組不飼喂藥劑。3、重復(fù)原則:其目的是為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果或數(shù)據(jù)更接近真實(shí)情況，避免偶然因素對(duì)實(shí) 驗(yàn)的影響。【例】探究植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)抒插枝條生根的作用，為

3、了排除偶然因素的 干擾，實(shí)驗(yàn)時(shí)該如何操作？答案：同一濃度處理的插條數(shù)目要求為35根，然后再求平均值。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的常見(jiàn)考點(diǎn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊骄炕蛘唑?yàn)證的某一事實(shí)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊话愕臅?shū)寫(xiě)格式為“探究xx（自變量）對(duì)xx（因變量）的影響”或“探究xx（自變量）與xx（因變量）的關(guān)系”或“驗(yàn)證等?！纠?在用生長(zhǎng)素促進(jìn)植物枝條生根的實(shí)踐過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)枝條生根情況不一，分析其原因，認(rèn)為可能與生長(zhǎng)素的濃度有關(guān)。請(qǐng)據(jù)此擬定一個(gè)相關(guān)研究課題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪?甲型流感病毒正在全球范圍內(nèi)擴(kuò)散，嚴(yán)重危害人體健康。某學(xué)校 生物興趣小組的同學(xué)通過(guò)查閱資料發(fā)現(xiàn)，常見(jiàn)的流感病毒都是rna病毒, 同時(shí)提出疑問(wèn)：甲型流感病毒的遺傳

4、物質(zhì)是dna還是rna?該興趣小組為解 決這一疑問(wèn)而設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)為該實(shí)驗(yàn)擬定一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。【例?如圖裝置表示3株脫淀粉（經(jīng)充分“饑餓”處理）的長(zhǎng)勢(shì)相同的同種植株放在透光的不同鐘罩內(nèi),請(qǐng)根據(jù)下面圖解，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)?zāi)康模嘿|(zhì)量分?jǐn)?shù) 為0.1%的nahuos溶液 、質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為1%的inahco 溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù) 為1%的 wauh 溶液 、in2. 實(shí)驗(yàn)假設(shè)的書(shū)寫(xiě)實(shí)驗(yàn)假設(shè)是對(duì)研究結(jié)果的預(yù)測(cè)，可能正確也可能錯(cuò)誤。一般情況下, 若是實(shí)驗(yàn)中要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)假設(shè)，應(yīng)依據(jù)題干信息和所學(xué)的知識(shí)，寫(xiě)出最 可能的一種假設(shè)（即該假設(shè)要能解釋題目所給的現(xiàn)象或與題干相符）?！纠?哺乳動(dòng)物體溫的相對(duì)恒定是由于完善的調(diào)節(jié)機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)

5、機(jī)體產(chǎn)熱 量和散熱量保持動(dòng)態(tài)平衡的結(jié)果。動(dòng)物產(chǎn)熱的主要方式是細(xì)胞的有氧呼吸。為了探究哺乳動(dòng)物隨外界環(huán)境溫度升高，呼吸作用強(qiáng)度是升高還是降低, 某校生物興趣小組設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)寫(xiě)出該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)假設(shè):3、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論一般來(lái)說(shuō)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是“不需要”預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果 是“已知的”。探究性實(shí)驗(yàn)一般有多種可能的預(yù)測(cè)結(jié)果，大多有三種。“變 量促進(jìn)結(jié)果；變量抑制結(jié)果；變量與結(jié)果無(wú)關(guān)”，或“全肯定；全否定； 一肯定一否定”等?！菊Z(yǔ)言描述】探究性實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)結(jié)果和結(jié)論一般都用“若，則 來(lái)描述?！纠吭跉W美，洋蔥被譽(yù)為“蔬菜皇后”。其肥大的鱗莖中含糖類86%。 那么，洋蔥肥大的鱗莖中所含的

6、糖類是淀粉還是可溶性還原糖？生物興 趣小組的同學(xué)以此為研究課題開(kāi)展研究。請(qǐng)你完成下面的實(shí)驗(yàn)研究報(bào) 告。(1) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄垦笫[肥大的鱗莖中所含的糖是淀粉還是可溶性還原 糖。(2) 實(shí)驗(yàn)步驟：1鑒定可溶性還原糖： 制備洋蔥組織樣液，取樣液2毫升注入試管。 觀察顏色變化。ii 鑒定淀粉： 制備洋蔥組織樣液，取樣液2毫升注入試管。 觀察顏色變化。(3) 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論： o o答案：(2) i 加入適量剛配制的斐林試劑，搖勻后，將試管置于50 °c65 °c水浴鍋中加熱11滴加12滴碘液，搖勻(3) a.若觀察到步驟i有磚紅色沉淀，步驟ii沒(méi)有藍(lán)色出現(xiàn)，則洋蔥肥大的鱗莖中所

7、含的糖是可溶性還原糖而不是淀粉;b.若觀察到步驟i無(wú)磚紅色沉淀，步驟ii有藍(lán)色出現(xiàn)，則洋蔥肥大的鱗莖中所舍的糖不是可溶性還原糖而是淀粉;c.若觀察到步驟i有磚紅色沉淀，步驟ii也有藍(lán)色出現(xiàn)，則洋蔥肥大的鱗莖中所含的糖既有可溶性還原糖又含有淀粉 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟:(1) 取材、分組、編號(hào) 取材：取材要符合實(shí)驗(yàn)的要求，有利于實(shí)驗(yàn)的成功進(jìn)行且容易獲得。估計(jì)實(shí)驗(yàn)的偶然誤差較大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增加取樣數(shù)量，在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)取平均值。 分組：等量、隨機(jī) 編號(hào)：如甲組(可再分為a組和b組)、乙組(可再分為c組和d組)等【語(yǔ)言描述】若實(shí)驗(yàn)材料為植物，可描述為“選擇長(zhǎng)勢(shì)相同、大小 相近的同種植物隨機(jī)等量分組，分

8、別編號(hào)為a、b、c”； 若實(shí)驗(yàn)材料為動(dòng)物，可描述為“選擇年齡.體重、性別相同，健康 且生長(zhǎng)發(fā)育狀況相同的同種動(dòng)物隨機(jī)等量分組，分別編號(hào)為1、2、3”; 若實(shí)驗(yàn)材料為種子，可描述為“取大小一致、飽滿程度相近的同種 種子隨機(jī)等量分組，分別編號(hào)為甲、乙、丙”。(2) 實(shí)驗(yàn)自變量的處理，即實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的設(shè)置【語(yǔ)言描述】可通過(guò)“適量”和“等量”表達(dá)出來(lái)，如“在a組中加 入適量的在b組中加入等量的（如生理鹽水、蒸憾水、清水等）”。 在某些具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，也可用具體的量表達(dá)出來(lái)，如“在a組中加入2 ml 在b組中加入2 ml”。（3）培養(yǎng)（或處理）、觀察、記錄實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組都必須放在“相同且適宜”的環(huán)境

9、中，這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié) 果才具有可比性。培養(yǎng)時(shí)間根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)而定，也可用“一段時(shí)間后”來(lái)描述?！菊Z(yǔ)言描述】將兩套（或多套）裝置放在相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)（或用相 應(yīng)方法處理，如振蕩、加熱等），一段時(shí)間后（或定時(shí)）觀察（或測(cè)定）并 記錄（求平均值）;【例】臺(tái)灣塑化劑事件的爆發(fā)，使我們認(rèn)識(shí)到環(huán)境激素對(duì)人體的危害。 有人猜測(cè)塑化劑的作用類似于雌激素，可能會(huì)引發(fā)性早熟。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探 究上述猜測(cè)是否正確。（說(shuō)明：性成熟的早晚可以用初次發(fā)情時(shí)間為指標(biāo)）（1）材料和用具：的雌鼠若干，的飼料（甲），含適量濃度雌性激素的飼料（乙），普通飼料（丙）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（3）實(shí)驗(yàn)步驟： 將雌鼠,編號(hào) a. b、coo（4）如果猜測(cè)

10、正確，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:化劑(2) 探究塑化劑的作用是否類似于雌激素，會(huì)引發(fā)雌鼠性早熟。(3) 隨機(jī)均等的分為3組a組每天飼喂適量的飼料甲，b組每天飼喂等量的飼料乙，c組每天飼喂等量的飼料丙。在相同且適宜的條件下培養(yǎng)。觀察記錄每個(gè)雌鼠的初次發(fā)情時(shí)間，并求每組平均值(4) a、b兩組的平均初次發(fā)情時(shí)間都早于c組【例】某學(xué)生準(zhǔn)備驗(yàn)證酵母菌既能進(jìn)行有氧呼吸，也能進(jìn)行無(wú)氧呼吸,并設(shè)計(jì)了下列對(duì)照實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫助他完成有關(guān)內(nèi)容。(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證酵母菌的細(xì)胞呼吸方式。(2)材料用具：酵母菌培養(yǎng)液、質(zhì)量濃度為0. 19 g/ml的葡萄糖溶液、 液體石蠟油、蒸惚水.保溫瓶、溫度計(jì)、棉花。(3) 實(shí)驗(yàn)步龍 將質(zhì)量濃

11、度為0. 19 g/ml的葡萄糖溶液加熱后冷卻備用。 取3個(gè)保溫瓶，編號(hào)為a、b、c,并將c瓶設(shè)置為對(duì)照。 在3個(gè)保溫瓶中分別加入等量的。 a瓶中再加入, b瓶中再加入，c瓶中再加入o 在3個(gè)保溫瓶中均放入溫度計(jì)，用棉花輕輕塞上瓶口，并保證保溫瓶通氣。 24小時(shí)后觀察并記錄3個(gè)保溫瓶中溫度的變化。(4) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析：c瓶溫度, a瓶溫度(填“高于”、“低于”或“等于”用瓶溫度，原因是o(5) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：o答案：(3)葡萄糖溶液適量的酵母菌培養(yǎng)液和液體石蠟油與a瓶所 加酵母菌培養(yǎng)液等量的酵母菌培養(yǎng)液 與a瓶所加酵母菌培養(yǎng)液等量的蒸 憾水(4)不變 低于 酵母菌無(wú)氧呼吸釋放的能量比有氧呼吸釋放

12、的能 量少(5)酵母菌的細(xì)胞呼吸方式有有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩種四、實(shí)驗(yàn)表格的設(shè)計(jì)（1）自變量因變量的觀 察指標(biāo)或測(cè) 量指標(biāo)【例】探究發(fā)酵時(shí)間對(duì)酵母菌酒精產(chǎn)量的影響探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響 某校生物興趣小組計(jì)劃對(duì)a草地土壤中小動(dòng)物類群豐富度進(jìn)行調(diào)查研究。請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)表格用于記錄a草地土壤中的小動(dòng)物類群（種類）和個(gè)體數(shù)量。(2) 各區(qū)域中所填內(nèi)容：自變量因變量的觀察指標(biāo)或測(cè)量指標(biāo)同一實(shí)驗(yàn)組內(nèi)的不同個(gè)體、測(cè)量次數(shù)、另一個(gè)自變量例】探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化（計(jì)數(shù)時(shí)多次測(cè)量） 探究生長(zhǎng)素類似物濃度對(duì)抨插枝條生根的影響（同一濃度下處理 多根枝條） 探究不同種類的洗衣粉對(duì)同一污漬或不同污漬洗滌效果的影響請(qǐng)你設(shè)計(jì)表格記錄蛋白酶洗衣粉、復(fù)合酶洗衣粉、普通洗衣粉對(duì)同一污漬或不同污漬的洗滌效果，常見(jiàn)的污漬有油漬、血漬、奶漬、果汁漬等。 某生物興趣小組準(zhǔn)備對(duì)所處地區(qū)的花園和菜地兩類土壤中小動(dòng)物類群的豐富度進(jìn)行研究。若要用記名計(jì)算法對(duì)兩類土壤中的動(dòng)物進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 和分析，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表。 木瓜蛋白酶的提取工藝流程如下:加酶保護(hù)劑(0.02-0.10 mol/l)加65%乙醇調(diào)提取液ph（5.0 9.0） 沉淀物亠 酶制劑）*酶活力（單位：u）興趣小組分別對(duì)酶保護(hù)劑濃度、提取液ph進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示,酶