生物實驗設(shè)計專題復(fù)習(xí)

生物實驗----專題復(fù)習(xí)實驗設(shè)計生物實驗1、考綱要求2、考查形式：（1）找出實驗設(shè)計中的錯誤并改正（2）分析實驗結(jié)果并得出結(jié)論（3）補充和完善某一實驗（4）提出假設(shè)預(yù)測的結(jié)果（5）設(shè)計實驗方案課本實驗題拓展（課外）實驗題實驗題——指以實驗形式出現(xiàn)的試題。內(nèi)容識記題型原理分析題型操作經(jīng)驗題型實驗分析題型實驗設(shè)計題型實驗改進改錯題3、實驗題的題型實驗題型生物實驗----專題復(fù)習(xí)實驗設(shè)計實驗設(shè)計概述

所謂實驗設(shè)計，就是要求學(xué)生根據(jù)實驗原理，選擇實驗材料、實驗器具，安排實驗步驟，設(shè)計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗現(xiàn)象。

實驗設(shè)計的題型很多，常見的主要有：填空型實驗、改錯型實驗、驗證型實驗、探究型實驗等，其命題趨向：1、以驗證性實驗為主2、以簡易性實驗為主3、以動植物生理實驗和環(huán)保類實驗為主實驗設(shè)計的命題趨向?qū)嶒炘O(shè)計需解決哪些問題?實驗設(shè)計的基本原則實驗設(shè)計的基本內(nèi)容實驗設(shè)計的解題思路（步驟）、模式一、實驗設(shè)計的基本原則單一變量原則對照原則科學(xué)性原則平行重復(fù)原則

指實驗?zāi)康囊鞔_，實驗原理要正確，實驗材料和實驗方法的選擇要恰當(dāng)，結(jié)果處理要科學(xué)。整個設(shè)計思路和實驗方法的確定都不能偏離生物學(xué)基本知識和基本原理。1．科學(xué)性原則2、單一變量原則

（1）變量：或稱因子，是指實驗過程中所被操作的特定因素或條件。按性質(zhì)不同，通?？煞譃閮深悾孩賹嶒炞兞颗c反應(yīng)變量②無關(guān)變量與額外變量實驗變量與反應(yīng)變量實驗變量：也稱為自變量，指實驗中由實驗者所操縱的因素或條件。反應(yīng)變量：亦稱因變量，指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結(jié)果。

通常，實驗變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者具有因果關(guān)系。實驗的目的在于獲得和解釋這種前因后果。

例如：在“溫度對酶活性的影響”的實驗中，所給定的低溫（冰塊）、適溫（37℃）、高溫（沸水?。┚褪菍嶒炞兞?。而由于低溫、適溫、高溫條件變化，唾液淀粉酶水解淀粉的反應(yīng)結(jié)果也隨之變化，這就是反應(yīng)變量，該實驗即在于獲得和解釋溫度變化（實驗變量）與酶的活性（反應(yīng)變量）的因果關(guān)系。無關(guān)變量與額外變量無關(guān)變量：也稱控制變量，指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件。額外變量：也稱干擾變量，指實驗中由于無關(guān)變量所引起的變化和結(jié)果。顯然，額外變量會對反應(yīng)變量有干擾作用。例如：上述實驗中除實驗變量（低溫、適溫、高溫）以外，試管潔凈程度、唾液新鮮程度、可溶性淀粉濃度和純度、試劑溶液的劑量、濃度和純度，實驗操作程度，溫度處理的時間長短等等，都屬于無關(guān)變量，要求對低溫、適溫、高溫3組實驗是等同、均衡、穩(wěn)定的。如果無關(guān)變量中的任何一個或幾個因素或條件，對3個實驗組的給定不等同、不均衡、不穩(wěn)定，則會在實驗結(jié)果中產(chǎn)生額外變量，出現(xiàn)干擾，造成誤差。實驗的關(guān)鍵之一在于控制無關(guān)變量或減少額外變量，以減少誤差。（2）單一變量原則

在實驗設(shè)計中僅僅改變實驗中的某一項變量，其它因子不變，在此條件下，觀察、研究該變量對實驗材料和實驗結(jié)果的影響。除了整個實驗過程中欲處理的實驗因素外，其他實驗條件要做到前后一致。實驗變量無關(guān)變量反應(yīng)變量施加干擾隨機分組設(shè)置對照條件適宜重復(fù)實驗觀察現(xiàn)象測量數(shù)值操縱控制捕獲變量的控制

①生物材料要相同②實驗器具要相同③實驗試劑要相同④處理方法要相同

即所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。實驗中要做到“單一變量”，應(yīng)注意等量的原則

即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小、型號、潔凈度等要完全一樣。

即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題

保溫或冷卻：光照或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說，看起來似乎是毫無意義的，但還是要作同樣的處理。等量性原則①所有用生物材料要相同即所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。②所用實驗器具要相同即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小型號要完全一樣。③所用實驗試劑要相同即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題。④所用處理方法要相同如：保溫或冷卻；光照或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。如何設(shè)置對照----等量原則3．對照原則

實驗對照原則是設(shè)計和實施實驗的準(zhǔn)則之一。通過設(shè)置實驗對照對比，即可排除無關(guān)變量的影響，又可增加實驗結(jié)果的可信度和說服力。通常，一個實驗總分為實驗組和對照組。

實驗組，是接受實驗變量處理的對象組。

對照組，對實驗假設(shè)而言，是不接受實驗變量處理的對象組。

從理論上說，由于實驗組與對照組的無關(guān)變量的影響是相等的，被平衡了的，故實驗組與對照組兩者之差異，則可認定為是來自實驗變量的效果，這樣的實驗結(jié)果是可信的。

對照的種類空白對照條件對照自身對照相互對照

按對照的內(nèi)容和形式上的不同，通常有以下對照類型：

空白對照：不給對照組任何處理因素實驗組對照組甲狀腺制劑飼喂對照性原則

（自身對照）對照組和實驗組都在同一研究對象上進行質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗對照性原則（相互對照）不單設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對照不同鹽濃度對哺乳動物紅細胞的影響研究

對照性原則（條件對照）給對照組部分實驗因素，保證除了要研究的變量不同外其他條件完全相同燕麥實驗法對照性原則小結(jié)對照性原則

在實驗設(shè)計中，為了避免實驗結(jié)果的偶然性，必須對所做實驗在同樣條件下進行足夠次數(shù)的重復(fù)，不能只進行1-2次便得出結(jié)論，重復(fù)、對照、隨機是保證實驗結(jié)果準(zhǔn)確的三大原則。

4．平行重復(fù)原則

二、實驗設(shè)計的基本內(nèi)容實驗名稱：是關(guān)于一個什么內(nèi)容的實驗。實驗?zāi)康模阂骄炕蛘唑炞C的某一事實。實驗原理：進行實驗依據(jù)的科學(xué)道理。實驗對象：進行實驗的主要對象。實驗條件：完成該實驗必需的儀器、設(shè)備、藥品條件。實驗方法與步驟：實驗采用的方法及必需操作程序。實驗測量與記錄：對實驗過程及結(jié)果應(yīng)有科學(xué)的測量手段與準(zhǔn)確的記錄。實驗結(jié)果預(yù)測及分析：能夠預(yù)測可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果并分析導(dǎo)致的原因。實驗結(jié)論：對實驗結(jié)果進行準(zhǔn)確的描述并給出一個科學(xué)的結(jié)論。實驗設(shè)計的一般要求明確實驗要求和目的聯(lián)系理論原理確定實驗思路設(shè)計實驗步驟（預(yù)測現(xiàn)象）保證實驗信度（單一變量性等量性）實驗結(jié)果的預(yù)測、分析和討論三、實驗設(shè)計的基本方法

1、明確題目要求：

解題首先要明確題意，只有明確題意才能方向明確，少走彎路?？辞孱}意是設(shè)計實驗方案、步驟和分析實驗結(jié)果的關(guān)鍵。

2、明確實驗?zāi)康暮蛯嶒炘恚?/p>

明確實驗到底要解決什么問題，要用到生物學(xué)上什么原理。它是實驗科學(xué)性的保證。

3.確定實驗思路：

就是根據(jù)原理對實驗作出假設(shè)，并對可能產(chǎn)生的現(xiàn)象作出預(yù)期，并充分利用實驗材料設(shè)計實驗思路。實驗大致可分為觀察實驗、驗證實驗、定性（量）分析實驗、模擬實驗、探究性實驗等。根據(jù)題目要求我們可以把實驗歸類，根據(jù)不同的實驗可以選用不同的方法，要不要控制變量，要不要設(shè)置對照等。

第一：找出其中的實驗變量和反應(yīng)變量，確定實驗的類型和組數(shù)。第二，充分利用所給器材和試劑，構(gòu)思實驗變量的控制方法和實驗結(jié)果的捕獲方法。第三，最后再選擇適宜的實驗材料(實驗對象)，在注意實驗步驟關(guān)聯(lián)性的前提下表述實驗步驟，并從不同的角度分析實驗結(jié)果，得出相應(yīng)的結(jié)論。實驗設(shè)計的解題思路

4、設(shè)計實驗步驟：

根據(jù)上述實驗?zāi)康?、原理和思路，設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。要思考題目中所給出的實驗材料和試劑分別起什么作用，怎樣運用，要注意：一是題目中給出的實驗試劑和材料一般應(yīng)充分利用；二是除非題目條件允許，否則不能自己隨意增加實驗試劑和材料。①取材、分組、編號：將所用的材料、儀器等根據(jù)實驗需要平均分組并標(biāo)號。②處理：主要考慮實驗組和對照組要有不同的處理方法，但必需遵循單一變量原則。③培養(yǎng)（或飼養(yǎng)）、觀察（或檢測）和記錄、統(tǒng)計、比較等：如果實驗現(xiàn)象是隱蔽的，必須找出具體的檢測方法，以顯現(xiàn)實驗結(jié)果，便于觀察。實驗步驟“三步曲”5、記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)：

在實驗中將觀察到的現(xiàn)象如實、準(zhǔn)確地記錄下來。除了用文字進行記錄外，還可以用數(shù)據(jù)或符號進行記錄。

6、分析得出結(jié)論：

根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理等處理，歸納出一般概括性判斷，并用文字、圖表、繪圖等表示再來。四．實驗設(shè)計題的應(yīng)對方法：1.認真讀題審題：審題的過程正是找出實驗原理的過程（例如：通過飼喂甲狀腺激素方法，觀察蝌蚪的發(fā)育情況來推測甲狀腺激素是否有效。如果是探究胰島素的生理作用，可能就不能運用飼喂的方法去實驗），搞清是驗證性實驗還是探究性實驗。

驗證性實驗和探究性實驗的區(qū)別與做法：（1）驗證性實驗：

①需要你驗證的問題已經(jīng)是定論（即結(jié)論已知）。只是讓你設(shè)計實驗驗證已知的結(jié)論。②預(yù)期結(jié)果:

注意:此類題的關(guān)鍵是如何設(shè)計實驗得出支持已知結(jié)論（能證明結(jié)論）的實驗結(jié)果。③得出結(jié)論：

結(jié)果是唯一的，而且結(jié)果一般（一定）支持已知結(jié)論。

就是試題中給出的那個讓你驗證的問題。（2）探究性實驗需要你探究的問題還沒形成定論（即結(jié)論未知）。這種題是先提出假設(shè)，再設(shè)計實驗驗證假設(shè)是否成立,然后得出結(jié)論。

①探究性實驗的過程：提出假設(shè)②設(shè)計實驗驗證假設(shè)③得出結(jié)論④①觀察事物②預(yù)期結(jié)果：

結(jié)果需要討論（即結(jié)果可能有多種）。支持假設(shè)的結(jié)果和不支持假設(shè)的結(jié)果都應(yīng)給出。③得出結(jié)論：

支持假設(shè)和不支持假設(shè)的結(jié)果的相應(yīng)結(jié)論都應(yīng)給出。探究性實驗與驗證實驗例1.高溫可使唾液淀粉酶失活，那么，高溫能否影響甲狀腺激素的活性呢？某研究性學(xué)習(xí)小組希望用蝌蚪和一些必要的實驗器材來研究這個問題。請幫助完成該小組的實驗設(shè)計方案，并對實驗結(jié)果作出預(yù)測和分析。例2.高溫可使唾液淀粉酶失活，假設(shè)高溫能使甲狀腺激素失活，某研究性學(xué)習(xí)小組希望用蝌蚪和一些必要的實驗器材來驗證這個假設(shè)。請幫助完成該小組的實驗設(shè)計方案，并對實驗結(jié)果作出預(yù)測和分析。探究實驗驗證實驗探究性實驗與驗證實驗實驗?zāi)康模?/p>

探究高溫對甲狀腺激素活性的影響實驗原理：實驗過程：（1）（2）（3）實驗?zāi)康模?/p>

驗證高溫使甲狀腺激素失活的假設(shè)實驗原理：實驗過程：（1）（2）（3）探究實驗驗證實驗實驗現(xiàn)象

未知，可以不描述（沒有出現(xiàn)對實驗結(jié)果的描述）實驗現(xiàn)象已知，應(yīng)準(zhǔn)確描述探究性實驗與驗證實驗探究實驗驗證實驗探究實驗驗證實驗實驗結(jié)果預(yù)測：①若…則…②若…則…③若…則…（根據(jù)假設(shè)，對可能的實驗結(jié)果和結(jié)論進行分類討論）實驗結(jié)果分析：與實驗假設(shè)一致（①結(jié)果與假設(shè)相同，則假設(shè)成立。②結(jié)果與假設(shè)不相同則假設(shè)不成立。）探究性實驗驗證性實驗實驗?zāi)康膶嶒灱僭O(shè)實驗原理實驗現(xiàn)象實驗結(jié)果預(yù)期及結(jié)論探索未知的屬性驗證已知的屬性一般采用“如果A則B”的形式結(jié)論是已知的，不存在假設(shè)同驗證同探究未知、可以不描述已知、應(yīng)準(zhǔn)確描述對應(yīng)假設(shè)、分類討論無預(yù)期，對應(yīng)實驗?zāi)康淖龀隹隙ńY(jié)論2、遵循實驗設(shè)計的基本原則3、準(zhǔn)確運用實驗材料支持實驗4、答題時講究用詞，力求準(zhǔn)確，精辟。注意用“相同”、“等量”、“同時”等詞體現(xiàn)單因子變量。實驗設(shè)計注意事項：（1）應(yīng)注意實驗組別的編號實驗中涉及到兩組或兩組以上，所用器材需用1、2、3或A、B、C或甲、乙、丙等加以編號便于區(qū)分。（2）應(yīng)注意分步描述實驗步驟如：“第一步…；第二步…

；（3）對在量上難以準(zhǔn)確描述的，應(yīng)盡可能用“定性”的語言表達：如：“一段時間”、“適宜溫度”、“適量的”、“一定量的”、“用相同型號的…”、“選取生長狀況相同的…”、“大小數(shù)量相同的…”、“等體積的”、“置于相同且適宜條件下”、“加入等量的…”等。

看有無對照實驗（若有，看對照是否合理）看實驗是否遵循了單一變量原則看實驗步驟的順序是否合理，步驟是否完整看實驗儀器、藥劑的使用是否合理看實驗結(jié)果的驗證是否合理（4）判斷實驗設(shè)計過程正確與否五、常見實驗設(shè)計四種題型：1、實驗評價——判斷實驗設(shè)計過程正確與否2、補充實驗步驟，分析實驗結(jié)果3、實驗過程細節(jié)分析4、完整設(shè)計實驗（要求掌握實驗設(shè)計的基本過程例、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：實驗方法和步驟：①取1支試管，注入2ml漿糊。②用涼開水漱口后，用小燒杯收集唾液。③向試管內(nèi)加入2ml唾液。④往試管中滴加2滴碘液。⑤將試管振蕩后放十分鐘。⑥取出試管，觀察溶液顏色的變化。結(jié)論：唾液中含有淀粉酶能將淀粉分解成麥芽糖。該實驗的方法和步驟以及結(jié)論有沒有錯誤？如果有，請指出并改正1支④結(jié)論：⑤【參考答案】有三處錯誤：(1)未設(shè)立對照實驗，步驟①還應(yīng)取1支試管，③往這支試管中加入2ml清水；(2)步驟順序顛倒，步驟④應(yīng)與步驟⑤對調(diào)；(3)實驗結(jié)論錯誤，本實驗只能證明淀粉被水解，而不能證明水解產(chǎn)物是什么。1、根據(jù)顏色來確定某種物質(zhì)的存在或結(jié)構(gòu)：淀粉+I2(藍色)；還原性糖+斐林試劑(磚紅色)；脂肪+蘇丹Ⅲ(橘黃)或+蘇丹Ⅳ(