高中生物试验设计

1、高中生物实验设计 潘卓 一、教学目标： 知识目标：1、辨别探究性实验和验证性试验，写出实验结论2、分析得出高中生物实验原理3、区别和处理实验变量、反应变量和无关变量，设计对照实验思路 能力目标：1、具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验、提出实验思路，并能对实验现象和结果 进行解释、分析和处理。2、具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查，假说演绎、 建立模型与系统分析等科学研究方法。情感目标：树立辩证唯物主义观点，逐步形成科学的世界观二、教学重难点：重点：实验原理和对照性实验的设计难点：实验变量，无关变量和反应变量的操控、控制和检测三、教学设计：【视频展示】考试说明

2、解读：（二）实验与探究能力1 .能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操 作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。2 .具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验、提出实验思路，并能对实验现象和结果 进行解释、分析和处理。3 .具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查，假说演绎、 建立模型与系统分析等科学研究方法。4 .能对一些简单的实验方案进行设计并作出恰当的评价和修正。【展示例题：例一、研究发现紫外线抑制植物生长，原因可能是紫外线提高了植物体内口引喋乙酸氧化酶的活性，从而催化生长素氧化为3-亚甲基氧代

3、口引喋，而失去促进细胞伸长的作用。现在提供生长状况相同且健康的小麦幼苗若干作为实验材料，请完成下列实验方案， 以验证紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关。（探究紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关。）步骤1:将小麦幼苗平均分为甲组和乙组。步骤2:给予甲组 光照，给予乙组 光照。观察两组幼苗的 并测量 的含量。预测实验结果和结论： 。答案：适宜的光照；同等强度的可见光和一定强度的紫外线光；高度；3亚甲基氧代口引喋；甲组高于乙组，甲组中 3亚甲基氧代口引喋含量少于乙组，紫外线抑制了植物的生长。引入如果实验目的改成： 探究紫外线抑制植物生长与生长素的氧化有关。那答案哪里需预测实验结果和结论：若甲组高

4、于乙组，且甲组中3亚甲基氧代口引喋含量少于乙组，则紫外线抑制了植物的生长。若甲组低于乙组，且甲组中3亚甲基氧代口引喋含量多于于乙组，紫外线促进了植物的生长。若甲乙两组高度差不多， 且两组中3亚甲基氧代口引喋含量相似，紫外线与植物的生长无关。【板书】实验设计的常规解题思路： 1、判断实验类型【视频展示】探究性实验验证性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因 素的关系验证研究对象的已知属性、特征以及与其他 因素的关系实验现象未知，可以不描述已知，应准确描述实验 结果 预测对应假设，分类讨论。一般需讨论如果出现结 果会怎样，如果出现结果或又会怎样”，一般有多种可能的结果。但有时也会出现

5、预测 最可能的结果”的问题.此种情况应根据已有知 识推测最合理的结果。与实验假设一致（不可与探究性的结果预测 相混）实验结论根据可能的实验结果，进行分析。对应实验目的做出肯定结论【板书】2.明确实验目的【教师说解】实验目的一般在题干中呈现。审“实验目的” ：例：探究不同 ph对酶活性的影响。验证x对y的影响（或关系）；探究x对y的影响（或关系） 实验目的能告诉我们什么？【学生解读】1、实验类型2、根据实验的因果关系找出自变量和因变量，一般 x就是自变量，y就 是因变量【板书】3.分析实验原理【例题展示】（05年全国卷i）为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观 察指标设计实验。某同

6、学的实验方案如下：将正常小鼠随机分成 a、b两组，观察并记录其活动状况。a组小鼠注射适量胰岛素溶液，b组注射等量生理盐水。一段时间后，a组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，b组活动状况无变化。a组小鼠出现低血糖症状后，分别给 a、b两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时 间后，a组小鼠低血糖症状缓解，b组活动状况无变化。该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。请回答：该实验原理是：【学生思考】胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出 现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。【教师解说】什么是实验原理？实验原理是实验步

7、骤设计、实验结果预测、实验结果分析的依据。怎样书写实验原理？ 1、实验能够这样设计的科学理论依据。2、实验能够这样检测结果的理论依据。【例题展示】下图为测量过氧化氢酶催化过氧化氢分解放出 o2的实验装置。 水槽内注有 清水，倒置的量筒内也充满了清水。 提前制作大小相同的圆形小滤纸片若干。实验过程如下：制备新鲜动物肝脏的研磨液；将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡后取出，并贴在反应小室上侧的内壁上（如 图a所示）；向反应小室内加入 10 ml3%h2o2溶液（如图a所示）；将反应小室旋转 180。，放置水槽中（装置如图b）;每隔30s读取并记录量筒中水面的刻度一次，共进行5 min 。1o el

8、 小b 震般时的伏击& j71l 3/hxx m mt a ffl宾舱开始的及应小立的状布请根据实验1 ,设计一对照实验（实验 2）探究酶浓度与酶促反应速率的关系。实验原理：【错误展示】【答案展示】新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，它可以催化h2o2分解产生o2;不同浓度的酶催化 h2o2分解，可根据 o2的生成速率探究酶浓度与酶促反应速率的关系【板书】4.提出实验思路操纵实验变量（自变量）控制无关变量一一随机分组、设置对照、条件适宜、重复实验反应变量（因变量）捕获观察现象、测量数值【教师讲解】控制变量法:实验变量,一，反应变量高中生物实验都是在施加实验变量后得到反应变量的变化过程。操纵实验变量。方

9、法：设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化， 从而使研究对象在被干扰状态中反映出某些特征、暴露出某种现象和属性。反应变量类型：1、观察特异颜色变化、沉淀反应2、观察形态结构、生理特征变化3、测量生长发育速度 4、测量生化反应速度方法:根据实验原理和实验条件确定观察和测量的指标及方法。控制无关变量的方法：1、排除因实验对象个体差异带来的影响。-生长状况一致、随机分组2、设法创造稳定的、维持不变的相同条件进行对照，以抵消或排除这些条件对实验对象的干扰。-设置对照3、设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响。4、重复实验，排除偶然性，减少实验误差。实验组就是施加实验变量，从而得到反应

10、变量。 而作为对照组则一般不施加实验变量，导致反应变量改变或消失。进而对照分析得出科学结论。【例题展出】验证甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育：实验步骤：1、将3个相同的玻璃缸分别编为 1、2、3号。2、将15条同时孵化的同种蝌蚪（体长均为15mm）,随机分为3组（每组5条），分别放入3个玻璃缸中，在适宜的相同水质、饲料、温度条件下饲养。3、1号中加入甲x腺激素 5mg , 2号中加入甲状腺抑制剂 5mg, 3号中不加任何药物。4、向1号、2号玻璃缸中连续投药7d,每天一次，药量相同。5、实验期间，每天按时用标尺测量蝌蚪的体长，观察前肢、后肢和尾的变化，并记录。【 提问 】 ：其中的实验变量、反应

11、变量、无关变量分别是什么？ 【 例题展示 】 例题 1 为探究二氧化硫对植物叶片的影响， 请根据所给的材料和用具， 设计相 关的实验步骤。材料用具：长势相同的盆栽黄瓜幼苗2 株， 2 只相同的小烧杯，大小相同的玻璃罩2 个，玻 璃板 2 块（比玻璃罩口径略大） 、稀硫酸、亚硫酸钠，凡士林、水实验变量： so2 操纵方法：无关变量： 光照、温度控制方法：学生解答 】使稀硫酸和亚硫酸钠反应生成so2,干扰黄瓜幼苗生长设置空白对照：不添加 so2其它因素与实验组相同 设置对照组：其它条件相同适宜条件下进行实验等环境因素反应变量： 黄瓜叶片生检测方法： 适宜的环境 观察黄瓜叶片生长状况的变化长状况学生

12、解答 】实验步骤：1、将2 盆黄瓜幼苗分别放在玻璃板中央，罩上玻璃罩，并标号。2、在1 个小烧杯中加入一定量的亚硫酸钠和稀硫酸，放入1 号玻璃罩内，取另一小烧杯中加入等量的清水，放入 2 号玻璃罩内。用凡士林密封两个装置。3、将两个装置同时放在光照、温度等条件相同的适宜环境中。4、定时观察黄瓜幼苗叶片的生长情况，并记录。例题展示 】 例题 2 为验证铁是植物生长发育所需的“不可再利用的元素” 的实验步骤。,请你写出合理实验材料：同种的具4 5 片叶的小麦幼苗实验器材：自选【 学生解答】实验变量：铁元素无关变量： 小麦个体差异； 小麦生长发育所需的其它必需元素； 环境因素等反应变量：小麦叶的生长

13、状况【 学生解答】实验步骤：操纵方法： 缺铁完全培养液控制方法：对小麦幼苗进行随机分组；设置空白对照：完全培养液其它条件相同； 适宜的环境。检测方法： 观察小麦新叶和老叶的颜色变化1、选择生长状况相同的小麦若干，随机分成数量相同的2、将a 组小麦用缺铁培养液培养，将a 、 b 两组。b 组小麦用等量的完全培养液培养。3、将两组装置共同置于温度、光照等适宜的条件下培养。4、每天观察小麦新叶和老叶的生长情况，并记录结果。【 板书】 5.实验步骤【 讲解】实验的步骤中应表述的要点1、实验变量的操纵方法2、无关变量的控制方法实验分组：实验材料分组、实验器械分组3、反应变量的检测方法实验步骤常用句式：第

14、一步：把（生长状况、大小、身高、体重、生长发育等）相同的随机平均分成 a、b -组，a为对照组，b为实验组。（分组编号，等量对照一主要是描述“无关变量” ）第二步：a组加适量的（对照处理）；b组加等量的（实验处理）；其他条件相同且适宜。 （实验组进行处理主要是描述“自变量” ，平衡“无关变量” ）第三步：把培养（生理实验）或反应（生化反应类）一段时间后，观察记录数据进行相关处理（求平均值等） ， （实验结果的处理主要是描述“因变量” ）【板书】6.预期实验结果【 作业总结】同学甲从一本植物生理学中查到 “幼嫩叶片可产生生长素， 生长素可阻止叶柄脱落”的结论。于是他设计了一个实验，想证实该结论。他的实验步骤为：（ 1 ）取一盆生