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文档简介
生物实验题的解题建议1具备验证简单生物学事实的能力,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。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。能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。高考考纲的相关要求:2生物实验题的类型:(1)实验分析类(2)实验设计类3实验分析类试题题目给出实验的全过程,包括实验步骤和结果(现象)等,要求学生分辨自变量与因变量,区分对照组与实验组,分析某些步骤或者现象,处理数据,得出结论,等等。4科研人员要探究神经组织内乙酰胆碱对信息传递的速度有无影响,实验人员在除去原有突触小泡的前提下,自a处注入不同浓度的Ach,b处给予恒定刺激,c、d处分别为兴奋感应时间测量点。实验结果如右图。①本实验中自变量是
。②实验过程需除去原有突触小泡,其目的是
。③c、d处数据说明了
。④如果实验人员在f处注入Ach,d处给予刺激,c、e处分别为兴奋感应时间测量点,测量不到电位变化的是
处。Ach浓度ms分辨自变量与因变量5答案:①Ach浓度②防止实验结果受到原有突触小泡中Ach的干扰③Ach的浓度不影响兴奋在神经纤维上传导,但是会促进兴奋在神经元间传递④c6实验设计题的类型:(1)全程设计(2)补充设计(3)评价和修订实验方案7全程设计试题给出实验目的和原理,要求考生通过设计实验步骤,验证或探究一定的生物学问题,得到相应的结果,形成结论。8题目明确给出了实验目的、原理和部分步骤,要求考生把其他步骤补充完整。补充设计类试题9实验方案评价与修订类试题题目给出明确的实验目的、原理及实验方案,要求考生对其作出恰当的评价,指出其中的不足或者错误并加以改正。10全程设计类题目的解题步骤:1.分析实验目的(1)是验证型还是探究型?(2)是定性分析还是定量分析?(3)实验变量(自变量)和反应变量(因变量)分别是什么?主要分析以下几个方面:11验证型实验:探究型实验:结果已知,需要对实验结果做出准确的描述。结果未知,需要使用“如果……(出现某种结果),则说明……(相应的推断)”的句型,对结果进行预测与分析。全程设计类题目的解题步骤:12定性分析是否施加自变量处理是——实验组否——对照组施加自变量处理低中高形成梯度视具体情况确定是否需要设置空白对照组(相互对照)定量分析视具体情况确定是否需要设置条件对照组全程设计类题目的解题步骤:13验证X物质对水稻种子萌发的抑制作用探究不同浓度的X物质对水稻种子萌发的影响例题分析:验证型定性分析施以X处理组——实验组探究型定量分析不施以X处理组——空白对照组施以不同浓度X处理组——实验组(3个以上)不施以X处理组——空白对照组142.明确实验原理,做出假设全程设计类题目的解题步骤:实验原理就是实验方法、实验手段、实验操作过程以及实验结果分析等所依据的科学理论。由于生物学实验的复杂性,其所依据的科学理论有些是生物学原理,如原生质层的半透膜性质;有些是物理学原理,如水势差产生的渗透作用;有些是化学原理,如可溶性糖、脂肪、蛋白质的特异性颜色反应153.设计实验步骤。实验材料的选择、分组、编号;试剂的选择或配制;实验仪器的选择和组装;对照组与实验组的处理;实验条件和时间的设定;实验现象的观察、数据采集及记录。全程设计类题目的解题步骤:16充分利用试题所给出的信息巧妙借用经典实验或课本实验中现成的方法步骤设法提高设计的可信度(遵循单一变量、对照性、随机性、重复性等原则)以“1、2、3”做分步叙述,做到条理分明注意步骤之间的前后衔接,步步相连设计完成后,通读检查建议:174.实验测量与记录。测量指标应是客观的,测量手段应是科学的,记录应是准确有序的。全程设计类题目的解题步骤:185.分析实验结果,或对实验结果做出预测与分析。全程设计类题目的解题步骤:196.得出实验结论。结论要呼应实验目的,即回答所验证的生物学事实的结果如何。全程设计类题目的解题步骤:20例题分析:2009年广东高考题36题小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案,探究不同光照强度对大豆植株高度的影响,并预测实验结果。实验材料和用具:大豆种子(200粒)、光照培养箱(光照强度范围0—10000Lux,温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等。(1)实验方案:(2)实验结果测试:21设计要点:1.至少分三组(三个处理),其中必须有一组为黑暗处理,其余各组的光照强度之间要形成梯度。(各组之间形成相互对照,体现对照性原则。)2.每组有一定的种子数量。(减少偶然因素的影响,体现重复性原则)3.各组的种子数目、长势以及除光照强度之外的其他培养条件、培养时间要相同。(排除无关变量的影响,体现单因子变量原则)4.以大豆植株的高度作为测量指标。22①从200粒大豆种子中选出180粒大小一致的种子,随机分成6组,每组30粒,分别放在垫有湿润滤纸的培养皿中培养,编号。②将上述6个培养皿放入对应的光照培养箱中,将各培养箱的光照强度分别设为0、2000、4000、6000、8000、10000Lux,温度25℃,培养一周。③测量指标:用直尺测量植株高度,计算每组平均值。实验方案23补充设计类试题的解答建议:在明确实验目的和原理的基础上,理解已有步骤的意图,做出符合逻辑的补充。242010年理综试题
29题(2)完善以下实验设计并回答问题:①实验组6中,Ⅰ应该为
,原因是
;Ⅱ应该为
,原因是
;②要直观和定量地反映小鼠的生长情况,可以测量小鼠的
和
。资料:饲料中的蛋白含量一般低于20%;普通饲料可维持小鼠正常生长;A动物蛋白有可能用于饲料生产。研究目的:探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。饲料:基础饲料:基本无蛋白质的饲料;普通饲料(含12%植物蛋白):基础饲料+植物蛋白;试验饲料:基础饲料+A动物蛋白。实验分组:实验组号小鼠数量(只)饲料饲养时间(天)110基础饲料21210试验饲料1(含6%A动物蛋白)21310试验饲料2(含12%A动物蛋白)21410试验饲料3(含18%A动物蛋白)21510试验饲料4(含24%A动物蛋白)21610ⅠⅡ备注:小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同。实验方法和检测指标:略25过氧化物酶也能催化H2O2的分解,产生的[O]能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化物酶,设计了如下实验。参照上图所给的信息,回答下列问题。①3号试管内加入的物质是
。②设计2号试管作为对照的具体目的是
。③如果2号试管未产生颜色反应,则出现橙红色沉淀的是第
号试管。26实验方案评价与修订类试题的解答建议:第一,利用已学知识,判断该方案中所用的材料、试剂、方法、步骤能否达到实验目的;第二,应用实验设计的几项基本原则,判断该方案是否具有较高可信度;第三,在此基础上,分析需要做哪些纠正或者补充,提出改正的要点。27自变量又称实验变量,应具有可变性和可操作性因变量又称反应变量,应具可测性和客观性2829例6:某研究性学习小组选择了如下的研究课题:探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响
。自变量:
;因变量:
;无关变量:
。变量的确定方法:黄瓜长势、光强、温度、水等(1)根据实验课题确定变量:乙烯利浓度黄瓜雌花数量30例7:(09江苏)某研究性学习小组采用盆栽实验,探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。自变量:
;因变量:
;无关变量:
。(2)根据实验目的确定变量:土壤湿度光合速率温度、光照强度、叶片大小等变量的确定方法:31练习9:(09广东)小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案,探究不同光照强度对大豆植株高度的影响,并预测实验结果。实验材料和用具:大豆种子(200粒)、光照培养箱(光照强度范围0-10000Lux,温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等。实验方案:(略)(2)实验结果预测:(略)自变量:
;因变量:
;无关变量:
。光照强度大豆植株高度温度、CO2浓度、大豆种子活性等变量的确定方法:(2)根据实验目的确定变量:32序号项目试管12312ml淀粉2ml淀粉2ml淀粉237℃沸水冰块31ml唾液淀粉酶1ml唾液淀粉酶1ml唾液淀粉酶41滴碘液1滴碘液1滴碘液现象例8:某同学按下表的顺序进行实验操作.自变量:
;因变量:
;无关变量:
。温度酶的活性pH、酶量、淀粉量等(3)根据实验步骤确定变量变量的确定方法:33练习10.(08广东)某研究小组进行一个有关兔水盐代谢调节的实验,以下为实验报告,请予以完善。实验名称兔的水盐代谢调节材料与方法(1)家兔12只,2.5kg/只,随机分为3组(甲、乙及丙组),每组4只。(2)对甲组兔静脉滴注1.5%NaCl溶液,乙组滴注0.9%NaCl溶液,丙组滴注蒸馏水,滴注量均为200ml,0.5h滴完。(3)从滴注开始收集测定2h内兔的尿液量.结果与分析(略)自变量:
;因变量:
;无关变量:
。NaCl溶液浓度兔的尿液量NaCl溶液的量、家兔大小及生物状况、收集测定时间等(3)根据实验步骤确定变量变量的确定方法:34(4)根据实验记录的结果确定变量例9:某厂需一种在80度高温下使用的淀粉酶。现有甲乙两种淀粉酶可供选择,某同学欲通过实验帮助该厂对两种酶进行筛选,其实验结果如下表所示。温度(℃)102030405060708090100酶的相对活性(%)淀粉酶甲6254367836522200淀粉酶乙61525487692100988265自变量:
;因变量:
;无关变量:
。温度酶的活性pH、酶的浓度、底物浓度等变量的确定方法:35实验目的实验原理证明气孔具有开启和关闭的功能保卫细胞吸水或细胞失水实验变量保卫细胞外界溶液的渗透压(5)分析实验目的和实验原理推出变量的确定方法:36加法原理或减法原理来控制自变量控制自变量的原理自变量的操作:在实验中,设法给实验对象施加干扰,造成实验对象的变化,从而使研究对象在被干扰的状态中反映出某种现象和属性。通常用“加法”或“减法”来完成。加法就是以自然状态为对照组,给实验组添加变量。这种方法适用于实验变量是一个外在的条件,如在“观察SO2对植物的影响”实验中,实验组=正常生活的叶片+SO2。37加法原理或减法原理来控制自变量控制自变量的原理减法就是以自然状态为对照组,给实验组去掉变量。这种方法适用于实验变量是一个实验条件,如在“CO2是光合作用的必需原料”实验中,实验组=正常生活的植株-CO2。又如“光是光合作用的必要条件”中,有光照的一组是对照组,去除光照(遮光)的一组是实验组。有些变量,无法去除或添加,只能是改变,如温度、pH等。38加法原理或减法原理来控制自变量实例控制自变量的原理①
除去容器中的二氧化碳---氢氧化钠溶液②
增加水中二氧化碳---NaHCO3③
增加水中的氧气---泵入空气或吹气或放入绿色植物④
减少水中的氧气--容器密封或油膜覆盖或用凉开水⑤
除去叶片中原有淀粉---置于黑暗环境中暗处理⑥
除去叶片中叶绿素---酒精脱色⑦
除去光合作用对细胞呼吸的干扰---遮光⑧添加生长素---喷洒、涂抹、浸泡、敷富含生长素的琼脂块⑨添加蛋白质、多肽类激素---注射⑩添加固醇类激素---饲喂393.因变量及其检测因变量又称反应变量,指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。反应变量是研究是否成功的证据,应具可测性和客观性。①因变量需要根据实验原理、实验要求或题干中的提示,结合实验条件分清是定性实验还是定量实验,从而确定观察或测量的指标及其方法。②反应变量的检测方法40在实验中,由实验变量所引起的反应变量的变化,有的可直接被观察和记录。如“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”实验中,反应变量催化效率的高低,直接通过过氧化氢在不同催化剂条件下被分解的程度,即产生氧气气泡的大小、多少来体现。有的则不能直接被观察和记录,只能通过间接方式呈现。如“温度对酶活性的影响”实验中,不同温度条件下酶活性的变化,可通过淀粉水解的情况反映,淀粉的水解情况无法直接观察,只能通过加碘液以观察溶液是否变蓝及变蓝的程度,来确定淀粉酶是否有活性及催化活性的强弱。41由此可见,反应变量要有相应的观察和测量指标,这样才能对结果进行分析。生物实验中,常用的检测反应变量的观测指标有两类:一类是物化指标,包括颜色变化、温度和pH的变化、气体体积和压强的变化、反应速率(速率)、反应时间、沉淀生成、气味变化、气泡的产生等;另一类是生物指标,包括形态结构和生理状况的变化、生长发育状况、存活状态、菌落特征等。42①
光合速率—O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量②
呼吸速率—O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量③
新陈代谢速度---动物耗氧量④
生长发育---动物身高、体重变化⑤
胰岛素作用---动物活动状态⑥
蛋白质---双缩脲试剂常见因变量的检测方法43自变量与因变量的关系自变量是原因,因变量是结果,二者具有因果关系。实验的目的即在于分析解释这种前因后果。例如,在“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中,所给定的低温(冰块)、适温(37℃)、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化,唾液淀粉酶水解淀粉的能力也随之变化,这就是反应变量,该实验即在于分析解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系及其经验事实。44例(2005年北京春季高考)为验证光是植物生长发育的必要条件,设计如下实验:选择生长状况一致的小麦幼苗200株,随机均分为实验组和对照组,分别处理并预期结果。下面是关于实验组或对照组的处理方法和预期结果的几种组合,其中正确的是()①实验组②对照组③黑暗中培养④在光下培养⑤生长良好⑥生长不良A.②③⑤B.①③⑥C.①④⑤D.②④⑥B45例:探究温度影响酶活性的实验,已知α-淀粉酶的适宜温度为55~75℃,现需要探究其他温度对该酶活性的影响。组1:60℃;组2:0℃;组3:100℃自变量:
因变量:无关变量:控制自变量,以形成对照或对比;观察分析因变量,以得出实验结果或结论;无关变量保持一致。不同的温度。酶的活性。仪器、酶用量、淀粉用量(浓度)等等。(需要严格控制,以形成对照或对比)(需要认真观察、测量、记录或分析,是得出实验结果的重要依据)(需要严格控制,在实验中保持一致)46教材中相关实验中的变量举例:47484.无关变量与额外变量(1)无关变量:又叫控制变量,指实验中除实验变量以外的影响实验变化和结果的因素或条件。即是指与研究目标无关,但却影响研究结果的变量,实验者应严格控制无关变量,才能尽可能地减少对因变量的影响,使实验结果更加可靠,否则实验结果的真实性无法得到认定。49(2)无关变量的控制:控制无关变量有以下三条途径①恒定法。即设法创造稳定的、适宜的、维持不变的相同条件进行实验,以消除这些条件对研究对象的干扰。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;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;50所用实验试剂要相同即试剂的成分、浓度、体积要相同,尤其要注意体积上等量的问题;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。有时尽管某种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平衡法或抵消法。即对某些不能被消除,又不能或不便被恒定的无关变量,可设置对照组。即遵循对照性原则,可根据实验目的、条件选择适当的对照方法。51在设置对照组或多个实验组时,必须考虑在实验组间和实验组与对照组间除了实验处理因素(单因子变量)的不同水平设置外,其余因素必须一致和正常,以排除干扰。③可重复性、随机、大样本。随机分组,大样本、重复实验是为排除偶然性,减少实验误差,增强实验的可信度。任何实验都必须要有足够的实验次数,才能判断结果的可靠性。(3)额外变量额外变量亦称干扰变量,指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然,额外变量会对反应变量起干扰作用。52(4)无关变量与额外变量的关系。也是前因后果的关系。但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。例如:“唾液淀粉酶实验”中,除实验变量(温度)外,试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量。如无关变量中的任何一个或几个对三组实验不等同、不均衡,就会产生额外变量,影响实验的真实结果。实验变量,或称自变量,指实验假设中涉及的给定的研究因素。53关于实验组与对照组的判断:根据对实验变量处理的方式根据实验目的根据实验结果的已知或未知54根据对实验变量处理的方式在探究胚芽鞘尖端与向光性形成的关系时,以下A组为对照组,B为实验组:55根据实验目的当实验目的为“探究温度对α-酶活性的影响”时,0℃处理组、60℃处理组、100℃处理组同为实验组,彼此之间形成相互对照;当实验目的为“探究高温对α-酶活性的影响”时,60℃处理组为对照组,100℃处理组为实验组。561为空白对照,4为条件对照,3为实验组为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化物酶根据实验目的57根据实验结果的已知或未知某植物种植在弱碱性土壤中,常常开白花。是土壤pH影响了花色吗?实验组幼苗应种植在非碱性土壤中,对照组幼苗应种植在弱碱性土壤中58(2012汕头一模)某种酶的活性与温度的关系如下图所示。请回答一组相关的问题。(3)已知t2温度处理过的该酶,当温度提高到t3时,其活性随着提高;但不知道经过t4温度处理的酶,当温度降低到t3时,其活性是否可以恢复到较高水平。请完成以下实验设计,对后一个问题进行探究。①取3支试管,编号为A、B、C,各加入适宜浓度的该酶溶液1mL。将A和B设为对照组,其温度处理是
,保温10min;将C作为实验组,其温度处理是
。(3)①分别置于t3、t4温水中在t4温水中保温5min,再转移到t3温水中保温5min
t1t2t3t4t5温度酶活性59区分对照组和实验组绿叶在光下制造有机物的实验。
图1760对照组:一般来说,是指保持原有状态(未做处理)或已知影响因素所造成结果的一组实验。实验组:人为改变条件(人为特别处理)或未知实验结果的一组实验。注意:对照组和实验组要依据研究的问题和作出的假设来确定。61在中学中大多数实验需要设置对照实验,但也有例外。如孟德尔杂交实验。鉴定或检测实验,可不用对照。如检测细胞中的有机物,证明食物中确定含有能量。结构观察类62
加法原理:与常态相比,人为增加某种影响因素的原理。
例:探究不同酸碱度对唾液淀粉酶的影响实验。加酸和加碱的一组为实验组。
减法原理:与常态相比,人为去除某种因素即减法原理。
例:验证光合作用产生淀粉的实验。
常态是对照组,运用加法或减法原理的一组为实验组。63例:实验比较过氧化氢在不同条件下的分解P78
常态是对照组,运用加法或减法原理的一组为实验组。64P7965了解实验结果有哪些呈现形式学会判断实验结果实验结果与实验结论的区别结果与结论66(09广东卷)6.对下表中所列待测物质的检测,所选用的试剂及预期结果都正确的是()待测物质检测试剂预期显色结果①DNA甲基绿红色②脂肪苏丹Ⅲ橘黄色③淀粉斐林试剂蓝色④蛋白质双缩脲试剂紫色A.①③B.②③C.①④D.②④
D67(09广东卷)36.(8分)小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案,探究不同光照强度对大豆植株高度的影响,并预测实验结果。实验材料和用具:大豆种子(200粒)、光照培养箱(光照强度范围0—10000Lux,温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等。(1)实验方案:(2)实验结果预测:提示:(1)分组、控制好单一变量,测定与统计(2)不同光照强度下大豆幼苗生长的高度68(1)实验方案(6分)①实验材料:选出180粒大小一致的种子,分成6组,每组30粒,在培养皿中培养。②培养条件:光照强度0、2000、4000、6000、8000、10000Lux;温度25℃,培养一周。③测定指标:用直尺测量植株高度,计算每组的平均值。注:要求至少分三组(三个处理),每组有一定种子数量,光照强度必须有0Lux(黑暗)。(2)实验结果预测:随着光照强度的增加,植株高度下降。691、什么是实验结果?实验的参考指标(可见、可测、可数)2、如何理解实验结论3、实验结果的呈现形式?色变(通过对实验结果进行逻辑分析并结合实验原理而得出的一种理论性结论,是实验结论是根据实验结果作出的一种推论)由实验变量而引起的变化70试剂名称检验对象对应颜色碘液淀粉双缩脲试剂蛋白质斐林试剂还原性糖二苯胺DNA苏丹Ⅲ(苏丹Ⅳ)脂肪龙胆紫(醋酸洋红)染色体甲基绿DNA吡罗红RNA健那绿线粒体重铬酸钾酒精溴麝香草酚蓝二氧化碳刚果红纤维素伊红美蓝大肠杆菌高中实验有关常考实验的颜色变化蓝色紫色砖红色蓝色橘黄色(红色)深蓝色(红色)绿色红色蓝绿色橙色变灰绿色黄色红色深紫色713、实验结果的呈现形式?形变(甲状腺激素对小蝌蚪生长发育的影响;大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量;单侧光对燕麦胚芽鞘生长的影响)量变(气体体积、长度、宽度、重量、质量等)72关于实验结果与结论:例如:探究不同生长素浓度对大蒜鳞茎生长的伸长的影响。实验结果如下。IAA浓度010-1210-1010-810-610-4根长度(mm)2.811.510.08.66.61.8苗高度(mm)25.530.639.229.626.218.173结论:(1)适宜浓度的IAA促进根和茎的生长,过高浓度的IAA抑制生长。(2)促进根和茎生长的适宜IAA浓度是不同的。74科研人员要探究神经组织内乙酰胆碱对信息传递的速度有无影响,实验人员在除去原有突触小泡的前提下,自a处注入不同浓度的Ach,b处给予恒定刺激,c、d处分别为兴奋感应时间测量点。实验结果如右图。①本实验中自变量是
。②实验过程需除去原有突触小泡,其目的是
。③c、d处数据说明了
。④如果实验人员在f处注入Ach,d处给予刺激,c、e处分别为兴奋感应时间测量点,测量不到电位变化的是
处。Ach浓度ms75答案:①Ach浓度②防止实验结果受到原有突触小泡中Ach的干扰③Ach的浓度不影响兴奋在神经纤维上传导,但是会促进兴奋在神经元间传递④c③如果是结果,可以这么描述:随着Ach浓度的增加,兴奋在神经纤维上传导速度不变,在神经元间传递速度加快
76(04高考)胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证"胰高血糖素具有升高血糖的生理作用",请以小白鼠为实验对象设计实验步骤,预测和解释实验应出现的结果,并写出实验结论。
(一)实验材料和用具:
正常实验小白鼠2只,生理盐水,用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液,班氏糖定性试剂,注射器,试管,烧杯等。
(二)实验步骤:
(实验提示:采用腹腔注射给药,给药剂量不作实验设计要求;给药1小时后,用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。)
(三)实验结果的预测、解释和结论:77控制自变量(加法原理或减法原理),以形成对照或对比⑴确定1只鼠为实验鼠,腹腔注射胰高血糖素溶液;另一只鼠为对照鼠,腹腔注射等量生理盐水。(4分)观察分析因变量,以得出实验结果或结论⑵将两支试管分别编号为1号和2号,各加入等量的班氏糖定性试剂。(4分)⑶给药1小时后,对两只小白鼠采尿液,实验鼠尿液放入1号试管内,对照鼠尿液放入2号试管内。(4分)⑷将两支试管摇匀后,放入盛有开水的烧杯内加热煮沸,待冷却后,观察两支试管溶液颜色的变化。(4分)㈡实验步骤:(实验提示:采用腹腔注射给药,给药剂量不作实验设计要求;给药1小时后,用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。)78验证性实验:结果唯一、结论唯一,即实验目的的陈述。探究性实验:结果若干、结论若干,一种结果分析得出一种结论。(三)1号试管中应该出现砖红沉淀,青蛙实验鼠尿液中有葡萄糖;2号试管中仍为蓝色溶液,表明对照鼠尿液中无葡萄糖。实验结论:实验鼠血糖升高,超过一定数值而出现糖尿,是胰高血糖素具有升高血糖的生理作用所引起的。79例题:(08海南)21节选为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关,请用所给的实验材料,完成下列实验步骤并回答下列问题:实验材料:具2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液,喷壶等。(1)实验步骤:①将上述大豆幼苗平均分成A、B两组,A组为对照组,B组为实验组,分别置于等量的完全培养液中培养。②用喷壶分别将蒸馏水和赤霉素溶液喷洒在A、B两组幼苗上。③将两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养,一段时间后,测定两组植株的高度。实验结果:实验结论:
A组(对照组)植株的平均高度小于B组(实验组)植株平均高度
某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关,赤霉素含量少,大豆出现矮化80结果:结果应为实验实际出现的情况,如“孟德尔分离现象解释实验”中出现的结果为“得到的64株后代中,30株高茎,34株矮茎,两种性状分离比约为1∶1”,而“探究植物细胞的吸水和失水实验”中处于30%蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞果真发生了质壁分离,而处于清水中的已分离细胞果真发生了复原现象。
对现象、结果和结论的简单区别81结论结论的得出须依据实验结果,即若出现的结果与预期结果一致则得出与先前的假说一致的结论或“假说成立”(如“原生质层相当于一层半透膜”),若实验出现的结果与预期结果不符,则得出的结论应为“假说不成立”。
对现象、结果和结论的简单区别82
实验结果是由实验变量引起的变化,如测得的有关数据、实验对象出现的颜色的变化、形态和生理等方面的变化,是对实验现象的直接陈述。实验结论是在实验结果的基础上,根据已有的知识合理迁移,通过推理和判断,得出的关于生命现象的最本质的认识。如“鉴定葡萄糖是还原糖”的实验中,葡萄糖与斐林试剂共热煮沸后出现砖红色沉淀,这是实验结果,在此基础上得出“葡萄糖是还原糖”则是实验的结论。
对现象、结果和结论的简单区别83对现象、结果和结论的简单区别影响种子萌发的环境条件的实验(小麦种子)组别适量的水充足的空气适宜的温度1号无有橱柜2号有有橱柜3号有有冰箱4号有无空气橱柜1号现象:种子没有萌发(对客观事实的具体描述,即对因变量的描述)1号和2号的结果:小麦种子萌发需要适量的水(如果只以1号得出的结果不是我们需要的)(针对具体实验得出一个相对明确的判断)1号和2号的结论:种子萌发需要适量的水(这个结论并不严谨,因为只从一个实验中得出)上述实验的结论:种子萌发需要适量的水、充足的空气和适宜的温度(从众多的事实、现象或结果中总结或推断出来的判断,有一个相对的高度)84伞藻由“帽”、柄和假根三部分构成,细胞核在基部。现有两种类型的伞藻,一种伞帽为伞形帽的伞藻,另一种为菊花形帽的伞藻。为了探究细胞核在细胞中的作用,某人用伞藻做了如下实验:
a.将两种伞藻的伞帽和柄分别剪掉,留下假根。
b.将伞形帽伞藻的柄嫁接到菊花形帽伞藻的假根上。
c.放在适宜的条件下培养一段时间,结果发现,在伞形帽伞藻的柄上长出了菊花形伞帽。
综合考题检测85
针对以上实验,请回答下列问题:(1)该实验为一个不完整的实验,应该设计一个对照实验,该对照实验为:(2)预测实验现象:
为了更清楚地说明细胞核的作用,除上述实验外,还可以通过移植细胞核来完成,如下:A组:将菊花形帽伞藻假根中的细胞核移出,并移入去掉伞帽的伞形帽伞藻的假根中。与A组相对应的实验操作是:B组:预测实验现象:(3)A组的实验现象是(4)B组的实验现象是
(5)以上实验得出的结论是:
(2)在菊花形帽伞藻的柄上长出了伞形帽。(3)在伞形帽伞藻的柄上长出了菊花形伞帽
(4)在菊花形伞藻的柄上长出了伞形帽(5)细胞核是控制细胞代谢和遗传的中心。将伞形帽伞藻假根中的细胞核移出,并移入去掉伞帽的菊花形帽伞藻的假根中(1)将菊花形帽伞藻的柄嫁接到伞形帽伞藻的假根上。861.实验目的的定义:实验目的的确定2.实验目的的确定方法:例1:植物激素如吲哚乙酸、赤霉素等能提高细胞的呼吸作用,所以用激素处理过的部位,能够吸引更多的有机物运输。某同学为了验证吲哚乙酸能够促进有机物的运输。实验材料及用具:适宜浓度的吲哚乙酸溶液、生长状况相同的棉花植株幼苗若干、14CO2、蒸馏水、放射性强度测试仪。该实验的目的是:
。验证吲哚乙酸能够促进有机物的运输。
(1)通过题干信息顺向分析实验目的简单来说就是要探究问题或要验证的某一事实。实质:建立自变量与因变量的直接联系87练习1:(08海南)为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关,请用所给的实验材料,完成下列实验步骤并回答下列问题:实验材料:具2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液,喷壶等。该实验的目的是:
。验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关(1)通过题干信息顺向分析实验目的实验目的的确定88练习2:(08江苏生物)某同学进行实验,甲图为实验开始状态,乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验,探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料:蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。该实验的目的是:
。探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜(1)通过题干信息顺向分析实验目的实验目的的确定89例2:某同学正在按下表的顺序进行实验操作(2)通过实验过程逆向分析实验目的步骤加入物质试管ⅠⅡⅢ1注入新鲜唾液1mL1mL1mL2注入盐酸1mL/清水3注入NaOH溶液/1mL清水4注入可溶性淀粉液2mL2mL2mL537℃水浴5min6滴加斐林试剂2滴2滴2滴7观察现象ABC该实验的目的是:
。探究pH值(酸碱度)对酶活性的影响
实验目的的确定90练习3:植物较长时间在黑暗中生长会出现“黄化现象”。有人将菜豆幼苗在暗处放置了7~8天,使之黄化后,每天给予如下光照,比较其恢复正常形态的情况,结果如下:(2)通过实验过程逆向分析实验目的光强照光时间结果2880lx(弱光)0.5h无论光照时间的长短,都能逐渐恢复正常形态,光照4小时和12小时后,形成很多叶绿素。2h4h12h4000lx(强光)1min无论光照时间的长短,都能逐渐恢复正常形态,但是不能形成叶绿素。恢复正常形态后继续延长光照时间,叶绿素逐渐形成。4min10min30min根据上述实验,回答下列问题:①该实验的目的是研究
。光对叶绿素合成及黄化植物恢复过程的影响实验目的的确定91练习4:(10江苏卷)某生物兴趣小组开展DNA粗提取的相关探究活动。具体步骤如下:材料处理:称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2份.每份l0g。剪碎后分成两组,一组置于20℃、另一组置于-20℃条件下保存24h。DNA粗提取:第一步:将上述材料分别放人研钵中,各加入l5mL研磨液,充分研磨。用两层纱布过滤。取滤液备用。第二步:略第三步:略DNA检测结果如下:(2)通过实验过程逆向分析实验目的探究不同材料和不同保存温度对DNA提取量的影响
实验目的的确定92探究性实验与验证性实验的比较1.概念①探究性实验:指实验者在不知晓实验结果的前提下,通过自己实验、探索、分析、研究得出结论,从而形成科学概念的一种认知活动。②验证性实验:指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。932.比较表94续表95续表963.解答技巧及策略:此类实验需要对某些生物学现象作出合理化的假设并通过设计实验进行验证。如教材中“比较过氧化氢酶与Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”、“温度对酶活性的影响”、“植物向性运动的实验设计与观察”等。4.复习探究和验证性实验要注意的问题:(1)分清实验组和对照组。在设计实验时必须要有明确的标记,如用甲、乙、丙,或者是A、B、C或者1、2、3,总之让人以一目了然的感觉。97(2)分析实验设计中的单一自变量。即单一变量原则。例如探究不同温度对酶活性的影响时,温度就是这一变量,而pH、底物浓度、酶浓度等就是无关变量,应设置为相同且适宜。(3)注意实验操作步骤的前后顺序要有逻辑性(前因后果),步步有理,环环相扣,各步骤要严密、完整。(4)注意实验用具与试剂及需要控制的实验条件。(5)注意实验结果的观察、记录、分析和结论,确定对实验结果的观察内容和合适的观察方法,最后对结果作出科学的解释并得出正确的结论。98例3(10广东卷)29、(16分)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动,需要完成以下任务:(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有:①碘液,②苏丹Ⅲ溶液,③双缩脲试剂,④斐林试剂。你选用的试剂应该是
;蛋白质与相应试剂反应后,显示的颜色应为
。(1)从学过的知识中分析原理③紫色该实验原理是:
.典型例题蛋白质+双缩脲试剂→紫色反应99练习5:(07北京31.)(2)用实验动物检测疫苗刺激机体产生抗体的能力①实验原理:通过接种疫苗,灭活病毒进入实验动物体内可刺激B细胞,使之增殖、分化形成效应B细胞并产生相应的____;当____________病毒再次人侵时,机体能产生更强的特异性免疫反应----_________。抗体同种体液免疫(1)从学过的知识中分析原理真题演练简述该实验的原理是:
.体液免疫能产生抗体,抗体对同种抗原有免疫作用。100练习6:某公司开发出一种保健饮料,并声称能够适用于糖尿病患者。该产品是否适用于糖尿病患者,生物学兴趣小组的同学以此作为实验研究课题,通过检验该产品的成分证明。请你分析实验原理,设计实验,得出结论。该实验原理有:真题演练还原糖+斐林试剂→砖红色沉淀淀粉+碘液→蓝色二糖+酶→单糖(1)从学过的知识中分析原理101练习7:胚芽鞘向光性实验单测光引起生长素在胚芽鞘尖端的分布不均匀实验原理:?真题演练实验步骤:略一定浓度范围内,生长素浓度越高,生长越快。(1)从学过的知识中分析原理102例4:(05全国卷30题)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。某同学的实验方案如下:(简略)①将正常小鼠随机分成A、B两组,观察并记录其活动状况。……请回答:(1)该实验原理是:
。
(2)从题干信息中确认实验原理胰岛素具有降低血糖的作用(低血糖会使小鼠活动状况发生改变)1032005年全国理综卷Ⅱ
植物叶片表皮上分布有大量的气孔,气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞(保卫细胞)吸水后,会膨胀变形,气孔开启;反之细胞失水收缩,气孔关闭。以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验,证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。
实验目的是什么?实验原理是什么?104实验目的:证明气孔具有开启和关闭的功能。保卫细胞吸水会膨胀变形,气孔开启保卫细胞失水会收缩变形,气孔关闭实验原理课本原理:渗透作用原理外界溶液浓度<细胞液浓度,细胞吸水外界溶液浓度>细胞液浓度,细胞失水题中原理:105练习8:(08安徽)Ⅱ.某生物兴趣小组调查发现,在黄瓜幼苗期喷洒一次乙烯利溶液(100~200mg·L-1),可促进多开雌花,提高黄瓜产量。但乙烯利浓度低于或高于这个范围时,其作用效果尚不清楚。请设计实验,探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响。材料用具:2~3片真叶的盆栽黄瓜幼苗若干、乙烯利溶液(300mg·L-1)、蒸馏水、喷壶……实验原理:
。(2)从题干信息中确认实验原理一定浓度的乙烯利溶液可促进黄瓜多开雌花106例5:(08四川卷30.Ⅱ)为确定人体在运动时呼出气体中CO2浓度是否比静止时高,某同学进行了如下探究:作出假设:人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。实验过程(略)
请回答:(1)作出上述假设的依据是
。(2)该实验的原理是
。(2)从实验步骤中分析原理运动状态安静中度运动剧烈运动实验前pH6.16.16.1实验后pH5.95.65.3呼吸作用产生二氧化碳CO2在水中溶解后使水的pH下降;人在不同运动状态下产生的CO2不同;1071081091101、单一变量原则2、等量原则3、平行重复原则4、对照原则5、科学性原则消除无关变量对实验结果的影响保证实验结果是自变量造成消除无关变量对实验结果的影响避免结果的偶然性保证实验结果可信实验设计应遵循的基本原则原则目的111实验设计是指在正式进行科学实验之前,实验者根据一定的目标和要求,运用有关科学知识、原理,对实验过程中的材料、手段、方法和步骤等全部方案的制订。实验设计应遵循以下原则:
1.对照原则该原则既可排除无关变量的干扰,又可增加实验结果的可信度和说服力。实验设计遵循的原则112对于对照实验,一个实验包括实验组和对照组。实验组,是接受实验(自)变量处理的对象组;对照组,也称控制组,是不接受实验(自)变量处理的对象组。常用的对照类型有以下几种:(1)空白对照:对照组不做任何处理的对象组。例如,在“探究pH影响酶的活性”实验中,滴加氢氧化钠、盐酸的为实验组,滴加等量蒸馏水的为空白对照组。113(2)自身对照:指对照和实验都在同一研究对象上进行,不再另外设置对照组。例如,“观察植物细胞的吸水和失水”实验,即典型的自身对照,其中实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。(3)条件对照:即虽给对照组施以部分实验因素,但不是所研究的实验处理因素。如在“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中,设计了如下三组实验:甲组,饲喂甲状腺激素;乙组,饲喂甲状腺激素抑制剂;丙组,对蝌蚪不作任何处理。其中甲组是实验组,丙组是空白对照组,乙组为条件对照组。114
(4)相互对照:不单独设置对照组,而是几个实验相互作为对照。如“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验中,不同的生长素类似物浓度之间形成相互对照。
2.单一变量原则在实验中,变量是指可被操纵的特定的因素或条件。单一变量原则是指控制其他因素不变,只改变其中一个因素(要研究的因素),观察其对实验结果的影响。
3.平行重复原则任何实验必须有足够的实验次数,才能避免结果的偶然性,使得出的结论准确、科学。如在“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验中,每个浓度处理的植物枝条应该有3~5根。115【例】阅读下列内容,回答有关问题:(一)实验目的:1.验证种子萌发、幼苗生长与生长素有关。2.确定某种植物的种子萌发、幼苗生长的最适宜生长素浓度范围。(二)材料用具:萝卜、水稻、油菜等种子若干;试管、移液管、培养甲、滤纸、生长素溶液(浓度分别为:100mg·L–1,10mg·L–1,1mg·L–1,0.1mg·L–1,0.01mg·L–1)(三)实验步骤:1.取5个试管,编号。在1~5号试管中,分别加入5mL不同浓度的生长素溶液。2.在5个试管中各放入2粒某种子,浸泡24小时。3.取5个培养皿编号(1~5号),每个培养皿内事先都垫上蒸馏水浸湿的滤纸,将从1~5号试管中取出的种子,分别放入与之对应的1~5号培养皿中,在湿滤纸上均匀摆放。盖上培养皿盖(假设氧气充足)。(四)观察与收集数据:116(五)分析与讨论:问题1:本实验步骤中,有三处不够严谨,请指出并纠正:①②③问题2:为使实验结果真实和具有普遍性,需要______________________________________用不同植物种子重复上述实验缺乏对照,应再设置一对照试管,加5mL蒸馏水,编号6
步骤2中的种子数目过少,应改为30粒
步骤3中的滤纸不应该用蒸馏水浸湿,而应该用对应浓度的生长素溶液浸湿117
4.科学性原则科学性原则是指实验的原理要符合科学原理,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础知识和基本原理,以及其他学科领域的基本原则。主要体现在以下几个方面:(1)实验原理的科学性。实验原理是实验设计的依据,也是用来检验和修正实验过程中失误的依据,因此它必须是经前人总结或经科学检验得出的科学理论。(2)实验材料选择的科学性。根据实验目的和实验原理选择恰当的实验材料,是保证实验获得预期结果的关键因素之一。118(3)实验方法的科学性。明确实验要求和目的,确定科学实验思路,才能得出正确而可靠的实验结果。(4)实验步骤的科学性。正确的实验步骤是确保实验成功的重要环节。(5)实验结果的科学性。这是指对于实验得出的结论不能简单对待,而应该首先记录,然后整理,最后再经过仔细分析,找出它们所能透露给我们的最大的信息量。
5.可行性原则指整个实验设计要具有可操作性,包括实验材料、实验器材、实验方法的选择等。119①生物材料要相同②实验器具要相同③实验试剂要相同④处理方法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。实验中要做到“单一变量”,应注意等量的原则即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等要完全一样。即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题保温或冷却:光照或黑暗;搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说,看起来似乎是毫无意义的,但还是要作同样的处理。等量性原则120(2011汕头一模)某株多年生植物生长在弱碱性土壤中,常开白花,有时也开红花。(2)有的同学认为,该株植物可能是杂合子,花色不同是性状分离的结果。你认为这种观点正确吗?
,请简要说明理由:
。(3)另外一些同学认为是土壤的pH影响了花色,希望通过一个实验来加以证明。他们采集了该植物的一些种子,将其培养成幼苗。请你帮助他们完成实验设计思路:将实验组幼苗种植在
土壤中,将对照组幼苗种植在
土壤中;将上述幼苗培养在适宜的环境中,保持
和
等无关变量的相同。植物开花后,观察植物花色,得出结论。121(2)不正确同一株植物各体细胞的基因型是相同的,不发生性状分离(或者性状分离现象发生在其后代中而不发生在当代)(3)弱酸性(或非弱碱性)弱碱性温度、光照强度、光照时间、浇水量、土壤量(或其它合理答案,要求回答2项)第一空:正确答案:“弱酸性”、“非弱碱性”、“非弱碱性的各种pH值”(写:“酸性”“中性”给1分);不给分答案:强酸、强碱、不同的pH。第二空:正确答案:“非弱碱性”。其它答案不给分(如:碱性、中性、弱酸性、强碱性)第三、四空:正确答案:温度、光照强度、光照时间、浇水量、土壤量、湿度、CO2浓度。给1分答案(没有体现“量”的答案):光照、水分、阳光、营养物质、肥料、CO2。不给分答案:幼苗株数、幼苗生长状况、环境因素。122(探究创新题)在研究生物遗传物质的过程中,人们做了很多的实验进行探究,包括著名的“肺炎双球菌转化实验”。某人曾重复了“肺炎双球菌转化实验”,步骤如下。请分析以下实验并回答问题:A.将一部分S型细菌加热杀死;B.制备符合要求的培养基,并分为若干组,将菌种分别接种到各组培养基上(接种的菌种见图中文字所示)C.将接种后的培养皿放在适宜温度下培养一段时间,观察菌落生长情况(见图)。123(1)本实验中的对照组有:_______________________。(2)本实验得出的结论是:_______________________。(3)如图表示在格里菲思肺炎双球菌转化实验的基础上进行的实验部分图解,其目的是证明“转化因子”的化学成分。请据图回答:124①在对R型细菌进行培养之前,必须首先进行的工作是__________________________________。②依据上面实验的图解,可以作出________的假设。③为验证上面的假设,又设计了下面的实验:125该实验中加DNA酶的目的是__________________________,观察到的实验现象是___________________________。④通过上面两步实验,仍然不能说明________________,为此还需设计下面的实验:观察到的实验现象是___________________________,该实验能够说明_______________________________。(4)由此可见,_________是遗传物质,蛋白质等其他物质不是遗传物质。126【解析】(1)该实验探究的课题是:“加热杀死的S型细菌能否导致R型细菌发生转化”,所以必须设置正常的R型细菌、S型细菌及加热杀死的S型细菌的培养组,与混合培养形成对照。(2)从四组菌落生长情况的对照中就可以确定S型细菌中有某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌。(3)本实验的目的是验证“转化因子”的化学成分,因此应将S型细菌的各种成分分离、提纯后分别与R型细菌混合,观察实验结果,分析得出正确结论。(4)由题目综合分析,DNA是遗传物质。127答案:(1)1、2、3组(2)S型细菌中的某种物质(转化因子)能使R型细菌转化成S型细菌,产生可遗传的变异(3)①分离并提纯S型细菌的DNA、蛋白质、多糖等物质②DNA是遗传物质③分解从S型细菌中提取的DNA培养基中只长R型细菌④蛋白质、多糖等不是遗传物质培养基中只长R型细菌蛋白质、多糖不是遗传物质(4)DNA128完全实验设计的基本步骤(记忆):(1)确定是验证性实验还是探究性实验一般在题干中有“验证……”、“证明……”、“探究……”,其后内容就是实验的目的。(2)确定实验目的、实验原理(3)找出单一变量,确定对照组和实验组的设置,无关变量如何控制(4)设计合理的实验装置(5)设计实验步骤:①材料的预先处理(如材料是要用液体,但题目中给的是固体材料;如溶液的配置和浓度的设置)②实验的前测(如生理实验中需要对实验前的材料进行生理指标的测量等)③给相同的实验器材(或实验材料)编号或分组A、B、C或1、2、3;④根据实验要求加入(等量;生理条件一致或其他等同条件的语句)实验材料,说明A为对照组,B、C为实验组⑤确定单一变量的设置,同时确保其他培养实验条件一致(如实验试剂的成分体积等量,实验器具大小型号相同,处理方法相同等;排除其他无关变量),实验时间多少,观测哪些具体指标⑥实验结果的处理(如观测的现象是什么,是否需要统计即对数据的整理,是否需要将数据转化为图表或图象,设计表格等)(6)结果的分析(对应验证实验和探究实验)验证性实验如“验证……”、“证明……”都可预测到与实验目的一致的结果。探究性实验如“探究……”预测的实验结果不惟一,大多有三种可能:变量促进结果;变量抑制结果;变量与结果无关129【例1】为了验证甲状腺激素的生理作用,试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标,根据给出的实验材料和用具,设计实验步骤,预测实验结果,并作出分析。(1)材料和用具:日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组,甲状腺激素溶液,蒸馏水,灌胃器,耗氧量测定装置,小动物活动测定仪等。(实验提示:给药途径为每日灌胃,给药剂量和仪器操作不作考试要求,室温恒定。)(2)方法与步骤:_______________________________________。(3)结果预测与分析:_______________________________________。130【例1】【分析】(1)确定是验证性实验还是探究性实验:验证性实验(2)确定实验目的、实验原理、观察指标实验目的:验证甲状腺激素的生理作用
实验原理:甲状腺激素加速物质的氧化分解,耗氧量
增加,提高神经系统的兴奋性,使活动量
增加。观察指标:大白鼠的耗氧量和活动量。(3)确定自变量、因变量、无关变量自变量:甲状腺激素和蒸馏水
因变量:大白鼠的耗氧量和活动量无关变量:鼠龄、温度、药剂量、灌胃次数等
131(4)设计实验步骤--分组标号、前测、控制无关变量:①将日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组大白鼠分别标号为甲组和乙组,并分别用给出仪器测定与记录耗氧量和活动量--设置实验组(甲组)和对照组(乙),设置单一变量、控制无关变量:②每日用灌胃器给与甲组鼠灌喂甲状腺激素溶液,给与乙组灌胃等量的蒸馏水,饲养一段时间。
--观察、记录、后测
③定期测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量。
132(5)结果预测与分析:实验目的中有“验证……”,是验证性实验。实验结果预测:
未给甲状腺激素时,甲、乙两组鼠的耗氧和活动量相近。给甲组鼠甲状腺激素后,其耗氧和活动量均大于乙组。结果分析:
甲状腺激素能促进新陈代谢,加速体内物质的氧化分解,提高神经系统的兴奋性,从而使耗氧量和活动量加大。133【例2】现有一种植物的种子,已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响,但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响,请你依据所给材料用具设计出实验的方法步骤,预测可能的实验结果,并分别得出相应的结论。材料用具:数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等。方法步骤:①②③预测实验结果并对实验结果进行分析:①②③134【例2】【解析】(1)确定是验证性实验还是探究性实验:探究性实验(2)确定实验目的、实验原理、观察指标实验目的:探究光的有无对该种子萌发的影响实验原理:种子在适宜的条件下萌发观察指标:种子发芽率(3)确定自变量、因变量、无关变量自变量:“有光”和“无光”因变量:发芽率差异无关变量:水分、温度和氧气、种子数量、大小等135(4)设计实验步骤--分组标号、控制无关变量:
①向培养皿中倒入适量的水,将等量的种子分别放入甲、乙两组培养皿中--设置实验组(甲组)和对照组(乙),设置单一变量:
②将甲组置于有光照的环境中,乙组置于黑暗环境中。--控制无关变量:
使两组所处温度、水分、空气状况相同且适宜的条件下培养。--观察、记录、后测:
③一段时间后统计两组种子的萌发率,并分析其差异程度136(4)设计实验步骤--分组标号、控制无关变量:
①向培养皿中倒入适量的水,将等量的种子分别放入甲、乙两组培养皿中--设置实验组(甲组)和对照组(乙),设置单一变量:
②将甲组置于有光照的环境中,乙组置于黑暗环境中。--控制无关变量:
使两组所处温度、水分、空气状况相同且适宜的条件下培养。--观察、记录、后测:
③一段时间后统计两组种子的萌发率,并分析其差异程度137(5)预测实验结果并对实验结果进行分析本实验为探究性试验,结果可能有多方面。①如果有光组萌发,无光组也萌发,但两组发芽率差异不显著,则说明该种植物的种子萌发不受光的影响;②如果有光组发芽高于无光组,且差异显著,则说明光促进该种植物种子的萌发;③如果有光组发芽低于无光组,且差异显著,则说明光抑制该种植物种子的萌发。138实验设计的基本程序
1.确定实验名称:是关于一个什么内容的实验,同时确定是“验证性实验”还是“探究性实验”。
2.明确实验目的:实验要解决什么问题。
3.分析实验原理:完成该实验的理论依据。
4.设计实验操作步骤:一般按以下步骤进行。
(1)取材、分组、编号。根据实验要求选择适宜的材料和器材进行分组。分组编号要有明确的标记,如A、B、C或者甲、乙、丙等,让人看后一目了然,便于实验的观察、统计、比较和对实验现象的描述。139(2)实验处理。根据实验要求分别对实验组和对照组进行处理,除实验变量外,其他条件应保持相同,即控制无关变量。(3)相同且适宜条件下培养一段时间。(4)检测、观察、统计、比较。找出具体的观察和记录对象,观察、记录、统计、比较实验数据和现象。
5.实验结果的预测:如果是验证性实验,都可以预测到与实验目的一致的结果;如果是探究性实验,预测的结果不唯一,通常有三种可能:变量促进结果,变量抑制结果,变量与结果无关。140
6.实验结论的归纳:实验结果是由实验变量引起的变化,如测得的有关数据、实验对象出现的颜色的变化、形态和生理等方面的变化,是对实验现象的直接陈述。实验结论是在实验结果的基础上,根据已有的知识合理迁移,通过推理和判断,得出的关于生命现象的最本质的认识。如“鉴定葡萄糖是还原糖”的实验中,葡萄糖与斐林试剂共热煮沸后出现砖红色沉淀,这是实验结果,在此基础上得出“葡萄糖是还原糖”则是实验的结论。141例:小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案,验证不同光照强度对大豆植株高度的影响,并预测实验结果。实验材料和用具:大豆种子(200粒)、光照培养箱(光照强度范围0~10000lx,温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等。(1)实验方案:________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)实验结果预测:_____________________________。142【答案】
(1)①实验材料:选出180粒大小一致的种子,分成六组,每组30粒,在培养皿中培养;
②培养条件:光照强度:0、2000、4000、6000、8000、10000lx,温度为25摄氏度,培养一周;
③测定指标:用直尺测量植株高度,计算每组的平均值。
注:要求至少分为三组(三个处理),每组有一定的种子数量,光照强度必须有0lx(黑暗)
实验结果预测:随光照强度增加,植株高度下降。143【解析】本题考查根据自然现象设计实验方案及预测实验结果的能力。在设计实验过程中,注意遵循对照原则、单一变量原则、平行重复原则等科学原则。至少分三组,有黑暗作为对照,每组必须有一定的种子数量,且数量相等。预测实验结果要根据题中所给的自然现象,即黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多,即可得出正确答案。144【变式题】(2010浙江卷)为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化,请根据以下提供的实验材料与用具,写出实验思路,设计记录实验结果及原因分析的表格,并填入相应内容。材料与用具:兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。(要求:答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求)145实验思路:(1)①_______________________________________________________________。②_________________________________________________________________。③_______________________________________________________________________________________。(2)设计一张表格,并将预期实验结果及原因分析填入该表中
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