实验设计应遵循的基本原则

实验设计应遵循的基本原则第1页，共21页，2023年，2月20日，星期四为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案：（1）实验目的和实验材料用具（略）（2）实验方法和步骤：①用一适当大小的玻璃罩罩住一株正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。②将上述植物及装置放在暗室中饥饿消耗掉叶片内贮藏的有机物，暗室内装有红色安全灯。③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。④取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中水浴加热，使叶绿素溶于酒精中⑤将已脱色的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘-碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正题1第2页，共21页，2023年，2月20日，星期四答案（1）实验步骤②中暗室内用红色安全灯是错误的，应改为绿色安全灯（2）实验步骤⑤中的“葡萄糖”是错误的，应改为淀粉。（3）未设对照实验。对照实验的步骤可设计如下：a.装置同题干中的步骤①，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物，用一杯清水代替NaOH溶液b.将上述植物和装置放在暗室中进行饥饿处理，消耗掉叶片内贮存的有机物，暗室内装有绿色安全灯c.重复题干中步骤③和④。d.重复改进后的题干中步骤⑤题1第3页，共21页，2023年，2月20日，星期四为研究温度对酶活性的影响，某同学根据已提供的实验器材设计出了如下方案。你认为该方案存在哪些问题？1、将恒温水浴锅、烧杯和铁架台调好。２、将量好的酶溶液和天平称取的蛋白质分别放入２支试管，然后将２支试管放入同一水浴环境中持续一定时间，使试管内外温度一致，再将酶溶液和蛋白质块（将鸡蛋煮熟后的蛋白部分切成的小块）倒入同一试管中混合，保温并记录蛋白质块消失所需的时间。３、将酶溶液改成等量的蒸馏水，重复步骤２，并注意与步骤２的温度保持一致，进行对照实验。４、作好观察记录。題2第4页，共21页，2023年，2月20日，星期四错误之处有：（１）试管应编号；（２）在步骤２与步骤３所用的蛋白块应该是等量的；（３）步骤３的蒸馏水应改成与步骤２等量的酶溶液。（４）步骤２与步骤３所用的温度应该不同題2答案［还应该有温度的平行重复，如高温、低温］第5页，共21页，2023年，2月20日，星期四实验设计题的“五步思考法”１、了解题目要求，明确实验要验证的是什么２、分析实验原理：分析实验所依据的科学原理是什么？涉及的生物学及相关学科中的哪些方法和原理。３、确定实验器材的选择４、设置实验步骤：分析每一环节之间的关联性，或几个相关实验的延续性，安排实验的最佳程序。５、预期结果和分析第6页，共21页，2023年，2月20日，星期四某生物学兴趣小组开展“不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响”的课题研究。他们已将香烟和蒸馏水按照１：１的重量比浸泡２４小时，过滤后的滤液作为原液。如果你是其中一员，请回答：（１）采用何种测定指标来确定香烟浸出液对水蚤有无影响？（只要一种指标）（２）做该实验时必备的实验器材是什么？（３）写出实验的主要操作步骤。（４）设计一张表格用于在实验时记录数据。題3第7页，共21页，2023年，2月20日，星期四（１）水蚤每分钟心脏跳动次数（２）显微镜、秒表（计时工具）、量筒、烧杯、载玻片、盖玻片等。（３）①用蒸馏水稀释烟草浸出液原液，配成３种不同浓度的溶液②用吸管吸取水蚤，放于载玻片上，盖上盖玻片，调节光线，在显微镜低倍镜下观察③用引流法引流，观察和记录一定时间内水蚤在蒸馏水（对照）及不同浓度烟草浸出液中心跳次数，重复三次④整理实验资料，算出每分钟心跳的平均次数，并做出评价題3答案①第8页，共21页，2023年，2月20日，星期四（４）可设计如下表用于实验时记录数据：题3答案②第9页，共21页，2023年，2月20日，星期四对照实验的四种方法１、空白对照，即不给对照组任何处理因素如课本中设计的用甲状腺制剂喂小蝌蚪中对照组就是不加任何处理。２、条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因子。如“探究影响淀粉酶活性的条件”实验中，沸水和冰块、NaOH和HCl都是条件对照。３、自身对照，即对照和实验都在同一实验对象上进行。４、相互对照，不仅仅设对照组，而是几个实验组相互对照。如证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米第10页，共21页，2023年，2月20日，星期四思考下列问题在“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中，可存在以下实验组和对照组，请指出哪个是实验组，哪个是对照组？属何种对照？甲组：饲喂甲状腺激素乙组：饲喂甲状腺素抑制剂丙组：对蝌蚪不做任何处理甲为实验组乙为条件对照组丙为空白对照组题4第11页，共21页，2023年，2月20日，星期四为了解酶的作用特性，以20%的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果，能够得出相应结论。在下列有关结论的描述中，不能从表格中得到实验依据的一项是方法观察结果1常温下自然分解氧气泡少而小2常温下加入Fe3+氧气泡稍多而小3常温下加入鲜肝提取液氧气泡极多而大4加入煮沸冷却的鲜肝提取液氧气泡少而小A、从催化反应条件看，酶有温和性

B、从催化活性看，酶变性后失活

C、从催化底物范围看，酶有专一性

D、从催化反应效率看，酶有高效性（C）题5第12页，共21页，2023年，2月20日，星期四现有体重相同、发育正常的4只小狗。A狗不做任何处理，B、C、D3只狗分别进行不同的处理。几个月后，测定狗的激素分泌量，得到的有关结果如下表（单位价格mg/mL血液）。请分析回答：A狗B狗C狗D狗雄激素43.83.60.3甲状腺激素30.02.83生长激素65.80.15.5（1）A狗在此实验中的作用是＿＿＿＿＿（2）B狗被切除了＿＿＿＿＿＿（3）C狗被切除了＿＿＿＿＿＿（4）D称被切除了＿＿＿＿＿＿对照甲状腺垂体睾丸题6第13页，共21页，2023年，2月20日，星期四如下图所示，某植物的绿叶经光照24小时后，然后脱色用碘处理，结果有锡箔覆盖的位置不呈蓝色而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。该实验证（）（1）光合作用需要叶绿素（2）光合作用需要光（3）光合作用放出氧气（4）光合作用制造淀粉A．(1)(4) B．(2)(4) C．(2)(3) D．(1)(3)题7第14页，共21页，2023年，2月20日，星期四撕取紫色万年青的叶表皮，剪成大小相等的小块，分别浸入不同浓度的KNO3溶液中，过一段时间后用显微镜观察到的实验结果如下：KNO3溶液（mol/L)ABCDEF0.110.120.1250.130.140.50质壁分离程度--初始分离分离显著分离显著质壁分离复原状况--自动复原自动复原诱发复原不能复原（1）万年青叶表皮细胞的细胞液浓度为＿到＿之间。（2）用KNO3溶液诱发细胞质壁分离的基本条件是＿＿（3）C和D发生质壁分离后自动复原，其原因是＿＿＿（4）用高浓度溶液诱发的质壁分离不能再复原，其原因是＿＿＿题8第15页，共21页，2023年，2月20日，星期四题9为验证PH对唾液淀粉酶活性的影响，实验如下：（1）操作步骤：①在1~5号试管中分别加入0.5%淀粉液2ml。②加完淀粉液后，向各试管中加入相应的缓冲液3.00ml，使各试管中反应液的pH依次稳定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00。③分别向1~5号试管中加入0.5%唾液1ml，然后进行37℃恒温水浴。④反应过程中，每隔1min从第３号试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加1滴碘液显色，待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果。（２）结果见下表：第16页，共21页，2023年，2月20日，星期四试管编号处理12345PH5.006.206.807.408.00结果（颜色＊）＋＋＋橙黄色＋＋＋（＊“＋”表示蓝色程度）请回答（１）实验过程中为什么要选择37℃恒温？（２）３号试管加碘液后出现橙黄色，说明什么？（３）如果反应速度过快，应当对唾液做怎样的调整？（４）该实验得出的结论是什么？（1999.广东）题9②第17页，共21页，2023年，2月20日，星期四（１）在该实验中，只有在恒温的条件下，才能排除温度因素对结果的干扰，37℃是唾液淀粉酶起催化作用的适宜温度。（２）淀粉已完成水解。（３）提高唾液的稀释倍数。（４）唾液淀粉酶的最适PH是6.80，高于或低于此PH时，酶的活性逐渐降低。题9答案第18页，共21页，2023年，2月20日，星期四实验设计应遵循的基本原则１、对照性原则：即实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。２、单因子变量原则：即控制其他因素不变而只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。３、平行重复原则：在进行此实验时，有的情况的出现是有偶然性的，多做几个对照实验，出现相同的结果，更有说服力，更具科学性，让这几组实验装置在相同的条件下同时进行。（又解：控制某种因素的变化幅度在同样条件下重复实验，观察其对实验结果的影响程度）第19页，共21页，2023年，2月20日，星期四实验设计题的“五步思考法”１、了解题目要求，明确实验要验证的是什么２、分析实验原理：分析实验所依据的科学原理是什么？涉及的生物学及相关学科中的哪些方法和原理。３、确定实验器材的选择４、设置实验步骤：分析每一环节之间的关联性，或几个相关实验的延续性，安排实验的最佳程序。５、预期结果和分析第20页，共21页，2023年，2月20日，星期四对照实验的四种方法１、空白对照，即不给对照组任何处理