高中生物选修3《实验设计突破》课件

实验设计突破考纲要求近四年广东高考实验设计内容分析实验目的及原理实验变量的分析实验步骤的设计实验结果的预测实验结果分析及结论常考点０9广东10广东１1广东12年广东实验目的

实验原理

变量分析

实验步骤

结果预测

结果分析、结论

近四年广东高考实验设计内容分析考纲要求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。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、模型构建与系统分析等科学研究方法。３.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修正。1、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夯实基础原则目的（1）实验课题（2）实验原理（3）实验目的（4）材料用具（5）实验的操作步骤（6）观察和收集实验数据（7）分析与结论完整实验设计包含的基本内容夯实基础明确实验目的分析实验原理变量分析与控制设计实验步骤预期实验结果施加干扰操纵随机分组设置对照条件适宜重复实验控制捕获观察现象测量数据实验结果分析及结论自变量无关变量因变量实验设计的常规解题思路夯实基础1.实验目的的定义：考点一：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真题演练考点一：实验目的的确定例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

Ⅰ

ⅡⅢ1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

A

BC该实验的目的是：

。探究pH值（酸碱度）对酶活性的影响

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：真题演练（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小结通过题干信息顺向分析通过实验过程分析实验目的的确定方法1、实验原理的概念2、实验原理的确定考点二：实验原理的确定实验原理已学知识题干信息实验步骤实验过程实验结果实验结论实验原理是实验设计的依据和思路例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：学.科.网zxxk.（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；典型例题实验过程中可以变化的因素称为

。其中人为改变的变量称做

；随着

的变量称做因变量；除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变的因素，会对

造成影响，这些变量称为

。变量自变量自变量的变化而变化的变量无关变量实验结果（三）实验中的变量分析及控制１.变量的概念例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：

。２.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①

除去容器中的二氧化碳——

②

增加水中二氧化碳——

③

增加水中的氧气——④

减少水中的氧气——⑤

除去叶片中原有淀粉——⑥

除去叶片中叶绿素——⑦

除去光合作用对细胞呼吸的干扰——⑧

添加生长素——⑨

添加蛋白质、多肽类激素——⑩

添加固醇类激素——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3.变量的控制方法：①光合速率——

②呼吸速率——③新陈代谢速度——④生长发育——⑤胰岛素作用——⑥蛋白质——①

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（２）常见因变量的检测方法例10：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：操纵方法：

无关变量：

控制方法：

反应变量：

检测方法：

使稀硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2，干扰黄瓜幼苗生长

SO2光照、温度等环境因素①设置空白对照：不添加SO2其它因素与实验组相同②

适宜的环境黄瓜叶片生长状况观察黄瓜叶片生长状况的变化（一）基本类型(二）基本步骤第二课时实验步骤设计（一）基本类型1.活体培养类实验的一般步骤2.物质鉴定类实验的一般步骤3.临时装片制作观察类实验的一般步骤4.物质提取类实验的一般步骤：实验步骤设计：1.活体培养类实验的基本步骤1).基础知识：(1).变量与结论的关系第一步：分组（注意：要随机、数量要适量且均分、生理状态要一致；分组的数目取决于自变量；一般要有对照；目的主要用来控制自变量自己产生的无关变量）第三步：培养（注意用词：一定时间、条件相同且适宜；控制环境带来的无关变量）第二步：处理（主要内容有前测、施加自变量；也可控制处理方法带来的无关变量等）第四步：观察、记录【观察内容：因变量；记录：因变量或后测数据】（2）一般步骤：典例与练习例11．[答案]①用酸性生理盐水配成的胰岛素出现惊厥现象②适量的葡萄糖水溶液③酸性生理盐水练习12．[答案]（1）步骤二：分成实验组和对照组，每组两只。步骤三：给实验组动物注射适量胰岛素溶液；给对照组注射等量酸性生理盐水。步骤四：将两组动物放在30—37℃相同环境中保温，记下时间，观察并比较两组动物神态、姿势及活动情况例12．[答案]

①将两组大白鼠分别标号为甲组和乙组，并分别用耗氧量测定装置、小动物活动测定仪，测定并记录耗氧量和活动量。②每日用灌胃器给予甲组鼠灌胃甲状腺激素溶液，给予乙组鼠灌胃等量的蒸馏水，饲养一定时间。③用耗氧量测定装置、小动物活动测定仪测定并记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量。练习13．[答案]

1、将几种土壤混合均匀，等量分在两容器中。分成二组，分别贴上标签：甲和乙。2、将甲容器进行灭菌处理，乙不进行灭菌处理。向甲、乙容器中分别放入等量的除草剂。3、将甲乙两容器放在相同且适宜的环境中，培养一段时间。4、一段时间后测定甲、乙容器中除草剂的含量例13．[答案]

（1）取三只相同的洁净玻璃缸，编上号，分别装上等量的河水（2）取发育状况相同的15只蝌蚪，分成三等份，分别放人1、2、3号玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。（3）每天同时向1、2、3号玻璃缸中分别投入等量且适量的普通饲料、甲状腺制剂拌匀的饲料、用60℃温水处理1小时的甲状腺制剂拌匀的饲料。(4)观察记录蝌蚪的发育状况。练习14．[答案]

（1）取三只相同的洁净玻璃缸，编上号，分别装上等量的河水（2）取发育状况相同的15只蝌蚪，分成三等份，分别放人1、2、3号玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。（3）每天同时向1、2、3号玻璃缸中分别投入等量且适量的普通饲料、甲状腺制剂拌匀的饲料、甲状腺激素抑制剂拌匀的饲料。(4)观察记录蝌蚪的发育状况。第四步：观察实验结果（沉淀、颜色变化、产生气泡、块状物消失等）（二）鉴定类实验的一般步骤第一步：制取组织液（研磨、粉碎等）第二步：分组编号（保证适量）第三步：滴加鉴定试剂和处理（试剂有多种，一定要注意滴加顺序；处理常用水浴、煮沸、振荡、静置等）典例与练习例14．【答案】第二步：取两支试管编号，在1号试管中注入第一步得到的蛋清液2ml，2号试管中注入2ml唾液第三步：向1号和2号试管中各加入2--3滴5%的NaOH溶液，振荡。第四步：再向1号和2号试管中各加入2--3滴的CuSO4溶液，振荡。第五步：振荡摇匀后，放置一会儿，可看到1号和2号试管中都呈现红紫色。练习15．[答案]

①取两只试管，分别编号为甲、乙，分别各加入剧烈运动前后的尿液2毫升②先向两只试管分别加入1毫升的双缩脲试剂A液振荡均匀，再向两只试管分别加入滴双缩脲试剂B液，振荡均匀。③观察比较两只试管中溶液的颜色变化。第四步：观察、记录（先低倍镜再高倍镜，常要绘图）（三）临时装片制作观察类一般步骤第一步：材料获取（培养、撕取、搜集等）第二步：材料处理（解离、分散、染色、切片、取样、漂洗等）第三步：制片（尽量要薄）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第二课时结果与结论高考再现（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．②③

C．①④D．②④

D（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）实验结果测试：高考再现答案：分组、控制好单一变量，设计实验方案。实验结果：不同光照强度下大豆幼苗生长的高度实验结果和结论1、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（凌驾于结果之上，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）实验结果和结论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实验结果和结论2、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）实验结果和结论3、实验结果的获得直接获得从题干文字获得：为验证胰岛素具有降低血糖的作用，某生物小组做了如下实验……从记录数据获得：对5个生态系统中的生物群落的组成情况进行了调查，调查结果如下表：……生物系统种1种2种3种4种5A09004000B02202402000C700200505040实验结果和结论3、实验结果的获得间接获得研究温度对光合作用的影响(其余的实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。温度(℃)5101520253035光照下吸收CO2(mg/h)1.001.752.503.153.753.503.00黑暗中释放CO2(mg/h)0.500.751.251.752.253.003.50实验结果和结论根据实验的类型分：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。例题15：(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，大豆出现矮化某学生利用所提供的材料、物品及设备,设计了如下验证长时间光照利于增加产蛋鸡产蛋量实验。请补充实验步骤.实验材料、物品及设备：100只同一品种长势基本相同的成年产蛋鸡、鸡饲料、水、鸡舍、养鸡常用设备、白炽灯,（提示：设自然日照时间为7时～17时）实验步骤：（A组：自然光照10小时，B组：自然光照10小时+2小时白炽灯照射）结果

。结论：

。练习16例题16:科学工作者对草原中的某种蝗虫的结群行为，从视觉、嗅觉等方面进行了深入探究。请完善实验设计并作出简要分析。取蝗虫4组（1、2、3、4），将l号蝗虫置于开放的黑色玻璃容器中，容器外放置3号蝗虫（使蝗虫不能相互看到），记作A组；2号蝗虫置于封闭透明的玻璃容器中，容器外放置4号蝗虫，记作B组。然后，使用视觉、嗅觉两种刺激分别进行实验探究。实验结果：①A组结群，B组结群②A组不结群，B组不结群③A组结群，B组不结群④A组不结群，B组结群视觉、嗅觉实验结论：无嗅觉视觉练习17肥大的洋葱的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖？生物学兴趣小组的同淡以此作为探究课题。取洋葱组织样液等分2组，编号A、B组，A组用新制斐林试剂检验，B组用碘液检验。实验结果：实验结论：①A组砖红色，B组不变蓝色②A组不变，B组蓝色还原性糖淀粉对实验方案作出恰当的评价和修改。

实验改进、改错题型应对策略：