生物实验设计的基本知识

生物实验设计的基本知识第一页，共二十四页，编辑于2023年，星期三第二页，共二十四页，编辑于2023年，星期三第三页，共二十四页，编辑于2023年，星期三第四页，共二十四页，编辑于2023年，星期三第五页，共二十四页，编辑于2023年，星期三第六页，共二十四页，编辑于2023年，星期三第七页，共二十四页，编辑于2023年，星期三课时练习：P6导例3P10应用解题2P15应用解题2P19应用解题3第八页，共二十四页，编辑于2023年，星期三实验设计的基本原则--第二课时1、对照性原则2、单一变量原则3、等量原则4、科学性原则5、平行重复原则第九页，共二十四页，编辑于2023年，星期三（1）种类★空白对照：对照组不做任何实验处理。★

自身对照：实验组和对照组在同一研究对象上进行，不再另设对照组。★

相互对照：不单独设对照组，而是几个实验组相互对照。★条件对照：对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素，而这种处理是作为对照意义的。不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。

2.对照组与实验组的确定实验组：是接受实验变量处理的对象组。对照组：对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。1、对照性原则第十页，共二十四页，编辑于2023年，星期三2、单一变量原则单一变量原则：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。遵循单一变量原则，对实验结果进行科学的分析和增强实验结果的可信度与说服力。自变量（亦称实验变量）是指实验中要研究和控制的因素或条件。因变量（亦称反应变量）是指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。无关变量（也称控制变量）是指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。第十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期三控制变量法施加得到实验组：对照组：不施加改变消失程度改变实验变量反应变量无关变量对照科学结论分析操纵实验变量控制无关变量检测反应变量相同第十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期三3、等量性原则（1）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。（2）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、洁净度等要完全一样。（3）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（4）处理方法要相同：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。第十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期三4、科学性原则（1）实验原理的科学性（2）明确实验要求和目的，确定实验思路科学性（3）实验材料选择的科学性（4）设计实验步骤要合理（5）实验结果的科学性5、平行重复原则在实验设计中必须注意实验的可重复性。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。

第十四页，共二十四页，编辑于2023年，星期三[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：_________________________________________。第十五页，共二十四页，编辑于2023年，星期三【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、灌胃次数等第十六页，共二十四页，编辑于2023年，星期三（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。

第十七页，共二十四页，编辑于2023年，星期三（5）结果预测与分析：实验目的中有“验证……”，因为是验证性实验。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。结果分析得出结论：

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。第十八页，共二十四页，编辑于2023年，星期三【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：①②③第十九页，共二十四页，编辑于2023年，星期三【例23】【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：

探究光对该种子萌发有无影响实验原理：

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、大小等第二十页，共二十四页，编辑于2023年，星期三（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，并分析其差异程度第二十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期三（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。第二十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期三3.3

验证性实验和探究性实验有关内容的比较（1）探究性实