高考生物大一轮复习 第十单元 实验原则与设计 第37讲 实验原则与设计课件.ppt

第37讲实验原则与设计 第十单元实验原则与设计 考纲点击 1 能独立完成考纲规定的教材实验 包括理解实验的目的 原理 方法和操作步骤 2 具备验证简单生物学实验的能力 并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作出恰当的评价和修订 第十单元实验原则与设计 1 完整的实验设计一般包括实验题目 预期 观察和收集数据 推论 评价 交流等 2 科学探究的一般过程为 观察 设计 完成实验 分析数据 交流 表达和再探究 假设 实验 提出问题 分析 作出假设 得出结论 3 探究实验设计时要遵循三大原则 科学性原则 和 4 实验过程中可以变化的因素称为 生物学实验中常涉及的类型有 和无关变量 5 实验一般程序 分组编号 条件处理 对照原则 单一变量原则 变量 自变量 因变量 设置对照 观察比较 得出结论 1 研究细胞核的功能 把蝾螈的受精卵横缢成有核和无核两部分 2 比较过氧化氢在不同温度条件下的分解实验 该实验的自变量是fecl3溶液与肝脏研磨液 3 探究ca2 的主动吸收 使细胞外ca2 浓度大于或小于细胞内ca2 浓度 4 探究酵母菌培养过程中的呼吸方式 其因变量是是否产生了co2 5 探究生长素促进插条生根的最适浓度的实验中 需设置不同浓度生长素与清水组作对照 6 观察二氧化硫对植物的影响 可用两组实验相互对照 一组玻璃罩内放入植物 并加入低浓度二氧化硫气体 另一组玻璃罩内放入相同的植物 并加入高浓度二氧化硫气体 考点一实验设计原则 物质y的有无 菠菜种子的萌发率 用物质y处理 相同且适宜 统计分析两组菠菜种子的萌发率 甲组菠菜种子的萌发率低于乙组 说明物质y可解除物质x对菠菜种子萌发的抑制作用 解析 该实验的自变量是物质y的有无 因变量是菠菜种子的萌发率 实验步骤中 应先用物质x处理菠菜种子一段时间 然后进行不同的处理 最后统计分析菠菜种子的萌发率 不做处理组的萌发率低于物质y处理组的萌发率 证明物质y可解除物质x对菠菜种子萌发的抑制作用 c 实验变量实例分析 解析 在探究温度对酶活性影响的实验中 温度是自变量 ph是无关变量 a错误 在模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中 正方体琼脂块的体积是自变量 b错误 在探究酵母菌呼吸方式的实验中 酒精是无氧呼吸的产物 是因变量 氧气的有无是自变量 d错误 c 解析 验证光合作用能产生淀粉的实验中 将实验植物做饥饿处理 避免植物自身原有的有机物对实验结果产生影响属于控制无关变量的操作 a正确 探究唾液淀粉酶的最适ph的实验中 将每一组温度都控制在37 是控制无关变量温度对实验的影响 b正确 验证光合作用需要光照的实验中 将叶片的一半用黑纸包住 这是设置自变量 不是控制无关变量 c错误 探究唾液淀粉酶最适温度的实验中 每一组都加入等量的淀粉 淀粉的量也影响实验的结果 需要控制 d正确 d 实验设计原则实例分析 解析 探究过氧化氢酶作用的最适ph应设置成相互对照实验 无特定的对照组 多个实验组的ph不同 表中a项对应的设置是验证ph对酶活性影响 a项错误 验证酶具有催化作用 对照组应设置为用等量蒸馏水 过氧化氢溶液 b项对应的设置是验证酶具有高效性 b项错误 验证酶的专一性应设置为 实验组为反应物 相应酶液 对照组为另一反应物 同一酶液或同一反应物 另一种酶液 c项错误 验证某种酶是蛋白质的实验中 对照组设置成标准蛋白质溶液 双缩脲试剂是为了排除无关变量的干扰 d项正确 b 解析 该实验通过甲组和乙组的自身对照 可验证胰岛素和胰高血糖素的功能以及它们在调节血糖过程中的拮抗作用 实验要严格遵循对照原则和单一变量原则 因此该实验同一步所用的三种溶液量必须相等 但是同一组前后两步所用溶液量可以不等 该实验有组内的自身对照 第一步与第二步对照 也有甲 乙两组的相互对照 但是丙组的空白对照也很有必要 因为只有与空白对照相比较才能够看出实验组的情况是否异常 考点二探究性实验与验证性实验 指实验者在不知实验结果的前提下 通过自己进行实验 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 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 探索研究对象的未知属性 特征以及与其他因素的关系 验证已知对象的已知属性 特征以及与其他因素的关系 假设一般采用 如果a 则b 的形式表达 是根据现有的科学理论 事实 对所要研究的对象设想出一种或几种可能的答案 解释 因结论是已知的 故不存在假设问题 st含量的增加能使gh含量下降 不切除性腺 不作处理 每只家兔血液中st和gh的浓度 适量st溶液 等量生理盐水 平均值 下降 切除性腺 阉割 解析 1 根据生活经验 雄性激素 st 能够抑制生长激素 gh 的分泌 故作出假设 雄性家兔体内st含量对gh含量起抑制作用 2 自变量为st含量 可通过是否切除性腺来控制 故实验组 甲组 兔切除性腺 对照组 乙组 兔不切除性腺 实验的因变量为家兔血液中gh的浓度 故在相同且适宜的条件下饲养1个月 通过测定和记录每只家兔血液中st和gh的浓度 来反映雄性家兔体内st含量对gh含量的影响 4 通过对预测结果分析 雄性家兔体内st含量对gh含量起抑制作用 为进一步证明st含量确实对gh含量起抑制作用 在上述步骤之后 还应给甲组家兔注射一定量的st 乙组家兔注射等量生理盐水 测定和记录每只家兔血液中的gh浓度 并求各组的平均值 与后测比 进一步实验处理后甲组由于血液中st含量恢复正常 对gh含量起抑制作用 故甲组gh浓度下降 而乙组gh浓度不变 根据预测结果 可以对雄性幼年家兔进行切除性腺 阉割 促使其生长激素含量增加 体重增加 血糖浓度 x溶液 生理盐水 血糖浓度 对照组血糖浓度不变 实验组血糖浓度下降 考查实验步骤设计 患糖尿病 正常 一定量的x溶液 或x溶液 2 1 解析 1 实验过程中可以变化的因素称为变量 其中人为改变的变量称为自变量 本题中实验鼠是否注射x溶液为自变量 随自变量的变化而变化的变量称为因变量 本实验中血糖浓度的变化是因变量 除了一个因素以外 其他因素都保持不变的实验叫做对照实验 本实验过程中设置了对照实验 即注射x溶液与生理盐水形成对照 并且在实验前后均要测定小鼠的血糖浓度 本实验为验证性实验 故预测实验结果是对照组血糖浓度不变 实验组血糖浓度下降 2 要验证一定量的x能使患糖尿病小鼠的血糖浓度下降到正常范围 除需要用患糖尿病小鼠作空白对照外 还需要增设正常鼠作恢复到正常范围的对照 预测结果是实验组和增设的正常鼠的血糖浓度在正常范围内 对照组1患糖尿病小鼠的血糖浓度高于正常范围 考查实验设计是否完善 减少实验误差 排除偶然因素对该实验结果的影响或排除无关变量的影响 甲 乙两组插条上芽的数量不等 或没有控制好变量 观察 记录插条上芽的数量不对 或观察记录的指标不对 对照 解析 首先明确实验性质是验证性实验 其次分析变量 自变量是2 4 d的有无 因变量是插条生根的情况 无关变量有枝条的长势 长度 环境温度 溶液体积等 1 若每组只有一根插条 则受偶然因素的影响较大 若选多根插条则可以排除偶然因素对实验结果的影响 2 甲 乙两组插条上芽的数量不等 违背了实验设计的等量原则和单一变量原则 据题意本实验的实验目的是验证2 4 d对插条生根的促进作用 因此应观察生根的情况 而不能观察芽的数目 观察指标不对 3 该实验设计改正后甲组是对照组 乙组是实验组 c 实验结果实例分析 解析 据图可知用蔗糖处理后幼茎长度增加 所以蔗糖具有促进幼茎细胞伸长的作用 无法根据实验结果判断蔗糖和生长素对根细胞的作用 据图可知生长素促进细胞伸长的作用比蔗糖的促进作用强 所以可推出生长素是影响幼茎细胞伸长的主要因素之一 高浓度的生长素对细胞伸长具有抑制作用 但在本实验中没有体现 c 解析 曲线图和柱形图对应的纵坐标数值不同 乙组中乙酰胆碱酯酶活性小于一氧化氮合酶活性 a错误 乙组中一氧化氮合酶的活性小于甲组 说明棕榈油能降低大鼠脑组织中一氧化氮合酶的活性 b错误 比较图中的甲组 丙组和丁组可以看出 小剂量x和大剂量x都能提高大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶和一氧化氮合酶的活性 c正确 d错误 易错点1验证与探究的混淆 点拨 一般来说 验证性实验与探究性实验的实质区别在于实验结果是已知的还是未知的 如果是已知的 大多可以作为验证性实验来考虑 例如教材中 检测生物组织中的糖类 脂肪和蛋白质 的实验 如果是未知的 就可以作为探究性实验来考虑 例如教材中 影响酶