高考生物课件：实验设计专题复习.ppt

实验设计专题复习 一 高考怎么考 生物学研究的基本过程 观察现象 提出问题 做出假说 实验验证 得出结论 实验目的 实验原理 器材用具 实验步骤 预期结果 一 高考设问的环节 1 提出问题2 作出假设3 设计实验 1 8 1 会提出问题 针对给出的现象 提出有操作性的问题 一般 是否问 比 为什么 更具可操作性 如 a是否对b有 无 影响 或 a是否对b有促进 抑制 作用 例1 取两株萌发不久的水稻幼苗 切去谷粒 把一株水稻的根浸在蒸馏水中培养 另一株水稻的根浸在土壤浸出液中培养 经过一段时间后进行比较 发现在蒸馏水中培养的稻苗几乎没有长大 又黄又细 另一株在土壤浸出液中培养的稻苗明显长大 健壮鲜绿 1 提出的问题是 无机盐对植物生长是否有影响 植物生长是否需要无机盐 2 会作出假设 针对问题 给出自己的解释 假设一般是对问题作出的解释如果是验证性实验 则假设就是要验证的结论 一般不会考 如果是探究性的实验 则假设就是将来可能的实验结论中的任何一个 是不是真理无所谓 注意 只能是一个 不能把所有可能性都写出来 只能是陈述句 不能是疑问句 例1 取两株萌发不久的水稻幼苗 切去谷粒 把一株水稻的根浸在蒸馏水中培养 另一株水稻的根浸在土壤浸出液中培养 经过一段时间后进行比较 发现在蒸馏水中培养的稻苗几乎没有长大 又黄又细 另一株在土壤浸出液中培养的稻苗明显长大 健壮鲜绿 1 提出的问题是 无机盐对植物生长是否有影响 植物生长是否需要无机盐 2 你作出的假设是 无机盐对植物生长有影响 植物生长需要无机盐 3 会设计实验 1 能准确把握实验目的 2 能理解实验原理 3 会策划实验方法 4 能科学设计实验步骤 5 能设计实验记录表 6 能预测实验结果 7 能对实验结果作出解释 8 能得出相应的科学结论 1 能准确把握实验目的注意实验目的 实验假设与结论之间的关系 例1 取两株萌发不久的水稻幼苗 切去谷粒 把一株水稻的根浸在蒸馏水中培养 另一株水稻的根浸在土壤浸出液中培养 经过一段时间后进行比较 发现在蒸馏水中培养的稻苗几乎没有长大 又黄又细 另一株在土壤浸出液中培养的稻苗明显长大 健壮鲜绿 3 该实验的目的是 你能否推出该实验的结论 研究无机盐对植物的生长是否有影响 研究植物生长是否需要无机盐 2 能理解实验原理用课本相关知识对实验设计的依据进行描述 实验原理一般可以分三个方面 作假设的原理 从实验观测到的现象推出结论的原理 实验设计原则 一般不用写出 例2 08四川理综 为确定人体在运动时呼出气体中的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 在3个烧杯中 分别注入100ml蒸馏水 测定其ph 实验者在安静状态 静坐2min 中度运动 步行2min 以及剧烈运动 跳绳2min 后 立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等到量气体 测定ph 经多次重复实验 所得平均数据如下表 1 作出上述假设的依据是 2 该实验的原理是 由于人在运动时耗能增加 呼吸作用加强 产生的co2增加 所以呼出的co2浓度增加 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 溶于水后也会导致ph不同 通过测定水中ph的变化可以推测出呼出的co2浓度的变化 3 会策划实验方法一般指实验材料 器材的使用和观测指标的选择 化学物质的检测方法 a淀粉 碘液b麦芽糖 葡萄糖 斐林试剂c二氧化碳 氢氧化钠 氢氧化钙或酸碱指示剂d氧气 余烬复燃e无氧气 火焰熄灭f蛋白质 双缩脲试剂g脂肪 苏丹 或苏丹 染液h生长素的的浓度 使切去尖端的胚芽鞘弯曲的程度 请同学们课后总结实验方法 并牢记 4 能科学设计实验步骤 一般分三步 第1步分组设置实验组和对照组 分组 并编号 第2步实施施加变量 进行实验 控制各种实验条件 第3步观察观察现象 测量实验数据 做必要的分析 注意 有时观测的是变化的增量 需要前测和后测两个值的差 有必要再加一个第0步 或者有时需要做的准备工作很多 例如配制复杂的溶液 也可以加一个第0步 必要时分四步 第0步前测或溶液准备第1步分组设置实验组和对照组 分组 并编号 第2步实施施加变量 进行实验 控制各种实验条件 第3步观察观察现象 测量实验数据 做必要的分析 有时 某一步过于繁琐 篇幅过长 也可以对步骤进行拆分 实施的步骤要注意对变量的处理 自变量 可变无关变量 对实验结果期干扰作用 必须控制一致 注意 语言表达要用到 等量 相同且适宜的条件 等来控制 有时题目会对无关变量设问 我们的回答规范是 排除 因素对实验结果的干扰 观察的步骤要注意 观测指标其实就是因变量 例3 人和小白鼠都是哺乳动物 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探究性实验 预测和分析实验应出现的结果 并写出实验结论 一 材料用具大小 体重一样 生长正常的小白鼠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 斐林试剂 注射器 试管 试管夹 吸管 烧杯 三角架 石棉网 酒精灯等 二 方法步骤实验提示 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 第一步 第二步 第三步 第四步 第一步 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 第二步 将两支试管分别编号为1号和2号 各加入等量的斐林试剂 第三步 给药1小时后 从两只小白鼠分别采取尿液 实验鼠尿液放1号试管内 对照鼠尿液放2号试管内 第四步 两支试管摇匀后 放入盛有开水的烧杯内加热煮沸 观察两支试管溶液颜色的变化 5 能设计实验记录表或图广东 上海等地单科生物试卷常考 浙江理综生物从未考过 自变量 因变量 多组 多个 设平均值 6 能预测实验结果 验证性实验 结果是唯一的 就是跟验证的真理一致的那个结果 探究性实验 结果是不唯一的 一般可以作出三个方面的结果预测 a b a对b促进的对应结果 a b a对b抑制的对应结果 a b a对b无影响的对应结果 7 能对实验结果作出解释 注意 如果试题要求对结果作出解释或者是作出分析 都不是直接给出结论就能得分的 此时 高考出题的目的是考查同学们的深层次思维 我们要做的就是把 结果 结论 的推理过程表达出来 表达的要求是 顶天立地 逐步逼近 例3 人和小白鼠都是哺乳动物 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探究性实验 预测和分析实验应出现的结果 并写出实验结论 一 材料用具大小 体重一样 生长正常的小白鼠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 斐林试剂 注射器 试管 试管夹 吸管 烧杯 三角架 石棉网 酒精灯等 二 方法步骤第一步 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 第二步 将两支试管分别编号为1号和2号 各加入等量的斐林试剂 第三步 给药1小时后 从两只小白鼠分别采取尿液 实验鼠尿液放1号试管内 对照鼠尿液放2号试管内 第四步 两支试管摇匀后 放入盛有开水的烧杯内加热煮沸 观察两支试管溶液颜色的变化 三 实验结果的预测 分析和结论1 实验结果的预测及分析 1号试管中出现砖红色沉淀 说明实验鼠尿液中含有葡萄糖 可以得知1号鼠的血糖较高 2号试管中仍为蓝色溶液 说明对照鼠尿液中无葡萄糖 可以得知2号鼠的血糖正常 两只鼠对照说明1号鼠的血糖升高是由胰高血糖素引起的 8 能得出相应的科学结论注意验证性实验和探究性实验的区别 验证性实验的结论唯一 是要验证的那个真理 一般验证性实验不靠结论 考对结果的解释 探究性实验的结果不唯一 在探究性实验中必须全面把握各种预期结果 要了解几种常见的预期 如影响包括促进 无影响 抑制等 例如在探究光照对种子萌发的影响的实验时 若光照处理的种子发芽率大于未处理的种子 说明光照促进绿豆种子的萌发 若光照处理的种子发芽率小于未处理的种子 说明光照抑制绿豆种子的萌发 若光照处理的种子发芽率等于未处理的种子 说明光照不影响绿豆种子的萌发 总结 高考怎么考 一 高考设问的环节 生物学研究的基本过程 观察现象 提出问题 做出假说 实验验证 得出结论 实验目的 实验原理 器材用具 实验步骤 预期结果 二 高考设问的类型 1 修正实验设计 给出一个实验 有不足或缺陷 让你找出并改正 2 补充实验设计 给出第一 或第一 第二 步 让你完成后面的步骤 并预测结果 得出结论 3 实验设计 需要你完整的设计一个简单的生物实验 并预测结果 得出结论 二 我们怎么做 变量分析自变量因变量无关变量 确定实验目的实验假设实验原理 设计实验步骤器材材料实验方法 预测结果分析解释得出结论 1 变量分析 分析自变量 唯一可变的因素因变量 随着自变量而变的实验结果根据因变量确定观测指标 无关变量 会影响实验 例4 2006全国理综 22分 为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗 请用所提供的实验材料与用具 在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上 继续完成实验步骤的设计和预测实验结果 并对你的预测结果进行分析 实验材料与用具 烟草幼苗 试管两支 nahco3稀溶液 为光合作用提供原料 真空泵 暗培养箱 日光灯 实验过程中光照和温度等条件适宜 空气中o2和co2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计 实验步骤和预测实验结果 1 剪取两小块相同的烟草叶片 分别放入盛有等量蒸馏水和nahco3稀溶液的两支试管中 此时 叶片均浮在水面 2 用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后 敞开试管口 可观察到叶片均下沉到试管底部 3 分析预测结果 将这两支试管放在日光灯下 照光一段时间 结果 nahco3稀溶液中的叶片上浮 蒸馏水的叶片仍在试管底部 再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间 结果 nahco3稀溶液中的叶片下沉 蒸馏水的叶片仍在试管底部 分析预测的结果 光照下 nahco3稀溶液中的叶片进行光合作用 释放出的o2多于呼吸作用消耗的o2 叶肉细胞间隙中的o2增加 叶片上浮 而蒸馏水中缺乏co2和o2 叶片不能进行光合作用和有氧呼吸 叶肉细胞间隙缺乏气体 因此叶片位于试管底部 黑暗中 nahco3稀溶液中的叶片进行呼吸作用 消耗了叶肉细胞间隙中的o2 放出co2溶于nahco3稀溶液中 叶肉细胞间隙缺乏气体 叶片下沉 蒸馏水中缺乏o2 叶片不能进行有氧呼吸 叶肉细胞间隙仍缺乏气体 因此叶片仍位于试管底部 例5 2002全国理综 为了验证 镁是植物生活的矿质元素 三位同学进行了实验设计 下列是实验的基本思路 请分别指出三个实验思路是否能达到实验目的 为什么 再写出你的设计思路 1 实验一 取生长状况一致的大豆幼苗 用符合实验要求的容器进行培养 对照组容器内只盛有蒸馏水 实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液 两组置于相同的适宜条件下培养 并对溶液通气 观察比较两组植物的生长发育情况 2 实验二 取生长状况一致的大豆幼苗 栽培在盛有砂性土壤的容器中 砂性土壤肥力均匀 容器符合实验要求 对照组浇以蒸馏水 实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液 两组置于相同的适宜条件下培养 观察比较两组植物的生长发育情况 3 实验三 取生长状况一致的大豆幼苗 栽培在盛有砂性土壤的容器中 砂性土壤肥力均匀 容器符合实验要求 对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全培养液 实验组浇以不含镁离子的完全培养液 两组置于相同的适宜条件下培养 观察比较两组植物的生长发育情况 4 下面由你进行实验设计 请写出你的设计思路 1 不能 1分 因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必须的矿质元素而使两组植物生长均不正常 3分 2 不能 1分 因为两组容器内的砂性土壤中都可能含有镁离子 3分 3 不能 1分 因为两组容器内的砂性土壤中都可能含有镁离子 3分 4 取生长状况一致的大豆幼苗 用符合实验要求的容器 对照组盛有含植物必需的各种矿质元素的完全培养液 实验组盛有不含镁离子的完全培养液 两组置于相同的适宜条件下培养 并对溶液通气 观察比较两组植物的生长发育情况 其他合理答案可酌情给分 3分 例6 为了探究 高温如何影响甲状腺激素的活性 这一问题 请你利用下列提供的实验材料 完善试验步骤 预测实验现象及得出实验结论 实验材料 三只相同的洁净玻璃水槽 30只发育状况相同的蝌蚪 无污染河水 普通饲料 甲状腺激素制剂拌匀的饲料 用80 热水处理过的甲状腺激素制剂拌匀的饲料 实验步骤 把三只相同的洁净玻璃水槽编号a b c 分别注入等量的河水 过一段时间后比较各水槽中蝌蚪的发育状况 预测可能出现的实验现象及得出的相应结论 将30只蝌蚪分成三等份分别放入a b c水槽中 将三只水槽放在相同的适宜的外界条件下培养蝌蚪 每天同时向a b c三只水槽内分别投放等量的普通饲料 甲状腺激素制剂拌匀的饲料 用80 热水处理过的甲状腺激素制剂拌匀的饲料 现象和结论 若b槽内蝌蚪发育最快 而a c内蝌蚪发育状况相同 则说明高温使甲状腺激素制剂失去活性 若b槽内蝌蚪发育最快 c槽次之 a槽最慢 则说明高温使甲状腺激素制剂活性降低 若b c槽内蝌蚪发育状况相同 而a槽最慢 则说明高温未影响甲状腺激素制剂的活性 其他要注意的问题 答题时条理要清晰 脉络要分明 语言要规范 方程式要全面准确 绘图准确规范 字迹工整 平时注意知识积累实验所需基础知识 theendthanksforyourattention 例7 2008山东理综 转基因技术可以使某基因在植物体内过量表达 也可以抑制某基因表达 假设a基因通过控制赤霉素合成来控制番茄的株高 请完成如下实验设计 以验证假设是否成立 实验设计 借助转基因技术 但不要求转基因的具体步骤 a 分别测定正常和矮生植株的赤霉素含量和株高b c 支持上述假设的预期结 若假设成立 据此说明基因控制性状的方式 b 通过转基因技术 一是抑制正常植株a基因的表达 二是使a基因在矮生植株过量表达 c 测定两个实验组植株的赤霉素含量和株高 与对照比较 正常植株在a基因表达被抑制后 赤霉素含量降低 株高降低 与对照比较 a基因在矮生植株中过量表达后 该植株赤霉素含量增加 株高增加 基因通过控制酶的合成来控制代谢途径 进而控制生物性状 1 根据实验设计的基本原则进行变量分析 1 科学性原则 2 可行性原则 3 对照原则空白对照 自身对照 前后对照 条件对照 4 单一变量原则自变量 因变量 无关变量 例1 酸雨主要是因为人为地向大气中排放大量酸性物质形成的 它会对生物造成极大的危害 某同学就此进行了探究 制定下列计划并实施 1 在一个花盆里播10粒大豆种子 等他们长成幼苗后做实验 2 向食醋中加清水 配制成模拟酸雨 3 向花盆里的