【状元之路】2012届高中生物第一轮复习 实验36 实验设计专题研究系列之实验要素及处理的基本原则总结课件

实验设计专题研究系列之(三十六)实验要素及处理的基本原则总结,实验专项1假设与假设验证原则,(1)假设与实验目的具有统一性：当一个实验课题确定后，假设应围绕实验目的或目标进行构思，提出猜想，形成假设，体现两者之间的一致性。(2)假设的客观性：科学研究中的假设不是凭空瞎想的，而是以一定的科学事实、已有的知识和生活经验为基础作出的尝试性回答。,(3)假设的推测性和预见性：推测性：假设带有一定的猜想成分，不可能保证与实验过程中产生的现象、数据和形成的实验结论等百分之百相符合。预见性：假设是以一定的科学原理作支撑，不是“瞎猜”。(4)假设的多样性：假设以客观背景为基础，可能形成几种不同的推测，进而形成不同的假设。,温馨提示：探究性实验的实验结果一般是对应假设类讨论，但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题，此种情况应根据已有的知识推测最合理的结果。,2变量与单一变量原则,3.控制与平衡控制原则,平衡控制原则是指要严格地操纵自变量，以获取因变量。同时，要严格地均衡无关变量，以消除无关变量干扰。即尽量消除实验误差，以取得较为精确的结果。(1)操纵自变量的方法：设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。(2)检测因变量的方法：根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标和方法。具体包括：观察特异性的颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生理变化；测量生长发育速度；测量生化反应速度等。,(3)控制无关变量的方法(平衡控制)：排除因实验对象的个体差异带来的影响；设法创造稳定的相同条件，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响；重复实验，排除偶然因素的干扰，减小实验误差。,4对照与实验对照的原则,5.捕获与解释和真实客观原则,【典例示范】(2006上海)在“学农”活动中，生物小组同学了解到一种有毒植物“博落迥”，农民常用其茎叶的浸出液对水稻种子进行消毒杀菌，防治秧苗病害，但是使用中常出现水稻发芽率降低的现象。同学们经调查后发现，农民所使用的“博落迥”浸出液浓度约为每100 mL水中含有37 g“博落迥”茎叶干重。他们推测，水稻发芽率降低的现象可能与使用的浸出液浓度有关。课题名称：不同浓度“博落迥”浸出液对水稻种子发芽率的影响实验材料：晒干的“博落迥”茎叶、饱满无菌已经水浸泡一天的水稻种子500粒、培养皿数套、大小烧杯数只、量筒、台秤、漏斗、纱布、吸管、吸水纸等。,实验步骤：结果与讨论：,思路分析：本题是一探究性实验题，考查考生的实验能力。试题提供了实验背景、课题名称、实验材料，从中可以确定实验的目的。该实验设计题目类似于“不同浓度的酸雨对种子萌发的影响”。第一步：制备一系列不同浓度的“博落迥”浸出液，题目已经给出了取值范围，即100mL含有37g茎叶。第二步：取若干培养皿并编号，分别铺垫吸水纸和放上等量浸泡一天的水稻种子。第三步：实验组分别倒入不同浓度的“博落迥”浸出液，对照组倒入等量的蒸馏水。使种子保持湿润，放入适宜温度下培养，每天观察并记录。,第四步：3天后，统计每一培养皿中发芽和不发芽的种子数，计算各培养皿内种子的发芽率。将实验组水稻种子的发芽率与对照组比较：若各实验组的发芽率均远低于对照组，尽管“博落迥”浸出液能对种子进行消毒杀菌，但在生产中仍不能使用；若某一实验组的发芽率与对照组差别不大，且能够达到消毒杀菌的目的，就可以在生产实践中推广应用这一新方法。,答案：实验步骤：称取“博落迥”茎叶30g、40g、50g、60g、70g，分别放入不同烧杯中，各加水500mL，浸泡两天，用纱布过滤，得到不同浓度的浸出液。取培养皿6只，分别编号，在培养皿内铺垫吸水纸。按编号倒入相应浓度的浸出液，对照倒入蒸馏水，使吸水纸吸足水分；每一培养皿中的吸水纸上，平铺50粒水稻种子，置于适宜温度下。每天观察，使吸水纸保持湿润，三天后，检查并记录每一培养皿中发芽和不发芽的种子数。,结果与讨论：计算各培养皿中种子的发芽率。比较各组的种子发芽率，如果某一浸出液浓度下的水稻种子发芽率远低于对照组，说明该浓度的“博落迥”浸出液能抑制水稻种子发芽。虽然该浓度的“博落迥”浸出液能用于水稻种子的消毒杀菌，但也能降低发芽率，在生产中不能使用。(言之有理即给分),【实战演练】(1)人们不会在热泉中发现活着的嗜冷海藻，而经常可能在冷水环境中分离出嗜热微生物。请根据酶的特性分析产生这种现象的原因。(2)淀粉酶可以通过微生物的发酵生产。为了提高酶的产量请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。写出主要实验步骤。根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果。提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随其生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈。,解析：本题考查酶的特性、利用诱变育种的方法对细菌进行处理，选育产生较多淀粉酶的菌株的实验设计、结果预测。低温酶在较高的温度条件下，酶被破坏，失去活性，所以不会在热泉中发现活着的嗜冷海藻，相反高温酶在低温下不失活，遇到合适的温度又恢复活性。微生物的培养首先要配制培养基，对于该题则要求配制含淀粉的固体培养基以便于观察菌落周围的透明圈。同时要注意设计对照实验，以增强实验的说服力。利用诱变育种可以对实验组菌株进行相应处理；对照组不处理。然后接种到培养基上，在适宜的条件下培养，观察记录实验数据。,由于基因突变是不定向的，且突变率低，所以经处理的菌株，接种到培养基培养后形成的透明圈，可以与对照组进行比较分析，即可以根据菌落周围的透明圈大小来判断菌株中淀粉酶含量。从中选出透明圈大的菌株，就是符合要求的菌株。,答案：(1)嗜冷海藻体内的酶遇到高温后，酶的分子结构被破坏而失去活性，海藻很快会死亡；而嗜热微生物的酶遇到低温环境，酶的活性降低，但酶分子结构没有被破坏，遇到合适的温度又可以恢复活性。(2)主要实验步骤：第一步：将培养好的生产菌株分为两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理作对照。第二步：制备含有淀粉的固体培养基。第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基