生物实验设计-控制变量法推荐课件

1、2021/8/221控制变量法控制变量法在生物实验设计中的应用在生物实验设计中的应用2021/8/222控制变量法控制变量法生物的生命活动往往是错综复杂的，影生物的生命活动往往是错综复杂的，影响某一个生命活动的产生和变化的因素常响某一个生命活动的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清变化的原因和规律，常也很多。为了弄清变化的原因和规律，当研究多个因素之间的关系时，往往先当研究多个因素之间的关系时，往往先控控制住其它几个因素不变制住其它几个因素不变，集中研究其中，集中研究其中一一个因素变化个因素变化所产生的影响，这种方法叫控所产生的影响，这种方法叫控制变量法。这是一种研究问题的常用的科制变量法。这

2、是一种研究问题的常用的科学实验方法。学实验方法。2021/8/223验证甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育验证甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育实验步骤：实验步骤：1 1、将、将3 3个相同的玻璃缸分别编为个相同的玻璃缸分别编为1 1、2 2、3 3号。号。2 2、将、将1515条同时孵化的同种蝌蚪（体长均为条同时孵化的同种蝌蚪（体长均为15mm15mm），随机分为），随机分为3 3组（每组组（每组5 5条），分别放入条），分别放入3 3个玻璃缸中，在适宜的相同水质、饲料、温度个玻璃缸中，在适宜的相同水质、饲料、温度条件下饲养。条件下饲养。3 3、1 1号中加入甲状腺激素号中加入甲状腺激素5mg 5m

3、g ，2 2号中加入甲状腺号中加入甲状腺抑制剂抑制剂5mg5mg，3 3号中不加任何药物。号中不加任何药物。4 4、向、向1 1号、号、2 2号玻璃缸中连续投药号玻璃缸中连续投药7d7d，每天一次，每天一次，药量相同。药量相同。5 5、实验期间，每天按时用标尺测量蝌蚪的体长，观、实验期间，每天按时用标尺测量蝌蚪的体长，观察前肢、后肢和尾的变化，并记录。察前肢、后肢和尾的变化，并记录。2021/8/224控制变量法控制变量法施加施加得到得到实验组：实验组：对照组：对照组：不施加不施加改变改变消失消失程度改变程度改变实验变量实验变量反应变量反应变量无关变量无关变量对照对照 科学科学结论结论分分析析

4、操纵操纵实验变量实验变量控制控制无关变量无关变量检测检测反应变量反应变量相同相同2021/8/225实验设计的常规解题思路实验设计的常规解题思路明确实验目的明确实验目的分析实验原理分析实验原理提出实验思路提出实验思路设计实验步骤设计实验步骤预期实验结果预期实验结果实验变量实验变量无关变量无关变量反应变量反应变量施加干扰施加干扰随机分组随机分组设置对照设置对照条件适宜条件适宜重复实验重复实验观察现象观察现象测量数值测量数值操纵操纵控制控制捕获捕获2021/8/226例题例题1 1解题步骤解题步骤：1 1、明确实验目的、明确实验目的2、分析实验原理、分析实验原理3、提出实验思路、提出实验思路实验变

5、量：实验变量： 操纵方法：操纵方法： 无关变量：无关变量： 控制方法：控制方法：反应变量：反应变量： 检测方法：检测方法：为探究二氧化硫对植物叶片的影响，请根据所给的材料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。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材料用具：长势相同的盆栽黄瓜幼苗2 2株，株，2 2只相同的只相同的小烧杯，大小相同的玻璃罩小烧杯，大小相同的玻璃罩2 2个，玻璃板个，玻璃板2 2块（比玻璃块（比玻璃罩口径略大）、稀硫酸、亚硫酸钠，凡士林、水罩口径略大）、稀硫酸、亚硫酸钠，凡士林、水SOSO2 2黄瓜叶片生长状况黄瓜叶片生长

6、状况光照、温度光照、温度等环境因素等环境因素使稀硫酸和亚硫酸钠反使稀硫酸和亚硫酸钠反应生成应生成SOSO2 2，干扰黄瓜幼苗生长干扰黄瓜幼苗生长设置空白对照：不添加设置空白对照：不添加SOSO2 2 其它因素与实验组相同其它因素与实验组相同 适宜的环境适宜的环境观察黄瓜叶片生长状况的变化观察黄瓜叶片生长状况的变化 2021/8/227实验步骤：实验步骤：1 1、将、将2 2盆黄瓜幼苗分别放在玻璃板中央，罩上玻璃罩，盆黄瓜幼苗分别放在玻璃板中央，罩上玻璃罩，并标号。并标号。2 2、在、在1 1个小烧杯中加入一定量的亚硫酸钠和稀硫酸，个小烧杯中加入一定量的亚硫酸钠和稀硫酸，放入放入1 1号玻璃罩内

7、，取另一小烧杯中加入等量的清号玻璃罩内，取另一小烧杯中加入等量的清水，放入水，放入2 2号玻璃罩内。用凡士林密封两个装置。号玻璃罩内。用凡士林密封两个装置。3 3、将两个装置同时放在光照、温度等条件相同的适宜、将两个装置同时放在光照、温度等条件相同的适宜环境中。环境中。4 4、定时观察黄瓜幼苗叶片的生长情况，并记录。、定时观察黄瓜幼苗叶片的生长情况，并记录。例题例题1 1亚硫酸纳和稀硫酸等量清水2021/8/228例题例题2 2为验证铁是植物生长发育所需的为验证铁是植物生长发育所需的“不可再利用的元不可再利用的元素素”，请你写出合理的实验步骤。，请你写出合理的实验步骤。实验材料：同种的具实验材

8、料：同种的具45片叶的小麦幼苗片叶的小麦幼苗实验器材：自选实验器材：自选解题步骤解题步骤：1 1、明确实验目的、明确实验目的2、分析实验原理、分析实验原理3、提出实验思路、提出实验思路实验变量：实验变量： 操纵方法：操纵方法：无关变量：无关变量： 控制方法：控制方法：反应变量：反应变量： 检测方法：检测方法：铁元素铁元素小麦叶的生长状况小麦叶的生长状况小麦个体差异；小麦个体差异；小麦生长发育所需小麦生长发育所需的其它必需元素；的其它必需元素；环境因素等。环境因素等。缺铁完全培养液缺铁完全培养液观察小麦新叶和老叶的观察小麦新叶和老叶的颜色变化颜色变化对小麦幼苗进行随机分组；对小麦幼苗进行随机分组

9、；设置空白对照：完全培养液设置空白对照：完全培养液 其它条件相同；其它条件相同；适宜的环境。适宜的环境。2021/8/229例题例题2 2为验证铁是植物生长发育所需的为验证铁是植物生长发育所需的“不可再利用的元不可再利用的元素素”，请你写出合理的实验步骤。，请你写出合理的实验步骤。实验材料：同种的具实验材料：同种的具45片叶的小麦幼苗片叶的小麦幼苗实验器材：自选实验器材：自选实验步骤：实验步骤：1、选择生长状况相同的小麦若干，随机分成数量、选择生长状况相同的小麦若干，随机分成数量相同的相同的A、B两组。两组。2、将、将A组小麦用缺铁培养液培养，将组小麦用缺铁培养液培养，将B组小麦用等组小麦用等

10、量的完全培养液培养。量的完全培养液培养。3、将两组装置共同置于温度、光照等适宜的条件、将两组装置共同置于温度、光照等适宜的条件下培养。下培养。4、每天观察小麦新叶和老叶的生长情况，并记录、每天观察小麦新叶和老叶的生长情况，并记录结果。结果。2021/8/2210例题例题3同学甲从一本同学甲从一本植物生理学植物生理学中查到中查到“幼嫩叶片可产生生长素，生长素可阻幼嫩叶片可产生生长素，生长素可阻止叶柄脱落止叶柄脱落”的结论。于是他设计了一的结论。于是他设计了一个实验，想证实该结论。他的实验步骤个实验，想证实该结论。他的实验步骤为：（为：（1 1）取一盆生长状况良好的植物，）取一盆生长状况良好的植物

11、，去掉幼叶的叶片（如右图所示）；去掉幼叶的叶片（如右图所示）；（2 2）观察幼叶叶柄的脱落情况。）观察幼叶叶柄的脱落情况。请你用所学知识，评价该同学的实验设请你用所学知识，评价该同学的实验设计，并提出修改建议。计，并提出修改建议。 解题步骤解题步骤：1 1、明确实验目的、明确实验目的2、分析实验原理、分析实验原理3、提出实验思路、提出实验思路实验变量：实验变量： 操纵方法：操纵方法：无关变量：无关变量： 控制方法：控制方法：反应变量：反应变量： 检测方法：检测方法：幼嫩叶片中产生的生长素幼嫩叶片中产生的生长素叶柄脱落情况叶柄脱落情况？其它部位产生的生长素其它部位产生的生长素;幼嫩叶片中产生的其

12、它物质；幼嫩叶片中产生的其它物质；温度、光照等环境因素温度、光照等环境因素去掉幼叶的叶片去掉幼叶的叶片观察叶柄脱落情况观察叶柄脱落情况2021/8/2211例题例题3同学甲从一本同学甲从一本植物生理学植物生理学中查到中查到“幼幼嫩叶片可产生生长素，生长素可阻止叶柄嫩叶片可产生生长素，生长素可阻止叶柄脱落脱落”的结论。于是他设计了一个实验，的结论。于是他设计了一个实验，想证实该结论。他的实验步骤为：想证实该结论。他的实验步骤为：（1 1）取一盆生长状况良好的植物，）取一盆生长状况良好的植物，去掉幼叶的叶片（如右图所示）；去掉幼叶的叶片（如右图所示）；（2 2）观察幼叶叶柄的脱落情况。）观察幼叶叶

13、柄的脱落情况。请你用所学知识，评价该同学的实验设计，请你用所学知识，评价该同学的实验设计，并提出修改建议。并提出修改建议。 评价：评价：应去掉顶芽。因为顶芽产生的生长素向下运输，应去掉顶芽。因为顶芽产生的生长素向下运输，可到幼叶叶柄处，阻止叶柄脱落；可到幼叶叶柄处，阻止叶柄脱落； 应增加一个对照实验。因为没有对照，难以说应增加一个对照实验。因为没有对照，难以说明幼叶叶柄脱落是幼叶产生的生长素所致。明幼叶叶柄脱落是幼叶产生的生长素所致。对照设置：对照设置：（1 1）取同一品种，生长状况相同的植物，）取同一品种，生长状况相同的植物，去掉幼叶的叶片和顶芽；去掉幼叶的叶片和顶芽； （2 2）在叶柄横断

14、面上，涂上一定浓度的生）在叶柄横断面上，涂上一定浓度的生长素，观察幼叶叶柄的脱落情况。长素，观察幼叶叶柄的脱落情况。 2021/8/2212例题例题4 4（2004春季高考）为了研究胰腺的胰液分泌调节，某人从实验狗甲春季高考）为了研究胰腺的胰液分泌调节，某人从实验狗甲的一段小肠刮下黏膜，将该黏膜放入稀盐酸中浸泡，把过滤后的提的一段小肠刮下黏膜，将该黏膜放入稀盐酸中浸泡，把过滤后的提取液注入实验狗乙的静脉，结果引起实验狗乙的胰液大量分泌，并取液注入实验狗乙的静脉，结果引起实验狗乙的胰液大量分泌，并由此得出由此得出“小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质”的结论。

15、的结论。分析这一实验与结论，回答下列问题：分析这一实验与结论，回答下列问题：仅根据上述实验能否得出该结论，为什么？仅根据上述实验能否得出该结论，为什么？解题步骤解题步骤：1 1、明确实验目的、明确实验目的2、分析实验原理、分析实验原理3、提出实验思路、提出实验思路实验变量：实验变量： 操纵方法：操纵方法：无关变量：无关变量： 控制方法：控制方法：反应变量：反应变量： 检测方法：检测方法：设置空白对照：在实验狗丙的静脉设置空白对照：在实验狗丙的静脉 中注入等量的稀盐酸中注入等量的稀盐酸 (注射液中不含小肠注射液中不含小肠黏膜黏膜物质物质)稀盐酸稀盐酸小肠小肠黏膜中物质黏膜中物质胰液分泌量胰液分泌

16、量注射用稀盐酸提取的小肠注射用稀盐酸提取的小肠黏膜物质黏膜物质检测胰液分泌量检测胰液分泌量2021/8/2213实验的步骤中应表述的要点实验的步骤中应表述的要点1 1、实验变量的操纵方法、实验变量的操纵方法2 2、无关变量的控制方法、无关变量的控制方法3 3、反应变量的检测方法、反应变量的检测方法实验分组：实验材料分组、实验分组：实验材料分组、实验器械分组实验器械分组设置对照组：其它条件相同设置对照组：其它条件相同适宜条件下进行实验适宜条件下进行实验2021/8/2214实验复习建议实验复习建议 认真分析课本中实验、实习、课外认真分析课本中实验、实习、课外生物科技活动等内容，学习常用的生物科技

17、活动等内容，学习常用的生物实验技巧和实验方法。生物实验技巧和实验方法。 研究科学史中经典实验的设计技巧、研究科学史中经典实验的设计技巧、设计思想和蕴藏的科学方法。设计思想和蕴藏的科学方法。2021/8/2215谢谢2021/8/2216操纵实验变量的方法操纵实验变量的方法 方法：方法： 设法给研究对象施加干扰，造成研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究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某些特征、暴露出干扰状态中反映出某些特征、暴露出某种现象和属性。某种现象和属性。2021/8/2217控制无关变量的方法控制无关变量的方法1 1、排除因实验对象个体差异带来的影响。、排除因实验对象个体差异带来的影响。 -生长状况一致、随机分组生长状况一致、随机分组2 2、设法创造稳定的、维持不变的相同条、设法创造稳定的、维持不变的相同条件进行对照，以抵消或排除这些条件对件进行对照，以抵消或排除这些条件对实验对象的干扰。实验对象的干扰。 -设置对照组设置对照组 3 3、设法提供适宜条件，以排除不利环境、设法提供适