生物：生物实验设计专题复习课件1(1)

1、 生物实验设计专题复习生物实验设计专题复习( (一一) )太湖二中太湖二中 生物组生物组一一. 2012年考试说明对实验与探究能力的要求：年考试说明对实验与探究能力的要求：（1）能独立完成）能独立完成“知识内容表知识内容表”所列的生物实验，包括所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。（教材中实验）（教材中实验）（2）具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象）具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解

2、释、分析和处理。和结果进行解释、分析和处理。（验证性实验）（验证性实验）（3）具有对一些生物学问题进行初步）具有对一些生物学问题进行初步探究探究的能力，包括的能力，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的研究方法等科学的研究方法。（探究性实验、研究性学习等（探究性实验、研究性学习等)（4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。观察、发现问题观察、发现问题提出假说（假设）提出假说（假设）设计实验方案设计实验方案预测实验结果预测实验结果 实施实验方案实施实验方案获得实验结果获得

3、实验结果( (观察、记录现象、数据等观察、记录现象、数据等) )分析实验结果分析实验结果 支持假说支持假说则建立某一理论则建立某一理论 否定假说否定假说则放弃假说则放弃假说 改进实验设改进实验设计再试验计再试验二、了解科学探究的一般过程二、了解科学探究的一般过程 探究性实验设计题在各地高考中频繁出现，探究性实验设计题在各地高考中频繁出现，（如（如0909年安徽卷，年安徽卷，1010年安徽、上海、海南卷等）年安徽、上海、海南卷等）通常要求学生能够根据题目已知的条件，设计通常要求学生能够根据题目已知的条件，设计出科学出科学完整的实验步骤，并对实验结果进行完整的实验步骤，并对实验结果进行预测和分析。

4、预测和分析。 许多同学面对一道实验题时，往往能够许多同学面对一道实验题时，往往能够知道实验中涉及到的知识点和相关原理，如果知道实验中涉及到的知识点和相关原理，如果要求他们进行要求他们进行实验方案实验方案的设计的设计时，但仍感到时，但仍感到无从下手。无从下手。困惑：困惑：第一步：审第一步：审 题题第二步：提出假说第二步：提出假说第三步：确认变量（设计思路）第三步：确认变量（设计思路）第四步：精心设计实验步骤第四步：精心设计实验步骤第五步：预测结果及分析结论第五步：预测结果及分析结论三三、 实验设计的基本步骤实验设计的基本步骤 - -弄清题目要求、弄清题目要求、明确实验目的明确实验目的（灵魂）（灵

5、魂） - -搞清实验原理搞清实验原理（关键）（关键） - -找出实验材料找出实验材料（定位）（定位） 1.1.做什么？做什么？( (提出问题提出问题)2.2.如何做？如何做？ 3.3.用什么做？用什么做？（从题干获取（从题干获取有用有用信息）信息）（20102010年安徽卷年安徽卷2929）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增

6、强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。蓿（牧草）的抗旱能力。 材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积比菌处理的田间土与河沙混合，体积比9 9：1 1），大小一致的花盆。），大小一致的花盆。方法步骤：方法步骤：（1 1）每个花盆中放置栽培土）每个花盆中放置栽培土3 3，并将花盆平均分成，并将花盆平均分成A A、B B两组。两组。（2 2）A A组各花盆中组各花盆中 ，B B组各花组各花盆中盆中

7、 。（3 3）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于 条件下培条件下培养。养。（4 4）六周后，）六周后， 处理处理10d10d，每天观察，记录并，每天观察，记录并统计统计 。结果预测与分析：结果预测与分析： 。 能根据问题提出假说，能对同一问题提出不同能根据问题提出假说，能对同一问题提出不同假说。假说。例：例：问题：黄花吸引蜜问题：黄花吸引蜜蜂的原因是什么？蜂的原因是什么？现象：黄花吸引蜜蜂。现象：黄花吸引蜜蜂。假说是对提出的问题所作出的一种推测性的回答。假说是对提出的问题所作出的一种推测性的回答。例题、某生物科技小组，在野外调查活动例题、某生物科技小组，在野

8、外调查活动中发现：中发现： 一种以地下茎繁殖为主的多年生一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔野菊分别生长在海拔10m、500m和和1000m的同一山坡上。在相应生长发育阶的同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高有何影响，请你为实验设计前提出几种假有何影响，请你为实验设计前提出几种假说。说。假设一假设一 环境因素影响野菊的株高；环境因素影响野菊的株高；假设二假设二 遗传因素影响野菊的

9、株高；遗传因素影响野菊的株高；假设三假设三 遗传和环境因素共同影响野菊遗传和环境因素共同影响野菊的株高。的株高。 将实验目的所表达的意思，进将实验目的所表达的意思，进行恒等变形（句式转化），注意将行恒等变形（句式转化），注意将问题具体化（自变量导致因变量的问题具体化（自变量导致因变量的某一种结果）。某一种结果）。（20102010年安徽卷年安徽卷2929）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除

10、能力，增强抗旱共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。蓿（牧草）的抗旱能力。 材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积比菌处理的田间土与河沙混合，体积比9 9：1 1），大小一致的花盆。），大小一致的花盆。方法步骤：方法步骤：（1 1）每个花盆中放置栽培土）每个花盆中放置栽培土3 3，并将花盆平均分成，并将花盆平均分成A A、B B两组。两组。

11、（2 2）A A组各花盆中组各花盆中 ，B B组各花组各花盆中盆中 。（3 3）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于 条件下培条件下培养。养。（4 4）六周后，）六周后， 处理处理10d10d，每天观察，记录并，每天观察，记录并统计统计 。结果预测与分析：结果预测与分析： 。实战演练实战演练:（句式转换）（句式转换） 生物的生命活动往往是错综复杂的，影响某一个生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常也很多。为了弄清楚变命活动的产生和变化的因素常常也很多。为了弄清楚变化的原因和规律，当研究多个因素之间的关系时，往往化的原因和规律

12、，当研究多个因素之间的关系时，往往先控制住其他几个因素不变，集中研究其中一个因素变先控制住其他几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，这种方法叫化所产生的影响，这种方法叫控制变量法。控制变量法。这是一种在这是一种在研究问题时常用的科学实验方法。其中研究问题时常用的科学实验方法。其中对照实验对照实验最为典最为典型。型。 在对这类实验题提出设计思路时，最为关键的是抓在对这类实验题提出设计思路时，最为关键的是抓住住三个方面的变量。三个方面的变量。-确定设计思路确定设计思路 通常自变量是原因，因变量是结果，二者具有通常自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。因果关系。 在具体设计过程

13、中，关键是自变量怎么在具体设计过程中，关键是自变量怎么操纵操纵?无关变量怎么无关变量怎么平衡平衡?因变量怎么因变量怎么检测检测?把握住了这把握住了这3种变量，那么所设计的实验就不会违背种变量，那么所设计的实验就不会违背科学性原科学性原则、对照性原则、单因子变量等原则。则、对照性原则、单因子变量等原则。 自变量（实验变量）：自变量（实验变量）：指实验中由实验者所指实验中由实验者所操纵的因素或条件操纵的因素或条件 。 无关变量：无关变量：除自变量外除自变量外可以影响实验结果可以影响实验结果的的其他因素。其他因素。 因变量（反应变量）：因变量（反应变量）：在实验中在实验中由自变量引由自变量引起的变化

14、和结果。起的变化和结果。（20102010年安徽卷年安徽卷2929）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。蓿（牧草）的抗旱能力。 材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭材

15、料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积比菌处理的田间土与河沙混合，体积比9 9：1 1），大小一致的花盆。），大小一致的花盆。方法步骤：方法步骤：（1 1）每个花盆中放置栽培土）每个花盆中放置栽培土3 3，并将花盆平均分成，并将花盆平均分成A A、B B两组。两组。（2 2）A A组各花盆中组各花盆中 ，B B组各花组各花盆中盆中 。（3 3）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于 条件下培条件下培养。养。（4 4）六周后，）六周后， 处理处理10d10d，每天观察，记录并，每天观察，记录并统计统计 。结果预测与分析：

16、结果预测与分析： 。 紫花苜蓿死亡率（或存活率，或存活天数）紫花苜蓿死亡率（或存活率，或存活天数）适宜且相同适宜且相同（1 1）分组编号分组编号、材料准备：材料准备：分组编号分组编号：材料准备：材料准备： a.题目中提供的实验材料、器皿，一般情况下都有用，题目中提供的实验材料、器皿，一般情况下都有用，但需要考虑能不能直接用？不能直接用，需怎样处理？但需要考虑能不能直接用？不能直接用，需怎样处理？b.选用实验材料时应保持条件相同（遵循等量原则，选用实验材料时应保持条件相同（遵循等量原则，如对于植物、动物、种子等材料的选择）。如对于植物、动物、种子等材料的选择）。 研究对象、器皿等要随机分组编号，

17、设立实验研究对象、器皿等要随机分组编号，设立实验组和对照组。组和对照组。（2 2）自变量操纵、无关变量的控制：）自变量操纵、无关变量的控制：（3 3）因变量观察）因变量观察/ /检测、记录检测、记录分别对实验组和对照组施加单一变量；除自变分别对实验组和对照组施加单一变量；除自变量外，对实验组和对照组的培养量外，对实验组和对照组的培养/饲养等其他条饲养等其他条件应要相同且适宜，即控制无关变量；件应要相同且适宜，即控制无关变量；培养培养/饲养一段时间后，测量、观察、记录实验饲养一段时间后，测量、观察、记录实验数据和实验现象。数据和实验现象。（20102010年安徽卷年安徽卷2929）面对去冬今春我

18、国西南部分地区严重旱情，生）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。蓿（牧草）的抗旱能力。 材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积

19、比菌处理的田间土与河沙混合，体积比9 9：1 1），大小一致的花盆。），大小一致的花盆。方法步骤：方法步骤：（1 1）每个花盆中放置栽培土）每个花盆中放置栽培土3 3，并将花盆平均分成，并将花盆平均分成A A、B B两组。两组。（2 2）A A组各花盆中组各花盆中 ，B B组各花组各花盆中盆中 。（3 3）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于 条件下培条件下培养。养。（4 4）六周后，）六周后， 处理处理10d10d，每天观察，记录并，每天观察，记录并统计统计 。结果预测与分析：结果预测与分析： 。 紫花苜蓿死亡率（或存活率，或存活天数）紫花苜蓿死亡率（或存活

20、率，或存活天数）接种一定量的摩西球囊霉菌菌种接种一定量的摩西球囊霉菌菌种不接种（或接种与不接种（或接种与A A组等量的经灭菌处理的摩西球囊霉菌菌种）组等量的经灭菌处理的摩西球囊霉菌菌种）适宜且相同适宜且相同干旱（或停止浇灌）干旱（或停止浇灌）1.验证性实验：验证性实验：验证研究对象的已知验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系。属性、特征以及与其他因素的关系。实验的结果应与待验证的结论是一致的。实验的结果应与待验证的结论是一致的。书写格式为：书写格式为：“描述现象，得出结论描述现象，得出结论”。 2.探究性实验探究性实验:探究研究对象的未知属探究研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的

21、关系。性、特征以及与其他因素的关系。 预测的实验结果不唯一，大多有多种预测的实验结果不唯一，大多有多种与结果相匹配的结论。与结果相匹配的结论。一般可对应假说一般可对应假说 分类讨论！分类讨论！例题例题. 一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔拔10m、500m和和1000m的同一山坡上。在相应生长发育的同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，

22、请完成以下实验设计。对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。（1）实验处理：春天，将海拔）实验处理：春天，将海拔500m和和1000m处的野菊处的野菊幼芽同时移栽于幼芽同时移栽于10m处。处。（2）实验对照：生长于）实验对照：生长于_ m处的野菊。处的野菊。（3）收集数据：第二年秋天）收集数据：第二年秋天_ _。 （4）预测实验结果与结论：）预测实验结果与结论：10、500、1000测量株高，记录数据测量株高，记录数据a.如果移栽到如果移栽到10米处的野菊株高与米处的野菊株高与10米处野菊的株高无显著差异，米处野菊的株高无显著差异，说明说明野菊的变化只受环境因素的影响；野菊的变化只受环境因素的影

23、响； b.如果移栽到如果移栽到10米处的野菊株高与原海拔（米处的野菊株高与原海拔（500米和米和1000米）米）野菊的株高无显著差异，说明野菊的株高无显著差异，说明野菊的变化只受遗传因素的影响；野菊的变化只受遗传因素的影响；c.如果移栽到如果移栽到10米处的野菊株高比米处的野菊株高比10米处矮，比原海拔高，说明米处矮，比原海拔高，说明野菊的变化受遗传和环境因素共同影响野菊的变化受遗传和环境因素共同影响。例（例（20102010年安徽卷年安徽卷2929）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形生物兴趣

24、小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。苜蓿（牧草）的抗旱能力。 材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积比菌处理的田间土与河沙混合，体积比9 9：1 1），大小一致的花盆。），大小一致的花盆。方法步骤：方法步骤：（1 1）每个花盆中放

25、置栽培土）每个花盆中放置栽培土3 3，并将花盆平均分成，并将花盆平均分成A A、B B两组。两组。（2 2）A A组各花盆中组各花盆中 ，B B组各花组各花盆中盆中 。（3 3）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于 条件下培条件下培养。养。（4 4）六周后，）六周后， 处理处理10d10d，每天观察，记录并，每天观察，记录并统计统计 。结果预测与分析：结果预测与分析： 。 紫花苜蓿死亡率（或存活率，或存活天数）紫花苜蓿死亡率（或存活率，或存活天数）不接种（或接种与不接种（或接种与A A组等量的经灭菌处理的摩西球囊霉菌菌种）组等量的经灭菌处理的摩西球囊霉菌菌种）

26、接种一定量的摩西球囊霉菌菌种接种一定量的摩西球囊霉菌菌种适宜且相同适宜且相同干旱（或停止浇灌）干旱（或停止浇灌）结果预测与分析：结果预测与分析： 若若A A组紫花苜蓿死亡率明显低于组紫花苜蓿死亡率明显低于B B组。组。则说明则说明是接种摩西球囊霉菌提高了紫是接种摩西球囊霉菌提高了紫花苜蓿的抗旱能力。花苜蓿的抗旱能力。 若若A A组紫花苜蓿死亡率等于或高于组紫花苜蓿死亡率等于或高于B B组，组，则说明则说明接种摩西球囊霉菌不能提接种摩西球囊霉菌不能提高紫花苜蓿的抗旱能力。高紫花苜蓿的抗旱能力。书写格式为：书写格式为：“如果如果，说明，说明” “若若，则，则”实实验验设设计计的的基基本本步步骤骤预测结果、预测结果、得出结论得出结论弄清题弄清题目要求目要求明确实明确实验目的验目的分析实分析实验原理验原理确定设确定设计思路计思路设计实设计实验步骤验步骤自变自变量量无关无关变量变量因变因变量量实验组实验组施加施加控制控制方法方法设置对照组设置对照组随机分组随机分组其它条件适宜其它条件适宜且相同且相同检测检测观察现象、观察现象、测量数据测量数据实验设计小结：实验设计小结