高中生物实验设计专题复习与总结

中学生物试验设计专题复习与总结试验设计是生物试验中的一种常见题型，它能较全面的考查学生的试验学问和基本技能，分析问题和解决问题的实力以及创建实力，因而在高考中相对稳定。由于学生缺乏试验设计系统的理论学问，因此，遇到这类题型，就会感到无从下手，导致考试中严峻失分。现将有关试验设计的基本理论、试验设计的思路方法和常见的题型等进行归纳总结，增加学生理论学问，提高学生分析问题和解决问题的实力。一、试验设计的基本内容（一）试验名称或课题（是关于什么内容的试验）；（二）试验目的（要探究或者验证的问题或事实）；（三）试验原理（进行试验所依据的科学道理，隐含着试验假设和预期）；（四）试验材料和条件（进行试验的主要对象，完成该试验必备的仪器、设备、药品等）；（五）试验方法与步骤（试验采纳的方法及必需的操作程序）；（六）试验测量或观擦与记录（对试验过程及结果应有科学的测量手段、观擦指标与精确的记录）；（七）试验结果预料及分析（能够预料可能出现的试验结果并分析其缘由）；（八）试验结论：对试验结果进行精确的描述并给出科学的结论。二、试验设计的基本原则（一）科学性原则。所谓科学性，是指试验目的要明确，试验原理要正确，试验材料和试验手段的选择要恰当，整个设计思路和试验方法的确定都要依据生物学基本学问和基本原理，不能主观臆造。如：酸碱度对酶活性的影响，酶的高效性试验的依次等。（二）单一变量原则1、变量：或称因子，是指试验过程中所被操作的特定因素或条件。按性质不同，通常可分为两类：（1）试验变量与反应变量。试验变量，也称为自变量，指试验中由试验者所操纵的因素或条件。反应变量，亦称因变量，指试验中由于试验变量而引起的变更和结果。通常，试验变量是缘由，反应变量是结果，二者具有因果关系。试验的目的在于获得和说明这种前因后果。例如，在“温度对酶活性的影响”的试验中，所给定的低温（冰块）、适温（37℃）、高温（沸水浴）就是试验变量。而由于低温、适温、高温条件变更，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变更，这就是反应变量，该试验即在于获得和说明温度变更（试验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。（2）无关变量与额外变量。无关变量，也称限制变量，指试验中除试验变量以外的影响试验现象或结果的因素或条件。额外变量，也称干扰变量，指试验中由于无关变量所引起的变更和结果。明显，额外变量会对反应变量有干扰作用，例如，上述试验中除试验变量（低温、适温、高温）以外，试管干净程度、唾液簇新程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度，温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温3组试验是等同、均衡、稳定的；假如无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对3个试验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在试验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。试验的关键之一在于限制无关变量或削减额外变量，以削减误差。（二）单一变量。在试验设计中仅仅变更试验中的某一项变量，其它因子不变，在此条件下，视察、探讨该变量对试验材料和试验结果的影响。除了整个试验过程中欲处理的试验因素外，其他试验条件要做到前后一样。综合探讨多变量时，也要求先探讨一个变量，再探讨一另个变量。（三）比照性原则。比照是试验限制的重要手段之一，目的还是在于平衡或消退无关变量对试验结果的干扰。通过设置试验进行比照，可解除无关变量的影响，也可增加试验结果的可信度和劝服力。通常，一个试验可为试验组和比照组。试验组：是接受试验变量处理的对象组；比照组：也称限制组，对试验假设而言，是不接受试验变量处理的对象组，至于哪个作为试验组，哪个作为比照组，一般是随机确定的，这样，从理论上说，由于试验组与比照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故试验组与比照组的差异，则可认定为是来自试验变量的效果，这样的试验结果是可信的。按比照的内容和形式上的不同，通常有以下比照类型：1、空白比照：指不做任何试验处理的对象组。例如，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的试验中，向甲试管溶液加入试剂，而乙试管溶液不加试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变更。这样，甲为试验组，乙为比照组，且乙为典型的空白比照。空白比照能明白地对比和衬托出试验组的变更和结果，增加了劝服力。2、自身比照：指试验与比照在同一对象上进行，即不另设比照组。单组法和轮组法，一般都包含有自身比照。如“植物细胞质壁分别和复原”试验，就是典型的自身比照。自身比照，方法简便，关键是要看清晰试验处理前后现象变更的差异，试验处理前的对象状况为比照组，试验处理后的对象变更则为试验组。3、条件比照：指虽给对象施以某种试验处理，但这种处理是作为比照意义的，或者说这种处理不是试验假设所给定的试验变量意义的。例如。“动物激素饲喂小动物”的实习试验，采纳等组试验法，其试验设计方案是：甲组：饲喂甲状腺激素（试验组）；乙组：饲喂甲状腺抑制剂（条件比照组）；丙组：不饲喂药剂（空白比照组）；虽然，乙组为条件比照。该试验即设置了条件比照，又设置了空白比照，通过比较、比照、更能充分说明试验变量--甲状腺激素能促进小动物的生长