生物实验设计专题复习

生物实验设计专题复习课本实验题拓展（课外）实验题实验题——指以实验形式出现的试题。内容识记题型原理分析题型操作经验题型实验分析题型实验设计题型实验改进改错题3、实验题的题型实验题型生物实验----专题复习实验设计实验设计概述

所谓实验设计，就是要求学生根据实验原理，选择实验材料、实验器具，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验现象。

实验设计的题型很多，常见的主要有：填空型实验、改错型实验、验证型实验、探究型实验等，其命题趋向：1、以验证性实验为主2、以简易性实验为主3、以动植物生理实验和环保类实验为主实验设计的命题趋向实验设计需解决哪些问题?实验设计的基本原则实验设计的基本内容实验设计的解题思路（步骤）、模式一、实验设计的基本原则单一变量原则对照原则科学性原则平行重复原则

指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验方法的选择要恰当，结果处理要科学。整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理。1．科学性原则2、单一变量原则

（1）变量：或称因子，是指实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实验变量与反应变量②无关变量与额外变量实验变量与反应变量实验变量：也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。反应变量：亦称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。

通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。

例如：在“温度对酶活性的影响”的实验中，所给定的低温（冰块）、适温（37℃）、高温（沸水浴）就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是反应变量，该实验即在于获得和解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。无关变量与额外变量无关变量：也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。额外变量：也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量有干扰作用。例如：上述实验中除实验变量（低温、适温、高温）以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度，实验操作程度，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组实验是等同、均衡、稳定的。如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量或减少额外变量，以减少误差。（2）单一变量原则

在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其它因子不变，在此条件下，观察、研究该变量对实验材料和实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要做到前后一致。实验变量无关变量反应变量施加干扰随机分组设置对照条件适宜重复实验观察现象测量数值操纵控制捕获变量的控制

蛋白质+双缩脲试剂(紫色)；不单设对照组，而是几个实验组相互对照一、实验设计的基本原则空白对照：不给对照组任何处理因素（根据假设，对可能的实验结果和结论进行分类讨论）有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但还是要作同样的处理。（3）对在量上难以准确描述的，应尽可能用“定性”的语言表达：结论：唾液中含有淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖。实验结果预测及分析：能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。脂肪+苏丹Ⅲ(橘黄)或+苏丹Ⅳ(红色)；即试剂的成分、浓度、体积要相同。②用凉开水漱口后，用小烧杯收集唾液。细胞膜具有一定的流动性实验结论：对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。通过设置实验对照对比，即可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。①生物材料要相同②实验器具要相同③实验试剂要相同④处理方法要相同

即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。实验中要做到“单一变量”，应注意等量的原则

即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等要完全一样。

即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题

保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但还是要作同样的处理。等量性原则①所有用生物材料要相同即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。②所用实验器具要相同即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。③所用实验试剂要相同即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。④所用处理方法要相同如：保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。如何设置对照----等量原则3．对照原则

实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比，即可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组。对照组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。

从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，则可认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。

对照的种类空白对照条件对照自身对照相互对照

按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：

空白对照：不给对照组任何处理因素实验组对照组甲状腺制剂饲喂对照性原则

（自身对照）对照组和实验组都在同一研究对象上进行质壁分离和复原实验对照性原则（相互对照）不单设对照组，而是几个实验组相互对照不同盐浓度对哺乳动物红细胞的影响研究

对照性原则（条件对照）给对照组部分实验因素，保证除了要研究的变量不同外其他条件完全相同燕麦实验法对照性原则小结对照性原则

在实验设计中，为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验在同样条件下进行足够次数的重复，不能只进行1-2次便得出结论，重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则。

4．平行重复原则

二、实验设计的基本内容实验名称：是关于一个什么内容的实验。实验目的：要探究或者验证的某一事实。实验原理：进行实验依据的科学道理。实验对象：进行实验的主要对象。实验条件：完成该实验必需的仪器、设备、药品条件。实验方法与步骤：实验采用的方法及必需操作程序。实验测量与记录：对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确的记录。实验结果预测及分析：能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。实验结论：对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。实验设计的一般要求明确实验要求和目的联系理论原理确定实验思路设计实验步骤（预测现象）保证实验信度（单一变量性等量性）实验结果的预测、分析和讨论三、实验设计的基本方法

1、明确题目要求：

解题首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。看清题意是设计实验方案、步骤和分析实验结果的关键。

2、明确实验目的和实验原理：

明确实验到底要解决什么问题，要用到生物学上什么原理。它是实验科学性的保证。

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就是根据原理对实验作出假设，并对可能产生的现象作出预期，并充分利用实验材料设计实验思路。实验大致可分为观察实验、验证实验、定性（量）分析实验、模拟实验、探究性实验等。根据题目要求我们可以把实验归类，根据不同的实验可以选用不同的方法，要不要控制变量，要不要设置对照等。

第一：找出其中的实验变量和反应变量，确定实验的类型和组数。第二，充分利用所给器材和试剂，构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获方法。第三，最后再选择适宜的实验材料(实验对象)，在注意实验步骤关联性的前提下表述实验步骤，并从不同的角度分析实验结果，得出相应的结论。实验设计的解题思路

4、设计实验步骤：

根据上述实验目的、原理和思路，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别起什么作用，怎样运用，要注意：一是题目中给出的实验试剂和材料一般应充分利用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意增加实验试剂和材料。①取材、分组、编号：将所用的材料、仪器等根据实验需要平均分组并标号。②处理：主要考虑实验组和对照组要有不同的处理方法，但必需遵循单一变量原则。③培养（或饲养）、观察（或检测）和记录、统计、比较等：如果实验现象是隐蔽的，必须找出具体的检测方法，以显现实验结果，便于观察。实验步骤“三步曲”5、记录实验现象和数据：

在实验中将观察到的现象如实、准确地记录下来。除了用文字进行记录外，还可以用数据或符号进行记录。

6、分析得出结论：

根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，归纳出一般概括性判断，并用文字、图表、绘图等表示再来。四．实验设计题的应对方法：1.认真读题审题：审题的过程正是找出实验原理的过程（例如：通过饲喂甲状腺激素方法，观察蝌蚪的发育情况来推测甲状腺激素是否有效。如果是探究胰岛素的生理作用，可能就不能运用饲喂的方法去实验），搞清是验证性实验还是探究性实验。5、记录实验现象和数据：

在实验中将观察到的现象如实、准确地记录下来。一、实验设计的基本原则实验组，是接受实验变量处理的对象组。(1)未设立对照实验，步骤①还应取1支试管，③往这支试管中加入2ml清水；结果是唯一的，而且结果一般（一定）支持已知结论。1、明确题目要求：

解题首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。(2)步骤顺序颠倒，步骤④应与步骤⑤对调；2、补充实验步骤，分析实验结果即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。②结果与假设不相同则假设不成立。从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，则可认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。只是让你设计实验验证已知的结论。蛋白质+双缩脲试剂(紫色)；空白对照：不给对照组任何处理因素第二，充分利用所给器材和试剂，构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获方法。

验证性实验和探究性实验的区别与做法：（1）验证性实验：

①需要你验证的问题已经是定论（即结论已知）。只是让你设计实验验证已知的结论。②无关变量与额外变量（1）应注意实验组别的编号4、完整设计实验（要求掌握实验设计的基本过程按性质不同，通常可分为两类：脂肪+苏丹Ⅲ(橘黄)或+苏丹Ⅳ(红色)；除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要做到前后一致。5、记录实验现象和数据：

在实验中将观察到的现象如实、准确地记录下来。探究实验验证实验通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。实验结果的预测、分析和讨论DNA的复制是半保留复制。（3）对在量上难以准确描述的，应尽可能用“定性”的语言表达：注意:此类题的关键是如何设计实验得出支持已知结论（能证明结论）的实验结果。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。对照组和实验组都在同一研究对象上进行②预期结果:

注意:此类题的关键是如何设计实验得出支持已知结论（能证明结论）的实验结果。③得出结论：

结果是唯一的，而且结果一般（一定）支持已知结论。

就是试题中给出的那个让你验证的问题。（2）探究性实验需要你探究的问题还没形成定论（即结论未知）。这种题是先提出假设，再设计实验验证假设是否成立,然后得出结论。

①探究性实验的过程：提出假设②设计实验验证假设③得出结论④①观察事物②预期结果：

结果需要讨论（即结果可能有多种）。支持假设的结果和不支持假设的结果都应给出。③得出结论：

支持假设和不支持假设的结果的相应结论都应给出。探究性实验与验证实验例1.高温可使唾液淀粉酶失活，那么，高温能否影响甲状腺激素的活性呢？某研究性学习小组希望用蝌蚪和一些必要的实验器材来研究这个问题。请帮助完成该小组的实验设计方案，并对实验结果作出预测和分析。例2.高温可使唾液淀粉酶失活，假设高温能使甲状腺激素失活，某研究性学习小组希望用蝌蚪和一些必要的实验器材来验证这个假设。请帮助完成该小组的实验设计方案，并对实验结果作出预测和分析。探究实验验证实验探究性实验与验证实验实验目的：

探究高温对甲状腺激素活性的影响实验原理：实验过程：（1）（2）（3）实验目的：

验证高温使甲状腺激素失活的假设实验原理：实验过程：（1）（2）（3）探究实验验证实验实验现象

未知，可以不描述（没有出现对实验结果的描述）实验现象已知，应准确描述探究性实验与验证实验探究实验验证实验探究实验验证实验实验结果预测：①若…则…②若…则…③若…则…（根据假设，对可能的实验结果和结论进行分类讨论）实验结果分析：与实验假设一致（①结果与假设相同，则假设成立。②结果与假设不相同则假设不成立。）探究性实验验证性实验实验目的实验假设实验原理实验现象实验结果预期及结论探索未知的属性验证已知的属性一般采用“如果A则B”的形式结论是已知的，不存在假设同验证同探究未知、可以不描述已知、应准确描述对应假设、分类讨论无预期，对应实验目的做出肯定结论2、遵循实验设计的基本原则3、准确运用实验材料支持实验4、答题时讲究用词，力求准确，精辟。注意用“相同”、“等量”、“同时”等词体现单因子变量。实验设计注意事项：（1）应注意实验组别的编号实验中涉及到两组或两组以上，所用器材需用1、2、3或A、B、C或甲、乙、丙等加以编号便于区分。（2）应注意分步描述实验步骤如：“第一步…；第二步…

；（3）对在量上难以准确描述的，应尽可能用“定性”的语言表达：如：“一段时间”、“适宜温度”、“适量的”、“一定量的”、“用相同型号的…”、“选取生长状况相同的…”、“大小数量相同的…”、“等体积的”、“置于相同且适宜条件下”、“加入等量的…”等。

看有无对照实验（若有，看对照是否合理）看实验是否遵循了单一变量原则看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整看实验仪器、药剂的使用是否合理看实验结果的验证是否合理（4）判断实验设计过程正确与否五、常见实验设计四种题型：1、实验评价——判断实验设计过程正确与否2、补充实验步骤，分析实验结果3、实验过程细节分析4、完整设计实验（