《实验设计四个基本原则》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验设计四个基本原则（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、实验设计的四个基本原则一、对照原则1 目的：有比较才能有鉴别。设置对照组，以鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异2 方法：空白对照 即不给对照组任何处理因素。实际上对对照组的处理是不加实验组的处理因素。如：果树的环割实验（对结果实的影响）。条件对照 给对照组放回的实验因素，不是所要研究的处理因素，而是非处理因素。如：交换吸附实验中的蒸馏水。相互对照 不单设对照组，而是几个实验组相互对照。如：验证根对矿质元素的吸收具有选择性，把蕃茄、水稻分别培养在相同培养在相同培养液中自身对照 对照和实验都在同一研究对象上进行。如：研究根的向地性和茎的背地性，可把植株横放于培养基上进行自然生长。二、实验条件一
2、致性原则遵循单因子分析原理 即整个实验过程，除欲处理的实验的因素外，其他条件要求前后一致。这要求我们对影响实验结果的可能因素进行全面认真的分析，逐个消除无关因素，突出某一实验因素（处理因素）。三、随机化原则 指被研究的样本是从总体中任意抽取的。四、重复性原则 任何实验都必须能够重复，这是科学性的重要标志。实验设计的基本方法一、 明确实验目的实验目的是实验设计的出发点，要明确对象、范围和研究目的。二、 作出假设（实验目的的具体化）假设是实验设计的关键步骤，实验设计就是要根据假设去寻找证据，决定方法。三、 预期结果就是根据思路，检测假设，并对可能产生的现象作出预期，即预料实验现象和实验结果。预期结
3、果并不是假设本身。四、设计方案步骤这可能有多种思路，但要求简便、可行、安全、精确。五、选择材料、用具六、观察、收集及处理数据七、分析、结论对照实验中的变量控制一、在对照实验中，一般只确认一个变量，即对实验结果有影响的变量。如：果树环割实验中的“环割”与“不环割”；根对矿质元素的交换吸附中的“有离子”和“没有离子“。二、对照实验时，一定要有研究对象参与。三、有些实验结果需要经过两次对照实验才能得到。（其实第二、三条的本质其实也就是对实验变量进行控制，确认其中的一个变量为处理因素和非处理因素。）例1：2000年高考实验设计 （2000浙江）血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏钙则血液不能
4、凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起搞凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，难钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题：一、 材料和用具 （1）家兔（2）生理盐水（3）酒精棉（4）适宜浓度的草酸钾溶液（5）适宜浓度的氯化钙溶液（6）试管、注射器（针管、针头）二、实验步骤和实验结果A第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水第二步：生理盐水B草酸钾溶液问题：设置B管的目的是解法思路：实验目的：验证钙离子在血液凝固中的作用1实验目的具体化（作出假设）：（1）假如血液中有钙离子，则会凝固（2）假如血液中无钙离子，则不会凝固2
5、创设实验条件（可从分析实验材料和用具入手）：草酸钾溶液去掉血液中的钙离子（创设无钙离子的条件）氯化钙溶液提供钙离子（可创设有钙离子的条件，但血液中本身是有钙离子的，已具备有钙离子的条件）；家兔供血；生理盐水做对照；酒精棉消毒；试管、注射器取血。3书写实验步骤（把握关键句，按要求答题）第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血；第三步：立即将等量的新鲜血液分别加入到A、B两试管中，静置一段时间。结果：A管不凝固，B管凝固；4检查设计的严谨性（1） A管不凝固是否与加入了草酸钾有关？（2）氯化钙溶液还没有使用。因此，要增加二次对照：第四步：将等量的氯化钙溶液分别加入到两试管中，结果：A管，B管。例2：
6、某同学制定了下列实验方案：（1） 实验目的（略）（2） 实验材料和用具（略）（3） 实验方法和步骤 用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气 将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯 饥饿一定时间后，自暗室中取出，光照若干小时，使其充分进行光合作用 取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热使叶绿素溶于酒精中 将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异顔色反应出现该实验方案中有几项明显错误，请指出错误并改正。答案：（1）步骤中暗室内用红色安全灯是错误的，应改为绿色安全灯。（2）步骤中的“
7、葡萄糖”是错误的，应改为“淀粉”。（3）未设对照，对照的做法是：A 装置同步骤，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替该植物，用一杯清水代替NaOH溶液B 重复改正后的步骤C 重复题中步骤D 重复改正后的步骤例3：为证实“CO2是光合作用合成有机物必需的原料”，玻璃瓶空气入口石灰水浓NaOH溶液浇水充分的植物（1） 实验中用浓NaOH溶液和石灰水的目的分别是（2） 进行实验之前植株应怎样处理（3） 两小时后，取下玻璃瓶中的叶片并测试其光合作用是否发生，实验该怎样做下去？（4） 指出该实验的对照实验：。实验综合能力训练1、在验证光合作用产生氧的实验中，实验材料除金鱼藻、烧杯、漏斗、卫生香
8、或竹签等外，(1)还需要 ，其作用是： 。(2)整个装置应放置在 。(3)该实验的验证方法是 。(4)实验结论： 。2、银边天竺葵的叶，边缘是白色的，不含叶绿体，其余部分是绿色的。把银边天竺葵放在阳光下，照射几小时，然后摘下一片叶，脱去叶绿素，滴上碘液。结果，叶片的绿色部分 ，白色部分 。该实验说明： 。3、1773年，英国科学家普利斯特利(J. Priestley,1733-1804)做了一个有名的实验。他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了，小白鼠很快也死去了。接着，他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物能够长时间地活着，蜡烛也没
9、有熄灭。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现植物和小白鼠都能够正常地活着。于是，他得出了结论：植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。针对上述实验，你的解释是 。当其他人重复普利斯特利的实验时，有的能够成功，有的总是失败。你分析其失败的最可能的原因是 。4、1864年，德国科学家萨克斯(J. von Sachs,1832-1897)做了这样一个实验：(1)把绿色叶片放在黑暗处几小时，目的是 。(2)然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。该步骤的作用是 。(3)一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈 。(4)这一
10、实验成功地证明了 。(5)现在做此实验时，需要把光照几小时后的叶片摘下放入盛有酒精的小烧杯里，隔水加热。放在酒精里加热是因为 。5、1880年德国科学家恩吉尔曼(C. Engelmann)用水绵进行了光合作用的实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现，好氧细菌只集中在 ；如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在 。恩吉尔曼的实验证明： 。恩吉尔曼的实验在设计上有什么巧妙之处 。 。 。 。6、在叶绿体中色素的提取和分离实验中，(1)提取叶绿体中色素的关键主要是： (2)分离叶绿体中色素的关键主要是：7、如果将洋葱表皮细胞
11、浸润在与细胞液浓度相同的蔗糖溶液中，这些表皮细胞将 。当红细胞细胞膜两侧的溶液具有浓度差时，红细胞会不会发生质壁分离现象 ，为什么？ 。8、在植物栽培中，合理利用光能，可以使绿色植物充分地进行光合作用。合理利用光能主要包括 和 两个方面。如果把绿叶比喻为“绿色工厂”，那么，它的“车间”是 ，“机器”是 。动力是 ，原料是 ，产物是 。9、设计一个简单实验，证明呼吸作用吸收氧。实验材料：种子、广口瓶、短蜡烛、火柴等。实验步骤：(一)(二)10、设计一个简单实验，证明呼吸作用释放二氧化碳。实验材料：实验步骤：11、在植物生活需要无机盐的实验中，(1)取甲、乙两支试管，甲试管盛有肥沃土壤的浸出液，乙
12、试管盛 。(2) 。(3)过些日子，观察结果。(4)这个实验表明： 。12、15只同种并同时孵化的体长约15mm的蝌蚪，随机分成3个组(每组5只)，饲养的水、饲料的温度等条件等同。组加入甲状腺激素，组加入甲状腺抑制剂，组不加入药剂。饲养10d20d，定时用坐标纸观察，记录蝌蚪的生长发育变化情况。(1)依据实验的“假设-预期-验证”的原理，该实验的“假设”是 。(2)该实验的“预期”(或推断)是 。根据“实验对照”原理：(3)(5)题的供选答案为：A实验组 B对照组 C条件对照 D空白对照(3)本实验中，组属于 。(4)本实验中，组属于 。(5)本实验中，组属于 。(6)本实验进行中的关键技术是
13、 。13、某中学生物实验室内有以下几种试剂和用品：10-8molL-1吲哚乙酸 1%龙胆紫溶液 10-4molL-1秋水仙素溶液(常用适宜溶液) 0.1%亚甲基蓝溶液 10%HCl溶液 50%蔗糖溶液(1)用上述6种试剂和用品分别处理萌发的种子10min，其中细胞仍具有生命力的是上述试剂中的 (填序号)。(2)如果要观察根尖细胞的染色体，应选用上述试剂中的 。(3)要研究根的向地性，应选用上述试剂中的 ，其作用原理是 。(4)要使玉米单倍体能结实，应选用上述试剂中的 ，其作用原理是 。(5)如果用溶液处理根毛细胞，可看到的现象是 ，但不能看到 。14、请利用如下材料设计一个生物与环境关系的模拟实验，并做出分析。实验材料：4m2的红、绿、白3种颜色的纸板各1块。数量相等、活力相近的蝗虫3组(每组约50只)、家鸡3组(每组3只)。(1)实验设计：(2)实验结果：(3)结果分析：蝗虫的绿色体色是一种 ，蝗虫的草绿色的形成是 的结果。15、给你未萌发的小麦种子、广口瓶、橡皮塞、凡士林、烧杯、小试管、NaOH、细玻璃管等材料和药品，试设计一个实验(包括实验装置、实验过程)，达到验证“生活着的小麦种子不萌发时也在进行呼吸作
