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1、控制变量法在生物实验设计中的应用 控制变量法 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 为了弄清变化的原因和规律 当研究多个因素之间的关系时 往往先控制住其它几个因素不变 集中研究其中一个因素变化所产生的影响 这种方法叫控制变量法 这是一种研究问题的常用的科学实验方法 验证甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育 实验步骤 1 将3个相同的玻璃缸分别编为1 2 3号 2 将15条同时孵化的同种蝌蚪 体长均为15mm 随机分为3组 每组5条 分别放入3个玻璃缸中 在适宜的相同水质 饲料 温度条件下饲养 3 1号中加入甲状腺激素5mg 2号中加入甲状腺抑制剂5mg 3号
2、中不加任何药物 4 向1号 2号玻璃缸中连续投药7d 每天一次 药量相同 5 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 控制变量法 无关变量 相同 实验设计的常规解题思路 明确实验目的 分析实验原理 提出实验思路 设计实验步骤 预期实验结果 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 例题1 解题步骤 1 明确实验目的2 分析实验原理3 提出实验思路实验变量 操纵方法 无关变量 控制方法 反应变量 检测方法 为探究二氧化硫对植物叶片的影响 请根据所给的材料和用具 设计相关的实验步骤 材料用
3、具 长势相同的盆栽黄瓜幼苗2株 2只相同的小烧杯 大小相同的玻璃罩2个 玻璃板2块 比玻璃罩口径略大 稀硫酸 亚硫酸钠 凡士林 水 SO2 黄瓜叶片生长状况 光照 温度等环境因素 使稀硫酸和亚硫酸钠反应生成SO2 干扰黄瓜幼苗生长 设置空白对照 不添加SO2其它因素与实验组相同 适宜的环境 观察黄瓜叶片生长状况的变化 实验步骤 1 将2盆黄瓜幼苗分别放在玻璃板中央 罩上玻璃罩 并标号 2 在1个小烧杯中加入一定量的亚硫酸钠和稀硫酸 放入1号玻璃罩内 取另一小烧杯中加入等量的清水 放入2号玻璃罩内 用凡士林密封两个装置 3 将两个装置同时放在光照 温度等条件相同的适宜环境中 4 定时观察黄瓜幼苗
4、叶片的生长情况 并记录 例题1 例题2 为验证铁是植物生长发育所需的 不可再利用的元素 请你写出合理的实验步骤 实验材料 同种的具4 5片叶的小麦幼苗实验器材 自选 解题步骤 1 明确实验目的2 分析实验原理3 提出实验思路实验变量 操纵方法 无关变量 控制方法 反应变量 检测方法 铁元素 小麦叶的生长状况 小麦个体差异 小麦生长发育所需的其它必需元素 环境因素等 缺铁完全培养液 观察小麦新叶和老叶的颜色变化 对小麦幼苗进行随机分组 设置空白对照 完全培养液其它条件相同 适宜的环境 例题2 为验证铁是植物生长发育所需的 不可再利用的元素 请你写出合理的实验步骤 实验材料 同种的具4 5片叶的小
5、麦幼苗实验器材 自选 实验步骤 1 选择生长状况相同的小麦若干 随机分成数量相同的A B两组 2 将A组小麦用缺铁培养液培养 将B组小麦用等量的完全培养液培养 3 将两组装置共同置于温度 光照等适宜的条件下培养 4 每天观察小麦新叶和老叶的生长情况 并记录结果 例题3 同学甲从一本 植物生理学 中查到 幼嫩叶片可产生生长素 生长素可阻止叶柄脱落 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 1 取一盆生长状况良好的植物 去掉幼叶的叶片 如右图所示 2 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计 并提出修改建议 解题步骤 1 明确实验目的2 分析实验原理3 提出实
6、验思路实验变量 操纵方法 无关变量 控制方法 反应变量 检测方法 其它部位产生的生长素 幼嫩叶片中产生的其它物质 温度 光照等环境因素 例题3 同学甲从一本 植物生理学 中查到 幼嫩叶片可产生生长素 生长素可阻止叶柄脱落 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 1 取一盆生长状况良好的植物 去掉幼叶的叶片 如右图所示 2 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计 并提出修改建议 评价 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 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 对照设置 1 取同一品
7、种 生长状况相同的植物 去掉幼叶的叶片和顶芽 2 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 例题4 解题步骤 1 明确实验目的2 分析实验原理3 提出实验思路实验变量 操纵方法 无关变量 控制方法 反应变量 检测方法 设置空白对照 在实验狗丙的静脉中注入等量的稀盐酸 注射液中不含小肠黏膜物质 稀盐酸 实验的步骤中应表述的要点 1 实验变量的操纵方法2 无关变量的控制方法3 反应变量的检测方法 实验分组 实验材料分组 实验器械分组设置对照组 其它条件相同适宜条件下进行实验 实验复习建议 认真分析课本中实验 实习 课外生物科技活动等内容 学习常用的生物实验技巧和实验方法 研究科
8、学史中经典实验的设计技巧 设计思想和蕴藏的科学方法 谢谢 操纵实验变量的方法 方法 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干扰状态中反映出某些特征 暴露出某种现象和属性 控制无关变量的方法 1 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2 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实验对象的干扰 设置对照组3 设法提供适宜条件 以排除不利环境条件对实验对象的影响 4 重复实验 排除偶然性 减少实验误差 观察和测量反应变量的方法 反应变量类型 1 观察特异颜色变化 沉淀反应2 观察形态结构 生理特征变化3 测量生长发育速度4 测量生化反应速度方法 根据实验原理和实验条件确定观察和测量的指标及方法
