《实验专题——实验设计与评价》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验专题——实验设计与评价（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1实验专题 实验设计与评价况圣明综观近几年的高考生物实验题，发现有一个共同特点，就是回归基础，在教材中学生实验或演示实验的基础上进行重组与改造，创设新情景，提出新问题，以考查学生的创新意识。学生只要能理解平时已做过的实验的原理和方法，掌握相关的操作技能，并将实验设计的基本原则和教材中的基本知识相结合运用于解题之中，认真分析题干所给的条件，从不同角度去思考、分析，问题就会迎刃而解。在实验复习中，要注意挖掘教材中的实验设计理论知识，模拟教材经典实验进行重复性实验设计，丰富设计内容，掌握实验设计的一般规律和评价标准，提高实验设计的综合能力。下面就实验设计进行分类解析，希望对大家有所稗益。一、实验设计
2、的评价例 1. 下图实验中，可被用来检验两种抗生素的杀菌作用的是（ ）2解析：本题实验考查实验设计原则（对照、等量）的运用。实验目的是“检验两种抗生素的杀菌作用”，因此要设置两个实验组，一个对照组；还要运用等量原则。选项B 错在没有设置对照，选项 C 没有注意等量原则，而选项D 对照设置错误。选 A。说明：运用设计原则和方法进行判断。变式：某同学设计了一个研究阳光对大豆发芽影响的实验：在和两个花盆中种了大豆，并对阳光、温度、水加以控制（如下表所示）。花盆 阳光 温度 水 向阳处20 充足 暗室 28 充足另一同学看了设计后提出下列意见，其中正确的是（ ）A. 两个花盆都应放在向阳处3B. 两个
3、花盆的温度都应维持在 20C. 花盆应在 28，花盆应在 20D. 两个花盆都应放在暗室中解析：根据“单一变量原则”，不能有两个变量。实验目的是“研究阳光对大豆发芽影响”，确定变量为光，因此温度要控制为相同。故选 B。例 2. 有人对生长素类似物萘乙酸（ NAA）是否与促进植物开花有关进行了实验研究，其过程如下：取水仙球茎24 个，分成两组。操作见下表：组名处理方法对照组水仙球茎不剥去鳞茎，不加 NAA，让其自然生长实验组剥去鳞茎，仅取出花苞，共得 18 个，消毒后种于 MS 培养基中，其中加 NAA（ ），每1Lmg.0瓶接种一个实验组除个别瓶受污染外，其余均在一周时间内破苞开4花；而对照组
4、则比实验组晚开花一个半月。请回答问题：（1）从科学性角度出发，本实验在分组时是否有不妥之处？如果有，应如何改进？_。（2）请针对本实验设计提出进一步的完善措施或质疑。_。解析：从处理方法可知，存在两个问题：一是分组没有遵循随机均分原则；二是没有控制变量。对照组没有剥去鳞茎，而实验组剥去鳞茎，这样就不仅仅是 NAA 一个变量了。因此，对照组的水仙球茎也应剥去鳞茎，或保留实验组的鳞茎。答案：（1）有；应将 24 个球茎随机均分为两组（2）质疑：剥去鳞茎的花苞放在培养基上培养，能提前开花，未剥去鳞茎的花苞开花晚，是否因鳞茎内有抑制花苞发育的物质存在。因此，对照组的水仙球茎也应剥去鳞茎，或保留实验组的
5、鳞茎。5说明：这类题与实验设计题关系密切。答题要领：除了对所设计的实验有一个整体设想，有一条清晰的思路，注意操作的可行性之外，还要注意遵循：科学性原则；单因子变量原则；平行重复原则；设立对照原则等设计原则。二、实验设计1. 补充性实验设计例 1. 新收获的稻米煮出的饭香气诱人，但是不法商贩也可以用陈稻米抛光增白、上油后以假乱真，欺骗消费者。新稻米过氧化酶活性明显高于陈稻米。植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢（H 2O2）存在时能把某些酚类化合物如愈创木酚氧化成红褐色物质，简单表示为： 愈创木酚过 氧 化 氢 酶 OH2红褐色物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关。请你帮助完成为食品卫生质量检验人员设
6、计的一个检测稻米新鲜程度的简易实验。实验目的：_6实验原理：_实验材料：新稻米、陈稻米（数量足够）试剂和用具：1的愈创木酚、1的过氧化氢（H 2O2）、具塞试管、培养皿、移液管、观察颜色的放大镜等。实验步骤：（1）让稻米事先浸有 1愈创木酚：具体做法是_，然后分别用移液管往两试管内加入 1的愈创木酚溶液，浸没大米，盖上试管塞用力摇动振荡 20 下，静置一段时间后，弃掉多余液体。（2）将浸有 1愈创木酚的稻米分别倒入两个具有与前相同编号的培养皿中，用镊子摊开，然后_。（3）_。结果预期：_。结论：_。7解析：仔细阅读题干内容，就会发现题干其实已经告诉了实验原理；目的是应用这个原理，来检测稻米的新
7、鲜程度。实验步骤可仿照必修教材过氧化酶实验进行设置，注意设置对照实验，体现等量原则，控制变量。根据已有知识，不难预期结果，新稻米含过氧化氢酶多，与过氧化氢反应产生的氧多，使愈创木酚氧化形成的颜色更深。而陈稻米几乎无色或颜色很浅。结论也就不难下了，稻米里的过氧化氢酶会随着贮藏时间的延长而活性降低。答案：实验目的：根据过氧化酶活性的强弱来鉴别新稻米和陈稻米。实验原理：在有过氧化氢（H 2O2）存在下，稻米内的过氧化氢酶可以使愈创木酚氧化成红褐色物质，颜色的深浅与酶活性呈正相关。实验步骤：（1）取两只具塞试管分别编号为 A 与 B，其中 A 管设为对照，放入 5g 新稻米，B 管放入 5g 待检测的
8、陈稻米。（要求设对照，放入稻米的量要足够多且相等）（2）用移液管吸取 1的过氧化氢（H 2O2）分别滴向两培养皿里的稻米，使所有稻米都浸有过氧化氢。（3）几分钟后（一定时间后），用放大镜观察两培养8皿里稻米的颜色变化。预期结果：新稻米呈红褐色，陈稻米几乎无色或颜色很浅。结论：稻米里的过氧化氢酶会随着贮藏时间的延长而活性降低。说明：生物同样要注意“审题”。仔细阅读题干，往往收获颇丰。例 2. 如下图，图一是大麦种子发芽时所测定的胚中赤霉素量和糊粉层中淀粉酶量随时间变化的曲线图；图二是大麦的干燥种子结构简图，大麦种子的糊粉层中主要含蛋白质，而胚乳中主要含淀粉；图三是设计实验时，可把大麦种子切成 X
9、 部分和 Y 部分。研究人员根据图一的实验结果，提出了“大麦的种子发芽时，胚中赤霉素引起糊粉层中淀粉酶的生成”的假设。9请依据假设以及所给的实验材料和用品，在给出的实验方法和步骤的基础上，继续完成该探究实验，预测可能的实验结果和结论，并回答问题。材料和用品：40 粒相同质量和含水量的干大麦种子、水、一定浓度的赤霉素水溶液及测定淀粉酶和赤霉素含量的仪器、培养皿若干等（1）方法和步骤：步骤一：将 40 粒大麦干种子进行图三处理，取 X 部分（Y 部分丢弃）随机分成二等份，分别放入两个培养皿中，并编号标记。步骤二：_步骤三：_（2）如果假设成立，请用直角坐标图直观地表示和比较实验组和对照组可能的实验
10、结果。（横轴表示时间，纵轴表示测定的物质的量）10（3）如果上述假设正确，请你解释大麦种子萌发时，胚中赤霉素引起糊粉层中淀粉酶生成的生物学意义是什么？_。解析：本题的实验目的是验证假设“大麦的种子发芽时，胚中赤霉素引起糊粉层中淀粉酶的生成”。因此先去掉种子中的胚部分（即 Y 部分），然后用一定浓度的赤霉素水溶液浸泡种子（对照组是用等量清水浸泡种子），看能否诱导淀粉酶的生成。如果假设成立，那实验组种子糊粉层中的淀粉酶含量自然与时间正相关，而对照组种子糊粉层中的淀粉酶含量则几乎没有。大麦种子萌发时所需营养来自储存在胚乳中的淀粉，而淀粉的水解需要淀粉酶的催化。因此胚中赤霉素引起糊粉层中淀粉酶的生成逐
11、渐增加，糊粉层中的淀粉酶向胚乳转移，将胚乳中的淀粉转变成可溶11性糖供胚吸收和利用，有利于种子形成幼苗。答案：（1）步骤二：在 1 号和 2 号培养皿中分别放入等量的清水和一定浓度的赤霉素溶液浸泡大麦种子的 X 部分。步骤三：随时间测定大麦种子 X 部分糊粉层中的淀粉酶含量变化。（2）（3）大麦种子萌发时，胚中赤霉素引起糊粉层中淀粉酶的生成逐渐增加，糊粉层中的淀粉酶向胚乳转移，将胚乳中的淀粉转变成可溶性糖供胚吸收和利用，有利于种子形成幼苗说明：补充实验步骤时，先要理解实验目的、领会设计意图，注意前后衔接。12例 3. 为探索甲状腺激素对代谢的影响，设计如下实验：实验目的（略）实验材料：雄性小白
12、鼠 20 只，鼠笼、鼠饮水器、灌胃管、5mg/mL 甲状腺激素溶液， 0.9NaCl 溶液、1000mL 广口瓶实验步骤：第一步：将健康雄性小白鼠按体重均匀分为给药组和对照组，每组 10 只，实验室温度保持在 23左右。第二步：给药组小白鼠，每只每次用灌胃法饲给5mg/mL 甲状腺激素溶液 1mL，每日 2 次，连续用药 5d。对照组小白鼠，每只每次依上法饲给 1mL 0.9NaCl 溶液。第三步：5d 后将每只小白鼠分别放入容积 1000mL 的广口瓶中，把瓶口密封后立即观察小白鼠的活动，并记录其存活时间，最后汇总全组动物的实验结果。计算平均存活时间，并与对照组结果进行比较。根据以上实验步骤
13、，完成下列问题：（1）设计一张观察实验结果的记录表。13（2）预测实验结果及分析实验结果：_（3）将实验动物在 5d 后放入密闭的厂口瓶中的目的是_。（4）如果将实验室温度提高到 30，对给药组小白鼠的影响是_。解析：本题主要考查设计记录表格和预测实验结果、结果分析和解释。（1）根据实验步骤可知，分实验组和对照组，每组各 10 只动物，要分别记录其存活时间，还要计算平均存活时间，故表格中要包涵这些内容（见答案）。（2）预期实验结果时不要陷入思维定式的误区，认为甲状腺激素能促进代谢，因此存活时间必短。正确做法是对各种结果都要预期到，然后根据实验结果分析，再得出结论。（3）目的是作为检验前面实验结
14、果的一种方法，检查实验动物对缺氧环境的忍耐性。（4）室温提高，代谢加强，存活时间将更短。答案：14实验组 对照组项目1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10存活时间（min）平均存活时间（min）（2）实验组平均存活时间与对照组无差异。说明甲状腺激素对代谢无影响实验组平均存活时间比对照组短。说明甲状腺激素对代谢有促进作用实验组平均存活时间比对照组长。说明甲状腺激素对代谢有抑制作用（3）检查实验动物对缺氧的敏感性（或检查实验动物对缺氧环境的忍耐性）（4）实验动物存活时间更短15说明：要熟悉实验设计的所有内容，包括记录表格。预期实验结果时，要有开放性。2. 完整性实验设计例
