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1、高三生物实验设计集训前的自我感悟编写：邓胜 2012-5-23实验设计类试题思维最大，信息和情境新颖，设问角度多样，综合性强，能力要求高，命题大多要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验现象等，主要包括对照类实验设计（验证型、探究型）、观察类实验设计、调查类实验设计、杂交类实验设计。分析近几年的全国各地高考试题，实验设计是必考的一种题型。b5E2RGbCAP对照类实验设计步骤第一步：审 题第二步：确认变量第三步：提出假设第四步：精心设计实验（核心）第五步：预测结果及分析结论第一步：审 题1.提出问题- - 明确实验目的（灵魂）做什么？2.搞清实验原理（关键
2、）-怎么做？3.找出实验材料（定位）用什么做？（从题干获取有用信息）例：端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞成分。下表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验p1EanqFDPw细胞类型增值代数端粒酶活性正常体细胞5060无癌细胞无限有实验目的：探究端粒酶的活性与细胞癌变的关系实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。第二步：确认变量(确定设计思路）抓住三种“量”即自变量、无关变量、因变量自变量：直接影响实验结果的因素。 无关变量：可能会干扰实验结果的因素。 因变量：由自变量引起的实验现象变化。（是观察记录的实验结果）。例：端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞成分
3、。下表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验DXDiTa9E3d细胞类型增值代数端粒酶活性正常体细胞5060无癌细胞无限有实验目的：探究端粒酶的活性与细胞癌变的关系实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。解决三个问题：自变量怎样设定？ 无关变量怎样控制？因变量怎样检测？此实验设计中的实验变量是什么？（端粒酶的活性）此实验设计中的无关变量和反应变量分别是什么？无关变量：（癌细胞的数量、培养的条件，培养的成分等）因变量:（细胞的增值代数（或分裂次数）第三步：提出假设假设是对提出的问题所作出的一种推测性的回答。验证性实验：结论已经给出，只要充分的实验事实，加以证明结论的
4、正确性。探究性实验：结论未知，要经过实验去找寻可能的情况。（最能体现你的创造性）例：端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞成分。下表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验RTCrpUDGiT细胞类型增值代数端粒酶活性正常体细胞5060无癌细胞无限有实验目的：探究端粒酶的活性与细胞癌变的关系实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。（假设一：细胞癌变与端粒酶的活性有关；）（假设二：细胞癌变与端粒酶的活性无关。）第四步：精心设计实验（核心）a：取材，材料是否要制取或处理（注意对照实验）。b：构建实验平台，分组编号 。 c：对不同(或同一)对象施加同一（或不同）的处理。d
5、：结果观察(预测)、记录，并根据结果(现象)进行分析。文字表达注意事项1.一般不宜连续描述，往往要分段叙说。2.文字表达要准确、简洁、明了。3.每一步骤要有首句，然后详细叙述。4.表现手法，纯文字，表格，图示等。例：端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞成分。下表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验5PCzVD7HxA细胞类型增值代数端粒酶活性正常体细胞5060无癌细胞无限有实验目的：探究端粒酶的活性与细胞癌变的关系实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。例：实验步骤：将癌细胞分成A、B两组。A组加入端粒酶抑制剂，B组不加，在相同且适宜条件下进行培养。记录并比较
6、A、B两组的增值代数（或分裂次数）。（思考1.在实验设计中，要遵循原则有哪些呢？）注意遵循实验设计的重要原则：对照原则、单一变量原则、等量原则、重复性原则、可操作性原则、科学性原则等。1、对照性原则：指实验设计中需设计对照组，与实验组进行对比。思考2.何为实验组和对照组？设置对照组有何作用？你知道常有哪些对照类型？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。（设置对照实验的作用：排除无关变量的影响，增加实验结果的可信度和说服力。）对照实验的类型： 空白对照：不做任何实验处理的对象组。 条件对照：给对象组施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，
7、或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量引起的。jLBHrnAILg例如验证甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育的实验，其实验设计：1号玻璃缸中加入甲状腺激素5mg 实验组2号缸中加入甲状腺抑制剂5mg 条件对照3号缸中不加任何药物 空白对照 相互对照：指不单独设置对照组，而是几个实验组相互对照。实验：在“比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率”实验中，用过氧化氢酶和Fe3+催化过氧化氢分解进行对照，探索酶的催化效率。其中，哪一组为实验组？哪一组为对照组？xHAQX74J0X思考：如果将实验目的改为：验证过氧化氢酶的高效性，则是有实验组与对照组之分？自身对照：指实验组和对照组在同一对象上进行。实验：在“
8、观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中，先观察正常的洋葱表皮细胞，再用同一装片进行质壁分离和质壁分离复原实验。请问：实验中有没有对照？如果有，属于何种对照类型？ LDAYtRyKfE练习2：为了研究胰腺的胰液分泌调节，某人从实验狗甲的一段小肠上刮下黏膜，将该黏膜放入稀盐酸中浸泡，把过滤后的适量提取液注入实验狗乙的静脉，结果引起实验狗乙的胰液大量分泌，并由此得出“小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质”的结论。Zzz6ZB2Ltk分析这一实验与结论，回答下列问题： 仅根据上述实验能否得出该结论，为什么？不能。缺少对照实验，即未排除稀盐酸的作用。 如何设置对照组，其最可能的实验结果如何？直接将等量的稀
9、盐酸注入实验狗丙的静脉中，结果不引起实验狗丙的胰液大量分泌。掌握对照性原则的注意点： “编号”； 实验处理会用“适量”一词；对照组会用“等量”一词。2、单一变量原则：即实验组和对照组相比较只能有一个不同变量。思考1.为什么要遵循单一变量原则呢？只有遵循单一变量原则，当实验组和对照组出现不同结果（因变量）时，才能确定造成这种不同结果的原因肯定是实验变量引起，而不是无关变量引起的。dvzfvkwMI1思考2.下列研究小球藻的生长需要CO2的实验A与B、B与C、A与C三组中符合单一变量控制是：（答案：是B与C）rqyn14ZNXI无光（1）实验设计中，只能进行单因子对比研究，其余因子均需进行不变量控
10、制,主要体现在实验过程的同条件控制。EmxvxOtOco（2）同条件：指实验组与对照组所用器材、试剂、所处环境、处理时间等均相同。具体有四个方面： 生物材料要相同：即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等要尽量相同；实验器具要相同：即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的材质、大小、型号要完全一致； 实验试剂要相同：即试剂的成分、浓度、体积要相同； 处理方法要相同：如相同的环境条件下培养，相同的处理时间。注意点： 会用“适宜条件”一词；会用“过了一段时间”进行观察（或测量）。典例为了验证环境因子光照、二氧化碳的不足分别对光合作用的影响，可将叶片用打孔器打取小圆片，抽取叶内气体使之下沉
11、于水中，在不同条件下根据叶圆片上浮所需时间的长短推测光合作用的相对强弱。请回答：SixE2yXPq5实验假设 。6ewMyirQFL实验组1：取三角瓶，编号A，加入一定量的冷开水；再加入一定量的NaHCO3粉末，使其在水中溶解；用黑纱布（透弱光）包裹三角瓶后，适宜温度下水浴保温；放入下沉小叶圆片10片，将三角瓶置于日光灯下；记录叶片上浮所需时间或一定时间内的上浮叶片数。kavU42VRUs参照实验组1请简要写出实验组2应变化的条件 。参照实验组1请简要写出对照组应变化的条件 。预期结果： 实验组1： 。y6v3ALoS89 实验组2： 。M2ub6vSTnP 对照组：。浸没于水中的叶圆片上浮的
12、原因 。答案：光照强弱（度）、CO2等条件都会影响光合作用取三角瓶，编号B，加入一定量的冷开水，不加入NaHCO3粉末，不用黑纱布包裹三角瓶，其余方法与实验组1相同。0YujCfmUCw取三角瓶，编号C，加入一定量的冷开水，加入NaHCO3粉末， 不用黑纱布包裹三角瓶，其余方法与实验组1相同eUts8ZQVRd叶片上浮所需时间长（上浮慢） 叶片上浮所需时间长（上浮慢）叶片上浮所需时间短（上浮快）光合作用产生O23、平行重复性原则：任何实验都必须经得起重复，这是具有科学性的重要标志。做任何实验都会产生误差，“重复”是实验中减少误差，避免偶然性的重要手段。sQsAEJkW5T一般以实验材料数量上“
13、多个”来实施重复。有条件也可在实验过程上实施重复。 注意点：小型易取材料(例种子)数量上常各取20个。例如孟德尔豌豆杂交实验的成功原因之一 实验材料、后代个体数量足够多 例如遗传病调查被调查家庭数量越多越好例如植物种群密度调查样方数量越多越好例如培养植物幼苗一株可以吗？例如种子萌发实验一粒可以吗？例如测定幼根生长情况为什么10条根一组，而不是一条根一组？4.简便、可操作性原则：设计实验时，要考虑到实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验药品比较便宜，实验操作比较简便，实验步骤比较少，实验时间比较短。GMsIasNXkA 实验材料、药品和器材可以较方便地获得；实验步骤具体，不是凭空设想；实验现象
14、如颜色变化、沉淀的产生以及动植物体生理上的可见变化等能够明显观察和记录到，可量化的应尽量量化。TIrRGchYzg5、科学性原则：包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。实验原理的科学性 实验原理是实验设计的依据,也是用来检验和修正实验过程中失误的依据,因此它必须是经前人总结或经科学检验得出的科学理论7EqZcWLZNX例题：检测某种有毒物质对动物细胞的毒害作用，应用两条原理：许多致畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数目的变异；根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。lzq7IGf02E例、为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案
