高考生物实验设计

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1、 高考生物实验设计高考生物实验设计 7/24/2024（2007海南高考第海南高考第16题）回答下列题）回答下列、小题：小题：.已知在促进生长的浓度范围内，浓度相同时，生长已知在促进生长的浓度范围内，浓度相同时，生长素类似物萘乙酸（素类似物萘乙酸（NAA）产生的促进生长作用大于吲哚）产生的促进生长作用大于吲哚乙酸（乙酸（IAA）。为了验证）。为了验证NAA和和IAA的这种差异，可分的这种差异，可分别用胚芽鞘和扦插枝条为材料进行实验。请简单写出实别用胚芽鞘和扦插枝条为材料进行实验。请简单写出实验设计思路并预测结果。验设计思路并预测结果。（1）以胚芽鞘为材料的实验设计思路及预测结果。）以胚芽鞘为材

2、料的实验设计思路及预测结果。实验设计思路：实验设计思路：预测结果：预测结果：（2）以扦插枝条为材料的实验设计思路及预测结果。）以扦插枝条为材料的实验设计思路及预测结果。实验设计思路：实验设计思路：预测结果：预测结果：7/24/20241.实验者在实验者在不知晓实不知晓实验结果验结果的前提下的前提下,通过通过设计实验探索、分析、设计实验探索、分析、预测实验结果预测实验结果.判断结判断结论论.2.实验结果是未知的实验结果是未知的3.实验目的实验目的:探索研究探索研究对象的未知属性对象的未知属性验证性实验与探究性实验比较验证性实验与探究性实验比较探究性实验探究性实验验证性实验验证性实验实验者针对实验

3、者针对已知实验结已知实验结论论,通过实验加以验证通过实验加以验证,达到巩固、加深对相关达到巩固、加深对相关知识的理解、掌握知识的理解、掌握.通常实验结果是已知的通常实验结果是已知的验证研究对象的已知属验证研究对象的已知属性性.特征特征.1.实验设计的类型7/24/2024科学性原则科学性原则等量性原则等量性原则单一变量原则单一变量原则对照性原则对照性原则2.实验设计的方法步骤原则实验设计的方法步骤原则可行性原则可行性原则重复性原则重复性原则7/24/20242.设计实验的原则：（实用于验证性实验和探究性设计实验的原则：（实用于验证性实验和探究性实验）实验）对照原则：（实验设计往往是一个对照实验

4、）对照原则：（实验设计往往是一个对照实验）在一个对照实验中，要有实验组和对照组。在一个对照实验中，要有实验组和对照组。实验组：接受实验变量处理的一组实验。实验组：接受实验变量处理的一组实验。（研究某一因素对研究对象的影响时，通过改（研究某一因素对研究对象的影响时，通过改变某因素可能引起研究对象变化的一组实验。主变某因素可能引起研究对象变化的一组实验。主要用于验证性实验）要用于验证性实验）对照组：不接受实验变量处理的一组实验。对照组：不接受实验变量处理的一组实验。7/24/2024例例1：研究：研究Mg2+是植物必须元素的实验是植物必须元素的实验实验组：缺实验组：缺Mg2+的完全培养液（引起变化

5、）的完全培养液（引起变化）对照组：完全培养液（不引起变化）对照组：完全培养液（不引起变化）例例2：研究光是植物生长必要条件的实验：研究光是植物生长必要条件的实验 实验组：黑暗中培养实验组：黑暗中培养对照组：光下培养对照组：光下培养7/24/2024常用的对照组类型：常用的对照组类型： 空白对照：不做任何处理的对照组。空白对照：不做任何处理的对照组。自身对照：实验和对照在同一对象上进行，不自身对照：实验和对照在同一对象上进行，不另设专用对照。另设专用对照。 条件对照：给实验组实验变量处理，给对照组条件对照：给实验组实验变量处理，给对照组另一变量处理。另一变量处理。 相互对照：不另设专用对照组，而

6、是利用几个相互对照：不另设专用对照组，而是利用几个实验组相互对照。实验组相互对照。7/24/2024单因子变量原则：单因子变量原则：在实验设计和操作中，要尽量减少无关变量，在实验设计和操作中，要尽量减少无关变量，对无法去掉的无关变量，在不同的实验组中应完对无法去掉的无关变量，在不同的实验组中应完全相同，这样才能尽量保证实验变量的单一性全相同，这样才能尽量保证实验变量的单一性（即不同实验组之间只有一个变量）。（即不同实验组之间只有一个变量）。总结：除研究的因素外，其他因素相同且适宜。总结：除研究的因素外，其他因素相同且适宜。等量原则：目的也是尽量减少无关变量对实验等量原则：目的也是尽量减少无关变

7、量对实验的干扰的。的干扰的。取材的量，生长、发育状况等相同取材的量，生长、发育状况等相同试剂及反应用药等相同试剂及反应用药等相同培养及反应用的器具等相同培养及反应用的器具等相同7/24/2024科学性原则：（理论上要有科学依据）科学性原则：（理论上要有科学依据）如：以如：以CO2为指标，设计并测定植物呼吸速为指标，设计并测定植物呼吸速率的实验。必须遮光。率的实验。必须遮光。可行性原则：设计步骤简单方便，材料易获可行性原则：设计步骤简单方便，材料易获取，条件易控制，又能说明问题。（即设计方取，条件易控制，又能说明问题。（即设计方案在实际中要有可操作性。）案在实际中要有可操作性。）重复性原则：在相

8、同的多个实验对象上重复重复性原则：在相同的多个实验对象上重复实验得到相同结果或在同一实验对象上重复实实验得到相同结果或在同一实验对象上重复实验得到相同结果，结果才有说服力。实验中一验得到相同结果，结果才有说服力。实验中一般都是取实验材料若干等分成两组，而不是两般都是取实验材料若干等分成两组，而不是两个。体现了实验的重复性。个。体现了实验的重复性。7/24/2024（2007海南高考第海南高考第16题）回答下列题）回答下列、小题：小题：.已知在促进生长的浓度范围内，浓度相同时，生长已知在促进生长的浓度范围内，浓度相同时，生长素类似物萘乙酸（素类似物萘乙酸（NAA）产生的促进生长作用大于吲哚）产生

9、的促进生长作用大于吲哚乙酸（乙酸（IAA）。为了验证）。为了验证NAA和和IAA的这种差异，可分的这种差异，可分别用胚芽鞘和扦插枝条为材料进行实验。请简单写出实别用胚芽鞘和扦插枝条为材料进行实验。请简单写出实验设计思路并预测结果。验设计思路并预测结果。（1）以胚芽鞘为材料的实验设计思路及预测结果。）以胚芽鞘为材料的实验设计思路及预测结果。实验设计思路：实验设计思路：预测结果：预测结果：（2）以扦插枝条为材料的实验设计思路及预测结果。）以扦插枝条为材料的实验设计思路及预测结果。实验设计思路：实验设计思路：预测结果：预测结果：7/24/2024答案：.（1）用等量相同浓度的IAA和NAA分别处理各

10、组去尖端的胚芽鞘一侧（或答顶端），观察其弯曲生长角度（或答直立生长长度）的差异。预测结果为：NAA处理胚芽鞘的弯曲角度（或答直立生长的长度）大于IAA的处理。（2）用相同浓度的IAA和NAA分别处理各组扦插枝条的下端，观察其生根的差异。预测结果为：NAA处理的扦插枝条生根数量多于IAA的处理。7/24/2024完善以下实验设计并回答问题。完善以下实验设计并回答问题。探究探究A动物蛋白对小鼠生长的影响动物蛋白对小鼠生长的影响资料：资料：饲料中的蛋白含量一般低于饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通；普通饲料可料可维持持小鼠正常生小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于物蛋白有可能用于饲料生料生产。一、研

11、究目的一、研究目的 探究探究A动物蛋白物蛋白对小鼠生小鼠生长的影响。的影响。探究探究A动物蛋白对小鼠生长的影响动物蛋白对小鼠生长的影响二、饲料：二、饲料： 1.基基础饲料：基本无蛋白料：基本无蛋白质的的饲料；料； 2.普通普通饲料料(含含12%植物蛋白植物蛋白)：基：基础饲料植物蛋白；料植物蛋白； 3.实验饲料：基料：基础饲料料A动物蛋白。物蛋白。三、实验分组：三、实验分组：7/24/2024探究探究A动物蛋白对小鼠生长的影响动物蛋白对小鼠生长的影响实验 小鼠数小鼠数 饲养养时组号号 量量(只只) 饲料料 间(天天)1 10 基基础饲料料 212 10 实验饲料料1(含含6%A动物蛋白物蛋白)

12、 213 10 实验饲料料2(含含12%A动物蛋白物蛋白) 214 10 实验饲料料3(含含18%A动物蛋白物蛋白) 215 10 实验饲料料4(含含24%A动物蛋白物蛋白) 216 10 7/24/2024备注：小鼠的性注：小鼠的性别组成、大小、月成、大小、月龄、喂、喂饲量和量和饲养养环境均相同。境均相同。四、实验方法和检测指标：四、实验方法和检测指标：略略实验组实验组6中，中，应该为应该为_，原因是，原因是_；应该为应该为_，原，原因是因是_。要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的_和和_。7/24/2024解析：解析：(1)检测蛋

13、白质的试剂为双缩脲试剂，蛋白质与双缩脲试检测蛋白质的试剂为双缩脲试剂，蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色。剂反应显紫色。(2)应为普通饲料，与前面应为普通饲料，与前面5组实验形成对照，组实验形成对照，可以分析得出含可以分析得出含A动物蛋白的饲料与含植物蛋白的饲料的差别；动物蛋白的饲料与含植物蛋白的饲料的差别；应为应为21，原因是实验要保持单一变量。，原因是实验要保持单一变量。关于观察指标的准确关于观察指标的准确描述，应与题干保持一致。要直观和定量地反映小鼠的生长情况，描述，应与题干保持一致。要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可测量小鼠的体长和体重。可测量小鼠的体长和体重。答案：答案：(1)紫色紫色(

14、2)普通饲料需要普通饲料作对照普通饲料需要普通饲料作对照21饲养饲养时间相同，实验结果的比较才有意义时间相同，实验结果的比较才有意义体重体体重体长长7/24/20243.设计实验题的解题思路设计实验题的解题思路7/24/2024实验设计的一般步骤实验设计的一般步骤(1)取材、分组和编号：取材时要注意数量和生理及发育状态取材、分组和编号：取材时要注意数量和生理及发育状态相同，用具要相同等，即无关变量要相同且相同，用具要相同等，即无关变量要相同且适宜，不影响实验结果适宜，不影响实验结果(2)变量处理：根据单一变量原则和对照原则，对不同组别进变量处理：根据单一变量原则和对照原则，对不同组别进行变量处

15、理，以引起不同的实验结果来实现行变量处理，以引起不同的实验结果来实现实验目的实验目的(3)根据需要可进行进一步相同处理根据需要可进行进一步相同处理(4)检测、观察、统计和比较检测、观察、统计和比较7/24/2024练习：通常情况下，正常人的尿液中没有练习：通常情况下，正常人的尿液中没有葡萄糖，当一次食用大量糖时，尿液中是葡萄糖，当一次食用大量糖时，尿液中是否有葡萄糖存在？试运用对照方法设计实否有葡萄糖存在？试运用对照方法设计实验方案进行鉴定？验方案进行鉴定？7/24/2024实验方案：实验方案：取取2支试管并编号为支试管并编号为1号和号和2号。号。1号加入正常人号加入正常人尿液尿液2mL，2号

16、加入一次食用大量糖后人的尿液号加入一次食用大量糖后人的尿液2mL。向两支试管中分别加入向两支试管中分别加入2mL（适量且等量）刚（适量且等量）刚配制的斐林试剂，并放入水浴锅的沸水浴中，配制的斐林试剂，并放入水浴锅的沸水浴中，2min（适当时间）后观察（适当时间）后观察（3）现象分析及结论：）现象分析及结论：若若2号试管号试管出现出现砖红色沉淀（结果预测）砖红色沉淀（结果预测），则，则说明一次食用大量糖后，人的尿液中有葡萄糖说明一次食用大量糖后，人的尿液中有葡萄糖（结论得出）；（结论得出）；若若（ 2号试管）不出现号试管）不出现砖红色沉淀（结果预测）砖红色沉淀（结果预测），则说明，则说明（一次食

17、用大量糖后人的）（一次食用大量糖后人的）尿液中尿液中无无葡葡萄糖（结论得出）萄糖（结论得出）。7/24/2024 所谓所谓“皮革水解蛋白粉皮革水解蛋白粉”，是指利用皮革下脚料甚至动物，是指利用皮革下脚料甚至动物毛发等物质，经水解而生成的一种粉状物，因其氨基酸或者说毛发等物质，经水解而生成的一种粉状物，因其氨基酸或者说蛋白含量较高，故人们称之为蛋白含量较高，故人们称之为“皮革水解蛋白粉皮革水解蛋白粉”，其粗蛋白质，其粗蛋白质含量达含量达80%以上。严格来讲，以上。严格来讲，“皮革水解蛋白粉皮革水解蛋白粉”对人体健康并对人体健康并无伤害，与在家里熬制猪皮汤、猪蹄汤得到的无伤害，与在家里熬制猪皮汤、

18、猪蹄汤得到的“肉冻肉冻”成分相差成分相差不多。不多。不过无毒害的前提是用的皮革必须未经糅制、染色等人不过无毒害的前提是用的皮革必须未经糅制、染色等人工加工处理，否则，就会含有重铬酸钾和重铬酸钠等有毒物质。工加工处理，否则，就会含有重铬酸钾和重铬酸钠等有毒物质。用这种原料生产水解蛋白，重铬酸钾和重铬酸钠自然就被带入用这种原料生产水解蛋白，重铬酸钾和重铬酸钠自然就被带入产品中，被人体吸收、积累，可导致中毒，使关节疏松肿大，产品中，被人体吸收、积累，可导致中毒，使关节疏松肿大，甚至造成儿童死亡。甚至造成儿童死亡。7/24/2024例例3某学校生物兴趣小组拟对添加皮革蛋白粉饲料某学校生物兴趣小组拟对添

19、加皮革蛋白粉饲料对动物生长发育的影响作用进行探究实验。你若是该小对动物生长发育的影响作用进行探究实验。你若是该小组成员，请完善下列实验过程：组成员，请完善下列实验过程：(1)实验材料和用具：大鼠若干只，普通饲料，添加皮实验材料和用具：大鼠若干只，普通饲料，添加皮革蛋白粉的饲料，其他所需条件均满足。革蛋白粉的饲料，其他所需条件均满足。(2)实验目的：探究皮革蛋白粉饲料对动物生长发育是实验目的：探究皮革蛋白粉饲料对动物生长发育是否有影响。否有影响。7/24/2024(3)实验步骤：实验步骤：选选_的老鼠若干，随机均分为甲乙两组，的老鼠若干，随机均分为甲乙两组，分别饲养。分别饲养。A组鼠每天都饲喂适

20、量普通饲料，乙组饲喂组鼠每天都饲喂适量普通饲料，乙组饲喂_。在相同且适宜的条件下饲养相同一段时间。在相同且适宜的条件下饲养相同一段时间。检查大鼠的生长状况，统计各组大鼠体重和发育情况。检查大鼠的生长状况，统计各组大鼠体重和发育情况。(4)请你预测该同学实验的实验结果并作出相应的合理分请你预测该同学实验的实验结果并作出相应的合理分析。析。(至少写出三种情况至少写出三种情况)_。_。_。7/24/2024解析解析本实验的自变量是皮革蛋白粉的有无，因变量本实验的自变量是皮革蛋白粉的有无，因变量是大鼠的生长状况，以大鼠体重和发育情况为观测指标。是大鼠的生长状况，以大鼠体重和发育情况为观测指标。设计实验

21、时要遵循单一变量原则和对照原则。探究性实设计实验时要遵循单一变量原则和对照原则。探究性实验结论不唯一，要逐一分析。验结论不唯一，要逐一分析。7/24/2024答案答案(3)实验步骤：实验步骤：身体健康、发育正常、体重相身体健康、发育正常、体重相同同等量的添加皮革蛋白粉的饲料等量的添加皮革蛋白粉的饲料(4)实验结果和结论：实验结果和结论：A、B两组大鼠体重基本相等，两组大鼠体重基本相等，发育状况相同，说明添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育状况相同，说明添加皮革蛋白粉的饲料对动物生长发育没有影响发育没有影响若若A组大鼠体重大于组大鼠体重大于B组大鼠体重，且组大鼠体重，且A组大鼠的生长组大鼠的生长发育状况比发育状况比B组大鼠发育状况好，说明添加皮革蛋白粉饲组大鼠发育状况好，说明添加皮革蛋白粉饲料对动物生长发育有抑制作用料对动物生长发育有抑制作用若若A组大鼠体重小于组大鼠体重小于B组大鼠体重，且组大鼠体重，且A组大鼠的生长组大鼠的生长发育育状况比发育育状况比B组大鼠发育状况差，说明添加皮革蛋白粉组大鼠发育状况差，说明添加皮革蛋白粉饲料对动物生长发育有促进作用饲料对动物生长发育有促进作用7/24/2024点击此图进入点击此图进入课时活页作业课时活页作业7/24/2024