实验设计性实验.ppt
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1、设计性实验设计性实验生物化学与分子生物学实验生物化学与分子生物学实验设计性实验的含义和意义设计性实验的含义和意义什么是设计性实验?什么是设计性实验?设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。设计性实验的意义:培养设计性实验的意义:培养 科研意识科研意识 创新能力创新能力 团队精神团队精神实验设计应遵循的基本原则实验设计应遵循的基本原则、对照性原则:、对照性原则:即实验中设立对照组,使实验结即实验中设立对照组,使实验结 果具有说服力。果具有说服力。、单因子变量原则:、单因子变
2、量原则:即控制其他因素不变而只改即控制其他因素不变而只改 变其中某一变量,观察其对实验结果的影响。变其中某一变量,观察其对实验结果的影响。、平行重复原则:、平行重复原则:在进行此实验时,有的情况的在进行此实验时,有的情况的 出现是有偶然性的,多做几个对照实验,出现相出现是有偶然性的,多做几个对照实验,出现相 同的结果,更有说服力,更具科学性,让这几组同的结果,更有说服力,更具科学性,让这几组 实验装置在相同的条件下同时进行。实验装置在相同的条件下同时进行。(又解:控制某种因素的变化幅度在同样条件下(又解:控制某种因素的变化幅度在同样条件下重复实验,观察其对实验结果的影响程度)重复实验,观察其对
3、实验结果的影响程度)实验设计题的实验设计题的“五步思考法五步思考法”、了解实验目的:、了解实验目的:明确实验要验证的是什么?明确实验要验证的是什么?、分析实验原理:、分析实验原理:分析实验所依据的科学原理是分析实验所依据的科学原理是 什么?涉及的生物学及相关学科中的哪些方法和什么?涉及的生物学及相关学科中的哪些方法和 原理。确定变量。原理。确定变量。、确定实验器材的选择:、确定实验器材的选择:、设置实验步骤:、设置实验步骤:分析每一环节之间的关联性,分析每一环节之间的关联性,或几个相关实验的延续性,安排实验的最佳程序。或几个相关实验的延续性,安排实验的最佳程序。、预期结果和分析:、预期结果和分
4、析:对照实验的四种方法对照实验的四种方法、空白对照、空白对照:即不给对照组任何处理因素即不给对照组任何处理因素、阴性对照、阴性对照:即虽给对照组施以部分实验因素,但即虽给对照组施以部分实验因素,但 不是所要研究的处理因子。不是所要研究的处理因子。、自身对照、自身对照:即对照和实验都在同一实验对象上进即对照和实验都在同一实验对象上进 行。行。、相互对照、相互对照:不仅仅设对照组,而是几个实验组相不仅仅设对照组,而是几个实验组相 互对照。如证明玉米根的生长方向与地心引力的互对照。如证明玉米根的生长方向与地心引力的 关系实验中不同方向放置的玉米关系实验中不同方向放置的玉米。胰高血糖素对小白鼠和人具有
5、相同的生理作用。为胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了了“验证胰高血糖素具有升高血糖的生理作用验证胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”,请以,请以小白鼠为实验对象设计实验步骤,预测和解释实验应出小白鼠为实验对象设计实验步骤,预测和解释实验应出现的结果,并写出实验结论。现的结果,并写出实验结论。(1)实验材料和用具实验材料和用具 正常实验小白鼠正常实验小白鼠2只,生理盐水,用生理盐水配制的只,生理盐水,用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液,班氏糖定性试剂,注射器,适宜浓度的胰高血糖素溶液,班氏糖定性试剂,注射器,试管,烧杯等。试管,烧杯等。(2)实验步骤:实验步骤:(实验提示:采用腹
6、腔注射给药,给药剂量不作实验实验提示:采用腹腔注射给药,给药剂量不作实验设计要求;给药设计要求;给药1小时后,用注射器在小鼠膀胱处穿刺小时后,用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液取尿液)(3)实验结果的预测、解释和结论。实验结果的预测、解释和结论。实验设计实验设计设计实验步骤设计实验步骤1.编号编号 1号试管和实验鼠(实验)号试管和实验鼠(实验)2号试管和实验鼠(对照)号试管和实验鼠(对照)2.注射注射 腹腔注射胰高血糖素溶液腹腔注射胰高血糖素溶液 腹腔注射等量生理盐水腹腔注射等量生理盐水3.取试管取试管 1号试管加入适量班氏试剂号试管加入适量班氏试剂 2号试管加入等量班氏试剂号试管加入等量班氏试剂
7、4.采尿采尿 1小时后,小时后,1号鼠膀胱抽取号鼠膀胱抽取 1小时后,小时后,2号鼠膀胱抽取号鼠膀胱抽取 适量尿液加入到适量尿液加入到1号试管中号试管中 等量尿液加入到等量尿液加入到2号试管中号试管中5.加热加热 振荡后沸水中加热振荡后沸水中加热 振荡后沸水加热振荡后沸水加热6.现象现象 出现砖红色沉淀出现砖红色沉淀 仍然为蓝色溶液仍然为蓝色溶液7.解释解释 1号实验鼠血糖升高,从而号实验鼠血糖升高,从而 2号实验鼠血糖正常,没有号实验鼠血糖正常,没有 形成糖尿形成糖尿 形成糖尿形成糖尿8.结论结论:胰高血糖素能使小鼠血糖升高,超过一定浓度便出现胰高血糖素能使小鼠血糖升高,超过一定浓度便出现
8、糖尿。糖尿。为证实为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料原料”,某同学制订了下列实验方案:,某同学制订了下列实验方案:(1)实验目的和实验材料用具(略)实验目的和实验材料用具(略)(2)实验方法和步骤:)实验方法和步骤:用一适当大小的玻璃罩用一适当大小的玻璃罩罩住一株正常的盆栽绿色植物和一杯罩住一株正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液,溶液,密封不漏气。密封不漏气。将上述植物及装置放在暗室中饥饿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消耗掉叶片内贮藏的有机物,暗室内装有红色安全灯。灯。饥饿一定时间后,自暗室中取出,照光
9、若干饥饿一定时间后,自暗室中取出,照光若干小时,使其充分进行光合作用。小时,使其充分进行光合作用。取一叶片,放入取一叶片,放入盛有酒精的烧杯中水浴加热,使叶绿素溶于酒精中盛有酒精的烧杯中水浴加热,使叶绿素溶于酒精中 将已脱色的叶片取出,平铺在一个培养皿内,用将已脱色的叶片取出,平铺在一个培养皿内,用碘碘-碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现 该实验方案有几项明显错误,请指出错误并改正该实验方案有几项明显错误,请指出错误并改正例题例题1 1例题例题1 1答案答案(1 1)实验步骤)实验步骤中暗室内用红色安全灯是错误的,中暗室内用红色安全灯是错误的,
10、应改为绿色安全灯应改为绿色安全灯 (2 2)实验步骤)实验步骤中的中的“葡萄糖葡萄糖”是错误的,应改为淀是错误的,应改为淀 粉。粉。(3 3)未设对照实验。对照实验的步骤可设计如下:)未设对照实验。对照实验的步骤可设计如下:a.a.装置同题干中的步骤装置同题干中的步骤,但玻璃罩内用同一种生长,但玻璃罩内用同一种生长 状况相同的另一株植物代替题干中的植物,用一杯状况相同的另一株植物代替题干中的植物,用一杯 清水代替清水代替NaOHNaOH溶液溶液b.b.将上述植物和装置放在暗室中进行饥饿处理,消耗将上述植物和装置放在暗室中进行饥饿处理,消耗 掉叶片内贮存的有机物,暗室内装有绿色安全灯掉叶片内贮存
11、的有机物,暗室内装有绿色安全灯c.c.重复题干中步骤重复题干中步骤和和。d.d.重复改进后的题干中步骤重复改进后的题干中步骤 为研究温度对酶活性的影响,某同学根据已提供为研究温度对酶活性的影响,某同学根据已提供的实验器材设计出了如下方案。你认为该方案存在哪的实验器材设计出了如下方案。你认为该方案存在哪些问题?些问题?1 1、将恒温水浴锅、烧杯和铁架台调好。、将恒温水浴锅、烧杯和铁架台调好。、将量好的酶溶液和天平称取的蛋白质分别放入、将量好的酶溶液和天平称取的蛋白质分别放入 支试管,然后将支试管放入同一水浴环境中持续支试管,然后将支试管放入同一水浴环境中持续 一定时间,使试管内外温度一致,再将酶
12、溶液和蛋一定时间,使试管内外温度一致,再将酶溶液和蛋 白质块(将鸡蛋煮熟后的蛋白部分切成的小块)倒白质块(将鸡蛋煮熟后的蛋白部分切成的小块)倒 入同一试管中混合,保温并记录蛋白质块消失所需入同一试管中混合,保温并记录蛋白质块消失所需 的时间。的时间。、将酶溶液改成等量的蒸馏水,重复步骤,并注、将酶溶液改成等量的蒸馏水,重复步骤,并注 意与步骤的温度保持一致,进行对照实验。意与步骤的温度保持一致,进行对照实验。、作好观察记录。、作好观察记录。例題例題2 2错误之处有:错误之处有:例題例題2 2答案答案还应该有温度的平行重复,如高温、低温还应该有温度的平行重复,如高温、低温()试管应编号。()试管
13、应编号。()步骤的蒸馏水应改成与步骤等量的酶溶液。()步骤的蒸馏水应改成与步骤等量的酶溶液。()步骤与步骤所用的温度应该不同()步骤与步骤所用的温度应该不同()在步骤与步骤所用的蛋白块应该等量。()在步骤与步骤所用的蛋白块应该等量。某生物学兴趣小组开展某生物学兴趣小组开展“不同浓度香烟浸出液不同浓度香烟浸出液对对水蚤的影响水蚤的影响”的课题研究。他们已将香烟和蒸馏水的课题研究。他们已将香烟和蒸馏水按照按照:的重量比浸泡的重量比浸泡 24 小时,过滤后的滤液作小时,过滤后的滤液作为原液。如果你是其中一员,请回答:为原液。如果你是其中一员,请回答:()采用何种测定指标来确定香烟浸出液对水()采用何
14、种测定指标来确定香烟浸出液对水 蚤有无影响?(只要一种指标)蚤有无影响?(只要一种指标)()做该实验时必备的实验器材是什么?()做该实验时必备的实验器材是什么?()写出实验的主要操作步骤。()写出实验的主要操作步骤。()设计一张表格用于在实验时记录数据()设计一张表格用于在实验时记录数据。例题例题3 3()水蚤每分钟心脏跳动次数()水蚤每分钟心脏跳动次数()显微镜、秒表(计时工具)、量筒、烧杯、()显微镜、秒表(计时工具)、量筒、烧杯、载玻片、盖玻片等。载玻片、盖玻片等。()()用蒸馏水稀释烟草浸出液原液,配成种不用蒸馏水稀释烟草浸出液原液,配成种不同浓度的溶液同浓度的溶液 用吸管吸取水蚤,放
15、于载玻片上,盖上盖玻片,用吸管吸取水蚤,放于载玻片上,盖上盖玻片,调节光线,在显微镜低倍镜下观察调节光线,在显微镜低倍镜下观察 用引流法引流,观察和记录一定时间内水蚤在用引流法引流,观察和记录一定时间内水蚤在蒸馏水(对照)及不同浓度烟草浸出液中心跳次数,蒸馏水(对照)及不同浓度烟草浸出液中心跳次数,重复三次重复三次 整理实验资料,算出每分钟心跳的平均次数,整理实验资料,算出每分钟心跳的平均次数,并做出评价并做出评价例题例题3 3答案答案()可设计如下表用于实验时记录数据:()可设计如下表用于实验时记录数据:例题例题3 3答案答案 在在“验证甲状腺激素促进幼小动物发育验证甲状腺激素促进幼小动物发
16、育”的的实验中,可存在以下实验组和对照组,请指出哪实验中,可存在以下实验组和对照组,请指出哪个是实验组,哪个是对照组?属何种对照?个是实验组,哪个是对照组?属何种对照?甲组:饲喂甲状腺激素甲组:饲喂甲状腺激素乙组:饲喂甲状腺素抑制剂乙组:饲喂甲状腺素抑制剂丙组:对蝌蚪不做任何处理丙组:对蝌蚪不做任何处理甲为实验组乙为条件对照组乙为条件对照组丙为空白对照组丙为空白对照组例题例题4 4 为了解酶的作用特性,以为了解酶的作用特性,以20%的过氧化氢溶液为的过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验反应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果,能够得出相应结论。在下列有关结论的
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