实验设计的题型及解答策略讲稿.ppt
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1、实验设计的题型及解答策略第一页,讲稿共三十七页哦20032003年年20022002年年20012001年年试题试题20042004年年20052005年年200200年年分析分析实验结果、实验结果、设计设计实验程序实验程序实验步骤正确实验步骤正确(脊蛙反射实验)、(脊蛙反射实验)、设计设计(杂交育种杂交育种)实验程序实验程序 改正改正实验步骤实验步骤实验方法步骤不正确实验方法步骤不正确(矿质营养)(矿质营养)补充补充实验步骤、结果实验步骤、结果实验原理、步骤不严密实验原理、步骤不严密(生长素)(生长素)考查要求考查要求背景材料背景材料提供实验材料和用具提供实验材料和用具(胰高血糖素)(胰高血
2、糖素)写出写出步骤、预测、解释步骤、预测、解释和和结论结论提供实验方案提供实验方案(胰岛素)(胰岛素)分析分析实验原理、实验现象实验原理、实验现象提供实验材料提供实验材料(牛的遗传实验)(牛的遗传实验)推断推断显性性状、显性性状、确定确定显隐性关系显隐性关系一、近几年全国卷中实验设计的题型及考查要求一、近几年全国卷中实验设计的题型及考查要求继续完成继续完成实验并实验并预测预测结果结果提供实验材料提供实验材料(光合作用和呼吸作用)(光合作用和呼吸作用)提供实验材料提供实验材料(果蝇的遗传实验)(果蝇的遗传实验)推测推测性状表现,性状表现,判断判断遗传方式遗传方式第二页,讲稿共三十七页哦二、探究型
3、实验与验证型实验的比较二、探究型实验与验证型实验的比较验证型实验验证型实验探究型实验探究型实验实验目的实验目的实验假设实验假设实验原理实验原理实验过程实验过程实验现象实验现象结果预测结果预测实验结论实验结论验证验证研究对象的已知属性、特征研究对象的已知属性、特征探索探索研究对象的未知属性、特征研究对象的未知属性、特征因结论是已知的,因此不存在因结论是已知的,因此不存在假设问题假设问题根据现有的科学理论、事实,对所要根据现有的科学理论、事实,对所要研究的对象假设出一种或几种可能性研究的对象假设出一种或几种可能性因验证内容而定因验证内容而定因探究内容而定因探究内容而定应有的实验步骤,可以是曾经做过
4、应有的实验步骤,可以是曾经做过或尚未做过的,因验证内容而定或尚未做过的,因验证内容而定应有的实验步骤,实际上并不会全应有的实验步骤,实际上并不会全部发生,因探究内容而定部发生,因探究内容而定已知,应准确描述已知,应准确描述未知,可以不描述未知,可以不描述对应题设,无须讨论对应题设,无须讨论对应假设,分类讨论对应假设,分类讨论对应实验目的作出肯定结论对应实验目的作出肯定结论开放,无明确结论开放,无明确结论(如果如果则则)第三页,讲稿共三十七页哦 请你帮助完成为食品卫生质量检验人员设计的一个检测稻米新鲜请你帮助完成为食品卫生质量检验人员设计的一个检测稻米新鲜程度的简易实验。程度的简易实验。实验目的
5、:实验目的:实验原理:实验原理:实验材料:实验材料:新稻米,陈稻米新稻米,陈稻米(数量足够数量足够)试剂和用具:试剂和用具:1%1%的愈创木酚、的愈创木酚、1%1%的过氧化氢的过氧化氢(H(H2 2O O2 2)、带塞子的试管、带塞子的试管、培养皿、移液管、观察颜色的放大镜等。培养皿、移液管、观察颜色的放大镜等。愈创木酚愈创木酚 红褐色物质,其颜色的深浅与酶活性呈正相关红褐色物质,其颜色的深浅与酶活性呈正相关 H2O2 过氧化氢酶过氧化氢酶 根据过氧化酶活性的强弱来鉴别新稻米和陈稻米根据过氧化酶活性的强弱来鉴别新稻米和陈稻米在有过氧化氢在有过氧化氢(H(H2 2O O2 2)存在时,稻米内的过
6、氧化氢酶可以使愈创木酚氧存在时,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化成红褐色物质,颜色的深浅与酶活性呈正相关 例例1 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米增白、上油后、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米增白、上油后以假乱真,欺骗消费者。新稻米所含过氧化酶活性明显高于陈稻米。植物体内的过氧化氢以假乱真,欺骗消费者。新稻米所含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酶在有过氧化氢(H(H2 2O O2 2)存在时能把某些酚类化合物存在时能把某些酚类化合物(如如:愈创木酚愈创木酚)氧化
7、成红褐色物质,简氧化成红褐色物质,简单表示为:单表示为:第四页,讲稿共三十七页哦 实验步骤:实验步骤:(1)(1)让稻米事先浸有让稻米事先浸有1%1%的愈创木酚。具体做法是的愈创木酚。具体做法是 ,然后,然后分别用移液管往两试管内加入分别用移液管往两试管内加入1%1%的愈创木酚溶液,浸没大米,盖上试管的愈创木酚溶液,浸没大米,盖上试管塞用力摇动振荡塞用力摇动振荡2020下,静置一段时间后,弃掉多余液体。下,静置一段时间后,弃掉多余液体。(2)(2)将浸有将浸有1%1%的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的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,然后中,
8、用镊子摊开,然后 。(3)(3)。预期结果:预期结果:。结论:结论:。取两支带塞子的试管分别编号为取两支带塞子的试管分别编号为A A与与B B,其中,其中A A管设为对照,放入管设为对照,放入5g5g新稻米,新稻米,B B管放入管放入5g5g待检测的陈稻米待检测的陈稻米(要求设对照,放入稻米的量要足够多且相等要求设对照,放入稻米的量要足够多且相等)用移液管吸取用移液管吸取1%1%的过氧化氢的过氧化氢(H(H2 2O O2 2)分别滴向两培养皿的稻米里,使所有稻米都浸有过分别滴向两培养皿的稻米里,使所有稻米都浸有过氧化氢氧化氢几分钟后几分钟后(一定时间后一定时间后),用放大镜观察两培养皿里稻米的
9、颜色变化,用放大镜观察两培养皿里稻米的颜色变化新稻米呈红褐色,陈稻米几乎无色或颜色很浅新稻米呈红褐色,陈稻米几乎无色或颜色很浅稻米里的过氧化氢酶的活性会随着贮藏时间的延长而降低稻米里的过氧化氢酶的活性会随着贮藏时间的延长而降低 第五页,讲稿共三十七页哦例例2.2.(0707湖南湖南3030校联考)右图是可测定呼吸速校联考)右图是可测定呼吸速率的密闭系统装置。率的密闭系统装置。(1 1)为了使测得的有色液滴移动数值更准)为了使测得的有色液滴移动数值更准确,必须进行对照,对照装置的容器和小确,必须进行对照,对照装置的容器和小瓶中应该分别放入瓶中应该分别放入(2 2)生活中发现,受到机械损伤后的樱)
10、生活中发现,受到机械损伤后的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率实验装置,设计实请结合测定呼吸速率实验装置,设计实验验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。实验变量:实验变量:。实验假设:实验假设:。与实验组等量消毒的无活力(如加热后冷却)的樱桃与实验组等量消毒的无活力(如加热后冷却)的樱桃 与实验组等量的与实验组等量的20%NaOH 20%NaOH 是否机械损伤是否机械损伤 机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高(或机械损伤不能引起樱桃机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高(
11、或机械损伤不能引起樱桃呼吸速率升高)呼吸速率升高)第六页,讲稿共三十七页哦 实验步骤:实验步骤:第一步:按装置图中所示进行操作,第一步:按装置图中所示进行操作,3030分分钟后,记录有色液滴移动距离为钟后,记录有色液滴移动距离为a a。第二步:第二步:第三步:记录相同时间内有色液滴移动距第三步:记录相同时间内有色液滴移动距离为离为b b,比较,比较a a、b b数值的大小。数值的大小。预期结果及结论:预期结果及结论:向容器内加入与实验组等量消毒的受到向容器内加入与实验组等量消毒的受到机械损伤后的樱桃,其它处理及装置与机械损伤后的樱桃,其它处理及装置与实验组完全相同。实验组完全相同。如果如果a
12、ab b,则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高;,则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高;如果如果a ab b,则说明机械损伤对樱桃呼吸速率没有影响;,则说明机械损伤对樱桃呼吸速率没有影响;如果如果a ab b,则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率降低。,则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率降低。第七页,讲稿共三十七页哦1 1、混淆:混淆:验证验证-探究;探究;定性定性-定量;定量;实验实验-对照;对照;假设假设-预期;预期;结果结果-结论结论2 2、语言表述庸俗,啰嗦,逻辑混乱、语言表述庸俗,啰嗦,逻辑混乱三、常见错误三、常见错误 正确判断验证型实验与探究型实验是解题的关键,可以确保不犯原则性、方向性
13、错误;正确判断验证型实验与探究型实验是解题的关键,可以确保不犯原则性、方向性错误;综合近几年的全国高考(湖南卷),以综合近几年的全国高考(湖南卷),以验证性实验验证性实验为主,但探究性实验是必然的发展趋势,为主,但探究性实验是必然的发展趋势,需要引起高度重视。需要引起高度重视。结果的预测与结论的描述应为结果的预测与结论的描述应为“如果如果出现出现结果,结果,则则有有结论结论”,即由,即由结果得结论,而不能结果得结论,而不能“由结论得结果由结论得结果”。如:给动物注射胰岛素,出现如:给动物注射胰岛素,出现“昏厥现象昏厥现象”(结果),表明胰岛素(结果),表明胰岛素“具有具有降血糖的作用降血糖的作
14、用”(结论),但不能写为(结论),但不能写为“胰岛素具有降血糖的作用,所以出现胰岛素具有降血糖的作用,所以出现昏厥现象昏厥现象”。3 3、实验步骤关联性不强,实验先后顺序颠倒,方法不规范或不可操作、实验步骤关联性不强,实验先后顺序颠倒,方法不规范或不可操作第八页,讲稿共三十七页哦四、实验设计的基本原则四、实验设计的基本原则1 1、设置对照原则(增加实验可信度)、设置对照原则(增加实验可信度)实验组:实验组:施加实验变量处理的被试组施加实验变量处理的被试组对照组:对照组:不施加实验变量处理的对象组不施加实验变量处理的对象组(1 1)空白对照:)空白对照:不给对照组作任何实验处理不给对照组作任何实
15、验处理给实验组某种处理,给对照组另一条件的处理给实验组某种处理,给对照组另一条件的处理甲:饲喂甲状腺激素乙:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照)甲:饲喂甲状腺激素乙:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照)(3 3)条件对照:)条件对照:指对照组和实验组都在同一研究对象上进行,不指对照组和实验组都在同一研究对象上进行,不再另外设置对照组,是实验前后之间的对照再另外设置对照组,是实验前后之间的对照(4 4)自身对照:)自身对照:(2 2)相互对照:)相互对照:不单独设置对照组,而是几个实验组之间的相互不单独设置对照组,而是几个实验组之间的相互对照对照第九页,讲稿共三十七页哦对照实验设置合理与否的关键对照实验设置合理
16、与否的关键保证其他条件的完全相等保证其他条件的完全相等a、所用生物材料要相同,、所用生物材料要相同,即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同b、所用实验器具要相同,、所用实验器具要相同,即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样号要完全一样c、所用实验试剂要相同,、所用实验试剂要相同,即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其注即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其注意体积上的等量问题意体积上的等量问题d、所用处理方法
17、要相同,、所用处理方法要相同,如:保温或冷却;光照或黑暗;搅拌或振荡都如:保温或冷却;光照或黑暗;搅拌或振荡都要一致。有时尽管处理对对照实验来说,看起来似乎是毫无意义的,但要一致。有时尽管处理对对照实验来说,看起来似乎是毫无意义的,但最好还是要作同样的处理。最好还是要作同样的处理。实验变量(自变量)实验变量(自变量)反应变量(因变量)反应变量(因变量)注意区分注意区分无关变量(控制变量)无关变量(控制变量)额外变量(干扰变量)额外变量(干扰变量)第十页,讲稿共三十七页哦2 2、单一变量原则、单一变量原则3 3、平行重复原则(消除误差原则)、平行重复原则(消除误差原则)指控制某种因素的变化幅度,
18、在同样条件下重复实验,观察其对实验指控制某种因素的变化幅度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果影响的程度,结果影响的程度,以减少实验误差以减少实验误差。6 6、简便、可行性原则、简便、可行性原则实验步骤简单方便、材料易获取、条件易控制、又能说明问题实验步骤简单方便、材料易获取、条件易控制、又能说明问题 变量只有一个,其他因素必须相同且适宜。如:我们常常强调变量只有一个,其他因素必须相同且适宜。如:我们常常强调“选取生长状况相同的选取生长状况相同的幼苗幼苗”、“数量大小相同的种子数量大小相同的种子”、“置于相同并适宜条件下培养置于相同并适宜条件下培养”、“加入等量的清加入等量的清水水”、“选
19、取发育状况相等选取发育状况相等”、体重相等、体重相等“、”同性别同性别“的某某动物等等,均是的某某动物等等,均是为了排为了排除无关变量对实验结果的干扰。除无关变量对实验结果的干扰。4、严谨性原则、严谨性原则 要使实验设计完整、无漏洞,必须注意严谨性。有些实验还要建立在严谨要使实验设计完整、无漏洞,必须注意严谨性。有些实验还要建立在严谨的推理基础之上。的推理基础之上。5 5、科学性原则、科学性原则包括选材的科学性和实验步骤的严密逻辑性包括选材的科学性和实验步骤的严密逻辑性实验原理的科学性实验原理的科学性实验结果处理的科学性实验结果处理的科学性实验步骤的科学性实验步骤的科学性实验材料选择的科学性实
20、验材料选择的科学性第十一页,讲稿共三十七页哦五、实验方案的评价五、实验方案的评价五看评价法五看评价法是否遵循了单一变量原则是否遵循了单一变量原则是否遵循了等量原则是否遵循了等量原则是否排除了干扰因素是否排除了干扰因素一看对照一看对照有无对照实验有无对照实验若有则看对照设计是否合理若有则看对照设计是否合理二看步骤二看步骤步骤的顺序是否合理步骤的顺序是否合理步骤是否完整步骤是否完整具体操作有无违反生物学原理具体操作有无违反生物学原理三看验证三看验证实验结果的验证目标是否达到实验结果的验证目标是否达到实验结果的验证方法是否得当实验结果的验证方法是否得当第十二页,讲稿共三十七页哦六、单因子实验与双因子
21、(或多因子)实验六、单因子实验与双因子(或多因子)实验1 1、对于单因子实验,自变量只有、对于单因子实验,自变量只有1 1个个。2 2、对于双因子实验,变量则有、对于双因子实验,变量则有2 2个个。但双因子实验是由。但双因子实验是由2 2个个单因子实单因子实验组成,每个单因子实验是只有验组成,每个单因子实验是只有1 1个个变量的对照实验。变量的对照实验。例:探究果胶酶催化化学反应的最适温度和最适例:探究果胶酶催化化学反应的最适温度和最适pHpH;此外;此外20062006年全国高考(湖南卷)的年全国高考(湖南卷)的3030题实际上为双因子实验题。题实际上为双因子实验题。四看材料四看材料生物学材
22、料选择是否得当生物学材料选择是否得当实验器材选择是否合理实验器材选择是否合理药剂选择、使用、用量是否准确药剂选择、使用、用量是否准确五看条件五看条件是否需要搅拌、加热等是否需要搅拌、加热等实验所需的温度、光照等条件是否合理实验所需的温度、光照等条件是否合理第十三页,讲稿共三十七页哦例例3 3(0606全国高考)为了全国高考)为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗。体的产生和消耗。用所提供的材料和用具,在给出的实验步骤和预测实用所提供的材料和用具,在给出的实验步骤和预测实验结果基础上,继续完成实验设计和预测实验的结果,并对实验结果进验结果基
23、础上,继续完成实验设计和预测实验的结果,并对实验结果进行分析:行分析:实验材料和用具:实验材料和用具:烟草幼苗、试管烟草幼苗、试管2 2支、蒸馏水、支、蒸馏水、NaHCONaHCO3 3稀溶液(为光稀溶液(为光合作用提供原料)、真空泵、日光灯(实验过程中温度和光照等条件合作用提供原料)、真空泵、日光灯(实验过程中温度和光照等条件适宜,适宜,O O2 2、COCO2 2在水中的溶解量和无氧呼吸不计)。在水中的溶解量和无氧呼吸不计)。实验步骤和预测实验结果:实验步骤和预测实验结果:剪取两块相同的烟草叶片分别放在盛有等量蒸馏水和剪取两块相同的烟草叶片分别放在盛有等量蒸馏水和NaHCONaHCO3 3
24、稀溶液的两支稀溶液的两支试管中,叶片均浮在水面上。试管中,叶片均浮在水面上。用真空泵抽走两支试管内液体中和叶肉细胞空隙间的气体后,敞开用真空泵抽走两支试管内液体中和叶肉细胞空隙间的气体后,敞开试管口,可观察到叶片均沉在试管底部。试管口,可观察到叶片均沉在试管底部。分析实验的结果:分析实验的结果:第十四页,讲稿共三十七页哦参考答案:参考答案:实验步骤和预测实验结果:实验步骤和预测实验结果:将这两支试管放在日光灯下,照光一段时间。结果:将这两支试管放在日光灯下,照光一段时间。结果:NaHCONaHCO3 3稀溶液中的叶片上浮,蒸馏稀溶液中的叶片上浮,蒸馏水的叶片仍在试管底部。水的叶片仍在试管底部。
25、再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间,结果:再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间,结果:NaHCONaHCO3 3稀溶液中的叶片下沉,蒸馏水稀溶液中的叶片下沉,蒸馏水的叶片仍在试管底部。的叶片仍在试管底部。分析预测的结果:分析预测的结果:光照下,光照下,NaHCONaHCO3 3稀溶液中的叶片进行光合作用,释放出的稀溶液中的叶片进行光合作用,释放出的O O2 2多于呼吸作用消耗的多于呼吸作用消耗的O2O2,叶,叶肉细胞间隙中的肉细胞间隙中的O O2 2增加,叶片上浮。而蒸馏水中缺乏增加,叶片上浮。而蒸馏水中缺乏COCO2 2和和O O2 2,叶片不能进行光合作,叶片不能进行光合作用和有氧呼吸,
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