高中生物选修3《实验设计突破》.ppt
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1、l考纲要求考纲要求l近四年广东高考实验设计内容分析近四年广东高考实验设计内容分析l实验目的及原理实验目的及原理l实验变量的分析实验变量的分析l实验步骤的设计实验步骤的设计l实验结果的预测实验结果的预测l实验结果分析及结论实验结果分析及结论常考点常考点9 9广东广东1010广东广东1 1广东广东12年广东年广东实验目的实验目的实验原理实验原理变量分析变量分析实验步骤实验步骤结果预测结果预测结果分析、结论结果分析、结论v近四年广东高考实验设计内容分析近四年广东高考实验设计内容分析近四年广东高考实验设计内容分析近四年广东高考实验设计内容分析v考纲要求考纲要求.具备验证简单生物学事实的能力,并能对实验
2、现象具备验证简单生物学事实的能力,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。和结果进行解释、分析和处理。.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、模型构建与系统运用观察、实验与调查、假说演绎、模型构建与系统分析等科学研究方法。分析等科学研究方法。.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修正。能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修正。1 1、单一变量原则单一变量原则2 2、等量原则等量原则3 3、平行重复原则、平行重复原则4 4、对照原则、对照原则5 5、科学性原则、科学性原则消除消除无关变量无关变量对实验结果的影
3、响对实验结果的影响保证实验结果是自变量造成保证实验结果是自变量造成消除消除无关变量无关变量对实验结果的影响对实验结果的影响避免结果的偶然性避免结果的偶然性保证实验结果可信保证实验结果可信实验设计应遵循的基本原则实验设计应遵循的基本原则v夯实基础夯实基础夯实基础夯实基础 原则原则目的目的1 1)验证性)验证性实验实验学学.科科.网网zxxk.2 2)探究性实验)探究性实验标志词:验证、证明、证实标志词:验证、证明、证实标志词:探究、研究、了解标志词:探究、研究、了解v夯实基础夯实基础夯实基础夯实基础 实验的基本类型实验的基本类型标志词:标志词:标志词:标志词:(1 1)实验课题)实验课题(2 2
4、)实验原理)实验原理(3 3)实验目的)实验目的(4 4)材料用具)材料用具(5 5)实验的操作步骤)实验的操作步骤(6 6)观察和收集实验数据)观察和收集实验数据(7 7)分析与结论)分析与结论 完整实验设计包含的基本内容完整实验设计包含的基本内容v夯实基础夯实基础夯实基础夯实基础 明确实验目的明确实验目的分析实验原理分析实验原理变量分析与控制变量分析与控制设计实验步骤设计实验步骤预期实验结果预期实验结果施加干扰施加干扰操纵操纵随机分组随机分组设置对照设置对照条件适宜条件适宜重复实验重复实验控制控制捕获捕获观察现象观察现象测量数据测量数据实验结果分析及结论实验结果分析及结论自变量自变量无关变
5、量无关变量因变量因变量实验设计的常规解题思路实验设计的常规解题思路v夯实基础夯实基础夯实基础夯实基础 1.1.实验目的的定义:实验目的的定义:v考点一:考点一:考点一:考点一:实验目的的确定实验目的的确定实验目的的确定实验目的的确定.实验目的的确定方法:实验目的的确定方法:例:植物激素如吲哚乙酸、赤霉素等能提高细胞的呼例:植物激素如吲哚乙酸、赤霉素等能提高细胞的呼吸作用,所以用激素处理过的部位,能够吸引更多的有吸作用,所以用激素处理过的部位,能够吸引更多的有机物运输。某同学为了验证吲哚乙酸能够促进有机物的机物运输。某同学为了验证吲哚乙酸能够促进有机物的运输。实验材料及用具:适宜浓度的吲哚乙酸溶
6、液、生运输。实验材料及用具:适宜浓度的吲哚乙酸溶液、生长状况相同的棉花植株幼苗若干、长状况相同的棉花植株幼苗若干、1414COCO2 2、蒸馏水、放射、蒸馏水、放射性强度测试仪。性强度测试仪。该实验的目的是:该实验的目的是:。验证吲哚乙酸能够促进有机物的运输。验证吲哚乙酸能够促进有机物的运输。()通过题干信息顺向分析实验目的()通过题干信息顺向分析实验目的简单来说就是要探究问题或要验证的某一事实。简单来说就是要探究问题或要验证的某一事实。实质:建立自变量与因变量的直接联系实质:建立自变量与因变量的直接联系练习练习1 1:(08(08海南海南)为了验证某大豆品种的矮化特性与赤为了验证某大豆品种的
7、矮化特性与赤霉素的含量有关,请用所给的实验材料,完成下列实验霉素的含量有关,请用所给的实验材料,完成下列实验步骤并回答下列问题:步骤并回答下列问题:实验材料:具实验材料:具2 2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液,喷壶等。完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液,喷壶等。该实验的目的是:该实验的目的是:学学.科科.网网zxxk.。验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关 ()通过题干信息顺向分析实验目的()通过题干信息顺向分析实验目的v真题演练真题演练练习练习2 2:(
8、08(08江苏生物江苏生物)某同学进行实验,甲图为实验开始某同学进行实验,甲图为实验开始状态,乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的状态,乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验,探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。基础上继续实验,探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。增添的实验材料:蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、增添的实验材料:蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。水浴锅等。该实验的目的是:该实验的目的是:。探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜 ()通过题干信息顺向分析实验目的()通过题干信息顺向分析实验目的v真题演练真题演练v考点一:考点
9、一:考点一:考点一:实验目的的确定实验目的的确定实验目的的确定实验目的的确定例:某同学正在按下表的顺序进行实验操作例:某同学正在按下表的顺序进行实验操作()通过实验过程逆向分析实验目的()通过实验过程逆向分析实验目的步骤步骤 加加 入入 物物 质质 试试 管管 1 1注入新鲜唾液注入新鲜唾液1mL1mL1mL1mL1mL1mL2 2注入盐酸注入盐酸1mL1mL /清水清水3 3注入注入NaOHNaOH溶液溶液 /1mL1mL清水清水4 4注入可溶性淀粉液注入可溶性淀粉液2mL2mL2mL2mL2mL2mL5 53737水浴水浴5min5min6 6滴加斐林试剂滴加斐林试剂2 2滴滴2 2滴滴2
10、 2滴滴7 7观察现象观察现象 A A B BC C该实验的目的是:该实验的目的是:。探究探究pHpH值(酸碱度)对酶活性的影响值(酸碱度)对酶活性的影响 练练习习3 3:植植物物较较长长时时间间在在黑黑暗暗中中生生长长会会出出现现“黄黄化化现现象象”。有有人人将将菜菜豆豆幼幼苗苗在在暗暗处处放放置置了了7 78 8天天,使使之之黄黄化化后后,每每天天给给予予如如下下光光照,比较其恢复正常形态的情况,结果如下:照,比较其恢复正常形态的情况,结果如下:v真题演练真题演练()通过实验过程逆向分析实验目的()通过实验过程逆向分析实验目的光强光强照光时间照光时间结结 果果2880lx2880lx(弱光
11、)(弱光)0.5 h0.5 h无论光照时间的长短,都能逐渐恢复正常形态,无论光照时间的长短,都能逐渐恢复正常形态,光照光照4 4小时和小时和1212小时后,形成很多叶绿素。小时后,形成很多叶绿素。2 h2 h4 h4 h12 h12 h4000lx4000lx(强光)(强光)1 min1 min无论光照时间的长短,都能逐渐恢复正常形态,无论光照时间的长短,都能逐渐恢复正常形态,但是不能形成叶绿素。恢复正常形态后继续延但是不能形成叶绿素。恢复正常形态后继续延长光照时间,叶绿素逐渐形成。长光照时间,叶绿素逐渐形成。4 min4 min10 min10 min30 min30 min根据上述实验,回
12、答下列问题:根据上述实验,回答下列问题:该实验的目的是研究该实验的目的是研究 。光对叶绿素合成及黄化植物恢复过程的影响光对叶绿素合成及黄化植物恢复过程的影响练习练习4 4:(:(1010江苏卷)江苏卷)某生物兴趣小组开展某生物兴趣小组开展DNADNA粗提取的相关探究粗提取的相关探究活动。具体步骤如下:活动。具体步骤如下:材料处理:称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各材料处理:称取新鲜的花菜、辣椒和蒜黄各2 2份每份份每份l0 gl0 g。剪碎后分成两组,一组置于剪碎后分成两组,一组置于2020、另一组置于、另一组置于-20-20条件下保存条件下保存24 h24 h。DNADNA粗提取:粗提取:第一步:
13、将上述材料分别放人研钵中,各加入第一步:将上述材料分别放人研钵中,各加入l5 mLl5 mL研磨液,充研磨液,充分研磨。用两层纱布过滤。取滤液备用。分研磨。用两层纱布过滤。取滤液备用。第二步:略第二步:略第三步:略第三步:略DNADNA检测结果如下:检测结果如下:v真题演练真题演练()通过实验过程逆向分析实验目的()通过实验过程逆向分析实验目的探究不同材料和不同保存温度对探究不同材料和不同保存温度对DNADNA提取量提取量的影响的影响 v小结小结通过题干信通过题干信息顺向分析息顺向分析通过实验通过实验过程分析过程分析实验目的的确定方法实验目的的确定方法1 1、实验原理的概念、实验原理的概念2
14、2、实验原理的确定、实验原理的确定v考点二:考点二:考点二:考点二:实验原理的确定实验原理的确定实验原理的确定实验原理的确定实验实验原理原理 已学已学知识知识 题干信息题干信息 实验步骤实验步骤 实实验验过过程程 实验结果实验结果 实验结论实验结论 实验原理是实验设计的依据和思路实验原理是实验设计的依据和思路例例3 3(1010广东卷)广东卷)29、(16分)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动,需要完假设你去某饲料研究所进行课外实践活动,需要完成以下任务成以下任务:学学.科科.网网zxxk.(1 1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的
15、试剂有:提供的试剂有:碘液,碘液,苏丹苏丹溶液,溶液,双缩双缩脲试剂,脲试剂,斐林试剂。你选用的试剂应该是斐林试剂。你选用的试剂应该是 ;蛋白质与相应试剂反应后,显示的颜色应为;蛋白质与相应试剂反应后,显示的颜色应为 。(1)从学过的知识中分析原理从学过的知识中分析原理紫色紫色该实验原理是:该实验原理是:.v典型例题典型例题 蛋白质蛋白质+双缩脲试剂双缩脲试剂紫色反应紫色反应 练习练习5 5:(0707北京北京3131)(2 2)用实验动物检测)用实验动物检测疫苗刺激机体产生抗体的能力疫苗刺激机体产生抗体的能力 实验原理:通过接种疫苗,灭活病毒进入实实验原理:通过接种疫苗,灭活病毒进入实验动物
16、体内可刺激验动物体内可刺激 B B 细胞,使之增殖、分化细胞,使之增殖、分化形成效应形成效应 B B 细胞并产生相应的细胞并产生相应的_ _ _ _ ;当当_病毒再次人侵时,机体能产病毒再次人侵时,机体能产生更强的特异性免疫反应生更强的特异性免疫反应-_-_。抗体抗体同种同种体液免疫体液免疫(1)从学过的知识中分析原理从学过的知识中分析原理v真题演练真题演练简述该实验的原理是:简述该实验的原理是:.体液免疫能产生抗体,抗体对同体液免疫能产生抗体,抗体对同种抗原有免疫作用。种抗原有免疫作用。练习练习6 6:某公司开发出一种保健饮料,并声:某公司开发出一种保健饮料,并声称能够适用于糖尿病患者。该产
17、品是否称能够适用于糖尿病患者。该产品是否适用于糖尿病患者,生物学兴趣小组的适用于糖尿病患者,生物学兴趣小组的同学以此作为实验研究课题,通过检验同学以此作为实验研究课题,通过检验该产品的成分证明。请你分析实验原理,该产品的成分证明。请你分析实验原理,设计实验设计实验,得出结论。得出结论。该实验原理有:该实验原理有:v真题演练真题演练还原糖还原糖+斐林试剂斐林试剂砖红色沉淀砖红色沉淀淀粉淀粉+碘液碘液蓝色蓝色二糖二糖+酶酶单糖单糖(1)从学过的知识中分析原理从学过的知识中分析原理练习练习7 7:胚芽鞘向光性实验:胚芽鞘向光性实验单测光引起生长素在胚芽鞘尖端单测光引起生长素在胚芽鞘尖端的分布不均匀的
18、分布不均匀实验原理:?实验原理:?v真题演练真题演练实验步骤:略实验步骤:略一定浓度范围内,生长素浓度越一定浓度范围内,生长素浓度越高,生长越快。高,生长越快。(1)从学过的知识中分析原理从学过的知识中分析原理例例4 4:(:(0505全国卷全国卷3030题)为了验证胰岛素具有降低题)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。血糖的作用,以小鼠活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下:(简略)某同学的实验方案如下:(简略)将正常小鼠随机分成将正常小鼠随机分成A A、B B两组,观察并记录其两组,观察并记录其活动状况。活动状况。请回答:请回答:(1)(1)该实验
19、原理是:该实验原理是:。(2)从题干信息中确认实验原理从题干信息中确认实验原理胰岛素具有降低血糖的作用,低胰岛素具有降低血糖的作用,低血糖会使小鼠活动状况发生改变血糖会使小鼠活动状况发生改变练习练习8 8:(:(0808安徽)安徽).某生物兴趣小组调查发现,在某生物兴趣小组调查发现,在黄瓜幼苗期喷洒一次乙烯利溶液(黄瓜幼苗期喷洒一次乙烯利溶液(100200mg L-100200mg L-1 1),可促进多开雌花,提高黄瓜产量。但乙烯利浓),可促进多开雌花,提高黄瓜产量。但乙烯利浓度低于或高于这个范围时,其作用效果尚不清楚。度低于或高于这个范围时,其作用效果尚不清楚。请设计实验,探究乙烯利浓度对
20、黄瓜开雌花数量的请设计实验,探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响。影响。材料用具:材料用具:2323片真叶的盆栽黄瓜幼苗若干、乙烯利片真叶的盆栽黄瓜幼苗若干、乙烯利溶液(溶液(300mgL-1300mgL-1)、蒸馏水、喷壶)、蒸馏水、喷壶学学.科科.网网zxxk.实验原理:实验原理:。(2)从题干信息中确认实验原理从题干信息中确认实验原理一定浓度的乙烯利溶液可促进黄瓜多开雌花一定浓度的乙烯利溶液可促进黄瓜多开雌花v真题演练真题演练例例5 5:(0808四川卷四川卷30.30.)为确定人体在运动时呼出气体中为确定人体在运动时呼出气体中COCO2 2浓度浓度是否比静止时高,某同学进行了如下探究:
21、是否比静止时高,某同学进行了如下探究:作出假设:人体在运动时呼出气体中作出假设:人体在运动时呼出气体中COCO2 2的浓度比静止时高。的浓度比静止时高。实验过程(略)实验过程(略)请回答请回答:(1)(1)作出上述假设的依据是作出上述假设的依据是 。(2)(2)该实验的原理是该实验的原理是 。(2)从实验步骤中分析原理从实验步骤中分析原理运动状态运动状态 安静安静 中度运动中度运动 剧烈运动剧烈运动实验前实验前pHpH6.16.16.16.16.16.1实验后实验后pH pH 5.95.95.65.65.35.3呼吸作用产生二氧化碳呼吸作用产生二氧化碳CO2在水中溶解后使水的在水中溶解后使水的
22、pH下降;下降;人在不同运动状态下产生的人在不同运动状态下产生的CO2不同;不同;v典型例题典型例题实验过程中可以变化的因素称为实验过程中可以变化的因素称为。其。其中人为改变的变量称做中人为改变的变量称做;随着;随着的变量称做的变量称做因变量;除自变量外,实验过程中可能还会存因变量;除自变量外,实验过程中可能还会存在一些可变的因素,会对在一些可变的因素,会对造成影造成影响,这些变量称为响,这些变量称为。变量变量自变量自变量自变量的变化而变化的变量自变量的变化而变化的变量无关变量无关变量实验结果实验结果(三)实验中的变量分析及控制(三)实验中的变量分析及控制.变量的概念变量的概念例:某研究性学习
23、小组选择了如下的研究课题:例:某研究性学习小组选择了如下的研究课题:探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响。自变量:自变量:;因变量:因变量:;无关变量:无关变量:。.变量的确定方法:变量的确定方法:黄瓜长势、光强、温度、水等黄瓜长势、光强、温度、水等(1)根据实验课题确定变量:)根据实验课题确定变量:乙烯利浓度乙烯利浓度黄瓜雌花数量黄瓜雌花数量例例7:(江苏)某研究性学习小组采用盆:(江苏)某研究性学习小组采用盆栽实验,探究土壤干旱对某种植物叶片光合速栽实验,探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。率的影响。自变量:自变量:;因变量:因变量:;无关变量:无
24、关变量:。()根据实验目的确定变量:()根据实验目的确定变量:土壤湿度土壤湿度光合速率光合速率温度、光照强度、叶片大小等温度、光照强度、叶片大小等.变量的确定方法:变量的确定方法:练习练习9:(广东)小王发现黑暗中生长的大:(广东)小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案,探究不同光照强度对大设计一个实验方案,探究不同光照强度对大豆植株高度的影响,并预测实验结果。豆植株高度的影响,并预测实验结果。实验材料和用具:大豆种子(实验材料和用具:大豆种子(200粒)、光照粒)、光照培养箱(光照强度范围培养箱(光照强度范围0100
25、00Lux,温度、,温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等。湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等。实验方案:(略)()实验结果预测:(略)实验方案:(略)()实验结果预测:(略)自变量:自变量:;因变量:因变量:;无关变量:无关变量:。光照强度光照强度大豆植株高度大豆植株高度温度、温度、COCO2 2浓度、大豆种子活性等浓度、大豆种子活性等序号序号项目项目试管试管12312ml淀粉淀粉2ml淀粉淀粉2ml淀粉淀粉237沸水沸水冰块冰块31ml唾液淀粉酶唾液淀粉酶1ml唾液淀粉酶唾液淀粉酶1ml唾液淀粉酶唾液淀粉酶41滴碘液滴碘液1滴碘液滴碘液1滴碘液滴碘液现象现象例例8 8:某同学按下表的
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