第十單元第36講PPT課件

1、第36講實驗原則與設(shè)計第十單元實驗原則與設(shè)計第1頁/共41頁考綱考頻 1能獨立完成考綱規(guī)定的教材實驗，包括理解實驗的目的、原理、方法和操作步驟。(3年6考)2.具備驗證簡單生物學(xué)實驗的能力，并對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分 析和處理。(3年4考)3.具有對一些生物學(xué)問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調(diào)查、假說演繹、建立模 型與系 統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。(3年3考)4.能對一些簡單的實驗方案作出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂。(3年2考)第十單元實驗原則與設(shè)計第2頁/共41頁1完整的實驗設(shè)計一般包括實驗題目、_、預(yù) 期、_觀察和收集數(shù)據(jù)、_、推論、評價、交流等。2科學(xué)探究的一般過程為：觀察、_ _設(shè)計

2、、完成實驗分析數(shù)據(jù)，_交流、表達和再探究。假設(shè)實驗提出問題提出問題分析作出假設(shè)得出結(jié)論第3頁/共41頁3探究實驗設(shè)計時要遵循三大原則：科學(xué)性原則、_和_。4實驗過程中可以變化的因素稱為_，生物學(xué)實驗中常涉及的類型有_、_和無關(guān)變量。5實驗一般程序：分組編號_條件處理_。對照原則單一變量原則變量自變量因變量設(shè)置對照觀察比較得出結(jié)論第4頁/共41頁1科研人員為了研究食物對螳螂生長的影響，將剛孵化出的螳螂分為甲、乙、丙、丁四組，分別喂食不同營養(yǎng)的食物(見下表)。表中數(shù)字代表所含成分的多少，“”表示沒有此成分。則這個實驗的對照組是()A. 甲B乙C丙 D丁甲甲乙乙丙丙丁丁抗生素抗生素0.10.10.1

3、維生素維生素0.50.50.5蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)444444脂質(zhì)脂質(zhì)55555555淀粉淀粉66666666C第5頁/共41頁2(2015江蘇蘇北四市模擬)實驗中的變量主要有自變量、因變量和無關(guān)變量。下列控制無關(guān)變量的操作錯誤的是()A驗證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實驗中，首先將實驗植物做饑餓處理B探究唾液淀粉酶的最適pH的實驗中，將每一組溫度控制在37 C驗證光合作用需要光照的實驗中，將葉片的一半用黑紙包住D探究唾液淀粉酶最適溫度的實驗中，每一組都加入等量的淀粉C第6頁/共41頁解析：驗證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實驗中，將實驗植物做饑餓處理，避免植物自身原有的有機物對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響屬于控制無關(guān)變量的操作，

4、A項正確；探究唾液淀粉酶的最適pH的實驗中，將每一組溫度都控制在37 ,是控制無關(guān)變量溫度對實驗的影響，B項正確；驗證光合作用需要光照的實驗中，將葉片的一半用黑紙包住，這是設(shè)置自變量，不是控制無關(guān)變量，C項錯誤；探究唾液淀粉酶最適溫度的實驗中，每一組都加入等量的淀粉，淀粉的量也影響實驗的結(jié)果，需要控制，D項正確。第7頁/共41頁3要研究環(huán)境因素對植物生長的影響，在暗室內(nèi)設(shè)立一個斜坡裝置，并將植株盆栽固定于斜坡上，再以燈泡連續(xù)照射，如圖甲所示。若盆栽內(nèi)土壤保持潮濕且養(yǎng)分充足，經(jīng)一段時間后，此植株的生長情形與下列哪一個圖示最相似()解析：植物的莖具有向光性，而根具有向地性，因此植株的生長情況如圖D

5、所示。D第8頁/共41頁4某同學(xué)認(rèn)為一種植物(X植物)的提取液對“埃博拉”病毒有抑制作用，他以小白鼠為研究對象設(shè)計了如下實驗進行探究：實驗步驟：(1)選擇一只健康的小白鼠，給小白鼠注射“埃博拉”病毒；(2)在喂養(yǎng)小白鼠的飼料中加入一定量X植物的提取液，觀察小白鼠是否出現(xiàn)患病癥狀。該同學(xué)的實驗存在兩點明顯的不科學(xué)之處，請指出：_。_。每組只選一只小白鼠每組只選一只小白鼠實驗沒有設(shè)置對照組第9頁/共41頁解析：該實驗的目的是探究X植物的提取液對“埃博拉”病毒是否有抑制作用，自變量是有無X植物的提取液，實驗組在小白鼠的飼料中加入一定量X植物的提取液，對照組給小白鼠飼喂不含X植物提取液的飼料。同時該實

6、驗每組不能只選一只小白鼠，這樣不能排除偶然性。第10頁/共41頁考點一 實驗設(shè)計原則實驗設(shè)計原則考點二 探究性實驗與驗證性實驗探究性實驗與驗證性實驗第11頁/共41頁1科學(xué)性原則包括實驗_、實驗材料的選擇、實驗_和實驗_的處理等方面要保證不出現(xiàn)科學(xué)性錯誤，要有科學(xué)的思想和方法作指導(dǎo)。2對照原則對于對照實驗，一個實驗包括實驗組和對照組。_是接受自變量處理的對象組，_ (控制組)是不接受自變量處理的對象組。常用的對照類型有以下幾種：考點一實驗設(shè)計原則原理方法結(jié)果實驗組對照組第12頁/共41頁(1)_：對照組為不作任何處理的對象組。這 里的不作處理，并非什么因素都不給予，而是針對實驗所要 研究的因素

7、不給予，以體現(xiàn)實驗因素的有無對實驗結(jié)果的影響。(2)_：實驗與對照在同一對象上進行，不另設(shè)對照組。(3)_：給對照組施以某種實驗處理，但不是所研究的實驗因素，以突出實驗實施的處理因素與實驗所研究因素的差異，從一個側(cè)面襯托實驗因素對實驗結(jié)果所造成的影響。(4)相互對照：不單設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對比?？瞻讓φ兆陨韺φ諚l件對照第13頁/共41頁3單一變量原則在實驗中，變量是指可被操縱的特定因素或條件。單一變量原則是指控制其他因素不變，而只_，觀察其對實驗結(jié)果的影響。4平行重復(fù)原則為了使實驗結(jié)果或?qū)嶒灁?shù)據(jù)更接近真實 情況，避免偶然因素對實驗的影響，一般在實驗組中控制相同條件下_，以使得出的結(jié)論

8、更準(zhǔn)確、科學(xué)。改變其中某一因素多設(shè)幾組第14頁/共41頁深度思考第15頁/共41頁第16頁/共41頁提示：1.空白對照。1號試管。2屬于典型的自身對照實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化為實驗組。3條件對照。乙。4相互對照。第17頁/共41頁1某研究小組為驗證糖尿病是由胰島素缺乏引起的，設(shè)計了以下實驗：實驗材料：健康且年齡、大小等相同的小鼠若干，胰島素、斐林試劑及其他必需用品。實驗步驟：第一步：隨機選擇2只小鼠，切除其中一只小鼠的胰腺，另一只小鼠不切除胰腺但進行相應(yīng)的切割處理。第二步：一段時間后分別收集小鼠適量的尿液于試管中，然后滴加斐林試劑，觀察顏色變化。第三步：給切除胰腺的小

9、鼠喂食適量的胰島素，一段時間后收集適量的尿液于試管中，滴加斐林試劑，觀察顏色變化。第18頁/共41頁請根據(jù)以上內(nèi)容回答問題：(1)指出上述實驗步驟中的3項錯誤：_(2)本實驗設(shè)置了兩種對照：一種是_，另一種是_。第一步選擇第一步選擇2只小鼠只小鼠(小鼠的數(shù)量太少小鼠的數(shù)量太少)；第二步、第三步滴；第二步、第三步滴加斐林試劑觀察顏色變化加斐林試劑觀察顏色變化(無水浴加熱無水浴加熱)；第三步給切除胰；第三步給切除胰腺的小鼠喂食適量的胰島素腺的小鼠喂食適量的胰島素(胰島素不能喂食胰島素不能喂食)實驗小鼠與正常小鼠的空白對照實驗小鼠與正常小鼠的空白對照(或空白對照或空白對照)實驗小鼠補充胰島素的自身前

10、后對照實驗小鼠補充胰島素的自身前后對照(或前后對照或前后對照)第19頁/共41頁(3)請設(shè)計實驗結(jié)果記錄表，并將正確處理后預(yù)期的實驗結(jié)果填入表中。答案：實驗結(jié)果記錄表如下切除胰腺切除胰腺(實驗組實驗組)不切除胰腺不切除胰腺(對照組對照組)小鼠小鼠1小鼠小鼠2小鼠小鼠1小鼠小鼠2第一次第一次觀察觀察出現(xiàn)磚出現(xiàn)磚紅色沉紅色沉淀淀出現(xiàn)磚出現(xiàn)磚紅色沉紅色沉淀淀不出不出現(xiàn)磚現(xiàn)磚紅色紅色沉淀沉淀不出不出現(xiàn)磚現(xiàn)磚紅色紅色沉淀沉淀注射胰注射胰島素后島素后觀察觀察不出現(xiàn)不出現(xiàn)磚紅色磚紅色沉淀沉淀不出現(xiàn)不出現(xiàn)磚紅色磚紅色沉淀沉淀/第20頁/共41頁1探究性實驗與驗證性實驗比較考點二探究性實驗與驗證性實驗比較比較項

11、目項目探究性實驗探究性實驗驗證性實驗驗證性實驗概念概念指實驗者在指實驗者在_實實驗驗結(jié)果的前提下，通過自己結(jié)果的前提下，通過自己進行實驗、探索、分析、進行實驗、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動指實驗者針對指實驗者針對_的的實驗結(jié)果而進行的以驗證實驗結(jié)果而進行的以驗證實驗結(jié)果、鞏固和加強有實驗結(jié)果、鞏固和加強有關(guān)知識內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操關(guān)知識內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復(fù)性實作能力為目的的重復(fù)性實驗驗不知不知已知已知第21頁/共41頁比較比較項目項目探究性實驗探究性實驗驗證性實驗驗證性實驗實驗實驗?zāi)康哪康奶剿餮芯繉ο蟮奈粗剿餮?/p>

12、究對象的未知屬屬性性、特征以及與其他、特征以及與其他因因素素的關(guān)系的關(guān)系驗證已知對象的已知屬性、驗證已知對象的已知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系特征以及與其他因素的關(guān)系實驗實驗假設(shè)假設(shè)假設(shè)一般采用假設(shè)一般采用“_”的的形式表達，是根據(jù)現(xiàn)有的形式表達，是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實，對所要科學(xué)理論、事實，對所要研究的對象設(shè)想出一種或研究的對象設(shè)想出一種或幾種可能的答案、解釋幾種可能的答案、解釋因結(jié)論是已知的，故不存在因結(jié)論是已知的，故不存在_問問題題如果如果A，則，則B假設(shè)假設(shè)第22頁/共41頁2.實驗步驟設(shè)計的一般步驟第一步：取材、分組和編號a取材：探究性實驗中一般提供實驗的材料，但在設(shè)計實驗步驟

13、時需注意常用的關(guān)鍵詞，如“取相同的(或生理狀態(tài)相同的)若干只(或株、個等)”。如此設(shè)置是防止_對實驗結(jié)果的影響。b分組：要體現(xiàn)_、均衡性或者合理的梯度性。常用的關(guān)鍵詞為：“隨機(或平均)分為若干組”。c編號：根據(jù)實驗分組情況而_，如甲組、乙組等，或組、組、組。無關(guān)變量隨機性編號第23頁/共41頁第二步：實驗處理實驗處理遵循_原則。即除自變量外，其他因素都是相同的。常用的模式為：組施加實驗變量，組作為對照不施加實驗變量。第三步：_實驗的因變量盡可能選擇較好地反映與實驗的自變量之間的關(guān)系，并易于實驗人員觀察和測定的指標(biāo)。常用的關(guān)鍵詞為“一段時間后觀察(測定)做好記錄等”。單一變量觀察、記錄第24頁

14、/共41頁深度思考2014年我國白酒行業(yè)再掀塑化劑風(fēng)波，使我們清醒地認(rèn)識到環(huán)境激素對人體的危害。有人猜測塑化劑的作用類似于雌性激素，可能會引發(fā)性早熟。(1)若以小鼠作為實驗材料，如何選材？_(2)若用雌鼠作材料該如何進行分組？能否每組一只雌鼠？_(3)如果猜測正確，則實驗結(jié)果應(yīng)是怎樣的？_第25頁/共41頁提示：(1)選用同種、同齡、生理狀況相同的幼年雌鼠。(2)隨機、均等分為三組。不能，避免實驗時的偶然性，只用一只雌鼠不能排除因個體差異造成的結(jié)果不準(zhǔn)確。(3)含適量塑化劑的飼料和含等量適量濃度雌性激素的飼料喂養(yǎng)，都比普通飼料喂養(yǎng)雌鼠的平均發(fā)情時間短。第26頁/共41頁2兔是一種恒溫動物，是動

15、物生理實驗材料之一。為了探究調(diào)節(jié)體溫的中樞是否為下丘腦，某校生物興趣小組制訂了以下實驗方案。實驗假設(shè)：下丘腦是調(diào)節(jié)體溫的主要中樞。材料用具：略。實驗步驟：取兩只健康的、_相同的成年兔，并標(biāo)記為甲、乙；用一定的方法破壞甲兔的下丘腦，_；性別與生理狀況性別與生理狀況乙兔不做處理作為對照乙兔不做處理作為對照第27頁/共41頁把甲、乙兩兔置于可人工控制的溫室中，溫室中溫度調(diào)為0 ，在相對安靜的條件下觀察24小時，每隔4小時分別測量一次體溫，并做好記錄。預(yù)期結(jié)果與結(jié)論：a若甲兔體溫發(fā)生明顯改變，乙兔體溫保持相對恒定，則假設(shè)成立；b若_，則假設(shè)不成立。將實驗步驟補充完整并分析回答：(1)該興趣小組設(shè)計的實

16、驗方案有哪些不妥之處？請寫出兩點。_；_。甲、乙兩兔體溫均保持相對恒定甲、乙兩兔體溫均保持相對恒定實驗前要先測定甲、乙兩兔的體溫實驗前要先測定甲、乙兩兔的體溫實驗要有重復(fù)性，僅用兩只兔進行實驗有一定的偶然性實驗要有重復(fù)性，僅用兩只兔進行實驗有一定的偶然性第28頁/共41頁(2)有的同學(xué)認(rèn)為實驗組與對照組可在同一只兔身上進行，你是否贊同這個觀點？并說明理由。_。贊同。先做不破壞下丘腦的實驗，可重復(fù)測量體溫并記錄，再做破壞下丘腦后的實驗，進行自身前后對照第29頁/共41頁解析：本題考查實驗變量的控制，排除無關(guān)變量就必須 用健康的、性別與生理狀況相同的成年兔，自變量為是否破 壞兔的下丘腦，所以設(shè)置實

17、驗對照時就必須以不做處理(不破壞兔的下丘腦)作為空白對照。要求對實驗結(jié)果進行預(yù)期，由預(yù)期結(jié)果與結(jié)論a就不難得出另一結(jié)論b。設(shè)計該實驗時應(yīng)遵循 對照性、重復(fù)性原則等，所以實驗前要先測定甲、乙兩兔 的體溫，實驗要有重復(fù)性，僅用兩只兔，數(shù)量過少，實驗偶 然性較大。設(shè)置實驗對照除空白對照外，還可用自身對 照，即用同一只兔子，再破壞下丘腦前后進行對照。第30頁/共41頁方法技巧評價、修訂類實驗題的解題策略此類試題要求考生對相應(yīng)實驗的實驗原理、目的要求、材料用具、方法步驟、實驗現(xiàn)象、結(jié)果或結(jié)論等內(nèi)容非常熟悉，能找出實驗中錯誤的地方并給予糾正，常以生物學(xué)中一些經(jīng)典實驗或?qū)W生實驗為基礎(chǔ)而設(shè)計，要求考生有扎實的

18、基礎(chǔ)知識和基本技能，突出了對“雙基”的考查。解此類題的一般步驟：第一步：分析取材是否正確。第二步：分析實驗原理及方法是否正確。第三步：分析藥品與試劑的使用是否合理。第31頁/共41頁第四步：步驟及操作分析，包括(1)漏做某個實驗步驟或顛倒某兩個實驗步驟的順序；(2)操作方法錯誤；(3)有沒有設(shè)置對照實驗，如果有，看對照實驗設(shè)計是否合理；(4)實驗是否遵循單一變量原則；(5)實驗是否具有偶然性；(6)有無更為簡單的實驗方案；(7)實驗?zāi)芊耥樌瓿桑?8)實驗的安全性如何。第五步：分析實驗結(jié)果是否正常。第32頁/共41頁易錯點1驗證與探究的混淆點撥一般來說，驗證性實驗與探究性實驗的實質(zhì)區(qū) 別在于實

19、驗結(jié)果是已知的還是未知的。如果是已知的，大多可以作為驗證性實驗來考慮，例如教材中“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”的實驗；如果是未知的，就可以作為探究性實驗來考慮，例如教材中“影響酶活性的條件”的實驗。第33頁/共41頁易錯點2假說與預(yù)期、結(jié)果與結(jié)論的混淆點撥(1)“假說”是指用來說明某 種現(xiàn) 象 但未經(jīng)證 實 的論題，也是依提出的問題而作出的參考答案?！邦A(yù)期”是在實驗設(shè)計方案確定以后，實驗正式實施之前，根據(jù)假說和原理，得出的實驗可能出現(xiàn)的假定性結(jié)果，即“假如假說成立，則應(yīng)有何種結(jié)果”。(2)“結(jié)果”應(yīng)為實驗實際出現(xiàn)的情況?！敖Y(jié)論”是依據(jù)實驗結(jié)果得 出的總 結(jié)性的話，若結(jié)果與預(yù) 期一致，則結(jié)論為 假說成立；否則，結(jié)論為假說不成立。(3)驗證性實驗有時也可以作為探究性實驗來說明問題。例如孟德爾的分離