高三生物二輪復習精品課件7實驗設計專題

生物實驗設計專題考試說明對實驗與探究能力的要求：（一）能獨立完成“知識內(nèi)容表”所列的生物實驗，包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握相關的操作技能，并能將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合運用。（教材中實驗）（二）具備驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結果進行解釋、分析和處理。（驗證性實驗）（三）具有對一些生物學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)分析等科學的研究方法。（探究性實驗、研究性學習等)（四）能對一些簡單的實驗方案做出恰當?shù)脑u價和修訂。觀察、發(fā)現(xiàn)問題提出假說（假設）設計實驗方案預測實驗結果實施實驗方案獲得實驗結果(觀察、記錄現(xiàn)象、數(shù)據(jù)等)分析實驗結果支持假說則建立某一理論否定假說則放棄假說

改進實驗設計再試驗二、科學探究的一般過程三、生物實驗設計的內(nèi)容（一）實驗目的（二）實驗原理（三）材料用具（四）實驗步驟

1.取材分組編號

2.實驗組和對照組的處理

3.進一步適宜、相同的處理

4.觀察記錄（五）預測實驗結果、推導實驗結論例一：（2010年安徽卷）面對去冬今春我國西南部分地區(qū)嚴重旱情，生物興趣小組同學查閱資料發(fā)現(xiàn)，摩西球囊霉菌可以與植物根系形成共生體，能提高干旱條件下植物體內(nèi)活性氧的清除能力，增強抗旱性。請完成實驗設計，探究接種摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌種，栽培土（經(jīng)滅菌處理的田間土與河沙混合，體積比9：1），大小一致的花盆。方法步驟：（1）每個花盆中放置栽培土3㎏，并將花盆平均分成A、B兩組。（2）A組各花盆中

，B組各花盆中

。（3）將等數(shù)量的幼苗移栽于各花盆中，置于

條件下培養(yǎng)。（4）六周后，

處理10d，每天觀察，記錄并統(tǒng)計

。結果預測與分析：

。第一步：審題1.明確實驗目的

2.弄清實驗原理3.找出實驗材料明確到底要解決什么問題，實驗目的和要求；分清題型，是驗證性實驗還是探究性實驗。實驗原理是實驗的依據(jù)，實驗的原理多源于課本知識，也有來自題干的，或者是二者相結合。對于題目中已提供的實驗材料和用具，主要分析“有什么用”、“怎么用”，一般應全部用上，不可遺漏，除非這道實驗題是讓你選擇使用或者自行確定實驗材料和用具。（2010年安徽卷）面對去冬今春我國西南部分地區(qū)嚴重旱情，生物興趣小組同學查閱資料發(fā)現(xiàn)，摩西球囊霉菌可以與植物根系形成共生體，能提高干旱條件下植物體內(nèi)活性氧的清除能力，增強抗旱性。請完成實驗設計，探究接種摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌種，栽培土（經(jīng)滅菌處理的田間土與河沙混合，體積比9：1），大小一致的花盆。第二步：提出假說假說是對提出的問題所作出的一種推測性的回答。探究性實驗：可以根據(jù)現(xiàn)有的科學理論和事實，對所要研究的問題提出不同的假說。驗證性實驗：因結論是己知的，因此不需要提出假說。第三步：確定實驗思路1.實驗思路的關鍵是對變量的控制。包括自變量怎么操縱?因變量怎么檢測?無關變量怎么控制?自變量:實驗中人為改變的變量。因變量:實驗中隨著自變量的變化而變化的變量。無關變量:實驗中除自變量外可能還會存在的能影響實驗結果的可變因素。常見的無關變量：實驗環(huán)境、實驗用品的種類和用量、所用的處理方法、實驗時間等。2.排除無關變量對實驗的干擾（即實驗要遵循單一變量原則）是通過做對照實驗或?qū)Ρ葘嶒瀬韺崿F(xiàn)的。空白對照：即不給對照組以任何處理因素。相互對照：不單獨設置對照組，而是幾個實驗相互為對照。自身對照：實驗和對照都在同一研究對象上進行。條件對照：給實驗組某種處理，給對照組另外一種處理，來對實驗組進行反證。（1）對照實驗：除了一個因素外，其余因素都保持不變的實驗叫做對照實驗。在實驗中，通常把經(jīng)過控制處理的一組（或者未知實驗結果的一組）稱為實驗組，而未經(jīng)過處理的一組（自然狀態(tài)下或者已知實驗結果的一組）稱為對照組。思考：下列實驗分別采用了什么對照思想？（1）生物組織中可溶性還原糖的鑒定。（2）溫度對酶活性的影響。（3）觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原。（4）探究甲狀腺激素能否促進蝌蚪的生長發(fā)育。甲組：飼喂甲狀腺激素；乙組：飼喂甲狀腺抑制劑；丙組：不飼喂藥劑。（2）對比實驗：指設置兩個或兩個以上的實驗組，通過對比結果的比較分析，來探究某種因素與實驗對象的關系，這樣的實驗稱為對比實驗。對比實驗不設對照組，均為實驗組，相當于“相互對照實驗”。例如實驗“比較過氧化氫在不同條件下的分解”。給相同的實驗器材或?qū)嶒灢牧暇幪柣蚍纸M（A、B、C或1、2、3等）。這里要注意控制無關變量，方法是在實驗材料前加上等量、生理條件一致或其他等同條件的語句。在有的情況下，材料需要預處理（如材料是要用液體，但題目中給的是固體材料；如溶液的配置和濃度的設置等），還有的情況下需要進行實驗的前測（如生理實驗中需要對實驗前的材料進行生理指標的測量等）。第四步:設計實驗步驟1.分組編號指出觀察哪些現(xiàn)象或檢測哪些具體指標。根據(jù)題目要求，有時需要設計表格，有時還需統(tǒng)計并處理數(shù)據(jù)等（比如求平均值、將數(shù)據(jù)轉化為圖表或圖象）。2.操縱自變量分別對實驗組和對照組施加不同的處理。這里同樣要注意控制無關變量。應盡量保持實驗組和對照組除自變量外的其他條件的相同，包括實驗環(huán)境、實驗用品的種類和用量、所用的處理方法、實驗時間等。3.觀察或檢測因變量。第五步:預測結果及分析結論實驗的結果應與待驗證的結論是一致的。書寫格式為：“描述現(xiàn)象，得出結論”。預測的實驗結果不唯一，一般有多種與結果相匹配的結論，應分類討論。書寫格式為：“如果……，說明……”、“若……，則……”等。2.探究性實驗:1.驗證性實驗：（2010年安徽卷）面對去冬今春我國西南部分地區(qū)嚴重旱情，生物興趣小組同學查閱資料發(fā)現(xiàn)，摩西球囊霉菌可以與植物根系形成共生體，能提高干旱條件下植物體內(nèi)活性氧的清除能力，增強抗旱性。請完成實驗設計，探究接種摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌種，栽培土（經(jīng)滅菌處理的田間土與河沙混合，體積比9：1），大小一致的花盆。方法步驟：（1）每個花盆中放置栽培土3㎏，并將花盆平均分成A、B兩組。（2）A組各花盆中

，B組各花盆中

。（3）將等數(shù)量的幼苗移栽于各花盆中，置于

條件下培養(yǎng)。（4）六周后，

處理10d，每天觀察，記錄并統(tǒng)計

。

紫花苜蓿死亡率（或存活率，或存活天數(shù)）不接種（或接種與A組等量的經(jīng)滅菌處理的）摩西球囊霉菌菌種接種一定量的摩西球囊霉菌菌種適宜且相同干旱（或停止?jié)补啵┙Y果預測與分析：

若A組紫花苜蓿死亡率明顯低于B組。則說明是接種摩西球囊霉菌提高了紫花苜蓿的抗旱能力。若A組紫花苜蓿死亡率等于或高于B組，則說明接種摩西球囊霉菌不能提高紫花苜蓿的抗旱能力。例二：（2005年天津卷）請根據(jù)所提供的實驗材料用具設計一個實驗，驗證“重力影響生長素的重新分配”。實驗材料和用具：若干相同的燕麥胚芽鞘尖端、若干相同的去掉尖端的胚芽鞘、一個實驗支架（支架的材料托中，放置了6塊已編號的相同瓊脂塊。相鄰兩個瓊脂塊之間用不透水的云母片完全割開）。

討論：（1）該實驗的目的是什么？原理是什么？（3）如何比較不同濃度生長素的生理作用？

（2）如何使裝置中6塊瓊脂塊獲取不同濃度的生長素？

（4）還有什么因素會影響生長素的分布？如何排除？

A1

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A3

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A2

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實驗支架示意圖

瓊脂塊

材料托

（1）寫出主要實驗步驟：

第一步：將三個胚芽鞘尖端分別放置在實驗支架的材料托的瓊脂塊正中央(一半在A上,另一半在a上)。第二步：將實驗支架在黑暗條件下放置一段時間。第三步：移走胚芽鞘尖端，然后將材料托的瓊脂塊取出，分別放在6個切去尖端的胚芽鞘切面的一側。第四步：分別測量和比較不同處理的胚芽鞘彎曲程度。A1

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實驗支架示意圖

瓊脂塊

材料托

①放置a1瓊