单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016-5-15,#,2016,年高考生物实验设计专题,来宾高级中学生物组 莫顺茂,实验设计专题,一,.,【实验设计的一般程序】：,1.,明确实验目的；,2.,分析实验原理；,3.,选择材料用具；,4.,设计实验步骤；,5.,预测实验结果；,6.,观察收集数据；,7.,分析推理得出结论自变量与因变量,自变量是实验中由实验者操纵的因素或条件，而因变量是指由实验变量而引起的变化结果，二者之间是前因后果的关系实验的目的就在于获得和解释前因与后果例：关于“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中，“低温,(,冰块,),、适温,(37,),、高温,(,沸水,),就是实验变量，而这些变量引起的实验变化结果就是反应变量该实验旨在获得和解释温度变化,(,自变量,),与酶的活性,(,因变量,),的因果关系二,.【,实验设计遵循的原则,】,：,单一变量原则,无关变量与额外变量,无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件由无关变量引起的变化结果就叫额外变量它们之间也是前因后果的关系但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。
例如：“唾液淀粉酶实验”中，除实验变量,(,温度,),外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量如无关变量中的任何一个或几个对三组实验不等同、不均衡，就会产生额外变量，影响实验的真实结果实验变量，或称自变量，指实验假设中涉及的给定的研究因素反应变量，或称因变量,指实验变量所引起产生的结果或结论而其 他对反应变量有影响的因素称之为无关变量,观察其对实验结果的影响强调：不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一二,.【,实验设计遵循的原则,】,：,单一变量原则,对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全相等的实验,空白对照,:,是指不做任何实验处理的对象组如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照条件对照,:,是指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的，或不是所要研究的处理因素即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。
例,“动物激素饲喂小动物”实验,其实验设计方案是：甲组：饲喂甲状腺激素,(,实验组,),；,乙组：饲喂甲状腺抑制剂,(,条件对照组,),；丙组：不饲喂药剂,(,空白对照组,),显然,乙组为条件对照该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照,更能充分说明实验变量,-,甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育二,.【,实验设计遵循的原则,】,：,对照性原则,自身对照,自身对照是指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照如“植物细胞质壁分离和复原”实验,则是典型的自身对照自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组相互对照,相互对照是指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照如“植物激素与向光性向重力性实验”和“温度对唾液淀粉酶活性的影响的实验”中,所采用的都是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果具有说服力二,.【,实验设计遵循的原则,】,：,等量原则,对照实验设置的正确与否，,关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等,”具体来说有如下四个方面：,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、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。
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号要完全一样所用,实验试剂要相同,即试剂的成分、浓度、体积要相同尤其要注意体积上等量的问题所用,处理方法要相同,如：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致有时尽管某种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二,.【,实验设计遵循的原则,】,：,二,.【,实验设计遵循的原则,】,：,平行重复原则,:,在实验中可以通过在每组实验中同时处理多个材料,求其平均值以提高实验结果的可信度5),科学性原则,包括实验原理、实验材料的选择、实验方法以及实验结果处理等方面的科学性三,.,【实验步骤的书写】三步曲,(1),材料器具的准备：包括分组、编号、非条件,处理等,(2),设置实验组（有单一变量）和对照组（无）,(3),放在适宜的相同的条件下培养，一段时间后,观察现象和结果,(1),材料器具的准备：包括分组、编号、非条件处理等,取两套,规格相同的器材,(,或取,长势相同,的某种生物材料,随机平均分成两份,),分别标记为,A,、,B,，并分别加入,等量的,本步骤强调分组的等量性原则,(,器材的规格、生物材料的长势、分组的数量和随机性等,),，编号可以针对实验器具，也可以针对实验材料，有的非条件处理需在条件处理之后，则需写在第二步。
2),设置实验组（有单一变量）和对照组（无）,在,A,组中加入,适量,的在,B,组中加入,等量,的,本步骤强调对照性原则、各对照组条件处理的等量性原则，通过“适量”和“等量”表达出来在具体的实验设计中，可用具体的量，如“在,A,组中加入,2 ml,在,B,组中加入,2 ml,”需要注意的是：一组加入试剂时，如另一组不需加入试剂，则必须加等量的蒸馏水或相应不影响实验结果的溶液；如果用试管做实验，实验中加入试管的各溶液的总量一般不超过,10 mL,另外，要注意单一变量原则，即本步处理的变量只能有一个3),放在适宜的相同的条件下培养，一段时间后观察现象和结果,将两套装置放在,相同且适宜的环境中培养一段时间,(,或相应方法处理，如振荡、加热等,),本步骤强调各对照组外界处理的等量性原则，两套装置必须放在相同且适宜的环境中，这样的实验结果才有可比性培养的时间可根据具体的实验确定，也可以用“一段时间”描述完整实验,设计,包含的基本内容,（,1,）实验课题,（,2,）实验目的,（,3,）实验原理,（,4,）材料用具,（,5,）实验步骤,（,6,）实验结果和结论,补充实验步骤（改错），变量的确定，实验原则的遵循,实验结果的预测和分析，实验结果的统计（画表格、坐标、柱形图等）,自变量,因变量,无关变量,实验要研究的某种因素,三种情况：有无。
多少施加研究因素后实验对象发生的变化,因变量可测时即实验的观测指标,因变量不易测时选择其它的指标观测,不是实验研究的因素，但对实验结果,有影响的因素（干扰因素）控制好无关变量，保持,相同且适宜,可变性,可测性,可控性,常见实验题考点一：,分析自变量、因变量和无关变量,四,.,【,高考常见题型,】,解题思路：,分清实验类型，明确实验目的，确定实验变量,常见实验题考点二：拟定课题名称,常用格式：验证,.,（从题干中获得）,验证性实验,1,实验目的一般在题干中直接体现,课题名称一般需结合,实验原理,，实验题目即为,实验结论,赤霉素对细胞伸长的促进作用,本题涉及到的实验原理：,为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关,请用所,给的实验材料,完成下列实验步骤并回答下列问题,:,(1),请,拟定该实验的课题名称,：,实例,验证赤霉素对某大豆品种的矮化 特性具有抑制作用,常用格式：探究,；探究,.(,因,),对,(,果,),的影响（或关系）,探究性实验,2,实验目的没有直接体现，需把题干中提出的问题陈述出来,课题必须体现,自变量,和,因变量,之间的关系和实验目的,【,例题,】,请据图分析回答：图一表示利用碗莲种子所做的探究实验（图中未提及的条件适宜且相同,）,。
1,、实验中自变量是：,因变量是：,是否需要光照，是否提供水分，是否进行破壳处理,碗莲种子是否萌发,温度，光照强度、光照时间、处理时间,2,、写出图一所示实验的研究课题：,探究（研究）光照、破壳处理和水分对碗莲种子萌发的影响,【,例题,】,请据图分析回答：图一表示利用碗莲种子所做的探究实验（图中未提及的条件适宜且相同,）,例：,0,以上的低温能对喜温植 物玉米造成伤害，对此科研人员进行了有关实验研究从甲、乙、丙三个品种中挑选长势相同的玉米幼苗若干，平均分为三组，分别放在,5,、,10,和,25,的环境中培养,4,天,(,其他各种条件都相同且适宜,),，实验结果如下图：,探究（,0,以上）低温对不同品种玉米叶绿素含量的影响（,2,分）,答探究（,0,以上）低温对不同品种玉米光合作用或生长的影响（,1,分,）,（写出该实验的实验目的）,2013,汕头一模,29,（,2,）为了了解酒精对细胞的毒害作用，某研究性学习小组开展了探究实验,请分析回答下列问题探究不同的酒精溶液浓度对细胞成活率的影响,因变量,自变量,空白对照,平行重复,单一变量,常见实验题考点二：遵循实验原则,【,例题,】,（,2015,广州二模,.29,改编）,请据图分析回答：图一表示利用碗莲种子所做的探究实验，图中未提及的条件适宜且相同。
3,、实验如何,设置对照,？,对照组设置,自变量,结论,A,组和,B,组,是否加入水分,水分促进碗莲种子的萌发,B,组和,C,组,是否破壳处理,破壳处理促进碗莲种子的萌发,B,组和,D,组,是否有光照,光照对碗莲种子的萌发无影响,C,组和,E,组,是否有光照,D,组和,E,组,是否破壳处理,破壳处理促进碗莲种子的萌发,5,、某生物兴趣小组的同学想探究适宜浓度的生长素类似物溶液对碗莲种子的萌发率是否有影响1,）请你帮助他们补充完整实验步骤：,第一步：,第二步：,第三步：,实验步骤的一般顺序：,步骤,1,：取材、分组、编号，,注意平行重复,步骤,2,：处理自变量，需,设置实验组和对照组，注意,单一变量,步骤,3,：保持无关变量相同且适宜，培养,(,或处理,),一段时间、观察现象或记录数据，,多组数据要求平均值,常见实验题考点三：补充实验步骤,实验步骤的一般顺序：,步骤,1,：材料器具的准备（包括分组、编号、无关变量处理等）,书写模式：,步骤,1,：取,.,随机平均分为,.,组，分别标记为,A,、,B,，（并分别加入,等量的,）,针对不同材料的语言表述：,植物,：“长势相同、同种、发育良好”,动物,：“生长发育状况相同、健康”,溶液,：“大小相同的试管（或其他器具）”,“加入等量适宜浓度的某溶液（或已知浓度）”,步骤,2,：进行实验处理，需,设置实验组和对照组,对照原则,书写模式：,步骤,2,：“,A,组,.,（施加实验变量，如加入适量某浓度的溶液、饲喂,.,、注射,），,B,组,.,施加等量（作为对照的）处理（或不作处理）”或者分别加入浓度为,的,溶液。
单一变量原则,平行重复原则,步骤,3,：培养,(,或处理,),、观察现象或记录数据,书写模式：,步骤,3,：将两套（或多套）装置放在相同且适宜的环境中培养,(,或其他相同的方法处理,),一段时间后观察现象或记录数据，,多组数据要求平均值,注意：检测指标一般为因变量，可分两种：,可操作性的,观察指标,具体的,测定指标,，计算平均值或求,率,5,、某生物兴趣小组的同学想探究一定浓度的生长素类似物溶液,对碗莲种子的萌发率是否有影响1,）请你帮助他们补充完整实验步骤：,第一步：,第二步,：,第三步,：,取,40,粒发育程度相同的破壳碗莲种子，随机平均放入两个洁净的烧杯，编号,A,、,B,A,烧杯中加入,5ml,（适量的）蒸馏水，,B,烧杯中加入,5ml(,等量的）适宜浓度的生长素类似物溶液将,A,、,B,组均放在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察并记录种子的萌发情况，计算出萌发率常见实验题考点三：补充。
