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1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)磁灶中學(xué) 葉世茂專題復(fù)習(xí)祝 你 學(xué) 習(xí) 愉 快 考試說(shuō)明對(duì)實(shí)驗(yàn)與探究能力要求n能獨(dú)立完成“生物知識(shí)內(nèi)容表”所列實(shí)驗(yàn)（16個(gè)）n驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理 （ 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）n具有一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，能用恰當(dāng)?shù)目茖W(xué)研究方法進(jìn)行研究 （探究實(shí)驗(yàn) n能對(duì)實(shí)驗(yàn)方案作出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂 （實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)） （一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的常規(guī)解題思路明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治鰧?shí)驗(yàn)原理提 出 實(shí) 驗(yàn) 思 路設(shè) 計(jì) 實(shí) 驗(yàn) 步 驟預(yù) 期 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 實(shí) 驗(yàn) 變 量無(wú) 關(guān) 變 量反 應(yīng) 變 量施加條件隨機(jī)分組設(shè)置對(duì)照條件適宜重復(fù)實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象測(cè)量數(shù)值操縱控制捕著一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)明確實(shí)
2、驗(yàn)?zāi)康姆治鰧?shí)驗(yàn)原理明 確 實(shí) 驗(yàn) 目 的分 析 實(shí) 驗(yàn) 原 理 控制變量 施加實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)組：對(duì)照組： 不施加保持原樣實(shí)驗(yàn)變量反應(yīng)變量無(wú)關(guān)變量對(duì)照科學(xué)結(jié)論分析操控實(shí)驗(yàn)變量控制無(wú)關(guān)變量檢測(cè)反應(yīng)變量相同 實(shí)驗(yàn)組：就是接受實(shí)驗(yàn)變量、非自然條件下、試驗(yàn)結(jié)果未知的對(duì)象組，也就是接受實(shí)驗(yàn)變量或處理以后，需要知道會(huì)產(chǎn)生什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的組。 對(duì)照組：用于比較的參照組和基準(zhǔn)組，一般把自然的、已知的、及未接受實(shí)驗(yàn)變量的組作為對(duì)照組，若均接受處理或?qū)嶒?yàn)變量的有多組，那么就互為對(duì)照組。（一）實(shí)驗(yàn)分組 有的實(shí)驗(yàn)沒有對(duì)照組，而是以理論現(xiàn)象或數(shù)據(jù)作為對(duì)照。 例如：驗(yàn)證性試驗(yàn)豆?jié){中若有蛋白質(zhì)，遇雙縮脲試劑會(huì)出現(xiàn)紫色，若無(wú)紫色出
3、現(xiàn)，則沒有蛋白質(zhì)。 又如：“葉綠體色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，目的是提取和分離色素，也沒有設(shè)對(duì)照組 1、自變量（實(shí)驗(yàn)變量）：是實(shí)驗(yàn)中人為控制、與對(duì)照相比所不同的因素。例如探究唾液淀粉酶對(duì)淀粉的分解作用，加入的唾液淀粉酶就是自變量。（對(duì)照組加蒸餾水） 2、因變量（反應(yīng)變量)，由于自變量（實(shí)驗(yàn)變量）而引起的變化和結(jié)果。例如往試管中加入碘液，溶液不變藍(lán)就是反應(yīng)變量。（對(duì)照組變藍(lán)） 注 ：自變量和因變量是前因后果的關(guān)系。（二）變量的類型 3、無(wú)關(guān)變量（控制變量），指自變量以外會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的干擾因素，是在實(shí)驗(yàn)中需要控制并且要減少或消除其對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響的因素。 例如：探究“光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系”時(shí)；
4、光照強(qiáng)度是自變量，CO2的吸收量是因變量；而 等因素屬于無(wú)關(guān)變量。 溫度、CO2濃度、水、礦質(zhì)元素 （三）控制變量中遵循4大原則n科學(xué)性原則n單一變量原則（等量原則）n對(duì)照原則n平行重復(fù)性原則 1、科學(xué)性原則 科學(xué)性原則：是指所涉及的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)藥品的使用等必須正確符合科學(xué)原理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期有科學(xué)依據(jù)。實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)不能偏離生物學(xué)基本知識(shí)和基本原理。鑒定蛋白質(zhì)時(shí)要先加雙縮脲A液，在加雙縮脲B液 2、單一變量原則（等量原則）單一變量原則：實(shí)驗(yàn)過程中除一項(xiàng)因素或處理不同以外，實(shí)驗(yàn)所加試劑的量、所用時(shí)間、所處環(huán)境條件等均要相同。例如：在探究PH值對(duì)唾液淀粉酶活性的影響時(shí)，除各組PH值不
5、同外，其他的實(shí)驗(yàn)條件均要相同。如等溫度酶濃度 加入物質(zhì)的量 3、 對(duì) 照 原 則空白對(duì)照相互對(duì)照條件對(duì)照自身對(duì)照對(duì)照類型對(duì)照性原則：科學(xué)、合理的設(shè)置對(duì)照可以使實(shí)驗(yàn)方案簡(jiǎn)潔、明了，排除無(wú)關(guān)變量的干擾，且使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有說(shuō)服力。對(duì)照可分為哪些類型呢？ 對(duì)照的類型：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定1.空白對(duì)照：如A組加淀粉酶溶液、B組加等量 蒸餾水。2.相互對(duì)照：探究溫度對(duì)淀粉酶活性的影響設(shè) 溫度為 0、 37 、803.自身對(duì)照：洋蔥表皮細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原試 驗(yàn)。前一步驟的現(xiàn)象是處理后現(xiàn) 象的對(duì)照。4.條件對(duì)照：AB兩組番茄花都去雄，僅A組柱 頭涂適宜濃度的生長(zhǎng)素溶液，C組 不做處理，看哪組能結(jié)果實(shí)。 正常細(xì)胞初
6、始質(zhì)壁分離顯著質(zhì)壁分離 觀察植物的質(zhì)壁分離與復(fù)原 4、平行重復(fù)性原則平行重復(fù)性原則：是指為了提高實(shí)驗(yàn)的可靠性和成功率，相同處理、多組實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果取平均值。例如：在物理學(xué)中測(cè)重力加速度、電阻率等時(shí)，也要進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)取平均值。調(diào)查某地蒲公英種群密度時(shí)要隨機(jī)取多個(gè)樣方，取平均值。又如 探究性實(shí)驗(yàn)題解析二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)案例 請(qǐng)根據(jù)以上提供的材料及條件，設(shè)計(jì)一實(shí)驗(yàn)探究“低溫降低酶的活性，高溫破壞酶的活性”。例1：現(xiàn)有如下材料：試管、淀粉溶液、唾液淀粉酶溶液、斐林試劑以及溫度控制在0 、 37 、80 的3個(gè)水浴鍋。1、該實(shí)驗(yàn)的自變量是 ；無(wú)關(guān)變量有 （列舉2項(xiàng)）2、因變量是 ；如何檢測(cè)因變量 。3、請(qǐng)繼續(xù)完
7、成以下實(shí)驗(yàn)步驟（1）取3支試管，編號(hào)為A、B、C，分別加入2mL的 溶液。（2）（3）溫 度溶液PH值、酶量 、加入淀粉溶液量溶液是否出現(xiàn)磚紅色沉淀溶液與斐林試劑水浴加熱到60 - 80 唾液淀粉酶將A、B、C試管分別放入0 、 37 、80 的3個(gè)水浴鍋中，其他條件適宜且相同；一段時(shí)間后，往3支試管各加入等量（約1mL)的淀粉溶液，一段時(shí)間后，測(cè)定各試管是否出現(xiàn)轉(zhuǎn)紅沉淀。將試管A、C試管放入37 的水浴鍋中，一段時(shí)間后，測(cè)定A、B試管是否會(huì) 出現(xiàn)轉(zhuǎn)紅色沉淀 4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)：若 則說(shuō)明假設(shè)成立。 第1次試管A無(wú)磚紅色沉淀（或磚紅色很淺），B試管出現(xiàn)磚紅色沉淀，C試管無(wú)磚紅色沉淀；且第2次A試
8、管出現(xiàn)磚紅色沉淀，而C試管仍無(wú)磚紅色沉淀 ； 三、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的“五看評(píng)價(jià)法”一看對(duì)照無(wú)對(duì)照有對(duì)照自變量設(shè)置是否合理、是否編號(hào)是否遵守四大基本原則二看步驟步驟順序是否合理、步驟是否完整具體操作有無(wú)違反生物學(xué)原理 三看器材五看結(jié)果實(shí)驗(yàn)材料、器材選擇是否得當(dāng)、合理藥劑選擇、使用方法、用量是否準(zhǔn)確四看條件是否需要加熱、攪拌、染色等實(shí)驗(yàn)所需溫度、PH值、光照等條件是否合理實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證的目標(biāo)是否準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證的方法是否得當(dāng) 例 2： 為 了 研 究 人 工 合 成 的 生 長(zhǎng) 素 類 似 物 萘 乙 酸 是 否 對(duì) 植 物 的 開 花具 有 影 響 ， 有 人 設(shè) 計(jì) 了 以 下 實(shí) 驗(yàn) ： 取
9、20個(gè) 水 仙 鱗 莖 ， 隨 機(jī) 分 成 兩 組 ，一 組 10個(gè) 不 做 任 何 處 理 ， 任 其 自 然 生 長(zhǎng) ， 作 為 對(duì) 照 ； 另 一 組 10個(gè) 水仙 鱗 莖 均 剝 去 部 分 鱗 片 ， 露 出 花 芽 ， 并 用 0.1mg/mL的 萘 乙 酸 處 理 。兩 組 放 在 相 同 溫 度 和 濕 度 的 環(huán) 境 下 培 養(yǎng) 。 實(shí) 驗(yàn) 組 的 10個(gè) 水 仙 頭 除 2個(gè) 死 亡 外 ， 其 他 8個(gè) 分 別 在 6-9天 時(shí) 間 內(nèi) 開 花 ， 平 均 比 對(duì) 照 組 早 一 個(gè)月 開 花 。（1）結(jié)論：萘乙酸可以促進(jìn)水仙提前開花。實(shí)驗(yàn)中有哪些不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)會(huì)影響實(shí)驗(yàn)
10、結(jié)果的準(zhǔn)確性？對(duì)照組也應(yīng)與實(shí)驗(yàn)組一樣剝?nèi)ゲ糠主[片時(shí)；兩組放在相同環(huán)境下培養(yǎng)，其條件不僅是溫度和濕度，還有陽(yáng)光、pH值等；水仙的品種和大小應(yīng)當(dāng)一致。 （ 2） 若 要 得 出 該 結(jié) 論 ， 請(qǐng) 你 重 新 設(shè) 計(jì) 合 理 的 實(shí) 驗(yàn) 方 案 。（ 1） 取 20個(gè) 同 一 品 種 、 大 小 一 致 的 水 仙 鱗 莖 ， 隨 機(jī) 分 成 A、B兩 組 ， 每 組 各 10各 。(2)A組 10個(gè) 水 仙 頭 均 剝 去 部 分 鱗 片 葉 ， 露 出 花 芽 ， 并用 0.1mg/mL的 萘 乙 酸 處 理 ； B組 10個(gè) 處 理 方 式 除 不 用萘 乙 酸 處 理 外 ， 其 它 均
11、與 實(shí) 驗(yàn) 組 相 同 ， 作 為 對(duì) 照 。(3)將 A、 B兩 組 放 在 完 全 相 同 環(huán) 境 下 培 養(yǎng) 。 觀 察 兩 組 水仙 鱗 莖 開 花 先 后 順 序 。 三 、 課 堂 作 業(yè)1、 （ 2009年 理 綜 全 國(guó) 卷 ） 已 知 2H2O2 2H2O + O2， 可 以 通過 觀 察 反 應(yīng) 過 程 中 O2的 生 成 速 度 （ 即 氣 泡 從 溶 液 中 釋 放 的 速 度 ）來(lái) 判 斷 H2O2分 解 反 應(yīng) 的 速 度 。 請(qǐng) 用 所 給 的 實(shí) 驗(yàn) 材 料 和 用 具 設(shè) 計(jì) 實(shí) 驗(yàn) ，使 其 能 同 時(shí) 驗(yàn) 證 過 氧 化 氫 酶 具 有 催 化 作 用 和
12、 高 效 性 。 要 求 寫 出 實(shí)驗(yàn) 步 驟 ， 預(yù) 期 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 、 得 出 結(jié) 論 ， 并 回 答 問 題 。 實(shí) 驗(yàn) 材 料 與 用 具 ： 適 宜 濃 度 的 H2O2溶 液 ， 蒸 餾 水 、 3.5%的FeCl3溶 液 ， 0.01%的 過 氧 化 氫 酶 溶 液 ， 恒 溫 水 浴 鍋 ， 試 管 。（ 1） 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 ： 取 3支 試 管 分 別 編 號(hào) 為 A、 B、 C， 各 加 入 2mL的 H 2O2溶 液 ， 放 入 37 的 恒 溫 水 浴 鍋 中 保 溫 適 當(dāng) 時(shí) 間 。 分 別 向 A、 B、 C3支 試 管 中 加 入 2mL的 蒸 餾 水 、
13、 FeCl3溶 液 、 0.01%的 過 氧 化 氫 酶 溶 液 。 觀 察 各 試 管 釋 放 氣 泡 的 快 慢 （ 2） 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 預(yù) 測(cè) 及 結(jié) 論 ： 整 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) 中 ， 不 同 處 理 的 試 管 中 O2的 釋 放 速 度 從 快 到 慢依 次 是 由 此 得 出 的 結(jié) 論 是 (3)如果將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80，重做上述實(shí)驗(yàn)，O2釋放速度最快的是 ，原因是： 。C、B、A 酶 具 有催 化 作 用 和 高 效 性B在80下，F(xiàn)eCl3的催化效率最高，而過氧化氫酶因高溫而失去活性。 2、為證明“唾液淀粉酶對(duì)淀粉有消化作用”，某同學(xué)制訂了下列實(shí)驗(yàn)方案。 (1)實(shí) 驗(yàn)
14、目 的 (略 ) (2)實(shí) 驗(yàn) 材 料 和 用 具 (略 ) (3)實(shí) 驗(yàn) 方 法 和 步 驟 ： 取 2支 試 管 ， 編 號(hào) 為 A和 B， 各 注 入 2 L漿 糊 。 用 涼 開 水 漱 口 后 ， 用 小 燒 杯 收 集 唾 液 。 向 A試 管 內(nèi) 加 入 2 唾 液 。 向 2支 試 管 中 各 滴 加 2滴 碘 液 。 將 2支 試 管 振 蕩 后 放 在 37 水 中 恒 溫 10 。 同時(shí) 取 出 2支 試 管 ， 觀 察 試 管 內(nèi) 溶 液 顏 色 的 變 化 。(4)結(jié) 論 ： 唾 液 中 含 有 淀 粉 酶 能 將 淀 粉 分 解 成 麥 芽 糖 。 上 述 某 同
15、學(xué) 的 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 是 否 合 理 ？ 請(qǐng) 指 出 3點(diǎn) 不 合 理之 處 ， 并 試 著 寫 出 你 的 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 思 路 。 分析 該題型是一種實(shí)驗(yàn)糾錯(cuò)評(píng)價(jià)題，體現(xiàn)了考試說(shuō)明中“能對(duì)實(shí)驗(yàn)方案作出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂”該題是對(duì)課本實(shí)驗(yàn)四和實(shí)驗(yàn)五的延伸和重要補(bǔ)充。 實(shí) 驗(yàn) 方 法 和 步 驟 中 的 錯(cuò) 誤 ： 第 步 應(yīng) 在 B試 管 中 加 入 2 清 水 ； 第 步 和 第 步 應(yīng) 作 對(duì) 調(diào) ， 以 排 除 碘 液 對(duì) 淀 粉分 解 的 影 響 。 結(jié) 論 錯(cuò) 誤 ： 本 實(shí) 驗(yàn) 只 能 證 明 唾 液 對(duì) 淀 粉 的 分解 作 用 ， 但 不 能 證 明 具 體 分 解 后 的
16、 產(chǎn) 物 是 什 么 。解 析 ： 課堂作業(yè)3、 某 同 學(xué) 設(shè) 計(jì) 了 一 個(gè) 實(shí) 驗(yàn) ， 研 究 香 蕉 在 常 溫 下 貯 藏 過 程 中乙 烯 和 CO2產(chǎn) 生 量 的 變 化 關(guān) 系 。 材 料 和 器 材 ： 剛 采 摘 的 成 熟 度 相 近 的 香 蕉 若 干 ， 密 閉 容器 ， 乙 烯 合 成 抑 制 劑 ， 氣 相 色 譜 儀 （ 用 于 測(cè) 定 乙 烯 濃 度 ） ，遠(yuǎn) 紅 外 CO2分 析 儀 。 方 法 和 步 驟 ： 挑 選 無(wú) 破 損 ， 形 狀 、 大 小 、 外 觀 顏 色 相 對(duì) 一 致 的 香 蕉 2kg， 隨 機(jī) 分 成2等 份 ， 編 號(hào) 為 A、
17、B。 A組 不 做 處 理 ， B組 。 將 A、 B兩 組 香 蕉 分 別 置 于 兩 個(gè) 相 同 的 密 閉 容 器 內(nèi) ， 并 放入 25 恒 溫 箱 中 。 每 隔 1小 時(shí) ， 分 別 從 兩 個(gè) 容 器 內(nèi) 抽 取 等 量 氣 體 ， ， 并 記 錄 數(shù) 據(jù) 。噴灑一定濃度的乙烯合成抑制劑、其他條件適宜且與A組相同 分 別 測(cè) 定 A、 B兩 組 乙 烯 和 CO2的 濃 度 值 每 隔 3天 ， 重 復(fù) 步 驟 。 所 得 數(shù) 據(jù) 處 理 后 得 到 下 圖 （ 圖 1、 圖 2分 別 表示 A、 B組 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 ） 。 從 上 圖 可 以 看 出 CO2產(chǎn) 生 量 與 乙
18、 烯 產(chǎn) 生 量 之 間 的 關(guān)系 是 ， 比 較 圖 1和 圖 2說(shuō) 明 ： 。 在 生 產(chǎn) 實(shí) 踐 中 乙 烯 合 成 抑 制 劑 有 什 么 用 途 ：_。1 呈 正 相 關(guān)乙 烯 抑 制 劑 會(huì) 抑 制 CO2的 釋 放 、 延 遲 呼 吸 峰 的 到 來(lái)水 果 、 蔬 菜 的 保 鮮 1、 熟 練 掌 握 及 準(zhǔn) 確 提 取 有 關(guān) 題 目 背 景 知 識(shí) 和 信 息2、把 握 事 物 之 間 的 相 互 聯(lián) 系 、 相 互 影 響 的 關(guān) 系3、 根 據(jù) 事 實(shí) 作 出 科 學(xué) 的 判 斷 、 歸 納 、 推 理 等小結(jié)： 實(shí)驗(yàn)題解題的基本思路和要求 4、 注 意 語(yǔ) 言 表 達(dá) 、 書 寫 的 科 學(xué) 性 、 完 整 性 、 條 理性 和 規(guī) 范 性 再 見2010年4月7日謝謝你的參與 再 見2010年4月7日 實(shí)驗(yàn)步驟書寫方法（ 1） 第 1步 是 取 材 、 分 組 編 號(hào)（ 2)第 2步 是 對(duì) 實(shí) 驗(yàn) 組 和 對(duì) 照 組 進(jìn) 行 不 同 的 處 理 和 相同 處 理 ； 常 用 語(yǔ) “ 適 量 （ 2mL) 等 量 ； 其 他 條 件 適宜 且 相 同（ 3） （ 一 段 時(shí) 間 后 ） 觀 察 實(shí) 驗(yàn) 組 和 對(duì) 照 組 不 同 的 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn) 象 （ 觀 察 對(duì) 象 要 寫 具 體 ）
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