生物实验设计专题1-课件

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,*,实验设计专题,实验设计专题,1,一、实验设计的,原则,平行重复原则,单因子变量,原则和等量性,原则,简便可行性原则,充分占有原则,科学性原则,对照性原则,要注意，题目中给定的试剂和材料要充分利用，一般不允许自己随意增加试剂和材料,即控制某种因素的变化幅度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复,这是具有科学性的标志。这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差。,实验原理、材料、方法、结果处理具科学性,一、实验设计的原则平行重复原则单因子变量原则和等量性原则,2,实验设计的原则,对照性原则,自身对照,如“观察植物细胞的质壁分离和复原”的实验中，看到的质壁分离或复原的细胞和开始时正常的洋葱表皮细胞为同一对象。,如“证明绿色植物光合作用需要光”的实验中，对同一个叶片进行一半遮光一半曝光的处理,实验设计的原则 对,3,实验设计的原则,对照性原则,自身对照,空白对照,如“验证甲状腺激素的作用”实验,让正常生长的实验组蝌蚪饲喂甲状腺激素或甲状腺激素抑制物以观察甲状腺激素的作用，对照组的蝌蚪不做任何处理,实验设计的原则 对照,4,实验设计的原则,对照性原则,自身对照,空白对照,实验设计的原则 对照,5,实验设计的原则,对照性原则,自身对照,相互对照,空白对照,如“比较过氧化氢酶和铁离子的催化效率”实验,实验设计的原则 对照,6,实验设计的原则,对照性原则,自身对照,相互对照,空白对照,在“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中，甲组饲喂甲状腺激素;乙组饲喂甲状腺素抑制剂;丙组对蝌蚪不做任何处理。请指出哪个是实验组，哪个是对照组？属何种对照？,条件对照,甲为实验组，乙组为条件对照组，丙为空白对照组,实验设计的原则 对照,7,实验变量与反应变量：,实验变量(也称自变量):,实验者人为控制的变量,;,反应变量(也称因变量):,随,自变量变化而变化的变量.,二者之间是,前因后果,的关系。,例如：“温度对酶活性的影响”的实验中，,自变量:,低温、适温、高温,因变量:,酶活性的变化,实验变量与反应变量：,8,无关变量：,无关变量:,除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。,如：“温度对酶的活性”实验的无关变量:,唾液淀粉酶的浓度、淀粉浓度、pH等。,如,无关变量,中的任何一个或几个对三组实验不等同，就会影响实验的真实结果。,无关变量：如：“温度对酶的活性”实验的无关变量:,9,生物材料要相同,实验器具要相同,实验试剂要相同,处理方法要相同,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。,实验中要做到,“单一变量”,，,应注意,等量,的原则,即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等要完全一样。,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,保温或冷却;光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。,生物材料要相同实验器具要相同实验试剂要相同处理方法要,10,根据实验目的要求，凡是,涉及确定变化因素之间的因果关系的实验中，一般都需要设计对照组实验,。中学阶段所要求的实验设计一般多采用对照的原则，因为科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。,如在“植物向光性”的实验设计中，如下图所示，2与1对照可证明感光部位在胚芽鞘尖端，3也可与1对照，4也可与1对照，也可与2对照。,1 2 3 4,未经处理 尖端遮光 切去尖端 中部遮光,光,光,光,光,根据实验目的要求，凡是涉及确定变化因素之间的因果关系的实验,11,二、实验设计题,解题思路,（一）实验题目（实验目的）：,（二）实验原理：,（三）实验假设：,（五）实验步骤：,（四）预期结果：,（七）分析和讨论：,（六）观察和收集资料：,通过对现象的分析和讨论，概括出,规律性的,结论或问题。,二、实验设计题解题思路（一）实验题目（实验目的）：（二）实验,12,验证性实验,探究性实验,实验目的,预测结果,结果分析,不唯一（写全多种可能）,如果（结果），则（结论）,验证,简单的生物学事实,探究,生物学新问题,实验的核心,（一）实验目的,唯一,实验原理,验证性实验探究性实验实验目的 预测结果结果分析不唯一（写全多,13,研究对象+自变量+因变量,1、内容：,课题名称拟定：,研究PH对唾液淀粉酶活性的影响,（自变量）,研究对象,（因变量）,3、书写格式,探究（验证）（,自变量,）对（,因变量,）的影响,2、举例：,研究对象+自变量+因变量 1、内容：课题名称拟,14,（二）实验原理,实验原理即实验所依据的科学道理，是实验步骤或设计的理论依据。涉及到生物学及相关学科中的方法和原理。原理不同，设计方法自然不同。,一般先写整个实验总的原理，,再写主要步骤的依据。,实验的依据,原理的来源：,1.来自题干;2.课本中的相关知识,解读题干或联想课本相关知识来获取。,实验原理的表述：,（二）实验原理 实验原理即实验所依据的科学道理，是实验步,15,(05年全国卷)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。某同学的实验方案如下：,将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。,A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组活动状况无变化。,A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组活动状况无变化。,该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。,（1）该实验原理是：_,胰岛素具有降低血糖的作用。,体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状；此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。,结果原理,过程原理,(05年全国卷)为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活,16,往往与实验结论、实验目的有高度的相关性。它可以描述为：,当条件X存在时，事件P就能发生；当条件X改变时，事件P就不能发生或发生的程度会改变。,回答此问题一定用明确的观点，如“是”或“不是”，不能出现“是否”这样含糊的词语。,如,根据“细菌的培养基中，偶然生出青霉菌，在其周围没有细菌生长”这个现象可以提出假设：,（三）实验假设,青霉菌产生可阻止细菌生长和繁殖的物质。,往往与实验结论、实验目的有高度的相关性。它可以描述为：,17,应注意实验是验证性的还是探究性的。,（四）预期结果,验证性,：实验结果应与实验假设一致；,探究性,：那么就需要对实验的结果进行讨论，充分考虑到各种情况的可能性。,大致可以分为三种情况：,实验组等于对照组，说明研究的条件对实验,无影响,。,实验组大于对照组,说明研究的条件对实验有影响,且影响是,正相关,。,实验组小于对照组,说明研究的条件对实验有影响,且影响是,负相关,。,应注意实验是验证性的还是探究性的。（四）预期结果验证性,18,第1步：对实验材料均等分组并编号,（等量原则）,第2步：创设自变量,（单因子变量原则）,第3步：相同适宜条件下培养一段时间。,第4步：观察/测量、记录因变量。,（五）实验步骤的书写,对照组与实验组只能有1个条件不同，其他条件注意要特别强调出,相同,来，这是重要的得分点或失分点。,第1步：对实验材料均等分组并编号（等量原则）第2步：创设自变,19,（2）分成多少组要视题目中所给的信息而定，一般情况分成两组（实验组和对照组），如果有量的要求或浓度梯度的要求则分成多组（对照设一组，实验设多组）。编号最好用A、B、C或甲、乙、丙，而不用 1、2、3，避免与实验步骤相混淆。,（1）选择实验材料时要注意应用一些表示,等量,的描述性语言，如：“生长状态一致的”、“日龄相同，体重相近的”,第1步：对实验材料均等分组并编号。,（等量原则）,（2）分成多少组要视题目中所给的信息而定，一般情况分成两组（,20,2、实验步骤分步描述并加以编号（一般不宜连续描述）,3、在量上难以做到准确的量化描述，应尽可能用“定性”的语言表达。,1、实验组别编号描述,如：凡实验中涉及到两组或两组以上，所用器材需用A、B、C或甲、乙、丙等加以编号便于区分。,如：第一步。,第二步。,如：1、。,2、。,如：“一段时间”、“适宜的温度”、“适量的”、“一定量的”等。,描述实验步骤时应注意的问题：,2、实验步骤分步描述并加以编号（一般不宜连续描述）3、在量上,21,4、叙说中尽量要用规范的实验术语，不能用含糊的口语,如：“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”；“等量的”不宜说成“一样多的”；“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等。,5、注意避免“词不达意”。,描述1、“,分别,在甲、乙两试管中加入A、B物质”,描述2、“在甲乙两支试管中,分别,加入A、B物质”,“在甲试管中加入A物质，乙试管中加入B物质。”,4、叙说中尽量要用规范的实验术语，不能用含糊的口语如：“盖玻,22,实验设计题的,解题思路,明确实验目的,分析实验原理,设计实验步骤,分析实验结果,实验变量,无关变量,反应变量,施加干扰,随机分组,设置对照,条件适宜,重复实验,观察现象,测量数值,操纵,控制,检测,加法创意、减法创意,实验设计题的解题思路明确实验目的分析实验原理设计实验步骤分析,23,增加水中氧气,减少水中氧气,除去容器中CO,2,除去叶中原有淀粉,除去叶中叶绿素,除去光合对呼吸干扰,如何得到单色光,提取线粒体,自变量的设置“加法”或“减法”,泵入空气或吹气或放入绿色植物,容器密封或油膜覆盖或用凉开水,NaOH溶液,置于黑暗环境,酒精水浴加热,给植株遮光,棱镜色散或透明薄膜滤光,细胞匀浆离心,向容器供给CO,2,NaHCO,3,溶液,增加水中氧气减少水中氧气除去容器中CO2除去叶中原有,24,因变量的检测指标：,光合速度,O,2,释放量、CO,2,吸收量、有机物生成量,呼吸速度,O,2,吸收量、CO,2,释放量、有机物消耗量,原子或分子转移途径,放射性同位素示踪,细胞液浓度大小,质壁分离,植物细胞是否死亡,质壁分离,水生植物可依气泡的产生量或产生速率；,离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目；,植物体上的叶片可依指示剂（如碘液）处理后叶片颜色深浅。,因变量的检测指标：光合速度O2释放量、CO2吸收量、,25,探究甲状腺激素的生理作用,探究生长激素的生理作用,探究胰岛素的生理作用,验证胰高血糖素的生理作用,检测动物耗氧量、比较观察幼小动物的发育快慢等。,观察比较幼小动物的生长速度（体重、身长变化）,观察实验动物的行为（如四肢无力、活动减少，甚至昏迷等低血糖症状）,测定血糖变化、检测是否出现尿糖,（本尼迪特试剂检验）,探究甲状腺激素的生理作用探究生长激素的生理作用探究胰岛素的生,26,该项工作的重点是确定记录的的方式，常用的记录方式有：,表格形式：,例：某生物学兴趣小组开展“不同浓度香烟浸出液对水蚤,心跳次数,的影响”的课题研究。他们已将香烟和蒸馏水按照11的重量比浸泡24小时，过滤后的滤液作为原液。如果你是其中一员，请设计一张,表格,用于在实验时记录数据。,不同浓度的烟草浸出液,每分钟心跳次数,第一次测量,第二次测量,第三次测量,平均值,浓度,1,浓度,2,浓度,3,蒸馏水（对照）,六、观察和收集资料：,该项工作的重点是确定记录的的方式，常用的记录方式有：例：,27,例：用幼叶鞘作为实验材料进行生长素促进生长的探究实验设计和实验结果,坐标曲线表示：,应注意的是：横坐标和纵坐标各表示什么；坐标上每格表示多少。,坐标曲线的名称,不同浓度的生长素对,幼叶鞘生长的影响图,例：用幼叶鞘作为实验材料进行生长素促进生长的探究实验设计,28,