2006-2007学年度高三生物实验讲案[上学期]

2006-2007学年度高三生物实验讲案
一、实验设计题和补充：
实验设计是指在正式进行科学实验之前对实验过程中的材料、手段、方法、步骤等全部方案的制定。
（一）实验设计的内容①实验题目的确定；②提出假说；③原理材料④设计实验方法和步骤<实验方法类型、实验对照类型>；设计数据分析方法⑤提出实验的预期结果；④分析数据得出结论，可用图表表达
（二）．实验设计的关键环节
1变量的确定和控制
1 实验变量与反应变量
2
实验变量，也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。有实验目的所规定的实验变量和非实验目的所规定的人为操纵变量。反应变量，亦称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。
②无关变量与额外变量 无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。 额外变量，也称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然，额外变量会对反应变量有干扰作用，
例1：下表为“探索温度对酶活性的影响”实验设计：1.分析实验变量反应变量2. 无关变量额外变量
③控制无关变量的方法。
控制无关变量，保证实验结果正确性的原则，这是最主要的原则。
方法一是不让干扰变量的出现，如证明光合作用产物时实验要先饥饿，温度对淀粉酶影响实验顺序问题，要先调节温度再加酶。方法二整个实验条件要适宜，使实验能正常完成，方法三有出现无关变量时也要通关单一变量的对照，来平衡抵消无关变量的影响。方法四可重复性重复、随机，大样本。随机分组，大样本、重复实验是为排除偶然性，减少实验误差，增强实验的可信度。 可重复性重复、随机和对照是保证实验结果正确性的三大原则，任何实验部必须要有足够的实验次数，才能判断结果的可靠性。
实验有关组类型：实验组，是接受实验目的所规定实验变量处理的对象组： 对照组，也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。条件对照组：接受非实验目的所规定实验变量处理的对象组
对照的类型：组内对照（自身对照：实验与对照在同一对象上进行）。组间对照(空白对照：不加任何处理的对照组。条件对照：给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理。但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。相互对照：不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照。目的：消除无关变量对实验结果的影响，增强实验结论的可信度。)
例2，在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加入斐林试剂，而乙试管溶液不加试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变化。实验组？ 对照组？
例3“植物细胞质壁分离和复原”实验，是什么对照
例
例4 在“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中，可存在以下实验组和对照组，请指出哪个是实验组，哪个是对照组？属何种对照？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
例5：下表为“探索温度对酶活性的影响”实验设计：何种对照？
2 确定反应变量检测方法，根据实验原理确定反应变量检测的方法。
(三) 实验设计的常规解题思路
1 解题思路：实验目的 —→ 实验变量 —→控制无关变量的方法。实验原理-----反应变量检测方法
实验步骤
明确实验目的和有原理是关键；通过实验目的确定实验变量（题中可变的单一因素）通过实验原理确定反应变量检测方法，最后确定设计对照实验步骤《单一因素不同；其他因素相同且最适。》
2 实验步骤基本模式： （1）将相关的实验材料、用具等状况随机大样本平均分组并编号；（目的是防止偶然误差。）
（2）施加实验变量，控制无关变量而设置对照（注意：单一因素不同；其他因素相同且最适）（3）检测反应变量 观察并测量数值记录和处理实验数据和现象（实验材料在数量上要尽可能多的选取记录数据时取其平均值以减少实验 误差。）。4）有可能反复操作本实验。目的是防止偶然误差（第一二步骤是为施加实验变量控制无关变量进行对照）
在实验数据记录和处理，要学会设计数据表格或以坐标图的形式现示实验数据。常用：
注意：有的实验是自身对照，不一定要分组，而且有的实验多种对照都有，即有组内对照又有组间对照，有的实验有二组以上。特别多因素多水平的实验
例 探究肝细胞的呼吸作用与葡萄糖ATP的关系。由于有葡萄糖ATP两个实验变量（二因素实验），一定分四组：一有ATP无葡萄糖，二有葡萄糖无ATP，三葡萄糖ATP都有，四葡萄糖ATP都无。
例 探究温度对酶的活性的影响，实验变量只有一个因素温度，但温度的大小不同，所以有多种水平。这样就有多个实验组一个实验组。
3 试验假设，验证性实验假设只一种答案，有探究实验，假设答案有多种。
4预测实验结果得出结论 验证型：只有一个预期结果，得到一个结论。探究型：可有多个预期结果，得到多个结论。
注意结果是指观察到实验现象，结论是由结果得出，结果不同结论也不同。结论可用符合假设和不符合假设来表示。
5 实验原理，就是答施加什么因素，出现什么现象，不要再深入答为什么。
（四）题型 据实验目的有验证型（验证某个实验结论）探究型（探究某个实验结论）。 据实验条件有限制型（给出实验课题、原理、材料等）和开放型（只给实验课题，要自选材料）。
例6：现有一种由人工膜制成的袋，为检测淀粉和碘能否透过该膜，现提供试剂和用品如下：铁架台、烧杯和人工膜袋各一个，1%的淀粉溶液、稀碘溶液和细棉线。 ⑴请用上述试剂和用品，设计一个实验装置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的 碘能否通过该膜，请用示意图表示（加图注）。
⑵实验结果预测及分析：
例7：设计一个实验，证明酶具有催化作用。
例8为探究二氧化硫对植物叶片的影响，请根据所给的材料和用具，设计相关的实验步骤。
材料用具：长势相同的盆栽黄瓜幼苗2株，2只相同的小烧杯，大小相同的玻璃罩2个，玻璃板2块（比玻璃罩口径略大）、稀硫酸、亚硫酸钠，凡士林、水
例9为验证铁是植物生长发育所需的“不可再利用的元素”，请你写出合理的实验步骤。
实验材料：同种的具4－5片叶的小麦幼苗 实验器材：自选
二、实验分析、评价及改进： <实验步骤已设计好>
(一)．实验取材分析、评价及改进
（二）．药品与试剂分析、评价及改进
(三)．步骤及操作的分析、评价及改进：
方法：第一步骤，确定试验目的和有原理 第二步骤 确定变量、控制无关变量和检测实验变量的方法。第三步骤，对照已设计的试验是否能控制无关变量（有无干扰变量，是否条件适宜，大样本随机进行，单一变量对照）检测方法是否正确。
例10：某同学为验证PH值对酶活性的影响，设计了如下表的实验方法步骤：
步骤 项目 试管A 试管B
1 新鲜唾液 1ml 1ml
2 可溶性淀粉液 2ml 2ml
3 37。C水浴 5min 5min
4 1mol/L盐酸 1ml /
5 1mol/L NaOH / 1ml
6 碘液 2滴 2滴
结果 均不变蓝
⑴请指出实验设计的不足之处：⑵请提出修改方案：
(四)实验结论现象分析
1 对实验结果结论现象提出合理解释（即实验结果的分析）2 根据实验原理和实验过程，推导实验结论现象结果
解题思路：找单一变量的对照而求出结论
例
例11.培养皿底部铺上棉花，豌豆的种子放在棉花上。实验过程与结果如下表所示：

以上实验只能证明种子发芽需要
A．阳光 B．空气 C．温度 D．水
例
例12右图是胡萝卜在不同的含氧情况下（横轴）从硝酸钾溶液中吸收K+和NO3-（纵轴）的曲线。影响A、B两点和B、C两点吸收量不同的因素分别是
A．载体数量、能量 B．能量、载体数量
C．载体数量、离子浓度 D．能量、离子浓度
【例13】 （03江苏）分别在A、B、C３个研钵中加2　ｇ剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到３种不同颜色的溶液，即深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。 　　试回答：（1）A处理得到的溶液颜色是__________，原因是___________________。
（2）B处理得到的溶液颜色是___________，原因是________________________。
（3）C处理得到的溶液颜色是___________，原因是__________________________。
例14为了研究胰腺的胰液分泌调节，某人从实验狗甲的一段小肠刮下黏膜，将该黏膜放入稀盐酸中浸泡，把过滤后的提取液注入实验狗乙的静脉，结果引起实验狗乙的胰液大量分泌，并由此得出“小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质”的结论。分析这一实验与结论，回答下列问题：仅根据上述实验能否得出该结论，为什么？
变蓝
0.1ml
1ml
2ml
3
变蓝
0.1ml
1ml
100C
2ml
2
不变蓝
0.1ml
1ml
60C
2ml
1
现象
碘液
新鲜淀粉酶
温度
可溶性淀粉
试管号
变蓝
0.1ml
1ml
0C
2ml
3
变蓝
0.1ml
1ml
100C
2ml
2
不变蓝
0.1ml
1ml
60C
2ml
1
现象
碘液
新鲜淀粉酶
温度
可溶性淀粉
试管号
3
3
2
平均值
测量反应变量值
2
1
2
1
3
1
测量次数
3
2
1
组号
装置
场所
温度
棉花状态
数日后的现象
甲
日光
23℃
潮湿
全部发芽
乙
日光
23℃
干燥
没有发芽
丙
黑暗
23℃
潮湿
全部发芽
丁
黑暗
23℃
干燥
没有发芽
处理
A
B
C
SiO2（少量）
＋
＋
＋
CaCO3（少量）
－
＋
＋
95%乙醇（10ｍＬ）
＋
－
＋
蒸馏水（10ｍＬ）
－
＋
－