高中生物实验设计专题复习考试
- 格式:docx
- 大小:28.63 KB
- 文档页数:9
高中生物实验设计专题库(共160多题)一、考纲解读(1)能独立完成17个实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。
(2)具备验证简单生物学事实的能力,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
(3)具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括确认变量、作出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据作出合理的判断。
(4)能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。
实验题按能力要求可划分为四大题型:(1)实验分析题型——根据提供的实验方案,分析其中的步骤、现象、结果,作出解答。
(2)实验方案的纠错或完善题型——对实验方案中的错误或不完善处,进行改正、补充,使实验方案趋于完善。
(3)实验设计题型(验证性实验;探究性实验)——根据题目提供的条件,自行设计实验方案。
(4)实验有关的综合类题型——以实验为背景,主要涉及代谢、遗传和生态相关知识。
所有实验设计的主要问题就是“六依托”,即细心审题、原理分析、材料分析、变量分二、专题训练1、某同学由温度能影响酶的活性联想到温度能否影响甲状腺素的活性。
为了探索这一问题,他做了一个实验。
在实验步骤(1)、(2)、(3)中各有一处错误或不妥之处,请改正并预测实验现象及结论。
实验步骤:(1)取三只相同的洁净玻璃缸,编上号,分别装上等量的蒸馏水、河水、自来水。
(2)取发育状况不同的15只蝌蚪,分成三等份,分别放人1、2、3号玻璃缸中,三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。
(3)每天同时向1、2、3号玻璃缸中分别投入普通饲料、甲状腺制剂拌匀的饲料、用60℃温水处理1小时的甲状腺制剂拌匀的饲料。
(4)过几天比较蝌蚪的发育状况。
改正:预测实验现象及结论:参考答案1。
改正:(1)蒸馏水/河水/自来水改为河水,(2)不同改为相同,(3)投入后加等量。
预测实验现象及结论:①若B玻璃缸内蝌蚪发育最快,而A、C玻璃缸内蝌蚪发育状况相同,说明高温使甲状腺制剂失活。
高中生物实验设计专题复习山东省青岛市第九中学辛建福?【考试大纲解读】?(1)能独立完成所列生物实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
?(2)具备验证简单生物学事实的能力,并对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
?(3)具备对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
?(4)能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。
?1 实验设计的一般程序:?明确实验目的;分析实验原理;选择材料用具;设计实验步骤;预测实验结果;?观察收集数据;分析推理得出结论。
?2 实验设计遵循的原则:?⑴单一变量原则??①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。
?②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。
高中生物实验设计专题复习1 实验设计的一般程序:1.1明确实验目的;1.2分析实验原理;1.3选择材料用具;1.4设计实验步骤;1.5预测实验结果;1.6观察收集数据;1.7分析推理得出结论。
2 实验设计遵循的原则:⑴单一变量原则①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。
②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。
⑵对照性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。
①空白对照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。
②条件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。
高中生物实验试题实验题目:探究光合作用对植物生长的影响实验目的:通过观察植物在不同光照条件下的生长情况,探究光合作用对植物生长的影响。
实验材料:1. 绿豆种子2. 透明塑料盒3. 黑色布料4. 纸巾5. 水6. 光照计(可选)实验步骤:第一步:准备工作1. 将绿豆种子洗净,用纸巾包裹,保持湿润。
2. 在透明塑料盒内铺上一层湿纸巾,将绿豆种子均匀地分布在湿纸巾上,并轻轻压实。
3. 将另一块湿纸巾盖在绿豆种子上,保持湿润。
第二步:设置实验组和对照组1. 将一半的塑料盒用黑色布料完全遮挡,作为实验组。
2. 另一半的塑料盒不做任何处理,作为对照组。
第三步:提供水和光照1. 给实验组和对照组的湿纸巾加入适量的水,保持湿度。
2. 将实验组的塑料盒放在阴暗的地方,无光照。
3. 将对照组的塑料盒放在有足够日光照射的地方,保证光照充足。
第四步:观察和记录1. 每天观察绿豆种子的生长情况,记录植株的高度、颜色和叶片数量等变化。
2. 使用光照计测量光照强度,记录在每个时间点上实验组和对照组的光照差异(可选)。
实验结果与分析:通过观察和记录实验过程中的数据,我们可以得出以下结论:第一天:实验组和对照组绿豆种子的状态相似,无明显差异。
第二天:对照组中的绿豆种子开始发芽,幼芽呈现出绿色。
实验组中的绿豆种子仍处于休眠状态。
第三天:对照组中的幼芽继续生长,高度较第二天有所增长。
实验组中的绿豆种子开始发芽,但幼芽颜色变浅。
第四天:对照组中的幼芽长势良好,颜色鲜绿,叶片生长健壮。
实验组中的幼芽生长缓慢,颜色仍较浅。
第五天:对照组绿豆幼苗高度较第四天进一步增长,叶片茂盛,株形良好。
实验组中的绿豆幼苗高度有所增加,叶片颜色变浅,生长势较弱。
根据我们的实验结果,我们可以推断出光合作用对植物生长起到了重要的影响。
对照组中接受充足光照的绿豆幼苗生长良好,株形健壮,而实验组中受到光照限制的绿豆幼苗生长较弱。
光合作用是植物通过光能转化为化学能的过程,对植物生长和发育非常重要。
高中生物选考实验设计题训练1.(12分) 染色体断裂的片段会在细胞中形成微核。
通过染色可观察到微核,常用含微核的细胞数占细胞总数的比例(微核率)来检测有毒物质对细胞的危害程度,微核率越大,有毒物质对细胞的危害程度越大,某研究小组应用微核检测技术做了以下实验。
实验步骤:①配制从低浓度到高浓度的氯苯溶液,分别等量加入到细胞培养瓶中。
②向各培养瓶中加入等量的培养液和人成纤维细胞,放入CO2培养箱中培养一段时间。
③取各培养瓶中培养液,制成装片,在显微镜下观察并计数,统计微核率。
请回答下列问题:(1)该实验的实验目的是▲(2)该实验步骤中有错误存在,请指出▲(3)用曲线图表示最可能的实验结果。
(4)研究发现某种特定浓度的x物质可以使细胞抵抗氯苯对细胞毒害作用。
为验证x物质这种作用,可以在上述实验中同时进行实验,实验步骤如下:①在上述实验的基础上,再取五个细胞培养瓶编号,分别加入▲ 和▲ 及等量培养液和人成纤维细胞。
②放入CO2培养箱中培养一段时间。
③取各培养瓶中培养液,制成装片在显微镜下观察计数并▲2.(12分)己知动物激素间存在协同作用。
协同作用指不同激素对同一生理效应都发挥作用,从而达到增强效应(叠加)的结果。
为验证生长激素和甲状腺激素在促进动物生长发育中起协同作用,设计了以下实验.请完善实验并回答问题。
实验材料:生长一致的幼年小鼠若干,体重计,生理盐水,甲状腺激素溶液,生长激素溶液,注射器等。
(1)实验思路:①▲,并编号。
②各组小鼠毎只毎天分别▲。
③毎隔—段时间对小鼠进行▲ ,记录并统计。
(2)实验结果:其中甲、乙、丙组统计结果如下图。
(3)实验分析:实验中对照作用的组别是▲。
请用柱形图表示实验中所有组小鼠的体中增长速率相对值。
2.(12分)(12分,每空2分,坐标4分)①取生长一致的幼年小鼠均分为4组②注射等量适量的生理盐水、甲状腺激素溶液、生长激素溶液、甲状腺和生长激素混合液③各组小鼠毎只小鼠体重(3)甲、乙、丙(4)(评分标准:轴标2分,数值1分,柱形图1分,,丁组数值大于丙组数值)3.(12分)注射胰岛素是糖尿病的传统治疗方法,但最近某研究人员成功在小鼠模型中发现一种命名为Boc5的小分子化合物。
高中生物实验设计专题训练 高中生物教材中许多知识都可以量化,涉及到一些计算,是生物科学深入发展的标志之一。
下面是小编整理的高中生物实验设计专题训练,具体内容如下。
高中生物实验设计专题训练 1.一个氨基酸中的各原子的数目计算:C原子数=R基团中的C原子数+2,H原子数=R基团中的H原子数+4,O原子数=R基团中的O原子数+2,N原子数=R基团中的N原子数+12.肽链中氨基酸数目、肽键数目和肽链数目之间的关系:若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链,则可形成(n-m)个肽键,脱去(n-m)个水分子,至少有-NH2和-COOH各m个。
游离氨基或羧基数=肽链条数+R基中含有的氨基或羧基数。
例. (2005·上海生物·30)某22肽被水解成1个4肽,2个3肽,2个6肽,则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是(C)A、6 18 B、5 18 C、5 17 D、6 17解析:每条短肽至少有一个氨基(不包括R基上的氨基),共有5个短肽,所以这些短肽氨基总数的最小值是5个;肽链的肽键数为n-1,所以肽键数为(4-1)+2×(3-1)+2×(6-1)=17。
例.(2003上海)人体免疫球蛋白中,IgG由4条肽链构成,共有764个氨基酸,则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是( D )A.746和764 B.760和760 C.762和762 D.4和4 高中生物实验设计专题训练 3.氨基酸的平均分子量与蛋白质的分子量之间的关系:n个氨基酸形成m条肽链,每个氨基酸的平均分子量为a,那幺由此形成的蛋白质的分子量为:n?a-(n-m)?18 (其中n-m为失去的水分子数,18为水的分子量);该蛋白质的分子量比组成其氨基酸的分子量之和减少了(n-m)·18。
(有时也要考虑因其他化学建的形成。
[系统图示][19个教材试验分类汇总]变更(6)探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替变量5.学会预料相应的试验结果和对试验结果进行分析并得出结论第1讲扎牢试验基础——4大类教材试验汇总让你“以不变应万变” 考点一显微视察类试验 一、抓牢主干学问——学什么列表比较六个显微视察类试验(填表)试验名称视察方式视察对象细胞状态染色剂常用试验材料视察DNA和RNA在细胞中的分布染色视察核酸死甲基绿、吡罗红人的口腔上皮细胞视察线粒体线粒体活健那绿人的口腔上皮细胞视察根尖分生组织细胞的有丝分裂染色体死龙胆紫溶液(或醋酸洋红液)洋葱根尖低温诱导染色体加倍染色体死改良苯酚品红染液洋葱根尖视察叶绿体原色视察叶绿体活无菠菜叶(稍带叶肉的下表皮)、藓类的叶视察植物细胞的质壁分别与复原紫色大液泡活成熟植物细胞,如紫色洋葱鳞片叶外表皮三、驾驭方法技巧——怎么办1.视察类试验操作流程干脆视察类应选有颜色的材料;染色视察类应选取无色的材料①滴水或染液→取材→盖片②解离→漂洗→染色→制片(视察细胞分裂)①先低倍镜视察,后高倍镜视察②视察质壁分别与复原:始终用低倍镜依据原理和所视察到的现象,得出正确的结论2.盐酸在试验中的应用试验名称盐酸的作用视察DNA和RNA在细胞中的分布①变更膜的通透性,加速染色剂进入细胞②使染色质中DNA与蛋白质分别,有助于DNA与染色剂结合视察根尖有丝分裂,低温诱导染色体加倍质量分数为15%的盐酸和体积分数为95%的酒精按1∶1混合成解离液,使组织中的细胞相互分别开来 考点二验证鉴定类试验 一、抓牢主干学问——学什么1.列表比较五个鉴定类试验(填表)试验名称试剂颜色生物材料备注淀粉的鉴定碘液蓝色脱色的叶片—还原糖的鉴定斐林试剂砖红色沉淀苹果或梨匀浆等现配现用、水浴加热脂肪鉴定苏丹Ⅲ(或Ⅳ)染液橘黄(或红)色花生种子切片需用高倍镜视察蛋白质鉴定双缩脲试剂紫色豆浆、稀蛋清等先加A液,后加B 液,摇匀运用绿叶中色素的提取和分别提取液:无水乙醇;分别液:层析液胡萝卜素:橙黄色叶黄素:黄色叶绿素a:蓝绿色叶绿素b:黄绿色簇新的绿叶(如菠菜叶)加入二氧化硅是为了研磨得更充分;加入碳酸钙可防止在研磨中色素被破坏2.熟记常用化学药品及作用(填表)名称作用试验应用酒精溶液50%的酒精洗去浮色检测生物组织中的脂肪70%的酒精杀菌、消毒微生物的培育技术95%的酒精快速杀死细胞,使细胞分别视察植物细胞的有丝分裂15%的盐酸丙酮(无水乙醇)溶解色素绿叶中色素的提取和分别层析液溶解并分别色素二氧化硅(石英砂)使研磨充分碳酸钙防止色素受破坏三、驾驭方法技巧——怎么办1.鉴定类试验的操作流程| 应选取无色且富含被鉴定物质的材料| 制备组织样液或制片⎪⎪ 依据试验原理和要求,精确添加所需的鉴定试剂⎪⎪对应试验目的进行精确描述,并做出确定结论 2.关于颜色反应的试验归纳总结 颜色原理红①还原糖+斐林试剂――――→水浴加热砖红色沉淀 ②脂肪+苏丹Ⅳ染液→红色③RNA +吡罗红溶液→红色 ④染色体(质)+醋酸洋红液→红色⑤叶绿素a 和叶绿素b →主要汲取红光和蓝紫光黄①脂肪+苏丹Ⅲ染液→橘黄色②叶绿体中色素分别的滤纸条中:胡萝卜素→橙黄色,叶黄素→黄色 绿①DNA +甲基绿溶液→绿色 ②线粒体+健那绿染液→蓝绿色③酒精+橙色的重铬酸钾溶液――――――→在酸性条件下灰绿色 ④叶绿体中色素分别的滤纸条中:叶绿素b →黄绿色,叶绿素a →蓝绿色 蓝①淀粉+碘液→蓝色②DNA +二苯胺试剂――――→水浴加热蓝色 紫①染色体(质)+龙胆紫溶液→紫色②蛋白质+双缩脲试剂→紫色③叶绿体中的4种色素→主要汲取蓝紫光。
高中生物实验考试试卷及答案实验一:植物细胞的质壁分离和复原实验目的1. 观察植物细胞在质壁分离过程中的形态变化。
2. 探究植物细胞在质壁分离后能否复原。
实验原理1. 植物细胞的细胞壁具有全透性,原生质层具有选择透过性。
2. 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,发生质壁分离。
3. 当外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,发生质壁分离复原。
实验步骤1. 准备紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞,制作成装片。
2. 在低倍镜下观察细胞形态。
3. 将装片滴加一定浓度的蔗糖溶液,观察细胞质壁分离现象。
4. 持续观察细胞质壁分离后的形态变化。
5. 滴加清水,观察细胞质壁分离复原现象。
答案1. 实验现象:细胞失水,发生质壁分离,细胞体积变小,颜色变深。
2. 实验结论:植物细胞在质壁分离后能复原。
实验二:探究酵母细胞的呼吸方式实验目的1. 探究酵母细胞在有氧和无氧条件下的呼吸方式。
2. 分析不同呼吸方式对澄清石灰水浑浊程度的影响。
实验原理1. 酵母细胞在有氧条件下进行有氧呼吸,产生CO2。
2. 酵母细胞在无氧条件下进行无氧呼吸,产生CO2和酒精。
3. CO2与澄清石灰水反应,产生白色沉淀,使澄清石灰水浑浊。
实验步骤1. 准备酵母菌悬液。
2. 将酵母菌悬液分为两份,一份加入氧气,一份不加氧气。
3. 将两份酵母菌悬液分别加入等量的澄清石灰水。
4. 观察并记录澄清石灰水的浑浊程度。
答案1. 实验现象:加入氧气的酵母菌悬液产生的CO2多,澄清石灰水浑浊程度较大;不加氧气的酵母菌悬液产生的CO2少,澄清石灰水浑浊程度较小。
2. 实验结论:酵母细胞在有氧条件下进行有氧呼吸,产生较多的CO2;在无氧条件下进行无氧呼吸,产生较少的CO2。
实验三:观察动物细胞的吸水和失水实验目的1. 观察动物细胞在吸水和失水过程中的形态变化。
2. 分析细胞膜的透性特点。
实验原理1. 动物细胞膜具有选择透过性。
2. 当外界溶液浓度大于细胞内液浓度时,细胞失水;当外界溶液浓度小于细胞内液浓度时,细胞吸水。
高三生物实验专题理科综合下生物学科高考在纲对实验能力的要求:1•能独立完成“生物知识和内容表”所列实验。
包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。
(教材基础实验)。
2•具备验证简单生物学事实的能力,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
(验证实验)3•具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。
包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
(探究实验)4•能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。
(评价和修改)近年来,生物高考试题中的实验及实验设计已成为一种稳定的重要题型,每年都作为大题出现。
有关实验方面的内容,是许多考生的弱点,应引起充分重视。
这类题目有一定难度,学生在高考中得分率很低。
但是万变不离其宗,要得高分,实验的复习,应该立足于对基本实验方法、实验技能、实验思维的强化和巩固着手,培养学生的实验分析、实验设计等实验能力。
如何进行实验设计?一、实验设计的基本方法:(1)了解题目要求;(2)明确实验目的;(3)分析实验原理;(4)熟悉实验器材;(5)确定实验思路;(6)设计实验步骤;(7)预测实验结果;(8)得出实验结论。
二、如何运用基本方法分析实验题:㈠了解题目要求题目给出了哪些条件?给出了什么样的材料用品?要求回答什么问题?㈡明确实验目的实验的最终目的是要解决什么问题?明确实验目的关键在明确题目中的实验是验证型还是探究型的。
验证型实验有明确的结果,通过实验加以验证,结论往往只有一个;探究型实验的现象和结果是未知的或不确定的,结论也往往有多个。
实验目的是解实验题的方向,原理阐述、步骤设计、结果预测、实验分析、实验结论等都需要围绕实验目的进行,否则无异于南辕北辙。
实验的结论要和实验的目的相对应。
验证性实验的结论也就是实验的目的。
㈢分析实验原理实验原理是实验中关键步骤的理论基础,要分析实验中用哪些基本科学理论知识(源于学习过的基本概念、原理和规律等)。
为实验步骤的设计,实验结果的预测,分析实验得出结论提供科学的理论依据,也就是联系所学的理论知识,这样才能做到有理有据。
㈣分析实验器材认真分析所提供的仪器、药品、试剂等,从中选出实验的必备条件。
实验的器材也会给实验变量的确定和对照实验的设计以及实验步骤的设计提供启示。
高考时,为让考生的试验设计及分析能有一定的范围,命题者往往通过给出实验用具来进行限制,同时,有些命题背景学生并不熟悉,命题者会通过给出实验用具加以提示。
因此,分析实验用具往往是解题的突破口,可以让实验题的解答(尤其是实验步骤的描述)严密不丢分。
解题时,可将实验用具可以分为三类:生物材料;一般用具和药剂;特殊用具或药剂。
在分析实验用具的过程中,会使考生的实验设计逐渐清晰明了。
㈤确定实验设计的思路根据实验的目的、原理而进行的思维过程,构建实验设计的基本框架,是实验设计的蓝图。
㈥设计实验步骤设计实验步骤要遵循实验设计的基本原则,要应用题目中所给的条件,并分析这些条件起什么作用和怎样运用。
1•实验设计的基本原则:⑴科学性原则:实验是人为控制条件下研究事物(对象)的一种科学方法;是依据假设,在人为条件下对实验变量的变化和结果进行捕获、解释的科学方法。
科学研究的过程本身就是科学,并不是说研究的结论才是科学方法。
因此,在实验设计中必须有充分的科学依据。
生物学实验中,一种生命现象的发生往往有其复杂的前因后果,从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则。
如绿色植物新陈代谢中的物质代谢有各种细胞的参与,有各种物质在不同方面的变化。
分析问题、设计实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性。
科学性原则:包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。
⑵平行重复原则: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。
任何实验必须有足够实验次数,才能避免结果的偶然性,使得出的结论准确、科学。
平衡重复原则要求控制某种因素的变化强度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果的影响程度。
由以上实验设计的特点来看,采用了平行重复的原则来进行,消除了无关变量与额外变量的干扰,可多次重复该实验,使得实验结果更加客观、科学。
生化类实验: 实验中给的试剂不能一次用完, 要取少量的做实验, 具有可重复性.对于生理类实验,每组应选取多个对象,具有可重复性,可排除隅然因素对实验结果的影响。
⑶对照性原则: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。
实验中的无关变量很多,必须严格控制,要平衡和消除无关变量对实验结果的影响,对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。
由于同一种实验结果可能会被多种不同的实验因素所引起,因此如果没有严格的对照实验,即使出现了某种预想的实验结果,也很难保证该实验结果是由某因素所引起的,这样就使得所设计的实验缺乏应有的说服力。
可见只有设置对照实验,才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性。
才能使设计显得比较严密,所以大多数实验,尤其是生理类实验往往都要有相应的对照实验。
空白对照:即不给对照组做任何处理;例如,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。
课本中涉及到的用甲状腺制剂饲喂蝌蚪与正常情况下蝌蚪不作任何处理对照就属于空白对照;在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂,以作对照。
条件对照: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。
例如,在“动物激素饲喂小动物”的实验中,采用等组实验法,甲组为实验组(饲喂甲状激素),乙组为条件对照(饲喂甲状抑制剂);不饲喂药剂的是空白对照组;课本中涉及到温度对淀粉酶活性影响的实验中O C、100C等温度下的对照则为条件对照;,显然,通过条件对照.实验说服力大大提高。
自身对照:指对照组和实验组都在同一研究对象上进行,不再另外设置对照组;例如“质壁分离与复原”实验,自身对照简便,但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。
将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解,即自身对照,处理前的对象状况为对照组,处理后的对象变化为实验组,用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。
相互对照:不单独设置对照组,而是几个实验相互为对照。
即实验与对照在同一对象上进行. 这种方法常用于等组实验中。
“植物向光性”实验中,利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照,说明了生长素与植物生长弯曲的关系。
证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米种子之间则属于相互对照。
再如: 在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(0度、50度,100度)或pH为相互对照。
清水(软水)、河水(硬水)对加酶洗衣粉影响中,清水(软水)、河水(硬水)为相互对照。
. 在实验中要找出一个最佳效果点,就要采取相互对照进行实验。
“实验组”与“对照组”确认: 一个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。
实验组是施加实验变量处理的被试组;对照组是不施加实验变量处理的对象组,两者对无关变量的影响是相等的,两组之间的差别,被认为是来自实验变量的结果,如2005年春季高考题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照,因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组,而自然状态(即来接受实验变量处理)的小麦幼苗应为对照组,通过对照组能增强实验的信度。
说明: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。
⑷单因子变量原则和等量原则:此两个原则都是在设计对照实验时必须坚持的原则。
单因子变量原则:强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量,只有这样当实验组和对照组出现不同结果时,才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的,从而证明实验组所给实验因素的作用,因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置,至于将谁作为变量则很容易确定,即要验证谁则把谁作为变量,也就是要把所要验证的中心条件作为变量。
如要探索PH对淀粉酶活性的影响,则需把PH作为变量;要验证光合作用需要光则应将光作为变量;要验证光合作用需二氧化碳则把二氧化碳作为变量等等。
单一变量原则应注意:⑴不论一上实验中有几个变量都应做到一个实验变量,对应观测一个反应变量;⑵实验中尽可能避免无关变量及客处变量的干扰。
确保实验组和对照组只有一个量不同就是实验变量。
等量性原则:与单因子变量原则是完全统一的。
只不过强调的侧面不同,单因子变量原则强调的是实验变量的单一性,而等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同,以平衡和消除无关变量对结果的影响,需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时,不但要等量,而且是在适宜条件下的等量,常态条件下的等量。
如在探索 PH 对酶活性影响的实验中,单一变量是 PH,除PH 之外的其他一切对酶活性有影响的无关变量不但要严格控制等量, 而且要适宜的量,如对温度的控制不但要相同,而且要适宜,即要给予酶活性所需的适宜的温度,而不能控制在低温或 高温条件下的等量。
等量原则应做到:① 所有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。
② 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。
③ 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。
④ 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。
① 实验变量与反应变量:实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件,是作用于实验对象的刺激变量(也称自变量),自变量须以实验目的和假设为依据,应具有可变性和 可操作性。
反应变量(又称因变量) ,是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量,反应变量是研究是否成功的证据,应具可测性和客观性。
二者关系:实验变量是原因,反应变量是结果,即具因果关系。
② 无关变量与额外变量:无关变量(控制变量)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。
即是指与研究目标无关,但却影响研究结果的变量 •,实验者应严格控制无关变量,否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗” “数量大小相同的种子” “置于相同并适宜条件下培养” “加入等 量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。