高考生物一輪復習 第十單元 第36講 實驗原則與設計課件.ppt

,第十單元 實驗原則與設計,第36講 實驗原則與設計,第十單元 實驗原則與設計,考綱考頻 1能獨立完成考綱規(guī)定的教材實驗，包括理解實驗的目的、原理、方法和操作步驟。(3年6考) 2.具備驗證簡單生物學實驗的能力，并對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分 析和處理。(3年4考) 3.具有對一些生物學問題進行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調(diào)查、假說演繹、建立模 型與系 統(tǒng)分析等科學研究方法。(3年3考) 4.能對一些簡單的實驗方案作出恰當?shù)脑u價和修訂。(3年2考),第十單元 實驗原則與設計,1完整的實驗設計一般包括實驗題目、_、預 期、_觀察和收集數(shù)據(jù)、_、推論、評價、交流等。 2科學探究的一般過程為：觀察、_ _設計、完成實驗分析數(shù)據(jù)，_交流、表達和再探究。,假設,實驗,提出問題,分析,作出假設,得出結(jié)論,3探究實驗設計時要遵循三大原則：科學性原則、_和_。 4實驗過程中可以變化的因素稱為_，生物學實驗中常涉及的類型有_、_和無關(guān)變量。 5實驗一般程序：分組編號_條件處理_。,對照原則,單一變量原則,變量,自變量,因變量,設置對照,觀察比較,得出結(jié)論,1科研人員為了研究食物對螳螂生長的影響，將剛孵化出的螳螂分為甲、乙、丙、丁四組，分別喂食不同營養(yǎng)的食物(見下表)。表中數(shù)字代表所含成分的多少，“”表示沒有此成分。則這個實驗的對照組是( ) A. 甲 B乙 C丙 D丁,C,2(2015·江蘇蘇北四市模擬)實驗中的變量主要有自變量、因變量和無關(guān)變量。下列控制無關(guān)變量的操作錯誤的是( ) A驗證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實驗中，首先將實驗植物做饑餓處理 B探究唾液淀粉酶的最適pH的實驗中，將每一組溫度控制在37 C驗證光合作用需要光照的實驗中，將葉片的一半用黑紙包住 D探究唾液淀粉酶最適溫度的實驗中，每一組都加入等量的淀粉,C,解析：驗證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實驗中，將實驗植物做饑 餓處理，避免植物自身原有的有機物對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響屬 于控制無關(guān)變量的操作，A項正確；探究唾液淀粉酶的最適 pH的實驗中，將每一組溫度都控制在37 ,是控制無關(guān)變量 溫度對實驗的影響，B項正確；驗證光合作用需要光照的實 驗中，將葉片的一半用黑紙包住，這是設置自變量，不是控 制無關(guān)變量，C項錯誤；探究唾液淀粉酶最適溫度的實驗 中，每一組都加入等量的淀粉，淀粉的量也影響實驗的結(jié) 果，需要控制，D項正確。,3要研究環(huán)境因素對植物生長的影響，在暗室內(nèi)設立一個斜坡裝置，并將植株盆栽固定于斜坡上，再以燈泡連續(xù)照射， 如圖甲所示。若盆栽內(nèi)土壤保持潮濕且養(yǎng)分充足，經(jīng)一段時 間后，此植株的生長情形與下列哪一個圖示最相似( ) 解析：植物的莖具有向光性，而根具有向地性，因此植株的生長情況如圖D所示。,D,4某同學認為一種植物(X植物)的提取液對“埃博拉”病毒 有抑制作用，他以小白鼠為研究對象設計了如下實驗進行探 究： 實驗步驟： (1)選擇一只健康的小白鼠，給小白鼠注射“埃博拉”病毒； (2)在喂養(yǎng)小白鼠的飼料中加入一定量X植物的提取液，觀察小白鼠是否出現(xiàn)患病癥狀。 該同學的實驗存在兩點明顯的不科學之處，請指出： _。 _。,每組只選一只小白鼠,實驗沒有設置對照組,解析：該實驗的目的是探究X植物的提取液對“埃博拉”病毒是否有抑制作用，自變量是有無X植物的提取液，實驗組在小白鼠的飼料中加入一定量X植物的提取液，對照組給小白鼠飼喂不含X植物提取液的飼料。同時該實驗每組不能只選一只小白鼠，這樣不能排除偶然性。,考點一 實驗設計原則,考點二 探究性實驗與驗證性實驗,1科學性原則 包括實驗_、實驗材料的選擇、實驗_和實驗_的處理等方面要保證不出現(xiàn)科學性錯誤，要有科學的思想和方法作指導。 2對照原則 對于對照實驗，一個實驗包括實驗組和對照組。_是接受自變量處理的對象組，_ (控制組)是不接受自變量處理的對象組。常用的對照類型有以下幾種：,考點一 實驗設計原則,原理,方法,結(jié)果,實驗組,對照組,(1)_：對照組為不作任何處理的對象組。這 里的不作處理，并非什么因素都不給予，而是針對實驗所要 研究的因素不給予，以體現(xiàn)實驗因素的有無對實驗結(jié)果的影響。 (2)_：實驗與對照在同一對象上進行，不另設對照組。 (3)_：給對照組施以某種實驗處理，但不是 所研究的實驗因素，以突出實驗實施的處理因素與實驗所研 究因素的差異，從一個側(cè)面襯托實驗因素對實驗結(jié)果所造成 的影響。 (4)相互對照：不單設對照組，而是幾個實驗組相互對比。,空白對照,自身對照,條件對照,3單一變量原則 在實驗中，變量是指可被操縱的特定因素或條件。單一變量原則是指控制其他因素不變，而只_，觀察其對實驗結(jié)果的影響。 4平行重復原則 為了使實驗結(jié)果或?qū)嶒灁?shù)據(jù)更接近真實 情況，避免偶然因素對實驗的影響，一般在實驗組中控制相同條件下_，以使得出的結(jié)論更準確、科學。,改變其中某一因素,多設幾組,深度思考,提示：1.空白對照。1號試管。 2屬于典型的自身對照實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理后的對象變化為實驗組。 3條件對照。乙。 4相互對照。,1某研究小組為驗證糖尿病是由胰島素缺乏引起的，設計了以下實驗： 實驗材料：健康且年齡、大小等相同的小鼠若干，胰島素、斐林試劑及其他必需用品。 實驗步驟： 第一步：隨機選擇2只小鼠，切除其中一只小鼠的胰腺，另一只小鼠不切除胰腺但進行相應的切割處理。 第二步：一段時間后分別收集小鼠適量的尿液于試管中，然后滴加斐林試劑，觀察顏色變化。 第三步：給切除胰腺的小鼠喂食適量的胰島素，一段時間后收集適量的尿液于試管中，滴加斐林試劑，觀察顏色變化。,請根據(jù)以上內(nèi)容回答問題： (1)指出上述實驗步驟中的3項錯誤：_ _ _ (2)本實驗設置了兩種對照：一種是_， 另一種是_。,第一步選擇2只小鼠(小鼠的數(shù)量太少)；第二步、第三步滴加斐林試劑觀察顏色變化(無水浴加熱)；第三步給切除胰腺的小鼠喂食適量的胰島素(胰島素不能喂食),實驗小鼠與正常小鼠的空白對照(或空白對照),實驗小鼠補充胰島素的自身前后對照(或前后對照),(3)請設計實驗結(jié)果記錄表，并將正確處理后預期的實驗結(jié)果填入表中。 答案：實驗結(jié)果記錄表如下,1探究性實驗與驗證性實驗比較,考點二 探究性實驗與驗證性實驗,不知,已知,如果A，則B,假設,2.實驗步驟設計的一般步驟 第一步：取材、分組和編號 a取材：探究性實驗中一般提供實驗的材料，但在設計實驗步驟時需注意常用的關(guān)鍵詞，如“取相同的(或生理狀態(tài)相同的)若干只(或株、個等)”。如此設置是防止_對實驗結(jié)果的影響。 b分組：要體現(xiàn)_、均衡性或者合理的梯度性。常用的關(guān)鍵詞為：“隨機(或平均)分為若干組”。 c編號：根據(jù)實驗分組情況而_，如甲組、乙組等，或組、組、組。,無關(guān)變量,隨機性,編號,第二步：實驗處理 實驗處理遵循_原則。即除自變量外，其他因素都是相同的。常用的模式為：組施加實驗變量，組作為對照不施加實驗變量。 第三步：_ 實驗的因變量盡可能選擇較好地反映與實驗的自變量之間的關(guān)系，并易于實驗人員觀察和測定的指標。常用的關(guān)鍵詞為“一段時間后觀察(測定)做好記錄等”。,單一變量,觀察、記錄,深度思考 2014年我國白酒行業(yè)再掀塑化劑風波，使我 們清醒地認識到環(huán)境激素對人體的危害。有 人猜測塑化劑的作用類似于雌性激素，可能 會引發(fā)性早熟。 (1)若以小鼠作為實驗材料，如何選材？ _ (2)若用雌鼠作材料該如何進行分組？能否每組一只雌鼠？ _ (3)如果猜測正確，則實驗結(jié)果應是怎樣的？ _,提示：(1)選用同種、同齡、生理狀況相同的幼年雌鼠。 (2)隨機、均等分為三組。不能，避免實驗時的偶然性，只用一只雌鼠不能排除因個體差異造成的結(jié)果不準確。 (3)含適量塑化劑的飼料和含等量適量濃度雌性激素的飼料喂養(yǎng)，都比普通飼料喂養(yǎng)雌鼠的平均發(fā)情時間短。,2兔是一種恒溫動物，是動物生理實驗材料之一。為了探究調(diào)節(jié)體溫的中樞是否為下丘腦，某校生物興趣小組制訂了以下實驗方案。 實驗假設：下丘腦是調(diào)節(jié)體溫的主要中樞。 材料用具：略。 實驗步驟： 取兩只健康的、_相同的成年兔，并標記為甲、乙； 用一定的方法破壞甲兔的下丘腦，_；,性別與生理狀況,乙兔不做處理作為對照,把甲、乙兩兔置于可人工控制的溫室中，溫室中溫度調(diào)為0 ，在相對安靜的條件下觀察24小時，每隔4小時分別測量一次體溫，并做好記錄。 預期結(jié)果與結(jié)論： a若甲兔體溫發(fā)生明顯改變，乙兔體溫保持相對恒定，則假設成立； b若_，則假設不成立。 將實驗步驟補充完整并分析回答： (1)該興趣小組設計的實驗方案有哪些不妥之處？請寫出兩點。 _； _。,甲、乙兩兔體溫均保持相對恒定,實驗前要先測定甲、乙兩兔的體溫,實驗要有重復性，僅用兩只兔進行實驗有一定的偶然性,(2)有的同學認為實驗組與對照組可在同一只兔身上進行，你是否贊同這個觀點？并說明理由。_ _。,贊同。先做不破壞下丘腦的實驗，可重復測量體溫并記錄，再做破壞下丘腦后的實驗，進行自身前后對照,解析：本題考查實驗變量的控制，排除無關(guān)變量就必須 用健康的、性別與生理狀況相同的成年兔，自變量為是否破 壞兔的下丘腦，所以設置實驗對照時就必須以不做處理(不破壞兔的下丘腦)作為空白對照。要求對實驗結(jié)果進行預期，由預期結(jié)果與結(jié)論a就不難得出另一結(jié)論b。設計該實驗時應遵循 對照性、重復性原則等，所以實驗前要先測定甲、乙兩兔 的體溫，實驗要有重復性，僅用兩只兔，數(shù)量過少，實驗偶 然性較大。設置實驗對照除空白對照外，還可用自身對 照，即用同一只兔子，再破壞下丘腦前后進行對照。,方法技巧 評價、修訂類實驗題的解題策略 此類試題要求考生對相應實驗的實驗原理、目的要求、材料用具、方法步驟、實驗現(xiàn)象、結(jié)果或結(jié)論等內(nèi)容非常熟悉，能找出實驗中錯誤的地方并給予糾正，常以生物學中一些經(jīng)典實驗或?qū)W生實驗為基礎而設計，要求考生有扎實的基礎知識和基本技能，突出了對“雙基”的考查。解此類題的一般步驟： 第一步：分析取材是否正確。 第二步：分析實驗原理及方法是否正確。 第三步：分析藥品與試劑的使用是否合理。,第四步：步驟及操作分析，包括(1)漏做某個實驗步驟或顛倒某兩個實驗步驟的順序；(2)操作方法錯誤；(3)有沒有設置對照實驗，如果有，看對照實驗設計是否合理；(4)實驗是否遵循單一變量原則；(5)實驗是否具有偶然性；(6)有無更為簡單的實驗方案；(7)實驗能否順利完成；(8)實驗的安全性如何。 第五步：分析實驗結(jié)果是否正常。,易錯點1 驗證與探究的混淆 點撥 一般來說，驗證性實驗與探究性實驗的實質(zhì)區(qū) 別在于實驗結(jié)果是已知的還是未知的。如果是已知的，大多可以作為驗證性實驗來考慮，例如教材中“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”的實驗；如果是未知的，就可以作為探究性實驗來考慮，例如教材中“影響酶活性的條件”的實驗。,易錯點2 假說與預期、結(jié)果與結(jié)論的混淆 點撥 (1)“假說”是指用來說明某 種現(xiàn) 象 但未經(jīng)證 實 的論題，也是依提出的問題而作出的參考答案?！邦A期”是在實驗設計方案確定以后，實驗正式實施之前，根據(jù)假說和原理，得出的實驗可能出現(xiàn)的假定性結(jié)果，即“假如假說成立，則應有何種結(jié)果”。 (2)“結(jié)果”應為實驗實際出現(xiàn)的情況?！敖Y(jié)論”是依據(jù)實驗結(jié)果得 出的總 結(jié)性的話，若結(jié)果與預 期一致，則結(jié)論為 假說成立；否則，結(jié)論為假說不成立。 (3)驗證性實驗有時也可以作為探究性實驗來說明問題。例如孟德爾的分離定律和自由組合定律的發(fā)現(xiàn)過程，就首先提出了假說(未知的)，然后對實驗進行了預期。如果實驗結(jié)果 與預期一致，說明假 說是正確的，是 真理；如 果實驗結(jié)果與預 期不一致，說明假說是錯誤的，是謬論。,易錯點3 實驗開始前測與實驗結(jié)果處理 點撥 有些實驗開始前需對實驗狀態(tài)進行前測，有些實驗結(jié)果不能直接觀察到實驗現(xiàn)象，需要對實驗結(jié)果進行處理，即再進行一個小的實驗。 易錯點4 對實驗原理與實驗結(jié)果解釋的混淆 點撥 (1)實驗原理要求寫出實驗設計的依據(jù)，實驗設計的主要思路及對實驗結(jié)果的觀測方法。 (2)實驗結(jié)果解釋要求用實驗原理把實驗結(jié)果和實驗結(jié)論聯(lián)系起來，敘述好前因后果。,1研究細胞核的功能，把蠑螈的受精卵橫縊成有核和無核兩部分。( ) 2比較過氧化氫在不同溫度條件下的分解實驗，該實驗的自變量是FeCl3溶液與肝臟研磨液。( ) 3探究Ca2的主動吸收，使細胞外Ca2濃度大于或小于細胞內(nèi)Ca2濃度。( ) 4探究酵母菌培養(yǎng)過程中的呼吸方式，其因變量是是否產(chǎn)生了CO2。( ),×,×,×,5探究生長素促進插條生根的最適濃度的實驗中，需設置不同濃度生長素與清水組作對照。( ) 6觀察二氧化硫?qū)χ参锏挠绊?，可用兩組實驗相互對照：一組玻璃罩內(nèi)放入植物，并加入低濃度二氧化硫氣體，另一組 玻璃罩內(nèi)放入相同的植物，并加入高濃度二氧化硫氣體。 ( ),×,