高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十單元 第36講 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì)課件.ppt

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,第十單元 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì),第36講 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì),,第十單元 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì),[考綱考頻] 1．能獨(dú)立完成考綱規(guī)定的教材實(shí)驗(yàn)，包括理解實(shí)驗(yàn)的目的、原理、方法和操作步驟。(3年6考) 2.具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分 析和處理。(3年4考) 3.具有對(duì)一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，包括運(yùn)用觀察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說演繹、建立模 型與系 統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。(3年3考) 4.能對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案作出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂。(3年2考),,第十單元 實(shí)驗(yàn)原則與設(shè)計(jì),1．完整的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般包括實(shí)驗(yàn)題目、________、預(yù) 期、_________觀察和收集數(shù)據(jù)、__________、推論、評(píng)價(jià)、交流等。 2．科學(xué)探究的一般過程為：觀察、_________________ →_______________→設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)→分析數(shù)據(jù)，_______________→交流、表達(dá)和再探究。,假設(shè),實(shí)驗(yàn),提出問題,分析,作出假設(shè),得出結(jié)論,3．探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要遵循三大原則：科學(xué)性原則、_______________和_______________。 4．實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素稱為__________，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中常涉及的類型有_______________、_______________和無關(guān)變量。 5．實(shí)驗(yàn)一般程序：分組編號(hào)→_______________→條件處理→_______________→_______________。,對(duì)照原則,單一變量原則,變量,自變量,因變量,設(shè)置對(duì)照,觀察比較,得出結(jié)論,1．科研人員為了研究食物對(duì)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(gè)實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組是( ) A. 甲 B．乙 C．丙 D．丁,C,2．(2015·江蘇蘇北四市模擬)實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤的是( ) A．驗(yàn)證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)中，首先將實(shí)驗(yàn)植物做饑餓處理 B．探究唾液淀粉酶的最適pH的實(shí)驗(yàn)中，將每一組溫度控制在37 ℃ C．驗(yàn)證光合作用需要光照的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，每一組都加入等量的淀粉,C,解析：驗(yàn)證光合作用能產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)植物做饑 餓處理，避免植物自身原有的有機(jī)物對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響屬 于控制無關(guān)變量的操作，A項(xiàng)正確；探究唾液淀粉酶的最適 pH的實(shí)驗(yàn)中，將每一組溫度都控制在37 ℃,是控制無關(guān)變量 溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，B項(xiàng)正確；驗(yàn)證光合作用需要光照的實(shí) 驗(yàn)中，將葉片的一半用黑紙包住，這是設(shè)置自變量，不是控 制無關(guān)變量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；探究唾液淀粉酶最適溫度的實(shí)驗(yàn) 中，每一組都加入等量的淀粉，淀粉的量也影響實(shí)驗(yàn)的結(jié) 果，需要控制，D項(xiàng)正確。,3．要研究環(huán)境因素對(duì)植物生長的影響，在暗室內(nèi)設(shè)立一個(gè)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(shí) 間后，此植株的生長情形與下列哪一個(gè)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(xué)認(rèn)為一種植物(X植物)的提取液對(duì)“埃博拉”病毒 有抑制作用，他以小白鼠為研究對(duì)象設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探 究： 實(shí)驗(yàn)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(xué)的實(shí)驗(yàn)存在兩點(diǎn)明顯的不科學(xué)之處，請(qǐng)指出： ①___________________________________。 ②________________________________________________。,每組只選一只小白鼠,實(shí)驗(yàn)沒有設(shè)置對(duì)照組,解析：該實(shí)驗(yàn)的目的是探究X植物的提取液對(duì)“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(shí)驗(yàn)組在小白鼠的飼料中加入一定量X植物的提取液，對(duì)照組給小白鼠飼喂不含X植物提取液的飼料。同時(shí)該實(shí)驗(yàn)每組不能只選一只小白鼠，這樣不能排除偶然性。,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則,考點(diǎn)二 探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),1．科學(xué)性原則 包括實(shí)驗(yàn)_________、實(shí)驗(yàn)材料的選擇、實(shí)驗(yàn)__________和實(shí)驗(yàn)_____________的處理等方面要保證不出現(xiàn)科學(xué)性錯(cuò)誤，要有科學(xué)的思想和方法作指導(dǎo)。 2．對(duì)照原則 對(duì)于對(duì)照實(shí)驗(yàn)，一個(gè)實(shí)驗(yàn)包括實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。_______________是接受自變量處理的對(duì)象組，_______________ (控制組)是不接受自變量處理的對(duì)象組。常用的對(duì)照類型有以下幾種：,考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則,原理,方法,結(jié)果,實(shí)驗(yàn)組,對(duì)照組,(1)____________：對(duì)照組為不作任何處理的對(duì)象組。這 里的不作處理，并非什么因素都不給予，而是針對(duì)實(shí)驗(yàn)所要 研究的因素不給予，以體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)因素的有無對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。 (2)_______________：實(shí)驗(yàn)與對(duì)照在同一對(duì)象上進(jìn)行，不另設(shè)對(duì)照組。 (3)_______________：給對(duì)照組施以某種實(shí)驗(yàn)處理，但不是 所研究的實(shí)驗(yàn)因素，以突出實(shí)驗(yàn)實(shí)施的處理因素與實(shí)驗(yàn)所研 究因素的差異，從一個(gè)側(cè)面襯托實(shí)驗(yàn)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果所造成 的影響。 (4)相互對(duì)照：不單設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)比。,空白對(duì)照,自身對(duì)照,條件對(duì)照,3．單一變量原則 在實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。 4．平行重復(fù)原則 為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)果或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)更接近真實(shí) 情況，避免偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，一般在實(shí)驗(yàn)組中控制相同條件下_______________，以使得出的結(jié)論更準(zhǔn)確、科學(xué)。,改變其中某一因素,多設(shè)幾組,深度思考,提示：1.空白對(duì)照。1號(hào)試管。 2．屬于典型的自身對(duì)照——實(shí)驗(yàn)處理前的對(duì)象狀況為對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)處理后的對(duì)象變化為實(shí)驗(yàn)組。 3．條件對(duì)照。乙。 4．相互對(duì)照。,1．某研究小組為驗(yàn)證糖尿病是由胰島素缺乏引起的，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟： 第一步：隨機(jī)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(jìn)行相應(yīng)的切割處理。 第二步：一段時(shí)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(shí)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(qǐng)根據(jù)以上內(nèi)容回答問題： (1)指出上述實(shí)驗(yàn)步驟中的3項(xiàng)錯(cuò)誤：____________________________________________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ (2)本實(shí)驗(yàn)設(shè)置了兩種對(duì)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(shí)驗(yàn)小鼠與正常小鼠的空白對(duì)照(或空白對(duì)照),實(shí)驗(yàn)小鼠補(bǔ)充胰島素的自身前后對(duì)照(或前后對(duì)照),(3)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表，并將正確處理后預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果填入表中。 答案：實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表如下,1．探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比較,考點(diǎn)二 探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),不知,已知,如果A，則B,假設(shè),2.實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的一般步驟 第一步：取材、分組和編號(hào) a．取材：探究性實(shí)驗(yàn)中一般提供實(shí)驗(yàn)的材料，但在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)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(gè)等)……”。如此設(shè)置是防止_________________對(duì)實(shí)驗(yàn)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(jī)(或平均)分為若干組”。 c．編號(hào)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)分組情況而_______________，如甲組、乙組等，或①組、②組、③組……。,無關(guān)變量,隨機(jī)性,編號(hào),第二步：實(shí)驗(yàn)處理 實(shí)驗(yàn)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：①組施加實(shí)驗(yàn)變量，②組作為對(duì)照不施加實(shí)驗(yàn)變量。 第三步：_______________ 實(shí)驗(yàn)的因變量盡可能選擇較好地反映與實(shí)驗(yàn)的自變量之間的關(guān)系，并易于實(shí)驗(yàn)人員觀察和測(cè)定的指標(biāo)。常用的關(guān)鍵詞為“……一段時(shí)間后觀察(測(cè)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(fēng)波，使我 們清醒地認(rèn)識(shí)到環(huán)境激素對(duì)人體的危害。有 人猜測(cè)塑化劑的作用類似于雌性激素，可能 會(huì)引發(fā)性早熟。 (1)若以小鼠作為實(shí)驗(yàn)材料，如何選材？ ___________________________ (2)若用雌鼠作材料該如何進(jìn)行分組？能否每組一只雌鼠？ ___________________________ (3)如果猜測(cè)正確，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)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(jī)、均等分為三組。不能，避免實(shí)驗(yàn)時(shí)的偶然性，只用一只雌鼠不能排除因個(gè)體差異造成的結(jié)果不準(zhǔn)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(shí)間短。,2．兔是一種恒溫動(dòng)物，是動(dòng)物生理實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)方案。 實(shí)驗(yàn)假設(shè)：下丘腦是調(diào)節(jié)體溫的主要中樞。 材料用具：略。 實(shí)驗(yàn)步驟： ①取兩只健康的、________________相同的成年兔，并標(biāo)記為甲、乙； ②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(duì)照,③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(duì)安靜的條件下觀察24小時(shí)，每隔4小時(shí)分別測(cè)量一次體溫，并做好記錄。 預(yù)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(duì)恒定，則假設(shè)成立； b．若________________________________，則假設(shè)不成立。 將實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整并分析回答： (1)該興趣小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案有哪些不妥之處？請(qǐng)寫出兩點(diǎn)。 ①________________________________________________； ②___________________________________________________。,甲、乙兩兔體溫均保持相對(duì)恒定,實(shí)驗(yàn)前要先測(cè)定甲、乙兩兔的體溫,實(shí)驗(yàn)要有重復(fù)性，僅用兩只兔進(jìn)行實(shí)驗(yàn)有一定的偶然性,(2)有的同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組可在同一只兔身上進(jìn)行，你是否贊同這個(gè)觀點(diǎn)？并說明理由。___________________________________________________ _________________________________________________。,贊同。先做不破壞下丘腦的實(shí)驗(yàn)，可重復(fù)測(cè)量體溫并記錄，再做破壞下丘腦后的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行自身前后對(duì)照,解析：本題考查實(shí)驗(yàn)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(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)照時(shí)就必須以不做處理(不破壞兔的下丘腦)作為空白對(duì)照。要求對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)期，由預(yù)期結(jié)果與結(jié)論a就不難得出另一結(jié)論b。設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)遵循 對(duì)照性、重復(fù)性原則等，所以實(shí)驗(yàn)前要先測(cè)定甲、乙兩兔 的體溫，實(shí)驗(yàn)要有重復(fù)性，僅用兩只兔，數(shù)量過少，實(shí)驗(yàn)偶 然性較大。設(shè)置實(shí)驗(yàn)對(duì)照除空白對(duì)照外，還可用自身對(duì) 照，即用同一只兔子，再破壞下丘腦前后進(jìn)行對(duì)照。,方法技巧 評(píng)價(jià)、修訂類實(shí)驗(yàn)題的解題策略 此類試題要求考生對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、目的要求、材料用具、方法步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)果或結(jié)論等內(nèi)容非常熟悉，能找出實(shí)驗(yàn)中錯(cuò)誤的地方并給予糾正，常以生物學(xué)中一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)，要求考生有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，突出了對(duì)“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(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)步驟或顛倒某兩個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的順序；(2)操作方法錯(cuò)誤；(3)有沒有設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，如果有，看對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否合理；(4)實(shí)驗(yàn)是否遵循單一變量原則；(5)實(shí)驗(yàn)是否具有偶然性；(6)有無更為簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案；(7)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌瓿桑?8)實(shí)驗(yàn)的安全性如何。 第五步：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否正常。,易錯(cuò)點(diǎn)1 驗(yàn)證與探究的混淆 [點(diǎn)撥] 一般來說，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)區(qū) 別在于實(shí)驗(yàn)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(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來考慮，例如教材中“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”的實(shí)驗(yàn)；如果是未知的，就可以作為探究性實(shí)驗(yàn)來考慮，例如教材中“影響酶活性的條件”的實(shí)驗(yàn)。,易錯(cuò)點(diǎn)2 假說與預(yù)期、結(jié)果與結(jié)論的混淆 [點(diǎn)撥] (1)“假說”是指用來說明某 種現(xiàn) 象 但未經(jīng)證 實(shí) 的論題，也是依提出的問題而作出的參考答案?！邦A(yù)期”是在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案確定以后，實(shí)驗(yàn)正式實(shí)施之前，根據(jù)假說和原理，得出的實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的假定性結(jié)果，即“假如假說成立，則應(yīng)有何種結(jié)果”。 (2)“結(jié)果”應(yīng)為實(shí)驗(yàn)實(shí)際出現(xiàn)的情況?！敖Y(jié)論”是依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得 出的總 結(jié)性的話，若結(jié)果與預(yù) 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(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有時(shí)也可以作為探究性實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了預(yù)期。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果 與預(yù)期一致，說明假 說是正確的，是 真理；如 果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù) 期不一致，說明假說是錯(cuò)誤的，是謬論。,易錯(cuò)點(diǎn)3 實(shí)驗(yàn)開始前測(cè)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理 [點(diǎn)撥] 有些實(shí)驗(yàn)開始前需對(duì)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)進(jìn)行前測(cè)，有些實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能直接觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理，即再進(jìn)行一個(gè)小的實(shí)驗(yàn)。 易錯(cuò)點(diǎn)4 對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋的混淆 [點(diǎn)撥] (1)實(shí)驗(yàn)原理要求寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要思路及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀測(cè)方法。 (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋要求用實(shí)驗(yàn)原理把實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論聯(lián)系起來，敘述好前因后果。,1．研究細(xì)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(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的自變量是FeCl3溶液與肝臟研磨液。( ) 3．探究Ca2＋的主動(dòng)吸收，使細(xì)胞外Ca2＋濃度大于或小于細(xì)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(jìn)插條生根的最適濃度的實(shí)驗(yàn)中，需設(shè)置不同濃度生長素與清水組作對(duì)照。( ) 6．觀察二氧化硫?qū)χ参锏挠绊懀捎脙山M實(shí)驗(yàn)相互對(duì)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。 ( ),√,×,