生物高考的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專(zhuān)題.ppt

生物高考的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專(zhuān)題,變量確定與分析,2（12年廣州一模）低溫迫使植物細(xì)胞產(chǎn)生大量對(duì)細(xì)胞有害的過(guò)氧化產(chǎn)物，如脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物( mda)。超氧化物歧化酶(sod)能夠清除過(guò)氧化產(chǎn)物，從而增強(qiáng)植物的抗冷性。研究人員進(jìn)行了“水楊酸對(duì)水稻幼苗抗冷性的影響”實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。,請(qǐng)回答： （2）表中是 ，是 。 （4）本實(shí)驗(yàn)需要控制的無(wú)關(guān)變量有 _。（至少寫(xiě)2點(diǎn)）。,5的2.5mmol/l,5的蒸餾水澆灌+5,幼苗的發(fā)育情況,光照強(qiáng)度、培養(yǎng)時(shí)間,蒸餾水和水楊酸的澆灌量,2（12年廣州一模）低溫迫使植物細(xì)胞產(chǎn)生大量對(duì)細(xì)胞有害的過(guò)氧化產(chǎn)物，如脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物( mda)。超氧化物歧化酶(sod)能夠清除過(guò)氧化產(chǎn)物，從而增強(qiáng)植物的抗冷性。研究人員進(jìn)行了“水楊酸對(duì)水稻幼苗抗冷性的影響”實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下表。,請(qǐng)回答：,5的2.5mmol/l,5的蒸餾水澆灌+5,預(yù)測(cè)結(jié)果、得出結(jié)論,(5)請(qǐng)根據(jù)5條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果在上圖方框中畫(huà)出sod活性與水楊酸濃度關(guān)系的坐標(biāo)曲線圖。 (6)本實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是_ ；水楊酸處理對(duì)冷脅迫下水稻幼苗抗冷性存在“兩重性”的效應(yīng)。,濃度為1.5 mmol/l左右的水楊酸溶液增強(qiáng)水稻幼苗抗冷性的效果最好,一定濃度的水楊酸溶液可增強(qiáng)水稻幼苗的抗冷性,例題、（11年廣州一模）科學(xué)施肥可使作物接近最高產(chǎn)量而又不會(huì)造成肥料浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)表明鋅肥的施用量與番茄的果實(shí)產(chǎn)量密切相關(guān)，下圖為實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖，請(qǐng)完善探究實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問(wèn)題：,實(shí)驗(yàn)分析與討論： 結(jié)果表明，施用鋅肥的最佳濃度范圍是 。 根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析科學(xué)施肥的理由： 。,實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?。,材料用具：不同濃度的硫酸鋅溶液（本實(shí)驗(yàn)so42-對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響可忽略），用相同的杉木糠和土壤浸出液栽培的240株長(zhǎng)勢(shì)相同的番茄幼苗。,實(shí)驗(yàn)步驟： 第一步：將240株番茄幼苗分成 組并編號(hào)； 第二步：在相同且適宜條件下將幼苗培養(yǎng)至花蕾期， ； 第三步：繼續(xù)培養(yǎng)至果實(shí)成熟， 。 第四步：繪制實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖。,探究鋅肥施用量對(duì)番茄產(chǎn)量的影響,8,實(shí)驗(yàn)組噴施適量且等體積的不同濃度的硫酸鋅溶液，,對(duì)照組噴施等量的蒸餾水,稱(chēng)出每組番茄所結(jié)果實(shí)的重量,12mg/l至16mg/l,鋅肥施用量超過(guò)最佳范圍（16mg/l）時(shí)會(huì)使果實(shí)產(chǎn)量下降，并造成浪費(fèi),考綱要求,能獨(dú)立完成考綱所列實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)，包括理 解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作步驟，掌握 相關(guān)操作技能，并能將這些實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)涉及 的方法和技能進(jìn)行綜合的應(yīng)用。,能對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂。,考綱要求,具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。這 實(shí)際上是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決解釋一些生物學(xué)問(wèn)題 的能力要求。,具有對(duì)一些生物學(xué)問(wèn)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(shuō)演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。這主要涉及到研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)(包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))的開(kāi)展及基本科學(xué)方法的掌握的能力要求。,在高考中，有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或問(wèn)題探究的考測(cè) 的主要內(nèi)容有：研究 的確定、 用具 的選取、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 的選擇和控制(含分 組處理)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的 和呈現(xiàn)、實(shí)驗(yàn) 的基本 等（主要涉及基本步驟和原 則方法等內(nèi)容）。,課題,材料,變量,記錄統(tǒng)計(jì),方法原則,一、生物實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)）基本內(nèi)容：,科學(xué)性原則； 可行性原則； 簡(jiǎn)便性原則； 平行重復(fù)性原則； 隨機(jī)性原則； 單一變量對(duì)照性原則；等。 其中對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性影響最大的是？,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則,單一變量對(duì)照、隨機(jī)和平行重復(fù)等原則是保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確性的三大原則。 分別有什么作用？,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)方案：包括實(shí)驗(yàn)原理、材料用具、實(shí)驗(yàn)預(yù) 處理、 變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)、 變量的控制、 觀察 和 等內(nèi)容。,實(shí)驗(yàn)課題的確定。,提出實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果。,提出假說(shuō)。,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的呈現(xiàn)（提倡以 等直觀形式）。,實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及結(jié)論。,單因子,無(wú)關(guān),測(cè)量,記錄,圖表,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),確定實(shí)驗(yàn)的觀察內(nèi)容（即確定 變量）。,要關(guān)注實(shí)驗(yàn)的預(yù)處理（包括正式實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作及前測(cè)）。,實(shí)驗(yàn)的預(yù)測(cè)要 。,設(shè)計(jì)單因子變量對(duì)照實(shí)驗(yàn)。僅允許一個(gè)變量，即自變量可以有不同的處理；而無(wú)關(guān)變量一律要處在適宜而相同的狀態(tài)。,實(shí)驗(yàn)要采取 方法選取樣本，并具有可 性。,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要經(jīng)科學(xué)處理（如求 值、差值、比值等）。,因,全面,隨機(jī),重復(fù),平均,變量的確定和控制,實(shí)驗(yàn)變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者具有因果關(guān)系 。,變量的確定。,無(wú)關(guān)變量與額外變量 無(wú)關(guān)變量，也稱(chēng)控制變量，指實(shí)驗(yàn)中除實(shí)驗(yàn)變量以外的影響實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件；額外變量，也稱(chēng)干擾變量，指實(shí)驗(yàn)中由于無(wú)關(guān)變量所引起的變化和結(jié)果。,實(shí)驗(yàn)變量與反應(yīng)變量 實(shí)驗(yàn)變量也稱(chēng)為自變量，指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱的因素或條件；反應(yīng)變量，亦稱(chēng)因變量，指實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化和結(jié)果。,實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵之一在于控制無(wú)關(guān)變量或減少額外變量，以減少誤差。,變量的控制,檢測(cè)因變量：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和條件確定 的指 標(biāo)和方法。具體：觀察特異性顏色變化、沉淀反應(yīng)；觀察 形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理變化；測(cè)量生長(zhǎng)發(fā)育速度；測(cè)量生化反應(yīng) 速度。,控制無(wú)關(guān)變量：抵消或排除實(shí)驗(yàn)過(guò)程 對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的干擾；設(shè)法提供適宜條件，以排除 條件對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的影響；實(shí)驗(yàn)中的隨機(jī)取樣，可以排除因?qū)嶒?yàn)對(duì)象 差異和 因素對(duì)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的影響；重復(fù)實(shí)驗(yàn)，排除 因素的干擾，減少實(shí)驗(yàn)誤差。,操縱自變量：設(shè)法給研究對(duì)象施加干擾，造成實(shí)驗(yàn)對(duì)象的變化，從而使研究對(duì)象在被干擾狀態(tài)中反映出某種現(xiàn)象和屬性。 方法： 。,施加、改變、去除,觀察和測(cè)量,非自變量因素,不利環(huán)境,個(gè)體,主觀,偶然,對(duì)照的方法,相互對(duì)照。,通常，一個(gè)實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。實(shí)驗(yàn)組，是接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組：對(duì)照組，也稱(chēng)控制組，是常規(guī)處理或不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組。通常有以下對(duì)照類(lèi)型：,條件對(duì)照。,空白對(duì)照。,自身對(duì)照 。,例1.下圖的甲是在有光條件下綠色植物進(jìn)行光合作 用釋放氧氣的裝置；若要證明植物放氧必須在有 光的條件下進(jìn)行和有光條件下放氧必須有植物參 與，則作為甲的對(duì)照實(shí)驗(yàn)裝置分別是：,參考答案：乙和丙,例2（10分）綠豆種子萌發(fā)初期的生長(zhǎng)主要是胚軸的伸長(zhǎng)。某研究性學(xué)習(xí)小組從一個(gè)農(nóng)科所獲得了一種復(fù)合肥料，他們想探究這種復(fù)合肥料溶液在什么濃度范圍對(duì)綠豆萌發(fā)初期的生長(zhǎng)促進(jìn)作用最大。請(qǐng)你利用下列材料，參與他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 材料：做好標(biāo)記的大號(hào)培養(yǎng)皿若干個(gè)、剛萌發(fā)出一小段胚軸的綠豆種子若干組（10粒/組）、復(fù)合肥料顆粒、蒸餾水、脫脂棉、直尺等。 請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟。,配制一系列不同濃度的復(fù)合肥料溶液。分別測(cè)量已萌發(fā)綠豆胚軸的長(zhǎng)度，計(jì)算各組平均值，并作記錄。,（實(shí)驗(yàn)預(yù)處理，前測(cè)，或確定自變量和因變量）,將分別用不同濃度復(fù)合肥料溶液浸潤(rùn)過(guò)的脫脂棉，鋪在不同的培養(yǎng)皿中，再將幾組已萌發(fā)的綠豆分別放入其中。另外設(shè)置一個(gè)用蒸餾水代替復(fù)合肥料溶液處理的對(duì)照組。,將上述裝置放在溫度等外界環(huán)境條件適宜且相同的地方培養(yǎng)。,幾天后，再次測(cè)量綠豆胚軸長(zhǎng)度，計(jì)算各組平均值，并作記錄。,（分組處理，設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組）,（控制無(wú)關(guān)變量）,將實(shí)驗(yàn)前后的數(shù)據(jù)作比較分析，得出結(jié)果和結(jié)論 。,（數(shù)據(jù)處理，分析結(jié)果，得出結(jié)論）,（觀察記錄，后測(cè)，數(shù)據(jù)處理）,例3為了驗(yàn)證甲狀腺激素的生理作用，試以大白鼠的耗氧量和活動(dòng)量為觀察指標(biāo)，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并作出分析。 材料和用具：日齡相同體重相近的雄性成年大白鼠兩組，甲狀腺激素溶液，蒸餾水，灌胃器，耗氧量測(cè)定裝置，小動(dòng)物活動(dòng)測(cè)定儀等。(提示：給藥途徑為每日灌胃，給藥劑量和儀器操作不作考試要求，室溫恒定) (2)方法與步驟： (3)結(jié)果預(yù)測(cè)與分析：,方法與步驟： 將兩組大白鼠分別標(biāo)號(hào)為甲組和乙組，并分別用給出的儀器，測(cè)定與記錄耗氧量和活動(dòng)量。,結(jié)果預(yù)測(cè)與分析：未給甲狀腺激素時(shí)，甲、乙兩組鼠的耗氧量和活動(dòng)量相近。,每日用灌胃器給予甲組鼠灌胃甲狀腺激素溶液，給予乙組鼠灌胃等量的蒸餾水，飼養(yǎng)一定時(shí)間。,給甲組鼠甲狀腺激素后，其耗氧量和活動(dòng)量均大于乙組鼠。結(jié)果表明甲狀腺激素能促進(jìn)新陳代謝，加速體內(nèi)物質(zhì)的氧化分解，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，從而使動(dòng)物的耗氧量和活動(dòng)量增加。,測(cè)定與記錄甲、乙組鼠的耗氧量和活動(dòng)量。,例4某生物學(xué)小組為了研究陽(yáng)光對(duì)大豆發(fā)芽的影響，在兩個(gè)花盆里種了大豆，并設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)（如下表）。在這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該改正的錯(cuò)誤是： a、 兩個(gè)花盆都應(yīng)該放在向陽(yáng)的地方 b、 兩個(gè)花盆都應(yīng)該放在黑暗的地方 c、 兩個(gè)花盆的溫度不應(yīng)該一樣高 d 、兩個(gè)花瓶都應(yīng)該澆給充足的水,d,例5在驗(yàn)證酶的專(zhuān)一性的實(shí)驗(yàn)方法中正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果最關(guān)鍵的措施是： a取新鮮唾液并加以稀釋 b用斐林試劑驗(yàn)證淀粉被分解成麥芽糖 c用碘液檢驗(yàn)淀粉是否分解徹底 d必須要有對(duì)照實(shí)驗(yàn),d,例6為驗(yàn)證光是植物生長(zhǎng)發(fā)育的必要條件，設(shè)計(jì)如 下實(shí)驗(yàn)：選擇生長(zhǎng)狀況一致的小麥幼苗200株，隨機(jī) 均分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，分別處理并預(yù)期結(jié)果。下 面是關(guān)于實(shí)驗(yàn)組或?qū)φ战M的處理方法和預(yù)期結(jié)果的 幾種組合，其中正確的是：實(shí)驗(yàn)組 對(duì)照組 黑暗中培養(yǎng) 在光下培養(yǎng) 生長(zhǎng)良好 生長(zhǎng)不良 a b c d,b,例7（2004年廣州市模，8分）下列是“了解溫度對(duì)酵母菌無(wú)氧呼吸的影響”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。提供的材料用品是：干酵母；10ml玻璃注射器、膠塞、溫度計(jì)、酒精燈、量筒、大燒杯、10%葡萄糖溶液、蒸餾水、清水、冰塊等必需材料用品。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)原理和完成實(shí)驗(yàn)步驟。 實(shí)驗(yàn)原理：_。 實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：用量筒量取10ml10%葡萄糖溶液，煮沸冷卻后加入2克干酵母。 第二步：用3個(gè)10ml注射器各吸取配制好的葡萄糖酵母液 適量(約5ml)，排除注射器內(nèi)的空氣， 。 第三步： 第四步：,溫度可以影響酶的活性從而影響酵母菌新陳代謝的速度,酵母菌在無(wú)氧條件下通過(guò)無(wú)氧呼吸生成二氧化碳和酒精，通過(guò)測(cè)定二氧化碳的釋放量就可以測(cè)定無(wú)氧呼吸的強(qiáng)度。,用膠塞封住注射器的開(kāi)口,在3個(gè)大燒杯分別裝入清水，用酒精燈、冰塊、溫度計(jì)調(diào)節(jié)3個(gè)溫度，分別為100、40、0（所設(shè)的3種溫度條件必須有一種是40左右，其他兩種為兩個(gè)極端溫度）。把3個(gè)注射器分別放入3個(gè)大燒杯。,觀察相同時(shí)間內(nèi)3個(gè)注射器刻度的變化，記錄不同溫度（100、40、0）下二氧化碳的生成量。,例8(2006年廣東生物高考題，9分)科學(xué)研究已證實(shí)某類(lèi)有機(jī) 污染物對(duì)水生軟體動(dòng)物雌性個(gè)體有致畸作用，畸變雌性體內(nèi)出 現(xiàn)雄性生殖器官。近期某水域被該類(lèi)有機(jī)物x污染，為了解此 有機(jī)物對(duì)水生軟體動(dòng)物是否有致畸作用，生物興趣小組同學(xué)提 出開(kāi)展探究活動(dòng)。請(qǐng)利用中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室常用器材以及下列實(shí) 驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)材料和用具：采自未受污染水域、體重相近、性成熟的水 生螺(a螺) (300只)，解剖鏡，有機(jī)污染物x溶液，養(yǎng)殖池， 正常a螺雌、雄性器官解剖圖譜等。（提示：給藥劑量、具體 儀器操作不作要求，室溫恒定，養(yǎng)殖時(shí)間30天：a螺為雌雄異 體，性別特征可在解剖鏡下鑒定。） (1)擬定課題名稱(chēng)： 。 (2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟： 。 (3)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。,例5參考答案：（9分） 探究有機(jī)污染物x對(duì)a螺雌性器官畸變的作用（2分）。 隨機(jī)取a螺數(shù)只解剖，對(duì)照解剖圖譜，識(shí)別雌、雄生殖器官特征（l分）； 將a螺隨機(jī)分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，每組100只（至少30只）；向?qū)嶒?yàn)組養(yǎng)殖池中加人一定體積的有機(jī)污染物x溶液，對(duì)照組加入等體積的蒸餾水（1分）。 飼養(yǎng)和其他條件均相同。 養(yǎng)殖30天后，將各養(yǎng)殖池中a螺在解剖鏡下解剖觀察并與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)照，記錄性畸變雌螺數(shù)量（l分）； 計(jì)算雌、雄個(gè)體性畸變百分率（l分）。 對(duì)照組雌性和雄性螺類(lèi)生殖器官正常（l分）； 實(shí)驗(yàn)組雌性個(gè)體出現(xiàn)性畸變（1分）。,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟的基本程序應(yīng)該包括：關(guān)注實(shí)驗(yàn) 的預(yù)處理（包括前測(cè)）。設(shè)計(jì)單因子變量對(duì)照 實(shí)驗(yàn)：僅一個(gè)變量（實(shí)驗(yàn)變量或自變量）。其 余無(wú)關(guān)變量一律相同，且應(yīng)處于最佳狀態(tài)。具 體實(shí)驗(yàn)的觀察和記錄（包括后測(cè)）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 的統(tǒng)計(jì)處理。但考生普遍漏寫(xiě)了第步相當(dāng)于前 測(cè)的操作；漏寫(xiě)了第步有關(guān)實(shí)驗(yàn)的觀察和記錄 （包括后測(cè)）；漏寫(xiě)了第步有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng) 計(jì)處理的內(nèi)容，即計(jì)算雌、雄個(gè)體性畸變的百分 率。反映出學(xué)生對(duì)研究性課題活動(dòng)的開(kāi)展中涉及 到的課題選擇和方法步驟的確定等基本問(wèn)題的掌 握還存在較多的缺陷。,關(guān)于13年高考對(duì)考生實(shí)驗(yàn)與探究能力的要求可以進(jìn)行如下解讀： 1能夠正確使用一般的實(shí)驗(yàn)器具，掌握采集和處理實(shí)驗(yàn)材料、 進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作、生物繪圖等技能。 2客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象。 3通過(guò)觀察或從現(xiàn)實(shí)生活中提出與生物學(xué)相關(guān)可探究的問(wèn)題。 4分析問(wèn)題，闡明與研究該問(wèn)題相關(guān)的知識(shí)。 5確認(rèn)變量（自變量、因變量、無(wú)關(guān)變量）。 6作出假設(shè)和預(yù)期（有關(guān)/無(wú)關(guān)）（促進(jìn)或抑制）。 7設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案(包括分組與標(biāo)記、設(shè)置對(duì)照、排除 無(wú)關(guān)變量、前測(cè)和后測(cè)等)。 8實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，收集證據(jù)（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表等）。 9利用數(shù)學(xué)方法處理、解釋數(shù)據(jù)（求均值、差值、比值，作 曲線圖、柱型圖等）。 10根據(jù)數(shù)據(jù)作出合理判斷。 11用準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)、圖表介紹研究方法和結(jié)果，闡明觀點(diǎn)。 12聽(tīng)取他人的意見(jiàn)，利用證據(jù)和邏輯對(duì)自己的結(jié)論進(jìn)行辯 護(hù)及作必要的反思和修改。,我們可以從四個(gè)方面16個(gè)角度展開(kāi)對(duì)考生的實(shí)驗(yàn)與探究能力的考 查與