高中生物二輪復習：實驗設計專題

1、實驗目的實驗目的:明確要干什么明確要干什么?實驗原理實驗原理:明確實驗的依據是什么明確實驗的依據是什么?實驗材料實驗材料:科學合理科學合理,易得易得.主要步驟主要步驟:取材分組取材分組;設置變量設置變量;觀察記錄觀察記錄 做出預期或分析結果做出預期或分析結果得出結論得出結論對考綱要求的實驗內容應明確對考綱要求的實驗內容應明確1.什么是實驗設計：什么是實驗設計：2.實驗設計應遵循的一般原則：實驗設計應遵循的一般原則： 實驗設計就是根據實驗目的，確定實實驗設計就是根據實驗目的，確定實驗的原理，選擇實驗的材料和用具，并驗的原理，選擇實驗的材料和用具，并用文字的形式制定的合理的實驗方案。用文字的形式制

2、定的合理的實驗方案。3.實驗的變量實驗的變量實驗的目的就是獲得實驗變量與反應變量之間的關實驗的目的就是獲得實驗變量與反應變量之間的關系系 實驗組、對照組設置的正確與否，關鍵是如何在施加的實驗組、對照組設置的正確與否，關鍵是如何在施加的實驗變量不同實驗變量不同的條件下，盡量保證的條件下，盡量保證“其它條件的完全其它條件的完全相同相同”。具體來說有如下具體來說有如下四個方面：四個方面： 所用生物材料所用生物材料的種類、數量、質量、來源和生理狀況的種類、數量、質量、來源和生理狀況等方面要盡量相同或至少大致相同，而且適量。等方面要盡量相同或至少大致相同，而且適量。 所用實驗器具所用實驗器具的品種和型號

3、要相同。的品種和型號要相同。 所用實驗試劑所用實驗試劑的成分、濃度、體積等都要相同。尤其的成分、濃度、體積等都要相同。尤其要注意體積等量且適量的問題。要注意體積等量且適量的問題。 所用處理方法所用處理方法要相同，如保溫或冷卻；攪拌或振蕩都要相同，如保溫或冷卻；攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說，看起來似乎是要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說，看起來似乎是毫無意義的，但最好還是要作同樣的處理。毫無意義的，但最好還是要作同樣的處理。一個實驗必須具有實驗組和對照組一個實驗必須具有實驗組和對照組, ,實實驗組一般是接受實驗變量處理的對象驗組一般是接受實驗變量處理的對象組組, ,對照

4、組一般是不接受實驗變量處理對照組一般是不接受實驗變量處理的對象組。的對象組。對照的方法：對照的方法：空白對照空白對照驗證胰高血糖素具有升高血糖作用的實驗驗證胰高血糖素具有升高血糖作用的實驗中，實驗組給予生理鹽水配制的適宜濃度中，實驗組給予生理鹽水配制的適宜濃度的胰高血糖素溶液，對照組給予等量的生的胰高血糖素溶液，對照組給予等量的生理鹽水作對照理鹽水作對照空白對照組空白對照組實驗組實驗組質壁分離復原質壁分離復原質壁分離質壁分離 探究性實驗探究性實驗 驗證性實驗驗證性實驗實驗目實驗目的的探究研究對象的未知屬性、特探究研究對象的未知屬性、特征以及與其他因素的關系征以及與其他因素的關系驗證研究對象的已

5、知屬驗證研究對象的已知屬性、特征以及與其他因性、特征以及與其他因素的關系素的關系實驗假實驗假設設往往具有多種可能往往具有多種可能因結果已知，故不存在因結果已知，故不存在假設假設實驗過實驗過程程不定不定模仿已經作過的模仿已經作過的實驗對實驗對象象未知，可以不描述未知，可以不描述已知，應準確描述已知，應準確描述實驗結實驗結果預測果預測對應假設，分類討論。采用對應假設，分類討論。采用“若若A則則B”的形式表述，的形式表述，無無實驗結實驗結論論無無對應所給實驗目的，得對應所給實驗目的，得出肯定結論出肯定結論2.2.5.5.如何進行實驗設計：如何進行實驗設計： （1）認真審題確定實驗類型，明確實驗目的）

6、認真審題確定實驗類型，明確實驗目的（2）分析實驗材料，明確實驗原理，確定實驗）分析實驗材料，明確實驗原理，確定實驗思路思路準備和選材準備和選材:后面步驟中要用到的東西（試劑、材后面步驟中要用到的東西（試劑、材料等），如果題目沒有給出，則必須在前面的步料等），如果題目沒有給出，則必須在前面的步驟中準備好，如實驗中要用蔗糖液，而題目中只驟中準備好，如實驗中要用蔗糖液，而題目中只給出蔗糖，我們就要先配制好蔗糖液；題目中如給出蔗糖，我們就要先配制好蔗糖液；題目中如果已經給好（如給的是配好的試劑），則不需再果已經給好（如給的是配好的試劑），則不需再配制了。選材應保持條件相同（如：日齡相同、配制了。選材應

7、保持條件相同（如：日齡相同、體重相近的雄性成年大白鼠）體重相近的雄性成年大白鼠） （3）設計實驗步驟（單一變量、對照）設計實驗步驟（單一變量、對照）第一步：編組標號：研究對象、器皿等要編第一步：編組標號：研究對象、器皿等要編組標號，設立實驗組和對照組；組標號，設立實驗組和對照組；第二步：實驗處理：分別對實驗組和對照組第二步：實驗處理：分別對實驗組和對照組施加單一變量（確定實驗變量）；除實驗施加單一變量（確定實驗變量）；除實驗變量外，對實驗組和對照組的處理、培養(yǎng)變量外，對實驗組和對照組的處理、培養(yǎng)或飼養(yǎng)等條件應要相同，即（控制無關變或飼養(yǎng)等條件應要相同，即（控制無關變量）。量）。 第三步：培養(yǎng)（

8、或飼養(yǎng)）、觀察、記錄第三步：培養(yǎng)（或飼養(yǎng)）、觀察、記錄:觀察觀察記錄實驗現象和實驗數據記錄實驗現象和實驗數據. （4）預測實驗結果，分析討論）預測實驗結果，分析討論6.6.實驗設計的注意事項：實驗設計的注意事項：（1）題目中提供的實驗材料、器皿，一般情況下都有用、都）題目中提供的實驗材料、器皿，一般情況下都有用、都要用，我們需要考慮的是怎樣用？要用，我們需要考慮的是怎樣用？（2）步驟設計一般不宜連續(xù)表述，往往需要分段進行，并加）步驟設計一般不宜連續(xù)表述，往往需要分段進行，并加以編號如以編號如“、”（3）凡實驗中涉及到兩組或兩組以上，所用器材需用）凡實驗中涉及到兩組或兩組以上，所用器材需用1、2

9、、3或或A、B、C或甲、乙、丙或甲、乙、丙等加以編號便于區(qū)分。等加以編號便于區(qū)分。（4）在量上難以做到準確的量化描述，應盡可能用）在量上難以做到準確的量化描述，應盡可能用“定性定性”的語言表達。如：的語言表達。如：“一段時間一段時間”、“適宜的溫度適宜的溫度”、“適量適量的的”、“一定量的一定量的”、 “適宜的條件適宜的條件”等。等。 （5）兩種溶液混合，注意要振蕩混合均勻。涉及到一些相關）兩種溶液混合，注意要振蕩混合均勻。涉及到一些相關實驗處理時，要有相應的處理條件、時間的描述。實驗處理時，要有相應的處理條件、時間的描述。（6）用規(guī)范的科學術語表述，語言要精煉）用規(guī)范的科學術語表述，語言要精

10、煉7.實驗結果的預測和分析實驗結果的預測和分析對結果進行預測和分析時，必須對結果進行預測和分析時，必須將每一種可能性都列出來進行逐將每一種可能性都列出來進行逐一的分析。一的分析。表述形式：若表述形式：若，則，則。只要寫出正確的結果并分析即可只要寫出正確的結果并分析即可探究性實驗：探究性實驗：驗證性實驗：驗證性實驗：實驗評價題應對策略：實驗評價題應對策略：n看有無對照實驗，如果有看對照設計是否合理?？从袩o對照實驗，如果有看對照設計是否合理。 n看實驗是否遵循了單一變量原則?？磳嶒炇欠褡裱藛我蛔兞吭瓌t。n看實驗步驟的順序是否合理，步驟是否完整?？磳嶒灢襟E的順序是否合理，步驟是否完整。n看實驗儀器

11、、藥劑的使用的是否合理。藥劑的配看實驗儀器、藥劑的使用的是否合理。藥劑的配備、使用及用量的大小。備、使用及用量的大小。 n看實驗結果的驗證是否合理?？磳嶒灲Y果的驗證是否合理。n試題明確給出了試驗目的、原理和設計步驟，要試題明確給出了試驗目的、原理和設計步驟，要求把步驟中的錯誤之處指出來并加以改正。求把步驟中的錯誤之處指出來并加以改正。例題：例題：絕大多數酶的化學本質是蛋白質。請根絕大多數酶的化學本質是蛋白質。請根據提供的實驗材料和用具，請設計一個實驗對此據提供的實驗材料和用具，請設計一個實驗對此加以證明。加以證明。一、實驗材料和用具一、實驗材料和用具 一定濃度一定濃度蛋白酶蛋白酶溶液溶液 、質

12、量分數、質量分數1%1%的的可溶可溶性性淀粉淀粉溶液溶液 、唾液、斐林試劑、試管、唾液、斐林試劑、試管、 大小燒大小燒杯、酒精燈、三腳架、溫度計、杯、酒精燈、三腳架、溫度計、蒸餾水蒸餾水、滴管、滴管二、實驗步驟二、實驗步驟三、實驗結果和結論三、實驗結果和結論實驗中的鑒定試劑是斐林試劑實驗中的鑒定試劑是斐林試劑還原糖，但材料中沒有，給的糖是淀粉還原糖，但材料中沒有，給的糖是淀粉常用來鑒定常用來鑒定材料中材料中有唾液有唾液還原糖可由淀粉經酶解得到還原糖可由淀粉經酶解得到但這些似乎和證明酶是蛋白質無關！但這些似乎和證明酶是蛋白質無關！用蛋白酶先處理唾液淀粉酶用蛋白酶先處理唾液淀粉酶 ！ ！針對實驗目

13、的，對各種實驗材料和用具進行逐針對實驗目的，對各種實驗材料和用具進行逐一分析，聯系教材中的知識點和相關原理，理一分析，聯系教材中的知識點和相關原理，理清思路，最終確立實驗思路清思路，最終確立實驗思路實驗思路實驗思路實驗思路實驗思路使用斐林試劑鑒定使用斐林試劑鑒定使用斐林試劑鑒定使用斐林試劑鑒定1 1%的淀粉糊混合、保溫的淀粉糊混合、保溫1 1%的淀粉糊混合、保溫的淀粉糊混合、保溫蛋白酶蛋白酶處理唾液處理唾液實驗組實驗組對照組對照組蒸餾水蒸餾水處理唾液處理唾液實驗步驟：實驗步驟：（1）取兩個試管，分別編號為）取兩個試管，分別編號為1號和號和2號，然后各注入號，然后各注入2ml唾唾液液（2）1號試

14、管中加入一定量蛋白酶溶液，向號試管中加入一定量蛋白酶溶液，向2號試管中加入等號試管中加入等量蒸餾水作對照，振蕩，量蒸餾水作對照，振蕩，37恒溫水浴中保溫一定時間恒溫水浴中保溫一定時間（3）向兩支試管中各加入）向兩支試管中各加入2ml1%的可溶性淀粉溶液的可溶性淀粉溶液 ，振蕩，振蕩。放在。放在37恒溫水浴中保溫一定時間恒溫水浴中保溫一定時間（4）向兩支試管中各加入）向兩支試管中各加入2ml斐林試劑斐林試劑，振蕩。用酒精燈加，振蕩。用酒精燈加熱沸水浴熱沸水浴1分鐘分鐘（5）觀察是否出現磚紅色沉淀并紀錄）觀察是否出現磚紅色沉淀并紀錄三、實驗結果和結論三、實驗結果和結論1號試管不出現磚紅色沉淀，號試

15、管不出現磚紅色沉淀，2號試管出現磚紅號試管出現磚紅色沉淀。證明唾液淀粉酶是蛋白質。色沉淀。證明唾液淀粉酶是蛋白質。探究實驗：植物細胞的吸水和失水提出問題提出問題作出假設作出假設設計實驗設計實驗進行實驗進行實驗分析結果分析結果（原生質層是一層半透膜嗎？）原生質層是一層半透膜嗎？）（原生質層相當于一層半透膜）（原生質層相當于一層半透膜）設計設計方案方案（按預定方案進行實驗）（按預定方案進行實驗）（分析實驗結果，得出結論：分析實驗結果，得出結論：）預期預期結果結果將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液將植物細胞浸潤在較高濃度的蔗糖溶液中，觀察其大小的變化；再將細胞浸潤中，觀察其大小的變化；再將細胞浸潤在

16、清水中，觀察其大小的變化。在清水中，觀察其大小的變化。在蔗糖溶液中植物細胞的中央液泡會變在蔗糖溶液中植物細胞的中央液泡會變小，細胞皺縮；在清水中植物細胞的中小，細胞皺縮；在清水中植物細胞的中央液泡會變大，細胞膨脹。央液泡會變大，細胞膨脹。探究實驗： ：測定植物細胞液的大致濃度測定植物細胞液的大致濃度 提出問題提出問題作出假設作出假設設計實驗設計實驗進行實驗進行實驗分析結果分析結果植物細胞液的具有一定的濃度植物細胞液的具有一定的濃度 ？植物細胞液的濃度介于未發(fā)生質壁分離的最大植物細胞液的濃度介于未發(fā)生質壁分離的最大外界溶液濃度和發(fā)生質壁分離時的最小外界溶外界溶液濃度和發(fā)生質壁分離時的最小外界溶液

17、濃度之間液濃度之間 設計設計方案方案（分析實驗結果，得出結論：分析實驗結果，得出結論：）預期預期結果結果將植物細胞分別浸潤在已配制具有一系將植物細胞分別浸潤在已配制具有一系列列 ，觀察其初始質，觀察其初始質壁分離變化，引起壁分離變化，引起50%左右細胞發(fā)生初左右細胞發(fā)生初始質壁分離的蔗糖溶液濃度始質壁分離的蔗糖溶液濃度 就是細胞液就是細胞液的濃度的濃度在某一蔗糖溶液濃度可見到有在某一蔗糖溶液濃度可見到有50%左右細左右細胞的角隅處開始出現原生質體離開細胞壁。胞的角隅處開始出現原生質體離開細胞壁。濃度梯度的蔗糖溶液濃度梯度的蔗糖溶液培養(yǎng)皿蔗糖溶液濃度（mol/l)發(fā)生質壁分離的比例10.220.

18、330.440.550.660.770.880.9一系列濃度梯度的蔗糖溶液實驗原理實驗原理 ：方法步驟方法步驟 ：當植物缺少某種必需礦質元素時，就會嚴重影當植物缺少某種必需礦質元素時，就會嚴重影響植物的生長和發(fā)育，并出現特有的病癥響植物的生長和發(fā)育，并出現特有的病癥分別配制完全培養(yǎng)液、缺鎂的完全培養(yǎng)液分別配制完全培養(yǎng)液、缺鎂的完全培養(yǎng)液取符合要求的玻璃容器若干個，分為取符合要求的玻璃容器若干個，分為A A、B B兩組，兩組，分別加入分別加入等量等量的培養(yǎng)液。的培養(yǎng)液。A A組用完全培養(yǎng)液，作為組用完全培養(yǎng)液，作為對照；對照；B B組用缺鎂的完全培養(yǎng)液，并貼上標簽。每組用缺鎂的完全培養(yǎng)液，并貼上

19、標簽。每個培養(yǎng)瓶中分別種一棵個培養(yǎng)瓶中分別種一棵長勢良好、大小相似的長勢良好、大小相似的玉玉米幼苗，并作好記錄米幼苗，并作好記錄將這些裝置放在溫度、光照等條件相同且適宜的環(huán)境將這些裝置放在溫度、光照等條件相同且適宜的環(huán)境下培養(yǎng)，定時補充相應的培養(yǎng)液并定期給培養(yǎng)液通氣下培養(yǎng)，定時補充相應的培養(yǎng)液并定期給培養(yǎng)液通氣定時觀察、記錄、比較兩組玉米幼苗的生長狀況定時觀察、記錄、比較兩組玉米幼苗的生長狀況例1:設計實驗探究Mg是否是植物的必需礦質元素 結果：結果：結論：結論：鎂是植物生長所必需的礦質元素。鎂是植物生長所必需的礦質元素。用完全培養(yǎng)液培養(yǎng)的玉米生長情況良好，用完全培養(yǎng)液培養(yǎng)的玉米生長情況良好，

20、而用缺鎂的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)的玉米生長情而用缺鎂的完全培養(yǎng)液培養(yǎng)的玉米生長情況不良，葉色發(fā)黃。況不良，葉色發(fā)黃。例例2：C4植物葉片中，葉肉細胞和維管束鞘細胞都有植物葉片中，葉肉細胞和維管束鞘細胞都有葉綠體，都能進行光合作用，請設計實驗探索光合作葉綠體，都能進行光合作用，請設計實驗探索光合作用的產物淀粉產生的部位。預測結果并分析結果。用的產物淀粉產生的部位。預測結果并分析結果。 實驗材料和用具實驗材料和用具：C4植物的健壯植株，碘植物的健壯植株，碘-碘碘化鉀試劑，酒精、酒精燈、燒杯、鐵架臺、石化鉀試劑，酒精、酒精燈、燒杯、鐵架臺、石棉網、刀片、清水、濾紙、鑷子、顯微鏡等棉網、刀片、清水、濾紙、鑷子

21、、顯微鏡等一、選擇一株健壯的一、選擇一株健壯的C C4植物，放置在黑暗下植物，放置在黑暗下“饑餓饑餓”處理處理 數小時，消耗完植物體內貯存的淀粉。數小時，消耗完植物體內貯存的淀粉。二、將該植物置于光下一小時。二、將該植物置于光下一小時。三、取一完好葉片，置于酒精中隔水加熱脫色。三、取一完好葉片，置于酒精中隔水加熱脫色。四、對葉片進行橫向徒手切片，制作臨時裝片。并用碘四、對葉片進行橫向徒手切片，制作臨時裝片。并用碘 液染色。液染色。五、用顯微鏡進行觀察染色的部位。五、用顯微鏡進行觀察染色的部位。實驗步驟：實驗步驟：結果結果結論結論維管束鞘細胞和葉肉細胞都變藍維管束鞘細胞和葉肉細胞都變藍維管束鞘細胞和葉肉細胞都合成淀粉維管束鞘細胞和葉肉細胞都合成淀粉維管束鞘細胞不變藍，葉肉細胞維管束鞘細胞不變藍，葉肉細胞變藍變藍維管束鞘細胞不合成淀