2019高中生物实验设计专题学案(含答案及解析-用)-副本(可编辑修改word版).pdf
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1、1高中生物实验设计专题高中生物实验设计专题一、实验题按能力要求可划分为一、实验题按能力要求可划分为四大题型四大题型:(1 1)实验分析题型实验分析题型;(2 2)实验方案的纠错或完善题型实验方案的纠错或完善题型;(3 3)实验设计题型(验证性实验;探究性实验)实验设计题型(验证性实验;探究性实验);(4 4)实验有关的综合类题型实验有关的综合类题型。二、实验设计的一般模型:二、实验设计的一般模型:审题审题浏览试题浏览试题 明确要求明确要求 挖掘条件:挖掘条件:认真审题辨信息,明确目的联已知认真审题辨信息,明确目的联已知。类型类型分析分析验证性验证性实验题实验题探究性探究性实验题实验题实验目的实
2、验目的试题中已知,用线画出即可试题中已知,用线画出即可把试题中提出的把试题中提出的问题变为陈述句问题变为陈述句。即即探究(研究)自探究(研究)自变量与因变量的关系变量与因变量的关系(目的、课题目的、课题,结论是确定自变结论是确定自变量与因变量的具体关系量与因变量的具体关系)。)。实验假设实验假设不需要假设不需要假设对探究问题对探究问题提出一种可能性提出一种可能性原理分析原理分析实验原理即实验所依据的科学道理,涉及到生物学及相关学科中的哪些方法和原理。要实验原理即实验所依据的科学道理,涉及到生物学及相关学科中的哪些方法和原理。要结合课本结合课本所学知识,并所学知识,并充分利用题中给出的实验条件充
3、分利用题中给出的实验条件,来确定实验原理。,来确定实验原理。材料分析材料分析一般试题会给出材料用具,但完全开放性试题要求根据实验目的,自主选择实验材料和一般试题会给出材料用具,但完全开放性试题要求根据实验目的,自主选择实验材料和用具(用具(原则:不要少用也不要多用原则:不要少用也不要多用)。)。步骤步骤 1 1获取变量,取材、分组并编号获取变量,取材、分组并编号:获取实验中的:获取实验中的自变量自变量(唯一不同的量(唯一不同的量 )(及)(及无无关变量关变量和和因变量因变量),将),将若干若干生长状况、大小等生长状况、大小等相同相同的材料(用具)的材料(用具)均分均分若干组,若干组,并用并用
4、1 1、2 2、33等标号。要注意等标号。要注意对照对照、控制变量控制变量、平行重复平行重复等原则。等原则。步骤步骤 2 2材料处理材料处理:不施加不施加自变量(自变量(自然条件或模拟自然条件自然条件或模拟自然条件)设为)设为对照组对照组;施加施加自变量,设为自变量,设为实验组实验组(也可能是(也可能是相互对照相互对照););控制无关变量,即控制无关变量,即其他条件相其他条件相同且适宜同且适宜。(注意对照原则、。(注意对照原则、可操作性原则可操作性原则和平行重复原则)和平行重复原则)步骤步骤 3 3在相同且适宜条件下反应或培养一段时间。在相同且适宜条件下反应或培养一段时间。注:若题干中没有具体
5、数据,则用定性语言注:若题干中没有具体数据,则用定性语言“等量、适量等量、适量”来表述。来表述。变量分析变量分析步骤步骤 4 4观察(或测量或测定)和记录最直接、最简单的因变量,并求平均值观察(或测量或测定)和记录最直接、最简单的因变量,并求平均值:寻找具:寻找具有有可操作性的观察指标可操作性的观察指标(特异颜色变化、沉淀反应;形态结构、生理特征变化(特异颜色变化、沉淀反应;形态结构、生理特征变化等),或等),或测定指标测定指标(生长发育速度、生化反应速度等)、记录数据。(生长发育速度、生化反应速度等)、记录数据。结果分析结果分析根据实验原理根据实验原理确定已知实验结果确定已知实验结果,并对实
6、验结果进行并对实验结果进行准确描述准确描述实验结论实验结论对应实验目的做出对应实验目的做出肯定结论肯定结论对应假设,对应假设,分类讨论分类讨论:指出自变量与因变量有什么具指出自变量与因变量有什么具体关系体关系。即若即若(结果),则(结果),则(结论)(结论)。一般有一般有 3 3 种情况:种情况:若实验组和对照组若实验组和对照组无显著差异无显著差异(A=BA=B),则自变量),则自变量无影响无影响;若实验组比对照组若实验组比对照组好好(A AB B),则自变量),则自变量有利有利;若实验组比对照组若实验组比对照组差差(A AB B),则自变量),则自变量不利不利。(如果是相互对照,也分类讨论)
7、(如果是相互对照,也分类讨论)正确表达正确表达将实验分析的成果用将实验分析的成果用语言语言或或表格表格或或图形图形(曲线、柱形图等)予以表达(曲线、柱形图等)予以表达 检查检查检查实验设计及语言表达有没有科学性错误检查实验设计及语言表达有没有科学性错误 2三、对照原则、控制变量原、平行重复原则及预实验的三、对照原则、控制变量原、平行重复原则及预实验的意义意义1、对照原则对照原则:排除实验操作等误差,排除食物、溶剂等影响,:排除实验操作等误差,排除食物、溶剂等影响,说明实验结果单纯由于某个实验条件的说明实验结果单纯由于某个实验条件的不同(即自变量)产生。通过对比,增强实验结果的说服力不同(即自变
8、量)产生。通过对比,增强实验结果的说服力。2、控制变量(单一变量或等量、随机、均分)原则控制变量(单一变量或等量、随机、均分)原则:排除环境因素(无关变量)对实验的干扰,排除排除环境因素(无关变量)对实验的干扰,排除实验偶然性,提高实验正确率实验偶然性,提高实验正确率。3、平行重复原则平行重复原则:取多个或重复实验求平均值,:取多个或重复实验求平均值,排除实验材料个体差异或实验操作等误差对实验结果排除实验材料个体差异或实验操作等误差对实验结果的影响,减少实验误差的影响,减少实验误差。4、预实验预实验:为进一步实验摸索条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周、盲为进一步实验摸索
9、条件,也可以检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周、盲目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费目开展实验而造成人力、物力和财力的浪费。四、实验结果记录表格和图形(曲线图、柱形图)模式四、实验结果记录表格和图形(曲线图、柱形图)模式结果分析及结论结果分析及结论:指出自变量与因变量有什么具体关系指出自变量与因变量有什么具体关系。即。即若若(结果)(结果),则则(结论)(结论)。特别注意:不论是表格,还是曲线图、柱形图,都需要有特别注意:不论是表格,还是曲线图、柱形图,都需要有标题标题(即(即自变量与因变量的关系表或图自变量与因变量的关系表或图)。1、1 个自变量个自变量1)1 个自变量,个自
10、变量,1 个或多个因变量个或多个因变量12345自变量(根据题确定)自变量(根据题确定)实验组别实验组别对照组对照组实验组实验组 1实验组实验组 2实验组实验组 3实验组实验组 4因变量因变量 1因变量因变量 2因变量因变量 3因变量因变量(根据题(根据题确定)确定)如:如:曲线图如(柱形图略):曲线图如(柱形图略):实验组别实验组别12345汞溶液浓度(汞溶液浓度(mg/Lmg/L)05102550发芽种子的平均数(单位)发芽种子的平均数(单位)幼苗的平均根长(单位)幼苗的平均根长(单位)自变量自变量因变量因变量32)1 个自变量,个自变量,1 个因变量,多个平行或重复实验个因变量,多个平行
11、或重复实验12345自变量(根据题确定)自变量(根据题确定)实验组别实验组别对照组对照组实验组实验组 1实验组实验组 2实验组实验组 3实验组实验组 4123平行或重平行或重复组复组(根据题(根据题确定)确定)平均值平均值(因变量单位(因变量单位/自变自变量单位)量单位)如:如:NAA 浓浓度度 (ppm)每根枝条的生根数量每根枝条的生根数量枝条编号枝条编号22.533.544.555.56第第 1 枝条枝条第第 2 枝条枝条第第 3 枝条枝条第第 4 枝条枝条第第 5 枝条枝条每一枝条平均生根数量(条)每一枝条平均生根数量(条)曲线图如(柱形图略):曲线图如(柱形图略):(自变量)(自变量)
12、(因变量)(因变量)42、2 个自变量个自变量 自变量自变量 1 因变量因变量自变量自变量 2对照组对照组实验组实验组 1实验组实验组 2实验组实验组 3实验组实验组 4对照组对照组实验组实验组 a实验组实验组 b实验组实验组 c实验组实验组 d如:如:曲线图如:曲线图如:(自变量(自变量2)(因变量)(因变量)(自变量(自变量1)5五、专题训练(一)、实验分析题型1某生物兴趣小组用迎春枝条作实验材料,做了探究 NAA 促进扦插枝条生根最适浓度实验的预实验,结果如图所示。请根据预实验结果,设计进一步的探究实验:材料用具:生长旺盛的一年生迎春枝条若干、烧杯、量筒、培养皿、NAA、蒸馏水等。配制溶
13、液:配制浓度依次为 2ppm、2.5ppm、3ppm6ppm 的 NAA 溶液 9 份(溶液浓度梯度差为 0.5ppm)。解析:由曲线图可知,促进生根的最适浓度在 2ppm6ppm 之间,又题干要求浓度梯度差为0.5ppm,因此配制浓度梯度依次为 2ppm、2.5ppm、3ppm6ppm 的 NAA 溶液 9 份。实验步骤:将长势相同的、等长大小的迎春枝条随机平均分成 9 份,每份 5 枝;(解析:获取变量,取材分组并编号;遵循对照原则、控制变量原则、平行重复原则。因此本实验的目的是探究最适浓度,因此不需设制空白对照,而是相互对照。)浸泡:将 9 份枝条的基部分别浸泡在 2ppm、2.5ppm
14、、3ppm6ppm 的 NAA 溶液中 ;(解析:材料处理。)一天后,取出枝条放在适宜相同条件下分别进行扦插培养 ;(解析:在相同且适宜条件下反应或培养一段时间。)十天后,对扦插枝条的生根情况进行统计记录 。(解析:观察(测量、检测)最直接、最简单的因变量。)该实验应控制好两个主要无关变量是:各组枝条处理时间要长短一致 所用植物材料尽可能做到条件相同 。(解析:影响本实验的无关变量有枝条处理时间、枝条来源部位、温度、扦插的土壤条件等。)请你设计一个表格来呈现实验现象。NAA 浓度 (ppm)每根枝条的生根数量枝条编号22.533.544.555.56第 1 枝条第 2 枝条第 3 枝条第 4
15、枝条第 5 枝条每一枝条平均生根数量(条)解析:自变量与因变量的关系。62南方红豆杉为世界珍稀濒危物种,具有极其重要的药用和经济价值。虽可利用种子繁殖,但种子的休眠期长,种子萌发率低,为挽救这一珍稀濒危物种,某学校研究性学习小组围绕提前解除种子休眠提高发芽率这一目标,做了如下实验探究,通过实验得到了下表中的实验结果。请分析回答:处理方法发芽率机械破损后直接播种282%005%赤霉素浸种 24 小时238%机械破损后,再用 005%赤霉素浸种 24 小时804%机械破损后,再用 40的 005%赤霉素浸种 24 小时966%(1)根据该小组的研究内容,请为他们的研究课题拟定一课题名称:打破(提前
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