教学-生物实验设计.ppt

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1、【中学生物相关资料】中学生物实验设计的一般方法生物学研究的一般方法？发现问题（观察和实验）（见前言）提出假说设计实验分析实验结果（现象）得出结论中学生物实验设计的一般方法中学生物实验分探究性实验和验证性实验，其区别在于探究性实验其假设不一定正确，故实验结果有多种可能，而验证性实验其假设一定正确，故实验结果只有一个。一.实验分类二.生物实验的一般概念1.自变量和因变量自变量，也称为实验变量，是指实验中由实验者所施加的因素或条件。自变量一般是由实验目的所确定的。因变量，亦称反应变量，是指实验中由于自变量而引起的变化和结果。通常自变

2、量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果关系。例如，在“探究温度种子萌发的影响”的实验中，所给定的低温(冰块)、适温(37℃)、高温就是自变量。而由于低温、适温、高温条件变化，种子的萌发率也不同，这就是因变量，该实验证明和提示了温度变化(自变量)与种子萌发率高低不同(因变量)间的因果关系。2.无关变量无关变量，也称控制变量，是指实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素和条件。如上述实验中除自变量(温度)以外，空气中氧浓度，种子的种类,种子的数量,种子含水量,实验室的光照状况等等，都属于

3、无关变量。为了减少无关变量对实验的影响，要求对各组实验处在相同、均衡、适宜的实验环境中进行；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对各个实验组的给定不等同、不均衡、不适宜，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成实验误差。实验的关键之一在于控制无关变量,从而减少额外变量，也就是说要使不同实验组同时处在相同且适宜的环境因素下进行，以减少实验误差。三.生物实验的一般原则1.对照性原则为了排除无关变量对实验的干扰。在实验设计中，通常设置对照组，通过干预或控制研究对象以减少实验误差，可使实验结果更具说明力和科学性。2.单一变量

4、原则可以揭示自变量与因变量间的相互关系。常用的实验设计方法是：实验组和对照组只改变所要研究的某一变量（自变量），控制其他变量相同且适宜,通过对照实验，观察其对实验结果的影响，从而得出科学的结论。3.随机性原则为了排除实验对象的个体差异对实验的影响。具体设计方法是：对实验材料进行随机分组。4.重复性原则多组重复实验，以提高实验设计的原理、实验结果的预期、实验的各环节的可靠性。四.生物实验设计的一般思路生物实验设计的一般思路，可归纳为如下口诀：自变量是什么，如何施加？因变量是什么，如何揭示？无关变量是什么，如何控制？(其它条件相同

5、且适宜)实验步骤例:实验设计：验证“二氧化碳是绿色植物光合作用所必须的原料”。①“自变量是什么，如何施加？”显然根据题意，自变量是二氧化碳，那么如何施加自变量呢？可取两玻璃钟罩，编号为A和B，各放入同种长势相同盆栽植物一株，其中A中加适量NaHCO3，利用其水解可产生二氧化碳；B中加等量NaOH，利用其吸收二氧化碳，使装置B缺少二氧化碳。如何解答这个题目呢？根据上述口诀，可作如下分析。②“因变量是什么，如何揭示？”显然因变量是绿色植物是否发生了光合作用，那么如何揭示植物发生了光合作用呢？可以利用光合作用可产生淀粉这一事实，实验

6、前将装置A和B置于暗室中饥饿，消耗掉叶片内的淀粉，饥饿一定时间后在相同且适宜的光照强度下照射一段时间后，再从A和B中各取一张叶片，脱色后加碘液一滴，利用淀粉遇碘变蓝色来判断是否有淀粉生成，继而判断是否发生了光合作用，从而揭示了因变量。③“无关变量是什么，如何控制？”在本题中，无关变量包括：实验环境的温度、湿度、大气压等；植物的种类，玻璃钟罩的大小，光照强度等等，那么如何控制这些无关变量呢？这就需要利用对照性原则，把上述玻璃钟罩A组和B组放到相同且适宜的实验环境中，从而排除了无关变量对实验的干扰。Q2:A组和B组哪组为实验组,哪

7、组为对照组?B组为实验组,A组为对照组。（正常条件下为对照组）答案:实验步骤：①取两只大小适当的相同玻璃钟罩，编号为A和B,各罩住一株同种且长势相同的盆栽绿色植物，其中A加适量NaHCO3，B加等量NaOH，密闭不漏气。②将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内的淀粉，饥饿一定时间后，从暗室中取出，在相同且适宜的条件下光照一段时间，使其进行光合作用。③一段时间后，取装置A和B中的植物各一片叶，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。④将已脱色的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用清水冲洗后，各加一滴碘液，观察叶片的

8、颜色变化。实验结果：A中的叶片变蓝，B中的叶片不变蓝。（因本实验为验证性实验，实验结果是可预见性的。）实验结论：绿色植物光合作用需要二氧化碳。（1）实验中，甲组为对照组。（2）将天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是使叶片内的原有的淀粉消耗掉（3）用碘液分别检验后，不能变蓝的叶片是B