1、 实验设计应遵循的原则：实验设计应遵循的原则：实验与探究能力实验与探究能力第一，拟定课题第一，拟定课题 例例1.(20081.(2008宁夏理综宁夏理综)在用生长素促进某植在用生长素促进某植物枝条生根的实践过程中，发现枝条生物枝条生根的实践过程中，发现枝条生根情况不一，分析其原因，认为可能与根情况不一，分析其原因，认为可能与生长素的浓度有关。请据此拟定一个相生长素的浓度有关。请据此拟定一个相关研究的课题，写出课题名称及相关研关研究的课题，写出课题名称及相关研究中的观察指标和影响这一指标的因素。究中的观察指标和影响这一指标的因素。然后要进行各环节的设计演练然后要进行各环节的设计演练一个典型的探究
2、实验课题应包括哪些要素？一个典型的探究实验课题应包括哪些要素？（提示：可以从实验变量的角度考虑）（提示：可以从实验变量的角度考虑）探究生长素类似物对扦插枝条生根的作用探究生长素类似物对扦插枝条生根的作用自变量自变量因变量因变量实验课题实验课题=探究（验证）探究（验证）+自变量自变量+因变量因变量(陈述句陈述句)影响观察指标影响观察指标的因素的因素观察指标观察指标生长素浓度生长素浓度该植物枝条生根该植物枝条生根第二，第二，做出假设做出假设例例1.野菊的高度随着海拔高度的不同而有所不同，野菊的高度随着海拔高度的不同而有所不同，在高海拔地区长得比较矮，在低海拔地区长得比在高海拔地区长得比较矮，在低海
3、拔地区长得比较高。请据此作出假设。较高。请据此作出假设。进行分析：进行分析：影响野菊高度的环境因素：海拔高度、温度、风影响野菊高度的环境因素：海拔高度、温度、风野菊高度由基因决定野菊高度由基因决定作出假设作出假设野菊高度由环境决定野菊高度由环境决定野菊高度由基因和环境共同决定野菊高度由基因和环境共同决定野菊高度（性状）与基因和环境的关系野菊高度（性状）与基因和环境的关系抓住三个抓住三个“量量”即即自变量自变量、因变量、因变量、无关变量无关变量解决三个问题：解决三个问题：自变量怎样设定？自变量怎样设定？体现单一变量原则体现单一变量原则 因变量怎样检测？因变量怎样检测？得出结论的重要依据得出结论的
4、重要依据 无关变量怎样控制？无关变量怎样控制？体现等量原则体现等量原则特别提示：特别提示：实验用具：分为三类实验用具：分为三类生物材料、特殊用具或试生物材料、特殊用具或试剂、一般用具和试剂。剂、一般用具和试剂。实验步骤：实验步骤：第一步第一步：取材、分组（材料是否要制取或处理）：取材、分组（材料是否要制取或处理）；第二步第二步：控制单一变量，然后放在其他条件完全相：控制单一变量，然后放在其他条件完全相同且适宜环境中进行实验；同且适宜环境中进行实验；第三步第三步：观察、记录。：观察、记录。第四，设计实验方案-实验步骤的设计 注意遵循实验设计的重要原则：注意遵循实验设计的重要原则：对照原则、单一变
5、量原则、等量性原则、科学性原则对照原则、单一变量原则、等量性原则、科学性原则例题例题（2008海南生物）海南生物）为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的材料用具，完成问题。材料用具，完成问题。实验材料：具实验材料：具2 2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液，喷壶完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液，喷壶等。等。（1 1）实验步骤：）实验步骤：将上述大豆幼苗平均分成将上述大豆幼苗平均分成A A、B B两组，两组，A A组为对照组，组为对照组，B
6、B组为实验组，分别置于等量的完全培养液中培养。组为实验组，分别置于等量的完全培养液中培养。用喷壶分别将用喷壶分别将 和和 喷洒在喷洒在A A、B B两组幼苗上。两组幼苗上。将两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养，将两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养，一段时间后，测定两组植株的一段时间后，测定两组植株的 。明确实验目的明确实验目的分析材料用具或其他信息分析材料用具或其他信息高度高度蒸馏水蒸馏水适宜浓度的赤霉素溶液适宜浓度的赤霉素溶液空白对照空白对照实验组实验组对照组对照组甲状腺甲状腺制剂制剂(一一)对对照性照性原则原则自身对照自身对照正常细胞正常细胞初始质壁分离初始质壁分离 显
7、著质壁分离显著质壁分离质壁分离与复原质壁分离与复原甲状腺激素对蝌甲状腺激素对蝌蚪发育的影响蚪发育的影响第四，设计步骤时应遵循的原则第四，设计步骤时应遵循的原则(一一)对对照性照性原则原则相互对照相互对照不同盐浓度对哺乳动不同盐浓度对哺乳动物红细胞的影响研究物红细胞的影响研究第四，设计步骤第四，设计步骤(一一)对对照性照性原则原则 肺炎双球菌体外转化实验肺炎双球菌体外转化实验条条件件对对照照第四，设计步骤第四，设计步骤1.1.（必修一（必修一P P3636）如何验证）如何验证“镁是植物生活的必需元素镁是植物生活的必需元素”请请讨论写出实验步骤讨论写出实验步骤第一步：取等量生长状况一致的大豆幼苗若
8、干，平均分成第一步：取等量生长状况一致的大豆幼苗若干，平均分成A A、B B两组。两组。第二步：第二步：A A组幼苗置于含植物必须的各种矿质元素的完全培养液中，组幼苗置于含植物必须的各种矿质元素的完全培养液中，B B组幼苗置于等量的不含镁离子的完全培养液中，组幼苗置于等量的不含镁离子的完全培养液中，将两组幼苗置于相同且适宜的条件下培养一段时间。将两组幼苗置于相同且适宜的条件下培养一段时间。第三步：记录两组植物的生长发育情况。第三步：记录两组植物的生长发育情况。第四，设计步骤第四，设计步骤浓度、成分、体积浓度、成分、体积）适量的、一定量的适量的、一定量的（保温保温-冷却；光照冷却；光照-黑暗；搅
9、拌黑暗；搅拌-振荡振荡 ）一段时间、适宜的温度一段时间、适宜的温度(二二)单一变量原则单一变量原则第一步：取等量生长状况一致的大豆幼苗若干，平均分成第一步：取等量生长状况一致的大豆幼苗若干，平均分成A A、B B两组。两组。第二步：第二步：A A组幼苗置于含植物必须的各种矿质元素的完全培养液中，组幼苗置于含植物必须的各种矿质元素的完全培养液中，B B组幼苗置于等量的不含镁离子的完全培养液中，组幼苗置于等量的不含镁离子的完全培养液中，将两组幼苗置于相同且适宜的条件下培养一段时间。将两组幼苗置于相同且适宜的条件下培养一段时间。第三步：记录两组植物的生长发育情况。第三步：记录两组植物的生长发育情况。
10、第四，设计步骤第四，设计步骤(三三)科学性原则科学性原则去除细胞膜镁离子载体去除细胞膜镁离子载体去除镁的砂性土壤去除镁的砂性土壤将植物体内的镁离子分离出来将植物体内的镁离子分离出来两株两株 缺乏可操作性缺乏可操作性1.1.（必修一（必修一P P3636）如何验证）如何验证“镁是植物生活的必需元素镁是植物生活的必需元素”请请讨论写出实验步骤讨论写出实验步骤精心策划实验方法精心策划实验方法(1)(1)化学物质的检测方法化学物质的检测方法 淀粉淀粉 还原性糖还原性糖 CO2乳酸乳酸O2蛋白质蛋白质脂肪脂肪DNA（2）实验条件的控制方法）实验条件的控制方法增加水中氧气增加水中氧气泵入空气或吹气或放入绿
11、色植物泵入空气或吹气或放入绿色植物减少水中氧气减少水中氧气容器密封或油膜覆盖或用凉开水容器密封或油膜覆盖或用凉开水除去容器中除去容器中CO2NaOH溶液溶液除去叶中原有淀粉除去叶中原有淀粉置于黑暗环境置于黑暗环境除去叶中叶绿素除去叶中叶绿素酒精水浴加热酒精水浴加热除去光合对呼吸干扰除去光合对呼吸干扰给植株遮光给植株遮光如何得到单色光如何得到单色光棱镜色散或透明薄膜滤光棱镜色散或透明薄膜滤光血液抗疑血液抗疑加入柠檬酸钠加入柠檬酸钠线粒体提取线粒体提取细胞匀浆离心细胞匀浆离心骨无机盐的除去骨无机盐的除去盐酸溶液盐酸溶液精心策划实验方法精心策划实验方法（3）实验结果的显示方法）实验结果的显示方法 光
12、合速度光合速度 O2释放量或释放量或CO2吸收量或有机物生成量吸收量或有机物生成量呼吸速度呼吸速度 O2吸收量或吸收量或CO2释放量释放量或有机物消耗量或有机物消耗量原子或分子转移途径原子或分子转移途径放射性同位素示踪放射性同位素示踪细胞液浓度大小细胞液浓度大小质壁分离质壁分离植物细胞是否死亡植物细胞是否死亡质壁分离质壁分离水生植物可依气泡的产生量或产生速率；水生植物可依气泡的产生量或产生速率；离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目；离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目；植物体上的叶片可依指示剂（如碘液）处理后叶片颜色深浅。植物体上的叶片可依指示剂（如碘液）处理后叶片
13、颜色深浅。精心策划实验方法精心策划实验方法 甲状腺激素甲状腺激素动物耗氧量动物耗氧量,发育速度等发育速度等 生长激素生长激素生长速度生长速度(体重、体长变化体重、体长变化)胰岛素作用胰岛素作用动物活动状态动物活动状态 菌量菌量菌落数，亚甲基蓝褪色程度菌落数，亚甲基蓝褪色程度用于吸收用于吸收CO2或改变溶液的或改变溶液的pH鉴定鉴定CO2解离或改变溶液的解离或改变溶液的pH提供提供CO2配制生理盐水或用于提取配制生理盐水或用于提取DNA激素或其他物质的载体或培养基激素或其他物质的载体或培养基用于检测污水的细菌含量用于检测污水的细菌含量用于消毒、提纯用于消毒、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液、叶片
14、脱色及配制解离液测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原过滤或纸层析过滤或纸层析过滤，遮光过滤，遮光碱性染料，用于染色体染色碱性染料，用于染色体染色提高细菌细胞壁的通透性提高细菌细胞壁的通透性（4 4）实验中常用器材和药品的使用）实验中常用器材和药品的使用（5）常用的研究方法举例DNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型物理模型物理模型种群的种群的“S”型增长曲线型增长曲线数学模型数学模型动植物细胞的有丝分裂、减数分裂图解、光合作用图解动植物细胞的有丝分裂、减数分裂图解、光合作用图解概念模型概念模型“渗透作用装置渗透作用装置”模拟成熟植物细胞渗透吸水和失水模拟成熟植
15、物细胞渗透吸水和失水模拟实验模拟实验利用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体利用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体显微观察法显微观察法孟德尔遗传规律的发现孟德尔遗传规律的发现假说假说-演绎法演绎法萨顿提出基因在染色体上的假说萨顿提出基因在染色体上的假说类比推理法类比推理法利用甲基绿将利用甲基绿将DNA染成绿色，吡罗红将染成绿色，吡罗红将RNA染成红色染成红色染色法染色法噬菌体侵染细菌的实验噬菌体侵染细菌的实验离心法和同位素标记法离心法和同位素标记法从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引引流法引流法研究分泌蛋白的合成、分泌途径研究分泌蛋白的合成、分泌途径同
16、位素标记法同位素标记法研究生态系统的结构和功能研究生态系统的结构和功能系统分析法系统分析法全面：全面：可能的结果都要预测到。事实可能的结果都要预测到。事实究竟是哪一种，应由实验现象来说明；究竟是哪一种，应由实验现象来说明；第五，预测结果第五，预测结果如：如：黑鼠黑鼠白鼠白鼠准确：如：准确：如：加碘后，加碘后，“不变蓝不变蓝”不等于不等于“无色无色”或或“没有颜色变化没有颜色变化”；另外；另外“不变不变”也不能说成也不能说成“无现象无现象”全黑全黑有黑有黑、有白有白全白全白(完全显性完全显性)口诀：口诀：分组编号设对照，确定方法选材料，分组编号设对照，确定方法选材料，控制变量定常量，观察记录找指标。控制变量定常量，观察记录找指标。
