高考生物二輪專題復(fù)習(xí) 專題七第2講 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析課件 新人教版.ppt

第2講實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析 隨機(jī)分組 對(duì)照 適宜 重復(fù) 觀察現(xiàn)象 對(duì)照性原則 單一變量原則 變量處理 對(duì)變量進(jìn)行不同處理 1 如何理解實(shí)驗(yàn)的原理 實(shí)驗(yàn)原理是做實(shí)驗(yàn)的依據(jù) 包括反應(yīng)原理和檢測原理 2 探究性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的預(yù)期結(jié)果是否相同 不同 探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不確定 有多種可能 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是與驗(yàn)證結(jié)果相等 考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路及步驟 2013 高考大綱全國卷 用某種降血糖物質(zhì)x做以下實(shí)驗(yàn) 注 用生理鹽水配制x溶液 回答下列問題 1 某同學(xué)要驗(yàn)證x的降血糖作用 進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) 選擇一批體重相同的正常小鼠 測定 并將小鼠隨機(jī)等量分成實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組 實(shí)驗(yàn)組注射適量的 對(duì)照組注射等量的 一段時(shí)間后測定兩組小鼠的 若 則表明x有降血糖作用 血糖濃度 x溶液 生理鹽水 血糖濃度 對(duì)照組血糖濃度不變 實(shí)驗(yàn)組血糖濃度下降 2 若要驗(yàn)證一定量的x能使患糖尿病小鼠的血糖濃度下降到正常范圍 進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) 用 小鼠作為實(shí)驗(yàn)組 用患糖尿病小鼠作為對(duì)照組1 用 小鼠作為對(duì)照組2 實(shí)驗(yàn)組注射 對(duì)照組1 2注射等量的生理鹽水 一定時(shí)間后若實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組 的血糖濃度均在正常范圍內(nèi) 而對(duì)照組 的血糖濃度高于正常范圍 則表明一定量的x能使患糖尿病小鼠的血糖濃度下降到正常范圍 患糖尿病 一定量的x溶液 或x溶液 2 1 正常 解析 1 實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素稱為變量 其中人為改變的變量稱為自變量 本題中實(shí)驗(yàn)鼠是否注射x溶液為自變量 隨自變量的變化而變化的變量稱為因變量 本實(shí)驗(yàn)中血糖濃度的變化是因變量 除了一個(gè)因素以外 其他因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫作對(duì)照實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn) 即注射x溶液與生理鹽水形成對(duì)照 并且在實(shí)驗(yàn)前后均要測定小鼠的血糖濃度 本實(shí)驗(yàn)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 故預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果是對(duì)照組血糖濃度不變 實(shí)驗(yàn)組血糖濃度下降 2 要驗(yàn)證一定量的x能使患糖尿病小鼠的血糖濃度下降到正常范圍 除需要用患糖尿病小鼠作空白對(duì)照外 還需要增設(shè)正常鼠作恢復(fù)到正常范圍的對(duì)照 預(yù)測結(jié)果是實(shí)驗(yàn)組和增設(shè)的正常鼠的血糖濃度在正常范圍內(nèi) 對(duì)照組1患糖尿病小鼠的血糖濃度高于正常范圍 鏈接提升 1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路 1 實(shí)驗(yàn)變量操縱 實(shí)驗(yàn)變量 自變量 指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)者所操縱 給定的因素或條件 操縱實(shí)驗(yàn)變量的重要方法是設(shè)置對(duì)照 2 無關(guān)變量控制 無關(guān)變量并不是與實(shí)驗(yàn)結(jié)果無關(guān) 而是指除了自變量外影響實(shí)驗(yàn)觀察或結(jié)果的因素或條件 只是這些變量并不是本實(shí)驗(yàn)所要探究 關(guān)心的自變量 要考查自變量所產(chǎn)生的效果 就要對(duì)無關(guān)變量進(jìn)行控制 3 實(shí)驗(yàn)變量檢測 有些實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以直接觀察和測量 有些則不能 對(duì)不能直接觀察和測量的實(shí)驗(yàn) 要通過一定的手段和方法 將實(shí)驗(yàn)結(jié)果轉(zhuǎn)變成可以觀察和測量的變化 2 實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的一般規(guī)律第一步 取材 分組和編號(hào) 1 取材 探究實(shí)驗(yàn)中一般提供實(shí)驗(yàn)的材料 但在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)需注意常用的關(guān)鍵詞 如 取相同的 或生理狀態(tài)相同的 若干只 或株 個(gè)等 如此設(shè)置是防止無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 2 分組 要體現(xiàn)隨機(jī)性 均衡性或者合理的梯度性 常用的關(guān)鍵詞為 隨機(jī) 或平均 分為若干組 3 編號(hào) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)分組情況而編號(hào) 如分為甲組 乙組等 或 組 組 組 第二步 設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組設(shè)置的基本原則是遵循單一變量原則 即除自變量外 其他因素都是相同的 常用的模式為 組施加實(shí)驗(yàn)變量 組作為對(duì)照不施加實(shí)驗(yàn)變量 常用的關(guān)鍵詞 組加入適量的 組加入等量的 如蒸餾水 生理鹽水等 將兩組放入相同的適宜環(huán)境中 如設(shè)置相同的溫度 相同的時(shí)間等 第三步 觀察 記錄實(shí)驗(yàn)的因變量可能有多種具體的指標(biāo) 因此觀察和記錄因變量時(shí)應(yīng)選擇其中合適的一種 要求指標(biāo)能較好地反映與實(shí)驗(yàn)的自變量之間的關(guān)系 并易于實(shí)驗(yàn)人員觀察和測定 常用的關(guān)鍵詞 一段時(shí)間后觀察 測定 做好記錄等 跟蹤訓(xùn)練植物的頂芽生長占優(yōu)勢 而側(cè)芽生長受抑制的現(xiàn)象 稱為 頂端優(yōu)勢 某校生物小組的同學(xué)欲探究頂端優(yōu)勢是否與植物激素有關(guān) 做了如下實(shí)驗(yàn) 請(qǐng)完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?2 實(shí)驗(yàn)假設(shè) 頂芽產(chǎn)生生長素抑制側(cè)芽生長 3 實(shí)驗(yàn)材料 發(fā)育狀況相近的楊樹幼苗若干 瓊脂塊 生長素 iaa 等 探究楊樹幼苗的頂芽抑制側(cè)芽生長是否與生長素有關(guān) 4 實(shí)驗(yàn)步驟 第一步 選取發(fā)育狀況相近的楊樹幼苗若干 均分為四組 并編號(hào)a b c d 第二步 a組楊樹幼苗切除頂芽 b組楊樹幼苗 c組楊樹幼苗切除頂芽 并在頂芽處放置含生長素的瓊脂塊 d組楊樹幼苗 作空白對(duì)照 切除頂芽 并在頂芽處放置不含生長素的瓊脂塊 不做任何處理 第三步 四組幼苗均在 的條件下培養(yǎng)一段時(shí)間 觀察記錄每組幼苗 5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論 若 則說明頂芽抑制側(cè)芽生長與生長素?zé)o關(guān) 若 則說明頂芽抑制側(cè)芽生長與生長素有關(guān) 側(cè)芽的生長情況 其他答案合理也可 相同且適宜 a b c組楊樹幼苗的側(cè)芽正常生長 d組楊樹幼苗的側(cè)芽生長受抑制 a b組楊樹幼苗的側(cè)芽正常生長 c d組楊樹幼苗的側(cè)芽生長受抑制 解析 1 根據(jù)題干信息可知 本實(shí)驗(yàn)要探究的問題是頂端優(yōu)勢是否與頂芽產(chǎn)生的生長素有關(guān) 即實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄織顦溆酌绲捻斞恳种苽?cè)芽生長是否與生長素有關(guān) 4 本實(shí)驗(yàn)涉及頂芽 生長素兩個(gè)自變量 所以 聯(lián)系其他兩組的實(shí)驗(yàn)處理可知 對(duì)b組楊樹幼苗應(yīng)進(jìn)行去頂芽并放置不含生長素的瓊脂塊 而對(duì)d組楊樹幼苗不做任何處理 作為空白對(duì)照 四組幼苗處理后均在相同且適宜的條件下進(jìn)行培養(yǎng) 并觀察因變量側(cè)芽的生長情況 5 由于本實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論未知 需要進(jìn)行討論 實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)明確 頂端優(yōu)勢 的存在 即a b組的側(cè)芽正常生長 d組的側(cè)芽生長受到抑制 只需要討論c組幼苗側(cè)芽的生長情況即可 若c組幼苗側(cè)芽正常生長 則頂芽抑制側(cè)芽生長與生長素?zé)o關(guān) 若c組幼苗側(cè)芽生長受抑制 則頂芽抑制側(cè)芽生長與生長素有關(guān) 考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)分析 2013 高考重慶卷 研究發(fā)現(xiàn)豚鼠血清對(duì)人淋巴瘤細(xì)胞有抑制作用 而對(duì)正常細(xì)胞無影響 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn) 發(fā)揮作用的物質(zhì)是l 天冬酰胺酶 它能將l 天冬酰胺分解 而淋巴瘤細(xì)胞自身不能合成該氨基酸 增殖被抑制 1 為驗(yàn)證該酶對(duì)兩種細(xì)胞的影響 某興趣小組進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)材料 正常細(xì)胞 淋巴瘤細(xì)胞 培養(yǎng)基 含細(xì)胞生長所需的物質(zhì) l 天冬酰胺酶 實(shí)驗(yàn)步驟 a 分組實(shí)驗(yàn)組 培養(yǎng)基 l 天冬酰胺酶 淋巴瘤細(xì)胞對(duì)照組 培養(yǎng)基 b 適宜條件下培養(yǎng)后 觀察細(xì)胞生長狀態(tài) 檢測l 天冬酰胺含量 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 如下表 l 天冬酰胺酶 正常細(xì)胞 正常 缺乏 缺乏 缺乏 正常 結(jié)果分析 該實(shí)驗(yàn)利用了酶的 的特性 表中 應(yīng)為 對(duì)照組細(xì)胞內(nèi)l 天冬酰胺含量正常的原因是 2 患者多次靜脈注射該外源性酶后療效降低 是因?yàn)榘l(fā)生了 反應(yīng) 該酶口服無效 原因是 3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 你認(rèn)為理想的抗腫瘤藥物應(yīng)該具有的特性是 專一性 抑制 能合成l 天冬酰胺 有合成l 天冬酰胺的酶 免疫 拮抗 酶被分解失活 對(duì)腫瘤細(xì)胞有專一性殺傷作用 對(duì)正常細(xì)胞無影響 解析 1 該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證酶對(duì)兩種細(xì)胞的影響 所以自變量是細(xì)胞的種類 則對(duì)照組是培養(yǎng)基 l 天冬酰胺酶 正常細(xì)胞 實(shí)驗(yàn)組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是細(xì)胞生長受到抑制 天冬酰胺酶只能分解天冬酰胺 利用了酶的專一性 對(duì)照組細(xì)胞內(nèi)天冬酰胺含量正常 是因?yàn)樽陨砟芎铣商於０?2 多次注射該外源性酶后 機(jī)體會(huì)對(duì)其產(chǎn)生免疫反應(yīng)使其療效降低 酶口服后會(huì)被消化酶水解而失活 3 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出以下結(jié)論 天冬酰胺酶能抑制腫瘤細(xì)胞的生長 但對(duì)正常細(xì)胞無影響 這正是理想的抗腫瘤藥物的研制方向 鏈接提升 1 實(shí)驗(yàn)對(duì)照分析 1 對(duì)于不同對(duì)照類型中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的判定方法 空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的判定 被實(shí)驗(yàn)研究因素所處理的對(duì)象組稱為實(shí)驗(yàn)組 未被實(shí)驗(yàn)研究因素處理的對(duì)象組為對(duì)照組 有時(shí) 依據(jù)是否處于正常狀態(tài)下進(jìn)行判斷 通常將處于正常情況下的對(duì)象組稱為對(duì)照組 2 自身對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的判定 自身對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在同一研究對(duì)象上進(jìn)行 是實(shí)驗(yàn)前后之間的對(duì)照 自身對(duì)照的關(guān)鍵是看實(shí)驗(yàn)處理前后現(xiàn)象變化的差異 其中實(shí)驗(yàn)處理前的對(duì)象狀況為對(duì)照組 實(shí)驗(yàn)處理后的對(duì)象變化為實(shí)驗(yàn)組 3 相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的判定 相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指不單設(shè)對(duì)照組 而是幾個(gè)對(duì)象組之間的相互對(duì)照 一般表現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)因素在量上的多少對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 其中每一組既是實(shí)驗(yàn)組又是其他組的對(duì)照組 4 條件對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的判定 條件對(duì)照實(shí)驗(yàn)是指雖給對(duì)照組施以某種實(shí)驗(yàn)處理 但不是所研究的實(shí)驗(yàn)因素 以突出實(shí)施的非實(shí)驗(yàn)研究因素與實(shí)驗(yàn)所研究因素的差異 從一個(gè)側(cè)面襯托實(shí)驗(yàn)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果所造成的影響 其中非實(shí)驗(yàn)研究因素所處理的對(duì)象組為對(duì)照組 2 實(shí)驗(yàn)變量分析根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定實(shí)驗(yàn)變量 要遵循單一變量原則 對(duì)于單一變量原則要做到兩個(gè)確保 一是確保 因變量 的實(shí)驗(yàn)觀測 即不論一個(gè)實(shí)驗(yàn)有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)變量 都應(yīng)做到一個(gè)自變量對(duì)應(yīng)觀測一個(gè)因變量 二是確保 單一變量 的操作規(guī)范 即實(shí)驗(yàn)中要盡可能避免無關(guān)變量的干擾 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果 分析產(chǎn)生該結(jié)果的原因是常見的實(shí)驗(yàn)題型之一 對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋 其知識(shí)的落腳點(diǎn)一般是基本知識(shí) 在復(fù)習(xí)時(shí) 一要掌握基本知識(shí) 為實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析提供理論支撐 二要掌握對(duì)照性原則 單一變量原則 等量性原則在實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用 跟蹤訓(xùn)練研究發(fā)現(xiàn) 某植物根尖成熟區(qū)表皮細(xì)胞對(duì)某種營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與該營養(yǎng)物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖所示 某同學(xué)為探究該植物根系對(duì)該營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1 實(shí)驗(yàn)原理 被動(dòng)運(yùn)輸不需要消耗能量 主動(dòng)運(yùn)輸需要消耗能量 能量來自 細(xì)胞呼吸 2 變量分析 確保單一變量自變量 控制無關(guān)變量 在選取實(shí)驗(yàn)材料時(shí) 應(yīng)選擇 的植株 且培養(yǎng)液的濃度應(yīng)適合植株生長 3 實(shí)驗(yàn)步驟 分別放入含有適宜濃度的該營養(yǎng)物質(zhì)的完全培養(yǎng)液中 對(duì)甲組根系給予正常的呼吸條件 其他條件相同且適宜 根系是否進(jìn)行細(xì)胞呼吸 生長發(fā)育狀況相同 取生長發(fā)育狀況相同的植株各10株分成甲 乙兩組 對(duì)乙組根系完全抑制呼吸 或在乙組的培養(yǎng)液中加入呼吸抑制劑 一段時(shí)間后 檢測甲 乙兩組植株的 4 預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果并進(jìn)行分析 說明該植物的根系對(duì)該營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式為被動(dòng)運(yùn)輸 說明該植物的根系對(duì)該營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式為主動(dòng)運(yùn)輸 根系對(duì)該營養(yǎng)物質(zhì)的吸收速率 若甲 乙兩組植株的根系對(duì)該營養(yǎng)物質(zhì)的吸收速率相同 若乙組植株的根系對(duì)該營養(yǎng)物質(zhì)的吸收速率明顯小于甲組的 或者完全不吸收 5 假設(shè)上述吸收方式為主動(dòng)運(yùn)輸 請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系內(nèi)畫出根尖成熟區(qū)表皮細(xì)胞對(duì)該營養(yǎng)物質(zhì)的吸收速率與其呼吸作用強(qiáng)度關(guān)系的曲線 并標(biāo)明橫縱坐標(biāo)的含義 解析 1 分析曲線圖可知 該營養(yǎng)物質(zhì)的吸收需要載體的協(xié)助 因此該植物根系對(duì)該營養(yǎng)物質(zhì)的吸收方式可能是主動(dòng)運(yùn)輸或協(xié)助擴(kuò)散 被動(dòng)運(yùn)輸 這兩種運(yùn)輸方式的區(qū)別就在于是否消耗能量 而能量的來源就是細(xì)胞呼吸 2 由實(shí)驗(yàn)原理可知 如果根系吸收這種營養(yǎng)物質(zhì)的方式是主動(dòng)運(yùn)輸 抑制根系的細(xì)胞呼吸就會(huì)抑制其對(duì)這種物質(zhì)的吸收 若吸收方式是被動(dòng)運(yùn)輸 則呼吸是否被抑制將不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 因此該實(shí)驗(yàn)的自變量是根系是否進(jìn)行細(xì)胞呼吸 依據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的單一變量原則 實(shí)驗(yàn)中只有一