生物實驗設計的基本知識

生物實驗設計的基本知識第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三課時練習：P6導例3P10應用解題2P15應用解題2P19應用解題3第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三實驗設計的基本原則--第二課時1、對照性原則2、單一變量原則3、等量原則4、科學性原則5、平行重復原則第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三（1）種類★空白對照：對照組不做任何實驗處理。★

自身對照：實驗組和對照組在同一研究對象上進行，不再另設對照組。★

相互對照：不單獨設對照組，而是幾個實驗組相互對照。★條件對照：對照組施以部分實驗因素，但不是所研究的實驗處理因素，而這種處理是作為對照意義的。不論實驗組還是對照組的對象都作不同條件的處理，目的是通過得出兩種相對立的結論，以驗證實驗結論的正確性。

2.對照組與實驗組的確定實驗組：是接受實驗變量處理的對象組。對照組：對實驗假設而言，是不接受實驗變量處理的對象組。1、對照性原則第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三2、單一變量原則單一變量原則：控制其他因素不變，只改變其中一個因素（要研究的因素），觀察其對實驗結果的影響。遵循單一變量原則，對實驗結果進行科學的分析和增強實驗結果的可信度與說服力。自變量（亦稱實驗變量）是指實驗中要研究和控制的因素或條件。因變量（亦稱反應變量）是指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結果。無關變量（也稱控制變量）是指實驗中除實驗變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結果的因素或條件。第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三控制變量法施加得到實驗組：對照組：不施加改變消失程度改變實驗變量反應變量無關變量對照科學結論分析操縱實驗變量控制無關變量檢測反應變量相同第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三3、等量性原則（1）生物材料要相同：即所用生物材料的數(shù)量、質量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。（2）實驗器具要相同：即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小、型號、潔凈度等要完全一樣。（3）實驗試劑要相同：即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題（4）處理方法要相同：保溫或冷卻；光照或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說，看起來似乎是毫無意義的，但還是要作同樣的處理。第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三4、科學性原則（1）實驗原理的科學性（2）明確實驗要求和目的，確定實驗思路科學性（3）實驗材料選擇的科學性（4）設計實驗步驟要合理（5）實驗結果的科學性5、平行重復原則在實驗設計中必須注意實驗的可重復性。任何實驗必須有足夠的實驗次數(shù)，才能避免結果的偶然性，使得出的結論準確、科學。

第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三[例1]：為了驗證甲狀腺激素的生理作用，試以大白鼠的耗氧量和活動量為觀察指標，根據(jù)給出的實驗材料和用具，設計實驗步驟，預測實驗結果，并作出分析。（1）材料和用具：日齡相同體重相近的雄性成年大白鼠兩組，甲狀腺激素溶液，蒸餾水，灌胃器，耗氧量測定裝置，小動物活動測定儀等。（實驗提示：給藥途徑為每日灌胃，給藥劑量和儀器操作不作考試要求，室溫恒定。)（2）方法與步驟：_________________________________________。（3）結果預測與分析：_________________________________________。第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三【分析】（1）確定是驗證性實驗還是探究性實驗：

驗證性實驗（2）確定實驗目的、實驗原理、觀察指標實驗目的：

驗證甲狀腺激素的生理作用實驗原理：

甲狀腺激素加速物質的氧化分解，耗氧量增加，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，使活動量增加。觀察指標：

大白鼠的耗氧量和活動量。（3）確定自變量、因變量、無關變量自變量：

甲狀腺激素和蒸餾水因變量：

大白鼠的耗氧量和活動量無關變量：鼠齡、溫度、藥劑量、灌胃次數(shù)等第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三（4）設計實驗步驟－－分組標號、前測、控制無關變量：①將日齡相同體重相近的雄性成年大白鼠兩組大白鼠分別標號為甲組和乙組，并分別用給出儀器測定與記錄耗氧量和活動量－－設置實驗組（甲組）和對照組（乙），設置單一變量、控制無關變量：②每日用灌胃器給與甲組鼠灌喂甲狀腺激素溶液，給與乙組灌胃等量的蒸餾水，飼養(yǎng)一段時間。

－－觀察、記錄、后測

③定期測量與記錄甲、乙兩組鼠的耗氧量和活動量。

第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三（5）結果預測與分析：實驗目的中有“驗證……”，因為是驗證性實驗。實驗結果預測：

未給甲狀腺激素時，甲、乙兩組鼠的耗氧和活動量相近。給甲組鼠甲狀腺激素后，其耗氧和活動量均大于乙組。結果分析得出結論：

甲狀腺激素能促進新陳代謝，加速體內物質的氧化分解，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，從而使耗氧量和活動量加大。第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三【例2】現(xiàn)有一種植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關。為探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響，請你依據(jù)所給材料用具設計出實驗的方法步驟，預測可能的實驗結果，并分別得出相應的結論。材料用具：數(shù)量充足的鋪有濾紙的培養(yǎng)皿、無菌水、表面消毒過的種子等。方法步驟：①②③預測實驗結果并對實驗結果進行分析：①②③第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三【例23】【解析】（1）確定是驗證性實驗還是探究性實驗：

探究性實驗（2）確定實驗目的、實驗原理、觀察指標實驗目的：

探究光對該種子萌發(fā)有無影響實驗原理：

種子在適宜的條件下萌發(fā)觀察指標：

種子發(fā)芽率（3）確定自變量、因變量、無關變量自變量：

“有光”和“無光”因變量：

發(fā)芽率差異無關變量：

水分、溫度和氧氣、種子數(shù)量、大小等第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三（4）設計實驗步驟－－分組標號、控制無關變量：

①向培養(yǎng)皿中倒入適量的水，將等量的種子分別放入甲、乙兩組培養(yǎng)皿中－－設置實驗組（甲組）和對照組（乙），設置單一變量：

②將甲組置于有光照的環(huán)境中，乙組置于黑暗環(huán)境中。－－控制無關變量：使兩組所處溫度、水分、空氣狀況相同且適宜的條件下培養(yǎng)。－－觀察、記錄、后測：

③一段時間后統(tǒng)計兩組種子的萌發(fā)率，并分析其差異程度第二十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三（5）預測實驗結果并對實驗結果進行分析本實驗為探究性試驗，結果可能有多方面。①如果有光組萌發(fā)，無光組也萌發(fā)，但兩組發(fā)芽率差異不顯著，則說明該種植物的種子萌發(fā)不受光的影響；②如果有光組發(fā)芽高于無光組，且差異顯著，則說明光促進該種植物種子的萌發(fā)；③如果有光組發(fā)芽低于無光組，且差異顯著，則說明光抑制該種植物種子的萌發(fā)。第二十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三3.3

驗證性實驗和探究性實驗有關內容的比較（1）探究性實