高三生物 专题九 生物实验与探究第五课时教案5.docx

高三生物 专题九 生物实验与探究第五课时教案5.docx

《高三生物 专题九 生物实验与探究第五课时教案5.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三生物 专题九 生物实验与探究第五课时教案5.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高三生物专题九生物实验与探究第五课时教案5

专题九：

生物实验与探究（第五课时）（实验设计）

一、教学内容及考纲要求

知识内容

要求

能理解相关实验的目的、原理、方法和操作步骤

A

初步具备验证生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理

B

具备初步探究一些生物学问题、恰当评价和完善实验方案的能力。

C

二、实验设计的基本原则

1科学性原则:

科学性原则：

包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。

2可行性原则

在实验设计时，从原理、实验实施到实验结果的产生，都实际可行。

3简便性原则：

实验设计时，要考虑到实验材料要容易获得，实验装置简单，实验药品较便宜，实验操作较简便，实验步骤较少，实验时间较短。

4可重复性：

重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则。

任何实验都必须有足够的实验次数才能判断结果的可靠性，设计实验只能进行一次而无法重复就得出“正式结论”是草率的。

5单一变量原则

①实验变量与反应变量。

实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件，而反应变量是指由实验变量而引起的变化结果，二者之间是前因后果的关系。

实验的目的就在于获得和解释前因与后果。

例如：

关于“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中，“低温（冰块）、适温（37℃）、高温（沸水）就是实验变量，而这些变量引起的实验变化结果就是反应变量。

该实验旨在获得和解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。

②无关变量与额外变量。

无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。

由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。

它们之间也是前因后果的关系。

但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。

例如：

“唾液淀粉酶实验”中，除实验变量（温度）外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量。

如无关变量中的任何一个或几个对三组实验不等同、不均衡，就会产生额外变量，影响实验的真实结果。

实验变量，或称自变量，指实验假设中涉及的给定的研究因素。

反应变量，或称因变量，指实验变量所引起产生的结果或结论。

而其他对反应变量有影响的因素称之为无关变量，观察其对实验结果的影响。

6对照性原则

设置对照组有4种方法：

（1）空白对照，即不给对照组做任何处理；例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照。

课本中涉及到的用甲状腺制剂饲喂蝌蚪与正常情况下蝌蚪不作任何处理对照就属于空白对照；

（2）条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。

例如，在“动物激素饲喂小动物”的实验中，采用等组实验法，甲组为实验组（饲喂甲状激素），乙组为条件对照（饲喂甲状抑制剂）；课本中涉及到温度对淀粉酶活性影响的实验中0℃、100℃等温度下的对照则为条件对照；，显然，通过条件对照．实验说服力大大提高。

（3）自身对照，指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组；例如，“质壁分离与复原”实验，自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。

课本中涉及到将过氧化氢酶加入H202液中说明酶是生物催化剂，则属于自身对照；

（4）相互对照，不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。

这种方法常用于等组实验中。

“植物向光性”实验中，利用若于组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系。

证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米种子之间则属于相互对照。

根据实验目的要求，凡是涉及确定变化因素之间的因果关系的实验中，一般都需要设计对照组实验。

中学阶段所要求的实验设计一般多采用对照的原则，因为科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。

另外，对实验结果的分析要注意分析方法的选择，有时还要求用图表表示有关结果或事实，这也是常用的基本技能。

三、完整实验设计包含的基本内容

（1）实验课题：

研究或实验的内容

（2）实验原理：

即完成该实验所应用到的理论依据是什么？

（3）实验目的：

做了该实验后，要解决什么问题？

能提高或学到哪些知识、能力等（从动手能力，观察能力、基本技能、实验设计、显微镜的使用等方面分析）

（4）材料用具：

包括实验材料、仪器或试剂等

（5）实验的操作步骤，涉及到实验设计思想、器材、药品的使用、实验设计原则（科学性、简便性、单一变量、可重复性、控制的体现、控制与与平衡控制等）的体现。

（6）观察和收集实验数据

（7）分析与结论，对实验结果进行分析、推断，作出合理的结论。

注：

有些考题要求考生预测可能的实验结果，并推断相关的结论。

四、生物高考实验设计基本题型 

1.续写实验步骤的题型 

这类题目的题干中已经提供了比较多的信息，基本上划定了答题的模式，目的明确，前面的方法步骤等信息已为续答作了铺垫，只要明确题目中的实验变量和反应变量，然后设计对照组，再根据有关原理分析，一般就能比较正确地写出答案。

2.评价和纠正给定的实验步骤的题型 

试题中既有合理成分，又有不合理成分，干扰因素较多，要求在吸取原有设计的合理成分的基础上，提出自己的实验设计思路。

这表面上是考查对实验设计的分析与评价能力，实质上是全面检测设计生物学实验方案的能力，同时还考查考生的科学态度和科学精神方面的水准。

3.实验设计题型（验证性实验；探究性实验）——根据题目提供的条件，自行设计实验方案。

4.实验有关的综合类题型——以实验为背景，主要涉及代谢、遗传和生态相关知识。

五、实验设计题型分析

（一）实验步骤补充完善题<补充设计>

１．添加实验假设。

　　２．完善实验步骤。

３．总结实验结论。

　　４．补充填加对照实验。

（二）实验评价题<设计改错>

题型特点：

此种题型突出“评价”实验，所以题干实验目的明确，围绕实验目的已设计好实验，但由于实验设计中存在某些不足（如变量设计不合理或未设计、没有强调等同和适宜即没有遵循单一变量原则、结果检验不合理、原理使用不当等），导致实验结果不能说明实验结论。

解题思路：

（1）解读实验目的的把握变量的设计，看是否设计了变量；

（2）解读实验目的，把握实验结果显示设计，看结果显示是否正确，注意结果显示使用的原理是否妥当；（3）看是否遵循单一变量原则；（4）观察实验设计叙述中常规知识点的准确性。

实验评价题型解题技巧

１．首先看有无对照实验，如果无添加对照组，如果有→步骤2

２．再看是否单一变量，在实验中除要设计的变量外，其他条件都必须一致，特别注意实验过程中是否会因添加试剂、或进行某个操作而引起控制条件的不一致性。

例如研究温度对酶活性影响，则温度为变量。

除单一变量外，其他条件应完全一样。

①实验对象的一致性　　　　　　②等量性原则--每次实验所加试剂的量要相等。

③实验控制时间的一致性　　　　④实验条件的一致性

……

如果是单一变量，则看实验原理、实验操作、语言叙述等是否有错误：

３．看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。

４．看实验仪器、药剂的使用的是否合理。

药剂的配备、使用及用量的大小。

５．实验结果的验证是否合理。

（三）实验设计题型（验证性实验；探究性实验）

审题

①浏览试题②明确要求③挖掘条件

类型

分析

验证性实验题

探究性实验题

实验目的

试题中已知，用线画出即可

把试题中提出的问题变为陈述句

实验假设

不需要假设

对探究问题提出一种可能性

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。

要结合课本所学知识，并充分利用题中给出的实验条件，来确定实验原理。

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用具（原则：

不要少用也不要多用）。

变量分析

步骤1

获取实验中的变量（唯一不同的量），将材料用具用1、2、3…等进行分组标号。

步骤2

①不施加实验变量（自然条件或模拟自然条件）设为对照组；②施加实验变量，设为实验组；（也可能是相互对照）③控制无关变量，即其他条件相同。

（考虑可操作性原则和重复原则）

步骤3

根据反应变量，反应或培养一段相同时间后，寻找具有可操作性的观察指标（特异颜色变化、沉淀反应；形态结构、生理特征变化等

），或测定指标（生长发育速度、生化反应速度等）、记录数据。

结果分析

根据实验原理确定已知实验结果，并对实验结果进行准确描述

对应假设，分类讨论：

①实验组和对照组无显著差异，实验变量无影响；②实验组比对照组好，实验变量有利；③实验组比对照组差，实验变量不利。

（如果是相互对照，也分类讨论）

实验结论

对应实验目的做出肯定结论

表达

将实验分析的成果用语言、文字、图表曲线予以表达

检查

检查实验设计及语言表达有没有科学性错误

六、典型例题

例1：

为探究二氧化硫对植物叶片的影响，请根据所给材料和用具（品）设计出实验的方法和步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。

材料用品：

长势相同的2株盆栽黄瓜幼苗，小烧杯1个，大小相同的玻璃罩2个，玻璃板2块（比玻璃罩略大）、稀硫酸、凡士林、水。

已完成的实验步骤：

称取一定量的亚硫酸钠（亚硫酸钠与稀硫酸反应生成二氧化硫），并对幼苗、玻璃罩和玻璃板进行标号。

在小烧杯中加入稀硫酸2mL，在1号和2号玻璃板边缘涂上凡士林。

待完成的实验步骤：

①　　　　　　　　　　　　　

②　　　　　　　；

③　　　　　　　　　　。

可能的实验结果和相应的实验结论：

①　　　　　　　　　　　；

②　　　　　　　　　　　；

③　　　　　　　　　　　。

【解析】本题既属于补充实验过程的探究性实验设计题，又属于结论开放型实验设计题。

补充实验步骤时，注意与前面已有的步骤相衔接，要理解前面步骤的意图，按照这个设计思路，遵照实验设计的基本原则，完成后续步骤（见答案）。

结论开放型试题的特点是试题改变了传统试题的“答案唯一”的做法，变“答案唯一”为“答案不唯一”。

此类试题的任何一个答案都能完成试题的指令，符合并满足试题的全部条件和要求，因此，对可能的实验结果应全部预测到，并进行分析，得出相应的结论。

不能用习惯性思维，认为二氧化硫对植物的叶片有伤害作用。

【答案】待完成的实验步骤：

①将1号和2号幼苗分别放在1号和2号玻璃板中央，将小烧杯放在1号幼苗旁

②将称好的亚硫酸钠迅速投入到小烧杯中，立即扣上玻璃罩，同时将2号幼苗用2号玻璃罩扣上

③将上述实验装置放在向阳处，定期观察其叶片的变化

可能的实验结果和相应的实验结论：

①1号和2号幼苗的叶片均正常或异常（或答差异不显著），说明该种植物叶片不受二氧化硫的影响（或二氧化硫的量不够）（注：

将“异常”答成“变黑、发黄”或“出现病症”、“受到伤害”均给分，下同）

②1号幼苗的叶片异常，2号幼苗的叶片正常（或答差异显著），说明二氧化硫对植物的叶片有伤害作用

③1号幼苗的叶片正常，2号幼苗的叶片异常（或答差异显著），说明一定浓度的二氧化硫对叶片生长有益

【说明】答题要领：

认真分析题干中提供的信息，透过背景材料找出该实验涉及的知识点，确定解决问题的目标；辨别实验类型，把握解题的方向和关键。

在实验设计时，先要对所设计的实验有一个整体设想，遵循和体现实验设计的“三大原则”（对照性原则、等量性原则、单因子变量原则）和“四性”（科学性、安全性、可行性和简约性），文字叙述力求简练、准确、科学。

例2：

在农业生产上广泛使用除草剂，其在土壤中能逐步被分解。

为探究除草剂的分解是土壤本身的理化性质还是土