新高考生物一轮复习第九单元实验探究专题第33讲实验探究讲义浙科版Word格式.docx

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如要验证甲状腺激素的作用，则对照组动物不作任何处理，让其自然生长

自身对照

实验组和对照组都在同一实验对象上进行

植物细胞质壁分离和复原实验，在同一装片中先后进行，对照组（即正常的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞）和实验组（即发生质壁分离和复原的细胞）是同一组细胞

条件对照

给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照的，或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量，这种对照方法，通过得出两种相对立的结论来验证实验结论的正确性

在“动物激素饲喂小动物”实验中，采用等组实验法，甲组为实验组（饲喂甲状腺激素），乙组为条件对照组（饲喂甲状腺激素抑制剂），不饲喂药剂的是空白对照组

相互对照

不单独设对照组，而是几个实验组相互对照

在“探究温度（或pH）对酶催化活性的影响”实验中，不同温度（或pH）为相互对照

（2）实验组与对照组的判断

①一般情况下，针对实验所要研究的因素，不作任何实验处理的对象组为对照组，如各种空白对照。

②用实验所研究的因素处理的对象组为实验组，未用实验所研究的因素处理的对象组为对照组。

③根据实验对象是否处于正常状态来确定。

一般情况下，把处于正常生活状态下的实验对象确定为对照组。

3．单一变量原则

（1）变量的种类

变量是指可被操纵的特定因素或条件。

根据其在实验中的作用可分为两大类：

①实验变量（自变量）与反应变量（因变量）。

实验变量是指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。

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。

但对实验变量与反应变量的获得起干扰作用。

（2）变量的控制

控制变量是指控制其他因素不变，集中研究其中一个因素的变化，保证实验不受干扰或将干扰因素降到最低程度。

通过实验控制，尽量减少实验误差，以取得较为精确的实验结果。

①操纵实验变量的方法：

设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。

②检测反应变量的方法：

根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标和方法。

具体包括：

观察特异性的颜色变化、沉淀反应；

观察形态结构、生理变化；

测量生长发育速度；

测量生化反应速度。

③控制无关变量的方法（平衡控制）：

排除因实验对象的个体差异带来的影响；

设法创造稳定的相同的条件进行对照，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；

设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响；

重复实验，排除偶然因素的干扰，减小实验误差。

不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量，观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。

4．平行重复原则

任何实验都必须能够重复，在同样条件下重复实验，实验结果应该是一致或相似的。

任何实验必须有足够实验次数，才能避免结果的偶然性，使得出的结论准确、科学。

在实验中，可以通过在一组实验中同时处理多个材料来体现重复性原则。

5．随机性原则

实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总体中随机选取的。

这样做的原因有：

（1）可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；

（2）平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。

二、实验设计的要求与步骤

1．实验设计的要求

2．实验设计的一般步骤

实验步骤应用简洁科学的语言叙述，一般如下：

（1）分组编号：

根据实验要求选择适宜的材料和器材，选材应保持条件相同（如：

日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠）。

将实验分为实验组和对照组，可以分为两组，也可以分为若干组，每组进行明确的标记，如用甲、乙、丙或者用A、B、C或者用1、2、3，总之让人一看就知道，便于实验的观察、统计、比较和叙述。

常用语言模板：

①选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组，分别编号为A、B、C等；

②取两支试管，分别编号为甲、乙，各加入等量的某溶液；

③选择年龄、体重（性别）、健康状况相同的某种动物随机等量分组，分别编号为1、2、3等。

（2）对照处理：

根据实验的要求分别对实验组和对照组进行处理，除实验变量外，对实验组和对照组的培养、饲养等条件应相同，即控制无关变量。

要注意能体现“单一变量”词语的准确使用，例如使用“等量”、“相同”、“适宜”等词语。

（3）培养（或饲养）、观察、记录：

对于植物实验和某些动物实验，分别进行实验处理后，要进行一段时间的培养才能出现结果。

而有些实验进行实验处理之后，在短时间内（1～2h）就可以观察出现的现象。

要仔细观察实验组与对照组出现的差异，记录实验现象和实验数据。

三、探究性实验与验证性实验的比较

1．区别

项目

探究性实验

验证性实验

概念

指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动

指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验

实验目的

探究研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系

验证已知对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系

实验假设

假设一般采用“如果A，则B”的形式表达，是根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释

因结论是已知的，故不存在假设问题

实验现象

未知

已知

实验结果预测

对应假设，分类讨论：

①实验组与对照组无显著差异，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）

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

实验结论

根据可能的实验结果，进行分析

对应实验目的作出肯定结论

2．举例

实验名称

鉴定某人是否出现糖尿

验证某糖尿病患者尿液中含葡萄糖

实验原理

相同（本尼迪特试剂与可溶性还原糖作用呈现红黄色沉淀）

实验步骤

相同（取尿液后加本尼迪特试剂热水浴加热，观察实验现象）

出现或不出现红黄色沉淀

出现红黄色沉淀

预期实验结果

若出现红黄色沉淀，证明此人出现糖尿；

若不出现红黄色沉淀，证明此人不出现糖尿

糖尿病患者尿液中含葡萄糖

题组一　突破实验目的

1．下图表示3株脱淀粉（经充分“饥饿”处理）的长势相同的同种植株放在透光的不同钟罩内。

该实验的目的是_____________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　探究CO2浓度与光合速率的关系

解析　此类试题实验目的的确认方法是首先确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。

⇒实验目的

2．为了探究某物质（X）的作用，研究者提出了以下实验思路：

（1）实验分组

甲组：

培养液＋Y细胞＋3H－TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）＋生理盐水。

乙组：

培养液＋Y细胞＋3H－TdR＋X（用生理盐水配制）每组设置若干个重复样品。

（2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。

（3）将各样品在相同且适宜的条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。

（要求与说明：

答题时用X、CRD、3H－TdR表示相关名词；

Y细胞是能增殖的高等动物体细胞。

）

请回答：

实验目的：

__________________________________________________________

答案　探究X对Y细胞增殖（DNA合成）的影响

解析　该实验的自变量为某物质（X）的有无，因变量为细胞内的放射性强度。

3H－TdR是用来合成DNA的原料，若细胞分裂旺盛，则细胞内的放射性强度的平均值（CRD）就比较高。

所以该实验的目的是探究X对Y细胞增殖（DNA合成）的影响。

变量法寻找实验目的

（1）根据题目信息，直接写出实验目的。

此类题目中往往含有“验证×

×

”或“探究×

”的字眼，此即为该实验的目的。

（2）根据实验装置或实验现象，推断实验目的。

此类试题首先确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。

题组二　突破实验假设

3．正常子宫内膜上皮细胞具有合成某种细胞周期蛋白（简称P蛋白）的能力，该蛋白可促进子宫内膜上皮细胞的增殖。

雌激素能促进子宫内膜上皮细胞的增殖。

雌激素是通过什么途径来促进子宫内膜上皮细胞增殖的呢？

某科研小组发现雌激素能诱导P蛋白的合成。

据此，科研小组作出了“雌激素通过诱导P蛋白的合成来促进这些细胞的增殖”的假设，并设计了相应的实验方案。

请回答相关问题：

（1）该实验需要哪两种功能不同的细胞作实验材料？

________________________________________________________________________；

（2）该实验对照组的培养液中是否需要加入雌激素？

________________。

（3）预测可能的实验结果及结论：

_____________________________________________

（4）该实验的目的是__________________________________________________________

答案　

（1）不能合成P蛋白的子宫内膜上皮细胞　正常（或能合成P蛋白的）子宫内膜上皮细胞　

（2）需要　（3）①如果对照组的增殖细胞数目明显大于实验组，说明雌激素通过促进P蛋白合成来促进子宫内膜上皮细胞的增殖；

②如果两组的增殖细胞数目无显著差异，说明雌激素对子宫内膜上皮细胞增殖的作用与P蛋白无关

（4）研究雌激素是否通过诱导P蛋白的合成来促进子宫内膜上皮细胞的增殖

解析　分析该题的实验目的，发现其中可以提取出两个自变量：

有无雌激素、是否能合成P蛋白；

该选哪一个作为本题的自变量，

（1）给出提示，如果变量为有无雌激素，那么只能用具有同种功能的细胞来研究，故本题