试验设计的四个基本原则对照原则目的有比较才能有鉴别.docx
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试验设计的四个基本原则对照原则目的有比较才能有鉴别
实验设计的四个基本原则
一、对照原则
1.目的:
有比较才能有鉴别。
设置对照组,以鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异
2.方法:
①空白对照即不给对照组任何处理因素。
实际上对对照组的处理是不加实验组的处理因素。
如:
果树的环割实验(对结果实的影响)。
②条件对照给对照组放回的实验因素,不是所要研究的处理因素,而是非处理因素。
如:
交换吸附实验中的蒸馏水。
③相互对照不单设对照组,而是几个实验组相互对照。
如:
验证根对矿质元素的吸收具有选择性,把蕃茄、水稻分别培养在相同培养在相同培养液中
④自身对照对照和实验都在同一研究对象上进行。
如:
研究根的向地性和茎的背地性,可把植株横放于培养基上进行自然生长。
二、实验条件一致性原则
遵循单因子分析原理即整个实验过程,除欲处理的实验的因素外,其他条件要求前后一致。
这要求我们对影响实验结果的可能因素进行全面认真的分析,逐个消除无关因素,突出某一实验因素(处理因素)。
三、随机化原则指被研究的样本是从总体中任意抽取的。
四、重复性原则任何实验都必须能够重复,这是科学性的重要标志。
实验设计的基本方法
一、明确实验目的
实验目的是实验设计的出发点,要明确对象、范围和研究目的。
二、作出假设(实验目的的具体化)
假设是实验设计的关键步骤,实验设计就是要根据假设去寻找证据,决定方法。
三、预期结果
就是根据思路,检测假设,并对可能产生的现象作出预期,即预料实验现象和实验结果。
预期结果并不是假设本身。
四、设计方案步骤
这可能有多种思路,但要求简便、可行、安全、精确。
五、选择材料、用具
六、观察、收集及处理数据
七、分析、结论
对照实验中的变量控制
一、在对照实验中,一般只确认一个变量,即对实验结果有影响的变量。
如:
果树环割实验中的“环割”与“不环割”;根对矿质元素的交换吸附中的“有离子”和“没有离子“。
二、对照实验时,一定要有研究对象参与。
三、有些实验结果需要经过两次对照实验才能得到。
(其实第二、三条的本质其实也就是对实验变量进行控制,确认其中的一个变量为处理因素和非处理因素。
)
例1:
2000年高考实验设计
(2000浙江)血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用,缺乏钙则血液不能凝固,草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应,形成草酸钙沉淀,起搞凝作用。
请根据提供的实验材料和用具,简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果,难钙离子在血液凝固中的作用,并回答问题:
一、材料和用具
(1)家兔
(2)生理盐水(3)酒精棉(4)适宜浓度的草酸钾溶液
(5)适宜浓度的氯化钙溶液(6)试管、注射器(针管、针头)
二、实验步骤和实验结果
第一步:
在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水
第二步:
……
问题:
设置B管的目的是
解法思路:
实验目的:
验证钙离子在血液凝固中的作用
1.实验目的具体化(作出假设):
(1)假如血液中有钙离子,则会凝固
(2)假如血液中无钙离子,则不会凝固
2.创设实验条件(可从分析实验材料和用具入手):
草酸钾溶液——去掉血液中的钙离子(创设无钙离子的条件)
氯化钙溶液——提供钙离子(可创设有钙离子的条件,但血液中本身是有钙离子的,已具备有钙离子的条件);家兔——供血;生理盐水——做对照;酒精棉——消毒;试管、注射器——取血。
3.书写实验步骤(把握关键句,按要求答题)
第二步:
用酒精棉消毒,用注射器取家兔血;
第三步:
立即将等量的新鲜血液分别加入到A、B两试管中,静置一段时间。
结果:
A管不凝固,B管凝固;
4.检查设计的严谨性
(1)A管不凝固是否与加入了草酸钾有关?
(2)氯化钙溶液还没有使用。
因此,要增加二次对照:
第四步:
将等量的氯化钙溶液分别加入到两试管中,
结果:
A管,B管。
例2:
某同学制定了下列实验方案:
(1)实验目的(略)
(2)实验材料和用具(略)
(3)实验方法和步骤
1用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液,密封不漏气
2将上述植物及装置放在暗室中饥饿,消耗掉叶片内贮藏的有机物。
暗室内装有红色安全灯
3饥饿一定时间后,自暗室中取出,光照若干小时,使其充分进行光合作用
4取一叶片,放入盛有酒精的烧杯中,水浴加热使叶绿素溶于酒精中
5将已脱绿的叶片取出,平铺在一个培养皿内,用碘—碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异顔色反应出现
该实验方案中有几项明显错误,请指出错误并改正。
答案:
(1)步骤②中暗室内用红色安全灯是错误的,应改为绿色安全灯。
(2)步骤⑤中的“葡萄糖”是错误的,应改为“淀粉”。
(3)未设对照,对照的做法是:
A.装置同步骤①,但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替该植物,用一杯清水代替NaOH溶液
B.重复改正后的步骤②
C.重复题中步骤③④
D.重复改正后的步骤⑤
例3:
为证实“CO2是光合作用合成有机物必需的原料”,
(1)实验中用浓NaOH溶液和石灰水的目的分别是
(2)进行实验之前植株应怎样处理
(3)两小时后,取下玻璃瓶中的叶片并测试其光合作用是否发生,实验该怎样做下去?
(4)指出该实验的对照实验:
。
实验综合能力训练
1、在验证光合作用产生氧的实验中,实验材料除金鱼藻、烧杯、漏斗、卫生香或竹签等外,
(1)还需要,其作用是:
。
(2)整个装置应放置在。
(3)该实验的验证方法是。
(4)实验结论:
。
2、银边天竺葵的叶,边缘是白色的,不含叶绿体,其余部分是绿色的。
把银边天竺葵放在阳光下,照射几小时,然后摘下一片叶,脱去叶绿素,滴上碘液。
结果,叶片的绿色部分,白色部分。
该实验说明:
。
3、1773年,英国科学家普利斯特利(J.Priestley,1733-1804)做了一个有名的实验。
他把一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里,蜡烛不久就熄灭了,小白鼠很快也死去了。
接着,他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭的玻璃罩里。
他发现植物能够长时间地活着,蜡烛也没有熄灭。
他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。
他发现植物和小白鼠都能够正常地活着。
于是,他得出了结论:
植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。
针对上述实验,你的解释是。
当其他人重复普利斯特利的实验时,有的能够成功,有的总是失败。
你分析其失败的最可能的原因是。
4、1864年,德国科学家萨克斯(J.vonSachs,1832-1897)做了这样一个实验:
(1)把绿色叶片放在黑暗处几小时,目的是。
(2)然后把这个叶片一半曝光,另一半遮光。
该步骤的作用是。
(3)一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化,曝光的那一半叶片则呈。
(4)这一实验成功地证明了。
(5)现在做此实验时,需要把光照几小时后的叶片摘下放入盛有酒精的小烧杯里,隔水加热。
放在酒精里加热是因为。
5、1880年德国科学家恩吉尔曼(C.Engelmann)用水绵进行了光合作用的实验:
把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里,然后用极细的光束照射水绵。
通过显微镜观察发现,好氧细菌只集中在;如果上述临时装片完全暴露在光下,好氧细菌则集中在。
恩吉尔曼的实验证明:
。
恩吉尔曼的实验在设计上有什么巧妙之处
①。
②。
③。
④。
6、在叶绿体中色素的提取和分离实验中,
(1)提取叶绿体中色素的关键主要是:
①
②
③
(2)分离叶绿体中色素的关键主要是:
①
②
7、如果将洋葱表皮细胞浸润在与细胞液浓度相同的蔗糖溶液中,这些表皮细胞将。
当红细胞细胞膜两侧的溶液具有浓度差时,红细胞会不会发生质壁分离现象,为什么?
。
8、在植物栽培中,合理利用光能,可以使绿色植物充分地进行光合作用。
合理利用光能主要包括和两个方面。
如果把绿叶比喻为“绿色工厂”,那么,它的“车间”是,“机器”是。
动力是,原料是,产物是。
9、设计一个简单实验,证明呼吸作用吸收氧。
实验材料:
种子、广口瓶、短蜡烛、火柴等。
实验步骤:
(一)
(二)
10、设计一个简单实验,证明呼吸作用释放二氧化碳。
实验材料:
实验步骤:
11、在植物生活需要无机盐的实验中,
(1)取甲、乙两支试管,甲试管盛有肥沃土壤的浸出液,乙试管盛。
(2)。
(3)过些日子,观察结果。
(4)这个实验表明:
。
12、15只同种并同时孵化的体长约15mm的蝌蚪,随机分成3个组(每组5只),饲养的水、饲料的温度等条件等同。
①组加入甲状腺激素,②组加入甲状腺抑制剂,③组不加入药剂。
饲养10d~20d,定时用坐标纸观察,记录蝌蚪的生长发育变化情况。
(1)依据实验的“假设-预期-验证”的原理,该实验的“假设”是。
(2)该实验的“预期”(或推断)是。
根据“实验对照”原理:
(3)~(5)题的供选答案为:
A.实验组B.对照组C.条件对照D.空白对照
(3)本实验中,①组属于。
(4)本实验中,②组属于。
(5)本实验中,③组属于。
(6)本实验进行中的关键技术是。
13、某中学生物实验室内有以下几种试剂和用品:
①10-8mol·L-1吲哚乙酸②1%龙胆紫溶液③10-4mol·L-1秋水仙素溶液(常用适宜溶液)④0.1%亚甲基蓝溶液⑤10%HCl溶液⑥50%蔗糖溶液
(1)用上述6种试剂和用品分别处理萌发的种子10min,其中细胞仍具有生命力的是上述试剂中的(填序号)。
(2)如果要观察根尖细胞的染色体,应选用上述试剂中的。
(3)要研究根的向地性,应选用上述试剂中的,其作用原理是。
(4)要使玉米单倍体能结实,应选用上述试剂中的,其作用原理是。
(5)如果用溶液⑥处理根毛细胞,可看到的现象是,但不能看到。
14、请利用如下材料设计一个生物与环境关系的模拟实验,并做出分析。
实验材料:
4m2的红、绿、白3种颜色的纸板各1块。
数量相等、活力相近的蝗虫3组(每组约50只)、家鸡3组(每组3只)。
(1)实验设计:
(2)实验结果:
(3)结果分析:
①蝗虫的绿色体色是一种,
②蝗虫的草绿色的形成是的结果。
15、给你未萌发的小麦种子、广口瓶、橡皮塞、凡士林、烧杯、小试管、NaOH、细玻璃管等材料和药品,试设计一个实验(包括实验装置、实验过程),达到验证“生活着的小麦种子不萌发时也在进行呼吸作用”的目的。
要求画出实验装置示意图。
16、下面是植物的向光性实验的设计方案示例:
(1)
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- 关 键 词:
- 试验 设计 四个 基本原则 对照 原则 目的 比较 才能 鉴别