2010生物高考复习《生物科技》专题系列课件15：《生物实验设计》

• 1）科学性原则 ）
– 实验设计中必须有充分的科学依据。 实验设计中必须有充分的科学依据。
• 2）单因子变量原则 ）
– 自变量，指实验假设中涉及的给定的研究因素。 自变量，指实验假设中涉及的给定的研究因素。 – 因变量，指实验变量所引起产生的结果或结论。 因变量，指实验变量所引起产生的结果或结论。 – 无关变量，其他对因变量有影响的因素。 无关变量，其他对因变量有影响的因素。
⒂、测定种群密度的方法：样方法； 标志重捕法 测定种群密度的方法：样方法； 生态瓶的制作方法。 ⒃、生态瓶的制作方法。 分离微生物的方法： ⒄、分离微生物的方法： 平板划线法；用选择培养基培养( 圆褐固氮菌的分离， 平板划线法；用选择培养基培养(如：圆褐固氮菌的分离， 金黄色葡萄球菌的分离，细菌和酵母菌的分离) 金黄色葡萄球菌的分离，细菌和酵母菌的分离) ⒅、测定微生物群体生长的方法： 测定微生物群体生长的方法： 测定细菌的数目-----显微计数 测定细菌的数目---显微计数 测定细菌的重量---取一定体积的培养基，经离心分离， ---取一定体积的培养基 测定细菌的重量---取一定体积的培养基，经离心分离，反 复洗涤后，称湿重，或烘干后称干重。 复洗涤后，称湿重，或烘干后称干重。
生物实验设计原则
实验设计不是教材实验的简单再现，它来源于教材又与教材 实验设计不是教材实验的简单再现， 有别，体现了“源于教材，高于教材”的命题思路。 有别，体现了“源于教材，高于教材”的命题思路。 对这类实验题一般应从以下几方面人手：(1)了解题目要求 了解题目要求； 对这类实验题一般应从以下几方面人手：(1)了解题目要求； (2)明确实验目的 (3)分析实验原理 (4)确定实验思路 (5)设 明确实验目的； 分析实验原理； 确定实验思路； (2)明确实验目的；(3)分析实验原理；(4)确定实验思路；(5)设 计实验步骤；(6)预测结果和分析 预测结果和分析。 计实验步骤；(6)预测结果和分析。 生物的生命活动往往是错综复杂的。影响某一个生命活动的 生物的生命活动往往是错综复杂的。 产生和变化的因素常常也很多。为了弄清楚变化的原因和规律， 产生和变化的因素常常也很多。为了弄清楚变化的原因和规律， 当研究多个因素之间的关系时，往往先控制其他几个因素不变。 当研究多个因素之间的关系时，往往先控制其他几个因素不变。 集中研究其中一个因素变化所产生的影响，这种方法叫控制变量 集中研究其中一个因素变化所产生的影响，这种方法叫控制变量 这是一种在研究问题时常用的科学实验方法。 法。这是一种在研究问题时常用的科学实验方法。其中对照实验 最为典型。在对这类实验题提出设计思路时，最为关键的是要抓 最为典型。在对这类实验题提出设计思路时， 个变量： 实验变量、相关变量、反应变量。 住3个变量：即实验变量、相关变量、反应变量。在具体设计过 程中，实验变量怎么操纵？相关变量怎么控制？ 程中，实验变量怎么操纵？相关变量怎么控制？反应变量怎么检 把握住了这3个变量，那么所设计的实验就不会违背科学性 测？把握住了这3个变量，那么所设计的实验就不会违背科学性 原则、对照原则、单因子变量原则。 原则、对照原则、单因子变量原则。
• 3）对照性原则 ）
– 对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。 对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。
对照与实验对照原则的解释
对照是实验控制的手段之一,目的仍在于消除无关变量对实验 对照是实验控制的手段之一, 结果的影响。 结果的影响。 实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。 实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对 照对比,即可排除无关变量。 照对比,即可排除无关变量。 实验组：是接受实验变量处理的对象组。 实验组：是接受实验变量处理的对象组。 对照组：亦称控制组,对实验假设而言,是不接受实验变量处理 对照组：亦称控制组,对实验假设而言, 的对象组。 的对象组。 至于哪个作为实验组,哪个作为对照组,一般是随机决定的。 至于哪个作为实验组,哪个作为对照组,一般是随机决定的。这 从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的、 样,从理论上说,由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的、 被平衡了的,故实验组与对照组两者之差异, 被平衡了的,故实验组与对照组两者之差异,则可认定为是来自实验 变量的效果,这样的实验结果是可信的。按对照的内容和形式上的 变量的效果,这样的实验结果是可信的。 不同,通常有以下对照类型: 不同,通常有以下对照类型: 空白对照。指不做任何实验处理的对象组。例如在“ １.空白对照。指不做任何实验处理的对象组。例如在“生物组 织中可溶性糖的鉴定”的实验中,假如用两个试管， 织中可溶性糖的鉴定”的实验中,假如用两个试管，向甲试管溶液 加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴, 加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变 化。这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。空白 这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。 对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增加了说服力。 对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增加作 教师 指导
一些常见的实验方法 根据颜色来确定某种物质的存在： ⑴、根据颜色来确定某种物质的存在： 淀粉+I 蓝色) 还原性糖+斐林试剂(砖红色) 淀粉+I2(蓝色)；还原性糖+斐林试剂(砖红色)； 苏丹Ⅳ(红色) Ⅳ(红色 脂肪+苏丹Ⅲ(橘黄) Ⅲ(橘黄 脂肪+苏丹Ⅲ(橘黄)或+苏丹Ⅳ(红色)； 蛋白质+双缩脲试剂(紫色) 蛋白质+双缩脲试剂(紫色)； 大肠杆菌+伊红和美蓝(菌落为深紫色，有金属光泽) 大肠杆菌+伊红和美蓝(菌落为深紫色，有金属光泽) 用颜色标记法来确定原肠胚三个胚层的分化情况。 ⑵、用颜色标记法来确定原肠胚三个胚层的分化情况。 ⑶、用荧光标记法来证明细胞膜具有一定的流动性 同位素示踪法：光合作用产生氧气的来源； ⑷、同位素示踪法：光合作用产生氧气的来源； 光合作用中二氧化碳的去向；噬菌体侵染细菌实验证明DNA 光合作用中二氧化碳的去向；噬菌体侵染细菌实验证明DNA 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；DNA的复制是半保留复制。 是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；DNA的复制是半保留复制。 的复制是半保留复制 确定某种元素为植物生长必需的元素的方法: ⑸、确定某种元素为植物生长必需的元素的方法: 水培法(完全培养液与缺素完全培养液对照) 水培法(完全培养液与缺素完全培养液对照) 获得无籽果实的方法: ⑹、获得无籽果实的方法: 用适宜浓度的生长素处理花蕾期已去雄的子房， 用适宜浓度的生长素处理花蕾期已去雄的子房，如无籽蕃 茄、诱导染色体变异，如无籽西瓜。 诱导染色体变异，如无籽西瓜。 确定某种激素功能的方法： ⑺、确定某种激素功能的方法： 饲喂法，切除注射法，阉割移植法，切除口服法。 饲喂法，切除注射法，阉割移植法，切除口服法。
观 8 察 9 类 10
11 12
Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅱ
实验名称 实 13 群密度的取样调查 习 14 设计小生态瓶，并观察生态系统的稳定性 设计小生态瓶， 研 15 调查人群中的遗传病 究 16 调查环境污染对生物的影响 性 课 设计实验、 设计实验、观察生长素或生物素类似物对植物生 题 17 长发育的影响
⑻、确定传入、传出神经的功能： 确定传入、传出神经的功能： 刺激+观察效应器的反应或测定神经上的电位变化。 刺激+观察效应器的反应或测定神经上的电位变化。 ⑼、植物杂交的方法 雌雄同花：花蕾期去雄+ 开花期人工授粉+ 雌雄同花：花蕾期去雄+套袋 +开花期人工授粉+套袋 雌雄异花：花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+ 雌雄异花：花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋 ⑽、确定某一显性个体基因型的方法： 确定某一显性个体基因型的方法： 测交； 该显性个体自交。 测交； 该显性个体自交。 确定某一性状为显性性状或隐性性状的方法： ⑾、确定某一性状为显性性状或隐性性状的方法： 具有一对相对性状的纯合体的杂交 自交，观察后代是否有性状分离。 自交，观察后代是否有性状分离。 ⑿、确定某一个体是否具有抗性基因的方法： 确定某一个体是否具有抗性基因的方法： 确定小麦是否具有抗锈病基因，用锈病菌去侵染，一段时间后， 确定小麦是否具有抗锈病基因，用锈病菌去侵染，一段时间后， 观察有无锈斑出现。 观察有无锈斑出现。 鉴定血型的方法： ⒀、鉴定血型的方法： 用标准血清与待测血型混合，在显微镜下观察血液的凝集情况。 用标准血清与待测血型混合，在显微镜下观察血液的凝集情况。 ⒁、育种的方法： 育种的方法： 杂交育种；人工诱变育种；人工诱导育种；单倍体育种； 杂交育种；人工诱变育种；人工诱导育种；单倍体育种；基因 工程育种；细胞工程育种等。 工程育种；细胞工程育种等。
实验名称 探 究 类 验 证 类
1 2 3 4 5 6 7
实验要求
比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率 比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率 Fe3+ 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用 温度对酶活性影响 生物组织中还原性糖、脂肪、 生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质的鉴定 叶绿体中色素的提取和分离 DNA的粗提与鉴定 DNA的粗提与鉴定 高倍显微镜的使用和观察叶绿体 细胞质流动的观察 观察植物细胞有丝分裂 观察植物细胞的质壁分离和复原 观察SO 观察SO2对植物的影响 植物向性运动的实验设计和观察
课本实验分为三类： 课本实验分为三类：实验、实习和研究性课 课 题三类。 题三类。 考纲对实验、实习的要求分为Ⅰ类和Ⅱ 考纲对实验、实习的要求分为Ⅰ类和Ⅱ类。 它们的要求分别如下： 它们的要求分别如下： 理解实验目的、 Ⅰ类:理解实验目的、原理和方法步骤，初 理解实验目的 原理和方法步骤， 步学会有关的操作技能， 步学会有关的操作技能，进一步理解有关的生物 学知识。 学知识。 能够独立完成实验和实习， Ⅱ类:能够独立完成实验和实习，理解探究 能够独立完成实验和实习 性实验的基本过程， 性实验的基本过程，初步学会探究性实验的一般 方法。 方法。 对研究性课题的要求分为小组合作完成和独 立完成两个层次。 立完成两个层次。