(二)全面分析是核心 1、原理的分析: 实验原理即实验所依据的科学道理,要结合具体的知识并充分利用所给的实验条件来确定。实验原理是为什么这么做?而不是怎么做。 例1的实验原理是:在高温、干旱和强光照下,随着植物光合作用的进行,造成密闭钟罩内CO2浓度逐渐降低,C4植物能利用较低浓度的CO2,生长良好,而C3植物不能。 例2:在欧美,洋葱被誉为“蔬菜皇后”。其肥大的鳞茎中含糖类8.5%,干物质9.2%,每100g含维生素A 5mg、维生素C 9.3mg、钙40mg、磷50mg、铁8mg,以及18种氨基酸,是不可多得的保健食品。那么洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是可溶性还原糖?某生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。 进行此实验设计的实验原理是:淀粉遇碘液变蓝色,可溶性还原性糖与斐琳试剂在水浴加热的条件下会出现砖红色沉淀。 例3:为了验证胰高血糖素具有升高血糖的作用,某兴趣小组设计了如下实验方案: (1)将生长发育状况一致的健康小鼠随机均分为A、B两组; (2)给A组小鼠注射适量溶解有胰高血糖素的生理盐水,给B组小鼠注射等量生理盐水; (3)将两支洁净的试管编号为1号和2号,分别加入适量且等量的班氏糖定性试剂; (4)注射1h后,分别采集两组小鼠的尿液,将A、B两组小鼠的尿液分别加入1号和2号试管中。振荡摇匀后,将两支试管水浴煮沸几分钟,待冷却后,观察发现1号试管出现砖红色沉淀,而2号试管仍为蓝色。 该实验的原理是胰高血糖素具有升高血糖的作用。当体内胰高血糖素含量过高时,引起血糖过高,形成糖尿。班氏糖定性试剂与葡萄糖混合,在水浴煮沸时,会出现砖红色沉淀。 2、变量的分析: 对照实验中需要控制的变量有实验变量、无关变量、额外变量和反应变量。 实验变量,也称为自变量,指实验中所研究的由实验者操纵的因素或条件。反应变量,亦称因变量,指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。无关变量,也称控制变量,指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。额外变量,也称干扰变量,指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然,额外变量会对反应变量有干扰作用, 例4:分析“探索温度对酶活性的影响”实验设计中需要控制的实验变量、反应变量、无关变量和额外变量。 (此实验的实验变量是温度,反应变量是溶液的颜色变化,无关变量有加入的淀粉的量,淀粉酶的量,碘液的量,反应的时间等,额外变量是处理温度的顺序。) 实验设计时为保证实验结果正确性,要严格控制实验变量的单一性,无关变量的等量性,同时控制不要出现干扰变量。如证明光合作用产物的实验时要先对实验材料进行暗处理,探究温度对淀粉酶影响的实验要注意顺序问题,要分别先调节反应物和酶的温度后再混合。 3、方法的分析: 前面已经介绍过生物实验常用的四种对照方法,分析原理后,在具体设计之前,先要结合实验分析如何分组,应该选用何种对照方法。 例5:“适宜浓度(10-10mol/L)的生长素(IAA)可以促进种子的萌发,浓度过高(10-8mol/L)的生长素会抑制种子的萌发。”请你依据这一事实来设计实验,证明其正确性。 此实验设计就需要将材料分三组:甲组施加适宜浓度(10-10mol/L)的生长素;乙组施加等量适宜浓度(10-8mol/L)的生长素;丙组施加等量的清水。甲和乙相互对照,丙为空白对照。 例6: 在“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中,可设计以下实验组和对照组,甲组:饲喂含有甲状腺激素的饲料(实验组) 乙组:饲喂等量的含有甲状腺素抑制剂的饲料(条件对照) 丙组:饲喂等量的不含甲状腺激素的普通饲料(空白对照) 4、步骤的分析 经过前面的原理、变量和方法的分析,最后总结实验具体的操作步骤:
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