高中生物实验设计的基本原则

生物实验设计的基本原则例1、实验设计常见病矫治科学家通过实验发现，新鲜的动物肝脏中含有大量的过氧化氢酶，它能催化过氧化氢的分解（H2O2→H2O＋O2）。请你设计一个实验，验证新鲜的猪肝中含有过氧化氢酶。要求：写出具体的实验操作过程；实验步骤应科学、合理和可行。学生1:把H2O2中的O2用同位素18O标记，然后取捣碎的新鲜猪肝一部分放在H2O2中，检测放出的气体是否有O2，从而说明H2O2能反应生成H2O和O2。——实验目的不明确学生2:在1支试管中加入2mLH2O2，再加入一部分捣碎的新鲜猪肝，观察有气泡产生，经检验为O2，从而验证猪肝中有过氧化氢酶。——实验方法不规范(未设立对照组)学生3:取2支试管，分别加入2mLH2O2，然后在甲试管中加lmL捣碎的新鲜猪肝，乙试管不加任何物质，观察发观甲试管有大量气泡产生，检验得知为O2，乙试管没有这种现象，说明猪肝中有过氧化氢酶。——实验方法不规范(不遵循等量对照原则)学生4:将新鲜的猪肝和H2O2一起放在一个密闭的带有导管处容器里，导管连接在另一个放有小白鼠的密闭容器中，过一段时间，发现小白鼠正常活着，说明有O2提供，此O2即为H2O2在酶的作用下分解所致，从而也就说明了新鲜的猪肝中含有过氧化氢酶。——结果检验不科学(不符合简明性原则)学生5:取1只密闭的玻璃钟罩，内放1只小白鼠和1个装有H2O2和少许猪肝的小烧杯，观察小白鼠生活情况，如果它能很正常地活着，这就说明H2O2在猪肝中过氧化氢酶的作用下，有O2产生，从而验证新鲜的猪肝中含有过氧化氢酶。——实验过程不可行目的性：目的明确，确定好自变量和因变量科学性：对照、等量、单一变量、无关变量可行性原则：从实验原理、实验的实施到实验结果的产生，都具有可行性。简明性原则：实验材料容易获得，实验装置比较简单，实验药品比较便宜。安全性：隔水加热，有毒药品的使用。有序性：相邻步骤不跳跃，循序渐进可重复性原则：重复、随机和对照是保证实验结果正确性的三大原则。一、实验设计的原则2．切除老鼠体内的甲状腺，10d后将其同没有切除甲状腺老鼠相比，切除甲状腺的老鼠的代谢能力明显下降，且无法检出其血中甲状腺激素。切除5d后,将溶于某溶剂的一定量甲状腺激素给老鼠连续注射5d后观察,其物质代谢能力没有下降。由此可推测：甲状腺激素能增强物质代谢能力。为了证明此推论，你认为还需要进行：()A．既没有切除甲状腺,又未注射甲状腺激素的实验组B．增加甲状腺激素的注射量后进行切除手术，过5d后再移植甲状腺的实验组C．从进行切除后的第5d开始，只注射用于该实验的溶剂的实验组D．将溶解于另一种溶剂的（与上述溶液不同）的甲状腺激素注射到刚刚做完切除手术的实验组自变量的控制C例2、科学寻根——青霉素的发现观察并提出问题培养细菌的培养基中，偶然混入了青霉菌，在其周围没有细菌生长。为什么会出现这种现象呢？假设青霉菌产生了某种物质阻止周围细菌的生长和繁殖。试验获得一些培养过青霉的培养液，将这样的培养液滴入生长有细菌的培养基中，观察其对细菌生长的影响。试验结果青霉培养液抑制了细菌的生长和繁殖。结论青霉菌能产生阻止细菌生长和繁殖的物质不足以证明青霉素是青霉菌产生的还是培养液和培养基中的其他物质产生的。设立对照组，将细菌放在并未培养过青霉菌的培养液中培养，观察细菌的生长状况。对照组的细菌能正常生长和繁殖，则证明青霉菌确实能产生可阻止细菌繁殖的物质。实验评价：实验方法：预期结果：可从以下六个步骤来确定解题的顺序及思路：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.设计实验步骤—6.分析实验结果[例3]现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品，设计出实验的方法、步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等。方法步骤：①②可能的实验结果及相应的结论：方法步骤：①备好培养装置。选适量种子均分两组，分别放入两组培养皿中，向各组培养皿中加入适量水。②控制条件、观察实验过程。分别将一组装置放到光照下，另一组放到黑暗中，同时控制水分、温度、空气等条件一致且适宜，培养一段时间后，观察萌发情况。可能的实验结果及相应的结论：①光照萌发良好，黑暗组没有萌发或萌发不良（与光照组差异明显），说明光照是该种子萌发的必要条件或光照促进该种子萌发。②黑暗组萌发良好，光照组没有萌发或萌发不良（与黑暗组差异明显），说明光照能抑制该种子萌发；③两组种子萌发状况均好，没有明显差异，说明光照或黑暗对该种子萌发没有影响。