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例析生物实验原理的书写(整理)  

2014-04-18 11:02:42|  分类: 5生物实验探究 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一、  实验原理的概念:实验原理是实验设计的依据和思路。

二、  实验原理首先要遵循实验的科学性原则。实验中涉及到的实验设计依据必须是经前人证明的科学理论。如还原糖的鉴定,还原糖与斐林试剂产生砖红色的沉淀,淀粉的鉴定,淀粉遇碘变蓝,这都是科学理论。

三、  实验原理的表述的内容

实验原理的表述的内容:实验设计的整体思路,即通过…达到…的目的;还包括实验现象与结果出现的原因以及重要实验步骤设计的根据等。

一般有两种题型:

一种是知道实验的目的和材料写实验原理:

1.自变量的作用的科学依据;

2操作自变量的原理;

3因变量获得的原量。

另一种是做完了实验,根据实验的过程和步骤等写实验原理:

1写出为什么这样操作?

2写出为什么出现这样的现象?

四、  典例剖析

1、2007年全国卷Ⅰ第30题第Ⅱ小题:(据实验的背景写科学依据)

为了确定生长素类似物促进扦插枝条生根的适宜浓度,某同学用两种浓度的生长素类似物分别处理扦插枝条作为两个实验组,用蒸馏水处理作为对照组进行实验,结果发现三组扦插枝条生根无差异。回答下列问题:

(1)参考该同学的实验,在下一步实验中你应该如何改进,才能达到本实验的目的?请说明理论依据。

解析:此题先进行实验的评价并改错,即“(1)改进方法:在某同学使用的两种浓度生长素类似物的基础上,分别在低于低浓度的范围设置一组浓度梯度、高于高浓度的范围设置一组浓度梯度,以及两浓度之间设置一组浓度梯度进行实验,从而找到促进枝条生根的适宜浓度。”实际上是表述了测定促进枝条生根的最适生长素浓度的实验步骤。

接着让考生说明这样做的理论依据,即实验原理中的第一点,就是要用到生物学上什么基本知识、规律和结论。“理论依据:生长素促进生根的浓度范围是一定的,浓度过高或过低都不能促进生根。”从这个题目中,体现了实验原理决定实验步骤,从实验步骤中可以透析出实验原理。实验原理是科学的理论,是写在书本上的,也是前人经过论证的。

2、2005年全国卷Ⅰ第30题:(据实验步骤和实验目的写实验原理)

为了验证胰岛素具有降低血糖的作用,以小鼠活动状况为观察指标设计实验。

某同学的实验方案如下:

①将正常小鼠随机分成A、B两组,观察并记录其活动状况。

②A组小鼠注射适量胰岛素溶液,B组注射等量生理盐水。一段时间后,A组小鼠会出现四肢无力,活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,B组活动状况无变化。

③A组小鼠出现低血糖症状后,分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后,A组小鼠低血糖症状缓解,B组活动状况无变化。

该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。

请回答:(1)该实验原理是:                                                         

                (2)分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因:                        

                (3)胰岛素在血糖平衡调节中的作用是:                                      

【答案】

(1)胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时,引起血糖下降,机体出现活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。

(2)注射胰岛素溶液后,血糖含量下降,小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖供应减少,导致能量供应不足而发生功能障碍,从而引起低血糖症状。

(3)胰岛素可使组织细胞对血糖的利用增加,同时使血糖来源减少,从而使血糖含量减少。

解析:此题给出了实验步骤。让考生写出实验原理。

写出为什么这样操作?写出为什么出现这样的现象?

即高考答案“胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时,引起血糖下降,机体出现活动减少,甚至昏迷等低血糖症状,此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。”此实验原理包括实验现象出现的原因,也体现了实验步骤设计的整体思路。

五、  课堂练习:根据实验背景和实验步骤写原理

1你曾看到过某些水果如苹果、桃子等以及某些蔬菜如马铃薯、山药等去皮后颜色的变化吗?那是什么原因引起的呢?原来是由于植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢存在时,能使某些酚类物质如愈创木酚氧化成红褐色物质。研究表明红褐色物质颜色的深浅与酶活性呈正相关。据测定得知新稻米中过氧化氢酶的活性明显高于陈稻米。新收获的稻米煮出的饭香气诱人,但是不法商贩用抛光、增白、上油等方法处理陈稻米,以假乱真,坑害消费者。

请你根据提供的实验材料和原理,为食品卫生质量检验人员设计一个检测稻米新鲜程度的简易实验,并预测结果及结论。

实验目的:__________________________________________________________

材料用具:新稻米、待测稻米、1%愈创木酚(氧气存在时被氧化成红褐色物质,与氧浓度成正比。)

实验原理:                                                          

实验步骤:

第一步:取两支具塞试管,分别编号为A和B;A管内放入适量的新稻米,B管内放入等量的待测稻米

第二步:用移液管分别往两只试管内加入适量等量的1%愈创木酚溶液,浸没大米,盖上试管塞,充分摇均匀,静置一段时间后,弃掉多余液体

第三步:将两试管中浸有l%愈创木酚的稻米分别倒入两个对应编号的培养皿中,用镊子摊开,然后,用移液管吸取l%过氧化氢分别滴向培养皿中的稻米,使所有稻米都浸有过氧化氢

第四步:一段时间后,用放大镜观察两培养皿中稻米的颜色变化

预期结果及结论:___________________________________

答案: 实验目的:根据过氧化酶活性的强弱来鉴别稻米是新稻米还是陈稻米

实验原理:要写出:为什么这么做?为什么出现这样的现象?(自变量的作用原理,因变量的检测原理等。)或(操作原量、现象原理。)

植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢存在时,能使某些酚类物质(如:愈创木酚)氧化成红褐色物质,其颜色的深浅与酶活性呈成正比。

预期结果及结论:A培养皿中的新稻米呈红褐色。B培养皿中的待测稻米若颜色很浅或几乎无色,则是陈稻米;若待测稻米颜色也呈红褐色,则是新稻米

2为确定人体在运动时呼出气体中的CO2浓度是否比静止时高,某同学进行了如下探究:

    作出假设:人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。

    实验过程:

    ①在3个烧杯中,分别注入100 mL蒸馏水,测定其pH。

    ②实验者在安静状态(静坐2 min)、中度运动(步行2 min)以及剧烈运动(跳绳2 min)后,立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体,测定pH。经多次重复实验,所得平均数据如下表:

                运动状态      安 静      中度运动       剧烈运动

                实验前pH      6.1          6.1             6.1

                实验后pH      5.9          5.6             5.3

      请回答:

(1)作出上述假设的依据是___________________________

(2)该实验的原理是_____________________________

(3)从表中数据可以看出_____越大,______下降幅度越大,由此可以得出结论____________,从而可以验证上述假设。

(4)人体代谢产生的CO2,正常情况下来自三大类有机物的分解,这三大类物质是________。人体糖代谢产生CO2的细胞器是__________。

答案:(l)由于人体在运动时耗能增加,呼吸作用加强,产生CO2的量增加,所以呼出CO2的浓度增加。

(2)CO2在水中溶解后使水的pH下降,人在不同运动状态下产生的CO2不同,溶于水后也会导致pH不同,通过测定水pH的变化可以推测呼出气体中CO2浓度的变化。

(3)运动强度  pH     随着运动强度的增加,呼出的CO2浓度增加

(4)糖类、脂肪和蛋白质,线粒体

本文转载自陈@双螺旋《实验原理的写法》

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