五. 实验设计题型范例
例1. 课题小组的研究性学习课题是“探究影响细菌生长繁殖的因素”。他们在培养细菌的过程中,发现了某种细菌(R)的周围其他细菌的生长繁殖受到抑制。他们把R细菌接种到专门的培养基上进行培养,一段时间后,他们除去R细菌,用该培养基再培养其他细菌,结果其他细菌仍然不能在这个培养基上生长和繁殖。于是该同学就假设了“造成R细菌的周围其他细菌不能生长和繁殖的最可能的原因是:R细菌产生了不利于其他细菌生存的物质”。
问题:参照上述题目中所给出的有关材料,请设计一个实验对该同学的假设进行验证。
第一步:____________________________.
第二步:____________________________.
第三步:____________________________.
第四步:____________________________.
解析:本题的实验目的是验证“R细菌产生了不利于其他细菌生存的物质”。那么就要验证R细菌产生了一种物质,并且不利于其他细菌的生存。我们要观察细菌的生长情况只能通过培养皿中的培养基,所以要准备好含有培养基的培养皿。本实验的设计应抓以下几个关键点:一是进行对照组(R细菌的有无)的准备,二是对照组的设置(注意单一变量原则),三是对照组的使用,四是对照组控制条件的观察。
第一步:取两个培养皿,按相同营养成分配制成甲乙两个培养基。
第二步:在甲培养基上接种R细菌,培养一段时间后,除去细菌;乙培养基上不接种R细菌,作为对照。
第三步:在这两个培养基上分别接种相同的其他细菌。
第四步:在相同条件下,让甲乙两个培养基上的细菌生长繁殖。
例2. 某同学进行了温度对酶活性影响的研究,设计了如下实验:
实验步骤:
(1)取三支试管,分别加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。
(2)将试管分别放入25℃、60℃的水中和冰块中,在三支试管中分别加入质量分数为2%的淀粉酶溶液,两支试管中的pH=6.8,第三步试管中的pH=4,摇均后维持各自温度5min.
(3)在三支试管中各滴一滴碘液,并摇均。
观察并记录:(略)
结论:温度过高或过低都影响酶的活性。请回答:
<1>该实验能否得出上述实验结论?___________________.
<2>指出步骤中不正确之处,并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。
解析:本题是比较典型的实验评析题,从实验原则、过程顺序、剂量等方面逐一排查就会得出结论。
<1>按此步骤不能得出以上实验结论。
<2>不正确之一是试管上没有做标记,应用字母或数字进行标记如三支试管上分别标记A、B、C.不正确之二是步骤(1)(2)中加入试管中的两种溶液应有量的描述,如步骤(2)中应补充3%的可溶性淀粉2ml.不正确之三是实验组与对照组未遵循单一变量原则。两组中存在酸碱度和温度两个变量,应只有一个温度变量,酸碱度应一致,pH应都为6.8.来源:www.examda.com
例3. 有一实验现象:将生理状况相同的胚芽鞘分为甲乙两组,甲组给单侧光照射,乙组不给光照。同样培养一段时间后,甲组向光弯曲生长,乙组则直立向上生长。
简答下列问题:
作为对照,若要使乙组同时也受光照,你会如何设计乙实验装置?并请简要说明。
解析:本题是给予实验单侧光照射,因此推测实验因子就是单侧光,方法一:如果给予乙组与甲组反方向的单侧光,实验现象可能会发现胚芽鞘弯曲与甲组相反的方向生长(即弯向光源生长)。方法二:也可以消除光的单侧性。给予乙组直射光照,发现乙组胚芽鞘直立生长。其他的设计只要合理也可,如让乙组旋转并受到光照等。