生物设计?生物实验设计需要注意的事项:1、实验分组最好要有标号;2、大样本量;3、控制单一变量:除了要研究的变量以外,其他的无关变量保持一致,如材料的一致性等;4、通常要设置对照实验:根据具体实验,设置对照类型。空白对照:不给对照组任何因素处理。如过氧化氢的自然分解。那么,生物设计?一起来了解一下吧。
1、对照性原则:
空白对照(即不给对照组以任何处理因素)
条件对照(给对照组以部分实验因素,但不是要研究的处理因素)
自身对照(实验和对照都在同一研究对象上进行,可以是不同时间或部位)
相互对照原则(不单独设对照组,而是几个实验组相互对照)
2、单因子变量原则;
3、随机性原则;
4、平行重复性原则。
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生物实验的好处:
生物实验运用一定的仪器、材料和药品,通过科学方法,有目的地观察研究一般情况下不易观察到的生物体结构和生命活动现象的过程。生物学是一门以实验为基础的自然科学。通过生物实验,不仅能帮助学生理解生物学的概念和规律,真正学好生物学基础知识,而且有利于启发学生积极思维,进行科学方法训练,培养学生的科学素质。
参考资料来源:
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1.加法原理
加法原理是给研究对象施加自变量进行干预。也就是说,实验的目的是为了探求某一变量会产生什么结果,从而使研究对象在某些因素的作用下反映出某些特征。
例如,在探究过氧化氢酶的高效性实验时,实验组滴加肝脏研磨液,对照组加少量二氧化锰。又如,探究酸碱度对酶活性的影响实验,加酸或碱对酶活性的影响。
2.减法原理
实验控制中的减法原理是设法排除某种因素对实验对象的干扰,同时尽量保持被研究对象的稳定。依据减法原理,对实验过程的控制可以消除某种条件的影响。
例如,在设计某种药物对动物疗效的实验研究中,动物的个体差异、外部环境等都可能对实验研究产生干扰作用,可选择纯种的某种动物作为实验材料,这就是排除个体差异对疗效的干扰作用。
利用减法原理,也可以对某种被减去的因素进行研究,如对光合作用中二氧化碳的作用的实验研究就是依据减法原理而设计的。实验中,氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳,通过对照,可以确定二氧化碳对光合作用的影响。
中学生物学实验中,许多实验都可运用减法原理来设计。例如,植物的光合作用需要光和CO2等。又如,肺炎双球菌转化实验中,每个实验组通过特异性地去除一种物质。应该说明的是,有的实验设计,对某一因素的控制既运用减法原理又运用加法原理。
1、科学性原则:所谓科学性,是指实验目的要明确,实验原理要正确,实验
材料和实验手段的选择要恰当,整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离
生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则.分析问题、设计
实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性.
科学性原则:包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法
的科学性、实验结果处理的科学性.
① 实验原理的科学性
实验原理是实验设计的依据,也是用来检验和修正实验过程中失误的依据,因此它必须是经前人总结或经科学检验得出的科学理论.
②实验材料选择的科学性
根据实验目的和实验原理选择恰当的实验材料,是保证实验达到预期结果的关键因素之一.如孟德尔选择豌豆为实验材料,“还原性糖鉴定实验”中以苹果或雪梨细胞组织液为材料,以及“植物细胞质壁分离与复原”实验中以紫色洋葱为实验材料等实验都是一些经典的成功选材的范例.
③实验方法的科学性
只有科学而严谨的实验方法,才能得出正确而可靠的实验结果.如在光
合作用强度的检测实验中用绿光灯照射可看成是黑暗条件,在鉴定光合作用产物实验中,要对植物进行饥饿处理.
④实验结果处理的科学性
对于实验过程中得到的一些数据,现象或其它信息,不能简单处理,应首先整理后仔细分析,找出它们所能够透露给我们的最大信息量.
2、平行复重原则:即控制某种因素的变化幅度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果影响的程度.任何实验都必须能够重复,这是具有科学性的标志.任何实验必须有足够实验次数,才能避免结果的偶然性,使得出的结论准确、科学.平衡重复原则要求控制某种因素的变化强度,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果的影响程度.由以上实验设计的特点来看,采用了平行重复的原则来进行,消除了无关变量与额外变量的干扰,可多次重复该实验,使得实验结果更加客观、科学.
3、对照性原则:科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了,且使实
验结论更有说服力.实验中的无关变量很多(同一种实验结果可能会被多种
不同的实验因素所引起),必须严格控制,要平衡和消除无关变量对实验结果
的影响,对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法.
(1)如何设置对照实验:所谓对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全相等的实验.对照实验设置的正确与否,关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”.具体来说有如下四个方面:
①所有用生物材料要相同:所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源
和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同.
②所用实验器具要相同:试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样.
③所用实验试剂要相同:试剂的成分、浓度、体积要相同.尤其要注意体积上等量的问题.
④所用处理方法要相同如:保温或冷却:光照或黑暗;搅拌或振荡都要一致.
有时尽管某种处理对对照实验来说,看起来似乎是毫无意义的,但最好还是
要作同样的处理.
(2)设置对照组有4种方法:
①空白对照:即不给对照组做任何处理.例如,在“唾液淀粉酶催化淀粉水
解” 的实验中,实验组滴加了唾液淀粉酶液,而对照组只加了等量的蒸馏水,
起空白对照.
②条件对照:即虽给对照组施以部分实验因素,但不是所研究的实验处理因素.这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理,目的是通过得出两种相对立的结论,以验证实验结论的正确性.
③自身对照:指对照组和实验组都在同一研究对象上进行,不再另外设置对
照组,例如“质壁分离与复原”实验.自身对照简便,但关键要看清楚实验
处理前后的现象及变化差异.
④相互对照(对比):不单独设置对照组,而是几个实验相互为对照.即实验
与对照在同一对象上进行.这种方法常用于等组实验中.“植物向光性”实验
中,利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照,说明了生长
素与植物生长弯曲的关系.
(3)“实验组”与“对照组”确认:
实验组是施加实验变量处理的被试组;对照组是不施加实验变量处理的对象
组,两者对无关变量的影响是相等的,两组之间的差别,被认为是来自实验
变量的结果.如 2005年春季高考题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量
应为撤掉光照,因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组,而自然状态(即未接
受实验变量处理)的小麦幼苗应为对照组,通过对照组能增强实验的信度.
4.单因子变量原则和等量性原则
所谓单因子变量原则,强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量,只有这样当实验组和对照组出现不同结果时,才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的,从而证明实验组所给实验因素的作用,因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置,所要验证的中心条件即为变量.如要验证光合作用需要光则应将光作为变量;要验证光合作用需二氧化碳则把二氧化碳作为变量等等.
等量性原则与单因子变量原则是完全统一的.只不过强调的侧面不同,单因子变量原则强调的是实验变量的单一性,而等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同,以平衡和消除无关变量对结果的影响,需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时,不但要等量,而且是在适宜条件下的等量,常态条件下的等量.如在探索PH对酶活性影响的实验中,单一变量是PH,除PH之外的其他一切对酶活性有影响的无关变量不但要严格控制等量,而且要适宜的量,如对温度的控制不但要相同,而且要适宜,即要给予酶活性所需的适宜的温度,而不能控制在低温或高温条件下的等量.
不论一个实验有几个实验变量,都应确定一个实验变量对应观测一个
反应变量,这就是单一变量原则,它是处理实验中的复杂关系的准则之一.
① 实验变量与反应变量:实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件,是
作用于实验对象的刺激变量(也称自变量),自变量须以实验目的和假设为依据,应具有可变性和可操作性.反应变量(又称因变量),是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量,反应变量是研究是否成功的证据,应具可测性和客观性.
二者关系:实验变量是原因,反应变量是结果,即具因果关系.
② 无关变量与额外变量:无关变量(控制变量)是指实验中除实验变量外的
影响实验结果与现象的因素或条件.即是指与研究目标无关,但却影响研究结果的变量.实验者应严格控制无关变量,否则实验结果的真实性无法得到认定.由无关变量引起的变化结果就叫额外变量.
二者关系:也是前因后果的关系.但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用.
机甲虫兽介绍
机甲虫兽是一种独特的生物设计概念,它融合了机械与虫兽的元素,创造出既具科技感十足又充满奇幻色彩的生物形象。
一、基本特点
1. 机械与生物的结合:机甲虫兽的设计灵感来源于对机械和生物形态的深度探索,它将机械的结构和机械动力系统与虫兽的形态特征相结合,形成了一种独特的艺术风格。
2. 科幻与奇幻的融合:这种设计不仅具有科幻的硬科幻风格,同时也有奇幻色彩的软科幻元素。机甲部分展现出严谨的技术美感,而虫兽部分则呈现出自然界生物的强大生命力和神秘感。
二、设计细节
在设计中,机甲虫兽的每一个部分都有其独特的意义和功能。机械部分通常采用复杂的齿轮、机械臂和重装甲等元素,体现了精密的技术和强大的战斗力。而虫兽部分则通常以触角、外壳和强壮的四肢等形式出现,展示了自然生物的强大生命力和原始力量。两者的结合不仅仅是在形态上的融合,更是在设计理念和文化内涵上的碰撞与融合。
三、应用领域
机甲虫兽的设计广泛应用于多个领域。
在这些年的高考理科综合试卷中常有生物实验设计题出现.有的是设计实验的全过程,有的是修正实验设计的不足.如何才能解答好生物实验设计题呢?
1、运用科学原理指导实验
解生物实验设计题时,一定要认真审题.在审题中最关键的是要明确实现本实验目的的科学原理.
例如2000年理综实验高考题中“血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用,缺乏则血液不能凝固.”这就是本实验的根本原理.
遵循这一原理,设法除去血液中的钙离子和添加进去的钙离子,设计实验的方向就不会错.此题中“草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应,形成草酸钙沉淀,起抗凝作用”.这只是一条除去血液中钙离子的原理,是解决实验中某一问题所需运用的原理,是本实验的辅助原理.
2、遵循实验原则设计实验
要使实验设计得科学,力求无懈可击,在设计实验时必须遵循以下几个原则:
(1)设置对照原则
(2)单因子变量原则
(3)平行重复原则
例如:为了证明土壤中的微生物能分解农药,必须将土壤分为两等份,装入两个大小相同的容器,一个高温灭菌,一个不做处理,造成一个容器中的土壤中无生活的微生物,一个容器中的土壤中有生活的微生物.然后进行实验,才能说明问题.这就是设置对照原则.
在进行此实验时,让两个容器中的土壤在一切其他条件都相同的情况下进行实验,惟独不同的只是一个容器中的土壤中有微生物,一个容器中的土壤中无微生物,有无微生物就成了这一实验的单因子变量.这就是单因子变量原则.
在进行此实验时,有的情况的出现是有偶然性的,多做几个对照实验,出现相同的结果,更有说服力,更具科学性.让这几组实验装置在相同条件下同时进行,这就是平行重复原则.
3、准确地运用实验材料支持实验
选用实验材料应讲究,否则将不能支持你的实验结论.
例如想证明微生物的营养要素必须有氮源.我们需做一个对照实验:一个培养基中加入氮素,一个不含氮素.于是为你提供两种实验材料,一是NH4NO3、一是人尿.这时你不能认为人尿来的容易,又含有尿素等含氮的有机物,就用人尿作氮源.因为人尿中还含有无机盐等多种成分.说明不了本实验的结论.
4、选定最优程序进行实验
在明确了实验目的,明确了实验原理,选准实验材料,遵循实验原则后,就应该编制一个实验程序进行实验.
对编制的实验程序,还要仔细推敲,形成一个最优化的程序,使实验科学、简捷地进行.
在选定最优程序中有的步骤可同时进行,那就可遵循统筹法,让要等待的步骤先做,接着穿插下一步实验,以节约时间,同时也尽量减少因时间过长带来的不良影响.
5、答题时讲究用词科学、准确
有了如上所述的基本素质,最终还要通过完美的回答来展示自己的能力.答题时关键是用词上讲究科学、准确.
例如“假设牛毛的黑色对棕色是显性,现有一匹黑色公牛,想在一个繁殖季节中测定出是纯种还是杂合子,请设计检测办法”,如果同学是这样回答“在这一繁殖季节,让这匹黑色公牛与一匹棕色母牛交配,若生出棕牛,则为杂合子;若只生出黑牛,则为纯种.”
这样回答大方向是正确的,但关键字眼上用词不当,反映学生思维的不全面或缺乏一些必要的常识.应该改为“让这匹黑色公牛与多匹棕色母牛交配”.用“多匹”两字,答题的科学性就跃然纸上.因为黑色公牛与多匹棕色母牛交配,才有较多的机会出现棕牛,牛一般一胎一头,没有一定数量的后代,就可能出现不了棕牛,从而导致你做出错误的判断.
以上就是生物设计的全部内容,改善健康并最终减少饥饿,有医疗进步机会。根据查询搜狐新闻网显示,生物设计的优点有:改善健康并最终减少饥饿,生物技术可以显着提高作物产量,因此人们有足够的食物,有医疗进步机会。