(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”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;在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂,以作对照。
(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。例如,在“动物激素饲喂小动物”的实验中,采用等组实验法,甲组为实验组(饲喂甲状激素),乙组为条件对照(饲喂甲状抑制剂);不饲喂药剂的是空白对照组。显然,通过条件对照.实验说服力大大提高。 (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。
处理前的对象状况为对照组,处理后的对象变化为实验组。 (4)相互对照,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。证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米种子之间则属于相互对照。再如: 在探究温度(或
pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)(0度、50度,100度) 为相互对照。在实验中要找出一个最佳效果点,就要采取相互对照进行实验。
“实验组”与“对照组”确认:一个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。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。
(二)实验设计的方法体系 1、常用器材和药品的使用方法。
NaOH:吸收CO2或改变溶液的pH。 Ca(OH)2:鉴定CO2
HCl:解离或改变溶液的pH。 NaHCO3:提供CO2
滤纸:过滤或纸层析。 纱布或尼龙布:过滤
斐林试剂:可溶性还原性糖的鉴定。 碘液:鉴定淀粉。 苏丹Ⅲ、Ⅳ:脂肪的鉴定。
双缩脲试剂:蛋白质的鉴定 二苯胺试剂:鉴定DNA。 柠檬酸钠:血液抗凝剂。
龙胆紫溶液或醋酸洋红:碱性染料,用于染色体染色。 NaCl:配制生理盐水及其它不同浓度的盐溶液,可用于动物细胞内液或用于提取DNA。
琼脂:激素或其它物质的载体,用于激素的转移或培养基。 亚甲基蓝:用于活体染色或检测污水中的耗氧性细菌(细菌的氧化可使之褪色)。
酒精:用于消毒处理、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液。 蔗糖:配制蔗糖溶液,用于测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原。
甲基绿:对DNA进行染色;吡罗红:对RNA进行染色;健那绿:对线粒体进行染色。 2、实验结果的显示方法。 如:
(1)速度:光合速度----O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量;呼吸速度----O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量; (2)有无O2产生:O2----余烬复燃、无O2---火焰熄灭; (3)细胞液浓度大小---质壁分离; (4)细胞是否死亡---质壁分离; (5)种子发芽率;
(6)生长发育:生根数、长度(身长变化)、身高、宽度、体重变化、发育速度(耗氧量)、动物活动状态---生长素、甲状腺激素、生长激素、胰岛素等作用; (7)存活率与死亡率; (8)观色法:如
①生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定的实验, ②测交结果预测,除了全黑,有白有黑外,还有全白, ③加碘后,“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”;另外“不变”也不能说成“无现象”, ④不能把“褪色”说成“无色”; (9)计录时间:如保鲜时间长短。 3、实验条件的控制方法。
(1)增加水中氧气----泵入空气或吹气或放入绿色水生植物; (2)减少水中氧气----容器密封或油膜覆盖或用凉开水; (3)除去容器中二气化碳-----氢氧化钠溶液; (4)除去叶中原有淀粉-----置于黑暗环境; (5)除去叶中叶绿素----酒精加热;
(6)除去光合作用对呼吸作用干扰----给植株遮光; (7)如何得到单色光----棱镜色散或薄膜滤光; (8)线粒体提取-----细胞匀浆离心。
4、初测法。如初始长度、初始刻度、初始温度、初始重量等
5、重复法。如测量上重复,取其平均值,这在统计学上才是更可靠的。例如“不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响”的课题研究:
再如“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验,要求设置重复组,即每组不能少于3个枝条。 6、预实验法:
在科学研究中,有时需要在正式实验前先做一个预实验。这样可以为进一步的实验摸索或创造条件,可以检验和保障实验设计的科学性和可行性。例如“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验中,确定应设计什么样的浓度梯度?如果对要研究的植物有关情况所知不多,可以先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索,再在预实验的基础上设计细致的实验;再如预热处理,研究某温度对酶活性影响:将酶溶液和反应物分别放入2个试管,然后在同一水浴环境中持续一定时间,再将酶溶液和反应物倒入同一试管中混合反应。 7、加法创意:
如用饲喂法研究甲状腺激素的实验,用注射法研究生长激素的实验,用移植法研究性激素的实验等。 8、减法创意:
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