生物医学实验设计
常用医学实验设计
一、完全随机设计(completely random design) 完全随机设计将实验对象完全随机地分配到实验组与对照组（或多个处理组）中去进行实验观察。 完全随机设计亦称单因素设计，即只有1种处理因素，但可以有多个水平。 完全随机化分组方法 1.将受试对象依次编号; 2.用抽签法、随机数字表法、随机排列表法把受试对象随机分配到各处理组中去。 完全随机设计分析方法 ①当研究分为两组时，可以考虑两个样本率比较的u检验、χ2检验或Fisher’s精确概率法。 ②当研究分为多组且观察指标无序时，可采用χ2检验。 ③当研究分为多组且观察指标有序时，秩和检验(Kruskal Wallis法)或ridit分析。 优点： 简单易行。 实验中个别发生意外情况对实验结果影响不大。 缺点： 一次实验只能分析比较一个因素的实验效应。 没有控制混杂因素在各组的影响，实验效率较低。 要求样本含量相对较大 二、配对设计（paired design） 配对设计是将受试对象按某些特征或条件配成对子，然后分别把每对中的两个受试对象随机分配到实验组与对照组(或不同处理组)。 受试对象配对的特征或条件，主要是指年龄、性别、体重、环境条件等非实验因素，不要以实验因素作为配对条件。 根据受试对象来源的不同，分为同源配对(homogenetic matching)和异源配对(hetero-genetic matching)两种。 同源配对 (homogenetic matching) 又称同体配对(homobody matching),即试验和对照在同一受试个体身上进行观察的方法，分为4种类型： (1)同一受试对象处理前、后的数据； (2)同一受试对象两个部位的数据； (3)同一受试对象、同一样品用两种方法或仪器检测结果； (4)用同一方法或仪器检测同一受试对象不同标本的检测结果。 异源配对 (heterogenetic matching) 例如： 取同窝别、同性别、体重近似的2只动物配对； 将病种、病型、病情及其它影响疗效的主要因素一致的病人配成对子； 配对设计方法 1. 先将10对受试者编号，如第一对第1受试者编为1.1，第2受试者编为1.2，余仿此。
高考生物实验设计专题复习
高考生物实验设计专题复习 一、典型高考试题分析 实验设计题是近年高考的常见试题.我们应对这些典型实验设计的高考试题进行分析，把握其命题规律、题型特征和答题要求. 例1．〔2009广东36〕〔8分〕 小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多.请设计一个实验方案，探究不同光照强度对大豆植株高度的影响，并预测实验结果. 实验材料和用具：大豆种子〔200粒〕、光照培养箱〔光照强度范围0-10000 Lux，温度、湿度等均可自行设定〕、培养皿、直尺等. 〔1〕实验方案： 〔2〕实验结果预测： 例2：〔2010广东29〕〔16分〕 假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务： 〔1〕选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质.提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂.你选用的试剂应该是；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为 . 〔2〕完善以下实验设计并回答问题. 探究A动物蛋白对小鼠生长的影响 资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长； A动物蛋白有可能用于饲料生产. 一、研究目的： 探究A动物蛋白对小鼠生长的影响. 二、饲料： 1、基础饲料：基本无蛋白质的饲料；
2、普通饲料（含12%植物蛋白）：基础饲料+植物蛋白； 3、试验饲料：基础饲料+A动物蛋白. 三、实验分组： 实验组号小鼠数量（只）饲料饲养时间（天） 1 10 基础饲料 21 2 10 试验饲料1（含6% A动物蛋白） 21 3 10 试验饲料2（含12% A动物蛋白） 21 4 10 试验饲料3（含18 %A动物蛋白） 21 5 10 试验饲料4（含24% A动物蛋白） 21 6 10 ⅠⅡ 备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同. 四、实验方法和检测指标：略 ①实验组6中，Ⅰ应该为，原因是； Ⅱ应该为，原因是； ②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的和 . 例3：〔2011广东29〕〔16分〕 中国的饮食讲究“色香味“，颜色会影响消费.小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验. I.提取叶绿素 Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温〔约25℃〕下进行实验. 方法和结果如下表.
医学实验设计范例
医学实验设计范例 篇一：实验设计范例 4~6岁儿童风险决策中的损失规避效应研究 （实验设计参考） 1 前言（1500字以上） 1.1 问题提出 1.2 相关理论基础 1.3 前人研究 2 实验设想 2.1 实验目的 采用赌博任务，测查幼儿在一次赌博完成以后继续赌博的可能性，探讨4~6岁儿童风险决策中的损失规避效应的发展水平、规律及其机制。 2.2 实验方法 2.2.1 设计 本研究采用3 × 2多因素设计。自变量1为年龄，分为4岁、5岁、6岁三个水平，被试间变量。自变量2为赌注价值，分为重要和不重要两个水平，被试间变量。因变量为儿童继续进行赌博的可能性。 2.2.2 材料 糖果若干，卡通图片若干，玩具若干，一元钱的硬币1个。
2.2.3 被试 4~6岁儿童各60名，共180名，性别大致均衡。 2.2.4 程序 把幼儿平均分成2组，一组为赌注价值重要组（A组），另外一组为赌注价值不重要组（B组）。所有实验均为单独施测。主试作为赌博的另外一方参与游戏。每次正式实验之前都有一次预实验，直到幼儿完全明白规则以后才开始正式实验。正式实验持续两轮赌博，每轮赌博的赌注数量均由幼儿自行决定，主试记录幼儿每次的赌注数量。第一轮赌博结束后，清点幼儿的输赢情况，观察记录幼儿赌博后与赌博前表情变化，并询问幼儿是否想继续赌博。如果幼儿不想再继续，则询问为什么并记录其原因，然后结束实验；如果幼儿想继续，则询问为什么并记录其动机，然后继续下一轮赌博，最后记录幼儿的输赢情况。 预实验： 首先，拿出糖果、卡片和玩具各一件，问幼儿最喜欢哪样东西或者最不喜欢哪样东西（A组问最喜欢，B组问最不喜欢）。然后把幼儿选择的物品分发5件给幼儿。主试也拿出相应 数量的同样物品。这时，主试告诉幼儿游戏规则。指导语如下： 小朋友，今天我们来玩一个“抛硬币”的游戏好吗？现
高中生物实验设计的一般原则
高中生物实验设计的一般原则 近几年全国理科综合考试,高中生物考题中经常会出现实验设计题,主要是考查学生设计实验方案、独立完成实验、分析实验结果,得出实验结论,验证生物学事实的能力。对实验设计过程中应遵循的原则教材中并没有作专门具体的概括和总结,这就要在学习课本知识的过程中认真体会教材中的每个学生实验,思考实验者的设计思路,迁移知识技能。要能明确掌握生物学实验设计的基本原则和方法,才能设计出一个完整、严谨的实验方案,也才能科学地分析解释实验结果、推导结论。笔者就前人智慧的基础上,对高中生物实验设计的一般原则做一分析、归纳和总结。 实验设计的类型主要分为开放型(只给出课题,自选材料、试剂、用具等,自行设计实验方案)、条件型(给出课题、原理、材料、试剂、用具等,设计实验方案)、改错型(提供实验器材、试剂、方案,对其中的不完善的地方提出改进方案)。不论哪一种类型的实验设计,都必须遵循实验设计的一般原则: 1.实验设计要遵循科学性原则 实验设计的科学性,是指在设计实验时必须有充分的科学根据。是指实验目的要科学,实验原理要正确,实验材料和实验手段的选择要恰当,实验操作程序要规范,整个设计思路和实验方法不能偏离生物学基本知识、基本原理。即:实验的原理要科学,实验材料的选择要科学,实验的方法步骤要科学,实验的结果、结论要科学。 生物学实验中,一种生命现象的发生往往有其复杂的前因后果,从不同角度、不同方面全面地分析问题就是科学性的基本原则。如探究细胞衰老的原因时,要考虑到不同物种、不同性别、不同年龄、不同环境等多方面的因素,要综合考虑,全面分析。要有充分的依据,科学地设计才能得出正确的实验结论。 2.实验设计要遵循对照性原则 没有对比就没有鉴别,对照性原则是实验设计的最基本的原则。对照有多种形式:有空白对照(对照组不加任何处理因素。如研究甲状腺激素对蝌蚪个体发育的影响时,实验组的饲料添加甲状腺素,对照组的饲料不添加任何制剂)、条件对照(如探究唾液淀粉酶的活性需要有适宜的PH值,设立过酸、过碱、接近中性实验条件,进行相互对比)、自身对照(对照与实验在同一受试生物上进行。如观察一条雄性鲫鱼对注射雄性激素前、后的活动变化情况)、相互对照(不独立设立对照组,而是几个实验组之间相互对照。如比较过氧化氢酶和氯化铁对催化过氧化氢水解反应的催化活性。)、标准对照(不设立对照组,实验结果与标准值或正常值对比。如测试人体摄入500克葡萄糖80分钟后血糖浓度是否正常)。设计实验时可根据实验研究的目的和内容加以合理选择。 3.实验设计要遵循变量唯一性原则
高考生物实验设计题的答题技巧
2019年高考生物实验设计题的答题技巧 生物实验设计，就是要求同学们能够根据实验原理，选择实验器材、安排实验步骤、进行数据处理及分析实验现象等。其主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。 实验设计题是高考热点题型，所占分值也比较高。许多同学觉得解这类题目难以下手，有时只是心里明白，却无法用准确的语言文字表达出来。其实只要理清思路，找准方法，就能化难为易，取得好成绩。解答高考实验设计题可遵循以下思路： 一、仔细审题，弄清实验目的和要求 1.确定实验目的，找出要研究的问题，这一点题目中都会给我们提示，诸如“研究、验证、探究”等字眼后面往往是试题将要研究的问题，也就是实验目的。 2.对应实验目的，运用所学知识，找准实验原理。 3.要弄清实验类型，即要设计的实验是验证性实验还是探究性实验。 4.依据实验原理确定实验变量以及影响实验结果的无关变量。 5.确定实验器材，对于生物实验题中已提供的实验材料和用具，主要分析“有什么用”“怎么用”，一般应全部用上，不可遗漏，除非试题是让你选择使用或者自行确定实验材料和用具。 二、精心设计实验步骤 书写实验步骤的“三步曲”： 1.分组标号:包括分组(实验组、对照组，其中实验组如果有浓度梯度，
至少要分三组，如果有必要，每组还要设多个相同处理)、编号、非条件处理等。 常用语言：选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组,分别编号为A、B、C……取两支试管,分别编号为甲、乙,各加入等量的某溶液;选择年龄、体重(性别)、健康状况相同的某种动物随机等量分组,分别编号为1、2、3…… 本步骤强调分组的等量原则(器材的规格、生物材料的长势、分组的数量和随机性等)，编号可以针对实验器具，也可以针对实验材料，有的非条件处理需在条件处理之后，则需写在第二步。 2.设置实验组(有单一变量)和对照组(无单一变量)。 常用语言：在A组中加入“适量的”……在B组中加入“等量的”……本步骤强调对照原则、各对照组条件处理的等量原则，通过“适量” 和“等量”表达出来。在具体的实验设计中，可用具体的量，如“在A 组中加入2 mL……在B组中加入2 mL……”。 3.培养或观察:放在适宜且相同的条件下培养，一段时间后观察现象，记录结果。 常用语言：将两套装置放在“相同且适宜的环境中培养一段时间”(或相应方法处理，如振荡、加热等) 本步骤强调各组外界处理的等量原则，两套装置必须放在相同且适宜的环境中，这样的实验结果才有可比性。培养的时间可根据具体的实验确定，也可以用“一段时间”描述。 特别提醒：a.最佳的书写步骤是1→2→3;b.用规范性语言准确地描
医学科研实验设计的三大要素
医学科研实验设计的三大要素[关键词] 医学科研要素健康网讯: 熊国强(湖南医科大学卫生统计学教研室长沙410078)贺石林(湖南医科大学生理学教研室长沙410078)科研的基本要素包括处理因素、受试对象和实验效应。如用某种传统西药或中成药治疗缺铁性贫血病人，观察比较两组病人血红蛋白的上升趋势，该研究中所用的两种药物称为处理因素，缺铁性贫血病人称为受试对象，血红蛋白称为实验效应。如何正确选择三大要素是科研中专业设计的关键问题。处理因素(受试因素) 通常指由外界施加于受试对象的因素，包括生物的、化学的、物理的或内外环境的。但是生物本身的某些特征(如性别、年龄、民族、遗传特性、心理因素等)也可作为处理因素来进行观察。因此，研究者应正确、恰当地确定处理因素。一般应注意以下几点：①抓住实验研究中的主要因素。研究中的主要因素是按以往研究基础上(本人或他人)提出的某些假设和要求来决定的。一次实验涉及的处理因素不宜太多，否则会使分组增多，受试对象的例数增多，在实施中难以控制误差。然而，处理因素过少，又难以提高实验的广度和深度。因此，需根据研究目的的需要与实施的可能来确定带有关键性的因素。②找出非处理因素。除了确定的处理因素以外，凡是影响实验结果的其他因素都称为非处理因素，所产生的混杂效应也影响了处理因素产生的效应对比和分析，这些非处理因素又称混杂因素。例如上述两种不同药物治疗缺铁性贫血病人的试验，非处理因素可能有年龄、性别、营养状况等。如果两组病人的年龄、性别、营养等构成不一，则可能影响药物疗效的比较。因此设计时便设法控制这些非处理因素，只有这样才能消除它们的干扰作用，减小实验误差。③处理因素必须标准化。处理因素的强度、频率、持续时间与施加方法等，都要通过查阅文献和预备试验找出各自的最适条件，然后订出有关规定和制度，并使之相对固定，否则会影响试验结果的评价。如处理因素是药物，必须正确选择批号，给药途径和时间也应标准化和相对固定化。受试对象(研究对象) 受试对象的选择十分重要，对实验结果有着极为重要的影响。大多数医学科研的受试对象是动物和人，也可以是器官、细胞或分子。但中药种植中培育品系的研究则将药用植物列为受试对象。在医学科研中，作为受试对象的前提是所选对象必须同时满足两个基本条件：①必须对处理因素敏感；②反应必须稳定。因此，在观察新药的临床疗效试验中，应当选择中等程度中青年患者，只有这样才能显示疗效率高低的差别。受试对象的疾病应诊断明确(依照国内或国际统一的诊断标准)，且表现具有典型性。研究者必须深知病人的心理状况、情绪起落、病情程度、病程长短、生活习惯、个人嗜好、家庭经济收入、食品种类等都不同程度地影响疗效，这些影响因素必须很好地加以控制，使组间均衡化。根据研究目的不同，对实验动物的选择要求也不同。动物的选择应有针对性地注意种类、品系、年龄(月龄)、性别、体重、窝别和营养状况等。为保证实验效应的精确性，某些动物的生活环境还有严格要求。 [!--empirenews.page--] 试验效应试验效应内容包括试验指标的选择和观察方法两个部分。指标的选择有以下要求：①指标的关联性，选用的指标必须与所研究的题目具有本质性联系，且能确切反映被试因素的效应。所选指标是否具有关联性，充分反映了研究者的专业知识与技术水平。②指标的客观性，指标数据来源决定它的主、客观性质。主观性指标来自观察者或受试对象，易受心理状态与暗示作用的影响，在科研中一般尽量少用。客观性指标是指通过精密设备或仪器测定的数据，能真实显示试验效应的大小或性质；排除了人为因素的干扰。③指标的灵敏度，通常是由该指标所能正确反映的最小数量级或水平来确定。如溶液中物质含量的测定，除测出下限值以外，还可测出最低改变浓度来反映灵敏度。一般要求其灵敏度能正确反映处理因素对受试对象所引起的反应就够了，并非灵敏度越高越好。④测定值的精确性，精确性具有指标的精密度与准确度双重含义。准确度是测定值与真实值接近的程度。精密度是重复测定值的集中程度。从设计角度来分析，第一强调准确，第二要求精密。既准确又精密最好，准确但精密度不理想尚可，而精密度高但准确度低则不行。应当强调指标的精确性除与检测指标的方法、仪器、试剂及试验条件有关外，还取决于研究者的技术水平及操作情况。⑤指标的
高中生物 遗传实验设计题练习
一、实验题 1．小麦是重要农作物，其株高高茎（A)对矮茎（a)为显性，麦穗有芒（B)对无芒(b) 为显性，植株抗病（D)对感病（d)为显性，且三对等位基因独立遗传。现有高茎有芒感病小麦与矮茎无芒抗病小麦杂交，F1只有高茎有芒抗病和高茎有芒感病两种类型。据此回答下列问题： （1）写出亲本杂交组合基因型______________________。 （2）若只考虑有芒、无芒和抗病、感病两对相对性状，让F1两种表现型个体杂交，所得后代表现型与F1相同的个体所占比例为___________。 （3）小麦籽粒长短受一对等位基因F、f控制，现有未知基因型籽粒长形小麦和纯种籽粒短形小麦（显隐性未知），请设计一次杂交实验，鉴定籽粒长形小麦的基因型，写出实验设计思路，并预期实验结果和结论（不考虑环境因素的影响）。 ①实验设计思路：_________________________________。 ②预期实验结果和结论：____________________________________________。 2．二倍体植物水稻（2N=24）的花是两性花（一朵花中既有雄蕊，也有雌蕊），在自然条件下主要通过自花传粉繁殖后代。请回答下列问题 （1）在无相应病原体的生长环境中，为确认一株水稻是抗病还是感病，可采取的方法是。（2）在植物杂交中，对母本的花去雄焐重要的一步，如果该操作不彻底，就会造成，从而影响实验结果。 （3）已知水稻的高茎和矮茎由一对等位基因A、a控制，抗病和感病由另一对等位基因B、b控制。现用高茎、抗病和矮茎、感病两个纯合品种作亲本进行杂交，F1均为高茎、抗病。请以F1作为唯一的实验材料，在不使用其它化学药品的情况下设计实验，以确定两对基因位于一对同源染色体上还是位于两对同源染色体上（注：不考虑交叉互换）。 ①实验思路或方法：。 ②预期结果和结论：。
高中生物实验设计的基本原则
(2017·全国Ⅰ，29)根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒①两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基②之间的相互转换。请利用放射性同位素标记③的方法，以体外培养的宿主细胞④等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路，(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组⑤) 审题关键 信息①：病毒营寄生生活，由蛋白质和核酸组成，核酸是DNA或RNA，只含有二者中的一种，DNA和RNA在化学组成上的区别如下： 信息②：强调了碱基，二者碱基的区别：DNA特有T，RNA特有U。 信息③：放射性同位素标记法是指用放射性同位素替代某化合物中的特殊元素，来追踪该化合物的运行和变化规律。回忆相关内容： 信息④：联想T2噬菌体遗传物质的探究实验和病毒的寄生特点，标记病毒需要先用含有放射性元素的培养基培养宿主细胞，再让病毒去侵染标记的细胞，子代病毒就会被标记。 信息⑤：甲、乙两组要形成对比，结合信息①、②、③、④可判断出，应分别用放射性同位素标记DNA成分中的T和RNA成分中的U。 参考答案 (1)实验思路 甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记的胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。错解例析 错例：用含有放射性同位素标记的尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基培养病毒。一段时间后收集病毒并检测其放射性。 错因分析：没有分成甲、乙两组，而是用同时含有放射性同位素标记的尿嘧啶和胸腺嘧啶的培养基来培养，不能形成对照。病毒不能直接用培养基培养，这样设计不科学。 实验设计遵循的四大基本原则 1．单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。 2．对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其他因素都相同)，以便消除无关变量对实验结果的干扰，增强实验结果的可信度。 3．平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。 4．科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。 1．已知蛋白质和双缩脲试剂反应呈现紫色，请你根据给出的实验材料设计一个验证唾液中含有蛋白质的实验，要求写出(1)基本的实验步骤，(2)预期实验结果和结论。 材料用具：双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液、蛋清稀释液(含有丰富蛋白质)、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉。 答案(1)步骤： ①用清水漱口后取适量唾液到小烧杯中，备用； ②取2 mL蛋清稀释液和2 mL唾液分别加入甲、乙两支试管中； ③分别向两支试管中加入双缩脲试剂A液1 mL，振荡后加入双缩脲试剂B液4滴，振荡均匀后静置； ④观察并对照两支试管的颜色。 (2)预期结果和结论：甲、乙两支试管都呈现紫色，说明唾液中含有蛋白质。 解析要验证唾液中含有蛋白质，可采取设置对照实验的方法。取两支相同的试管，在其中一支试管中加入唾液，在另一支试管中加入蛋清稀释液作为对照，经过相同的处理后，根据
高中生物探究性实验设计专题
高中生物探究性实验设计专题 一、背景叙述 高中生物实验分两种类型，验证性实验和探究性实验（包括研究性课题），由于后者更能体现探究能力、实验设计能力和运用生物学知识和方法分析和解决实际问题能力；更能体现科学态度、科学精神和创新意识，是高考中为高校选拔人才的较好材料，近年来一直被沿用。由于缺乏实验设计的有关理论知识，平时的练习也偏少，因此，遇到这类题型，就会感到茫然。为解决这一问题，现将有关实验设计的基本理论、实验设计的思路方法和常见的类型作一介绍，以期增加理论知识，提高分析问题和解决问题的能力之目的。 二、基本内容 探究性实验一般包括：课题、假设、设计实验、预期、完成实验、观察并记录结果（有时需收集数据）、分析结果（数据）并推导结论七个基本内容。 （一）提出课题 人们对事物作缜密观察以后，常常由于好奇心或想作进一步的了解而提出问题，虽然任何人都能提出问题，但只有意义的问题才值得探讨，课题即为实验的题目，是实验要达到的具体目标，例如“蚯蚓如何借肌肉的收缩和舒张而移动身体？” （二）假设 科学方法的第三步是假设。假设，也称假说或猜测，指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出的问题所做出的参考答案。假设一般分为两个步骤：第一步，提出假设，即依据发现的事实材料或已知的科学原理，通过创造性思维，提出初步假定；第二步，做出预期(推断)，即依据提出的假设，进行推理，得出假定性的结论；例如，新编高中生物的“动物激素饲喂小动物的实验”，其假设是：“甲状腺激素对动物的生长发育有影响”；其预期结果是：“用适量的甲状腺激素饲喂蝌蚪，将促使蝌蚪的生长发育加速”。实验预期是较具体的推断。
高中生物实验设计解题技巧
实验设计题解题技巧 实验设计题的能力要求高，难度较大，学生往往感到比较困难。从解题技巧的角度来看，总体上可以分以下几步进行： (1)明确实验目的→(2)分析实验原理→(3)找准实验中的变量→(4)设计实验步骤→(5)预期结果与分析→(6)得出实验结论。 （一）明确实验目的 1.确定实验类型 根据实验目的的不同，可把实验分为验证性实验和探究性实验两大类型。验证性实验是已知原理，现象和结论的前提下，通过具体的实验来证明相应的生物学现象的实验方法。探究性实验是在不明实验结论的情况下，用己有的实验条件，通过控制实验变量来探究研究对象的未知属性，以及与其他因素的关系，依据实验现象推测出结论的实验方法。 例如：为了验证甲状腺激素的生理作用，以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。验证性实验在题干中往往会出现“验证”或“证明”等字样。探究性实验的题干中往往会出现“探究”字样。 2.明确实验目的 无论是探究性还是验证性实验，题目都会告诉我们要做什么，即要你探究什么或验证什么，这就是实验目的。解题时，一定要明确实验目的，也就是要明确该实验是要验证什么生物学事实或现象，或探究什么未知属性以及与其他因素的关系。 例如：为了探究光的有无对植物根吸收矿质元素的影响，请根据所给材料和用品设计实验。可能用到的主要材料和商品；缺N的“完全培养液”，适宜浓度的NaNO3溶液，测定溶液中离子含量的有关器材，生长状况一致的蕃茄幼苗。本实验的目的是？ （二）分析实验原理 弄清题目让我们做什么（也就是弄清实验目的）后，接着就要想做这件事的理论基础是什么，即实验原理。实验原理有的包含在实验题干的叙述中，有的需要联系课本中的生物学理论知识提取出相关的实验原理，也就是说书本知识是我们做题的依据和支撑。实验原理是选择实验材料、药品，设计实验步骤和预期实验结果的依据。 例题1.胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，请以小白鼠为实验对象设计实验步骤，观测和解释实验应出现的结果，并写出实
医学科研实验设计的三大要素
医学科研实验设计的三大要素 医学科研实验设计的三大要素 医学科研实验设计的三大要素 2006-11-26 基础医学论文 熊国强(湖南医科大学卫生统计学教研室长沙 410078)贺石林(湖南医科大学生理学教研室长沙 410078) 科研的基本要素包括处理因素、受试对象和实验效应。如用某种传统西药或中成药治疗缺铁性贫血病人，观察比较两组病人血红蛋白的上升趋势，该研究中所用的两种药物称为处理因素，缺铁性贫血病人称为受试对象，血红蛋白称为实验效应。如何正确选择三大要素是科研中专业设计的关键问题。 处理因素(受试因素) 通常指由外界施加于受试对象的因素，包括生物的、化学的、物理的或内外环境的。但是生物本身的某些特征(如性别、年龄、民族、遗传特性、心理因素等)也可作为处理因素来进行观察。因此，研究者应正确、恰当地确定处理因素。一般应注意以下几点：①抓住实验研究中的主要因素。研究中的主要因素是按以往研究基础上(本人或他人)提出的某些假设和要求来决定的。一次实验涉及的处理因素不宜太多，否则会使分组增多，受试对象的例数增多，在实施中难以控制误差。然而，处理因素过少，又难以提高实验的广度和深度。因此，需根据研究目的’的需要与实施的可能来确定带有关键性的因素。②找出非处理因素。除了确定的处理因素以外，凡是影响实验结果的其他因素都称为非处理因素，所产生的混杂效应也影响了处理因素产生的效应对比和分析，这些非处理因素又称混杂因素。例如上述两种不同药物治疗缺铁性贫血病人的试验，非处理因素可能有年龄、性别、营养状况等。如果两组病人的年龄、性别、
营养等构成不一，则可能影响药物疗效的比较。因此设计时便设法控制这些非处理因素，只有这样才能消除它们的干扰作用，减小实验误差。③处理因素必须标准化。处理因素的强度、频率、持续时间与施加方法等，都要通过查阅文献和预备试验找出各自的最适条件，然后订出有关规定和制度，并使之相对固定，否则会影响试验结果的评价。如处理因素是药物，必须正确选择批号，给药途径和时间也应标准化和相对固定化。 受试对象(研究对象) 受试对象的选择十分重要，对实验结果有着极为重要的影响。大多数医学科研的受试对象是动物和人，也可以是器官、细胞或分子。但中药种植中培育品系的研究则将药用植物列为受试对象。 在医学科研中，作为受试对象的前提是所选对象必须同时满足两个基本条件：①必须对处理因素敏感；②反应必须稳定。因此，在观察新药的临床疗效试验中，应当选择中等程度中青年患者，只有这样才能显示疗效率高低的差别。受试对象的疾病应诊断明确(依照国内或国际统一的诊断标准)，且表现具有典型性。研究者必须深知病人的心理状况、情绪起落、病情程度、病程长短、生活习惯、个人嗜好、家庭经济收入、食品种类等都不同程度地影响疗效，这些影响因素必须很好地加以控制，使组间均衡化。根据研究目的不同，对实验动物的选择要求也不同。动物的选择应有针对性地注意种类、品系、年龄(月龄)、性别、体重、窝别和营养状况等。为保证实验效应的精确性，某些动物的生活环境还有严格要求。 试验效应试验效应内容包括试验指标的选择和观察方法两个部分。指标的选择有以下要求：①指标的关联性，选用的指标必须与所研究的题目具有本质性联系，且能确切反映被试因素的效应。所选指标是否具有关联性，充分反映了研究者的专业知识与技术水平。②指标的客观性，指标数据来源决定它的主、客观性质。主观性指标来自观察者或受试对象，易受心理状态与暗示作用的影响，在科研中一般尽量少用。客观性指标是指通过精密设备或仪器测定的数据，能真实显示试验效应的大小或性质；排除了人为因素的干扰。③指标的灵敏度，通常是由该指标所能正确反映的最小数量级或水平来确定。如溶液中物质含量的测定，除测出
高中生物实验原则谈高中生物实验设计的原则及实验设计模式
高中生物实验原则谈高中生物实验设计的原则及实验设计 模式 所谓实验设计，就是要求学生设计实验原理，选择实验器材， 安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。实验设计，主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。下面笔者结合平时的教学实际，谈谈生物实验设计应遵循的几个原则及实验设计的模式。 一、实验设计应遵循的原则 1.对照性原则 在实验设计中，通常设置对照组。通过干预或控制研究对象以 消除或减少实验误差，鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异。实验设计中可采用的对照方法很多，除了有阳性对照、标准对照、自身对照、相互对照之外，通常采用空白对照的原则：即不给对照组以任何处理因素。值得强调的是，不给对照组任何处理因素是相对实验组而言的，实际上对对照组还是要做一定的处理，只是不加实验组的处理因素。 2.随机性原则
实验设计中的随机化原则，是指被研究的样本是从总体中任意 抽取的。这样做的意义在于：一是可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。 3.平行重复原则 平行重复原则，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。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的。 4.单因子变量原则 单因子变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。 二、实验设计模式 l.从实验步骤出发设计研究性实验
高三生物专题复习生物实验设计教案
生物实验设计 一. 教学内容 生物实验设计 二. 学习重点 了解有关高考生物实验设计的题型，一般的解题方法。 三. 学习过程 （一）考试说明 要求考生能掌握《教学大纲》中规定的实验，包括了解实验目的、实验原理和实验步骤，会控制实验条件和使用实验仪器，会观察和分析实验现象，解释实验结果（数据），并得出实验结论；能够根据要求设计简单的实验方案。 所谓设计型实验题，就是题目要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验现象，主要考查学生是否理解实验原理和学会分析实验结果，是否具有在不同情况下迁移知识的能力。 （二）生物高考实验设计基本题型 1. 续写实验步骤的题型 这类题目的题干中已经提供了比较多的信息，基本上划定了答题的模式，目的明确，前面的方法步骤等信息已为续答作了铺垫，只要明确题目中的实验变量和反应变量，然后设计对照组，再根据有关原理分析，一般就能比较正确地写出答案。 2. 评价和纠正给定的实验步骤的题型 试题中既有合理成分，又有不合理成分，干扰因素较多，要求在吸取原有设计的合理成分的基础上，提出自己的实验设计思路。这表面上是考查对实验设计的分析与评价能力，实质上是全面检测设计生物学实验方案的能力，同时还考查考生的科学态度和科学精神方面的水准。 3. 独立设计实验方案的题型 这类题型是与研究性学习相配套的，要求学生要具有严谨的科学态度，对实验过程有所体验，考查的过程性要求主要体现在课题的选择及理由阐述、研究方法的理解和运用、研究成果的类型选择等。题目有一定的开放性，便于考生发挥个性特长。 （三）生物实验设计题应对策略 1. 生物高考实验设计的三种题型虽然在形式上有一定的差异，但在答题中却有共同点，先要认真研究课题，找出其中的实验变量和反应变量，其次是构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获手段，最后再选择适宜的实验材料，在注意实验步骤关联性的前提下表达实验的方法步骤。在实验方法和步骤设计中最重要的是把握好变量控制。 2. 重视课本实验的复习。考试说明明确提出了，要求“理解所学实验的实验内容，包括实验原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技术”。这一要求，在2003年高考中也得到了体现，如第33题，考查的就是对课本实验的理解。 3. 挖掘课本知识点中所蕴含的实验因素。生物学的每一个知识结论都是在观察、实验的基础上得出的，都包含培养实验能力的基点，在平时的复习中要注意多挖掘知识结论中所蕴含的科学思想和方法。例：生长素的发现过程中，涉及生长素产生的部位、感光的部位、反应
医学免疫学实验设计例子
《医学免疫学》实验设计 期别:xxx 班级:xx 学号:xxxxxxxx 姓名:OOO IL-35对小鼠Ⅰ型糖尿病的治疗效果及免疫机制 【立题依据】 自身免疫性疾病(Autoimmune diseases)是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。如今越来越多的自身免疫性疾病被不断发现和认识,也越来越引起人们的关注。Ⅰ型糖尿病(T1DM 自身免疫性胰腺炎)就是其中的一员,在全球大约有2000万患者,中国至少有100万的患者,但是Ⅰ型糖尿病常常在幼儿和青少年时期发生且为一种多基因遗传病有较高的遗传度(75%),表现为明显的家族遗传性。同时,Ⅰ型糖尿病患者如治疗不善将引发严重的并发症,如失明、肾衰竭、心脏病、截肢等。因此如果能正确了解Ⅰ型糖尿病的免疫学机制,并探索更加有效治疗及预防方案,对于患者本身乃至整个家族的身体和生活质量的提高意义重大。 Ⅰ型糖尿病的免疫学发病机制是体内除了抗原提呈细胞(APC)和活化的T淋巴细胞外正常细胞几乎不表达MHC-Ⅱ类分子,研究表明IFN-γ转基因小鼠的胰岛β细胞分泌IFN-γ,由于IFN-γ刺激MHC-Ⅱ分子的表达这种小鼠的胰岛β细胞高表达MHC-Ⅱ类分子,这样以来免疫细胞就会结合并识别胰岛β细胞然后对其进行攻击,使其丧失胰岛素分泌活性,最终导致体内胰岛素缺乏。调节性T细胞(Treg)是一些CD4+T cell还可高表达IL-2受体的α链(CD25)分子,胞质中表达Foxp3转录因子的T细胞分化亚群。它的主要功能是通过抑制CD4+ Tcell 和CD8+ Tcell的活化与增殖从而达到免疫的负调节作用。通过协调Treg水平来调节Ⅰ型糖尿病患者的免疫功能可能成为新的治疗手段。 白细胞介素-35(IL-35)是2007年新发现的一种独特的具有免疫抑制功能的调节因子,属于IL—12细胞因子家族,IL-35为异源二聚,主要由活化的Treg分泌,对
高中生物实验设计方案专题 知识归纳
高中生物实验设计专题 一、高考生物实验考试大纲 （1）能独立完成所列生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。 （2）具备验证简单生物学事实的能力，并对实验现象和结果进行解释、分析和处理。 （3）具备对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。 （4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。 二、生物实验设计的科学性分析 实验能力是“教案大纲”要求学生掌握的一项基本能力。就是能使用恰当的方法验证简单的生物学事实，并对结果进行解释和分析。此能力要求包括两方面的内容：一是能够设计简单的实验，验证简单的生物学事实；二是能对实验现象、实验结果作出正确的解释和分析。 实验能力也是高考“考试说明”要求学生掌握的一项基本能力（设计和完成实验的能力）。此能力要求也包括两方面的内容：一是独立实验的能力（大纲规定学生实验和教师演示实验），即理解实验原理、目的、要求、材料、用具；掌握实验的步骤、控制实验条件、使用有关仪器、安全问题处理；观察现象、分析数据、得出结论；常规实验非常规做法。二是能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。用理、化、生三科实验中所学的知识去解决实际问题。实验所占比分为30%（基本不变，也可能在25%左右）。 实验设计是较高的能力要求，除要具备一定的知识基础外，还需要具有一定的创造能力。所设计的实验是建立在科学的基础上的，还应具有一定的观察和发现问题的能力。要提高这方面的能力，必须改变过去“背实验”的方法，亲自动手做实验，熟悉实验的操作步骤，弄清实验的原理，能运用所学知识对实验现象进行分析，以此来验证或探究某一结论。只有这样，才能促进实验能力的提高，促进科学思维的形成和发展，才能真正对实验的知识、内容进行举一反三。 1．实验设计的基本内容 1.1 实验名称是关于一个什么内容的实验。 1.2 实验目的要探究或者验证的某一事实。 1.3 实验原理进行实验依据的科学道理。 1.4 实验对象进行实验的主要对象。 1.5 实验条件根据实验原理确定仪器和设备；要细心思考实验的全过程。 1.6 实验方法与步骤实验采用的方法及必需（最佳）操作程序。每一步骤都必须是科学的；能急时对仪器、步骤进行有效矫正。 1.7 实验测量与记录对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确客观的记录。 1.8 实验结果预测及分析能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。 1.9 实验结论对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。 2．实验设计的基本原则 2.1 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
生物实验设计练习题
实验设计练习题 1、观察发现，植物都表现出顶端优势现象。对这一现象的假设是：顶 芽产生的生长素向下运输，大量积压在侧芽部位，侧芽部位生长素浓 度较高，使侧芽的生长受到抑制。试将下列验证实验补充完整。 实验器材：剪刀、富含生长素的琼脂小块（或羊毛脂）、不含生长 素的琼脂小块（或羊毛脂）、两株长势良好大小相同的植株（见右图）。 （1）实验目的：验证顶芽部位较高生长素对侧芽的抑制作用 （2）实验步骤： ①用剪刀同时剪去A、B植株的顶芽； ②A株：在A株去顶芽的切口上放一不含生长素的琼脂小块（或 羊毛脂）；； ③B株：在B株去顶芽的切口上放一富含生长素的琼脂小块（或羊毛脂）；； ④：过一段时间后观察侧芽的发育情况 （3）预期实验结果及其原因： A株：A株去顶芽后，其侧芽部位的生长素浓度明显降低，侧芽发育成侧枝； B株：B株去顶芽后，由于放置了富含生长素的琼脂小块（或羊毛脂），生长素向下运输，使侧芽部位的生长素浓度较高，抑制了侧芽的生长。 2 .某同学学完《元素及其化合物》后，还从网上了解糖类的其他生理功能。科学家观察发现，有一种俗称"熊虫"的动物，若进入"隐生状态"（这时它的代谢几率几乎可降至0），能耐受零下271℃的冰冻数小时，据研究，熊虫进入隐生状态时，它们的体内会大量产生一种叫做海藻糖的双糖。 根据上述资料，有人认为"熊虫体液中的海藻糖可以保护组织细胞，使组织细胞避免受到因低温造成的损伤"。 请设计一实验方案，用于探究题中假设的真实性。（操作时只要定性即可） （1）设计实验的目的是：_探究熊虫产生的海藻糖是否能保护组织细胞，使组织细胞避免因低温造成损伤。 （2）为了确保实验的科学性和准确性，用于实验的材料，从化学组成来看，应该___不含海藻糖_，从生理功能来看，应该__不能合成海藻糖。该实验需要大量的实验材料，可以将取自同一动物个体的组织或器官经过动物细胞培养_技术获得。 （3）简述实验操作： ①取经动物细胞培养获得的同种动物细胞适量，等分成甲、乙两组（2分） ②向甲组细胞的培养液中添加一定量的熊虫产生的海藻糖；乙组细胞的培养液中不加 ③将甲乙两组细胞均控制在零下271 ℃的条件下冰冻数小时 ④观察并记录两组细胞的生活状况 （4）写出实验的预期结果及相应结论
2020年高考生物实验设计题的解题技巧
高考生物实验设计题的解题技巧 生物实验设计，就是要求同学们能够根据实验原理，选择实验器材、安排实验步骤、进行数据处理及分析实验现象等。其主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。 实验设计题是高考热点题型，所占分值也比较高。许多同学觉得解这类题目难以下手，有时只是心里明白，却无法用准确的语 言文字表达出来。其实只要理清思路，找准方法，就能化难为易，取得好成绩。解答高考实验设计题可遵循以下思路： 一、仔细审题，弄清实验目的和要求 1.确定实验目的，找出要研究的问题，这一点题目中都会给我 们提示，诸如“研究、验证、探究”等字眼后面往往是试题将要 研究的问题，也就是实验目的。 2.对应实验目的，运用所学知识，找准实验原理。 3.要弄清实验类型，即要设计的实验是验证性实验还是探究性 实验。 4.依据实验原理确定实验变量以及影响实验结果的无关变量。 5.确定实验器材，对于生物实验题中已提供的实验材料和用 具，主要分析“有什么用”“怎么用”，一般应全部用上，不可
遗漏，除非试题是让你选择使用或者自行确定实验材料和用具。 二、精心设计实验步骤 书写实验步骤的“三步曲”： 1.分组标号:包括分组（实验组、对照组，其中实验组如果有浓度梯度，至少要分三组，如果有必要，每组还要设多个相同处理）、编号、非条件处理等。 常用语言：选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组,分别编号为A、B、C……取两支试管,分别编号为甲、乙,各加入等量的某溶液;选择年龄、体重(性别)、健康状况相同的某种动物随机等量分组,分别编号为1、2、3…… 本步骤强调分组的等量原则(器材的规格、生物材料的长势、分组的数量和随机性等)，编号可以针对实验器具，也可以针对实验材料，有的非条件处理需在条件处理之后，则需写在第二步。 2.设置实验组（有单一变量）和对照组（无单一变量）。 常用语言：在A组中加入“适量的”……在B组中加入“等量的”…… 本步骤强调对照原则、各对照组条件处理的等量原则，通过“适量”和“等量”表达出来。在具体的实验设计中，可用具体的量，如“在A组中加入2 mL……在B组中加入2 mL……”。
高中生物实验设计的三个原则
高中生物实验设计的三个原则 实验设计的三个原则 1.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2005年春季高考 3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（即来接受实验变量处理）的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增强实验的信度。 按照对照方式的不同可分为4种： ①空白对照：即不作任何实验处理的对照组。例如，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相互对照：即不设控制组，只在几个实验组之间相互对比。例如，在植物激素与向性的设计实验中，5个实验组的相互比较。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。 ③条件对照：即给对象施加某种实验处理，虽不是检验假设需要的，但更能充分说明实验变量的对照。例如，动物激素饲喂小动物的实验方案中：饲喂甲状腺激素的为实验组；饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组；不饲喂药剂的是空白对照组。 ④自身对照：即实验与对照在同一对象上进行。例如，将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解，即自身对照，处理前的对象状况为对照组，处理后的对象变化为实验组。 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) 为条件对照。清水(软水) 、河水(硬水) 对加酶洗衣粉影响中，清水(软水) 、河水(硬水) 为相互对照。用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。 2.等量性原则——每次实验所加试剂的量要相等。 3.单因子变量的原则。 实验变量剖析：在实验过程中变量是指可被操纵控制的在性质和数量上可以变化的特定因素或条件，具体分析如下 ①实验变量与反应变量： a．实验变量是研究者主动操纵的条件和因子，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。b．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。 c.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（控制变量）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、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。