高考生物实验设计题复习策略

高考生物实验设计题复习策略一、完整实验设计所包含的基本内容（1）实验课题：研究或实验的内容（2）实验原理：即完成该实验所应用到的理论依据是什么？（3）实验目的：做了该实验后，要解决什么问题？能提高或学到哪些知识、能力等（从动手能力，观察能力、基本技能、实验设计、显微镜的使用等方面分析）（4）材料用具：包括实验材料、仪器或试剂等（5）实验的操作步骤，涉及到实验设计思想、器材、药品的使用、实验设计原则（科学性、简便性、单一变量、可重复性等）的体现。

（6）观察和收集实验数据（7）分析与结论，对实验结果进行分析、推断，作出合理的结论。

注：有些考题要求考生预测可能的实验结果，并推断相关的结论。

二、完成实验设计的一般要求1．准确的把握实验目的和实验原理实验目的是整个实验设计的灵魂，所有实验步骤的设计都要围绕实验目的来进行。

在进行实验设计前要认真审题，准确把握所设计实验的实验目的，否则整个实验设计就无从谈起。

如：有关光合作用的设计是验证光合作用产生O2还是吸收CO2？有关甲状腺激素的设计是验证它对代谢的影响，还是对发育的影响？“如何设计实验验证烟草花叶病毒的遗传物质是RNA而不是蛋白质”，此实验验证的问题是“证明RNA是烟草花叶病毒的遗传物质”，实验原理或实验思路和教材中“噬菌体侵染细菌实验”的原理相同，因此采用教材中相似的实验设计：将烟草花叶病毒的RNA和蛋白质分开，单独的观察它们的遗传功能。

“探索温度对酶的活性影响”实验，探讨的问题是温度与酶活性之间的关系，那么在实验设计中，“温度”这一因素应是实验变量。

2．细心的弄清设计要求一个结论的证实，可通过许多不同的实验来证明，但究竟应选用何种设计方案，则要根据题目的具体要求来确定，所以在把握实验目的之后，要细心的弄清题目的设计要求。

否则尽管实验设计的很完美，但若不合题意，还是不能得分。

如：（1）鉴定高杆小麦是纯种还是杂种，题目要求你用最简便的方法，若用测交就错了。

（2）鉴定栗色雄马是否纯种，题目中可能要求是在一个配种季节里完成，你若将该马与一匹白色雌马交配则也是错的。

（3）怎样使植物茎杆向一侧生长，题目中可能不准你用任何药剂和器具，你若用单侧光或生长素处理，则又是错误的。

（4）培育无籽果实，题目中要求你用秋水仙素，你若用生长素，则也是不能得分的。

（5）比较两组动物的代谢速度快慢，给你的主要用具的钟表，你就不能用其他用具（如：耗氧速度测定仪，天平等）。

3．找准实验的第二个要素——变量变量，亦称因子，指实验操纵控制的特定因素或条件。

按性质不同，通常有以下两类四种变量：（1）实验变量与反应变量。

实验变量，亦称自变量，指实验中由实验者所操纵、给定的因素或条件。

反应变量，亦称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。

通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。

实验的目的在于解释这种前因后果。

例如：在“唾液淀粉酶水解淀粉的实验”中，所给定的低温（冰块）、适温（37 O C）、高温（沸水浴）就是实验变量。

而由于低温、适温、高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应也随之变化，这就是反应变量，该实验即在于获取解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。

（2）无关变量和额外变量。

无关变量，也称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验和结果的因素或条件。

额外变量，亦称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。

显然，额外变量会对反应变量起干扰作用。

例如：上述实验中，除实验变量（低温、适温、高温）以外，试管洁净程度、唾液新鲜程度和稀释浓度、可溶性淀粉溶液浓度、试剂溶液的剂量和实验操作程序、温度处理的时间长短等等，都属于无关变量。

要求对低温、适温、高温三组实验是等同、均衡稳定的；如果无关变脸中的任何或几个因素或条件，对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。

实验的关键在于控制无关变量和减少额外变量。

4．精心的策划实验方法科学实验是一种技术性很强的工作，它的成功与否很大程度上取决于能否找到一种巧妙的实验方法。

例如：要证明光合作用产生O 2，你得找到检测O 2的方法；要证明甲状腺激素加快代谢速度，你就得找到显示代谢速度的巧妙方法（特别是在材料受限的条件下）。

因此要成功地进行实验设计，就必须正确的选择恰当的实验方法。

实验方法的策划是整个实验设计的精髓，是一个好的实验设计最富创意的闪光之处，也是搞好实验设计的关键所在。

找准了正确的方法，就等于搭好了设计过程的骨架，下面的工作只要按部就班地使之丰满就行了，反之找不准或找错了实验方法，则必然会使整个实验设计满盘皆输。

那么怎样才能迅速地找准实验方法呢？现将与中学实验有关的一些最常见的经典性的实验方法汇总如下：（1）化学物质的检测方法①淀粉——碘液②还原性糖——菲林试剂③CO 2——Ca（OH） 2 ④乳酸——PH试纸⑤O 2——余烬复燃⑥无O 2——火焰熄灭⑦蛋白质——被蛋白酶分解（2）实验结果的显示方法①光合速度——O 2释放量或CO 2吸收量或淀粉产生量②呼吸速度——O 2吸收量或CO 2释放量或淀粉减少量③原子转移途径——放射性同位素示踪④细胞液浓度大小——质壁分离⑤细胞是否死亡——质壁分离⑥甲状腺激素作用——动物耗氧量，发育速度⑦生长激素作用——生长速度（体重变化，身高身长变化）（3）实验条件的控制方法①增加水中O 2——通入空气或吹气或放入绿色植物②减少水中O 2——容器密封或油膜③除去溶液中CO 2——NaOH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的干扰——给植物遮光⑦如何得到单色光——棱镜色散或薄膜滤光⑧血液抗凝——加入柠檬酸钠⑨线粒体提取——细胞匀浆离心⑩骨的脱钙——盐酸溶液（4）生物学实验方法①根据颜色来确定某种物质的存在淀粉+I 2 蓝色；还原性糖+菲林试剂砖红色（水浴加热）脂肪+苏丹Ⅲ橘黄色或+苏丹Ⅳ红色（显微镜）蛋白质+双缩脲试剂紫色大肠杆菌+伊红美蓝菌落深紫色，有金属光泽②用颜色标记法来确定原肠胚三个胚层的分化情况③用荧光标记法来证明细胞膜具有一定的流动性④用同位素示踪法光合作用产生氧气的来源光合作用中二氧化碳的去向噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质DNA的复制是半保留复制⑤用放射性同位素或荧光分子标记的DNA探针基因诊断检测水中的病毒目的基因是否导入受体细胞（标记基因也可）目的基因是否成功转录⑥确定某种激素功能的方法饲喂法，切除注射法，阉割移植法，切除口服法⑦植物杂交的方法雌雄同株：花蕾期去雄+套袋+开花期人工授粉+套袋雌雄异株：花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋⑧确定某一个体是否具有抗性基因的方法确定植物是否具有抗锈病基因，用锈病菌去侵染，一段时间后，观察症状确定微生物是否具有抗药基因，可用选择培养基进行培养⑨测定种群密度的方法植物：样方法动物：标志重捕法除了要熟悉这些常见的实验方法外，还要学会如何针对一个具体的设计题去恰当地选用实验方法，这一方面可围绕实验目的来选择，另一方面可通过分析题目要求和材料用具来确定。

5．合理地设计操作过程基本的实验方法选定以后，紧接着就要编定具体的操作细节，这些操作细节的设计要合理规范、切实可行，否则也会造成很大的失分。

如：（1）从动物体内取血，是从臂大肌中抽取，还是从血管中抽取？取血前是否要用酒精棉球对取血部位进行消毒？（2）向淀粉糊中加了唾液后是否要振荡试管呢？（3）酶促反应的试管如何加热？是直接加热，还是水浴加热？（4）在用酒精溶解叶中叶绿素时，酒精要加热，是直接加热，还是隔水加热？（5）使用甲状腺制剂、胰岛素、生长激素进入动物体内的方法应如何操作？是饲喂，还是注射？（6）不同的情况下要合理地选用不同的水。

如：清水、池水、凉开水、蒸馏水、生理盐水等。

6．严格的设置对照实验由于一种实验结果可能会被多种不同的实验因素所引起，因此如果没有严格的对照实验，即使出现了某种预想的实验结果，也很难保证该实验结果是有某因素引起的，这样就使得所设计的实验缺乏应有的说服力。

可见只有设置对照实验，才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性，才能使设计显得比较严密。

所以大多数实验，尤其是生理类实验往往都要有相应的对照实验。

7．准确的预测实验结果实验设计的最后往往还需要预测实验结果，在结果预测上要全面、准确。

而在这一环节上，我们往往会出现各种各样的错误。

例如：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”。

8．简明的组织语言文字①步骤设计一般不宜连续描述，往往需要分段叙说，并加以编号。

②试管（或烧杯，水槽等）要加以编号，如A、B或甲、乙等，这样可使叙说简洁一些。

③叙说中尽量用规范的实验术语，不能用含糊的口语。

如：“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”；“等量的”不宜说成“都一样多”；“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等。

三．实验设计中应注意的几个问题：1．关于对照实验高中生物实验设计题绝大多数考察对照实验，尤其动植物生理实验、微生物实验，需特别关注。

现将对照实验的分类及对照注意的问题总结如下：如何设置对照实验呢？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对等的实验。

对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽可能去保证“其它条件的完全对等”。

具体来说有如下四个方面：（1）所用生物材料要相同：即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：即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具大小型号要完全一样。

（3）所用实验试剂要相同：机试剂的成分、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于对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要做同样处理。

对照实验的分类：（1）空白对照：指不做任何实验处理的对照组。

例如：观察“唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”实验，两个试管都有等量的糨糊，一个试管放唾液，另外一个试管放清水，那么放清水的试管就是一个空白对照。

（2）自身对照：指实验和对照在同一对象上进行，即不另设对照组。

例如：“植物细胞质壁分离与复原”实验是典型的自身对照，这种对照实验的关键是比较实验处理前后的变。

（3）条件对照：给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理。

例如：“验证甲状腺激素促进幼小动物发育“的实验中，可存在以下实验组和对照组：甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）乙组：饲喂甲状腺激素抑制剂（条件对照组）丙组：对蝌蚪不做任何处理（空白对照组）（4）相互对照：指不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照。

例如：研究种子萌发的环境条件，首先要提出问题，种子萌发是需要适宜的温度、一定的水分和充足的空气，但这些条件都是缺一不可的。