2017高三生物实验专题

2017高三生物实验专题一、教材基础实验填空二、实验方案的基本内容（一）实验目的（研究课题）1.实验目的应包含三要素：实验类型（探究性实验、验证性实验）、自变量、因变量2.基本句式为：验证/探究/研究自变量对（实验对象）因变量的影响或作用。

[变量的种类]：①自变量：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，应具有可变性和可操作性。

②因变量：是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，应具可测性和客观性。

自变量是原因，因变量是结果，两者具因果关系。

③无关变量：无关变量（控制变量）是指实验中除自变量外的其它变量，即与研究目的无关，却影响实验结果的因素或条件。

它们的存在对实验起干扰作用。

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。

例1．变量分析（1）探究温度对唾液淀粉酶活性的影响自变量：因变量：检测指标：（2）验证过氧化氢酶对过氧化氢具有催化作用自变量：因变量：检测指标：（3）探究氧浓度对细胞呼吸速率的影响自变量：因变量：检测指标：例2．撰写实验目的（1）酶具有催化作用。

若要验证唾液淀粉酶的作用：实验目的：（2）梨中含有还原糖吗？若要通过实验来探究该问题实验目的：（3）环境因素会影响黑藻的光合速率，请根据不同的影响因素写出三个实验目的：实验目的1：实验目的2：实验目的3：（二）提出假设运用已有的科学知识和符合逻辑的论据对提出的问题做出可能性的解释。

例3．一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m、500m、1000m的同一山坡上。

在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。

为探究环境和遗传因素对野菊株高的影响，请回答：（1）实验假设1：假设野菊株高只受环境因素影响实验假设2:实验假说3: （2）根据假设1书写实验思路：，对照组野菊生长于 m处。

（3）写出支持你的实验假设的实验结果。

（三）实验原理实验原理是实验设计的理论依据，一般应包括自变量的作用原理及操作原理、因变量的检测原理两部分。

例4．某同学设计了一个如下的实验方案：①将若干生理状况相近的正常小鼠随机均分成A、B两组，观测并记录其活动状况。

② A组小鼠注射适量且等量的胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。

③一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组活动状况无变化。

④在A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。

⑤一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组活动状况无变化。

（1）该实验目的是。

（2）该实验的原理是。

例5．请写出教材相关实验的实验原理（1）探究酶的专一性（2）观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原（3）光合色素的提取与分离（4）制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片（四）实验器材指实验过程中使用的材料、试剂、用品等，一般题目中提供的器材在实验过程中都会用到，可以从实验器材中窥探出实验分组的思路。

（五）实验步骤1．设计实验应遵循四大原则（1）科学性原则：指整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学知识和原理，以及其他学科领域的基本原则。

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。

（2）平行重复原则：实验设计中必须设计多组相同的实验或足够的实验次数，保证实验的可重复性，在定量实验中需对多组实验的结果取平均值。

（3）单一变量原则：实验中会有多个变量对实验结果产生影响，但只能将其中的一个变量确定为实验的自变量进行研究，其余变量均需进行控制，主要体现在实验过程的同条件控制，即实验组与对照组所用器材、所处环境、起始和终止时间等均相同。

如：“适宜条件”（培养）、“过了一段时间”观测(或测量)、（实验组）“适量”、（对照组）“等量”。

（4）对照原则：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影响），必须严格控制，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。

[设置对照实验的关键]对照实验设置的正确与否，关键在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”，具体来说有以下四个方面：①所用生物材料要相同：包括数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面②所用实验器具要相同③所用实验试剂要相同：包括试剂成分、浓度、体积④所用处理方法要相同：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，但还是要作同样的处理。

[对照实验的四种常见类型]①空白对照——即不给对照组任何处理因素②自身对照——即对照和实验都在同一研究对象上进行③相互对照——不单设对照组，而是几个实验组相互对照，一般表现出实验因素在量上的多少对实验结果的影响，如研究温度对酶活性的影响等实验。

另外当存在多个实验因素时，各种实验因素之间形成相互对照。

如验证氮磷是水体富营养化的因素实验中，实验因素是氮磷，可以设计三组：加氮、加磷、加氮磷，其中每组既是实验组又是对照组。

④条件对照——即虽然给对照组施加部分实验因素，但不是所要研究的处理因素，通常施以条件因素的对象组为条件对照组，施以实验因素的对象组为实验组。

例如：在艾弗里证明DNA是遗传物质的实验中，实验组是“R型活细菌＋S型细菌的DNA混合培养”，条件对照组是“R型活细菌＋S型细菌的DNA和DNA酶混合培养”。

[实验组与对照组的判断方法]实验组是施加实验变量处理的被试对象组；对照组是不施加实验变量处理的对象组或处于正常情况下的对象组。

2．“三步法”书写实验步骤第一步：实验准备工作通常包括对实验材料的“随机均分、编号”、一些药品的配制以及对实验材料的预处理，一些生理学实验往往还需要进行前测。

第二步：实验条件的控制一般情况通过设计对照实验，操纵自变量，控制无关变量第三步：结果的观察、记录与统计分析3．实验步骤中要注意交代清楚的一些问题①材料准备与预处理要交代；②实验用具的分组及编号（试管，玻璃缸，培养皿，花盆等）要交代；③如果实验对象是生物，要交代“选择形态大小、发育状况相同的生物若干，分组编号”；④加培养液、土壤或基质、反应物时，要注意交代实验组与对照组中加入等量且适宜浓度；⑤因变量的具体内容及观测方法及时机要交代清楚。

如：“在小鼠服药一段时间后，用血压计测量小鼠的血压，并记录”。

⑥前测：待测指标在施加自变量前后若会发生变化，且实验分析需要用到这种变化值，那么在实验步骤中需要交代“初始值的测量和记录”。

如动物的体长、血压、植株的高度等。

⑦表述实验现象本清楚：如加碘后“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”，“不变”也不能说成“无现象”。

例6．科研表明，低浓度的生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度增高到一定值时，就会促进细胞中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反过来又抑制了生长素对细胞伸长的促进作用。

现利用黄化豌豆幼苗切段为实验材料，设计实验研究乙烯对生长素促进细胞伸长的抑制作用。

(1)甲、乙、丙、丁、戊五位同学分别提出如下设计方案，最合理的是。

甲：用—系列不同浓度的乙烯处理实验材料。

乙：用最适浓度的生长素溶液及某一浓度的乙烯处理实验材料。

丙：用最适浓度的生长素溶液及一系列不同浓度的乙烯处理实验材料。

丁：用任意浓度的生长素溶液及某一浓度的乙烯处理实验材料。

戊：用任意浓度的生长素溶液及一系列不同浓度的乙烯处理实验材料。

(2)请根据你选择的最佳方案，完成具体的实验。

Ⅰ、实验器材：黄化豌豆幼苗若干、剪刀、刻度尺、培养皿、烧杯、5种一定浓度梯度的生长素溶液(其中含最适浓度)、、清水、滤纸等。

Ⅱ、实验步骤：①；②；③；④。

Ⅲ、请用曲线图表示预期的实验结果(3)不同浓度的生长素对细胞伸长的影响效果体现了生长素的生理作用具有。

（六）实验结果与结论1．实验结果（1）实验现象是对客观事实的具体描述，即对因变量的描述，如观察的现象（颜色变化、沉淀产生）、测定的数据等。

（2）实验结果是对实验现象的客观陈述，不含推理依据和推理内容。

验证性实验一般有明确的结果；探究性实验往往有三种可能的结果：实验组和对照组无显著差异、有显著差异（正反两方面）。

实验结果可以文字、表格、曲线图、柱形图等形式呈现：①以文字表示时注意事项：对实验结果的描述要全面，不能遗漏；要注意结果出现的适用范围，不同范围不同结果要分段表述；使用规范用语。

②表格设计的方法：表题——典型标题格式：自变量对因变量的影响或作用表格的行题（表格第一行）与列题（表格第一列）：一般情况下，列题表示自变量，行题表示因变量的观察指标及其含义，两者的位置可以互换。

根据自变量设置对象组，每组又可分多个小的重复组，这时需要留一个求平均值的格。

常规表格如下：变式：每组设计三个平行重复实验③坐标图设计的方法：高考考查的绘制坐标图主要有两种形式，一种是绘制曲线图，另一种是绘制柱状图(或直方图)。

不管绘制的坐标图属于哪一种，都应有“自明性”，即只看图、图题和图例，不阅读正文，就可以理解图示含义。

这两种图形的共性是：往往将横轴的变化量作为自变量，纵轴的变化量作为因变量；若在同一坐标中绘制两个或两个以上的自变量时，都要在图例中注明。

其应用范围有一定的差异：一般来说，当需要描述因变量随自变量变化而变化的趋势时，常采用曲线图；当需要描述因变量随自变量变化而呈现结果时，常采用柱状图。

右图为规范的坐标图应包括的内容。

2．实验结论是根据实验结果进行归纳和推理而获得的内容，可能是对实验结果的解释，也可能是对实验结果的进一步推理，体现了自变量与因变量的内在逻辑（因果关系），与实验目的相呼应。

在文字表述时注意要用概括性的规范用语，对实验结果的解释和推理要全面，不能遗漏。

例7：探究黄曲霉素对兔子肝癌发病率的影响（1）实验材料用具：雌雄兔子各40只，普通饲料，三种不同浓度的黄曲霉素溶液A、B、C（浓度分别为高、中、低），其他所需条件均满足。

（2）实验思路：①将雌雄各40只兔子随机均分．．．．为甲、乙、丙、丁四组，分别饲养。

②甲组兔子用适量的普通饲料喂养，乙、丙、丁组兔子分别用等量的添加适量浓度为A、B、C的黄曲霉素溶液的普通饲料喂养。

③在相同且适宜的条件下饲养较长时间。

④检查四组兔子的健康状况，统计分析各组兔子肝癌的发生率。

（3）请设计一张表格，并把预测的实验结果与相应的结论填入表中。

例8．探究一种新型治癌药物X对肿瘤细胞是否有疗效[实验原理]：有效的治癌药物能抑制肿瘤细胞的增殖；假设药物X对肿瘤细胞有疗效，则相应的培养瓶中的细胞数将少于对照组；将实验组与对照组置于相同且适宜条件下培养一段时间后，取出少量培养液用光学显微镜观察并记录肿瘤细胞的数目，从而判断药物X的疗效。

[实验材料]：培养瓶、CO2培养箱、血细胞计数板、含有肿瘤细胞的培养液、生理盐水、光学显微镜、药物X等。

[实验步骤]：（1）取6只大小相同的培养瓶，随机均分为两组，编号A、B。