高中生物二轮复习：实验设计专题

实验步骤： 一、选择一株健壮的C4植物，放置在黑暗下“饥饿”处理 数小时，消耗完植物体内贮存的淀粉。 二、将该植物置于光下一小时。 三、取一完好叶片，置于酒精中隔水加热脱色。 四、对叶片进行横向徒手切片，制作临时装片。并用碘 液染色。 五、用显微镜进行观察染色的部位。
结果分析
结果 维管束鞘细胞和叶肉细胞都变蓝 结论 维管束鞘细胞和叶肉细胞都合成淀粉
6.实验设计的注意事项：
（1）题目中提供的实验材料、器皿，一般情况下都有用、都 要用，我们需要考虑的是怎样用？ （2）步骤设计一般不宜连续表述，往往需要分段进行，并加 以编号如“⑴、⑵、⑶……”
（3）凡实验中涉及到两组或两组以上，所用器材需用1、2、 3…或A、B、C……或甲、乙、丙……等加以编号便于区分。
（3）设计实验步骤（单一变量、对照） 第一步：编组标号：研究对象、器皿等要编 组标号，设立实验组和对照组； 第二步：实验处理：分别对实验组和对照组 施加单一变量（确定实验变量）；除实验 变量外，对实验组和对照组的处理、培养 或饲养等条件应要相同，即（控制无关变 量）。 第三步：培养（或饲养）、观察、记录:观察 记录实验现象和实验数据. （4）预测实验结果，分析讨论
维管束鞘细胞不变蓝，叶肉细胞 变蓝 维管束鞘细胞变蓝， 叶肉细胞不变蓝
维管束鞘细胞不合成淀粉，叶肉细胞都合成淀 粉 维管束鞘细胞合成淀粉，叶肉细胞都不合成淀 粉
8.整理实验，引导学生学会归纳
复习时可以将几年中的必做和试题中的实验进行系统的 整理，列成大表，全部实验内容可以一目了然
实 验 编 号 实 验 名 称 实 验 原 理 方法步 骤要点 实验现 象或结 果 结论 实验失 误分析
例题：绝大多数酶的化学本质是蛋白质。请根
据提供的实验材料和用具，请设计一个实验对此 加以证明。 一、实验材料和用具 一定浓度蛋白酶溶液 、质量分数1%的可溶 性淀粉溶液 、唾液、斐林试剂、试管、 大小烧 杯、酒精灯、三脚架、温度计、蒸馏水、滴管 二、实验步骤
三、实验结果和结论
实验思路
针对实验目的，对各种实验材料和用具进行逐 一分析，联系教材中的知识点和相关原理，理 清思路，最终确立实验思路 常用来鉴定 实验中的鉴定试剂是斐林试剂 还原糖，但材料中没有，给的糖是淀粉 有唾液 还原糖可由淀粉经酶解得到
要注意体积等量且适量的问题。 ④所用处理方法要相同，如保温或冷却；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。
强调:
一个实验必须具有实验组和对照组,实 验组一般是接受实验变量处理的对象 组,对照组一般是不接受实验变量处理 的对象组。
对照的方法：
实验复习——实验设计
对考纲要求的实验内容应明确
①实验目的:明确要干什么? ②实验原理:明确实验的依据是什么? ③实验材料:科学合理,易得. ④主要步骤:取材分组;设置变量;观察记录 ⑤做出预期或分析结果 ⑥得出结论
1.什么是实验设计：
实验设计就是根据实验目的，确定实 验的原理，选择实验的材料和用具，并用 文字的形式制定的合理的实验方案。
验证性实验：只要写出正确的结果并分析即可
探究性实验： 对结果进行预测和分析时，必须
将每一种可能性都列出来进行逐
一的分析。
表述形式：若………，则………。
实验评价题应对策略：



看有无对照实验，如果有看对照设计是否合理。 看实验是否遵循了单一变量原则。 看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。 看实验仪器、药剂的使用的是否合理。药剂的配 备、使用及用量的大小。 看实验结果的验证是否合理。 试题明确给出了试验目的、原理和设计步骤，要 求把步骤中的错误之处指出来并加以改正。
（自身对照）
质壁分离
质壁H值对淀粉酶活性的影 响”，设置pH值分别为1、2、3、 4、5、6、7、8、9的9支试管。
2.探究性实验与验证性实验
探究性实验 验证性实验
实验目 的 实验假 设 实验过 程
探究研究对象的未知属性、特 验证研究对象的已知属 征以及与其他因素的关系 性、特征以及与其他因 素的关系 往往具有多种可能 因结果已知，故不存在 假设 不定 模仿已经作过的
1 2 3 4 ： ： 20
还原糖 斐林试剂 苏丹III或苏丹IV 脂肪 蛋白质 双缩脲试剂 DNA 二苯胺 淀粉 碘液 伊红和美蓝 大肠杆菌 等细菌 结晶紫染液 自生固氮 菌 染色体 龙胆紫溶液、醋酸 洋红液
砖红色沉淀 橘黄色或红色 紫色 蓝色 蓝色 菌落深紫色带 金属光泽 紫色 对应试剂颜色
脂肪的鉴定 观察叶绿体 观察细胞质流动 观察 有丝分裂 观察 质壁分裂
进行实验 （按预定方案进行实验） 分析结果 （分析实验结果，得出结论：……）
探究实验： ：测定植物细胞液的大致浓度 提出问题 植物细胞液的具有一定的浓度 ？
植物细胞液的浓度介于未发生质壁分离的最大 作出假设 外界溶液浓度和发生质壁分离时的最小外界溶 液浓度之间 设计 将植物细胞分别浸润在已配制具有一系 方案 列 浓度梯度的蔗糖溶液，观察其初始质 壁分离变化，引起50%左右细胞发生初 设计实验 始质壁分离的蔗糖溶液浓度 就是细胞液 的浓度 预期 在某一蔗糖溶液浓度可见到有50%左右细 结果 胞的角隅处开始出现原生质体离开细胞壁。
三、实验结果和结论
1号试管不出现砖红色沉淀，2号试管出现砖红 色沉淀。证明唾液淀粉酶是蛋白质。
探究实验：植物细胞的吸水和失水
提出问题 （原生质层是一层半透膜吗？）
作出假设 （原生质层相当于一层半透膜） 设计实验
设计 将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液 方案 中，观察其大小的变化；再将细胞浸润 在清水中，观察其大小的变化。 预期 在蔗糖溶液中植物细胞的中央液泡会变 结果 小，细胞皱缩；在清水中植物细胞的中 央液泡会变大，细胞膨胀。
材料中
※※但这些似乎和证明酶是蛋白质无关！ 用蛋白酶先处理唾液淀粉酶 ！ ！
实验思路
实验组
蛋白酶处理唾液
对照组
蒸馏水处理唾液
1%的淀粉糊混合、保温
1%的淀粉糊混合、保温
使用斐林试剂鉴定
使用斐林试剂鉴定
实验步骤：
（1）取两个试管，分别编号为1号和2号，然后各注入2ml唾 液 （2）1号试管中加入一定量蛋白酶溶液，向2号试管中加入等 量蒸馏水作对照，振荡，37℃恒温水浴中保温一定时间 （3）向两支试管中各加入2ml1%的可溶性淀粉溶液 ，振荡 。放在37℃恒温水浴中保温一定时间 （4）向两支试管中各加入2ml斐林试剂，振荡。用酒精灯加 热沸水浴1分钟 （5）观察是否出现砖红色沉淀并纪录
鉴定性实验
被鉴定物 试剂 特殊操作 斐林试剂甲、乙 液先混匀后再与 组织样液混匀 苏丹III或苏丹IV 组织样液和双缩 脲试剂A混匀，再 加双缩脲试剂B混 匀 二苯胺试剂
还原糖 脂肪 蛋白质 DNA
沸水浴加热 显微镜观察 蛋白液稀释 沸水浴加热

5.如何进行实验设计：
（1）认真审题确定实验类型，明确实验目的
（2）分析实验材料，明确实验原理，确定实验 思路 准备和选材:后面步骤中要用到的东西（试剂、材 料等），如果题目没有给出，则必须在前面的步 骤中准备好，如实验中要用蔗糖液，而题目中只 给出蔗糖，我们就要先配制好蔗糖液；题目中如 果已经给好（如给的是配好的试剂），则不需再 配制了。选材应保持条件相同（如：日龄相同、 体重相近的雄性成年大白鼠）
2.实验设计应遵循的一般原则：
①科学性原则 ②重复性的原则 ③随机性原则 ④简便可行性原则 ⑤单一变量原则 ⑥对照原则
3.实验的变量
①实验变量与反应变量 实验变量(自变量)：就是实验中由实验者操纵改变 的因素或条件。 反应变量(因变量)：就是指由实验变量而引起的变 化结果。
※实验的目的就是获得实验变量与反应变量之间的关 系 ②无关变量与额外变量 无关变量：是指实验中除实验变量外，影响实验结果 的其他因素或条件。 额外变量：如果无关变量控制的不好，也会引起实验 结果的改变，由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。
实验对 象
实验结 果预测 实验结 论
未知，可以不描述
对应假设，分类讨论。采用 “若A则B”的形式表述， 无
已知，应准确描述
无 对应所给实验目的，得 出肯定结论
探究性实验注意事项
探究性实验的实验结果一般是对应假设分 类讨论，但有时也会出现“预测最可能的 结果”，审题时要慎重。 对探究性实验的基本要求： （1）假设与实验目的要统一 （2）注意假设的多样性 （3）注意假设的客观性，不可“瞎猜” （4）如果是写实验报告，要如实表述
（4）在量上难以做到准确的量化描述，应尽可能用“定性” 的语言表达。如：“一段时间”、“适宜的温度”、“适量 的”、“一定量的”、 “适宜的条件”等。 （5）两种溶液混合，注意要振荡混合均匀。涉及到一些相关 实验处理时，要有相应的处理条件、时间的描述。 （6）用规范的科学术语表述，语言要精炼
7.实验结果的预测和分析
4. 对照的设置
实验组、对照组设置的正确与否，关键是如何在施加的
实验变量不同的条件下，尽量保证“其它条件的完全相同”。
具体来说有如下四个方面： ①所用生物材料的种类、数量、质量、来源和生理状况 等方面要尽量相同或至少大致相同，而且适量。 ②所用实验器具的品种和型号要相同。
③所用实验试剂的成分、浓度、体积等都要相同。尤其
例1:设计实验探究Mg是否是植物的必需矿质元素 实验原理 ： 当植物缺少某种必需矿质元素时，就会严重影
响植物的生长和发育，并出现特有的病症
方法步骤 ：分别配制完全培养液、缺镁的完全培养液
取符合要求的玻璃容器若干个，分为A、B两组， 分别加入等量的培养液。A组用完全培养液，作为 对照；B组用缺镁的完全培养液，并贴上标签。每 个培养瓶中分别种一棵长势良好、大小相似的玉 米幼苗，并作好记录 将这些装置放在温度、光照等条件相同且适宜的环境 下培养，定时补充相应的培养液并定期给培养液通气 定时观察、记录、比较两组玉米幼苗的生长状况