高中生物实验题解题中实验原理的应用

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1、1生物实验题如何做到依生物实验题如何做到依“理理”答题答题由于高考侧重对实验能力的考查，实验题型已成为近几年高考生物的一个热点。 但考生这方面的解题能力相对较弱，得分不高。这与教学实践中实验原理不被重视不 无关系。在每一个生物实验中实验材料的选择、实验装置的设置、实验步骤和实验方 法的安排都是以其实验原理作为依据的。实验现象和实验结果的预期也是依据实验原 理作出的。由此可见，实验原理是解答各类实验题型的重要依据。因此，实验教学中 应加强对如何灵活运用实验原理的指导。 1、认真审题，明确实验目的，准确把握实验原理、认真审题，明确实验目的，准确把握实验原理 灵活运用实验原理建立在正确把握实验原理的

2、基础上。实验原理可能隐含题干中， 需要答题者联系所学的理论知识进行总结，也可能在题干中直接呈现。 1、1、实验原理隐含题干中，需要答题者联系所学的理论知识进行总结、实验原理隐含题干中，需要答题者联系所学的理论知识进行总结 例 1 为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实 验。某同学的实验方案如下： 1）将正常的小鼠随机分成 A、B 两组，观察并记录其活动状况。 2）A 组小鼠注射适量的胰岛素溶液，B 组小鼠注射等量的生理盐水。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 组小鼠活动状况无变 化。 3）A 组小鼠出现低血糖症状后，分别给 A、B

3、 两组小鼠注射等量的葡萄糖溶液。 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。 该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。请回答： （1）该实验原理是 解析：解析：实验原理是实验步骤设计、实验结果预测、实验结果分析的依据。因此， 实验原理应该有如下特点：一、对实验步骤设计具有指导作用（如何利用提供的材料 用具使所要研究的对象表现出来） ；二、有对实验结果观察现象或测量指标的相关描述； 三、可以作为实验结果分析的理论依据（即有关于结果与研究对象间关系的说明） 。由 此可知，实验原理就是：利用题目中提供的试剂或生物材料的特性，使生物体内“隐 藏”的物质或反应，显现为可见的现象。联

4、系高中生物知识与题干内容，对应本题， 即可提取出“题目中提供的试剂或生物材料”即胰岛素；其“特性”即降低血糖； “生物体内隐藏的物质或反应”即血糖下降；“可见的现象”即相关低血糖症状 出现与否。由此总结原理如下：答案：胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降， 机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓 解。 1、2、实验原理在题干中直接呈现、实验原理在题干中直接呈现 实验原理在题干中呈现又分两种类型:部分呈现型和完整呈现型. 原理完整呈现型题目可直接依据原理解题。原理部分呈现型题目，需要答题者结 合所学知识整理出原理，做为解题依据。 例 2

5、 植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞2（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠菜为研究材 料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、 实验步骤、预测实验结果并作出解释。 （1）实验材料与用具： （2）实验步骤： （3）预测实验结果并作出解释： 解析：解析：本题实验原理在题干中部分给出，即 “当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀 变形，气孔关闭” 。其中 1“保卫细胞吸水（或失水） ”即“隐藏的反应” ；2 气孔关闭（或开启）即“可 见的现象” ；此外，对使现象显现的生物材料或试 剂未加描述。结合高中生

6、物知识，该实验原理可总结为“当细胞液浓度大于细胞外液 浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启；当细胞液浓度小于细胞外液浓度时，保 卫细胞失水收缩，气孔关闭” 。可以此为依据解题。 2 2、根据实验原理科学地设计实验步骤、根据实验原理科学地设计实验步骤 实验原理是实验步骤设计的依据，对实验步骤设计具有指导作用。对设计型题目， 需认真审题，理清与解题相关的实验原理，再依据原理，沿着如何“利用题目中提供 的试剂或生物材料的特性，使生物体内隐藏的物质或反应，显现为可见的现象” 的思路进行分析、推理，设计实验步骤。在这一环节，对于对照实验来说，要遵循设 计对照原则、单一变量原则、等量原则等，使实验有可信

7、度和说服力。特别要注意实 验过程中是否会因某试剂添加、或某步骤操作不当引起控制条件的不一致。如有些实 验中变量设置顺序不同会对控制条件的一致性产生不同影响，此时要注意确保方案设 置的科学性、严密性。 2、1、实验中变量设置顺序的先后会对实验结果的准确性造成影响、实验中变量设置顺序的先后会对实验结果的准确性造成影响例 3 下面是探索影响酶活性的条件的实验。 在研究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响的实验中，某同学进行了如下操作： 取 6 支洁净的试管，编上号，并且分别注入 2mL 新鲜乳汁。 在 6 支试管中各注入 0.5mL 新鲜凝乳酶溶液，摇匀 将 6 支试管中分别放入不同水浴温度下，维持各自的

8、温度 5min。 观察记录凝乳所需时间。 请回答：该同学的实验操作合理吗？若不合理，请写出修改后的实验操作方案。解析解析：本题研究温度对酶活性影响。涉及的原理是：1 凝乳酶催化乳汁凝固受温 度影响、2 酶的催化效率具有高效性。步骤中，除单一变量温度外，其他条件应完全 一致（包括实验对象的一致性，每次实验所加试剂的量要相等，实验条件的一致性， 实验控制时间的一致性） 。本实验若依照上述步骤完成，将会违背“实验控制时间的一 致性” 。因完成、步骤后，六组实验将在相同的温度条件下反应一段时间，由于酶 的作用具有高效性，这一段时间的反应可能给实验结果造成很大误差。因此应先设置 好温度条件再让酶与乳汁混

9、合。 答案：取 6 支洁净的试管，编上号，并且分别注入 2mL 新鲜乳汁。3将 6 支试管中分别放入不同水浴温度下，维持各自的温度 5min。 在 6 支试管中各注入 0.5mL 新鲜凝乳酶溶液，摇匀后，在各自的水浴温度下保 温。 观察记录凝乳所需时间。 2、2、实验中变量设置顺序的先后不会对实验结果的准确性造成影响、实验中变量设置顺序的先后不会对实验结果的准确性造成影响 例 4 赤霉素能促进豌豆茎节间的伸长，生长素也可以促进茎的伸长。请依据如下 材料设计实验验证：赤霉素与生长素具有协同作用。 实验材料：多株豌豆幼苗、培养液（经灭菌处理） 、0.05赤霉素、0.05生长素、培 养皿、刀片、刻度

10、尺、计时器等。 实验步骤： 实验结果的预测 解析解析：本题实验原理：赤霉素能促进豌豆茎节间的伸长；生长素可以促进茎的伸 长；赤霉素与生长素具有协同作用。设计的实验步骤应有能说明原理描述的两个促进、 一个协同作用的对照实验（步骤如下列答案） 。由于在实验中变量设置顺序的先后不会 对实验结果的准确性造成影响，故下列答案中的 B、C 步骤的顺序也可颠倒。 答案： A、取生长状况相同的豌豆幼苗，从豌豆幼苗的同一部位切取等长的茎切 段若干段，平均分成四组；B、取四个培养皿，标号为 A、B、C、D，按下表处理方式依次添加培养液； C、将四组豌豆茎切段分别放入四个培养皿中，在同样的条件下培养； D、24 小

11、时后，测量每组茎切段长度一次，计算每组茎切段伸长的平均值。组别ABCD处理 方式培养 液培养液、适 量 0.05赤 霉素培养液、0.05 生长素培养液、适量 0.05赤霉 素、适量 0.05生长素实验结果的预测： C 组的茎切段比 D 组的茎切段短，比 A 组的茎切段长； B 组的茎切段比 D 组的茎切段短，比 A 组的茎切段长； 3、根据实验原理、根据实验原理 准确、全面预测实验结果准确、全面预测实验结果 预测实验结果就是根据实验原理对事物间相互关系的描述，对实验可能出现的结 果进行理性的猜测。在解答此类实验题时，要注意区分验证性实验和探究性实验两种 情况。 3、1.验证性实验验证性实验 本

12、项仍以例 4 为例。 解析解析：验证性实验的假设是既定的，预期结果一般是唯一的。答题过程需要依据 题意结合相应的原理进行分析，做出合理的判断。据题意，本题结果支持题干的假设， 则预测的结果描述的现象应与原理提及的“促进” 、 “协同”相对应（结果预测见答案） 。3、2 探究性实验探究性实验 例 5 实验是人们认识事物的基本手段，在实验过程中，不仅需要相应的知识、精4密的仪器，还要注意运用科学的方法。 （1）为了探究种子萌发时进行的呼吸类型，某研究性学习小组设计了下列实验。 请根据要求填空。 实验目的： 。 实验原理：种子萌发过程如果只进行有氧 呼吸，则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等； 如果

13、只进行无氧呼吸，则不吸收氧气，能放出二 氧化碳；如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸，则 吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。 实验材料和用具：萌发的豌豆种子、带橡 皮塞的玻璃钟罩两只、100mL 烧杯 4 个、两根弯 曲的其中带有红色液珠的刻度玻璃管、NaOH 溶液、清水、凡士林。 实验方法：将实验材料和用具按上图配置好实验装置，如想得到实验结论还必 须同时设计另一个实验，请指出另一个实验应如何设计（绘装置图表示，并用简短的 文字说明） 预测实验结果： ；分析预测结果得出相应结论 ； 解析解析：本题实验原理已知，若能依据题意正确设置出装置二，结果预测便可依据 原理进行。由于探究性实验的预期结果是不确

14、定的，必须根据实验原理描述的事物间 的相互关系，对实验结果的各种可能性进行充分讨论，全面预测实验结果，以保证探 究的严密性和科学性。本题探究种子萌发时进行的呼吸类型。从实验原理可知：种子 既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。因题干给出的装置中含氧情况未知，种子进 行的呼吸类型随装置含氧量不同可能有：有氧呼吸无氧呼吸既有有氧呼吸又有 无氧呼吸，与此对应，预测实验结果有三种可能性（见答案） 。 答案：（1）探究种子萌发时所进行的 呼吸类型 如图。 （说明：强调等量的种子，即用 等量的清水代替 NaOH，观察红色液滴的移动 情况。 ） 、装置一中的液滴左移，装置二的液 滴不移动。 、装置一中的液滴不

15、动，装置二中的液 滴右移。 、装置一中的液滴左移，装置二中的液滴右移。 、原因是吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等，瓶中压强不变。结论：萌5发的种子只进行有氧呼吸。 、原因是不吸收氧气，能放出二氧化碳。结论：萌发的种子只进行无氧呼吸。 、原因是萌发的种子吸收氧气且吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。结论： 既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。 4、运用实验原理、运用实验原理 正确分析实验结果正确分析实验结果 得出结论：得出结论： 本项以例 5 的为例。 解析：解析：分析实验结果是从实验结果出发寻找事物间的内部联系，是运用实验原理 分析实验结果出现的原因。在本题中体现为：用不同呼吸类型对气体变化的不同影响， 分析装置上液滴移动情况不同的原因。得出结论即是由理论分析推导出一般性的结论 或规律等。本题实验原理已知，根据实验结果中 O2 和 CO2 量的变化关系，结合原理 对不同呼吸类型结果的描述进行分析，即可推导出细胞进行的呼吸类型（分析过程及 结论见答案） 。以上是其中常见的四种题型。实验题型往往有很强的综合性，它注重对双基知识 和分析综合能力的考查。为答好这类题型，就要在实验教学中加强对如何灵活运用实 验原理的指导，以克服学生实验解题中的盲目性、随意性，做到依“理”答题，有条 不紊。