实验设计与探究题型解题策略

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1、二轮复习备考,实验设计与探究题型解题策略 永定区坎市中学 李桂和,考纲中对实验与探究能力要求： （1）能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，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，并能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。,生物高考实验试题的特点,（一）实验试题的分值大,（二）实验考查的内容与形式多样化,（三）重在考查实

2、验的设计、分析、评价和探究能力,对策：1.回归教材，提高生物学素养 2.掌握各种实验题型的解题策略,二轮复习备考,实验设计与探究题型解题策略 永定区坎市中学 李桂和,1、对照性原则 2、单一变量原则 3、等量原则 4、科学性原则 5、平行重复原则,一、实验设计的基本原则,空白对照：对照组不做任何实验处理。 自身对照：实验组和对照组在同一研究对象上进行，不再另设对照组。 相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。 条件对照：即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。条件对照的目的是通过对比得出相对立的结论，以验证实验结论的正确性,1对照原则,【例1】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪

3、发育，将27只同种、同时孵化且大小相同的蝌蚪，随机均分为三组，饲养的水、饲料和温度等培养条件相同且适宜。甲组加入甲状腺激素、乙组加入甲状腺激素抑制剂、丙组不加入药剂。饲养一段时间后，观察生长情况。 根据实验对照原则回答下列问题： 甲组属于 ；乙组属于 ；丙组属于 。 A实验组 B条件对照 C自身对照 D空白对照,A,B,D,2单一变量原则 自变量（亦称实验变量）是指实验中要研究和控制的因素或条件。 因变量（亦称反应变量）是指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。（注意：前测与后测）。 无关变量（也称控制变量）是指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件。 额外变量（也称干扰变量）指

4、实验中由于无关变量所引起的变化和结果。,【例2】为验证甲状腺激素能促进蝌蚪发育，将27只同种、同时孵化且大小相同的蝌蚪，随机均分为三组，饲养的水、饲料和温度等培养条件相同且适宜。甲组加入甲状腺激素、乙组加入甲状腺激素抑制剂、丙组不加入药剂。饲养一段时间后，观察生长情况。 根据实验“单一变量”原则回答下列问题 （1）本实验中同种蝌蚪和相同饲养条件属于 。 （2）甲组加入的甲状腺激素是 。 （3）甲组的变化和结果是 。 A自变量 B因变量 C额外变量 D无关变量 （4）实验中选同种、同时孵化的大小相同的蝌蚪来做实验，其目的是 。,D,A,B,排除无关变量对实验结果的影响,3 等量原则,生物材料要相

5、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。 实验器具要相同 即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等要完全一样。 实验试剂要相同 即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题 处理方法要相同 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。,4、科学性原则 （1）实验原理的科学性 （2）实验思路与方法的科学性 （3）实验材料选择的科学性 （4）设计实验步骤的科学性 （5）实验结果与结论的科学性,（1）实验原理的科学性,【例3】某校一个生物兴趣

6、小组想设计一个实验来证明血浆中含有葡萄糖，老师给他们提供了下列材料用具：加有柠檬酸钠的鸡血，试管，离心器，三脚架，酒精灯，大烧杯，石棉网，火柴，清水等。 （1）在实验过程还需要一种试剂是 ，实验的原理是 。,斐林试剂,还原糖与斐林试剂在60水浴加热条件下出现砖红色沉淀,总结：实验原理从以下三方面分析： 从学过的知识原理中分析 从实验题目中分析 从实验步骤中分析(实验步骤是依据实验原理设计的),例4.为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： 将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。 A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。一段

7、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。 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。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： 。,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。,对策：高考题中的实验原理一般都来自教材。因此，要熟知教材中涉及的各种试剂的选择依据及相应的生理过程，进而确认实验原理。,（2）实验思路与方法的科学性,【例5】用最简易

8、的方法鉴定高杆小麦是纯种还是杂种。 基本思路：用 方法进行鉴定,自交,举例： 同位素示踪法：分泌蛋白的形成过程；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；DNA的复制是半保留复制等。 遗传实验设计杂交法：杂交、自交、测交、回交。 如确定某一显性个体基因型的方法，可用该显性个体自交或测交； 判断显隐性可自交或相对性状杂交； 判断某基因是位于常染色体上还是X染色体上可用同型隐与异型显杂交； 确定某一性状受核基因还是质基因控制：可用正反交等。 假说演绎法：遗传实验设计思路：。 给植株遮光：除去植物光合作用对呼吸作用的干扰。,对策：归纳并熟记考纲要求的实验及课本中的经典实

9、验所涉及到的实验方法。,（3）实验材料选择的科学性,例6.（1）孟德尔选用豌豆作为杂交实验的材料； 原因：自花传粉，闭花受粉；有多对相对性状 （2）质壁分离选用紫色的洋葱鳞片叶 原因：有中央大液泡，且有颜色，容易观察 （3）摩尔根选用果蝇作为伴性遗传的实验材料 原因：染色体少，便于分析；繁殖快；果蝇有差异显著的相对性状；取材方便；果蝇个体小，在较小的空间可以大量繁殖。 （4）赫尔希选用噬菌体为实验材料，通过侵染细菌的实验来证明DNA是遗传物质。 原因：成分简单，增殖较快 （5）验证生物组织中的蛋白质、还原糖、脂肪选用的材料要求 含量高的植物组织或器官，且组织的颜色较浅或近于白色，易于观察,对策

10、：注意考纲要求的实验中所涉及到的实验材料，力求每个实验的选材原因清晰； 注意课本中的科学史所涉及到的经典实验，理解每个实验中的选材原因,（4）设计实验步骤的科学性,【例7】为了验证温度对酶活性的影响，某同学设计了如下实验 方案和步骤： 取三支大小相同的试管，编号为甲、乙、丙，分别向三支试管中加入3mL浆糊， 再各加入2mL新鲜的-淀粉酶溶液，振荡， 将甲、乙、丙三支试管分别置于0、35、100下约5min， 取出试管，各加入2mL斐林试剂（边加边振荡），用5060热水浴检验，观察试管内物质颜色的变化。下列对实验的评价正确的是 实验步骤不正确 温度设置不合理 不能用斐林试剂检验 A只有正确 B只

11、有正确 C和正确 D都正确,D,（5）实验结果与结论的科学性,【例8】用含有各种必需元素的溶液培养大麦。试验分两组，一组在光下，一组在黑暗中，48小时后测定几种离子的浓度。表中各离子的数据为试验结束时，溶液中离子的浓度占试验开始时浓度的百分比。,（2）从上述实验所获取的数据，可以得出哪些结论？,【分析】表中显示几组对照？ 有光与无光；水分的吸收与矿质元素的吸收；不同的矿质元素的吸收情况比较,植物对水分和矿质元素的吸收与光有关；植物对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程；植物对矿质元素的吸收具有选择性。,5、平行重复原则 指在同样条件下，重复实验。目的是避免结果的偶然性，提高实验结果的可信度

12、，使得出的结论准确、科学。,例9.某同学拟探究不同温度（25和0.5）条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化，设计如下方案： 称取两等份同一品种的蓝莓果实，分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内，然后密封。 将甲、乙瓶分别置于25和0.5条件下储存，每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。 记录实验数据并计算CO2生成速率。 为使实验结果更可靠，请给出两条建议，以完善上述实验方案（不考虑温度因素）。 a._ b._。,a.选取的果实成熟度还应一致 b.每个温度条件下至少有3个平行重复实验,单一变量原则 平行重复性原则,二、各类实验题解题策略 实验题型大致可以分为以下几类： 1.实验设计题 2.实

13、验原因分析题 3.实验评价题 4.实验操作题,1.实验设计题。基本步骤（记忆）： （1）确定是验证性实验还是探究性实验 （2）确定实验目的、实验原理 （3）找出单一变量，确定对照组和实验组的设置，无关变量如何控制 （4）实验步骤（三步曲）： 分组编号：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 （注意：有些实验需要前测因变量） 实验处理：按照实验要求分别对实验组和对照组进行处理，体现单一变量原则和等量性原则。常用语言：在A组中加入

14、“适量的”在B组中加入“等量的” (如“验证甲状腺激素的生理作用”实验中，每日用灌胃器给予甲组鼠灌喂甲状腺激素溶液，给予乙组鼠灌喂等量的蒸馏水) 培养或观察：把两个组放在相同且适宜的条件下培养或观察。(如把两组小鼠放在适宜、相同的环境中，定时测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量),【例10】 为了验证甲状腺激素的生理作用，试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。 （1）材料和用具：日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。 （实验提示：给药途径为每日灌胃，给药剂量和

15、仪器操作不作考试要求，室温恒定。) （2）方法与步骤：_。,【例10】【分析】 （1）确定是验证性实验还是探究性实验： 验证性实验 （2）确定实验目的、实验原理、观察指标 实验目的： 验证甲状腺激素的生理作用 实验原理： 甲状腺激素加速物质的氧化分解，耗氧量增加，提高神经系统的兴奋性，使活动量增加。 观察指标： 大白鼠的耗氧量和活动量。 （3）确定自变量、因变量、无关变量 自变量： 甲状腺激素和蒸馏水 因变量： 大白鼠的耗氧量和活动量 无关变量： 鼠龄、温度、药剂量、灌胃次数等,（4）设计实验步骤 分组标号、前测、控制无关变量： 将日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组大白鼠分别标号为甲组和乙组，并分别用给出仪器测定与记录耗氧量和活动量 设置实验组（甲组）和对照组（乙），设置单一变量、控制无关变量： 每日用灌胃器给与甲组鼠灌喂甲状腺激素溶液，给与乙组灌胃等量的蒸馏水，饲养一段时间。 观察、记录、后测 定期测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量。,验证与探究： 验证