高中生物实验设计宝典

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1、高中生物实验设计宝典一、专题内容范围3二、考试大纲考查要求和命题角度3（一）考查要求3（二）命题角度3三、生物实验的理论和方法4（一）生物实验程序4（二）生物实验的基本步骤4（三）生物实验的变量、原则5（四）生物实验设计的方案内容9（五）生物实验的方法技术、试剂、器材10四、生物实验的基本题型分析121.基本操作型实验题122.实验材料的选用型实验题123.实验原理的理解和应用型实验题124.实验结果的推断和处理型实验题125.经典实验信息解读型实验题136.探究型实验设计题137.开放型实验设计题138.验证性实验设计题14五、实验题解题的基本思路141.了解题目要求142.明确实验的目的和

2、原理143.确定实验思路144.科学设计实验步骤155.记录分析实验方法和步骤、现象和数据156.分析得出结论157.注意事项及补救措施15六、提高生物实验设计水平的几点见解151.掌握书本知识是提高能力的基础152.深刻领会教材有关实验的本质与特点是提高实验设计能力的前提153.学会对已知实验进行变换与转化设计是提高实验设计能力的有效手段154.模拟教材经典实验进行重复性实验设计16七、生物实验设计题型题例分析161.设计实验步骤的解题策略与评价161.1补充步骤型实验设计161.2开放型实验步骤设计181.3探索型实验步骤设计181.4验证型实验步骤设计192.设计实验方案的解题策略与评价

3、202.1开放型实验方案设计202.2基本操作流程方案设计212.3评价型实验方案设计222.4探索型实验方案设计233.纠错和改进实验设计的解题策略和评价243.1方法的纠错和改进243.2控制条件的纠错和改进253.3实验程序的纠错和改进263.4实验方案的纠错和改进274.开放型实验设计的解题策略与评价284.1方法开放型284.2条件开放型294.3结论开放型294.4综合开放型305.关于实验装置实验题的解题策略与评价315.1实验装置的改进315.2实验装置的连接325.3实验装置的设计325.4设计实验记录表格345.5材料分析型实验设计题355.6设计实验中物质变化的曲线365

4、.7图解表述型实验设计题365.8图文转换型实验设计题37高中生物实验设计宝典一、专题内容范围1.必修及选修教材实验；实习；研究性课题。2.实验设计基本理论及题型题例剖析。二、考试大纲考查要求和命题角度（一）考查要求2006年考试大纲对实验提出了以下要求： 1.独立完成实验的能力：包括理解实验原理、实验目的及要求，了解材料、用具，掌握实验方法步骤，会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题，会观察、分析和解释实验中产生的现象、数据，并得出合理的实验结论。2.能根据要求灵活运用所学的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题，对实验能力的考查提出了具体要求。 3.

5、对实验考查要求主要有两方面变化：一是关于能力要求“分析综合能力”中增加了定量描述自然科学的现象和规律，用简单的图表和数据描述生命活动的特征等方面；这一要求体现在生物命题上可能是绘制坐标曲线图、设计图表归纳等方式，不可能是生物形态图，如果是形态图，不可能进行定量描述；二是考试范围与去年不同，去年分五块体现的，今年则是分必修、选修及实验、实习与研究性课题三块体现的，从这一变化我们可以看出，今后高考将特别重视实验、实习与研究性课题的考查。（二）命题角度 综观多年高考实验题目，命题角度主要有如下几个方面的特点： 1.以实验，尤其是经典实验、新技术的各项实验为背景，重点考查学生的基础知识、基本理论及运用

6、已有知识在新情境下解决有关问题的能力。如2002年全国理综试题中“验证镁是植物生活的必要条件”的错误实验分析和正确的实验设计。 2.以教材所列实验内容为命题材料，考查学生对实验技术的掌握，对实验原理、实验程序等内容的分析、归纳和总结，重点考查学生的具体实验水平、实验洞察与分析推导能力，运用恰当的语言对实验结果作出科学描述和解释的能力。 3.以给出材料为基础，根据现有条件，设计实验程序、预测实验结果，并对实验结果进行合理的分析和解释，以考查考生使用恰当的方法验证简单的生物学事实，并对结果进行解释和分析的能力等。如2001年全国理综合测试中“设计实验证明生长素在植物体只能从形态学上端向下端运输”，

7、再如2003年理科综合能力测试(新课程卷)中“验证脊神经背根、腹根的传导功能”等，该类试题能较好地反映考生的综合素质(如自学能力、收集处理信息的能力、语言表达能力、知识迁移能力与创新能力、实验研究的方法和能力、逻辑思维的条理性与严密性等)，已成为当前命题的热点。4.今后的高考实验命题将有可能在以下两个方面有所突破：一是增加题目的开放性，主要是实验题目、材料、方法和步骤等部分环节的开放，而不是完全开放。二是给出相关的实验数据，让学生对实验结果进行处理，包括分析、描述、表达等，以体现考试大纲中“用简单的图表和数据描述生命活动的特征”能力要求。三、生物实验的理论和方法 生物学作为一门以实验为基础的自

8、然科学，实验是获取生物学知识的重要手段，是科学研究过程的重要环节，从孟德尔对遗传定律的研究中便不难发现实验的重要性，并且可从中了解科学研究的基本过程。（一）生物实验程序生物科学实验的一般程序为： 观察并提出问题提出假说设计并完成实验分析数据，得出结论。1.观察，提出问题在观察基础上提出有意义的值得探讨的问题。2.提出假说 假说也称假设或猜测，指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出的问题所做出的参考答案。假说一般分为两个步骤： 第一步，提出假说，即依据发现的事实材料或已知科学原理，通过创造性的思维，提出初步假定。 第二步，作出预测推断，依据提出的假说，进行推理得出假定性结论。 如：孟

9、德尔“对分离现象解释的验证的测交”实验的假说是：F1(Dd)产生配子时，产生含有基因D和含有基因d的两种配子，并且它们的数量相等。而预期是测交结果的后代中高茎与矮茎之比为1：1。3.设计完成实验 实验是完成假设和解决问题的最终途径，指在人为控制的条件下研究事物变化的一种方法。如孟德尔在验证“对分离现象的解释”这一假设时，便巧妙地设计了“测交”实验。4.分析数据，得出结论 观察、实验的目的在于获取验证性的结果。所以在实验中要记录实验的事实、现象、数据，捕捉、记录由实验变量带来的反应变量。据此论证、说明实验中的自变量与因变量的因果关系，进而得出实验结论。如果所获取的结果与假设相符，则肯定假设；如果

10、结果与假设不相符，则否定假设；如果结果与假设无关，则无从判断，可另做假设。实验过程必须客观、真实。（二）生物实验的基本步骤一个完整的生物学实验包括以下基本步骤：1.确定课题，明确目的原理做什么实验；解决什么问题；依据什么原理。2.提出假设提出初步假定，并对可见现象提出一种可检测的解释，具体为： 例如，孟德尔“对分离现象解释的验证”的测交实验假设是：“F1(Dd)产生配子时，产生含有基因D和基因d的两种配子，并且它们的数目相等”。3.作出实验预期在检测实验假设前，先提出实验预期结果(一个假定的结果)，若预期结果没有实现，说明假设不成立；若预期结果实现，则假设成立。4.设计实验根据实验目的和提出的

11、假设，确定实验基本思路，确定选材、装置及实验对照等，设计实验的具体方法步骤，并按设计的方案进行操作。5.观察、记录实验现象和收集数据客观如实地观察、记录实验现象，得出实验结果，并通过一定方式将实验结果呈现出来。6.分析作结对记录的数据(包括现象和结果)进行整理分析，归纳出一般概括性判断，并用文字、表格、绘图等形式作出简明的总结。7.推论根据实验事实进行推理得出结论。 8.交流写出实验报告。（三）生物实验的变量、原则 生物实验设计应该注意以下几个方面的问题：1.科学实验应先确定实验变量 在实验过程中，变量是指可被操纵的特定因素或条件。据其在实验中的作用，可分为两类：(1)实验变量与反应变量 实验

12、变量，也称为自变量，指实验中由实验者操纵的因素或条件。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。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如在“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中，所给定的低温、适温和高温是实验变量，而由于低温、适温和高温条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是反应变量，该实验即获得和解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系。(2)无关变量与额外变量无关变量也称控制变量，指实验中除实验变量外的影响实验现象和实验结果的因素或条件。额外变量也称干扰变量，指实验中由于无关变量引起的变化和结

13、果。显然额外变量会对反应变量起干扰作用。如：上述实验中除实验变量以外，试管的洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度、实验操作程序、温度处理的时间长短等，都属于无关变量。如果无关变量的任何一个或几个因素或条件，对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会对实验结果造成干扰，产生误差。在实验设计和操作中，要尽量减少无关变量，而且不同的实验组中的无关变量应完全相同，这样就会避免实验结果的差异是由于无关变量引起的可能性，便于清晰地研究实验变量与反应变量的关系。(3)教材中相关实验的变量实验自变量因变量无关变量实验4比较过氧化氢酶和Fe3的催化效率催化剂的种类(过氧化

14、氢酶、Fe3)催化效率的高低(以点燃但无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度表示或气泡产生速度表示)试管等用具的洁净度、环境温度、相同材料的量、各种试剂的量、反应时间等实验5探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用底物的种类(淀粉、蔗糖)淀粉酶将淀粉水解(处理后加斐林试剂，加热出现砖红色沉淀)，但不能水解蔗糖(处理后加斐林试剂并加热，无砖红色沉淀出现)淀粉与蔗糖溶液的量、水浴的温度与处理时间、斐林试剂的使用量与加热时间、操作程序等实验8植物向性运动的实验设计和观察是否黑暗、单侧光照、均匀光照)改变幼苗空间位置以接受重力影响幼苗弯曲状况根的弯曲方向幼苗的种类及生长状况、环境温度、培养条件、处理的部位、装置的合理性

15、等萌发种子的种类及萌发状况、环境温度、培养条件等实验9观察植物细胞的质壁分离和复原外界溶液的浓度即高渗及低渗溶液)质壁分离(液泡失水缩小、颜色变深、原生质层与细胞壁分离)；质壁分离复原(液泡恢复原状、颜色变浅、原生质层恢复原状)溶液的种类及浓度；分离与复原现象的观察；装片的洁净度及临时装片的制作；材料的选择等。实验12观察SO2对植物的影响不同浓度的SO2植物体的生长状态的变化实验装置及器材的一致性、实验植物生长状况、SO2浓度的控制、培养的环境条件、实验操作程序、观察时间的长短等实验13（选修）、温度对酶活性的影响温度(60热水、沸水、冰块)加碘液后溶液颜色的变化试管的洁净度、淀粉溶液的量、

16、不同温度的处理时间长度、操作程序、碘液的加入量等研究课题设计实验观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响生长素(或类似物)的不同浓度扦插枝条的生根状况的差异果实发育状况的差异落花落果状况在使用前后的差异实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等2.实验设计的原则(1)科学性原则 所谓科学性原则，是指实验的原理要符合科学原理，实验结果的预期有科学依据，实验的各个环节不能偏离生物学基本知识和基本原理，以及其他学科领域的基本原则。科学性原则具有两个方面的含义。首先，必须保证实验的设计不出现科学性错误；其次，实验设计要具有科学思想和科学方法的因素。具体地说，科学性原则体现在以下几个方面

17、：实验原理的科学性 实验原理是实验设计的依据，也是用来检验和修正实验过程中失误的依据，因此它必须经前人总结或经科学检验得出的科学理论。如2000年全国高考试题中第25题，要求学生通过实验验证“钙离子在血液凝固中的作用”。题中给出了两个实验原理：血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，若缺少它则血液不凝固；草酸钾溶液能与钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，因此具有抗凝血作用。这两条原理科学而且完整，学生可由此产生明确的设计思路。实验材料选择的科学性 根据实验目的和实验原理选择恰当的实验材料，是保证实验获得预期结果的关键因素之一。孟德尔选用自花传粉的豌豆作为杂交实验材料，以及“植物细胞的质壁分离和复

18、原实验”选用紫色洋葱作为实验材料都是经典的成功选材的范例。再如，新鲜的黑藻嫩叶是“观察细胞质流动”实验的理想材料，因其新鲜，故能保证观察到的是活细胞；因其含水量多，故能保证细胞质流动的流动速度快，实验现象明显；因其含叶绿体，故能使细胞质的流动速度和流动方向清晰可见；因其叶片薄，故便于制片且能在显微镜下观察。另外，黑藻在一年四季都可以培养，取材方便。有了这样的实验材料，再加上科学的方法，就可以顺利达到实验目的。实验方法的科学性 只有科学的实验方法，才能得出正确而可靠的实验结果，如证明植物的光合作用过程中释放CO2的实验是这样设计的：通入的空气先经过NaOH溶液除去其中的CO2，再经过Ca（OH）

19、2溶液检验CO2是否完全除尽，最后才通入装有萌发的种子的密封容器中。只有经过这样的步骤，才能完全排除干扰因素，证明瓶中的CO2确实来源于种子的呼吸作用。实验结果的科学性 这是指对于实验得出的结论不能简单对待，而应该首先记录，然后整理，最后再经过仔细分析，找出它们所能透露给我们的最大的信息量。如下面这个实验：用含有各种必需矿质元素的溶液培养大麦，48小时后测定几种离子的浓度占该离子开始浓度的百分比，实验结果如下：实验条件水分消耗(mL)Ca2KMg2光照109013527179黑暗53410535113 上面的结果因为经过了记录和整理，所以使人一目了然。观看这个实验结果，首先要看出该实验中设计了

20、哪些对照组，由上表可知，表中出现三组对照：一组是有光与无光；一组是水分的吸收与矿质元素的吸收；还有一组是不同的矿质元素的吸收情况比较。所以我们分析实验结果时，也应从这三个方面人手，得出如下结论：一是植物对水分和矿质元素的吸收与光有关；二是植物对水分和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程；三是植物对矿质元素的吸收具有选择性。(2)平行重复原则 任何实验必须有足够的实验次数，才能避免结果的偶然性，使得出的结论准确、科学。平行重复原则要求控制某种因素的变化强度，观察其对实验结果的影响程度。下面的这道题就是根据平行重复原则设计的实验。在用质壁分离法测定细胞液浓度的实验中，把剪成小块的洋葱表皮分别放人下面

21、各组溶液中，结果如下表：培养皿蔗糖溶液浓度(mol/L)发生质壁分离细胞占观察细胞数目的百分比1O.2无2O.3无30.4154O.5405O.68060.7997O.8100 请回答： (1)该洋葱细胞液等渗浓度范围为 。 (2)在以上基础如何改进实验，将测定的洋葱表皮细胞的细胞液浓度范围精确到小数点后两位数。 A.需设置的蔗糖溶液浓度分别为 。 B. 。 C.观察。 D.结果与分析。 实验的第二步需要根据平行重复原则设计实验来得出结论。(3)单一变量原则 该原则可使实验中的复杂关系简单化，使结果更准确。其含义是： 不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个变量对应观测一个反应变量。 实验中要

22、尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。例如，在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用”的实验中，加入的淀粉和蔗糖是单一变量，而加入的淀粉酶的量、反应温度、pH则应控制成相同条件，否则这些因素的差异将作为无关变量，干扰实验结果及对实验结果的分析。 再如：某兴趣小组为了研究阳光对大豆发芽的影响，而在两个花盆里种了大豆，并设计如下实验： 花盆 阳光 温度 水 I 光照 20 充足 暗室 20 不充足在这一实验设计中，应该改正的错误是( ) A.两个花盆应该放在向阳的地方 B.两个花盆都应放在暗处 C.两个花盆的温度不应该一样高 D.两个花盆都应该浇给充足的水 这个实验要研究的是阳光对大豆发芽的影响，因此阳光

23、应该为自变量。根据单因子变量的原则，其他因素都应相同，两花盆该浇给同样充足的水，这样既保证了单一变量，又使大豆不会因为缺水而影响发芽。而如果两个花盆都浇水不足，两个花盆中的大豆就会因为缺水而使发芽不良，也会导致实验的失败。因此，在考虑单因子变量原则时，还应尽量使常量能够满足实验成功的条件。(4)控制与平衡控制原则该原则是指要严格地操纵自变量，以获取因变量。同时，要严格地均衡无关变量，以消除额外变量干扰。即尽量消除实验误差，以取得较为精确的结果。常用的方法有单组、等组及轮组实验法。单组实验法对一组(或一个)对象，既用A法，又用B法，顺序随机或轮流循环，这是生物实验常用的实验方法。例如，“观察植物

24、细胞的质壁分离与复原”实验，通常是将做好的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞装片，先用蔗糖溶液做质壁分离观察，接着又用清水做质壁分离复原观察，这就是单组实验法。由于对象同一，无关变量的影响也就被平衡和抵消了。等组实验法将状况相等的对象，分成两组或多组，一组用A法，另一组用B法，这也是生物实验常用的实验方法。例如，“植物激素与向性”实验，设计了5组实验，其对象是玉米幼苗，要求品种、萌发期、粗细、大小、长势等状况都是相同的，这就是等组实验法，对无关变量的影响起到了平衡和消除作用。轮组实验法对两组或两组以上的对象，循环进行两个或两个以上的实验处理。如甲组A法、B法；乙组B法、A法等，这样能有效的平衡和抵消无关变

25、量的影响。自然，操作起来要麻烦一些。例如，“植物向光性”实验，可随机取2株(组)生长状况并不相等的玉米幼苗，做如下实验处理：实验结果则是ad(“不透光”)和bc(“单侧光”)的比较，这就是轮组实验法。无论先用单侧光处理，还是先用不透光处理，两株长势不同的玉米均表现向光性，均由单侧光引起，可见这种实验处理的匹配，对平衡、消除无关变量更有说服力。(5)对照原则 对照原则是中学实验中最常用的原则，如有关酶的高效性、专一性和影响酶活性的条件的实验，观察植物细胞质壁分离和复原实验都采用了对照。通过设置对照实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。 在一个对照实验中，可包括实验组和对

26、照组。实验组是接受自变量处理的对象组，对照组是不接受自变量的处理的对象组，一般是随机决定的。常用的对照组类型有以下几种：空白对照对照组为不作任何处理的对象组。如“探索影响淀粉酶活性的条件”实验中，1号试管加1 mL蒸馏水，2号、3号试管分别加等量的NaOH、HCl溶液，1号试管即为典型的空白对照组；用小狗做活体材料设计实验，证明动物生长激素的分泌器官及作用时，用不做任何处理的小狗作对照，与切除了脑垂体的小狗进行比较。自身对照实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。如“观察植物细胞质壁分离和复原”实验，既是典型的自身对照实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化为实验组。条件对照给实验

27、组某种处理，给对照组另一条件的处理。如在验证唾液淀粉酶发挥作用的最适温度的实验中的O和80下的对照。再如在“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中，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：对蝌蚪不作任何处理(空白对照)相互对照指不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照。如验证温度对唾液淀粉酶活性影响的实验中60、O、37之间的对照；验证pH对唾液淀粉酶活性影响的实验中，不同pH溶液之间的对照。再如在“植物向光性”的实验设计中，如下图所示，2与l对照可证明感光部位在胚芽鞘尖端，3也可与1对照，4也可与l对照，也可与2对照。 （四

28、）生物实验设计的方案内容 (1)实验课题（题目）：即实验研究的课题名称。 (2)实验目的；明确要解决什么问题，探索哪方面的生物学规律，预期要取得何种成果。 (3)实验原理：即实验依据和思路。 (4)实验内容：根据实验目的确定具体的研究内容。一般方法是把研究问题分解为许多小课题，分别进行研究，然后再将实验结果加以综合分析。 (5)实验材料：取材是实验成败的关键因素之一，一定要按科学的要求选好实验对象。 (6)实验方法：即采用哪些研究方法能获得明显的实验结果。应尽量地减少人为或偶然的实验误差。同时应注意：根据研究内容确定实验类型和方法。如野外生物种类考察，主要采用观察实验法；探明某一生命现象的性质

29、和含量，用定性、定量实验分析法。根据实验的类型明确具体的研究方法。如观察实验要明确是采用解剖观察还是野外观察，要明确观察的项目和标准。设置对照，适当增加重复，保证实验的准确性。进行田间实验时，应根据实验性质的不同，分为大区实验和小区实验。田间试验要作合理的田间规划，根据土地条件、作物种类、实验要求和工作方便，规划小区面积、重复次数和田间排列方式；另外，还要注意设置对照小区和保护行。设计实验方法应尽量采用先进的实验技术和仪器设备，确保研究结果的准确性。 (7)实验用具和药品：即实验采用哪些设备和仪器，使用哪些药品，从而实现有计划和有效地观测与分析。 (8)实验程度：即实验流程，也就是如何运用仪器

30、设备作用于实验对象的程序或步骤，对全部实验过程作出总体设计。 (9)日程安排：根据整体实验的要求，按日程分阶段实施实验方案。（五）生物实验的方法技术、试剂、器材1.常规实验方法 教材中的实验方法可大致归纳为以下10种：显微观察法。如观察植物细胞有丝分裂的实验，观察植物细胞的质壁分离与复原实验等。 观色法：如动物毛色和植物花色的遗传实验。同位素示踪法。如噬菌体侵染细菌的实验，用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。 等组实验法。如小麦淀粉酶催化淀粉的实验，发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等。 加法创意。如用饲喂法研究甲状腺激素的实验，用注射法研究生长激素的实验，用移植法研究

31、性激素的实验等。 减法创意。如用阉割法或摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验，雌蕊受粉后除去正在发育的种子的实验等。 杂交实验法。如孟德尔发现遗传定律的豌豆杂交、测交的实验，小麦的杂交实验等。 化学分析法。如番茄和水稻对钙和硅选择吸收的实验，叶绿体中色素的提取和分离实验等。 理论分析法。如大、小两种草履虫的竞争实验，植物根向地生长、茎背地生长的实验，植物向光性实验等。 模拟实验法。如渗透作用的实验装置，分离定律的模拟实验等。 上述内容基本上可以包括一般的实验方法，通过复习理解了这些实验方法将有利于认识、分析和设计新的实验。此外上述多数的实验方法有一个共同的特点，就是实验结论的得出，都是

32、一个逻辑推理过程，或者说都是一个透过现象看到本质的思维过程。因此复习中要充分体会和体验这个过程。可以说构建实验的方法体系，为分析、解决和设计新的实验，以及形成实验能力，奠定了良好的方法基础和思维基础。2.实验材料的常用处理方法和技术熟悉常用的实验方法和技术，理解每种方法和技术的适用情况并熟练掌握其操作技能，以便在设计实验时能进行迁移和利用。主要包括以下几个方面： 光学显微镜观察。适用于观察生物微观结构，如细胞结构，包括光镜下看到的各种细胞器。要求学生熟练掌握显微镜的使用技术。 制作临时装片、切片和涂片。适用于显微观察，凡需在显微镜下观察的生物材料，必须先制成临时装片、切片和涂片。对于这些材料要

33、求薄而透明，在制作临时装片时要展平放置于水中，不得重叠；盖盖玻片时从一侧轻轻地斜放上去，防止产生气泡，若不小心产生了气泡，则可以在盖玻片的一侧滴加清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，引走气泡。如“观察植物细胞的质壁分离和复原”中要制作洋葱表皮细胞的临时装片，“在生物组织中脂肪的鉴定”中要制作花生种子的切片等等。 研磨、过滤。适用于从生物组织中提取物质，如酶、色素等，要求学生熟练掌握研磨、过滤的方法，如研磨时要先将生物材料切碎，然后加入摩擦剂(常用二氧化硅)、提取液及其必要物质，充分研磨之后，往往要进行过滤，以除去渣滓，所用过滤器具则根据需要或根据试题中提供的器材加以选用，如可用滤纸、纱布、脱脂

34、棉、尼龙布等等。课本上涉及到研磨和过滤的地方有两处：一是研磨发芽的小麦，过滤制得淀粉酶；二是在提取和分离叶绿体色素时，研磨叶片，过滤得到滤液。概括加快研磨速度的方法，是加入一定量的SiO2，由于过滤只是粗略地去掉渣滓，因此为了提高速度并使实验明显，一般不选用滤纸，而是选用脱脂棉。 解离技术。用于破坏细胞壁，分散植物细胞，制作临时装片。 恒温技术。适用于有酶参与的生化反应，以及用热酒精脱去叶片中的色素等。一般用水浴或恒温箱。纸层析技术。纸层析法是利用物质随层析液在滤纸上的扩散速度不同的原理，达到将物质分离的目的。适用于溶液中物质的分离。主要步骤包括制备滤纸条，画滤液细线，层析分离。层析液一定含有

35、两种以上的溶剂，不同的层析液有不同的层析效果。注意事项：经分离的物质要有一定的颜色或经过药品处理后能显示出一定的颜色；层析液不能没过样品；层析实验要在层析液走完滤纸后结束；要加盖。 植物叶片生成淀粉的鉴定。适用于光合作用的有关实验，主要步骤包括饥饿、光照、酒精脱色、加碘。同位素示踪技术。同位素示踪技术可用于物质代谢以及其他实验中以了解物质来源或去向，或者区分事情结果是由于此还是彼的缘故。如光合作用光反应产物氧气中的氧的来源，二氧化碳形成葡萄糖的途径，确定谁是遗传物质的噬菌体浸染细菌的实验等。对照实验。对照实验是指有一个条件不同，其他条件都相同(都满足)的情况下所进行的一组实验，借此了解条件与结

36、果之间的关系。用于对比的实验对象一般称为对照。设置对照，可以使实验结论更加真实可靠。另外还有根尖培养、幼小动物的饲养、植物必需元素的鉴定等。3.常用器材、试剂及药品的配置（1）基本器材显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、培养皿、剪刀、解剖刀、解剖针、解剖盘等。（2）基本试剂或药品光合作用和呼吸作用中涉及到的药品和器材：NaOH(吸收CO2)、Ca(OH)2(检验CO2)、 NaHCO3溶液(CO2的来源)、带余烬的木条(检验O2)、酒精(脱去叶片中的色素，便于观察淀粉和碘液的颜色反应)、碘液(检验淀粉)、石蕊试纸用于溶液中的酸碱检测(与CO2有关)、灯光源(用于光合作用)、布(黑纸)(遮光：限

37、制光合作用)。(3)试剂及配制（*）斐林试剂和双缩脲试剂鉴定还原性糖的试剂斐林试剂a.取35g硫酸铜，溶解在400mL蒸馏水里，加蒸馏水到500mL。b.取85g氢氧化钾(或70g氢氧化钠)和175g酒石酸钠，溶解在400mL蒸馏水里，加蒸馏水到500mL。注意：以上两种溶液要分别保存，使用时再等量混合，现配现用。鉴定蛋白质试剂双缩脲试剂分别配制质量浓度为O.1g/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为O.0lg/mL的硫酸铜镕液，备用。测定时，在3mL待测物中加入1mL质量浓度为O.1g/mL的氢氧化钠溶液和1滴质量浓度为O.01g/mL的硫酸铜溶液。如有蛋白质，会出现紫色反应。鉴定淀粉试剂碘液取2

38、g碘化钾，溶解在10mL蒸馏水中，再加1g碘，待溶解后用蒸馏水稀释到300mL即可。鉴定脂肪试剂苏丹干粉染液取O.1g苏丹干粉，放入无水乙醇中，加热使其充分溶解，成为饱和乙醇溶液，过滤后倒进试剂瓶密封保存备用，可保存数月。鉴定CO2试剂澄清石灰水（Ca(OH)2溶液）；酸碱指示剂。取饱和石灰水澄清过滤，密封备用。用于植物细胞质壁分离和复原试剂质量浓度为O.3g/mL的蔗糖溶液；质量浓度为O.05g/mL的氯化钠溶液；质量浓度为O.05g/mL的硝酸钾溶液。细胞核、染色体染色溶液龙胆紫溶液取龙胆紫溶解在2乙酸溶液中，直到溶液不变成深紫色为止。细胞核、标本染色液洋红溶液取5g明矾溶解在95mL蒸馏

39、水中，再加 O.5g洋红，煮沸、冷却、过滤。可加入少许石炭酸防霉。鉴定DNA的试剂二苯胺试剂A液：1.5g二苯胺溶于100mL冰醋酸中，再加1.5mL浓硫酸，用棕色瓶保存。B液：乙醛的体积分数为O.2。配制：将O.1mLB液加到10mLA液中，现配现用。植物无土栽培营养液配方：硝酸钙O.821g、硝酸钾O.506g、磷酸二氢钾0.136g、硫酸镁O.120g、酒石酸铁0.005g。将上述盐类溶解在少量蒸馏水中，稀释到1000mL。注：土壤浸出液，把肥沃土壤放入清水(重量比1：1)搅拌后，用滤纸过滤即得，固定液配方：95乙醇3份，丁醋酸1份，按体积比配制。可保存最佳观察时期的花药和根尖。用层次。

40、四、生物实验的基本题型分析1.基本操作型实验题生物学实验是建立在对实验仪器正确操作的基础上的。基本操作技能包括使用放大镜、光学显微镜的基本技能，使用各种玻璃器皿和其他工具、仪器的技能，配制试剂的技能，制作玻片标本的技能，进行生理生化实验操作的技能，以及进行观察、操作、记录、绘图的技能等。解答该类型题关键在于熟知各种实验工具的用途、正确的使用方法，熟知实验操作程序等。2.实验材料的选用型实验题实验材料的选择对于有些实验是否成功，起到重要而关键的作用，根据实验要求如何进行选材，以及对实验材料的处理方法是当今高考考查的主要内容。例如，“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中对紫色洋葱表皮选材的题目等。

41、解答该种类型实验题的关键在于充分理解实验的原理、目的及实验材料在实验中的重要作用。3.实验原理的理解和应用型实验题理解实验原理，了解实验目的和实验要求是独立完成实验的前提。实验原理的理解和应用型实验题是理科综合试卷的重要题型，这种类型的题目确实能考查学生的应用能力，如“依据生态学的原理，设计生态球或水族箱”的实验题目等。解答这种类型试题的要求是：将生物学理论(原理、规律等)与生产实践相联系，从试题提供的信息特征中找到解题的切入点，并用恰当的语言和方法解答试题。4.实验结果的推断和处理型实验题会观察、分析和解释实验产生的现象、数据，并得出合理实验结论是独立完成实验的重要组成部分。实验结果推断处理

42、型实验题是历年高考生物的常考题型。虽然高考实验题题型每年都在花样翻新，但对实验结果的预测、分析和表达则是常考的。解答这类题时，应充分利用实验条件和现象，动用恰当的生物学原理进行推断、分析、阐述，得出科学的结论。5.经典实验信息解读型实验题生物科学的发展史是一部不断对生命活动规律进行探索创新的历史。无数的科学家进行探索留下了大量的经典生物学实验。这些经典实验既构成了高中生物丰富的主体内容，又为学生探索创新提供了成功的思维示范。纵观近几年高考生物实验题，或分析诠释、推理预期，或验证设计、创新探索，其思想的基础都是经典实验。解答这类题目既要重视对经典实验的深层次的挖掘学习，更要对经典实验进行分析、推

43、断、拓展、创新。要充分利用试题供给的信息，按照试题的要求作出科学的判断和表达。6.探究型实验设计题探究型实验设计过程包括提出问题，作出假设，制定研究实验方案，检验假设。而高考实验设计题要求学生完成的活动内容的形式是多种多样的，现就可能的模式进行分类阐述。（1）全程探究型实验全程探究型实验包括：发现问题和提出问题，对问题作出假设，设计实验和执行实验计划，分析实验资料，得出实验结论，对实验过程和结果进行反思(交流和评价)等。实验设计一般按照如下步骤进行：(1)明确目的和要求；(2)联系理论原理；(3)确定实验思路；(4)设计实验步骤；(5)对实验结果的预期进行分析讨论；(6)得出正确的结论。（2）

44、补充实验的过程高考试题要求学生独立完成全程性探究实验的各个方面的可能性较小，而要求学生对实验过程中的个别方面，也就是对实验的某个局部进行科学的补充可能性较大。考查的内容主要有：作出假设、制定计划、预测结果、分析结论和进行评价等。例如，2001年的理科综合能力测试(全国卷)第25(2)题，就是要求学生在试题的提示下.对原实验设计作出评价，然后设计出相应的补充实验方案。解答此类题之前必须认真审题，了解探究型实验设计的目标是什么。分析题干中提供的信息有两个目的：一是透过背景材料找出该实验涉及的知识点；二是确定解决问题的目标，如2001年第25(2)题的背景知识是植物生长素的理论要点，问题的目标是评价

45、与补充设计一组验证生长素极性运输的实验计划。有些题目还要求学生用已有的知识对问题做出假设。前面提到，适于考查的探究型实验有多项内容，但考查中也不可能面面俱到，所以在确定问题的目标之后要把握解题的方向和关键。（3）实验过程中的改错在高考试卷中，也常常会出现实验改错题，此类题目主要是在制定实验方案时违背了实验设计原则。在实验设计时，除了要对所设计的实验有一个整体设想，有一条清晰的思路，注意操作的可行性之外，还要注意遵循以下基本原则：(1)科学性原则；(2)单因子变量原则；(3)平行重复原则；(4)设立对照原则等。7.开放型实验设计题开放型实验设计是一种思维开放型试题，它的解题思维方向不惟一，试题所

46、引发的思维是一种呈扇型发散的思维，不同学生可能会有不同的解题方案，同一位学生也可能会有若干种不同的解题方法。这类试题有利于学生多向思维、求异思维以及创新能力的培养。开放性实验设计题可分为条件开放型试题和结论开放型试题两种。（1）条件开放型试题条件开放型试题的特点是题目条件不完备，答题的条件不充足，答题的原理或依据不明确，但“条条大道通罗马”，结论只有一个。（2）结论开放型试题结论开放型试题特点是试题改变了传统试题的“答案惟一”的做法，变“答案惟一”为“答案不惟一”。此类试题的任何一个答案都能完成试题的指令，符合并满足试题的全部条件和要求。8.验证性实验设计题实验设计是一种综合能力，如对实验原理

47、、实验数据、实验现象和实验结论等内容的分析、归纳和总结，用以考查学生的理解能力、分析能力、综合能力、收集处理信息的能力、逻辑思维能力、语言文字表达能力等，归结为一句话，即创新能力。验证性实验设计的基本内容：实验名称：是关于一个什么内容的实验。 实验目的：要探究或者验证的某一事实。 实验原理：进行实验依据的科学道理。 实验对象：进行实验的主要对象。 实验条件：根据实验原理确定仪器和设备；要细心思考实验的全过程。 实验方法与步骤：实验采用的方法及必需(最佳)操作程序。每一步骤都必须是科学的；能及时对仪器、步骤进行有效矫正。 实验测量与记录：对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确客观的记录。 实验

48、结果预测及分析：能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。 实验结论：对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。 9.生物、化学实验题生物化学是利用化学理论和方法研究生物的一门科学，如教材中“组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”、“比较过氧化氢酶与Fe3的催化效率”、“DNA的粗提取与鉴定”等都属生物化学实验。解答生物化学实验题除遵循生物实验题的一般解题规律外，还要掌握构成生物体各种化合物的化学性质和生物功能，根据试题提供的条件及实验原理，进行全面分析，得出试题的答案。五、实验题解题的基本思路1.了解题目要求解题首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。明确题意就是要弄清是设计实

49、验方案、步骤，还是分析实验结果。2.明确实验的目的和原理明确实验到底要解决什么问题，用生物学的什么原理。如2000年上海生物高考实验设计题要求鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，其实验目的只要求定性区别两瓶蔗糖溶液的浓度，不要求作具体的浓度测定。根据该题实验器材有半透膜制成的透析袋可知：所运用的原理是根据不同浓度的蔗糖溶液其渗透性不同，即通过半透膜的水分总是从低浓度一侧向较高浓度一侧渗透。再如“探索酶的活性与温度的关系”的实验原理为：淀粉遇碘变蓝，淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖，麦芽糖遇碘不变蓝。3.确定实验思路 即根据原理对实验作出假设，对可能产生的现象作出预测，充分利用实验材料确定实验思路。（1）找

50、出自变量和因变量，以及影响本实验的无关变量，然后构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。如验证“CO2是光合作用合成有机物的必需原料”，首先明确该实验的条件是CO2，结果是光合作用(合成有机物)，影响结果的条件变化应该是CO2的有、无两种情况，那么对照的设计就应该为空白对照。影响实验结果的无关变量有温度、 pH、实验用植物的生长状况、饥饿处理的环境、吸收 CO2的氢氧化钠的量及浓度等因素，这些无关变量中的任何一种因素的不恰当处理都会影响实验结果的准确性和真实性。因此实验中必须严格控制无关变量，做到平衡和消除无关变量对实验结果的影响。常常采用对照的方法，即在无关变量相同的条件下，观察实验变量

51、(实验条件)的不同情况对反应变量(实验结果)的影响。 （2）了解实验对象是什么。实验所用的生物学材料，如光合作用的叶片，验证质壁分离所用的成熟植物细胞。 （3）弄清楚实验条件有哪些。完成这一项实验所必需的理化条件及生物学处理方法，如光照、温度、pH、酶、缓冲剂、离心等。4.科学设计实验步骤 这一环节要遵循科学性原则、可操作性原则、对照设计原则、单一变量原则，使实验有可信度和说服力。根据实验目的、原理和思路，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。要考虑题目中所提出的材料和试剂分别起什么作用？同时，题目中给出的实验试剂和材料一般应充分利用，除非题目条件允许，否则不能随意增加实验试剂和材料。5.记录分

52、析实验方法和步骤、现象和数据 如实记录在实验中观察到的现象。除了用文字进行记录外，还可以用数据或符号进行记录。分析应有的实验结果，对意料之外的结果乃至失败的情况作出恰当的分析和推论。6.分析得出结论 根据实验观察的现象和记录数据，通过分析、计算、图表、绘图等方法作一个简明的总结。7.注意事项及补救措施实验中若要使用有毒物质，应怎么使用?加热酒精应采用水浴法隔水加热。一旦燃烧怎么办?这些注意事项都应该在实验前有所准备，这些方面常常需要相关学科实验能力的浸透。 以上只是解答一般综合实验设计题的方法，在解题过程中，应根据实验设计题的具体情况和要求，作出正确的回答。六、提高生物实验设计水平的几点见解1

53、.掌握书本知识是提高能力的基础生物学的基本概念、原理和规律基本上是通过前人的不断实验总结出来的，因而深入理解与灵活运用基础知识是培养科学的思维方法、完成不同类型实验设计的基础。2.深刻领会教材有关实验的本质与特点是提高实验设计能力的前提 首先应认真分析教材涉及的实验，理解每个实验的原理与目的要求，弄清材料用具的选定方法与原则，掌握实验方法和步骤，深入分析实验条件、过程、现象或结果的科学性、准确性、严谨性与可变性，这样我们进行实验设计就有了依据和基本框架；其次对有关章节所介绍的实验特别是一些经典实验要用心揣摩，能描述其原理、目的、方法步骤、现象与结果预测及结论的推导等。如“验证酶的催化作用”、“

54、半透膜与渗透作用”、“向光性与生长素的发现”、“噬菌体侵染细菌”、“孟德尔定律”，等等。3.学会对已知实验进行变换与转化设计是提高实验设计能力的有效手段 求变、求异思维的发展有助于提高实验综合能力。一个实验可能有多种材料用具选择，几种方法步骤的设计，也可能从不同实验现象与结果中得出同一个结论，更重要的是通过换位思考能提高科学素质、培养探索精神。如质壁分离与质壁分离复原实验中，将蔗糖溶液加以改变会分别出现什么结果？将蔗糖改为葡萄糖、KNO3或其他试剂会分别出现什么结果？可否用其他组织细胞替代洋葱表皮？又如色素提取与分离实验可否用无水乙醇或者其他有机溶剂来溶解色素？可否用CCl4或其他试剂作层析液

55、？等等。4.模拟教材经典实验进行重复性实验设计掌握实验设计的一般规律，是提高实验设计能力的保障。教材内容所列举的实验常注重原理和结论的提出，至于其具体的步骤和材料往往限于篇幅写得很省略，有的干脆不写，而这些经典实验设计的原理和方法往往十分巧妙且具有严密的科学性，模拟教材经典实验进行重复性设计实验可以训练学生实验设计的认知。同时，通过经常性的有目的的训练，一定能逐步培养学生实验设计的能力，提高实验设计的综合技能。 七、生物实验设计题型题例分析1.设计实验步骤的解题策略与评价 根据题目给定的器材及提出的实验目的，设计或补全实验步骤。这类题目体现了高考试题理论联系实际的原则和学以致用的趋向。着力考查

56、学生“根据实验试题的要求和有关原理设计出简单实验方案”的能力，以及“通过分析和综合、比较和论证，选择解决问题最佳方案”的能力。1.1补充步骤型实验设计 此类试题一般给出了实验设计所需的材料及条件，要求学生完成实验操作的部分步骤，并预期结果，分析原因。 【例1】已知唾液中含有淀粉酶，淀粉酶可以催化淀粉的水解；又知鸡蛋被加热到65后会变熟，但不知唾液淀粉酶被加热到65后是否影响其生物活性。为探究此问题，请您依据所给材料和用品设计相应的实验方案，并预测可能的实验结果及可获得的相应结论。 材料用品：经过稀释的唾液、经过稀释并煮熟的淀粉糊两份(一份保持在37环境中，另一份保持在65环境中)、碘酒、酒精灯

57、或其他的加热设备、试管若干、量筒、滴管、大烧杯、温度计。 实验方案：(1) (2)将甲、丙试管放入37左右的温水中，将乙试管放人65温水中。3支试管均保温5min后取出。(3) 实验结果： 实验结论： 【解析】本实验环境在37下，唾液淀粉酶可以催化淀粉水解为麦芽糖。目的是探究65温度是否影响唾液淀粉酶的生物活性。由步骤(2)可知，本实验的可变因素为温度。依据实验设计的对照性原则，本实验应设空白对照和条件对照，消除无关因素对实验结果的影响，根据实验方案全面预测实验结果。【答案】实验方案：(1)取甲、乙两支试管分别作标记，甲试管注入保存在37温水中的淀粉糊3 mL，乙试管注入保存在65温水中的淀粉

58、糊3 mL，再向两支试管中各注入等量的2 mL唾液。取丙试管注入保存在37温水中的淀粉糊3 mL注入蒸馏水2 mL并振荡。(3)保持各自温度5 min后冷却，分别向3支试管中滴入等量的碘酒.观察并比较3支试管中液体的颜色。实验结果及结论：本实验可能的结果及结论有3种：(1)若甲、乙两支试管液体的颜色相同(均为无色)，则证明唾液淀粉酶在被加热到65后不影响其生物活性。(2)若经过65温度处理的乙试管中液体呈现蓝色，与丙试管液体颜色相同.则证明唾液淀粉酶被加热到65后失去了生物活性。(3)若经65温度处理的乙试管中液体呈现蓝色，但是比丙试管液体颜色浅，则证明唾液淀粉酶在被加热到65后生物活性降低了。 【评价】本题主要是以温度对酶活性的影响为知识背景，考查学生探究性实验的设计能力，以及对实验结果的分析和归纳能力。 【例2】请利用下面的材料和用品建立一个人工微型生态系统，并使其维持一定时间的运转。 材料用品：小鱼、水蚤、池泥、大试管、橡皮塞、培养皿、吸管、小渔网、凡士林、水草和池水。 请完成下列各步并回答问题： (1)方法步骤； 第一步：在试管底部铺上一层约10 mm厚池泥。 第二步：沿试