實驗設計的評價一、高考能力要求：能對一些簡單的實驗方案作出恰當的評價和修改。二、實驗設計的評價解題技巧這類題與實驗設計題關系密切，其設計思路通常是給出一個或幾個實驗方案，這些方案不完整需要補充，或有幾項明顯的錯誤請你指出并改正，或讓考生自己判斷實驗設計是否合理。答題要領，除了對所設計的實驗有一個整體設想，有一條清晰的思路，注意操作的可行性之外，還要注意遵循：1.科學性原則；2.單因子變量原則；3.平行重復原則；4.設置對照原則等設計原則。實驗評價類試題，最為常見的是考查對照實驗的評價，一般的解題方法是“五看”評價法。一看對照二看步驟三看驗證四看材料五看條件實驗設計的修正，就是在發現問題的基礎上提出正確的方案。發現問題是基礎，修正是目的。解題時對自己的修正方案要注意反思檢查，有沒有科學性的錯誤，包括實驗原理的科學性、實驗材料選擇的科學性、實驗方法的科學性、實驗結果處理的科學性等。1、 評價實驗方案例1：為驗證“鎂是植物生活的必需元素”，三位同學進行了實驗設計，下列是實驗的基本思路。請分別指出三個同學實驗思路能否達到實驗目的，為什么？再寫出你的設計思路。 （1）實驗一：取生長狀況一致的大豆苗，用符合實驗要求的容器培養。對照組容器內只有蒸餾水，實驗組盛有用蒸餾水配制的鎂鹽溶液。兩組置于相同的適宜條件下培養，并對溶液通氣，觀察比較較兩組植物的生長發育情況。答： （2）實驗二：取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均勻，容器符合實驗要求），對照組澆以蒸餾水配制的鎂鹽溶液，兩組置于相同的適宜條件下培養，觀察比較兩組植物的生長發育情況。答： （3）實驗三：取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均勻，容器符合實驗要求），對照組澆以含有植物必需的各種元素的完全營養液，實驗組澆以不含鎂離子的完全營養液，兩組置于相同的適宜條件下培養，觀察比較兩組植物的生長發育情況。答： （4）下面由你進行實驗設計，請寫出你的設計思路。答：例2 下面是某小組同學為證明某種細菌對植物遺體分解作用而提出的三種實驗方案。他們將同一種樹的落葉均分成甲、乙兩組，實驗過程中不斷地滴加蒸餾水，使落葉保持潮濕。方案一：將甲組放在無菌條件下，乙組放在自然條件下（暴露在空氣中），觀察記錄落葉的變化。方案二：將甲組滅菌后放在無菌條件下，乙組放在自然條件下（暴露在空氣中）。觀察記錄落葉的變化。方案三：將甲=乙兩組均滅菌后，甲組置于無菌條件下，乙組放在自然條件下（暴露在空氣中），觀察記錄落葉的變化。(1)該實驗的目的是 。甲、乙兩組為什么要用相同的樹葉？ 。遵循的是實驗設計的什么原則？(2)上述三種方案能否達到實驗目的？請分別說明理由。方案一： 方案二： 方案三： (3)該種細菌在生態系統中的成分是 ，其同化作用方式是 。樹葉中有機物中的碳以 形式回到無機自然界。(4)現在由你進行實驗設計，寫出你的實驗方案。 2、操作評價例2：為驗證“二氧化碳是光合作用合成有機物必需的原料”，某同學制訂了下列實驗方案：（1）實驗目的（略）（2）實驗材料和用具（略）（3）實驗方法和步驟用一適當大小的玻璃罩罩住一株生長正常的盆栽綠色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏氣。將上述植物及裝置放在暗室中饑餓，消耗掉葉內貯藏的有機物。暗室內裝有紅色安全燈。饑餓一定時間后，自暗室中取出，照光若干小時，使其充分進行光合作用。取一葉片，放入盛有酒精的燒杯中，水浴加熱，使葉綠素溶于酒精中。將已脫綠的葉片取出，平鋪在一個培養皿內，用碘碘化鉀溶液，檢測有無葡萄糖的特異顏色反應出現。該實驗方案有幾項明顯錯誤，請指出錯誤并改正。例3：生物小組的同學為研究葉綠體色素能夠吸收不同波長的光，設計了一個實驗，其方法步驟如下：A、選7株天竺葵，制作7只能裝下天竺葵的黑色硬紙盒，在每個硬紙盒內分別裝上一只不同顏色（紅、橙、黃、綠、青、藍、紫）的燈；B、將7株天竺葵立即放入7只硬紙盒中，接通電源，照射4h；C、取7只燒杯，各裝放95%的酒精至燒杯的1/3處；D、取7只培養皿，各裝入碘液至培養皿的1/3處；E、從經過照光處理后的7株天竺葵上，各取一片葉片放入燒杯中，隔水加熱，待葉片脫綠、漂洗后，將葉片放入培養皿中，并使碘液浸沒葉片。F、觀察葉片的顏色變化。請根據以下實驗設計，回答問題：（1）請根據以下實驗設計中三處明顯的不足，并提出修改意見。（2）某同學用普通光學顯微鏡觀察天竺葵的葉肉細胞，仔細觀察一段時間后，如果要進一步確認這些細胞是否為活細胞，請你為該同學介紹一種判斷方法。簡述該方法的操作過程和出現的現象，并說明該方法能夠判斷這些細胞是活細胞的理由。3、結果評價例4：植物葉綠素的合成需多種條件，如光照、適宜的溫度和必要的礦質元素等，為驗證葉綠素合成需要的條件，有人設計了如下實驗：(一)實驗目的（略）（二）實驗原理（略）（三）實驗步驟： 配制含有蔗糖、水、瓊脂及植物必需的所有礦質元素的1號培養基和不含Mg2+（其他成分與1號相同）的2號培養基，調至適宜pH備用。取250mL錐形瓶四個，標號甲、乙、丙、丁，并分別裝入等量的培養基，甲、丙、丁裝入1號培養基，乙裝入2號培養基，并進行滅菌處理，然后冷卻。選取40粒小麥種子，用清水浸泡后，消毒，將種子的胚剝落下來，去掉胚乳，在無菌條件下，將胚等量接種在四個錐形瓶的培養基上。將四個錐形瓶置于以下條件下培養：甲和乙：充足光照，適宜溫度30；丁：充足光照，溫度10。(四)實驗結果：組別甲乙丙丁幼苗顏色綠色黃色黃色黃綠色請分析回答下列問題：(1) 為什么每個錐形瓶中均接種10粒種子的胚，而不是只接種1粒種子的胚？(2) 實驗中為何不采用完整的種子，而是去掉胚乳，將胚接種在培養基上萌發？(3) 甲與乙對比說明：甲與丙對比說明：出現丁現象的原因是：(4)如果把甲培養基中的幼苗移入盛有完全營養液的廣口瓶中進行培養，并及時補充營養液，一段時間后，表現缺素癥狀。如果幼葉表現缺素癥狀，則可能缺乏的是 元素，造成這種現象的主要原因最可能是 。 練習1 在完成了觀察洋蔥根尖分生區細胞有絲分裂實驗后，教師給學生提供了2份資料。 資料一 一份“實驗報告”的部分內容 （一）解離：剪取洋蔥根尖5cm，放入盛有質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精混合液（體積比為1：1）的玻璃皿中，在室溫下解離35min。 （二）染色：把根尖放在盛有0.01g/mL龍膽紫溶液的玻璃皿中染色35min。 （三）漂洗：將根尖放入盛有清水的玻璃皿中漂洗約10min。 （四）制片：將根尖放在載玻片上，加一滴清水，并用鑷子把根尖弄碎，蓋上載玻片，用拇指輕輕按壓載玻片 資料二 全班20個實驗小組的實驗數據匯總表（注：各小組計數50個細胞，實驗條件與觀察計數方法相同） （1）請改正“資料一”中的3處錯誤。 （2）若已知洋蔥根尖分生區細胞的細胞周期為12.0h，請根據“資料二”，用餅狀圖表示出間期、前期、中期以及后期和末期所占的時間（單位：h，精確到小數點后一位）。 （3）有些因素會影響細胞周期各時期的長短，實驗過程中也會產生一些誤差，因而對整個實驗結果可能產生影響的有 。 取材時間；根尖培養溫度；解離時間長短；載玻片厚度；計數的細胞是否屬于分生區細胞；細胞周期各時期區分是否準確。 練習2 閱讀下列內容，回答下列問題： （一）實驗目的：1.驗證種子萌發、幼苗生長與生長素有關；2.確定某種植物種子萌發，幼苗生長的生長素最適濃度范圍；（二）材料用具：蘿卜、水稻、油菜種子若干，試管、移液管、培養皿、濾紙、生長素（濃度為1000mg/L,10mg/L,0.1mg/L,1.1g/L，0.01g/L）（三）實驗步驟：1.取5個試管編號，分別在15號試管中加入5種濃度不同的生長素溶液；2.在每個試管中各放入2粒蘿卜種子，浸泡24小時。3.取5個培養皿編號15號，事先在培養皿中墊用蒸餾水浸濕的濾紙，從15號試管中取出種子，分別放入與之對應的培養皿中，在濕濾紙上均勻擺放，蓋上培養皿蓋（不影響氧氣供應且氧氣充足），在溫度適宜的環境中培養；4觀察與收集數據。 （四）分析與討論 問題1：本實驗步驟中有三處不嚴謹，請指出： （1） （2） （3） 問題2：為使實驗結果真實和具有普遍性，需要 。 問題3：若你是實驗小組成員，負責觀察和收集數據，請按實驗目的要求，設計一個表格用于記錄。 練習3：為證實“二氧化碳是光合作用合成有機物的原料”，我們可用以下兩種方法： （1）用同位素示蹤法來追蹤碳原子的去路，可以證明CO2是光合作用的原料。寫出用14C標記的14CO2培養玉米時，14C在化合物中的轉移途徑 。 （2）為證明CO2是光合作用的原料，某同學設計實驗裝置如圖所示，實驗步驟為：直接將該裝置放在光下照射，幾小時后，摘下葉片，放在燒杯中水煮脫色，再將葉片漂洗后放在培養皿里，向葉片滴加碘液，觀察葉片顏色的變化。 請改正該實驗設計中的幾處錯誤。練習4.下面是某同學設計的一個探究實驗方案：實驗目的：（略）實驗材料、試劑和用具：大小、性別、生理狀況、體色相似的兩只蟾蜍；鹽酸腎上腺素針劑（腎上腺素加鹽酸適量，并加氯化鈉適量使成等滲的滅菌水溶液，1毫克/毫升）；大燒杯，大培養皿（作燒杯蓋用），注射器、紗布，棉花。實驗步驟：第一步：選取兩只體色相似的蟾蜍（不這且過深或太淺），用清水沖洗干凈，以紗布輕輕地吸干。把它們分別放入大燒杯中，用大培養皿