1、實驗設計實驗設計1.通過對教材中實驗的考察，檢測學生生物學基通過對教材中實驗的考察，檢測學生生物學基礎知識和基本實驗技能；礎知識和基本實驗技能；2. 通過分析他人的實驗現象，獲得實驗結論，考通過分析他人的實驗現象，獲得實驗結論，考察學生分析實驗現象獲得結論能力；察學生分析實驗現象獲得結論能力；3. 指出他人的實驗設計的不足，完善給出實驗方指出他人的實驗設計的不足，完善給出實驗方案，考察學生實驗評價和實驗設計的能力；案，考察學生實驗評價和實驗設計的能力；4. 提出實驗課題，獨立設計實驗，考察學生實驗提出實驗課題，獨立設計實驗，考察學生實驗設計的能力。設計的能力。近幾年高考實驗題型主要包括四類：近

2、幾年高考實驗題型主要包括四類：學生生物學基礎知識和基本實驗技能。學生生物學基礎知識和基本實驗技能。例例1.（04年江蘇題）年江蘇題）需鑒定的有機物需鑒定的有機物 用于鑒定的試劑用于鑒定的試劑 反應產生的顏色反應產生的顏色 還原糖還原糖 斐林試劑斐林試劑 蛋白質蛋白質 紫紫 色色 淀淀 粉粉 碘碘 液液 脂脂 肪肪 橘黃色橘黃色 考察學生分析實驗現象獲取實驗結論的能力考察學生分析實驗現象獲取實驗結論的能力例例3.（02年廣東題）為證實年廣東題）為證實“二氧化碳是光合作用合成有二氧化碳是光合作用合成有機物必需的原料機物必需的原料”，某同學制訂了下列實驗方案：，某同學制訂了下列實驗方案：（1）實驗目

3、的（略）實驗目的（略） （2）實驗材料和用具（略）實驗材料和用具（略）（3）實驗方法和步驟）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物和一杯naoh溶液，密封不漏氣。溶液，密封不漏氣。將上述植物及裝置放在暗室中饑餓，消耗掉葉片內貯藏將上述植物及裝置放在暗室中饑餓，消耗掉葉片內貯藏的有機物。暗室內裝有紅色安全燈。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。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

4、綠取一葉片，放入盛有酒精的燒杯中，水浴加熱，使葉綠素溶于酒精中。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。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。該實驗方案有幾項明顯錯誤，請指出錯誤并改正。考察學生評價實驗方案和實驗設計的能力考察學生評價實驗方案和實驗設計的能力答案：答案：1）步驟）步驟中暗室內用紅色安全燈是錯誤的，應中暗室內用紅色安全燈是錯誤的，應改為綠色安全燈。改為綠色安全燈。2）步驟）步驟中的中的“葡萄糖葡萄糖”是錯誤的，是錯誤的，應

5、改為淀粉。應改為淀粉。3）未設對照，對照的設計是：）未設對照，對照的設計是：a、裝置同題干中的步驟、裝置同題干中的步驟，但玻璃罩內用同一種生長，但玻璃罩內用同一種生長狀況相同的另一株植物，用一杯清水代替狀況相同的另一株植物，用一杯清水代替naoh溶液。溶液。b、將上述植物及裝置放在暗室中饑餓，消耗掉葉片內、將上述植物及裝置放在暗室中饑餓，消耗掉葉片內貯藏的有機物。暗室內裝有綠色安全燈。貯藏的有機物。暗室內裝有綠色安全燈。c、重復題干中的步驟、重復題干中的步驟、。d、重復改正后的題干中的步驟、重復改正后的題干中的步驟。思考：思考：何為實驗組和對照組？設置對照組有何何為實驗組和對照組？設置對照組有

6、何 作用？作用？實驗組實驗組是接受實驗變量處理的對象組；是接受實驗變量處理的對象組；對照組對照組是不接受實驗變量處理的對象組。是不接受實驗變量處理的對象組。 設置對照組既可排出無關變量的影響，又可增設置對照組既可排出無關變量的影響，又可增加實驗結果的可信度和說服力。加實驗結果的可信度和說服力。2 2、實驗、實驗步驟分步描述并加以編號（一般不宜連續描述）步驟分步描述并加以編號（一般不宜連續描述）3 3、在量上難以做到準確的量化描述，應盡可能用在量上難以做到準確的量化描述，應盡可能用“定性定性”的語的語言表達。言表達。 1 1、實驗組別編號描述實驗組別編號描述如：凡實驗中涉及到兩組或兩組以上，所用

7、器材需用如：凡實驗中涉及到兩組或兩組以上，所用器材需用1、2、3或或a、b、c或甲、乙、丙或甲、乙、丙等加以編號便于區分。等加以編號便于區分。如：第一步如：第一步。第二步第二步。如：如：1、。2、。如：如：“一段時間一段時間”、“適宜的溫度適宜的溫度”、“適量的適量的”、“一定量一定量的的”等。等。 ( (四四) )科學性原則科學性原則4 4、敘說中盡量要用規范的實驗術語，不能用含糊的口語，敘說中盡量要用規范的實驗術語，不能用含糊的口語，如：如：“蓋玻片蓋玻片”不能說是不能說是“薄的玻璃片薄的玻璃片”；“等量的等量的”不不宜說成宜說成“一樣多的一樣多的”；“振蕩振蕩”不宜說成不宜說成“晃動晃動

8、”“”“搖動搖動”等等。等等。 5 5、注意避免注意避免“詞不達意詞不達意”。 如：如圖二，有些學生描述為如：如圖二，有些學生描述為“分別分別在甲、乙兩試管中加在甲、乙兩試管中加入入a、b物質物質”，如此表達則成了圖三的含義，顯然與圖，如此表達則成了圖三的含義，顯然與圖二不符。準確的描述應為二不符。準確的描述應為“在甲乙兩支試管中在甲乙兩支試管中分別分別加入加入a、b物質物質”或或“在甲試管中加入在甲試管中加入a物質，乙試管中加入物質，乙試管中加入b物物質。質。”( (四四) )科學性原則科學性原則6 6、選用文字、表格、坐標曲線圖等形式進行具體、準確表達。選用文字、表格、坐標曲線圖等形式進行

9、具體、準確表達。 例：某生物學興趣小組開展例：某生物學興趣小組開展“不同濃度香煙浸出液對不同濃度香煙浸出液對水蚤的影響水蚤的影響”的課題研究。他們已將香煙和蒸餾水按照的課題研究。他們已將香煙和蒸餾水按照11的重量比浸泡的重量比浸泡24小時，過濾后的濾液作為原液。如果你是小時，過濾后的濾液作為原液。如果你是其中一員，請設計一張其中一員，請設計一張表格表格用于在實驗時記錄數據。用于在實驗時記錄數據。不同濃度的煙草浸出液不同濃度的煙草浸出液每分鐘心跳次數每分鐘心跳次數第一次測量第一次測量第二次測量第二次測量第三次測量第三次測量平均值平均值濃度濃度1濃度濃度2濃度濃度3蒸餾水（對照）蒸餾水（對照）(

10、(四四) )科學性原則科學性原則1/表格的設計：表格的設計：（自身對照自身對照）對照組和實驗組都在同一研究對象上進行對照組和實驗組都在同一研究對象上進行質壁分離 和復原實驗( (一一) )對對照性照性原則原則質壁分離復原質壁分離復原質質 壁壁 分分 離離（相互對照）不單設對照組，而是幾個實驗組相互對照不同鹽濃度對哺乳動物紅細胞的影響研究( (一一) )對對照性照性原則原則（條件對照條件對照） 給對照組部分實驗因素，保證除了要給對照組部分實驗因素，保證除了要 研究的變量不同外其他條件完全相同研究的變量不同外其他條件完全相同燕燕麥麥實實驗驗法法( (一一) )對對照性照性原則原則小結小結( (一一

11、) )對對照性照性原則原則生物的生命活動往往是錯綜復雜的，影響某一個生命活動的產生和變化的因素常常也很多。為了弄清變化的原因和規律，當研究多個因素之間的關系時，往往先，集中研究其中所產生的影響，這種方法叫控制變量法。這是一種研究問題的常用的科學實驗方法。( (二二) )單一變量性原則單一變量性原則 即所用生物材料的數量、質量、長度、體積、來即所用生物材料的數量、質量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。 即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小、即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小、型號、潔凈度等要完全一樣。型號、潔凈度

12、等要完全一樣。即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題體積上等量的問題 保溫或冷卻：光照或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。保溫或冷卻：光照或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說，看起來似乎是毫無有時盡管某種處理對對照實驗來說，看起來似乎是毫無意義的，但還是要作同樣的處理。意義的，但還是要作同樣的處理。 ( (三三) )等量性原則等量性原則例例1 1：應用性實驗設計應用性實驗設計（97 97 上海）上海）根據已學過的知識，根據已學過的知識，不考慮人工修剪和使用藥劑，請設計出兩種方法來培養不考慮人工修剪和使用藥劑，請設計出兩

13、種方法來培養圖中所示的植物盆景，并說明原理：圖中所示的植物盆景，并說明原理：(1)(1)方法是方法是 ， 原理是原理是_(2)(2)方法是方法是 ， 原理是原理是 。典型例題分析典型例題分析給予單側光照給予單側光照單側光照引起生長素在背光單側光照引起生長素在背光側分布多，生長較快，植株側分布多，生長較快，植株向光彎曲生長向光彎曲生長 (向光性向光性)。將花盆橫放，使植株水平放置一段將花盆橫放，使植株水平放置一段時間，待植株向上彎曲后再擺正時間，待植株向上彎曲后再擺正地心引力引起生長素在近地面分布多，背地面地心引力引起生長素在近地面分布多，背地面分布少，結果近地面生長快，植株向上彎曲。分布少，結

14、果近地面生長快，植株向上彎曲。例例2 2：驗證性實驗設計：驗證性實驗設計已知純種的粳稻與糯稻雜交，已知純種的粳稻與糯稻雜交，f f1 1全為粳稻。粳稻中含直鏈淀粉，遇碘呈藍黑色全為粳稻。粳稻中含直鏈淀粉，遇碘呈藍黑色（其花粉粒的顏色反應也相同），糯稻含支鏈淀粉，（其花粉粒的顏色反應也相同），糯稻含支鏈淀粉，遇碘呈紅褐色（其花粉粒的顏色反應也相同）。現遇碘呈紅褐色（其花粉粒的顏色反應也相同）。現有一批純種粳稻和糯稻，以及一些碘液。請設計方有一批純種粳稻和糯稻，以及一些碘液。請設計方案來案來驗證基因的分離規律驗證基因的分離規律。（實驗過程中可自由取。（實驗過程中可自由取用必要實驗器材。基因用用必要

15、實驗器材。基因用m m和和m m表示）表示） 實驗方案實驗方案 實驗方法：實驗方法：_。 實驗步驟：（實驗步驟：（1 1）_；（；（2 2）_。 實驗預期現象：實驗預期現象：_ 對實驗現象的解釋：對實驗現象的解釋：_。 實驗結論：實驗結論：_。 方案一方案一：采用采用測交法測交法加以驗證：加以驗證： （1 1）首先讓純合的粳稻與糯稻雜交，獲取）首先讓純合的粳稻與糯稻雜交，獲取f f1 1雜合雜合粳稻粳稻 （2 2）讓）讓f f1 1雜合粳稻與糯稻測交，觀察后代性狀分雜合粳稻與糯稻測交，觀察后代性狀分離現象。實驗預期現象為測交后代應出現兩種不離現象。實驗預期現象為測交后代應出現兩種不同表現類型且

16、比例為同表現類型且比例為1 1：1 1。依據測交使用的糯稻。依據測交使用的糯稻為純合體只產生一種含糯性基因的配子，后代既為純合體只產生一種含糯性基因的配子，后代既然出現兩種表現型，粳稻（含然出現兩種表現型，粳稻（含m m）和糯稻（含）和糯稻（含m m，且為且為mmmm純合），則純合），則f f1 1中必然產生兩種類型配子，中必然產生兩種類型配子，即即m m和和m m。由此可見，。由此可見，f f1 1中必然含有中必然含有m m和和m m基因，且基因，且m m和和m m這對等位基因在這對等位基因在f f1 1產生配子的過程中必定隨產生配子的過程中必定隨同源染色體的分開而分離，最終產生了兩種不同同

17、源染色體的分開而分離，最終產生了兩種不同的配子，從而驗證了基因的分離規律。的配子，從而驗證了基因的分離規律。 方案二方案二：運用：運用f f1 1花粉鑒定法花粉鑒定法： （1 1）首先讓純種粳稻和糯稻雜交，獲取）首先讓純種粳稻和糯稻雜交，獲取f1雜合粳雜合粳稻稻 （2）f1開花時取其一個成熟花藥，擠出花粉，置開花時取其一個成熟花藥，擠出花粉，置于載玻片上，滴一滴碘液并用顯微鏡觀察。于載玻片上，滴一滴碘液并用顯微鏡觀察。 實實驗的現象為花粉一半呈藍黑色，一半呈紅褐色。驗的現象為花粉一半呈藍黑色，一半呈紅褐色。 實驗現象說明實驗現象說明f1在產生配子的過程中產生了一種在產生配子的過程中產生了一種含

18、含m基因的配子（藍黑色）和一種含基因的配子（藍黑色）和一種含m基因的配基因的配子（呈紅褐色）。子（呈紅褐色）。 由此說明，由此說明，f1在減數分裂產在減數分裂產生配子的過程中所含等位基因生配子的過程中所含等位基因m和和m隨同源染色隨同源染色體的分開而分離，并最終形成了兩種不同的配子，體的分開而分離，并最終形成了兩種不同的配子，從而直接驗證了基因的分離規律。從而直接驗證了基因的分離規律。 例例3：探索性實驗設計：探索性實驗設計（03春季高考）春季高考）現有一種植現有一種植物的種子，已經知道它的萌發受水分、溫度和氧物的種子，已經知道它的萌發受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發與光是否有關，氣的

19、影響，但不了解其萌發與光是否有關，探究探究光的有無對該種子萌發的影響光的有無對該種子萌發的影響，請你依據所給材，請你依據所給材料和用品設計出實驗的方法步驟，預測可能的實料和用品設計出實驗的方法步驟，預測可能的實驗結果，并分別得出相應的結論。驗結果，并分別得出相應的結論。材料和用品：數量充足的鋪有濾紙的培養皿、無材料和用品：數量充足的鋪有濾紙的培養皿、無菌水、表面消毒過的種子等菌水、表面消毒過的種子等方法步驟：方法步驟： 可能的實驗結果及相應的結論：可能的實驗結果及相應的結論： 方法步驟：方法步驟：向培養皿中倒入適量的水，將等量的種子分別向培養皿中倒入適量的水，將等量的種子分別放入兩組培養皿中。

20、放入兩組培養皿中。將一組置于有光照的環境中，另一組置于黑暗將一組置于有光照的環境中，另一組置于黑暗環境中，在培養過程中，使兩組所處溫度、水分、環境中，在培養過程中，使兩組所處溫度、水分、空氣狀況適宜且相同。空氣狀況適宜且相同。可能的實驗結果及相應的結論：可能的實驗結果及相應的結論：有光組萌發，無光組也萌發（或答發芽率差異有光組萌發，無光組也萌發（或答發芽率差異不顯著），該種植物的種子萌發不受光的影響。不顯著），該種植物的種子萌發不受光的影響。有光組萌發，無光組不萌發（或答有光組發芽有光組萌發，無光組不萌發（或答有光組發芽率高于無光組，差異顯著），光是該種植物種子率高于無光組，差異顯著），光是該

21、種植物種子萌發的必要條件之一。萌發的必要條件之一。有光級不萌發，無光組萌發（或答無光組發芽有光級不萌發，無光組萌發（或答無光組發芽率高于有光組，差異顯著），光抑制該種植物種率高于有光組，差異顯著），光抑制該種植物種子的萌發。子的萌發。例例4 實驗評價與設計實驗評價與設計為驗證為驗證“鎂是植物生活的必需鎂是植物生活的必需元素元素”，三位同學進行了實驗設計，下列是實驗的，三位同學進行了實驗設計，下列是實驗的基本思路。請分別指出三個實驗思路能否達到實驗基本思路。請分別指出三個實驗思路能否達到實驗目的，為什么？再寫出你的設計思路。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幼

22、苗，用符）實驗一：取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實驗要求的容器進行培養。對照組容器內只盛有合實驗要求的容器進行培養。對照組容器內只盛有蒸餾水，實驗組盛有用蒸餾水配制的鎂鹽溶液。兩蒸餾水，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，觀組置于相同的適宜條件下培養，并對溶液通氣，觀察比較兩組植物的生長發育情況。察比較兩組植物的生長發育情況。 （2）實驗二：取生長狀況一致的大豆幼苗，栽培）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，實驗組澆器符合實驗

23、要求），對照組澆以蒸餾水，實驗組澆以蒸餾水配制的鎂鹽溶液，兩組置于相同的適宜條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。件下培養，觀察比較兩組植物的生長發育情況。 （3）實驗三：取生長狀況一致的大豆幼苗，）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，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

24、培養，觀察比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。較兩組植物的生長發育情況。 （4）下面由你進行實驗設計，請寫出你的）下面由你進行實驗設計，請寫出你的設計思路設計思路解答解答(1)(1)不能不能 因為蒸餾水和鎂鹽溶液均缺少因為蒸餾水和鎂鹽溶液均缺少植物必需的礦質元素，而使兩組植物生長均植物必需的礦質元素，而使兩組植物生長均不正常。不正常。 (2)(2)不能不能 因為兩組容器內的砂性土壤中都可因為兩組容器內的砂性土壤中都可能含有鎂離子。能含有鎂離子。 (3)(3)不能不能 因為兩組容器內的砂性土壤都可能因為兩組容器內的砂性土壤都可能含有鎂離子。含有鎂離子。 (4)(4)取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實驗取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實驗要求的容器，對照組盛有含植物必需的各種要求的容器，對照組盛有含植物必需的各種礦質元素的完全營養液，實驗組盛有不含鎂礦質元素的完全營養液，實驗組盛有不含鎂離子的完全營養液，兩組置于相同的適宜條離子的完全營養液，兩組置于相同的適宜條件下培養，并對溶液通氣。觀察比較兩組植件下培養，并對溶液通氣。觀察比較兩組植物的生長發育情況。物的生長發育情況。 例例5 5、研究性學習與實驗探究、研究性學習與實驗探究某生物興趣小組開展某生物興趣小組開