高考生物实验设计专题复习一、典型高考试题分析实验设计题是近年高考的常见试题.我们应对这些典型实验设计的高考试题进行分析，把握其命题规律、题型特征和答题要求.例1．〔2009广东36〕〔8分〕小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多.请设计一个实验方案，探究不同光照强度对大豆植株高度的影响，并预测实验结果.实验材料和用具：大豆种子〔200粒〕、光照培养箱〔光照强度范围0-10000Lux，温度、湿度等均可自行设定〕、培养皿、直尺等.〔1〕实验方案：〔2〕实验结果预测：例2：〔2010广东29〕〔16分〕假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务：〔1〕选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质.提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂.你选用的试剂应该是；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为 .〔2〕完善以下实验设计并回答问题.探究A动物蛋白对小鼠生长的影响资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于饲料生产.一、研究目的：探究A动物蛋白对小鼠生长的影响.二、饲料：1、基础饲料：基本无蛋白质的饲料；2、普通饲料（含12%植物蛋白）：基础饲料+植物蛋白；3、试验饲料：基础饲料+A动物蛋白.三、实验分组：实验组号小鼠数量（只）饲料饲养时间（天）1 10 基础饲料 212 10 试验饲料1（含6% A动物蛋白） 213 10 试验饲料2（含12% A动物蛋白） 214 10 试验饲料3（含18 %A动物蛋白） 215 10 试验饲料4（含24% A动物蛋白） 216 10 ⅠⅡ备注：小鼠的性别组成、大小、月龄、喂饲量和饲养环境均相同.四、实验方法和检测指标：略①实验组6中，Ⅰ应该为，原因是；Ⅱ应该为，原因是；②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的和 .例3：〔2011广东29〕〔16分〕中国的饮食讲究“色香味“，颜色会影响消费.小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验.I.提取叶绿素Ⅱ.探究pH对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温〔约25℃〕下进行实验.方法和结果如下表.实验组号叶绿素溶液（mL）调pH至处理时间（min）溶液颜色① 3.0 Y 10 绿色② 3.0 7.0 10 绿色③ 3.0 6.0 10 黄绿色④ 3.0 5.0 10 黄褐色根据所学知识和实验结果，请回答：〔1〕提取食用叶绿素的X应该为_________________________，原因是_________________________________________________________________________.〔2〕表中Y应该为____________，原因是________________________________________________________________________________________________.〔3〕若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于食品，否则___________〔4〕小李想了解叶绿素粗产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤__________________________________________________________例4.〔2009福建26〕8分右图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置.某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况.材料用具：保温桶〔500mL〕、温度计活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油.实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多.〔1〕取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三A 加入240ml的葡萄糖溶液加入10g活性干酵母①B 加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液②加入石蜡油，铺满液面〔〔3〕要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C.请写出装置C的实验步骤：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三〔4〕实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：〔用“<、=、>”表示〕，则假设成立.二、题型突破方法1. 解答实验设计题的一般思路〔1〕首先确定实验______________.〔2〕运用所学知识，找准实验原理.〔3〕确认_________，形成操控变量的方法.〔4〕根据变量分析，确定_________的方法.〔5〕根据提供的材料，草拟实验步骤.〔6〕预测实验结果，分析可能的结论.实验设计的核心思想是变量的操控.解题时首要的任务是以实验目的为目标，以实验原理为依据，以实验材料为基础，确认自变量〔实验变量〕、因变量〔反应变量〕和无关变量，分析自变量如何操纵、因变量如何观测、无关变量如何控制.2. 实验步骤设计的四段法第一步，取材、分组、编号.取材要注意所用材料的类型、数量、生理状态、取用方法、取用部位；实验组和对照组各有几组；编号常用甲、乙、丙、丁或A、B、C、D表示.第二步，实验组和对照组的设置.对实验组选用恰当的方法进行自变量的操纵，对照组采用对照处理〔注意：除自变量外其他因素相同且适宜〕.第三步，培养、保温、饲养等处理，其他因素相同且适宜.第四步，观察、测量、记录、统计分析.找出具体的观察和记录对象，如果实验现象是隐蔽的，必须找出具体的检测方法，以显现实验结果，便于观测.【技巧点拨】〔1〕注意步骤设计的科学性.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.实验材料、用具在试题中一般都会给出，注意要结合实验的目的和原理合理利用.题中给出的实验材料和试剂一般应充分利用；一般不能随意增加实验材料和试剂.〔2〕注意书写的规范性.①步骤设计一般不宜连续描述，往往需分步叙说.②试管〔或烧杯等〕要加以编号，以便叙说简洁.③尽量使用规范的实验术语，如：载玻片、盖玻片、临时装片、无N培养基、含青霉素的培养基；等量的、其他条件相同且适宜；振荡、充分研磨等.不能用含糊的口语，如：“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”；“等量的”不宜说成“一样多的”；“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等.三、实验设计的原则及方法1、原则科学性原则；对照性原则；单一变量原则；可重复原则；可行性原则等.例如：在验证酶是催化剂的实验中，A试管加入淀粉酶，在对照试管〔B试管〕中应加入等量的清水；观察温度对酶的影响时，各组其他条件一样，只有温度不同.观察pH对酶的影响时，各试管只能是pH不同，其他如温度、酶、反应物的量等必须相同.2、对照实验的设置〔1〕对照实验的类型空白对照：空白对照组为不作任何处理的对象组.例如：用甲状腺制剂饲喂蝌蚪﹝实验组﹞与正常情况下蝌蚪不作任何处理〔空白对照组〕，后者的具体作用是反映自然状态下的实验结果.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.相互对照：不单设对照组，而是几个实验相互对照.如：验证pH对唾液淀粉酶活性影响的实验中，不同pH的实验组相互对照.自身对照：即对照和实验都在同一研究对象上进行.如质壁分离和复原实验在一个对象上完成，先质壁分离再进行复原实验.缺素培养法验证镁是必需的矿质元素，可以设定在一组上先用完全培养液培养再用缺素培养液培养，最后用完全培养液再培养确定.条件对照：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.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〔组〕；乙组：饲喂甲状腺激素抑制剂〔对照组〕；丙组：对蝌蚪不作任何处理〔对照〕.〔2〕对照实验设置的合理与否，关键就在于如何尽量去保证“其他条件的完全相等”.①所用生物材料要相同，即所用生活材料的数量、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.②所用实验器具要相同，即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样.③所用实验试剂要相同，即试剂的成分、浓度、体积要相同.尤其要注意体积上等量.④所用处理方法要相同，如：保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致.〔3〕结果分析要全面预测实验结果——是根据实验原理和事物间的相互关系，进行理性分析，从而预先猜测可能是什么样的结果.验证性实验结果是确定的，探究性实验的结果则一般有多种可能.分析实验结果——是从结果出发去寻找事物间的相互关系，或者推导出一般性的结论或规律等.如果是验证性实验，结果和结论是确定的；如果是探究性实验，结果和结论一般要分情况讨论，分析时应注意：①各种可能分析要全面.②结论和结果要对应.典型高考试题参考答案例1〔1〕实验方案：1.实验材料:选出180粒大小一致的种子，分成六祖，每组30粒，在培养皿中培养.2.培养条件:光照强度 0、2000、4000、6000、8000、10000Lux 温度25℃，培养一周.3.测定指标:用直尺测量植株高度，计算每组的平均值.注：要求至少分为三组，每组有一定的种子数量，光照强度必须有0 Lux〔黑暗〕〔2〕实验结果预测：随光照强度增加，植株高度下降.例2〔1〕③双缩脲试剂紫色〔2〕普通饲料需要普通饲料作为对照组;21;饲养时间相同，实验结果的比较才有意义〔3〕体重体长例3〔1〕对人无害的有机溶剂〔食用酒精〕，叶绿素溶于有机溶剂和应考虑溶剂对人体的影响.〔2〕8.0，实验中自变量的变化应有规律和应考虑碱性pH对叶绿素稳定性的影响.〔3〕酸性.由于叶绿素被破坏造成食品失绿而影响品质.〔4〕纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画色素液细线，③用层析液分离色素，④观察色素带.. 例4〔1〕①不加入石蜡油②加入10g活性干酵母〔2〕去除氧气;自〔3〕③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液④不加入活性干酵母。