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1揭阳市2008届高三毕业班第二学期阶段测试生物（一）实验设计专题一、实验设计题的解题步骤与技巧1．认真读题，理解实验的目的和要求。2．根据目的和要求，明确是否需要设置对照实验及对照实验类型3．确定实验组数及自变量和因变量。4．根据实验的已知条件，解决如何控制自变量、无关变量和检测因变量。5．按对照实验“三步曲”法：即“共性处理→变量处理→结果处理”的程序书写实验方案。6．检查仪器、材料是否编号，是否充分考虑到各种无关变量的平衡，定量实验是否做前测及后测，因变量的检测是否具可操作性。[例1]科学家发现感染赤霉菌而患恶苗病的水稻植株，要比周围的健康植物高50%，他们推测这种现象可能与赤霉菌的某些代谢产物有关。请你根据提供的材料和器具，完成以下实验设计证明这一推测：赤霉菌菌种、培养基、足够的水稻幼苗、蒸馏水、直尺、喷雾器、无土栽培装置(1)实验目的：（略）(2)实验步骤：①用培养基培养赤霉菌，一段时间后，提取培养基的滤液。②________________________________________________________________________③________________________________________________________________________[析](1)认真读题，找出实验目的。本题目中的实验目的是证明水稻植株患恶苗病并导致植株增高是与赤霉菌的某些代谢产物有关。(2)确定对照实验类型。既然要证明赤霉菌的某些代谢产物引发水稻植株患恶苗病，只需采用空白对照实验法，大致思路是：实验组喷洒培养过赤霉菌的培养基滤液，对照组喷洒等量的空白培养基滤液，通过株高变化的不同，证明水稻植株患恶苗病并导致植株增高是与赤霉菌的某些代谢产物有关。(3)根据目的和要求，明确实验过程中的自变量是赤霉菌的某些代谢产物，因变量是植株的株高。(4)根据实验的已知条件，解决如何控制无关变量和检测因变量。用喷雾器给实验组喷洒培养过赤霉菌的培养基滤液，对照组喷洒等量的空白培养基滤液，达到控制自变量的目的；把实验组和对照组放在相同的适宜条件下培养，来平衡无关变量；由于此实验的因变量是定量指标，因此要用直尺测量计算实验前后水稻幼苗平均株高的差值大小，来检测因变量（即赤霉菌的某些代谢产物对水稻的影响）。(5)按对照实验“三步曲”书写实验方案（见参考答案）。(6)检查方案。①所取材料状态是否适宜且相同？如材料的颜色、健康与否、大小、高矮、生理生活状态……等等（此处即“生长状态相似”）。还要分组编号。分组进所取样本数量是否足够：每组30-50个（每组样本数量大于30株才得分）②是否需要前测？如何测？一般如果结果需要与起始状态进行比较的就需要前测。如此题中幼苗植株的高度要与处理前比较，即“测量株高”。③测得的数据如何处理：一般首先要记录，然后考虑是否需要计算，是直接计算还是统计后计算平均值等等。（“记录并计算平均值”）2④处理后的生活条件是否相同？（一般为“适宜且相同的条件下”）参考答案如下：(2)②选取生长状态相似的水稻幼苗100株，平均分成A、B两组（每组样本数量大于30分才得分）（2分），测量株高、记录并计算平均值（1分）③A组幼苗喷洒培养过赤霉菌的培养基滤液，B组幼苗喷洒等量的空白培养基滤液，然后分别移栽到无土栽培装置中，在适宜且相同的条件下生长一段时间（3分）。测量植株的高度以及记录并计算平均值（1分）二、实验设计题目的常见题型（一）验证性实验类练习1．胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，请以小白鼠为实验对象设计实验步骤，预测和解释实验应出现的结果，并写出实验结论。（一）实验材料和用具：正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性试剂，注射器，试管，烧杯等。（二）实验步骤：（实验提示：采用腹腔注射给药，给药剂量不作实验设计要求；给药1小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。）（三）实验结果的预测、解释和结论：_________________________________________________________________________________________________________________________。2．血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。一、实验材料和用具(1)家兔(2)生理盐水(3)酒精棉(4)适宜浓度的草酸钾溶液(5)适宜浓度的氯化钙溶液(6)试管、注射器（针管、针头）二、实验步骤和实验结果第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水（见图）第二步：_________________________________________________________________。第三步：_________________________________________________________________。结果：___________________________________________________________________。第四步：_________________________________________________________________。结果：___________________________________________________________________。问题：设置B管的目的是___________________________________________________。3．酶是生物催化剂，其催化效率受温度、酸碱度和激活剂等因素的影响，已知NaCl是唾液淀粉酶的一种激活剂。请设计—个证明NaCl能提高唾液淀粉酶催化效率的实验。(1)实验材料用具：淀粉糊、蒸馏水、碘液、稀释的唾液、适当浓度的NaCl溶液、试管、量筒、滴管等：(2)实验步骤：3(3)结果分析：_______________________________________________________。4．癌症已成为人类第一号杀手。回答与癌症有关的问题：(1)从免疫学角度分析，细胞癌变后成为机体的___________。与正常细胞相比，明显增多的细胞器有（两项）_______________________________。(2)晚期癌细胞易扩散的原因是_____________________________________________。(3)治疗癌症的途径之一是用药物抑制DNA的复制和有关蛋白质的合成或抑制纺锤体的形成，从而将癌细胞的细胞周期抑制在_______期。(4)某科研单位研制出一种新型药物X，据说对肿瘤有较好的疗效，能起到抑制肿瘤细胞分裂的作用。请设计一个实验加以验证。写出设计的实验步骤：第一步：_________________________________________________________________。第二步：_________________________________________________________________。第三步：_________________________________________________________________。预期结果和结论：结果：___________________________________________________________________。结论：___________________________________________________________________。(5)“基因靶向”技术是指利用细胞脱氧核糖核酸(DNA)可与外源性DNA同源序列发生同源重组的性质，定向改造生物某一基因的技术。请设想用此技术治疗癌症的一种方法。_________________________________________________________________________________。5．果蝇是一种非常小的蝇类，遗传学家摩尔根曾因对果蝇的研究而获得“诺贝尔奖”。近百年来，果蝇被应用于遗传学研究的各个方面，而且它是早于人类基因组计划之前而被测序的一种动物（右图为雌果蝇染色体组型图）。请回答下列有关问题。(1)科学家选择果蝇作实验材料的原因是___________________。(2)对果蝇基因组进行研究，应测序______________条染色体。(3)已知果蝇的红眼和白眼是一对相对性状（红眼A、白眼a），且雌雄果蝇均有红眼和白眼类型。若用一次交配实验即可证明这对基因位于何种染色体上，选择的亲本表现型应为_____________________________。实验预期及相应结论为：①子代中雌果蝇全部红眼，雄果蝇全部白眼，则这对基因位于______染色体上；②子代中雌、雄果蝇全部为红眼，则这对基因位于______染色体上；③子代中雌、雄果蝇均既有红眼又有白眼，则这对基因位于_______染色体上。6．有人设计了下列实验，以证明豌豆植株的高茎对矮茎是显性性状。材料用具：纯种高茎豌豆，纯种矮茎豌豆，剪刀，毛笔等方法步骤：(1)在花粉成熟之前，用剪刀去掉纯种高茎豌豆的雄蕊，套袋。(2)用毛笔将纯种矮茎豌豆的花粉传到纯种高茎豌豆的雌蕊柱头上，套袋。实验结果：将纯种高茎豌豆植株上所结种子种下，所得植株全部是高茎。结论：豌豆植株的高茎对矮茎是显性。遗传学家认为，仅根据上述试验还不足以严密地论证高茎对矮茎是显性。请在上述实验的基础上，补充实验步骤及相应的实验结果，以严密地证明豌豆的高茎对矮茎是显性性状。补充实验步骤：(1)________________________________________________________________________。(2)________________________________________________________________________。实验结果：_________________________________________________________________。47．（8分）如下图所示是有关物质扩散的图解：(1)设计一个实验，证明图解是成立的（要求：直接在上图的装置1和装置2的括号内，填上适当的溶液或试剂的代号，以表明你的设计）。（2分）可供选择的溶液及试剂：①淀粉溶液②葡萄糖溶液③蒸馏水④I2-KI溶液⑤少量班氏试剂（班氏试剂能跨膜扩散，葡萄糖遇班氏试剂形成砖红色沉淀）(2)根据你的设计方案，预测一段时间后两个透析袋内的颜色变化：装置1___________________________________________________________________；装置2___________________________________________________________________。(3)若想明显观察到水分子扩散的结果，装置应如何改进（2分）？(4)透析袋价格昂贵，请提供两种能替代透析袋的生物材料：________________（2分）。（二）探究性实验类练习8．已知种子萌发的必要条件是：水、空气、适宜的温度，而光对种子萌发的影响因植物不同而异。现有若干饱满非休眠期的活种子以及必要的实验用具，请你设计一组实验来探究光对种子萌发的影响。材料用具：若干饱满非休眠期的活种子、数量充足的铺有滤纸的培养皿、水。方法步骤：可能的实验结果及结论：9．绿色植物进行光合作用时，叶绿体主要吸收红光和蓝紫光，基本上不吸收绿光。而植物的生长具有向光性，那么植