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生物实验设计专题一.考试说明对实验与探究能力的要求：（一）能独立完成“知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。（教材中实验）（二）具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。（验证性实验）（三）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学的研究方法。（探究性实验、研究性学习等)（四）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。观察、发现问题提出假说（假设）设计实验方案预测实验结果实施实验方案获得实验结果(观察、记录现象、数据等)分析实验结果支持假说则建立某一理论否定假说则放弃假说改进实验设计再试验二、科学探究的一般过程三、生物实验设计的内容（一）实验目的（二）实验原理（三）材料用具（四）实验步骤1.取材分组编号2.实验组和对照组的处理3.进一步适宜、相同的处理4.观察记录（五）预测实验结果、推导实验结论例一：（2010年安徽卷）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积比9：1），大小一致的花盆。方法步骤：（1）每个花盆中放置栽培土3㎏，并将花盆平均分成A、B两组。（2）A组各花盆中，B组各花盆中。（3）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于条件下培养。（4）六周后，处理10d，每天观察，记录并统计。结果预测与分析：。第一步：审题1.明确实验目的2.弄清实验原理3.找出实验材料明确到底要解决什么问题，实验目的和要求；分清题型，是验证性实验还是探究性实验。实验原理是实验的依据，实验的原理多源于课本知识，也有来自题干的，或者是二者相结合。对于题目中已提供的实验材料和用具，主要分析“有什么用”、“怎么用”，一般应全部用上，不可遗漏，除非这道实验题是让你选择使用或者自行确定实验材料和用具。（2010年安徽卷）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积比9：1），大小一致的花盆。第二步：提出假说假说是对提出的问题所作出的一种推测性的回答。探究性实验：可以根据现有的科学理论和事实，对所要研究的问题提出不同的假说。验证性实验：因结论是己知的，因此不需要提出假说。第三步：确定实验思路1.实验思路的关键是对变量的控制。包括自变量怎么操纵?因变量怎么检测?无关变量怎么控制?自变量:实验中人为改变的变量。因变量:实验中随着自变量的变化而变化的变量。无关变量:实验中除自变量外可能还会存在的能影响实验结果的可变因素。常见的无关变量：实验环境、实验用品的种类和用量、所用的处理方法、实验时间等。2.排除无关变量对实验的干扰（即实验要遵循单一变量原则）是通过做对照实验或对比实验来实现的。空白对照：即不给对照组以任何处理因素。相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。自身对照：实验和对照都在同一研究对象上进行。条件对照：给实验组某种处理，给对照组另外一种处理，来对实验组进行反证。（1）对照实验：除了一个因素外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。在实验中，通常把经过控制处理的一组（或者未知实验结果的一组）称为实验组，而未经过处理的一组（自然状态下或者已知实验结果的一组）称为对照组。思考：下列实验分别采用了什么对照思想？（1）生物组织中可溶性还原糖的鉴定。（2）温度对酶活性的影响。（3）观察植物细胞的质壁分离与复原。（4）探究甲状腺激素能否促进蝌蚪的生长发育。甲组：饲喂甲状腺激素；乙组：饲喂甲状腺抑制剂；丙组：不饲喂药剂。（2）对比实验：指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组，相当于“相互对照实验”。例如实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”。给相同的实验器材或实验材料编号或分组（A、B、C或1、2、3等）。这里要注意控制无关变量，方法是在实验材料前加上等量、生理条件一致或其他等同条件的语句。在有的情况下，材料需要预处理（如材料是要用液体，但题目中给的是固体材料；如溶液的配置和浓度的设置等），还有的情况下需要进行实验的前测（如生理实验中需要对实验前的材料进行生理指标的测量等）。第四步:设计实验步骤1.分组编号指出观察哪些现象或检测哪些具体指标。根据题目要求，有时需要设计表格，有时还需统计并处理数据等（比如求平均值、将数据转化为图表或图象）。2.操纵自变量分别对实验组和对照组施加不同的处理。这里同样要注意控制无关变量。应尽量保持实验组和对照组除自变量外的其他条件的相同，包括实验环境、实验用品的种类和用量、所用的处理方法、实验时间等。3.观察或检测因变量。第五步:预测结果及分析结论实验的结果应与待验证的结论是一致的。书写格式为：“描述现象，得出结论”。预测的实验结果不唯一，一般有多种与结果相匹配的结论，应分类讨论。书写格式为：“如果……，说明……”、“若……，则……”等。2.探究性实验:1.验证性实验：（2010年安徽卷）面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性。请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土（经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积比9：1），大小一致的花盆。方法步骤：（1）每个花盆中放置栽培土3㎏，并将花盆平均分成A、B两组。（2）A组各花盆中，B组各花盆中。（3）将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于条件下培养。（4）六周后，处理10d，每天观察，记录并统计。紫花苜蓿死亡率（或存活率，或存活天数）不接种（或接种与A组等量的经灭菌处理的）摩西球囊霉菌菌种接种一定量的摩西球囊霉菌菌种适宜且相同干旱（或停止浇灌）结果预测与分析：若A组紫花苜蓿死亡率明显低于B组。则说明是接种摩西球囊霉菌提高了紫花苜蓿的抗旱能力。若A组紫花苜蓿死亡率等于或高于B组，则说明接种摩西球囊霉菌不能提高紫花苜蓿的抗旱能力。例二：（2005年天津卷）请根据所提供的实验材料用具设计一个实验，验证“重力影响生长素的重新分配”。实验材料和用具：若干相同的燕麦胚芽鞘尖端、若干相同的去掉尖端的胚芽鞘、一个实验支架（支架的材料托中，放置了6块已编号的相同琼脂块。相邻两个琼脂块之间用不透水的云母片完全割开）。讨论：（1）该实验的目的是什么？原理是什么？（3）如何比较不同浓度生长素的生理作用？（2）如何使装置中6块琼脂块获取不同浓度的生长素？（4）还有什么因素会影响生长素的分布？如何排除？A1a1A3a3A2a2实验支架示意图琼脂块材料托（1）写出主要实验步骤：第一步：将三个胚芽鞘尖端分别放置在实验支架的材料托的琼脂块正中央(一半在A上,另一半在a上)。第二步：将实验支架在黑暗条件下放置一段时间。第三步：移走胚芽鞘尖端，然后将材料托的琼脂块取出，分别放在6个切去尖端的胚芽鞘切面的一侧。第四步：分别测量和比较不同处理的胚芽鞘弯曲程度。A1a1A3a3A2a2实验支架示意图琼脂块材料托①放置a1琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘_________________。②放置a3琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘_________________。③放置A3琼脂块的胚芽鞘______________。弯曲度大弯曲度小弯曲度最大（2）预期实验结果：A1a1A3a3A2a2实验支架示意图琼脂块材料托