实验设计题的解题策略

考试大纲能力要求：实验与探究能力（1）能独立完成“生物知识内容表”所列实验，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的运用。（2）具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验、提出实验思路，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。（3）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研究方法。（4）能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。一、审题“三明确”：明确实验目的明确实验原理明确实验变量(一)实验目的①首先要弄清是验证性实验还是探究性实验②其次明确实验目的（09浙江理综）给正常成年实验兔注射甲药物后，使其患了高血压病，注射乙药物可使高血压症状缓解。为了验证甲、乙两种药物的上述作用，请您根据以下提供的实验材料与用具，设计实验步骤，并在下面的坐标中画出实验过程中该组图的血压变化示意曲线，标注注射药物的时间点。材料与用具：一组正常成年实验兔、血压测定仪、适宜浓度的甲药物、适宜浓度的乙药物、注射器等。（要求：答题时对该组实验兔不再分组；对动物的手术过程与药物的具体注射剂量不做要求）（1）实验步骤：①（2010浙江卷）29Ⅱ．为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相应内容。材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。（要求：答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求）实验思路：（1）①（2）设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表中。(二)实验原理完成该实验所应用到的理论依据是什么？如何来确定实验原理？实验原理即实验所依据的科学道理，涉及到生物学及相关学科中的哪些方法和原理。要结合课本所学知识，并充分利用题中给出的实验条件，来确定实验原理。（2010安徽）（10分）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，摩西球囊霉素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素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（经灭菌处理的田园土与河沙混合，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3kg，并将花盆平均分成A、B两组。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）6周后，________处理10d，每天观察、记录并统计________。结果预测与分析：_____（2010浙江卷）29Ⅱ．为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相应内容。材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。（要求：答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求）实验思路：（1）①·（2）设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表中。(三)明确实验变量变量是实验过程中可以变化的因素1、自变量2、因变量3、无关变量如何来确定自变量？方法一：直接从实验目的获取例5赤霉素有促进细胞伸长使植株增高的作用，为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，……自变量：。方法二：分析实验目的和实验原理推出例4：2005年全国理综卷Ⅱ植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞(保卫细胞)吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。实验目的证明气孔具有开启和关闭的功能↓↓实验原理渗透作用原理↓↓自变量保卫细胞外界溶液的浓度(2005年全国理综卷Ⅱ)植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞(保卫细胞)吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。（09浙江理综）给正常成年实验兔注射甲药物后，使其患了高血压病，注射乙药物可使高血压症状缓解。为了验证甲、乙两种药物的上述作用，请您根据以下提供的实验材料与用具，设计实验步骤，并在下面的坐标中画出实验过程中该组图的血压变化示意曲线，标注注射药物的时间点。材料与用具：一组正常成年实验兔、血压测定仪、适宜浓度的甲药物、适宜浓度的乙药物、注射器等。（要求：答题时对该组实验兔不再分组；对动物的手术过程与药物的具体注射剂量不做要求）（1）实验步骤：①二、设计实验步骤实验步骤的一般顺序(1)材料器具的准备：包括分组、编号、非条件处理等………………………①格式：取两套规格相同的器材(或取长势相同的某种生物材料随机平均分成两份)分别标记为A、B，并分别加入等量的……１、对照原则２、重复原则(2)设置实验组（有自变量）和对照组（无）……②格式：在A组中加入适量的……在B组中加入等量的……(3)放在适宜的相同的条件下培养，一段时间后观察现象和结果……………③格式：将两套装置放在相同且适宜的环境中培养一段时间(或相应方法处理，如振荡、加热等)。三、实验设计中的语言表述在解答实验设计题时要会用下列几个词：“适量”、“一定量”、“等量”、“适宜条件”、“同等条件”、“观察并记录结果”等。举例如下：①实验材料的选择：A．植物“大小相似，长势相同的同种植株”。B．动物：“体重(体长)、年龄、生长状况相同”，有时甚至要考虑“性别相同”。②试剂选择：“相同浓度”、“相同体积”、“等量”、“适量”等字眼。③实验用具的选择：A.容器大小要相同。B.如果使用滴管滴加不同的溶液，应使用不同的滴管。④实验步骤及结果的描述：A．有关酶的实验设计，应注意各步骤的顺序，必须先控制好相关条件(温度、pH)，再使反应物与酶混合，还应注意设置“加入等量清水”的空白对照组。B．动物激素调节实验中，有些激素只能用“注射”(如胰岛素)，有些可以“饲喂”（如甲状腺激素）。C．生长素的实验设计中，应注意对胚芽鞘的生长状况的描述：“向哪个方向弯曲生长”、“向上生长”、“不弯曲也不生长”；培育无子番茄要“去雄”、“套袋”、“一定浓度的生长素类似物处理雌蕊柱头”。四、实验结果与结论的预期和分析①验证性实验：实验的实验结果是“预料之中”的，是唯一的，是与实验目的相对应的。②探究性实验：其结果往往有多种可能性，且一个结果对应一个相应的结论，书写格式一般是“如果××，则说明××”。例1：（2010安徽）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，摩西球囊霉素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素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（经灭菌处理的田园土与河沙混合，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3kg，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）6周后，________处理10d，每天观察、记录并统计________。接种适量的摩西球囊霉菌菌种不接种（或接种与A组等量的经灭菌处理的摩西球囊霉菌菌种）相同且适宜干旱（或停止浇水）紫花苜蓿死亡率（或存活率或存活天数）结果预测与分析：_____①若A组紫花苜蓿死亡率明显低于B组，则说明接种摩西球囊霉菌提高了紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。②若A组紫花苜蓿死亡率高于或等于B组，则说明接种摩西球囊霉菌不能提高了紫花苜蓿（牧草）的抗旱能力。例2：在欧美，洋葱被誉为“蔬菜皇后”。其肥大的鳞茎中含糖类、维生素及各种矿质元素等，是不可多得的保健食品。那么洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是还原糖？某生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你完成下面的实验研究报告。（1）实验目的：探究洋葱肥大的鳞茎中所含的糖是淀粉还是还原糖。（2）实验原理：①；②。（3）实验材料和用具：洋葱、所需试剂和仪器等（略）。还原糖与本尼迪特试剂在加热煮沸条件下生成红黄色沉淀淀粉遇碘变蓝色Ⅰ.鉴定还原糖①制备洋葱组织样液，取样液2mL注入试管；②；③观察颜色变化。Ⅱ.鉴定淀粉①制备洋葱组织样液，取样液2mL注入试管；②；③观察颜色变化。加入新配制的本尼迪特2mL，振荡均匀将试管放入水浴锅内加热煮沸滴加5滴碘－碘化钾溶液（5）预期实验结果与结论①假设：如果洋葱肥大的鳞茎中所含的糖只有还原糖而没有淀粉，则实验结果是。②假设：如果洋葱肥大的鳞茎中所含的糖只有淀粉而没有还原糖，则实验结果是。③假设：如果洋葱肥大的鳞茎中所含的糖既有还原糖又有淀粉，则实验结果是。步骤Ⅰ有红黄色沉淀，步骤Ⅱ没有蓝色出现步骤Ⅰ无红黄色沉淀，步骤Ⅱ有蓝色出现步骤Ⅰ有红黄色沉淀，步骤Ⅱ有蓝色出现