绵阳二诊实验专题解读 2班级：姓名：、实验设计及分析（一）生物学实验设计应遵循的基本原则1对照性原则类型设置对照实验实例空白 对照对照组不进行任何处理如要验证甲状腺激素的作用。 对照组动物不进 行任何处理，让其自然生长自身对照实验组和对照组都在同一实验对象上 进行植物细胞质壁分离和复原实验，在同一装片 中先后进行。对照组：正常的紫色洋葱鳞片叶 外表皮细胞，实验组：发生质壁分离和复原的 细胞，是同一组细胞条件对照给对象施以某种实验处理，但这种处 理作为对照的，或者说这种处理不是 实验假设所给定的实验变量，这种对 照方法，通过得出两种相对立的结 论，以验证实验结论的正确性在“动物激素饲喂小动物”实验中，采用等 组实验法。甲组为实验组（饲喂甲状腺激素）， 乙组为条件对照组（饲喂甲状腺激素抑制 剂），不饲喂药剂的是空白对照组相互对照几个实验组相互对照植物向重力性生长的向性实验中将玉米种子 放置在不冋的方向2单一变量原则和等量原则：无论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应一个反应变量，这就是单一变量原则；等量原则强调的是无关变量的等量性。3平行重复原则：同时处理多个实验材料或进行多次实验，可避免实验结果的偶然性，使结论更 准确。（二）探究性实验与验证性实验的区别1探究性实验与验证性实验的比较比较内容探究性实验验证性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因 素的关系。实际上就是把试题中提出的问题变 为陈述句验证研究对象的已知属性、特 征以及与其他因素的关系，试 题中已知实验假设对探究问题提出一种可能性。一般采用“如果 A,则B”的形式表述，是根据现有的科学理 论、事实，对所要研究的问题设想出一种或几 种可能性的答案、解释因结论是已知的，因此不需要 假设实验现象未知，可以不描述已知，应准确描述结果预测对应假设，分类讨论：实验组与对照组无显 著差异，实验变量无影响；实验组比对照组 的效果好，实验变量有利；实验组比对照组根据实验原理确定已知实验结 果，并对实验结果进行准确描 述的效果差，实验变量不利 要分类讨论）（如果是相互对照，也实验结论根据结果预测推论出不同的结论对应实验目的作出肯定结论（验证性实验，只有一种结论；探究性实验要预测岀不同的结果、结论。）2.验证性实验和探究性实验设计的一般步骤（1）了解实验目的：先确定该实验是验证性还是探究性实验。即明确实验要解决什么样的 生物学问题。在题干中有“验证”“证明”等之类描述的为验证性实验，但有些实验的标志不 明显，需要进行提炼分析。（2 ）明确实验原理：实验原理是完成该实验的理论依据。实验原理一般是高中教材中相关 的理论知识，联想如何用相关的理论知识解释该实验。（3）写出实验操作步骤：取材、等量分组编号：材料要符合实验目的，利于实验成功且容易获得。将符合实验要求的实验材料随机分为等量的若干组并编号。常用的等量描述语言：植物一一选择同种且长势、大小等相同的若干株（枝等），随机均分为等量的若干组；种子 一一选择同种且饱满程度、出芽率等相同的种子若干，随机均分为等量的若干组；动物一一选择同种且大小、性别、体重、年龄、健康状况等相同的动物若干只（头等），随机均分为等量的若干组。注意等量描述结束时，要加“等相同”的表述，使等量描述更严谨。单一变量处理：根据实验要求分别对实验组和对照组进行处理，除了自变量外，对实验组和对照组的培养、饲养等条件 相同，即控制无关变量。观察记录结果：实验进行一段时间后，对实验结果进行记录。（4 ）分析实验结果得出实验结论：验证实验只有一个能达到实验目的的结果和结论。探究实验可有多个可能的结果和结论。在对探究实验的结果和结论预测时，可采用先预测实验结论，再由结论反推实验结果的方法。这样不至于漏掉某些可能的实验结果。（三）完善分析型实验题的解答方法分析实验设计题往往给出不完整的实验设计方案，需要补充实验步骤或分析、预测实验结 果、结论等，实验结论与实验目的的相呼应，均是体现自变量对因变量影响规律的语言描述。 解答此类题时，一定要把握好实验设计的单因子变量原则和对照原则，即找准自变量和因变 量，再结合实验步骤和实验结果结论分析的一般方法进行解答。（四）评价性实验题的解答方法评价性实验通常给出实验方案，要求考生指出并改正该方案中的错误，或评价该实验方案的可行性，解答该类题可遵循以下步骤：1. 一看对照：看有无对照，若有对照，则看自变量设置得是否合理，是否有分组标记，是否遵循单一变量、等量原则，是否排除了无关变量的干扰等。2.二看材料：材料的选择、使用方法、用量是否合理。3.三看步骤：步骤是否完整，顺序 是否合理。4.四看条件：是否需要搅拌、加热等操作；实验所控制的光、温度等是否合理等。例1.用某种降血糖物质 X做以下实验（注：用生理盐水配制 X溶液）。回答下列问题：（1）某同学要验证 X的降血糖作用，进行如下实验：选择一批体重相同的正常小鼠，测定 ，并将小鼠随机等量分成实验组和对照组，实验组注射适量的 ，对照组注射等量的 ，一段时间后，测定两组小鼠的 ，若，则表明X有降血糖的作用。（2）若要验证一定量的 X能使患糖尿病的小鼠的血糖浓度下降到正常的范围，进行如下实验：用小鼠作为实验组，用患糖尿病小鼠作为对照组1,用小鼠作为对照组 2;实验组注射 ，对照组1、2注射等量的生理盐水，一定时间后若实验组和对照组的血糖浓度均在正常范围内，而对照组 的血糖浓度高于正常范围，则表明一 定量的X能使患糖尿病的小鼠的血糖浓度下降到正常范围。【解析】本实验主要考查考生的实验与探究能力，解答本题的关键是理解实验中的变量及对照性原则。（1）由题中信息“验证 X的降血糖作用”可推知该实验的自变量为X物质，因变量为血糖浓度，用自变量处理的组为实验组。若X有降血糖作用，实验组小鼠血糖浓度应下降，对照组小鼠血糖浓度应不变，给对照组小鼠注射等量的生理盐水可排除无关变量对实验结果的干扰。（2）根据题中实验目的，需对糖尿病小鼠分别注射一定量的X物质和生理盐水进行对照，并将注射了等量的生理盐水的正常小鼠和糖尿病小鼠进行对照，实验组的测定值若与正常小鼠的测定值基 本一致，且低于对照组中患病小鼠的测定值，便能达到实验目的。【答案】（1）血糖浓度 X溶液 生理盐水 血糖浓度 对照组血糖浓度不变，实验组血糖浓度下降 患糖尿病 正常一定量的X溶液（或X溶液）2 1例2.氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将HO分解成H和Q，H可参与暗反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使H转变为氢气。（1）莱茵衣藻捕获光能的场所在叶绿体的 。（2）CCCP（ 种化学物质）能抑制莱茵衣藻的光合作用，诱导其产氢。已知缺硫也能抑制莱茵衣藻的光合作用。为探究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，设完全培养液（A组）和缺硫培养液（B组），在特定条件下培养莱茵衣藻，一定时间后检测产氢总量。实验结果：B组A组，说明缺硫对莱茵衣藻产氢有 作用。为探究CCCP缺硫两种因素对莱茵衣藻产氢的影响及其相互关系，则需增设两实验组，其培养液为和。（3）产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因。（4）在自然条件下，莱茵衣藻几乎不产氢的原因是 ，因此可通过筛选高耐氧产氢藻株以提高莱茵衣藻产氢量。【解析】（2）A组为对照组，产氢总量 B组A组，说明缺硫能促进产氢。根据单一变量原则，研究CCCP寸莱茵衣藻产氢的影响，可将自变量设置为是否添加CCCPS行对照；研究缺硫对莱茵衣藻产氢的影响，可将自变量设置为完全培养液和缺硫培养液进行对照；而既要研究CCCP和缺硫对莱茵衣藻产氢的影响又要研究两者相互关系则可设置四组实验：完全培养液缺硫培养液添加 CCCP添加CCCP勺完全培养液添加CCCP勺缺硫培养液不添加CCCP不添加CCCP勺完全培养液不添加CCCP勺缺硫培养液题目中已给出不添加 CCCP的两组，因此，另外两组为添加CCCP的完全培养液和添加 CCCP勺缺硫培养液。（3）光反应产生的H用于暗反应中 CQ的还原，而产氢则意味着H转变为氢气，使参与暗反应的H减少，暗反应的产物即有机物生成量减少。（4）由题中信息“低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使H转变为氢气”可知，氧气能够抑制产氢酶的活性。【答案】（1）类囊体薄膜 （2）促进 添加CCCP勺完全培养液 添加CCCP的缺硫培养液 （3）莱 茵衣藻光反应产生的H转变为H2,参与暗反应的H减少，有机物生成量减少 （4）氧气抑制产 氢酶的活性例3.现有一种细菌M,能够合成某种酶，并能分泌到细胞外。为研究其培养时间与细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系，根据以下提供的实验材料写出实验思路，并预测实验结果。实验材料：若干个培养瓶、培养液、细菌M（要求与说明：实验仅设一组；实验仪器、试剂、用具及操作不作具体要求；实验条件适宜）请回答：（1）实验思路： ： ： ： ：（2）预测实验结果（设计一个坐标系，绘制预测的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化曲线）。（3）测定总酶浓度时，应对细胞做 处理。【解析】（1）该实验组设计思路要注意设置多个重复实验以减小误差。（2）在坐标系中要准确绘制预测的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化曲线，正确标注横纵坐标的名称。（3）测定总酶浓度时，应对细胞做破碎处理，以便使细胞内的酶释放出来。【答案】（1）取细菌M,稀释后，分别等量接种于若干个含等量培养液的培养瓶中。取其中的培养瓶，分别测定细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度，并记录。在培养过程中，每隔一段时 间，重复。对所得实验数据进行分析与处理。总議座te 一配融外时度*破碎