实验题型的解题突破

1、实验题型的解题突破 考点梳理 ZKAODIANSHULL 1. 常见实验题分析 生物实验的考查有两大特点，一是重视实验回归教材：从内容上看，既 可对教材实验内容直接考查，也可对教材相关实验的原理和方法进行 拓展考查。从形式上看，不是简单机械的重复，而是通过创设新的实验 情境,利用所学的实验技能、方法进行分析、解答,考查考生对教材实 验的分析、理解和提取新信息的能力；二是重视对探究能力的考查： 既有以实验操作技能训练为主的试题，又有以检验已知的事实、概念 或原理为主的验证性试题。作为相对成熟的考查模式 ，探究性实验仍 然是未来考查的重点和热点。 (1) 以教材中的实验内容为命题素材 以对实验技术

2、的掌握，对实验原理、实验程序、实验现象、实验结果 等内容的分析、归纳与总结为基本要求，重点考查实验过程、操作技 能及分析推导能力，以及运用恰当的语言对实验结果作出科学描述和 解释的能力。试题基础性强，难度较小或适中。这类题目在高考中考 查较多。 (2) 以现有条件为基础设计实验 要求根据现有条件，设计实验程序，预测实验结果，对实验结果进行合 理的分析和解释。题目所需背景知识也可能与教材内容无关 ，所要验 证的事实由题目提供的材料告知，因此需要阅读材料，再通过分析，设 计出严密的实验方案。此类题目考查了考生独立完成实验的能力 , 涉 及的内容包括 : 理解实验原理、实验目的及要求； 了解实验的材

3、料、用具，会控制实验条件（如设置对照、重复实验、 控制无关变量等 ） 和使用实验仪器 ； 会处理实验安全问题 ； 能设计表格用以填入记录的数据 , 能观察和解释实验现象、数据 , 得出合理的结论 ； 给出实验的原理、 步骤等,对实验能否完成实验目的作出评价 ,或对 实验中的错误进行修订。 这种实验题型较好地反映考生的综合素质 （如自学能力、收集处理信 息的能力、语言表达能力、逻辑思维能力等 ） 。重点考查基础知识、 基本理论及运用已有知识在新情境下解决新问题的能力。 试题具有较 强的综合性,但难度适中,题目符合当前高考改革的需要 ,已成为目前 高考命题的热点题型。 2. 生物实验中的变量与控制

4、 （1） 变量的种类 变量是指可被操纵的特定因素或条件。 据其在实验中的作用可分为两 大类: 自变量与因变量 自变量, 指实验中由实验者所操纵的因素或条件 ； 因变量 , 指实验中由 于自变量变化而引起的变化和结果。 通常, 自变量是原因 , 因变量是结 果, 二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。 例如，在“pH对过氧化氢酶的影响”的实验中，所给定的pH分别为5.0、 6.0、7.0、8.0的缓冲液就是自变量，而由于pH条件的变化，过氧化 氢酶分解过氧化氢的反应速率也随之变化 , 这就是因变量 , 该实验的 目的在于获得和解释pH变化（自变量）与酶的活性变化（因变量）的因

5、果关系。 无关变量与额外变量 无关变量 , 指实验中除自变量以外 , 可能还会存在一些可变因素 , 对实 验结果造成影响 , 这些变量称为无关变量 ; 额外变量 , 也称干扰变量 , 指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然 , 额外变量会对因 变量有干扰作用。例如,上述实验中除自变量（不同pH的缓冲液）以外, 试管洁净程度、过氧化氢酶的浓度和纯度、过氧化氢溶液的浓度、试 剂溶液的剂量、实验操作程序、实验处理的时间长短等等 , 都属于无 关变量,要求对4组不同pH的缓冲液的实验是等同、均衡、稳定的。 如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件 , 对 4 个实验组的给定 不等同、不均衡、不稳

6、定, 则会在实验结果中产生额外变量 , 出现干扰 , 造成误差。 （2） 变量的控制 控制变量法是指控制其他因素不变 , 集中研究其中一个因素的变化 , 保证实验不受干扰或将干扰因素降低到最低程度。通过控制变量 , 尽 量减小实验误差 , 以取得较为精确的实验结果。 操纵自变量的方法：控制其他因素不变，而只改变其中一个因素(自 变量),使其对实验结果造成影响。 检测因变量的方法：根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指 标和方法。具体：观察特定的颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生 理变化;测量生长发育速度；测量生化反应速度等。 控制无关变量的方法(平衡控制):排除因实验对象的个体差异带来 的

7、影响；设法创造稳定的相同的条件进行对照，以抵消或排除这些因 素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实 验对象的影响。 对照的方法：对照是实验控制的手段之一，目的还是在于消除无关 变量对实验结果的影响。通过设置对照实验，既可排除无关变量的影 响,又可增加实验结果的可信度和说服力。 不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个 因变量,这就是单一变量原则，它是处理实验中复杂关系的准则之一。 3. 探究性实验和验证性实验 (1) 探究性实验 题型特点：此类题目通常提供需要探究的实验结论，要求考生设计 实验方案,并对实验所有可能的结果做出预测。 模板呈现 (2) 验

8、证性实验 题型特点：此类题目通常提供实验思路、方案或步骤，要求考生利用 所学生物学知识并挖掘试题提供的信息理解实验原理，分析预测相关 实验的结果。 模板呈现 (3)探究性实验与验证性实验的比较 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 验证研究对象的已 知属性、特征以及与 其他因素的关系 实验 假设 假设一般采用“如果A,则B”的 形式表述,是根据现有的科学理 论、事实,对所要研究的对象设想 出一种或几种可能性的答案、解 释 因结论是已知的，因 此不存在假设问题 实验 原理 因探究内容而异 因验证内容而异 实验 过程 实验的分组：实验组和对照组 实

9、验组和对照组的设计是对自变量的处理，对无关变量 应设置在相冋的条件下，以免影响自变量对实验效果的 影响 实验 现象 未知,可以不描述 已知,应准确描述 实验 结果 预测 对应假设,分类讨论 与实验结论致(不 可与探究性的结果 预测相混) 实验 结论 根据可能的实验结果，进行分析 对应实验目的做出 肯定结论 4. 设计型实验试题的解题突破 (1) 基本思路 准确把握实验目的：明确实验要解决的“生物学事实”是什么？要解决 该“生物学事实”的哪一方面？ 明确实验原理：分析实验所依据的科学原理是什么？涉及到的生物学 及相关学科中的方法和原理有哪些？ 确定实验变量：设置对照实验，找出自变量和因变量，确定

10、实验研究的 因素,以及影响本实验的无关变量；构思实验变量的控制方法和实验 结果的获得手段。 确定实验方法：根据实验目的和所提供的材料来确定。 设计合理的实验装 置和实验步骤：严格遵循实验设计原则，根据实验原理以及充分考虑 提供的实验材料、用具的基础上，设计实验装置和步骤。 得出预期实验结果和结论 (2) 实验设计时的一般步骤 取材、分组、编号 取材时要注意数量和生理及发育状态相同；用具要相同等。 相同处理和不同处理 根据实验变量设置对照(注意:单一因素不同，其他因素相同且适宜)。 进一步的相同处理 其他因素相同且最适条件下的继续处理。 检测、观察、统计、比较 必须找出具体的观察和记录对象，观察

11、、记录、统计、比较实验数据 和现象。 5. 补充完善型试题的解题突破 (1) 补充完善实验材料 条件：已知实验目的、部分实验步骤。 补充完善角度:a.获取实验目的中的有关材料的信息。b.做对照时 所需材料(此类试题往往是空白对照，故实验材料应有蒸馏水)。c.相 同处理操作对象时所需材料。 (2) 补充完善实验原理 条件: 已知实验目的 补充完善角度 : 根据实验目的中的关键词 , 而后联系教材相关知识 进行作答。 (3) 补充完善实验步骤 条件: 已知实验目的、实验材料、部分实验步骤。 补充完善角度 依据实验操作的一般步骤：即分组编号T对照处理T相同处理T观察 现象。 a. 分组编号 根据实验

12、目的 ,确定出需设对照类型 , 明确应分几组。 如探究生长素浓度对扦插枝条生根的影响 ,需设相互对照 ,一般分5 6组。 b. 对照处理 明确自变量 , 分清对照组、实验组应加何种物质。 c. 相同处理 明确对操作对象做如何处理 ,这时要针对不同的操作对象进行具体 分析。 d. 观察现象 要依据实验原理 ,针对不同的操作对象 , 找出观察指标。 (4) 补充完善实验结果 分清实验类型 是验证性还是探究性实验。验证性实验只有一种结果，根据实验目的、 原理即可确定；探究性实验有多种结果，实验中出现的可能结果都要 一一列出。 依据实验原理，明确对照组、实验组出现的现象。 考向突破沁OXIANG TU

13、Pq 考向1实验中的变量分析及控制 【例1】 下列有关实验变量的叙述，不正确的是（） A. 在探究温度对酶活性影响的实验中，温度是自变量 B. 探究光照强度对植物光合作用速率影响的实验中，只有温度是无关 变量 C. 在探究氯化钠浓度对人的红细胞形态变化影响的实验中，红细胞形 态变化是因变量 D. 在探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸速率影响的实验中，温度应相同 且适宜 解析：探究温度对酶活性影响的实验中，自变量是温度，因变量是相关 酶的活性；探究光照强度对植物光合作用速率的影响，自变量是光照 强度,无关变量有温度、CO浓度、植物的生理特征等；探究氯化钠浓 度对人的红细胞形态变化的影响，自变量是氯化钠

14、浓度，因变量是红 细胞的形态变化；探究氧气浓度对酵母菌细胞呼吸速率的影响，自变 量是氧气浓度，温度属于无关变量，应保证相同且适宜。 答案:B 【热点变式】为了探究光照强度和CO浓度对植物光合作用强度的影 响,某校同学们进行了下列有关实验探究。以下是两组同学用相同方 法、相同装置对A、B两种植物进行探究得到的实验结果： 甲组:A植物在不同条件下单位时间内 O释放量(mL) CO浓度 灯泡的功率(单位:W) 20 50 75 100 200 300 0.1% 3.4 16.0 28.2 40.5 56.5 56.5 0.03% 2.3 11.2 19.8 27.6 27.5 27.6 乙组:B植物

15、在不同条件下单位时间内 O释放量(mL) CO浓度 灯泡的功率(单位:W) 20 50 75 100 200 300 0.1% 2.6 9.1 19.5 55.7 75.6 102.6 0.03% 1.8 8.4 18.9 54.2 75.2 101.8 分析上述实验结果，并回答下列问题： (1) 甲组同学的实验方案中确定的自变量是 ,实验中他们必须控制的最重要的一个无关变量 对比分析甲、乙两组同学获得的实验结果，你认为在CO浓度降低 时,对植物光合作用强度影响更大。 (3) 分析上表数据可以看出，当A植物在灯泡功率为100 W CO浓度为 0.03%时,采取措施更有利于显著提高光合作用 强度

16、。 (4) 上表中测得的Q释放量并非光合作用实际产生的氧气量，这是因 为 解析：(1)实验设计的表格中可以看出，不同功率的灯泡代表不同强度 的光照，因此甲组同学的实验方案中自变量是光照强度和CO浓度，因 此实验的其他变量均为无关变量，包括温度、含水量等条件。(2)对比 分析甲、乙两组同学获得的实验结果,A植物在光照逐渐增强的情况 下，低浓度CQ条件与高浓度CO条件Q的释放量差距越来越大，而B 植物基本没有差距，因此在CQ浓度降低时，对A植物光合作用强度影 响更大。(3)分析上表数据可以看出，当A植物在灯泡功率为100 W CQ浓度为0.1%时的Q释放量约为CQ浓度为0.03%时的1.5倍，因此

17、 增大CQ浓度能显著提高光合作用强度。(4)植物光合作用产生的Q 会被自身细胞呼吸消耗掉一部分，因此上表中测得的Q释放量并非光 合作用实际产生的Q量,而是净光合作用量。 答案:(1)光照强度、CQ浓度 温度(2)A(3)增大CQ浓度(4) 植物光合作用产生的Q会被自身细胞呼吸消耗掉一部分 考向2探究性实验的分析 【例2】(2017 浙江4月选考)欲研究药物乙对海拉细胞增殖的抑 制作用,请根据以下提供的材料与用具，以海拉细胞的细胞数变化为 测定指标,完善实验分组设计和实验思路，预测实验结果并进行分析 与讨论。 材料与用具：海拉细胞悬液，药物甲溶液(对细胞增殖有影响),药物乙 溶液,培养液,培养瓶

18、,血细胞计数板，显微镜等。 (要求与说明：细胞计数的具体操作过程不作要求，不考虑加入溶液对 体积的影响，实验条件适宜) 回答下列问题： (1) 实验分组设计： A组:海拉细胞悬液+培养液。 B组:海拉细胞悬液+培养液+药物甲溶液。 C组:海拉细胞悬液+培养液+药物甲溶液，培养一段时间后，加 入。 (2) 完善实验思路： (3) 预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果，并标出加入药物 的时间点)。 (4) 分析与讨论： 药物甲的作用是。 解析：(1)分析实验分组可知,A组:海拉细胞悬液+培养液,为空白 组;B组:海拉细胞悬液+培养液+ 药物甲溶液，观察药物甲对海拉细胞 的影响；C组:海拉细胞

19、悬液+培养液+药物甲溶液，培养一段时间后，加 入药物乙溶液，探究药物乙对海拉细胞增殖的抑制作用。 (2) 每组设置若干个重复样品。 实验的因变量为海拉细胞的数量 , 因此实验开始时需要取细胞悬 液加入到含培养液的培养瓶中 , 用血细胞计数板在显微镜下计数并 记录。 在实验过程中 ,无关变量要保持相同且适宜 , 因此需要将细胞悬液 分别加入到 C 三组培养瓶中进行培养。 每隔一段时间分别测定三组培养瓶中的细胞数并记录 当细胞增殖达到一定数量时，向C组加入药物乙溶液 重复, 统计并分析所得数据。 (3) 题干中提出 , 药物甲对细胞增殖有影响 , 可以预测具有促进作用 , 否则放在这里没有意义。药

20、物乙对海拉细胞增殖的抑制作用 ,A 为空 白对照组。因此A组和B组相比，可能B组细胞数量较多，但是C组是 B组培养到一定时间后加入药物乙，所以C组细胞刚开始数量增加，并 多于A组,加入药物乙后，由于药物乙对海拉细胞增殖的抑制作用，因 此数量少于 B 组。 (4) 药物甲的作用是促进海拉细胞的增殖。 答案: (1) 药物乙溶液 (2) 取细胞悬液加入到含培养液的培养瓶中 , 用血细胞计数板在显 微镜下计数并记录。 将细胞悬液分别加入到 C三组培养瓶中进行培养。 每隔一段时间分别测定三组培养瓶中的细胞数并记录。 当细胞增殖达到一定数量时，向C组加入药物乙溶液 重复, 统计并分析所得数据。 车同葯物

21、对海駅细胞増殖的序响 (4)促进海拉细胞的增殖 I苗考提升| 实验设计的原则分析 (1) 单一变量原则：控制其他因素不变，只改变其中一个因素(要研究 的因素),观察其对实验结果的影响。遵循单一变量原则，既便于对实 验结果进行科学的分析，又能增强实验结果的可信度和说服力。 (2) 对照原则：通常一个实验分为实验组和对照组。实验组是接受实验 变量处理的组。对照组对实验而言，是不接受实验变量处理的组。从 理论上说，由于无关变量对实验组与对照组的影响是相等的，故实验 组与对照组两者的差异，可认定为是来自实验变量的结果，这样的实 验结果是可信的。按对照实验的内容和形式上的不同。 通常可分为空 白对照、自

22、身对照、相互对照和条件对照。 (3) 平行重复原则：任何实验都必须能够重复，在同样条件下重复实 验,实验结果应该是一致或相似的。任何实验必须有足够实验次数， 才能避免结果的偶然性，使得出的结论准确、科学。在实验中，可以通 过在一组实验中同时处理多个材料来体现重复性原则。 (4) 随机性原则：实验设计中的随机性原则是指被研究的样本是从总 体中随机选取的。这样做的原因有：可以消除或减少系统误差，使显 著性测验有意义；平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。 【热点变式】 下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是 (B ) 选 项 实验目的 主要实验步骤 A 酶催化具 有咼效性 实验组:2 mL

23、 3%HO2+1 mL过氧化氢酶 保温5 min 对照组:2 mL 3% H2Q+I mL蒸馏水 保温5 min B 酶催化具 有专性 实验组:2 mL 3%可溶性淀粉+1 mL新鲜唾液 保 温5 min本尼迪特试剂检验 对照组:2 mL 3%蔗糖溶液+1 mL新鲜唾液 保温 5 min本尼迪特试剂检验 C 探究酶作 用的适宜 温度 5 mL 3%可溶性淀粉+2 mL新鲜唾液+碘液 每隔 5 min将溶液温度升高10 C ,观察溶液颜色变化 D pH影响酶 的催化活性 向三支试管中依次各加入:2 mL 3%可溶性淀粉、 1 mL不同pH缓冲液和1 mL新鲜唾液,在适宜温 度下保温5 min,本

24、尼迪特试剂检验 解析:证明酶的高效性需要与无机催化剂进行比较；证明酶具有专 性，自变量可以是底物种类，也可以是酶的种类,B项自变量为底物种 类不同,设计方法可行；C项应设计许多组装置控制在不同温度下进行 实验；探究pH对酶活性的影响应加入的是不同 pH的溶液,而不是缓 冲液。 考向3验证性实验的分析 【例3】 如图为人和高等动物体内甲状腺激素的分级调节示意图，据图回答下 列问题： (1) 切除成年动物的甲状腺，其体内激素含量高于正常个体的激素是_ (填图中字母)。 (2) 甲状腺机能亢进患者激素 分泌过多(填图中字母)。 (3) 人体的生长激素是由图中器官 (填字母)分泌的。某生物 兴趣小组的

25、同学设计实验，对“过量使用生长激素可降低胰岛B细胞 的敏感度”进行验证。实验材料及用具：健康小鼠若干只、生长激素 溶液、葡萄糖溶液、生理盐水、血糖含量检测仪、注射器等。 实验的自变量是 ,检测指标 实验前应给实验组和对照组小鼠饲喂等量且大量的 O 为了进一步证实生长激素确实是通过降低胰岛B细胞的敏感度，导 致胰岛素分泌不足引起的高血糖，在上述实验中还需对实验组小鼠注 射,并检测其血糖含量变化。 解析：(1)切除甲状腺后，甲状腺激素含量减少，通过反馈调节使垂体 和下丘脑释放相应的激素(激素a、c)增加。 (2) 甲状腺机能亢进患者甲状腺激素(激素b)分泌过多。 (3) 人体的垂体(器官A)分泌生

26、长激素，据题意实验的自变量是生长激 素的含量,检测指标是血糖的含量；实验前应给小鼠饲喂等量且大量 的葡萄糖溶液，为了证实胰岛素分泌不足引起的高血糖，在上述实验 中还需对实验小鼠注射胰岛素，并检测其血糖含量变化。 答案:(1)a、c (2)b (3)A 生长激素的含量血糖含量葡萄糖溶液 适量(一定量的)的胰岛素 【热点变式】 有机物X具有毒性,可诱发染色体断裂。现提供下列材 料用具,验证肝脏小块对有机物X具有解毒作用。 (1) 材料用具：新鲜的肝脏小块，外周血淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植 物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)；显微镜,载玻片,盖玻片，玻璃皿，滴管； 吉姆萨染液(使染色体着色),有机物X溶

27、液等。 (2) 实验过程： 在淋巴细胞培养液中加入植物凝集素培养淋巴细胞，取4等份， 备用 利用甲、乙、丙、丁 4组装置，按下表步骤操作(“”表示已完成 的步骤)。 甲 乙 丙 丁 步骤：加入肝脏培养液 V V V V 步骤二:加入有机物X溶液 V V 步骤三:放置肝脏小块 V 上表中还需进行的操作是 。 培养一段时间后，取4组装置中的等量培养液，分别添加到4份备用 的淋巴细胞培养液中继续培养。 一段时间后取4组淋巴细胞分别进行 ,并制成装片，在显 微镜下选择期的细胞观察,并对比 分析。 (3) 预期结果与结论： ,说明肝脏小块对有机物 X有解毒作用。 解析：(2)为了排除是肝脏培养液或是肝脏

28、小块对实验的影响 ，应向 乙(或丁)组装置中放置肝脏小块。先染色并制成装片后，在显微镜 下观察有丝分裂中期细胞的染色体形态和数量，并对比分析。 因为 有机物X对淋巴细胞的毒害作用，当出现丙异常，甲、乙、丁正常时， 说明对细胞的毒害是由物质 X引起的，同时加入肝脏小块和X时，细胞 正常,说明肝脏小块对有机物X有解毒作用。 答案：(2)向乙(或丁)组装置中放置肝脏小块 染色有丝分裂中染色体形态和数量 丙组淋巴细胞出现异常，而甲、乙、丁组的淋巴细胞正常 考向4实验步骤的补充和完善 【例4】(2016 浙江4月选考)为研究某生物制剂(W)具有促进细菌 B增殖的作用，请根据以下提供的实验材料，以细胞数变

29、化为检测指标 提出实验思路，并预测实验结果。 实验材料：培养瓶若干个、液体培养基、生物制剂(W)、细菌B、血细 胞计数板、显微镜等 (要求与说明：不考虑加入W后的体积变化等因素；细胞计数的具体操 作过程不作要求；培养过程中不更换培养液；培养液成分变化不利于 细菌B生长不作要求；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，用柱形图表示至少3次的检测 结果)。 (3) 分析与讨论 培养过程中，细菌B的增长方式为 形增长。 为提取细菌B内的酶,对该菌进行破碎时，应将其。 A.置于蒸馏水中B.用纤维素酶水解 C.置于稀盐酸中D.低温研磨 解析：（1）实验目的是研究某

30、生物制剂（W）具有促进细菌B增殖的作用, 并通过细胞数变化进行检测。因此实验时应先获得接种的菌液, 然后 接种于含有W制剂和不含W制剂的培养液中，通过比较两者细菌数目 的多少,确定W制剂的作用。实验过程中注意重复原则、对照原则等， 具体实验思路如下：取细菌B,经稀释后得到菌液，在显微镜下用血 细胞计数板进行计数，并记录。取菌液分别接种于以下两组培养瓶 中,每组若干瓶。甲组:液体培养基，乙组:液体培养基+W将上述两 组样品培养一段时间后 , 分别取上述两组中的培养瓶内的菌液 , 在显 微镜下用血细胞计数板分别进行计数，并记录。每隔一段时间重复 。对实验数据进行分析与处理。（2）绘制的坐标图，横坐

31、标为检测 时间 , 纵坐标为相应时间下细菌数量 , 不同时间下 , 均对两组的数量比 较, 具体图示见答案。 （3） 细菌在培养过程中 , 由于受到培养液中营 养物质的限制等，呈现“ S”形增长。对细菌进行破碎，由于细菌具 有细胞壁（成分为肽聚糖 ,无法通过纤维素酶水解破坏其细胞壁 ）, 因 此需要通过研磨破坏细菌 , 进而获得细菌内的酶。 答案：（1）取细菌B,经稀释后得到菌液，在显微镜下用血细胞计数板 进行计数 , 并记录。 取菌液分别接种于以下两组培养瓶中 , 每组若干瓶。 甲组:液体培养基 乙组: 液体培养基 +W 将上述两组样品培养一段时间后 , 分别取上述两组中的培养瓶内的 菌液, 在显微镜下用血细胞计数板分别进行计数 ,