高考一轮复习：变量分析法在实验设计题中的精准突破

变量分析法在实验设计题中的精准突破近年的生物学高考中，对实验与探究能力的考查主要涉及实验思路、预期结果和结论得出等维度，能够真实反映出学生分析问题和解决问题能力所达到的水平。1．变量分析法

实验中的变量是指可被操纵的特定因素或条件，主要包括自变量、因变量和无关变量三种。自变量也称实验变量，是指实验中实验者所操纵的因素或条件。因变量也称反应变量，指实验中由实验变量所引起的变化结果。通常自变量是原因，因变量是结果，两者之间具有必然的因果关系。无关变量是指除自变量外，实验过程中可能还会存在的一些对实验结果造成影响的因素。在解答实验设计题时，运用变量分析法往往可以快而准地解题。

2．用变量分析法精准突破实验设计题2

.

1

基于限定条件的精准突破例1、将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，

该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸

(ABA

)含量增高，叶片气孔开度减小，有研究表明:干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。请以该种植物的ABA

缺失突变体(不能合成ABA

)植株为材料，

设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路和预期结果。解题思路:从要验证的结论“干旱条件下气孔开

度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA

引起的”

可看出，该题既要验证气孔开度减小不是缺水引起的，又要验证是由ABA

引起的。因此，实验的自变量有缺水和ABA

;因变量为植株气孔开度。同时，题干中提示“请以该种植物的ABA

缺失突变体(不能合成

ABA

)植株为材料”。所以，实验设计中不能涉及正常

植株作为对照。基于上述分析，可将实验设计为两组对照实验，见表1。依据上述分析，在解答本题时，首先基于题干要求的实验材料这个限定条件，选对实验材料,然后再根据所要验证的结论准确确定自变量、认清因变量的观测，从而实现解题的精准突破。教材原型是人教版高中生物必修1的36页中技能训练“设计实验，证明某一种或某几种无机盐是这种植物生长发育所必需的”。实验的设计思路是先将植物置于缺某种无机盐的完全培养液，出现某种症状后，再加入该种无机盐，相应症状消失，则可确定该无机盐是这种植株生长发育所必需的。2.2基于变量分析的精准突破例2、氮元素是植物生长的必需元素，合理施用氮肥可提高农作物的产量。农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（NH4+）和硝态氮（NO3-）。己知作物甲对同一种营养液（以硝酸铵为唯一氮源）中NH4+和NO3-的吸收具有偏好性(NH4+和NO3-同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路、预期结果和结论。解题思路:依据作物甲对硝酸铵中NH4+和NO3-的吸收具有偏好性，可作出判断，本实验的目的是验证作物甲对哪一种离子的吸收具有偏好性。因此，可确定自变量是作物甲对哪一种离子的吸收具有偏好性，进而可推导出因变量为培养液中NH4+和NO3-的剩余量。通过比较NH4+和NO3-的剩余量，而得出作物甲NH4+和NO3-的吸收具有偏好性。教材原型为人教版高中生物必修1中资料分析—物质跨膜运输特点。用相同培养液培养番茄和水稻，一段时间后，培养液中Ca2+和Mg2+为什么会增高？从变量分析法角度分析，自变量是植物的种类，因变量是植物对矿质离子的吸收情况，通过检测培养液中离子浓度来衡量。2.3抓住自变量的精准突破例3、根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出（1)实验思路：（2)预期实验结果及结论即可。（要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组）解题思路：依据题干信息“放射性同位素标记”“假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换”，即可确定甲、乙两组的自变量为放射性同位素标记的异性碱基（一组标记胸腺嘧啶，一组标记尿嘧啶）。再根据“体外培养的宿主细胞”，并联系教材T2噬菌体侵染大肠杆菌的相关知识，可确定因变量的观测指标为子代病毒的放射性情况。教材原型为人教版高中生物必修2中噬菌体侵染细菌的实验。先分别用35S标记噬菌体的蛋白质，用32P标记DNA，然后与细菌混合培养，最后检测上清液和沉淀物中的放射性强度。通过上述分析，可以看出高考生物学试题对探究实验的考查是多角