实验复习专题备考分析与建议

实验复习专题备考分析与建议第1页/共45页实验复习专题备考分析与建议天台中学张卫东第2页/共45页“要迅速到达一个目的地，方向和路线比速度更重要。”这是人们在生活中获得的经验，高考备考同样如此。第3页/共45页

生物高考试题中的实验及实验设计已成为一种稳定的重要题型,每年都作为大题出现。有些还以选择题和实验分析题形式出现有关实验方面的内容，是许多考生的弱点，应引起充分重视。这类题目有一定难度，学生在高考中得分率很低。但是万变不离其宗，要得高分，实验的复习，应该立足于对基本实验方法、实验技能、实验思维的强化和巩固着手，培养学生的实验分析、实验设计等实验能力。第4页/共45页一、浙江省理综考试说明中对生物实验的考查要求二、近五年浙江省理综高考中实验设计题的命题比较及学生答题情况分析三、常见实验设计题的类型及其解题策略四、实验题教学的建议五、可能的命题趋势实验复习专题备考分析与建议第5页/共45页1.能独立完成“生物知识内容表”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。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分析、解释和处理。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、调查、实验、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订。一、浙江省理综考试说明中对生物实验的考查要求第6页/共45页年份题号满分值平均得分难度系数零分率区分度2013年31125.000.41715.6%0.4532012年31124.830.40317.5%0.4472011年31124.140.34531.9%0.8332010年29Ⅱ125.270.43914.3%0.6632009年30Ⅱ125.470.45612.8%0.444二、近五年浙江省理综高考中实验设计题的命题特点及学生失分情况分析（1）零分率高，区分度大（2）开放度高，表达量大1、命题特点第7页/共45页（3）背景新颖，方向多元年份能力要求题干括号内要求2009年设计实验步骤；在坐标中画出实验结果变化曲线（单坐标曲线），并标注注射时间点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作要求2010年设计实验思路；设计一张表格，并将实验预期结果及原因分析填入该表中答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求

2011年写实验目的、预测实验结果及结论、写实验原理（原因分析）答题时用X、CRD、3H-TDR表示相关名词：Y细胞是能增殖的高等动物体细胞

2012年补充实验思路、以曲线示意图的形式预测结果（单坐标曲线）答题时不考虑加入W后的体积变化等误差。提供的细胞均具有分裂能力，只进行原代培养且培养条件适宜

2013年写实验目的、以曲线示意图的形式预测结果（双坐标曲线）、写实验原理（依据）、结果原因分析、补充实验思路（此问具开放性）假手术指手术但不切除甲状腺；耗氧量用单位时间的氧气消耗量表示；实验持续时间合适；实验条件均适宜；在以下坐标系中用耗氧量和体长变化的示意曲线表示

第8页/共45页2、学生答题失分情况分析（1）解题时间不够，审题不仔细，导致草率答题（实验类型判断错误和没按题干括号内要求回答）或

来不及答题（2）实验材料、仪器功能不熟悉（4）实验设计能力差，缺乏方法性知识，主要表现为不会控制变量、对照处理和遵循实验设计的相关原则（3）分析推理能力差，主要表现为不会进行实验原理分析、实验变量分析、因变量检测方法的分析、实验结果分析；分辨不清实验目的与假设、结果与结论的关系（5）文字表述能力差，主要表现为步骤混乱、词不达意、没有落到给分点上、回答不全（6）对结果的处理能力差，解读数据的能力不足，主要表现为不能确切地进行信息转换和建立正确的数学模型第9页/共45页2012年理综第31题答案：（1）①A组：培养液中加入体细胞。

B组：培养液中加入体细胞，加入W。

C组：培养液中加入癌细胞。

D组：培养液中加入癌细胞，加入W。②胰蛋白酶④统计并分析所得数据。（2）第10页/共45页错误类型举例可能的原因实验类型判断最后预测实验结果写成3种可能的情况：①W对体细胞的促进作用强；②W对癌细胞的促进作用强；③W对体细胞和癌细胞的促进作用无明显差异理解题意偏差自变量、因变量和无关变量判断例1①A组：培养液+体细胞②B组：培养液+癌细胞③C组:培养液+胰蛋白酶变量的概念和胰蛋白酶的作用不清楚导致没有正确理解题意例2很多同学在分组中都是先用胰蛋白酶处理体细胞和癌细胞成单个细胞，在培养箱中培养一段时间后再加W制剂，再于显微镜下观察第11页/共45页错误类型举例可能的原因实验条件有很多同学在实验分组中缺少“培养液”，有较多考生在处理中添加了“清水”、“无菌水”、“蒸馏水”等，还有较少一部分考生不添加细胞实际的实验操作训练关键词把“生物制剂W”写成“M”或“X”；把“胰蛋白酶”写成“胰蛋酶”或“酶蛋白酶”或“胰蛋白酸”或“胰蛋白质”等。粗心、随意第12页/共45页错误类型举例可能的原因图与数据柱状图审题不清观察变量很多同学不是以随着时间变化不同细胞数目发生变化作为观察指标，而是以不同组的细胞数目不同作为观察指标实验素养曲线趋势不能正确表达细胞培养各个时期的曲线变化，不同组的曲线在同一个坐标系中的位置实验训练第13页/共45页2013年理综第31题答案：（1）探究甲状腺激素对小鼠新陈代谢和生长发育（或耗氧量和体长）的影响。体长天数耗氧量ABCDA甲组耗氧量B乙组耗氧量C甲组体长D乙组体长（2）（3）①甲状腺激素促进新陈代谢（代谢、呼吸作用、呼吸、物质氧化分解、物质代谢或能量代谢），此过程要消耗氧/甲状腺激素缺乏；新陈代谢（呼吸作用、呼吸、物质氧化分解、代谢、物质代谢或能量代谢）下降，氧耗下降②甲状腺激素缺乏，小鼠生长发育停滞③切除甲状腺并给予甲状腺激素/不切除甲状腺给予甲状腺激素/不切甲状腺，给予甲状腺激素拮抗剂/给予甲状腺激素典型错误第14页/共45页三、常见实验设计题的类型及其解题技巧1、实验全程设计题型2、实验补充完善题型3、实验评价改错题型4、实验分析、数据处理题型（一）常见实验设计题的类型第15页/共45页（二）解题策略1、领悟并熟练运用相关的科学研究的方法——假设演绎法第16页/共45页2、把好审题关（1）领会题干信息，明确实验目的2011年理综31题实验目的：探究某物质（X）对Y细胞增殖的影响（探究性实验）2013年理综31题实验目的：研究甲状腺（激素）对小鼠新陈代谢和生长发育（耗氧量和体长）的影响（验证性实验）2009年理综30题II实验目的：验证甲药物能使正常成年实验兔血压升高而患高血压病，乙药物可使高血压症状缓解（验证性实验）2010年理综29题Ⅱ实验目的：研究不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态变化的影响（验证性实验）2012年理综31题实验目的：验证生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用（验证性实验）模式1：关于自变量对实验对象（实验材料）+因变量的实验性质的动词

模式2：实验性质的动词+自变量对实验对象（实验材料）+因变量的影响（若为验证性实验，就写明正影响或负影响)模式3：探究C由A还是B引起？模式4：探究C是否由A引起？第17页/共45页（2）联系原理①实验原理是实验设计的依据，实验基本原理是设计性实验的基础，要研究实验，只有明确实验的原理，才能真正掌握实验的关键、操作的要点，进而进行实验的设计、改造和创新。可来源于题干信息、考试说明中17个实验的原理、课本内容中的概念性或结论性语句、其他经科学家论证过的事实。②实验原理的表述的内容:实验设计的整体思路，即通过…达到…的目的；还包括实验现象与结果出现的原因以及重要实验步骤设计的根据等。一般应包括以下内容：自变量作用的科学依据及如何引起因变量的变化（自变量作用原理）因变量如何检测的原理（因变量检测原理）第18页/共45页2011年理综31题(3)

实验中采用3H-TDR的原因是：：3H-TDR是DNA合成的原料之一，可根据CRD变化判断细胞增殖情况2013年理综31题（3）①用耗氧量作为检测指标的依据是甲状腺激素促进新陈代谢，此过程要消耗氧2005年全国卷Ⅰ第30题：为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。实验原理：胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。

此题实验原理完整的表述：甲状腺能分泌甲状腺激素，甲状腺激素能促进小鼠的新陈代谢，此过程要消耗氧，甲状腺激素也能促进小鼠的生长发育使身体长大，这些可以通过测定小鼠的耗氧量和体长来判断。第19页/共45页（3）作出假设（探究性实验）：假设的内容不一定是正确的，但必须具体化，也不是胡乱假设，应不违背已知事实和理论。2011年理综31题可以作这样的假设：某物质（X）对Y细胞增殖有促进作用或X对Y细胞增殖有抑制作用或X对Y细胞增殖无影响若写成X对Y细胞增殖有影响。就不具体应依照问题而出，是对问题的回答第20页/共45页（4）进行变量分析，确定因变量的观测指标可根据题干信息、实验目的、材料用具来进行分析和确定①自变量与因变量：自变量是实验中由实验者操纵的因素或条件，是作用于实验对象的刺激变量，是可操作的。因变量是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，因变量是研究是否成功的证据，是可通过一定的指标观测的。自变量与因变量关系：自变量是原因，因变量是结果，即具因果关系。因变量与因变量的观测指标的关系：后者不是因变量本身，而是因变量具体表现，可以用来衡量因变量，可采用观察或用一定的仪器、一定的装置来获得。如动物新陈代谢强度与单位时间的耗氧量；动物的生长发育与体长。植物表观光合速率与单位时间单位叶面积的CO2吸收量。第21页/共45页②无关变量与额外变量：无关变量（控制变量）是指实验中除自变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。即是指与研究目的无关，但却影响研究结果的变量.，实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的真实性无法得到认定。由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。因变量的观测指标：理化指标：颜色变化、温度和PH变化、气体体积或压强的变化、反应速度（率）、反应时间、沉淀生成、气味变化、气泡的产生等。生物指标：形态结构和生理状况的变化、生长发育的状况、存活状态等。第22页/共45页3、明确实验设计应遵循的实验原则(1)

对照原则：该原则既可排除无关变量的干扰，又可增强实验结果的可信度和说服力。实验组是接受自变量处理的对象组，对照组(控制组)是不接受自变量处理的对象组。

对照组起到一种衬托作用、实际上它就相当于物理学中参照物的作用，既然作为衬托作用的对照组其实验过程、结果、现象对实验者已经有感性上或理论上的认识，也就说在未真正做实验之前，实验者对对照组的结果已经知道。如果发现真正做实验之后对照组的实验结果与其之前的结果是不相符合的，说明此实验操作过程有误，宣布实验已失败，必须重做；如果在实验设计中所有的对象组的结果实验者都不清楚，既此所有的对象组为相互对照实验，我们可以根据这来判断实验组和对照组。第23页/共45页①

空白对照：对照组为不作任何处理的对象组。这里的不作处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的影响。如蒸馏水、生理盐水、某种用于配制的溶剂等。②自身对照：实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。常用的对照类型有以下几种：第24页/共45页③条件对照：给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素，以突出实验实施的处理因素与实验所研究因素的差异，从一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。如在“动物激素饲喂小动物”的实验中，甲组为实验组（饲喂甲状腺激素），乙组为条件对照（饲喂甲状腺激素抑制剂）④相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。若自变量是温度、pH等理化性质，本身不存在空白对照，各实验组相互对照。若研究自变量作用效果是促进还是抑制，必须与空白对照组比较才能确定。若研究某物质的浓度对因变量的影响情况，必须与空白对照组比较才能确定。第25页/共45页单组实验法：对一组（或一个）对象，既用A法，又用B法，顺序随机或轮流循环，这是生物实验常用的方法。由于对象同一，无关变量影响也就被平衡和抵消了。

等组实验法：将状况相同的对象，分成两组或多组，一组用A法，另一组用B法，这也是生物实验常用的方法，能对无关变量的影响起到了平衡和消除的作用。

轮组实验法：对两组以上的对象，循环进行两个或两个以上的实验处理，如甲组A法，B法，乙组B法，A法等，这样就有效地平衡和抵消无关变量的影响。自然，操作起来要麻烦一些。例如，植物向光性实验，可随机取两株（组）生长状况并不相等的玉米幼苗，作如下实验处理：

甲组：玉米幼苗，A先用不透光处理，B后用单侧光处理

乙组：玉米幼苗，C先用单侧光处理，D后用不透光处理

实验结果，则是A+D（不透光）和B+C（单侧光）的比较，这就是轮组实验法。这种实验处理的匹配，对平衡和消除无关变量和额外变量更有说服力。实验方法第26页/共45页（2）单因子变量原则无关变量具有可控性，学会运用生长发育状况相似、随机均分、相同且适宜、适当的相同时间等词语。（3）等量原则学会运用适量且等量实验中要尽可能避免无关变量的干扰。对照实验设置的正确与否，一个重要的方面是看是否遵循单一变量原则，具体来说有如下四个方面：①所用生物材料要相同，②所用实验器具要相同，③所用实验试剂要相同，④所用处理方法要相同。（4）平行重复原则目的是排除偶然性（实验材料数量、实验次数）第27页/共45页4、理清材料用具的用途和答题要求确定对照方法，设计实验步骤①材料的预先处理（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）②实验的前测（如自身对照生理实验中需要对实验前的材料进行生理指标的测量等）③对相同的实验器材（或实验材料）分组编号④对照处理（实施因变量，控制无关变量）⑤观测并记录因变量的观测指标第28页/共45页回归检验

1.检查实验原理、原则：检查是否遵循实验原理；检查是否遵循实验设计的原则，如有无对照实验，看实验是否遵循单一变量原则。2.检查文字表述：有没有科学性错误、是否违背实验原理、语言文字表达是否应用专业术语，一定要避免方言、俗语在答案中出现。第29页/共45页3.检查实验器材：是否“物尽其用”，一般情况下，题目所给的器材都有用，除特殊说明外不允许额外添加实验器材，如有的同学一时疏忽把生理盐水换成了蒸馏水，这样就额外为实验添加了材料，不符合实验要求。4.检查实验结果是否合理：一般情况下实验结果要符合实验原理，验证性实验一般只有一种结论，而探究性实验可能有多种结论，都需要与实验目的相对应。第30页/共45页5、预期结果并得出结论注重以图表形式进行建模的数据处理方式表格的设计表格通常包括：标题（表格名称）、表头、列标、行标、数据格。如图5所示，①②③合称为表头，⑤⑥分别为列标和行标，④为数据格。其中，①是⑤区域的内容，通常表示实验组别或实验自变量的具体体现，②是④区域的内容，表示因变量测试指标的名称。③是⑥的内容，通常表示对每个实验组内测量的次数，或为同一实验组内的不同个体，或为测量时间等。④为②的具体化，为实验测量的具体数据。⑤为①的具体化，如A组、B组；1000mg/L、100mg/L、10mg/L等。⑥为③的具体化，如第一次的测量、第二次的测量；10min后、20min后、30min后等。④⑥⑤①②③第31页/共45页

特别需要引起注意的是对于需要测出具体数据的实验表格，行标最后一行的内容应为“平均值”，如表所示。④平均值⑥①②③⑤第32页/共45页生物学实验表格设计一般分为如下几步。（1）确定表格标题。表格标题通常包括三个要素：自变量、实验对象、因变量，其表示方式为“自变量对实验对象因变量的影响记录表”。（2）确定表格表头。填写行标和列标，确定了相关变量后，把自变量具体体现或“组别”填写在表中的①；之后，根据题目确定表格列标。（3）弄清测量指标，完善表格表头。因变量的测量指标往往在实验步骤的最后一步有所提示，有的题目则需要从题干中自己加以提炼。（4）确定实验类型，填写预期结果。若为验证性实验，那么预期结果是唯一性的，并且与实验目的是一致的，只需在表中④对应的单元格填入一种情况即可。若为探究性实验，那么预期结果不是唯一的，需要在表中④对应的单元格填入多种情况。需要注意的是，预期结果并不是所有实验表格的设计都要求填写的。第33页/共45页2012年广东卷第29题（2）

兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02-0.06mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0-8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的酶活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。请拟定该课题名称，设计实验结果记录表。（2）课题：探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适PH0.060.050.040.030.02酶保护剂的浓度8.07.87.67.47.27.06.86.66.46.26.0

提取液的pH底物的减少量（或产物的产生量）酶保护剂浓度（mol/L)探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适PH的实验结果记录表第34页/共45页2010年理综29题Ⅱ（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。不同浓度NaCl溶液对兔红细胞形态的影响NaCl溶液的浓度红细胞形态的变化原因分析低于一定浓度的NaCl溶液体积变大甚至胀破红细胞吸水一定浓度的NaCl溶液形态未变进出红细胞的水分子数相等高于一定浓度的NaCl溶液皱缩红细胞失水第35页/共45页坐标曲线图的设计（1）在绘制曲线图时，首先确定变量，一般用横坐标代表自变量，纵坐标代表因变量，在纵横坐标的相应位置标出变量的名称与单位。（2）确定要点，在相应位置描出曲线的起点、终点、转折点等相关要点。（3）确定曲线的变化趋势。一般根据题干中所给的信息，确定曲线的变化是上升或下降，还特别要与图中所给出的曲线进行对比。（4）连曲线。依据具体情况或题中要求，用折线或是圆滑线条把相应的要点连接起来，得到所需的曲线。（5）标名称。包括两方面，一是在横坐标下面标出该曲线的名称，而是如果坐标上2条或2条以上的曲线，要在各条曲线的对应位置上标出相应的名称。（6）总审查。曲线完成后，要全面检查一次，观察该图是否都具备了上述的几种信息，漏的及时补上，再观察曲线是否符合实际，是否美观大方。第36页/共45页2013年浙江理综第31题（2）预测实验结果（在以下坐标系中用耗氧量和体长变化的示意曲线表示）体长天数耗氧量：体长天数耗氧量体长天数耗氧量ABCDA甲组耗氧量B乙组耗氧量C甲组体长D乙组体长2012年浙江理综第31题（2）预测实验结果（用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示）：2009年理综30题II（2）在下面的坐标中画出实验过程中该组兔的血压变化示意曲线，并标注注射药物的时间点。第37页/共45页坐标柱形图的设计

柱形图又称直方图，是建立在数据表格的基础上，把信息进一步转化，使数据更为直观化的一种图形。用柱状图可以将看似杂乱无章的资料，解析出规则性，比较直观地表示出自变量随因变量变化的结果。绘制柱状图的步骤是：（1）先将数据进行表格处理，在数字表格的基础上将信息进一步转化为柱状图（2）绘出柱状图所代表的量的大小，注明纵轴、横轴的含义、纵坐标上要标出比例；（3）柱形图绘完之后，其下对应位置标明各柱形图的含义第38页/共45页2013年江苏第33题（3）研究小组利用上述条件设计实验，证明了0.2µmol/L硫酸甲酯吩嗪（PMS）和1mol/LNaHSO3效应相同，两者共同处理既不存在累加效应，也无抑制效应。请在答题卡的指定位置用要柱形图绘制出实验结果（实验光照强度为1000µmol•m-2•s-1）。2013年上海卷针对假设需要对原始数据进行统计处理。本实验记录的捕食量，需要计算平均值＿，依据处理后的数据画柱状图。第39页/共45页实验方案的评价、修正型试题全面思考：第一步：分析实验原理及方法是否正确。第二步：分析取材是否正确。第三步：分析药品与试剂的使用是否合理。第四步：步骤及操作分析，主要有以下情况：①是否漏做（前处理、前测）或顺序颠倒某个实验步骤。②操作方法是否错误。③有没有设置对照，如果有看对照设计是否合理④实验是否遵循了单一变量原则、等量原则等原则。⑤实验是否具有偶然性。⑥有无更为简单的实验方案。⑦是否采取正确的方法进行实验结果的检测和记录