第三讲 实验设计题的解题策略

专题八

实验与探究第三讲

实验设计题的解题策略考前分析基本策略限时训练第三讲

实验设计题的解题策略考前分析

生物学实验在提供认知材料、情景的基础上，对激发学生的学习兴趣、培养学生的探究能力和创新能力具有重要的意义。故生物学科中实验设计能力、动手操作能力是高考的考查重点。然而实验设计类考题学生们普遍得分率较低，大部分高中生的生物学实验探究和科学思维能力较弱。近3年湖南卷非选择题中实验设计类考查内容如下表所示：年份题号考查内容2021年激素调节

实验结果预测及分析纤维素分解菌提取

实验思路单克隆抗体

实验思路2022年体温调节平衡

完善实验方案及结论设计杂交

实验方案及结论种间关系

实验结果分析微生物培养

实验思路蛋白质工程

实验思路2023年原因分析实验现象、原因和结论实验方法运用原因分析、实验材料选择第三讲

实验设计题的解题策略基本策略生物实验探究的常见题型一、实验探究题解题的核心——变量的确定寻找自变量和因变量的一般办法（1）根据实验目的寻找：如：为了探究温度对酶活性的影响如：为了探究红枣多糖对血糖的影响如：为了验证氮元素是可以被植物利用的元素（2）根据曲线或柱形图的横坐标（自变量）和纵坐标（因变量）的含义寻找：

用不同浓度的生长素溶液处理切段的结果（3）根据表格的横轴和纵轴的含义寻找：（4）根据题干中提供的信息寻找：

二、实验设计题常见的命题呈现方式及提分策略1.写实验思路或步骤例2

（2022湖南T22节选）水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

。

【实验思路】取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物（如家兔）血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间。

【小结】对照类型（1）空白对照：指不经过任何实验处理的对照组，对照常表现为“有和无”。（2）相互对照：指几个实验组的相互对比对照，在等组实验法中，大都运用相互对照。相互对照没有对照组。（3）自身对照：将实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。是实验处理前、后的对照，处理前的为对照组，处理后的为实验组。（4）条件对照：指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说，这种处理不是实验假设所给定的自变量（实验变量）。2.实验分析题——对实验图形、表格数据的分析例4

（2021湖南T19节选）生长激素对软骨细胞生长有促进作用，调节过程如下图所示。

组别ABCD培养液中添加物质无正常小鼠去垂体后的血清？实验结果预测及分析：①与A组比较，在B、C和D组中，软骨细胞生长无明显变化的是_______组。B、D

3.实验评价题——方案的优劣评价、方案的纠错、步骤的完善对照原则——增强可信度单一变量原则——实验原理、实验材料、实验过程、实验现象、实验结果的处理均需具有科学性、逻辑性平行重复原则——控制某种因素的变化幅度，在同样的条件下重复实验

简便性原则——简单方便，避免不必要的浪费实验设计的原则例5

（2021湖南适应性考试T17节选）暴饮暴食、过量饮酒和高盐饮食都不利于健康。人体从食物中摄取各种营养物质后会发生一系列的调节过程，结合所学知识回答以下问题：研究发现，乙醇会抑制抗利尿激素的释放，据此推测人体过量饮酒后尿量会______（填“增加”“减少”或“不变”），为验证乙醇是通过抑制抗利尿激素的释放来影响尿量，研究小组将若干实验大鼠随机均分成两组，甲组大鼠灌胃适量乙醇溶液，乙组大鼠灌胃等量蒸馏水，半小时后检测并比较两组大鼠的尿量差异，请评价该实验方案是否合理并说明理由：_____________________________________________________________________________________________。增加

不合理，半小时后检测并比较两组大鼠的尿量差异的同时，还要检测并比较两组大鼠抗利尿激素的含量【解析】抗利尿激素的作用是促进肾小管、集合管细胞对水的重吸收，使尿量减少，而乙醇会抑制抗利尿激素的释放，据此推测人体过量饮酒后尿量会增加。实验为验证乙醇是通过抑制抗利尿激素的释放来影响尿量，因此半小时后检测并比较两组大鼠的尿量差异的同时，还要检测并比较两组大鼠抗利尿激素的含量，故该实验不合理。三、遗传学中的实验探究

能

四、非选择题中实验作答提分要点及注意事项

在高三的复习过程中，培养学生书写合理的实验思路或者步骤时应当注意选题，要以问题情境为载体，加强对基本概念、原理、思想方法的引导；也要注意不同知识内容间的联系，考查学生综合运用知识和能力的水平，培养其创造性运用知识去解决问题的创新思维和意识。另外，做题时，一定要明确以下几点：1.分组编号，均等处理，配置无关变量；2.抓核心，寻关键词，找准自变量；3.观现象、测结果，明确因变量。第三讲

实验设计题的解题策略限时训练

试管100倍稀释唾液斐林试剂实验结果132232331243125312631273128312回答下列问题：（1）淀粉酶具有催化作用的机理是__________________________________。酶的专一性是指____________________________________。酶除具有专一性外，还具有的特性是________________________。降低化学反应（淀粉水解）的活化能每一种酶只能催化一种或一类化学反应高效性、作用条件较温和【解析】淀粉酶具有催化作用的机理是降低化学反应（淀粉水解）的活化能。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。酶除具有专一性外，还具有的特性是高效性、作用条件较温和。（2）本实验的试管7和8出现不同显色反应的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。

（3）试管3和试管6的实验结果说明：____________________________________________________。根据这两组实验的结果不能达到实验目的，而上述实验中，能达到实验目的的对照实验组合是____________________________________（答出一种组合即可）。

酵母提取液中含有蔗糖酶和淀粉酶，且蔗糖酶的含量较多试管1、2、5、8（或试管1、2、4、7）

图1图2

大于

光照强度

基本不变

A

光合色素含量、酶的活性、酶的含量

（6）实际上，图2的实验设计在严谨性上存在一处明显的问题，请找出并改进。存在问题：________________________________________________。改进措施：_______________________________________________________________________________________________________________________。实验结果观察各组第一片圆形小叶片上浮所需的时间

观察并记录各组所有圆形小叶片上浮所需的时间，并求取各组的平均值（或观察并记录同一时间段内各组中圆形小叶片浮起的数量）

（1）两对相对性状中，显性性状分别是____________。红花、无刺

二、四

独立遗传

电泳结果都出现条带3有的只出现条带4

4.为研究处于不同焦虑状态的个体在相同压力下“努力动机”（愿意付出努力的意愿）的变化，进行了下图所示的实验。研究者首先将大鼠按照焦虑状态，分为低焦虑大鼠和高焦虑大鼠两类，随后给予大鼠刺激，使其处于相同的压力状态，并将其放入操作式条件反射箱中，如图（a）所示，在该箱中动物必须通过自己完成某种操作，才能获得奖励，大鼠获得奖励的次数越多，表示大鼠的努力动机越强，实验结果如图（b）所示。（a）（b）（1）图（b）所示实验结果说明___________________________________________________________________________________________。

与正常状态相比，相同压力状态下，低焦虑大鼠的努力动机会提高，而高焦虑大鼠的努力动机会下降【解析】从图（b）中可以看出低焦虑大鼠在压力状态下获得奖励的次数增加，而高焦虑大鼠在压力状态下获得奖励的次数减少，而获得奖励的次数越多，表示大鼠的努力动机越强，因此实验结果可以说明低焦虑大鼠在压力状态下努力动机会提高，而高焦虑大鼠在压力状态下努力动机会下降。

组号大鼠类型处理检测指标1①③④2低焦虑大鼠3高焦虑大鼠4②Ⅰ：①____________；②____________；③______________________________；④____________________________________________。Ⅱ：若观察到________________________________________________________________________，则可以证明假设是正确的。低焦虑大鼠高焦虑大鼠

统计大鼠在操作式条件反射箱中获得奖励的次数

第2组大鼠获得奖励的次数高于第1组大鼠，第3组大鼠获得奖励的次数高于第4组

（3）若人类在压力状态下努力动机的变化与大鼠相似，那么这项研究给我们的学习和生活的启示是_____________________________________________________________________________________。

在学习和生活中要保持低焦虑的状态，这样在压力下会有更加强烈的努力意愿，不会轻易放弃【解析】从题中实验可以分析出压力状态下，低焦虑大鼠的努力动机增加，高焦虑大鼠的努力动机降低，因此在学习和生活中也应该调整焦虑状态，这样在压力下能够更加努力，而不是选择放弃。

温度/

∘C

201.21.83.04.07.813.220.319.4251.22.03.85.88.919.51