高中生物实验设计宝典

高中生物实验设计宝典

一、专题内容范畴3

二、考试大纲考查要求和命题角度3

（-）考查要求3

（二）命题角度4

三、生物实验的理论和方法4

（一）生物实验程序5

（二）生物实验的差不多步骤5

（三）生物实验的变量、原则6

（四）生物实验设计的方案内容13

（五）生物实验的方法技术、试剂、器材14

四、生物实验的差不多题型分析18

1.差不多操作型实验题19

2.实验材料的选用型实验题19

3.实验原理的懂得和应用型实验题19

4.实验结果的推断和处理型实验题19

5.经典实验信息解读型实验题20

6.探究型实验设计题20

7.开放型实验设计题21

8.验证性实验设计题21

五、实验题解题的差不多思路22

1.了解题目要求22

2.明确实验的目的和原理22

3.确定实验思路23

4.科学设计实验步骤23

5.记录分析实验方法和步骤、现象和数据23

6.分析得出结论24

7.注意事项及补救措施24

六、提升生物实验设计水平的几点见解24

1.把握书本知识是提升能力的基础24

2.深刻领会教材有关实验的本质与特点是提升实验设计能力的前提24

3.学会对已知实验进行变换与转化设计是提升实验设计能力的有效手段

24

4.模拟教材经典实验进行重复性实验设计25

七、生物实验设计题型题例分析25

1.设计实验步骤的解题策略与评判25

1.1补充步骤型实验设计25

1.2开放型实验步骤设计29

1.3探究型实验步骤设计30

1.4验证型实验步骤设计31

2.设计实验方案的解题策略与评判33

2.1开放型实验方案设计33

2.2差不多操作流程方案设计35

23评判型实验方案设计37

2.4探究型实验方案设计38

3.纠错和改进实验设计的解题策略和评判39

3.1方法的纠错和改进39

3.2操纵条件的纠错和改进40

3.3实验程序的纠错和改进43

3.4实验方案的纠错和改进44

4.开放型实验设计的解题策略与评判46

4.1方法开放型46

4.2条件开放型49

4.3结论开放型50

4.4综合开放型51

5.关于实验装置实验题的解题策略与评判52

5.1实验装置的改进52

5.2实验装置的连接54

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5.8图文转换型实验设计题63

一、专题内容范畴

1.必修及选修教材实验；实习；研究性课题。

2.实验设计差不多理论及题型题例剖析。

二、考试大纲考查要求和命题角度

(-)考查要求

2006年《考试大纲》对实验提出了以下要求：

1.独立完成实验的能力：包括懂得实验原理、实验目的及要求，了

解材料、用具，把握实验方法步骤，会操纵实验条件和使用实验仪器，会

处理实验安全咨询题，会观看、分析和讲明实验中产生的现象、数据，并

得出合理的实验结论。

2.能按照要求灵活运用所学的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简

单的实验方案并处理有关的实验咨询题，对实验能力的考查提出了具体要

求。

3.对实验考查要求要紧有两方面变化：一是关于能力要求”分析综

合能力”中增加了定量描述自然科学的现象和规律，用简单的图表和数据

描述生命活动的特点等方面；这一要求体现在生物命题上可能是绘制坐标

曲线图、设计图表归纳等方式，不可能是生物形状图，如果是形状图，不

可能进行定量描述；二是考试范畴与去年不同，去年分五块体现的，今年

则是分必修、选修及实验、实习与研究性课题三块体现的，从这一变化我

们能够看出，今后高考将专门重视实验、实习与研究性课题的考查。

（二）命题角度

综观多年高考实验题目，命题角度要紧有如下几个方面的特点：

1.以实验，专门是经典实验、新技术的各项实验为背景，重点考查

学生的基础知识、差不多理论及运用已有知识在新情境下解决有关咨询题

的能力。如2002年全国理综试题中“验证镁是植物生活的必要条件”的错

误实验分析和正确的实验设计。

2.以教材所列实验内容为命题材料，考查学生对实验技术的把握，

对实验原理、实验程序等内容的分析、归纳和总结，重点考查学生的具体

实验水平、实验洞悉与分析推导能力，运用恰当的语言对实验结果作出科

学描述和讲明的能力。

3.以给出材料为基础，按照现有条件，设计实验程序、推测实验结

果，并对实验结果进行合理的分析和讲明，以考查考生使用恰当的方法验

证简单的生物学事实，并对结果进行讲明和分析的能力等。如2001年全国

理综合测试中“设计实验证明生长素在植物体只能从形状学上端向下端运

输”，再如2003年理科综合能力测试（新课程卷）中“验证脊神经背根、腹根

的传导功能”等，该类试题能较好地反映考生的综合素养（如自学能力、收

集处理信息的能力、语言表达能力、知识迁移能力与创新能力、实验研究

的方法和能力、逻辑思维的条理性与严密性等），已成为当前命题的热点。

4.今后的高考实验命题将有可能在以下两个方面有所突破：一是增加题

目的开放性，要紧是实验题目、材料、方法和步骤等部分环节的开放，而

不是完全开放。二是给出有关的实验数据，让学生对实验结果进行处理，

包括分析、描述、表达等，以体现《考试大纲》中“用简单的图表和数据

描述生命活动的特点”能力要求。

三、生物实验的理论和方法

生物学作为一门以实验为基础的自然科学，实验是猎取生物学知

识的重要手段，是科学研究过程的重要环节，从孟德尔对遗传定律的研究

中便不难发觉实验的重要性，同时可从中了解科学研究的差不多过程。

(-)生物实验程序

生物科学实验的一样程序为：

观看并提出咨询题一提出假讲一设计并完成实验一分析数据，得出结

论。

1.观看，提出咨询题

在观看基础上提出有意义的值得探讨的咨询题。

2.提出假讲

假讲也称假设或推测，指用来讲明某种现象但未经证实的论题，

也确实是对所提出的咨询题所做出的参考答案。假讲一样分为两个步骤：

第一步，提出假讲，即依据发觉的事实材料或已知科学原理，通

过制造性的思维，提出初步假定。

第二步，作出推测推断，依据提出的假讲，进行推理得出假定性

结论。

如：孟德尔“对分离现象讲明的验证的测交”实验的假讲是：F1(D

d)产生配子时，产生含有基因D和含有基因d的两种配子，同时它们的数

量相等。而预期是测交结果的后代中高茎与矮茎之比为1：1。

3.设计完成实验

实验是完成假设和解决咨询题的最终途径，指在人为操纵的条件

下研究事物变化的一种方法。如孟德尔在验证”对分离现象的讲明”这一

假设时，便巧妙地设计了“测交”实验。

4.分析数据，得出结论

观看、实验的目的在于猎取验证性的结果。因此在实验中要记录

实验的事实、现象、数据，捕捉、记录由实验变量带来的反应变量。据此

论证、讲明实验中的自变量与因变量的因果关系，进而得出实验结论。①

如果所猎取的结果与假设相符，则确信假设；②如果结果与假设不相符，

则否定假设；③如果结果与假设无关，则无从判定，可另做假设。实验过

程必须客观、真实。

(二)生物实验的差不多步骤

一个完整的生物学实验包括以下差不多步骤：

1.确定课题，明确目的原理

做什么实验；解决什么咨询题；依据什么原理。

2.提出假设

提出初步假定，并对可见现象提出一种可检测的讲明，具体为：

提出假设.寻找证,尊警二假鬻，，例如，孟德尔“对分离现象讲明的

［不符合事实f假设不成"

验证”的测交实验假设是：“Fl（Dd）产生配子时，产生含有基因D和基因d

的两种配子，同时它们的数目相等

3.作出实验预期

在检测实验假设前，先提出实验预期结果（一个假定的结果），若预期结

果没有实现，讲明假设不成立；若预期结果实现，则假设成立。

4.设计实验

按照实验目的和提出的假设，确定实验差不多思路，确定选材、装置

及实验对比等，设计实验的具体方法步骤，并按设计的方案进行操作。

5.观看、记录实验现象和收集数据

客观如实地观看、记录实验现象，得出实验结果，并通过一定方式将

实验结果出现出来。

6.分析作结

对记录的数据（包括现象和结果）进行整理分析，归纳出一样概括性判

定，并用文字、表格、绘图等形式作出简明的总结。

7.推论

按照实验事实进行推理得出结论。

8.交流

写出实验报告。

（三）生物实验的变量、原则

生物实验设计应该注意以下几个方面的咨询题：

1.科学实验应先确定实验变量

在实验过程中，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，可分为两类：

（1）实验变量与反应变量

实验变量，也称为自变量，指实验中由实验者操纵的因素或条件。

反应变量，亦称因变量，指实验中由于实验变量引起的变化和结果。通常

实验变量是缘故，反应变量是结果，二者具有因果关系。实验的目的在于

获得和讲明这种前因后果。例如在“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中，所

给定的低温、适温顺高温是实验变量，而由于低温、适温顺高温条件变化,

唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这确实是反应变量，该实验

即获得和讲明温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。

（2）无关变量与额外变量

无关变量也称操纵变量，指实验中除实验变量外的阻碍实验现象和实

验结果的因素或条件。额外变量也称干扰变量，指实验中由于无关变量引

起的变化和结果。明显额外变量会对反应变量起干扰作用。如：上述实验

中除实验变量以外，试管的洁净程度、唾液新奇程度、可溶性淀粉浓度和

纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度、实验操作程序、温度处理的时刻长

短等，都属于无关变量。如果无关变量的任何一个或几个因素或条件，对

三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳固，则会对实验结果造成干扰，

产生误差。在实验设计和操作中，要尽量减少无关变量，而且不同的实验

组中的无关变量应完全相同，如此就会幸免实验结果的差异是由于无关变

量引起的可能性，便于清晰地研究实验变量与反应变量的关系。

（3）教材中有关实验的变量

实验自变量因变量无关变量

实验4

催化效率的高低（以点燃但无火试管等用具的洁净度、环境温度、

比较过氧化氢酶和

氟化氢酶、Fe"）焰的卫生香燃烧的猛烈程度表相同材料的量、各种试剂的量、

Fe3+的催

示或气泡产生速度表示）反应时刻等

化效率

淀粉酶将淀粉水解（处理后加斐

林试剂，加热显现病红色沉淀），淀粉与蔗糖溶液的量、水浴的温

实验5

探究淀粉酶对淀粉和底物的种类（淀粉、但不能水解蔗糖（处理后加斐林度与处理时刻、斐林试剂的使用

试剂并加热，无质红色沉淀显量与加热时刻、操作程序等

蔗糖水蔗糖）

现）

解的作用

①幼苗的种类及生长状况、

①是否黑暗、单侧

环境温度、培养条件、处理

实验8光照、平均光照）

的部位、装置的合理性等

植物向性运动的实验②改变幼苗空间位置①幼苗弯曲状况

②萌发种子的种类及萌发状况、

设计和以同意重力阻碍②根的弯曲方向

环境温度、培养条件等

观看

质壁分离（液泡失水缩小、颜

实验9溶液的种类及浓

外界溶液色变深、原生质层与细胞壁

观看植物细胞的质壁度；分离与复原现象的观看；装

的浓度即高渗及低分离）；

分离和片的洁净度及临时装片的制作；

渗溶液）质壁分离复原（液泡复原原状、

复原材料的选择等。

颜色变浅、原生质层复原原状）

实验装置及器材的一致性、实验

不同浓度植物生长状况、SO。浓度的操纵、

实验12植物体的生长状态的变化培养的环境条件、实验操作程序、

的SO2

观看SO2对植物的阻碍观看时刻的长短等

试管的洁净度、淀粉溶液的量、

实验13（选修）、

温度（60℃热水、沸加碘液后溶液颜色的变化不同温度的处理时刻长度、操作

温度对酶活性的阻碍

水、冰块）程序、碘液的加入量等

研究课题①杆插枝条的生根状况的差

设计实验观看生长素或生长素（或类似物）异

生长素类似物对植物生的②果实发育状况的差异实验材料的一致

长发育的阻碍不同浓度③落花落果状况在使用前后的性、激素浓度的准确性、处理时

差异刻的一致性等

2.实验设计的原则

（1）科学性原则

所谓科学性原则，是指实验的原理要符合科学原理，实验结果的

预期有科学依据，实验的各个环节不能偏离生物学差不多知识和差不多原

理，以及其他学科领域的差不多原则。

科学性原则具有两个方面的含义。第一，必须保证实验的设计不显现

科学性错误；其次，实验设计要具有科学思想和科学方法的因素。具体地

讲，科学性原则体现在以下几个方面：

①实验原理的科学性

实验原理是实验设计的依据，也是用来检验和修正实验过程中失

误的依据，因此它必须经前人总结或经科学检验得出的科学理论。如2000

年全国高考试题中第25题，要求学生通过实验验证“钙离子在血液凝固中

的作用”。题中给出了两个实验原理：血液中的钙离子在血液凝固过程中起

重要作用，若缺少它则血液不凝固；草酸钾溶液能与钙离子发生反应，形

成草酸钙沉淀，因此具有抗凝血作用。这两条原理科学而且完整，学生可

由此产生明确的设计思路。

②实验材料选择的科学性

按照实验目的和实验原理选择恰当的实验材料，是保证实验获得

预期结果的关键因素之一。孟德尔选用自花传粉的豌豆作为杂交实验材料，

以及“植物细胞的质壁分离和复原实验”选用紫色洋葱作为实验材料差不

多上经典的成功选材的范例。再如，新奇的黑藻嫩叶是“观看细胞质流淌”

实验的理想材料，因其新奇，故能保证观看到的是活细胞；因其含水量多，

故能保证细胞质流淌的流淌速度快，实验现象明显；因其含叶绿体，故能

使细胞质的流淌速度和流淌方向清晰可见；因其叶片薄，故便于制片且能

在显微镜下观看。另外，黑藻在一年四季都能够培养，取材方便。有了如

此的实验材料，再加上科学的方法，就能够顺利达到实验目的。

③实验方法的科学性

只有科学的实验方法，才能得出正确而可靠的实验结果，如证明

植物的光合作用过程中开释CO2的实验是如此设计的：通入的空气先通过

NaOH溶液除去其中的CO2,再通过Ca(OH)2溶液检验CO2是否完全

除尽，最后才通入装有萌发的种子的密封容器中。只有通过如此的步骤，

才能完全排除干扰因素，证明瓶中的CO2确实来源于种子的呼吸作用。

④实验结果的科学性

这是指关于实验得出的结论不能简单对待，而应该第一记录，然

后整理，最后再通过认真分析，找出它们所能透露给我们的最大的信息量。

如下面那个实验：用含有各种必需矿质元素的溶液培养大麦，48小时后测

定几种离子的浓度占该离子开始浓度的百分比，实验结果如下：

实验条件水分消耗(mL)Ca2+K+Mg2+

光照109013527179

黑暗53410535113

上面的结果因为通过了记录和整理，因此使人一目了然。观看那

个实验结果，第一要看出该实验中设计了哪些对比组，由上表可知，表中

显现三组对比：一组是有光与无光；一组是水分的吸取与矿质元素的吸取;

还有一组是不同的矿质元素的吸取情形比较。因此我们分析实验结果时，

也应从这三个方面人手，得出如下结论：一是植物对水分和矿质元素的吸

取与光有关；二是植物对水分和矿质元素的吸取是两个相对独立的过程；

三是植物对矿质元素的吸取具有选择性。

(2)平行重复原则

任何实验必须有足够的实验次数，才能幸免结果的偶然性，使得

出的结论准确、科学。平行重复原则要求操纵某种因素的变化强度，观看

其对实验结果的阻碍程度。下面的这道题确实是按照平行重复原则设计的

实验。在用质壁分离法测定细胞液浓度的实验中，把剪成小块的洋葱表皮

分别放人下面各组溶液中，结果如下表：

培养皿蔗糖溶液浓度发生质壁分离细胞占观看细

(mol/L)胞数目的百分比

10.2无

20.3无

30.415%

40.540%

50.680%

60.799%

70.8100%

请回答：

(1)该洋葱细胞液等渗浓度范畴为。

(2)在以上基础如何改进实验，将测定的洋葱表皮细胞的细胞液浓

度范畴精确到小数点后两位数。

A.需设置的蔗糖溶液浓度分别为。

B.o

C.观看。

D.结果与分析。

实验的第二步需要按照平行重复原则设计实验来得出结论。

(3)单一变量原则

该原则可使实验中的复杂关系简单化，使结果更准确。其含义是:

①不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个变量对应观测一

个反应变量。

②实验中要尽可能幸免无关变量及额外变量的干扰。例如，在“探

究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用”的实验中，加入的淀粉和蔗糖是单一变

量，而加入的淀粉酶的量、反应温度、pH则应操纵成相同条件，否则这些

因素的差异将作为无关变量，干扰实验结果及对实验结果的分析。

再如：某爱好小组为了研究阳光对大豆发芽的阻碍，而在两个花

盆里种了大豆，并设计如下实验：

花盆阳光温度水

I光照20℃充足

II暗室20℃不充足

在这一实验设计中，应该改正的错误是()

A.两个花盆应该放在向阳的地点

B.两个花盆都应放在暗处

C.两个花盆的温度不应该一样高

D.两个花盆都应该浇给充足的水

那个实验要研究的是阳光对大豆发芽的阻碍，因此阳光应该为自

变量。按照单因子变量的原则，其他因素都应相同，两花盆该浇给同样充

足的水，如此既保证了单一变量，又使大豆可不能因为缺水而阻碍发芽。

而如果两个花盆都浇水不足，两个花盆中的大豆就会因为缺水而使发芽不

良，也会导致实验的失败。因此，在考虑单因子变量原则时，还应尽量使

常量能够满足实验成功的条件。

(4)操纵与平稳操纵原则

该原则是指要严格地操纵自变量，以猎取因变量。同时，要严格地均

衡无关变量，以排除额外变量干扰。即尽量排除实验误差，以取得较为精

确的结果。常用的方法有单组、等组及轮组实验法。

①单组实验法

对一组（或一个）对象，既用A法，又用B法，顺序随机或轮番循环，

这是生物实验常用的实验方法。例如，“观看植物细胞的质壁分离与复原”

实验，通常是将做好的紫色洋葱鳞片叶表皮细胞装片，先用蔗糖溶液做质

壁分离观看，接着又用清水做质壁分离复原观看，这确实是单组实验法。

由于对象同一，无关变量的阻碍也就被平稳和抵消了。

②等组实验法

将状况相等的对象，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实验方法。例如，“植物激素与向性”实验，设计了

5组实验，其对象是玉米幼苗，要求品种、萌发期、粗细、大小、长势等状

况差不多上相同的，这确实是等组实验法，对无关变量的阻碍起到了平稳

和排除作用。

③轮组实验法

对两组或两组以上的对象，循环进行两个或两个以上的实验处理。如

甲组一一A法、B法；乙组一一B法、A法等，如此能有效的平稳和抵消无

关变量的阻碍。自然，操作起来要苦恼一些。例如，“植物向光性”实验，

可随机取2株（组）生长状况并不相等的玉米幼苗，做如下实验处理：

m加工小内）“•先“不透光”处理

甲组：玉米幼吼后“单侧光,,处理

碘螂龌M窿；微：既光“）和b+c（”单侧光”）的比较，这确实是

轮组实验法。不管先用单侧光处理，依旧先用不透光处理，两株长势不同

的玉米均表现向光性，均由单侧光引起，可见这种实验处理的匹配，对平

稳、排除无关变量更有讲服力。

（5）对比原则

对比原则是中学实验中最常用的原则，如有关酶的高效性、专一

性和阻碍酶活性的条件的实验，观看植物细胞质壁分离和复原实验都采纳

了对比。通过设置对比实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结

果的可信度和讲服力。

在一个对比实验中，可包括实验组和对比组。实验组是同意自变

量处理的对象组，对比组是不同意自变量的处理的对象组，一样是随机决

定的。常用的对比组类型有以下几种：

①空白对比

对比组为不作任何处理的对象组。如“探究阻碍淀粉酶活性的条件”

实验中，1号试管加1mL蒸俺水，2号、3号试管分别加等量的NaOH、H

Cl溶液，1号试管即为典型的空白对比组；用小狗做活体材料设计实验，

证明动物生长激素的分泌器官及作用时，用不做任何处理的小狗作对比，

与切除了脑垂体的小狗进行比较。

②自身对比

实验与对比在同一对象上进行，不另设对比组。如“观看植物细胞质

壁分离和复原”实验，既是典型的自身对比一一实验处理前的对象状况为

对比组，实验处理后的对象变化为实验组。

③条件对比

给实验组某种处理，给对比组另一条件的处理。如在验证唾液淀粉酶

发挥作用的最适温度的实验中的O℃和80（下的对比。再如在“验证甲状

腺激素促进幼小动物发育”的实验中，存在以下实验组和对比组。

甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）

乙组：饲喂甲状腺激素抑制剂（条件对比组）

丙组：对蝌蚪不作任何处理（空白对比）

④相互对比

指不另设对比组，而是利用几个实验组相互对比。如验证温度对唾液

淀粉酶活性阻碍的实验中6（TC、CTC、372之间的对比；验证pH对唾液淀

粉售光三光茎光至把液之间的对比。再如在“植物向光性”

的§对比可证明感光部位在胚芽鞘尖端，3

也,可与2对比。

1234

未经处理尖端遮光切去尖端中部遮光

（四）生物实验设计的方案内容

（1）实验课题（题目）：即实验研究的课题名称。

（2）实验目的；明确要解决什么咨询题，探究哪方面的生物学规律,

预期要取得何种成果。

(3)实验原理：即实验依据和思路。

(4)实验内容：按照实验目的确定具体的研究内容。一样方法是把

研究咨询题分解为许多小课题，分别进行研究，然后再将实验结果加以综

合分析。

(5)实验材料：取材是实验成败的关键因素之一，一定要按科学的

要求选好实验对象。

(6)实验方法：即采纳哪些研究方法能获得明显的实验结果。应尽

量地减少人为或偶然的实验误差。同时应注意：①按照研究内容确定实验

类型和方法。如野外生物种类考察，要紧采纳观看实验法；探明某一生命

现象的性质和含量，用定性、定量实验分析法。②按照实验的类型明确具

体的研究方法。如观看实验要明确是采纳解剖观看依旧野外观看，要明确

观看的项目和标准。③设置对比，适当增加重复，保证实验的准确性。④

进行田间实验时，应按照实验性质的不同，分为大区实验和小区实验。田

间试验要作合理的田间规划，按照土地条件、作物种类、实验要求和工作

方便，规划小区面积、重复次数和田间排列方式；另外，还要注意设置对

比小区和爱护行。⑤设计实验方法应尽量采纳先进的实验技术和仪器设备,

确保研究结果的准确性。

(7)实验用具和药品：即实验采纳哪些设备和仪器，使用哪些药品，

从而实现有打算和有效地观测与分析。

(8)实验程度：即实验流程，也确实是如何运用仪器设备作用于实

验对象的程序或步骤，对全部实验过程作出总体设计。

(9)日程安排：按照整体实验的要求，按日程分时期实施实验方案。

(五)生物实验的方法技术、试剂、器材

1.常规实验方法

教材中的实验方法可大致归纳为以下10种：

①显微观看法。如观看植物细胞有丝分裂的实验，观看植物细胞的质壁

分离与复原实验等。

②观色法：如动物毛色和植物花色的遗传实验。

③同位素示踪法。如噬菌体侵染细菌的实验，用1802和14co2追踪光

合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。

④等组实验法。如小麦淀粉酶催化淀粉的实验，发觉生长素的燕

麦胚芽鞘实验等。

⑤加法创意。如用饲喂法研究甲状腺激素的实验，用注射法研究

生长激素的实验，用移植法研究性激素的实验等。

⑥减法创意。如用阉割法或摘除法研究性激素、甲状腺激素和生

长激素的实验，雌蕊受粉后除去正在发育的种子的实验等。

⑦杂交实验法。如孟德尔发觉遗传定律的豌豆杂交、测交的实验,

小麦的杂交实验等。

⑧化学分析法。如番茄和水稻对钙和硅选择吸取的实验，叶绿体

中色素的提取和分离实验等。

⑨理论分析法。如大、小两种草履虫的竞争实验，植物根向地生

长、茎背地生长的实验，植物向光性实验等。

⑩模拟实验法。如渗透作用的实验装置，分离定律的模拟实验等。

上述内容差不多上能够包括一样的实验方法，通过复习懂得了这

些实验方法将有利于认识、分析和设计新的实验。此外上述多数的实验方

法有一个共同的特点，确实是实验结论的得出，差不多上一个逻辑推理过

程，或者讲差不多上一个透过现象看到本质的思维过程。因此复习中要充

分体会和体验那个过程。能够讲构建实验的方法体系，为分析、解决和设

计新的实验，以及形成实验能力，奠定了良好的方法基础和思维基础。

2.实验材料的常用处理方法和技术

熟悉常用的实验方法和技术，懂得每种方法和技术的适用情形并熟练

把握其操作技能，以便在设计实验时能进行迁移和利用。要紧包括以下几

个方面：

①光学显微镜观看。适用于观看生物微观结构，如细胞结构，包

括光镜下看到的各种细胞器。要求学生熟练把握显微镜的使用技术。

②制作临时装片、切片和涂片。适用于显微观看，凡需在显微镜

下观看的生物材料，必须先制成临时装片、切片和涂片。关于这些材料要

求薄而透亮，在制作临时装片时要展平放置于水中，不得重叠；盖盖玻片

时从一侧轻轻地斜放上去，防止产动气泡，若不小心产生了气泡，则能够

在盖玻片的一侧滴加清水，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，引走气泡。

如“观看植物细胞的质壁分离和复原”中要制作洋葱表皮细胞的临时装片,

“在生物组织中脂肪的鉴定”中要制作花生种子的切片等等。

③研磨、过滤。适用于从生物组织中提取物质，如酶、色素等，

要求学生熟练把握研磨、过滤的方法，如研磨时要先将生物材料切碎，然

后加入摩擦剂（常用二氧化硅）、提取液及其必要物质，充分研磨之后，往往

要进行过滤，以除去渣滓，所用过滤器具则按照需要或按照试题中提供的

器材加以选用，如可用滤纸、纱布、脱脂棉、尼龙布等等。课本上涉及到

研磨和过滤的地点有两处：一是研磨发芽的小麦，过滤制得淀粉酶；二是

在提取和分离叶绿体色素时，研磨叶片，过滤得到滤液。概括加快研磨速

度的方法，是加入一定量的SiO2,由于过滤只是粗略地去掉渣滓，因此为

了提升速度并使实验明显，一样不选用滤纸，而是选用脱脂棉。

④解离技术。用于破坏细胞壁，分散植物细胞，制作临时装片。

⑤恒温技术。适用于有酶参与的生化反应，以及用热酒精脱去叶

片中的色素等。一样用水浴或恒温箱。

⑥纸层析技术。纸层析法是利用物质随层析液在滤纸上的扩散速度不同

的原理，达到将物质分离的目的。适用于溶液中物质的分离。要紧步骤包

括制备滤纸条，画滤液细线，层析分离。层析液一定含有两种以上的溶剂,

不同的层析液有不同的层析成效。注意事项：①经分离的物质要有一定的

颜色或通过药品处理后能显示出一定的颜色；②层析液不能没过样品；③

层析实验要在层析液走完滤纸后终止；④要加盖。

⑦植物叶片生成淀粉的鉴定。适用于光合作用的有关实验，要紧

步骤包括饥饿、光照、酒精脱色、加碘。

⑧同位素示踪技术。同位素示踪技术可用于物质代谢以及其他实验中以

了解物质来源或去向，或者区分情况结果是由于此依旧彼的缘故。如光合

作用光反应产物一一氧气中的氧的来源，二氧化碳形成葡萄糖的途径，确

定谁是遗传物质的噬菌体浸染细菌的实验等。

⑨对比实验。对比实验是指有一个条件不同，其他条件都相同（都满足）

的情形下所进行的一组实验，借此了解条件与结果之间的关系。用于对比

的实验对象一样称为对比。设置对比，能够使实验结论更加真实可靠。

另外还有根尖培养、幼小动物的饲养、植物必需元素的鉴定等。

3.常用器材、试剂及药品的配置

（1）差不多器材

显微镜、载玻片、盖玻片、镜子、刀片、培养皿、剪刀、解剖刀、解

剖针、解剖盘等。

（2）差不多试剂或药品

光合作用和呼吸作用中涉及到的药品和器材：NaOH（吸取CO2）、Ca（O

H）2（检验CO2）、NaHCO3溶液（CO2的来源）、带余烬的木条（检验02）、酒

精（脱去叶片中的色素，便于观看淀粉和碘液的颜色反应）、碘液（检验淀粉）、

石蕊试纸［用于溶液中的酸碱检测（与CO2有关）］、灯［光源（用于光合作用）］、

布（黑纸）（遮光：限制光合作用）］。

（3）试剂及配制（*）

①斐林试剂和双缩腺试剂

鉴定还原性糖的试剂一一斐林试剂

a.取35g硫酸铜，溶解在400mL蒸储水里，加蒸僧水到500mL。

b.取85g氢氧化钾（或70g氢氧化钠）和175g酒石酸钠，溶解在400mL

蒸储水里，加蒸储水到500mL。

注意：以上两种溶液要分别储存，使用时再等量混合，现配现用。

鉴定蛋白质试剂一一双缩腺试剂

分别配制质量浓度为O.lg/mL的氢氧化钠溶液和质量浓度为O.Olg/mL

的硫酸铜籀液，备用。测定时，在3mL待测物中加入1mL质量浓度为0.1

g/mL的氢氧化钠溶液和1滴质量浓度为O.Olg/mL的硫酸铜溶液。如有蛋

白质，会显现紫色反应。

②鉴定淀粉试剂——碘液

取2g碘化钾，溶解在10mL蒸储水中，再加1g碘，待溶解后用蒸储水

稀释到300mL即可。

③鉴定脂肪试剂一一苏丹ni干粉染液

取o.ig苏丹in干粉，放入无水乙醇中，加热使其充分溶解，成为饱和

乙醇溶液，过滤后倒进试剂瓶密封储存备用，可储存数月。

④鉴定CO2试剂——澄清石灰水（Ca（OH）2溶液）；酸碱指示剂。

取饱和石灰水澄清过滤，密封备用。

⑤用于植物细胞质壁分离和复原试剂

质量浓度为O.3g/mL的蔗糖溶液；

质量浓度为O.05g/mL的氯化钠溶液；

质量浓度为O.05g/mL的硝酸钾溶液。

⑥细胞核、染色体染色溶液——龙胆紫溶液

取龙胆紫溶解在2%乙酸溶液中，直到溶液不变成深紫色为止。

⑦细胞核、标本染色液——洋红溶液

取5g明矶溶解在95mL蒸僧水中，再加O.5g洋红，煮沸、冷却、过

滤。可加入少许石炭酸防霉。

⑧鉴定DNA的试剂——二苯胺试剂

A液：1.5g二苯胺溶于100mL冰醋酸中，再加1.5mL浓硫酸，用棕色

瓶储存。

B液：乙醛的体积分数为0.2。

⑨植物无土栽培营养液

配方：硝酸钙0.821g、硝酸钾0.506g、磷酸二氢钾0.136g、硫酸镁O.

120g、酒石酸铁0.005g。

将上述盐类溶解在少量蒸储水中，稀释到1000mL。

注：土壤浸出液，把肥沃土壤放入清水（重量比1：1）搅拌后，用滤纸

过滤即得，

⑩固定液

配方：95%乙醇3份，丁醋酸1份，按体积比配制。可储存最佳观看

时期的花药和根尖。

用层次。

四、生物实验的差不多题型分析

1.差不多操作型实验题

生物学实验是建立在对实验仪器正确操作的基础上的。差不多操作技

能包括使用放大镜、光学显微镜的差不多技能，使用各种玻璃器皿和其他

工具、仪器的技能，配制试剂的技能，制作玻片标本的技能，进行生理生

化实验操作的技能，以及进行观看、操作、记录、绘图的技能等。

解答该类型题关键在于熟知各种实验工具的用途、正确的使用方法，

熟知实验操作程序等。

2.实验材料的选用型实验题

实验材料的选择关于有些实验是否成功，起到重要而关键的作用，按

照实验要求如何进行选材，以及对实验材料的处理方法是当今高考考查的

要紧内容。例如，“观看植物细胞的质壁分离和复原”实验中对紫色洋葱表

皮选材的题目等。

解答该种类型实验题的关键在于充分懂得实验的原理、目的及实验材

料在实验中的重要作用。

3.实验原理的懂得和应用型实验题

懂得实验原理，了解实验目的和实验要求是独立完成实验的前提。实

验原理的懂得和应用型实验题是理科综合试卷的重要题型，这种类型的题

目确实能考查学生的应用能力，如“依据生态学的原理，设计生态球或水

族箱”的实验题目等。

解答这种类型试题的要求是：将生物学理论（原理、规律等）与生产实践

相联系，从试题提供的信息特点中找到解题的切入点，并用恰当的语言和

方法解答试题。

4.实验结果的推断和处理型实验题

会观看、分析和讲明实验产生的现象、数据，并得出合理实验结论是

独立完成实验的重要组成部分。实验结果推断处理型实验题是历年高考生

物的常考题型。尽管高考实验题题型每年都在花样翻新，但对实验结果的

推测、分析和表达则是常考的。

解答这类题时，应充分利用实验条件和现象，动用恰当的生物学原理

进行推断、分析、阐述，得出科学的结论。

5.经典实验信息解读型实验题

生物科学的进展史是一部持续对生命活动规律进行探究创新的历史。

许多的科学家进行探究留下了大量的经典生物学实验。这些经典实验既构

成了高中生物丰富的主体内容，又为学生探究创新提供了成功的思维示范。

纵观近几年高考生物实验题，或分析诠释、推理预期，或验证设计、创新

探究，其思想的基础差不多上经典实验。

解答这类题目既要重视对经典实验的深层次的挖掘学习，更要对经典

实验进行分析、推断、拓展、创新。要充分利用试题供给的信息，按照试

题的要求作出科学的判定和表达。

6.探究型实验设计题

探究型实验设计过程包括提出咨询题，作出假设，制定研究实验方案,

检验假设。而高考实验设计题要求学生完成的活动内容的形式是多种多样

的，现就可能的模式进行分类阐述。

（1）全程探究型实验

全程探究型实验包括：发觉咨询题和提出咨询题，对咨询题作出假设,

设计实验和执行实验打算，分析实验资料，得出实验结论，对实验过程和

结果进行反思（交流和评判）等。实验设计一样按照如下步骤进行：（1）明确目

的和要求；（2）联系理论原理；（3）确定实验思路；（4）设计实验步骤；（5）对实

验结果的预期进行分析讨论；（6）得出正确的结论。

（2）补充实验的过程

高考试题要求学生独立完成全程性探究实验的各个方面的可能性较

小，而要求学生对实验过程中的个别方面，也确实是对实验的某个局部进

行科学的补充可能性较大。考查的内容要紧有：作出假设、制定打算、推

测结果、分析结论和进行评判等。例如，2001年的理科综合能力测试（全国

卷）第25（2）题，确实是要求学生在试题的提示下.对原实验设计作出评判，

然后设计出相应的补充实验方案。

解答此类题之前必须认真审题，了解探究型实验设计的目标是什么。

分析题干中提供的信息有两个目的：一是透过背景材料找出该实验涉及的

知识点；二是确定解决咨询题的目标，如2001年第25（2）题的背景知识是

植物生长素的理论要点，咨询题的目标是评判与补充设计一组验证生长素

极性运输的实验打算。有些题目还要求学生用已有的知识对咨询题做出假

设。前面提到，适于考查的探究型实验有多项内容，但考查中也不可能面

面俱到，因此在确定咨询题的目标之后要把握解题的方向和关键。

（3）实验过程中的改错

在高考试卷中，也常常会显现实验改错题，此类题目要紧是在制定实

验方案时违抗了实验设计原则。在实验设计时，除了要对所设计的实验有

一个整体设想，有一条清晰的思路，注意操作的可行性之外，还要注意遵

循以下差不多原则：（1）科学性原则；（2）单因子变量原则；（3）平行重复原则;

（4）设置对比原则等。

7.开放型实验设计题

开放型实验设计是一种思维开放型试题，它的解题思维方向不惟一，

试题所引发的思维是一种呈扇型发散的思维，不同学生可能会有不同的解

题方案，同一位学生也可能会有若干种不同的解题方法。这类试题有利于

学生多向思维、求异思维以及创新能力的培养。开放性实验设计题可分为

条件开放型试题和结论开放型试题两种。

（1）条件开放型试题

条件开放型试题的特点是题目条件不完备，答题的条件不充足，答题

的原理或依据不明确，但“条条大道通罗马”，结论只有一个。

（2）结论开放型试题

结论开放型试题特点是试题改变了传统试题的“答案惟一”的做法，

变“答案惟一”为“答案不惟一:此类试题的任何一个答案都能完成试题

的指令，符合并满足试题的全部条件和要求。

8.验证性实验设计题

实验设计是一种综合能力，如对实验原理、实验数据、实验现象和实

验结论等内容的分析、归纳和总结，用以考查学生的懂得能力、分析能力、

综合能力、收集处理信息的能力、逻辑思维能力、语言文字表达能力等，

归结为一句话，即创新能力。

验证性实验设计的差不多内容：

①实验名称：是关于一个什么内容的实验。

②实验目的：要探究或者验证的某一事实。

③实验原理：进行实验依据的科学道理。

④实验对象：进行实验的要紧对象。

⑤实验条件：按照实验原理确定仪器和设备；要细心摸索实验的

全过程。

⑥实验方法与步骤：实验采纳的方法及必需（最佳）操作程序。每一

步骤都必须是科学的；能及时对仪器、步骤进行有效矫正。

⑦实验测量与记录：对实验过程及结果应有科学的测量手段与准

确客观的记录。

⑧实验结果推测及分析：能够推测可能显现的实验结果并分析导

致的缘故。

⑨实验结论：对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。

9.生物、化学实验题

生物化学是利用化学理论和方法研究生物的一门科学，如教材中“组

织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”、“比较过氧化氢酶与Fe3+的催化效率”、

“DNA的粗提取与鉴定”等都属生物化学实验。

解答生物化学实验题除遵循生物实验题的一样解题规律外，还要把握

构成生物体各种化合物的化学性质和生物功能，按照试题提供的条件及实

验原理，进行全面分析，得出试题的答案。

五、实验题解题的差不多思路

1.了解题目要求

解题第一要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。明确

题意确实是要弄清是设计实验方案、步骤，依旧分析实验结果。

2.明确实验的目的和原理

明确实验到底要解决什么咨询题，用生物学的什么原理。如2000年上

海生物高考实验设计题要求鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，事实上验目的

只要求定性区别两瓶蔗糖溶液的浓度，不要求作具体的浓度测定。按照该

题实验器材有半透膜制成的透析袋可知：所运用的原理是按照不同浓度的

蔗糖溶液其渗透性不同，即通过半透膜的水分总是从低浓度一侧向较高浓

度一侧渗透。再如“探究酶的活性与温度的关系”的实验原理为：淀粉遇

碘变蓝，淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖，麦芽糖遇碘不变蓝。

3.确定实验思路

即按照原理对实验作出假设，对可能产生的现象作出推测，充分利用

实验材料确定实验思路。

（1）找出自变量和因变量，以及阻碍本实验的无关变量，然后构思实

验变量的操纵方法和实验结果的获得手段。如验证“C02是光合作用合成

有机物的必需原料”，第一明确该实验的条件是CO2,结果是光合作用（合

成有机物），阻碍结果的条件变化应该是CO2的有、无两种情形，那么对比

的设计就应该为空白对比。阻碍实验结果的无关变量有温度、pH、实验用

植物的生长状况、饥饿处理的环境、吸取CO2的氢氧化钠的量及浓度等因

素，这些无关变量中的任何一种因素的不恰当处理都会阻碍实验结果的准

确性和真实性。因此实验中必须严格操纵无关变量，做到平稳和排除无关

变量对实验结果的阻碍。常常采纳对比的方法，即在无关变量相同的条件

下，观看实验变量（实验条件）的不同情形对反应变量（实验结果）的阻碍。

（2）了解实验对象是什么。实验所用的生物学材料，如光合作用

的叶片，验证质壁分离所用的成熟植物细胞。

（3）弄清晰实验条件有哪些。完成这一项实验所必需的理化条件

及生物学处理方法，如光照、温度、pH、酶、缓冲剂、离心等。

4.科学设计实验步骤

这一环节要遵循科学性原则、可操作性原则、对比设计原则、单一变

量原则，使实验有可信度和讲服力。按照实验目的、原理和思路，设计出

合理的实验装置和实验操作步骤。要考虑题目中所提出的材料和试剂分别

起什么作用？同时，题目中给出的实验试剂和材料一样应充分利用，除非

题目条件承诺，否则不能随意增加实验试剂和材料。

5.记录分析实验方法和步骤、现象和数据

如实记录在实验中观看到的现象。除了用文字进行记录外，还能够用

数据或符号进行记录。分析应有的实验结果，对意料之外的结果乃至失败

的情形作出恰当的分析和推论。

6.分析得出结论

按照实验观看的现象和记录数据，通过分析、运算、图表、绘图等方

法作一个简明的总结。

7.注意事项及补救措施

实验中若要使用有毒物质，应如何使用？加热酒精应采纳水浴法隔水加

热。一旦燃烧如何办?这些注意事项都应该在实验前有所预备，这些方面常

常需要有关学科实验能力的浸透。

以上只是解答一样综合实验设计题的方法，在解

题过程中，应按照实验设计题的具体情形和要求，作出正确的回答。

六、提升生物实验设计水平的几点见解

1.把握书本知识是提升能力的基础

生物学的差不多概念、原理和规律差不多上是通过前人的持续实验总

结出来的，因而深入懂得与灵活运用基础知识是培养科学的思维方法、完

成不同类型实验设计的基础。

2.深刻领会教材有关实验的本质与特点是提升实验设计能力的前提

第一应认真分析教材涉及的实验，懂得每个实验的原理与目的要

求，弄清材料用具的选定方法与原则，把握实验方法和步骤，深入分析实

验条件、过程、现象或结果的科学性、准确性、严谨性与可变性，如此我

们进行实验设计就有了依据和差不多框架；其次对有关章节所介绍的实验

专门是一些经典实验要用心揣摩，能描述其原理、目的、方法步骤、现象

与结果推测及结论的推导等。如“验证酶的催化作用”、“半透膜与渗透作

用”、“向光性与生长素的发觉”、“噬菌体侵染细菌”、“孟德尔定律“，等等。

3.学会对已知实验进行变换与转化设计是提升实验设计能力的有效手

段

求变、求异思维的进展有助于提升实验综合能力。一个实验可能

有多种材料用具选择，几种方法步骤的设计，也可能从不同实验现象与结

果中得出同一个结论，更重要的是通过换位摸索能提升科学素养、培养探

究精神。如质壁分离与质壁分离复原实验中，将蔗糖溶液加以改变会分别

显现什么结果？将蔗糖改为葡萄糖、KNO3或其他试剂会分别显现什么结

果？可否用其他组织细胞替代洋葱表皮？又如色素提取与分离实验可否用

无水乙醇或者其他有机溶剂来溶解色素？可否用CC14或其他试剂作层析

液？等等。

4.模拟教材经典实验进行重复性实验设计

把握实验设计的一样规律，是提升实验设计能力的保证。教材内容所

列举的实验常注重原理和结论的提出，至于其具体的步骤和材料往往限于

篇幅写得专门省略，有的干脆不写，而这些经典实验设计的原理和方法往

往十分巧妙且具有严密的科学性，模拟教材经典实验进行重复性设计实验

能够训练学生实验设计的认知。同时，通过经常性的有目的的训练，一定

能逐步培养学生实验设计的能力，提升实验设计的综合技能。

七、生物实验设计题型题例分析

1.设计实验步骤的解题策略与评判

按照题目给定的器材及提出的实验目的，设计或补全实验步骤。

这类题目体现了高考试题理论联系实际的原则和学以致用的趋向。着力考

查学生“按照实验试题的要求和有关原理设计出简单实验方案”的能力，

以及“通过分析和综合、比较和论证，选择解决咨询题最佳方案”的能力。

1.1补充步骤型实验设计

此类试题一样给出了实验设计所需的材料及条件，要求学生完成

实验操作的部分步骤，并预期结果，分析缘故。

［例1］已知唾液中含有淀粉酶，淀粉酶能够催化淀粉的水解；又

知鸡蛋被加热到65。（3后会变熟，但不知唾液淀粉酶被加热到65P后是否阻

碍其生物活性。为探究此咨询题，请您依据所给材料和用品设计相应的实

验方案，并推测可能的实验结果及可获得的相应结论。

材料用品：通过稀释的唾液、通过稀释并煮熟的淀粉糊两份（一份

保持在372环境中，另一份保持在65（环境中）、碘酒、酒精灯或其他的加

热设备、试管若干、量筒、滴管、大烧杯、温度计。

实验方案:

(1)

（2）将甲、丙试管放入37（左右的温水中，将乙试管放人65。（2温水

中。3支试管均保温5min后取出。

（3）

实验结果:

实验结论:

【解析】本实验环境在37匕下，唾液淀粉酶能够催化淀粉水解为麦芽

糖。目的是探究65（温度是否阻碍唾液淀粉酶的生物活性。由步骤⑵可知,

本实验的可变因素为温度。依据实验设计的对比性原则，本实验应当设空

白对比和条件对比，排除无关因素对实验结果的阻碍，按照实验方案全面

推测实验结果。

【答案】实验方案：（1）取甲、乙两支试管分别作标记，甲试管注入储

存在37C温水中的淀粉糊3mL,乙试管注入储存在65C温水中的淀粉糊3

mL,再向两支试管中各注入等量的2mL唾液。取丙试管注入储存在371

温水中的淀粉糊3mL注入蒸镭水2mL并振荡。（3）保持各自温度5min

后冷却，分别向3支试管中滴入等量的碘酒.观看并比较3支试管中液体的

颜色。

实验结果及结论：本实验可能的结果及结论有3种：（1）若甲、乙两支

试管液体的颜色相同（均为无色），则证明唾液淀粉酶在被加热到65（后不

阻碍其生物活性。（2）若通过65C温度处理的乙试管中液体出现蓝色，与丙

试管液体颜色相同.则证明唾液淀粉酶被加热到651后失去了生物活性。（3）

若经65C温度处理的乙试管中液体出现蓝色，然而比丙试管液体颜色浅，

则证明唾液淀粉酶在被加热到65匕后生物活性降低了。

【评判】本题要紧是以温度对酶活性的阻碍为知识背景，考查学

生探究性实验的设计能力，以及对实验结果的分析和归纳能力。

【例2］请利用下面的材料和用品建立一个人工微型生态系统，并

使其坚持一定时刻的运转。

材料用品：小鱼、水蚤、池泥、大试管、橡皮塞、培养皿、吸管、

小渔网、凡士林、水草和池水。

请完成下列各步并回答咨询题：

（1）方法步骤；

第一步：在试管底部铺上一层约10mm厚池泥。

第二步：沿试管加池水至管口40mm处。

第三步：

第四步:

第五步:

(2)此生态系统的分解者存在于中。

(3)在小鱼大小的选择上应选择体形的，缘故是

(4)该生态系统能建立起物质和能量的临时平稳，缘故是

(5)若要证明生产者在生态系统中的作用，如何设计实验？

【解析】了解生态系统的结构和功能，是建立人工微型生态系统的前

提，生态系统的结构包括生态系统的成分、食物链和食物网。生态系统的

成分是指生产者、消费者、分解者以及非生物的物质和能量。食物链和食

物网是各生物之间由于食物关系建立的联系，是能量流淌和物质循环的总

渠道。平稳的生态系统要紧是生产者、消费者、分解者三者处于一种动态

平稳。它们之间的营养结构一旦被破坏就会打破平稳，导致生态系统的改

变和破坏，因此微型生态系统内的动物不宜过多、过大，以免破坏食物链。

制作好的人工生态系统应放在温度适宜、光照强度适宜的地点培养。如此

植物才能进行光合作用，开释02供需氧型生物呼吸之用，产生的有机物为

消费者提供食物，同时吸取消费者、分解者呼出的CO2,保证生态系统内

部的生产者、消费者和分解者之间的能量流淌，物质循环较长时刻地保持

动态平稳，使其在一定时刻内正常运转。

【答案】（1）第