生 物 实 验 设 计 练 习 题
1、（2000年全国理科综合）
血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，它缺乏则血液不能凝固；草
酸钾溶液与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根
据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果。
验证钙离子在血液凝固过程中的作用，并回答问题：
一）实验的材料和用具 ①家兔 ②生理盐水 ③酒精棉 ④适宜浓
度的草酸钾溶液 ⑤适宜浓度的氯化钙溶液 ⑥试管、注射器（针管、针头）
二）实验步骤和结果：
第1步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶
液和生理盐水
第2步：……………
问题：设置B管的目的_______。
2、（2001年全国理科综合）
有人设计了下列实验，试图证明“生长素（IAA）在植物体内的运输，”主要
是从植物体形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输
（如生长素只能从胚芽鞘的上端向下端运输）
一、材料、用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等。
二、方法、步骤与结果：
（一）制备琼脂块
 |
（二）取一段胚芽鞘中间部分，上面放含IAA的琼脂块，下面放空白
琼脂块
 |
（三）取步骤（二）下面琼脂块（a）的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧。
三、结论：以上实验证明“生长素（IAA）在植物体内的运输，主要是从植
物体形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输”。
我们认为，仅用该实验步骤（一）、（二）、（三）还不足以严密论证以上
结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法、步骤和结果。
3、请设计一个实验，探索甲状腺激素经过50℃的温水处理以后生物学活性的
变化情况。
一）实验目的、原理（略）；
二）材料、用具：30只发育状况相同的小蝌蚪、相同容积的玻璃缸几只、
池水、蝌蚪饲料和未经处理的具有生物活性的甲状腺激素、经过50℃
的温水中处理过10min的甲状腺激素。
三）实验步骤： 1、 ▲ ； 2、 ▲ ； 3、 ▲ 。
四）结果与分析讨论：1、 ▲ ；2、 ▲ ；3、 ▲ 。4、 ▲ ；5、 ▲ 。
4、空气中的含菌量是衡量空气质量的指标之一，请利用所提供条件，根据所给
的实验原理，设计一个简单实验，探索学校不同地方（以生物实验室、教室、
校长室、小树林四个地方为代表）空气中的含菌（好氧细菌）情况。
一） 实验原理：好氧细菌能够使0.01%亚甲基蓝溶液退色。
二） 请用100毫升量筒、四副培养皿、煮沸过的洗碗水，设计取样的实验步骤。
三） 请用4只试管、滴管、0.01%亚甲基蓝溶液，设计检测的实验步骤。
四） 实验结果的预测及分析：
5、（2002年高考理科综合(广东、河南卷)）
现有一种由人工膜制成的袋，为检测淀粉和碘能否透过该膜，现提供试剂和
用品如下：铁架台、烧杯和人工膜袋各1个，1％的淀粉溶液、稀碘溶液和
细棉线。
一）请用上述试剂和用品，设计1个实验装置，探究淀粉液中的淀粉和碘溶
液中的碘能否通过该膜。请用示意图表示（图画在右框内，加图注注明名称）
二）实验结果预测及分析
生 物 实 验 设 计 练 习 题 答 案
1、第二步：用酒精棉消毒注射器和家兔，用注射器取家兔的血液
第三步：立即将等量的新鲜血液分别加入A、B两只试管中，静置一段时间。
第四步：将等量的氯化钙溶液分别A、B两只试管中，静置一段时间后观察
结果。
设置B管的目的是： 作为A管的对照。
2、为了能够更严密得论证结论，应该在方法、步骤与结果的（二）、（三）位置应该补充对照实验组，补充实验图解如下：
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（补充二）另取一段胚芽鞘中间部分倒放，上面放含IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块
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（补充三）取步骤（补充二）下面琼脂块（b）的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧。
3、1)、取样步骤：⑴用量筒量取等量的煮沸过的洗碗水分别倒入四只培养皿中；
⑵分别将以上四只培养皿暴露放置于四个场所；
⑶静置1—3天后，同时加盖取回。
2)、检测步骤：⑴分别取等量放置过的洗碗水放入4只试管中；
⑵在每只试管中滴加5—10滴0.01%的亚甲基蓝溶液置于温暖处
3)、结果的预测和分析：
根据四只试管内洗碗水在相同时间内的褪色程度来判定空气中的含菌量。
5、一）实验装置图 二）实验结果预测及分析
① 袋内外液体均不变蓝，表明淀粉和碘均不能通过；
② 袋内外液体均变蓝，表明淀粉和碘均能通过；
③ 袋内液体变蓝，袋外液体不变蓝，表明碘能通过，
淀粉不能通过；
④ 袋外液体变蓝，袋内液体不变蓝，表明碘不能通
过，淀粉能通过；
生物实验设计的方法、原则和技巧
在解答关于实验设计的题目时的基本步骤如下：①明确实验的目的和要求 ②明确实验的理论原理 ③确定实验的对象和条件 ④确定实验的思路 ⑤设计实验的步骤（考虑对照组）⑥预期实验的结果 ⑦对实验结果的分析和讨论 下面以2000年高考（浙江综合）第25题为例加以说明。
题目：血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，它缺乏则血液不能凝固；草酸钾溶液与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果。验证钙离子在血液凝固过程中的作用，并回答问题：
1、实验的材料和用具
①家兔 ②生理盐水 ③酒精棉 ④适宜浓度的草酸钾溶液 ⑤适宜浓度的氯化钙溶液 ⑥试管、注射器（针管、针头）
2、实验步骤和结果：
第1步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水
第2步：……………
问题：设置B管的目的_______。 （答案：作为A管的对照）
分析：
① 明确实验的目的和要求：此实验的目的、要求是验证钙离子在血液凝固过程中的作用
② 明确实验的理论原理：此实验的原理是①血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固②草酸钾溶液与血液中的钙离子发生反应,形成草酸钙沉淀,起抗凝作用
③确定实验的对象和条件： 对象：兔血； 条件：常温常压
④确定实验的思路： 根据目的、原理确定本实验思路：观察血液中有钙离子和无钙离子2种情况下，血液的凝固情况，以验证钙离子在血液凝固中作用。同时为了达到此目的，我们还需要创造有钙离子和无钙离子2种条件。
⑤设计实验的步骤（考虑对照组）： 根据实验思路，结合题中所给的材料和用具，设计实验步骤，本题中已经给出第一步，明显看出A、B两只试管是一组对照，所以在以后的几个将要设计的步骤中要注意有关事项，如试剂用量、控制条件。
本题设计步骤如下：
第二步：用酒精棉消毒注射器和家兔，用注射器取家兔的血液
第三步：立即将等量的新鲜血液分别加入A、B两只试管中，静置一段时间。
第四步：将等量的氯化钙溶液分别A、B两只试管中，静置一段时间后观察结果。
⑥预期实验的结果：本实验第三步后，A管血不凝固，B管血凝固；第四步后，A管血也凝固， B管血仍凝固。
⑦对实验结果的分析和讨论：第三步向A、B两试管内加入血液后，A管血不凝固，B管血凝固；是由于草酸根离子与钙离子形成了草酸钙沉淀,说明钙离子在血液凝固过程中起重要作用。第四步加入氯化钙溶液后，A管血也凝固， B管血仍凝固。原因是A管也具有了钙离子所以也凝固，同时排除了Cl-等其它离子的作用引起凝固。因此证明钙离子在血液凝固过程中起重要作用。
（注意：完成一步后，要考虑一下，应该出现什么结果，每一步实验后都应该预期实验结果；对探索性的实验由于其结果不确定，就因该对结果进行各种情况的分析和讨论。）
实验设计的原则
在实验设计时，除了要对所设计的实验有一个整体设想，有一条清晰的思路和注意操作的可行性外，还要注意以下基本原则：
科学性原则： 指在设计实验时必须有充分的科学依据，既要以前人的实验、公式或自己的实验为基础，而不是凭空设想。
① 严谨性原则： 欲使实验设计完整，无漏洞，必须注意严谨性。
② 平行重复性原则： 重复、随机、对照是保证实验结果正确性的三大原则。在实验设计中，为了排除实验结果的偶然性，必须对所作的实验进行足够次数的重复，不能只进行1次就得出结论。
③ 设立对照原则： 在实验中，为了排除无关条件的干扰，常常要设立对照。如例题中，为了排除Cl- 对
实验结果的干扰,设立了B管；为了肯定是血液中的Ca+ 而不是其它离子如K+、Na+ 的作用，设立了第4步
④ 单因子变量原则： 即控制其它因素不变，而只改变其中一个因素，观察其对实验结果的影响。如探索温度对酶活性的影响时，只能改变反应的温度，其它如PH、酶的浓度就要完全一样。(简单的说,就是除欲处理的因素外,其它各实验条件必须保持一致,不得随意改动)
实验技巧
① 器材的选择： 必须根据实验目的，联系题目中给出实验器材的作用，准确判断和选取实验所需的用具和器材，不要多用也不要少用。如果题目中给出实验器材，必须根据实验目的进行安排，确定需要什么？总之，必须遵循取材方便、低耗高效的原则
②实验结果的表达和处理： 实验结果的表达常用的方法有文字描述、表格、坐标曲线图和绘图等。例题中所用的是文字描述。有的实验如“观察植物细胞有丝分裂”就用绘图表示观察结果，“观察根对矿质离子的交换吸附现象”就可以用表格来表示根、CaCl2 溶液和蒸馏水颜色的变化、如下：
| 所用的 液 体 | 颜色变化 | |||
| 根的颜色 | 溶液的颜色 | |||
| 实验前 | 实验后 | 实验前 | 实验后 | |
| CaCl2溶液 | 蓝 色 | 褪 色 | 无 色 | 变蓝色 |
| 蒸馏水 | 蓝 色 | 不褪色 | 无 色 | 无 色 |
在实验结果表达中，有时要用到其他学科的方法。常用的表达、处理方法要注意归纳，如颜色变化：“观察根对矿质离子的交换吸附现象”实验，还有光合作用产物淀粉的证明用碘液，DNA的鉴定；有无沉淀：如证明人体呼出的气体含有较多的CO2 ；测量法：如“植物细胞吸水和失水”实验中测量萝卜的长度变化；同位素标记法：“光合作用产物氧气中氧的来源”，“DNA的半保留复制”。
实验设计的基本内容 （完整的实验设计所要包含的内容）
⑴ 实验题目 ⑵ 实验目的： 本实验最后要达到的目的（往往在题干中就给出了）
⑶ 实验原理： 实验的依据和思路 ⑷ 材料与用具
⑸ 实验假设：对可见现象提出的一种可检测的解释。提出假设→寻找证据(不是所有实验都要求)
⑹ 实验预期：在检测一个假设之前，先提出实验的预期结果。
⑺ 实验过程：根据实验目的和提出的假设，来具体设计实验的方法、步骤，在实验的方法、
步骤的设计中，必须遵循对照的原则。常用的对照方法： ①空白对照：不给对照组任何处理因素 ②条件对照：虽给对照组施加部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。
③自身对照：对照和实验都在同一个研究对象上进行。 ④相互对照：不设对照组而且几个实验组相互对照，当然变量：单个因子变量。 ⑻ 观察和收集数据 ⑼ 实验分析 ⑽ 实验结论