09级高三生物总复习学习(1)
生物实验与研究性学习
一、实验设计的四个原则
1. 单一变量原则 控制其他因素不变，只改变其中一个因素（要研究的因素），观察其对实验结果的影响。遵循单一变量原则，既便于对实验结果进行科学的分析，又增强实验结果的可信度和说服力。
⑴变量的种类
①实验变量（自变量）与反应变量。实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件，而反应变量是指由实验变量而引起的变化结果，二者之间是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果。
例如：关于“温度对唾液淀粉酶水解淀粉的影响”的实验中，“低温(冰块)、适温(
②无关变量与额外变量。无关变量是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。它们也是前因后果的关系。但对实验与反应变量的获得起干扰作用。
例如：上例实验中，除实验变量(温度)外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量。 如无关变量中的任何一个或几个对三组实验不等同、不均衡，就会产生额外变量，影响实验的真实结果。
⑵变量的控制 控制变量法，是指控制其他因素不变，集中研究其中一个因素的变化，保证实验不受干扰或将干扰因素降低到最低程度。通过实验控制，尽量消除实验误差，以取得较为精确的实验结果。
①操纵实验变量的方法：设法给研究对象施加干扰，造成实验对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。方法：施加、改变、去除。
②检测反应变量的方法：根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标和方法。具体：观察特异性颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生理变化；测量生长发育速度；测量生化反应速度。
③控制无关变量的方法（平衡控制）：排除因实验对象的个体差异带来的影响；设法创造稳定的维持不变的相同条件进行对照，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响；重复实验，排除偶然因素的干扰，减少实验误差。
④对照的方法 对照是实验控制的手段之一，目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响。通过设置实验对照对比。既可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。
不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。
例如，在验证温度对酶活性的影响的实验中，就必须控制pH值、底物量和酶量的相等，只改变单一变量 —— 温度，观察不同温度下酶活性的差异。遵循单一变量原则，既便于对实验结果进行科学的分析，又增强实验结果的可信度和说服力。
2．对照性原则
通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组：对照组，也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。从理论上说，由于实验组与对照组的无关变量的影响是相等的，被平衡了的，故实验组与对照组两者之差异，则可认定为是来自实验变量的效果，这样的实验结果是可信的。
在实验中，为了排除无关条件的干扰，常常要设立对照实验。所谓对照实验是指有一个关键条件不同，而其他实验条件都相同的情况下所进行的一组实验，以此了解条件与结果之间的关系，增强实验结论的可靠性。其中，直接用于论证结果的一组称之为实验组，用于对比的一组称之为对照组。
实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法，只有设置对照实验，才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性。才能使设计显得比较严密，所以大多数实验，尤其是生理类实验往往都要有相应的对照实验。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：
(1)空白对照，即不给对照组做任何处理的对象组；空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果，增强了说服力。例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照。课本中涉及到的用甲状腺制剂饲喂蝌蚪与正常情况下蝌蚪不作任何处理对照就属于空白对照；在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”的实验中，向甲试管溶液加入试剂，而乙试管溶液不加试剂，一起进行沸水浴，比较它们的变化。其中甲为实验组，乙为对照组，且乙为典型的空白对照。
(2)条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素，而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实验变量意义的。这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。例如，在“动物激素饲喂小动物”的实验中，采用等组实验法，甲组：饲喂甲状腺激素(实验组)；乙组：饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组)；丙组：不饲喂药剂(空白对照组)；显然，乙组为条件对照。该实验即设置了条件对照，又设置了空白对照，通过比较、对照、更能充分说明实验变量——甲状腺激素能促进动物的生长发育。显然，通过条件对照．实验说服力大大提高。
(3)自身对照，指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组；
例如，“质壁分离与复原”实验，自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。
课本中涉及到将过氧化氢酶加入H202液中说明酶是生物催化剂，则属于自身对照；
自身对照，方法简便，关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化则为实验组。
(4)相互对照，不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。这种方法常用于等组实验中。“植物向光性”实验中，利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系。
证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米种子之间则属于相互对照。光合作用中研究生成的氧气中的氧来自与水还是二氧化碳的实验.
如何设置对照实验呢？所谓对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全相等的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其它条件（即无关变量）的完全相等”。具体来说有如下四个方面：
①所有用生物材料要相同
即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。
②所用实验器具要相同：即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小型号要完全一样。
③所用实验试剂要相同：即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题。
④所用处理方法要相同：如：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但最好还是要作同样的处理。
3. 科学性原则 指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则
4．可行性原则：在实验设计时，从原理、实验实施到实验结果的产生，都实际可行。
5．简便性原则：实验设计时，要考虑到实验材料要容易获得，实验装置简单，实验药品较便宜，实验操作较简便，实验步骤较少，实验时间较短。
6．平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验在同样条件下进行足够次数的重复，不能只进行1-2次便得出结论，重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则。任何实验都必须有足够的实验次数才能判断结果的可靠性，设计实验只能进行一次而无法重复就得出“正式结论”是草率的。
7．安全性原则：实验方案的实施要安全可靠，不会对人或器材造成危害，设计实验时应尽可能避免使用有毒药品和一定危险性的实验操作
例1.根据题意，回答下列问题：
某校研究性学习小组的同学想探究"不同浓度的生长素类似物对植物生长的作用"，提出了甲、乙、丙三种设计方案，请判断是否都合理？说明理由，并说出该实验的原理。
其主要步骤如下：
甲方案：将生长素类似物配制成10-14mol/L的浓度溶液，剪取三种植株大小相似的枝条若干，随机分为A、B、C三组，浸泡一定时间，将其扦插在校园生物角的土壤中，观察枝条的长势情况。分析实验结果，得出促进植物生长的生长素类似物的最适浓度。
乙方案：将生长素类似物配制成10-14 mol/L、10-10 mol/L、10-6 mol/L三种浓度溶液，剪取某种植株大小相似的枝条若干，分为A、B、C三组，A组枝条浸泡在10-14 mol/L溶液中10 min，B组枝条浸泡在10-10 mol/L溶液中20 min，C组枝条浸泡在10-6 mol/L溶液中30 min，然后将其扦插在校园生物角的土壤中，观察枝条的长势情况。分析实验结果，得出促进植物生长的生长素类似物的最适浓度。
丙方案：将生长素类似物配制成10-14 mol/L、10-10 mol/L、10-6 mol/L三种浓度溶液，剪取某种植株大小相似的枝条若干，分为A、B、C、三组，浸泡一定时间，然后将其扦插在校园生物角的土壤中，观察枝条的长势情况。分析实验结果，得出促进植物生长的生长素类似物的最适浓度。
上述三种方案是否都合理？请说明理由,并说出该实验的实验原理。
(1)甲方案： (2)乙方案： (3)丙方案：
（4）实验原理:
答案：（1）甲方案不合理，未设置浓度对照组，不符合题意要求。
（2）乙方案不合理，题中具有浓度和时间两个变量，不符合实验设计要求。
（3）合理，丙方案设计中既控制单一变量，又有对照实验，是完全可行的实验方案。
（4）实验原理:生长素对植物的生长具有两重性。低浓度的生长素可以促进植物生长，高浓度的生长素则抑制植物生长，甚至杀死植物。
二、 实验设计的基本内容
实验名称：是关于一个什么内容的实验。 实验目的：要探究或者验证的某一事实。
实验原理：进行实验依据的科学道理。 实验对象：进行实验的主要对象。
实验条件：完成该实验必需的仪器、设备、药品条件。
实验方法与步骤：实验采用的方法及必需操作程序。
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的记录。
实验结果预测及分析：能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。
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。
三、 实验设计的解题思路（步骤）、模式
第一：应认真研究实验课题，找出其中的实验变量和反应变量，理解题目已知条件所隐含的意义、实验目的、实验原理及实验要求的基本条件。确定实验的类型（验证型或探究型）和组数并作出假设。所谓假设，就是对可见现象提出一种可以检测的解释，提出假设后应寻找证据，如果符合事实则假设成立。假设实际上是对所提出的问题所作出的参考答案。在检测假设之间，常先提出实验的预期结果，如果预期没有实现，则假设不成立。一般来说假设的形成可分为两步：首先依据发现的事实材料或已知的科学原理，通过发散性思维，提出涵盖各种可能的初步假定；之后，依据假定进行推理、排除并综合分析，得出具体的假定性结论。例如：“动物激素饲喂小动物的实验”，其假说是：“甲状腺激素对动物的生长发育有影响”，假定性结论是“用适量的甲状腺激素饲喂蝌蚪，生长发育加速”。
第二，充分利用所给器材和试剂，构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获方法。—般情况下，题目中所指定的器材、试剂，任何一种都应在实验的相关步骤中出现，避免遗漏或自行增加某种器材或试剂。精心策划实验方法、严格设计实验过程、合理设置对照或变量，并引入科学的测量方法
第三，最后再选择适宜的实验材料(实验对象)，在注意实验步骤关联性的前提下表述实验步骤，并从不同的角度分析实验结果，得出相应的结论。
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流程图如下：
实验的步骤中应表述的要点
(1)控制变量 A、控制无关变量 实验分组(编号)：随机大样本材料分组、实验器械分组。设置对照组：其它条件相同，适宜条件下进行实验 B、操纵实验变量
(2)检测反应变量
解题模式：
1、将相关的实验材料、用具等平均分组并编号；（在这里实验材料包含实验中用到的各种动植物，取材时要注意数量和生理及发育状态相同；用具有烧杯、培养皿，饲养动物的容器等等。这些材料用具在试题中都会给出，注意要结合实验的目的、原理合理利用。）
2、根据实验变量设置对照（注意：单一因素不同；其他因素相同且最适）；
3、观察并记录实验数据和现象（结合题意找出具体的观察和记录对象）。
[例题2]玉米的高秆和矮秆是一对相对性状，且高秆为显性。现有长势发育正常的纯种高秆玉米和纯种矮秆玉米幼苗若干，请你设计一个实验，验证“在生物个体发育过程中，生物的性状不仅受基因(遗传)的控制，同时还受环境的影响。”
(1)实验原理：略。
(2)材料用具：长势发育正常的纯种高秆玉米和纯种矮秆玉米幼苗若干，配制好的完全培养液，缺N的完全培养液，必要的培养器具等(注：植物缺氮时，其表现为生长缓慢等症状)。
(3)方法步骤及结果预测：
①选取 纯种高秆玉米和纯种矮秆玉米幼苗若干，注意纯种高秆玉米和纯种矮秆玉米幼苗数量相等，各分成两等份，依次标记为甲、乙、丙、丁。
②将上述各组幼苗置于 条件下，作如下处理和预测：
| 项目 | 组别 | |||
| 甲 | 乙 | 丙 | 丁 | |
| 纯种高秆玉米 | + | + | — | — |
| 纯种矮秆玉米 | — | — | + | a |
| 全素培养液 | + | b | + | — |
| 缺素培养液 | — | + | — | + |
| 一段时间后 | ||||
| 结果预测 | 高秆正常生长 | 矮秆缺素症 | c | 矮秆缺素症 |
（注：+表示加入，—表示不加入）
请在下面分别写出表中a、b、c三处所对应的你认为应该进行的实验操作或实验结果：
a： b： c：
（4）结论：
①从甲组和乙组的实验中可以得到的结论是 ；
②从甲组和丙组的实验中可以得到的结论是 。
（5）讨论：写出两种与玉米光合作用有关的含N化合物。 。
答案：（3）①长势、高度相同的 ②相同、适宜环境下 a：+ b：－ c：矮秆正常生长
（4）①生物性状受环境影响 ②生物性状受基因（遗传）影响
（5）叶绿素、ATP、NADPH、酶
四、实验设计应注意的问题
1、在掌握实验目的(即需要验证的生物学事实)、原理的基础上确定实验方法。
2、严格遵循实验设计的基本原则，准确设置对照或变量。
3、注意实验程序的科学性、合理性。
4、对实验现象进行准确的观察、测量、记录。
5、合理地设计操作过程
基本的实验方法选定以后，紧接着就要编定具体的操作细节，这些操作细节的设计要合理规范、切实可行，否则也会造成很大的失分。如：
①从动物体内取血，是从臀大肌中抽取，还是从血管中抽取？取血前是否要用酒精棉球对取血部位进行消毒？
②向淀粉糊中加了唾液后是否要振荡试管呢？
③酶促反应的试管如何加热？是直接加热，还是水浴保温？
④在用酒精溶解叶中叶绿素时，酒精要加热，是直接加热，还是隔水加热？
⑤使甲状腺制剂、胰岛素、生长激素进入动物体内的方法应如何操作？是饲喂，还是注射？
⑥不同的情况下要合理地选用不同的水。如：清水、池水、凉开水、蒸馏水、生理盐水……等
6.实验材料在数量上要尽可能多的选取，记录数据时取其平均值以减少实验误差。
7.在记录实验数据时，要学会设计数据表格或以坐标图的形式现示实验数据。
8.注意吸取物理、化学中相关实验原理，如：（物理）多次测量取平均值，（化学）实验前检查装置气密性等。
9、实验结论的表述
（1）现象→分析→结论（由特殊上升到一般的提炼归纳过程）
（2）两种表述句式：
A．验证性实验：因为（现象）说明（分析原因）证明（结论）
B．探究性实验：如果（现象）那么说明（结论）
10、简明地组织语言文字 如：
①步骤设计一般不宜连续描述，往往需要分段叙说，并加以编号。
②试管（或烧杯，水槽等）要加以编号，如A、B或甲、乙等等，这样可使叙说简洁一些。
③叙说中尽量要用规范的实验术语，不能用含糊的口语，如：“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”；“等量的”不宜说成“一样多的”；“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等。
④准确地预测实验结果，实验设计的最后往往还需要预测实验结果，在结果预测上要全面，准确。而在这一环节上，学生往往会出现各种各样的错误。例如：
A．测交结果预测，除了全黑，有白有黑外，还有全白。
B．加碘后，“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”；另外“不变”也不能说成“无现象”。
C．用亚甲基蓝做菌量检测时，不能把“褪色”说成“无色”。
D．在验证甲状腺激素对促进幼小动物发育的作用时，不能把“发育”说成“生长”。能够预测可能出现的实验结果及其导致原因，并能够得出科学的实验结论。
E．研究光对种子萌发的影响时 把“有无光照”说成“阳光”“阴暗
f．常用的表达词汇：适量、适宜、适应、等、相同、等量、各、分别、显著差异、一段时间
11、实验设计的实例分析
例题3 （成都08届一诊）⑴下图是生活
在适宜环境中的C3植物光合作用部分
过程图解，其中A、B、C表示三种化
合物，a、b表示两个生理过程。
①该过程发生的场所在叶绿体
的 。
②C物质既可以作为b过程的还原剂，
又为b过程进行提供 。
③形成ATP和C物质时需要的能量是由 将光能转换成的电能。
④若将植物突然转移到高温、强光照、干燥的环境中，叶片气孔将逐渐关闭，此时叶肉细胞内B物质含量的变化是
。
⑤将改植物的一叶片置于恒温的密闭小室
的CO2浓度，在适宜的光照条件下测定叶
片光合作用的强度（以CO2的吸收速率表
示），测定结果如下图：
若降低光照强度后重新测定，请在原
图中用虚线表示出最可能的测定结果。
⑵植物体所需要的矿质元素进入植
物体后，有的仍然呈离子状态，可以转移再度利用；有的形成不能稳定的化合物，可以分解转移再利用；有的形成难溶解的稳定的化合物，不能被植物体再度利用。
①Mg元素是构成叶绿体中 的组成元素，缺乏该元素，植物叶片会呈现 色。
②某研究性学习小组想利用溶液培养法来探究叶绿体中含镁的色素是一种稳定的化合物还是不稳定的化合物。请帮助他们完成试验步骤和回答有关问题。
试验步骤:
第一步：配制 培养夜。
第二步：选取 的植物若干，平均分成两组，将这两组植物分别置于盛有上述培养液的容器中。
第三步：将两组植物放在相同且适宜的条件下培养。
第四步：一段时间后观察 ，并做好记录。
预测结果及结论：
如果 ，则说明叶绿体中含镁的色素是一种不稳定的化合物。
如果 ，则说明叶绿体中含镁的色素是一种稳定的化合物。
答案：1、（1）①基质 ②能量 ③特殊状态的叶绿素a ④下降
⑤见下图，起点、拐点、终点均正确为2分，否则为0分
  |
（2）①叶绿素 ②试验步骤：第一步：适宜浓度的完全培养液和缺Mg的完全 第二步：同一品种、且生长健壮，大小、长势相同 第三步：两组植物叶片是否变黄以及变黄的顺序
预测试验结果并得出结论：完全培养液中培养的植物叶片不变黄，缺Mg的完全培养夜中植物基部叶片（老叶）先变黄 完全培养液中培养的植物叶片不变黄，缺Mg的完全培养夜中植物幼叶（新叶）先变黄。
五、实验基础知识[方法归纳总结]
（一）制片技术——制片法
1.玻片标本类型： （1）临时玻片标本：是实验中观察标本常采用的方法，保存时间不长久是本法的缺点。如草履虫形态及应激性、口腔上皮细胞、植物细胞质壁分离及复原、洋葱根尖有丝分裂、病原体观察等。（2）永久玻片标本：如洋葱根尖固定装片.蛔虫受精卵固定装片等。
2.制片法：中学常用的四种制片法是石蜡切片法（如制作植物茎横断面的切片），涂片法（如制作细菌、酵母菌、口腔上皮细胞临时装片），压片法（洋葱根尖有丝分裂、观察早期花蕾花粉母细胞、洋葱鳞片叶表皮等临时装片的制作），徒手切片法（如桂花叶片横切）。
（二）染色及染色剂：染色的目的在于使生物组织和细胞受染色剂的作用（化学反应或主动吸收等），其各部分结构能清楚的显示出来，便于显微镜下识别和分析研究。
1.染料及染色剂
（1）染料：是一类有色的有机物或无机物，它能使被染物呈现颜色。染料的分类有两种，一种是按染料发色机团是阴离子还是阳离子分，是阴离子者为酸性染料，是阳离子者为碱性染料。碱性染料是一种色碱盐，通常为氯化物（如亚甲基蓝）或醋酸盐（醋酸洋红）；酸性染料为色酸盐，通常是钠盐、钾盐、铵盐。另一种是按染色对象分为胞核染料（龙胆紫、醋酸洋红），胞浆染料（红墨水、碘液等），脂肪染料（苏丹Ⅲ、苏丹Ⅳ）等。
（2）染色剂：染料溶解在溶剂中而成的溶液。如碘液、醋酸洋红液、龙胆紫溶液、亚甲基蓝溶液、红墨水等。
2.染色方法：根据材料是活的还是死的分为活体或半活体染色（如0.01%亚甲基蓝溶液对根染色——根对离子的交换吸附实验、碘液对口腔上皮细胞的染色等）及死体染色（如根尖有丝分裂实验中龙胆紫溶液对已解离的根尖的染色）。
3.生物实验中常用的溶液：水、酒精、丙酮、汽油等。
4.介绍几种制剂的作用
（1）2，4-D生长素类似物：有双重性，低浓度促进生长；高浓度抑制生长；培育无籽果实。
（2）10
（3）0.9%生理盐水（维持红细胞、口腔上皮细胞形态），10%KNO3溶液（植物细胞质壁分离和自动复原），5%CaCl2溶液和0.01%亚甲基蓝溶液（根对离子的交换吸附），15%盐酸溶液（对根尖解离），丙酮、酒精（溶解色素），层析液（分离色素），龙胆紫溶液、醋酸洋红液（根尖细胞染色体染色），30%蔗糖溶液（植物细胞质壁分离和复原）
（4）紫外线：一定剂量作为能量、保温，高剂量导致细胞基因突变。
（三）实验方法：是做好实验设计的关键所在，最常见的经典的实验方法汇总如下：
（1）化学物质的检测方法
1） 淀粉——碘液 2） 还原糖——斐林试剂、班氏试剂 3） CO2 ——Ca(OH)2溶液或酸碱指示剂或溴麝香草酚蓝水溶液（蓝变绿再变黄） 4） 乳酸——pH试纸 5） O2——余烬木条复燃 6） 无O2——火焰熄灭 7） 蛋白质——双缩脲试剂 8） 染色体——龙胆紫、醋酸洋红溶液 9） DNA——二苯胺试剂（沸水浴蓝色）或甲基绿 10） 脂肪——苏丹Ⅲ或苏丹IV染液 11）酒精——重铬酸钾（酸性条件）12）RNA——吡罗红 13）线粒体——健那绿
（2） 实验结果的显示方法
1）光合速率——O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量 2）呼吸速率——O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量 3）原子途径——放射性同位素示踪法 4）细胞液浓度大小——质壁分离
5）细胞是否死亡——质壁分离、亚甲基蓝溶液染色 6）甲状腺激素作用——动物耗氧量，发育速度等
7）生长激素作用——生长速度（体重变化，身高变化）8）胰岛素作用——动物活动状态
9）菌量——菌落数或亚甲基蓝溶液褪色程度 10）大肠杆菌——伊红-美蓝琼脂培养基
（3） 实验条件的控制方法
1）增加水中氧气——泵入空气或吹气或放入绿色植物
减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水
2）提供CO2方法——NaHCO3
3）除去容器中CO2——NaOH溶液或KOH溶液
4）除去叶片中原有淀粉——置于黑暗环境一昼夜 5）除去叶片中叶绿素——酒精加热
6）除去光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光 7）如何得到单色光 ——棱镜色散或彩色薄膜滤光
8）血液抗凝——加入柠檬酸钠 9）线粒体提取——细胞匀浆离心
10）骨的脱钙——盐酸溶液
11）灭菌方法——微生物培养的关键在于灭菌，对不同材料，灭菌方法不同：培养基用高压蒸汽灭菌；接种环用火焰灼烧灭菌；双手用肥皂洗净，擦干后用75%酒精消毒；整个接种过程都在实验室无菌区进行。
（4）实验中控制温度的方法
1）还原糖鉴定：水浴煮沸加热
2）酶促反应：水浴保温
3）用酒精溶解叶中的叶绿素：酒精要隔水加热 4）DNA的鉴定：水浴煮沸加热
5）细胞和组织培养以及微生物培养：恒温培养
六、练习
1.生物呼吸作用的底物（有机物）种类及含量的差异，会导致呼吸作用释放的CO2与吸收的O2比发生差异，这可用呼吸商表示：呼吸商（Q）＝
，为了测定种子萌发时的呼吸商，现准备了3只玻璃瓶、瓶塞、带刻度的玻璃管、发芽的蚕豆种子、10%的NaOH溶液、NaHCO3、清水等。1号玻璃瓶的实验装置如图所示。
（1）由于发芽蚕豆种子（已消毒）的呼吸作用，1号玻璃瓶内的气体发生了变化，使得墨滴向左移动，显然瓶内气体减少了，减少的气体是 。
（2）1号玻璃瓶内的气体变化还不足以求出发芽蚕豆的呼吸商，由此还要利用2号玻璃瓶来测定发芽蚕豆呼吸作用过程中的某一种气体的变化。请根据1号图及题干中的器材与试剂，说出2号图装置与1号图的不同之处 ，以此可以测出 量。
（3）若1号装置测出的实验数据（墨滴移动量）为X，2号装置所测得的实验数据（墨滴移动量）为Y，则呼吸商计算式为： 如果呼吸商小于1时，说明 。
（4）为了纠正环境因素引起的实验测量误差，须设3号装置。应对3号装置作何处理：
。
如3号装置的墨滴在实验后向右移动量为Z，则氧气实际消耗量应为 。
（5）如果该发芽的种子已带一定量的小叶，要了解光照强度对植物光合作用的影响，并还利用上述装置1，则需要注意：
1）实验的变量因素是 ；实验试剂选用 ，理由是 。
2）在十分合适的某光照强度条件下，实验进行一定时间，测得的实验数据（墨滴移动量）为A，则该墨滴一定向 移动。
3）如要知道较高光照强度下真正的光合作用气体变化量，还需进一步的实验操作是
。真正光合作用的变化量是 。
答案.（1）氧气 （2） 试管中的液体应用同体积的清水 种子吸收的氧气量与释放的二氧化碳气体量的差值 （3）（X-Y）/X 呼吸底物中含脂肪 （4）用死种子，试管中放等量的清水 X+Z
（5） 1）光照强度 Na2CO3 2） Na2CO3既能为植物光合作用提供二氧化碳气体，又可以保持瓶中二氧化碳气体量不变，便于实验分析指标的单一。 2）右 3） 遮光一定时间，记录墨滴移动刻度 A— 遮光情况下测得的数据
2.（08山东卷)番茄（2n=24）的正常植株（A）对矮生植株（a）为显性，红果（B）对黄果（b）为显性，两对基因独立遗传。请回答下列问题：
（1）现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交，其后代的基因型有 种， 基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例最高，自交后代的表现型及比例为 。
（2）在
AA×
aa杂交中，若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为 ，这种情况下杂交后代的株高表现型可能是 。
（3）假设两种纯合突变体X和Y都是由控制株高的A基因突变产生的，检测突变基因转录的mRNA,发现X的第二个密码子中第二碱基由C变为U，Y在第二个密码子的第二个碱基前多了一个U。与正常植株相比， 突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因： 。
（4）转基因技术可以使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某基因表达。假设A基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高，请完成如下实验设计，以验证假设是否成立。
①实验设计：（借助转基因技术，但不要求转基因的具体步骤）
a.分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。b. 。
c. 。
②支持上述假设的预期结果： 。
③若假设成立，据此说明基因控制性状的方式： 。
答案：(1)4 aaBb 矮生红果:矮生黄果＝3:1 (2)13或11 正常或矮生 (3)Y
Y突变体的蛋白质中氨基酸的改变比X突变体可能更多（或：X突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变，Y突变体的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氨基酸后都改变）。
(4)①答案一：b.通过转基因技术，一是抑制正常植株A基因的表达，二是使A基因在矮生植株过量表达。 c.测定两个实验组植株的赤霉素含量和株高。
答案二：b.通过转基因技术，抑制正常植株A基因的表达，测定其赤霉素含量和株高。
c.通过转基因技术，使A基因在矮生植株过量表达，测定其赤霉素含量和株高。
（答案二中b和c次序不做要求）
②与对照比较，正常植株在A基因表达被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低；与对照比较，A基因在矮生植株中过量表达后，该植株赤霉素含量增加，株高增加。
③基因通过控制酶的合成来控制代谢途径，进而控制生物性状。
实验分析题型专题
实验分析类试题有两种题型，即解释实验现象、结果和根据实验结果得出实验结论。实验分析类试题与实验设计类试题虽然在题目形式和具体要求上有些差异，但在思考方法上非常相似，若有清晰的实验设计思路，往往也就具备了较强的实验分析能力。因此，实验分析类试题的解题基本步骤可参照实验设计类试题。
一、实验分析、评价及改进：
实验分析题就是利用已有的生物学知识，从实验取材、药品试剂、步骤及操作、结果及预测等进行分析，从而正确解答有关内容。
评价及改进主要分析以下几点：1．实验原理及方法是否正确；2．实验步骤是否科学；3．有没有充分利用实验条件；4．有没有设置对照实验；5．有无更为简单的实验方案；6．实验能否顺利完成；7．实验的安全性如何。
1．实验取材分析、评价及改进：
选择实验材料是实验成功的关键，因此在实验分析时取材的分析往往是实验试题的内容之一。例如：观察植物细胞有丝分裂实验、植物细胞的质壁分离和复原实验、叶绿体中色素的提取与分离实验、可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定实验、生长素的研究实验、甲状腺激素的有关实验中，都必须选择适宜的实验材料。
2．药品与试剂分析、评价及改进：药品与试剂的量、浓度、纯度等都是影响实验正确结果的重要因素，在进行实验分析时要逐一检查，不能忽视。
3．步骤及操作的分析、评价及改进：
（1）是否漏做某个实验步骤；（2）操作步骤是否颠倒；（3）操作方法是否正确。
[例题1]为证明“唾液淀粉酶对淀粉有消化作用”，某同学制订了下列实验方案。
(1)实验目的(略)(2)实验材料和用具(略)
(3)实验方法和步骤
①取2支试管，编号为A和B，各注入2 ｍL浆糊。②用凉开水漱口后，用小烧杯收集唾液。③向A试管内加入2 ｍＬ唾液。④向2支试管中各滴加2滴碘液。
⑤将2支试管振荡后放在
(4)结论：唾液中含有淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖。
该实验的方法和步骤以及结论有没有错误?如果有请指出并改正。
（答案 ）实验方法和步骤中的错误：第③步应在B试管中加入2 ｍＬ清水；第④步和第⑤步应作对调，以排除碘液对淀粉分解的影响。结论错误：本实验只能证明唾液对淀粉的分解作用，但不能证明具体分解后的产物是什么。
4．结果、分析：
（1）根据实验结果提出合理解释（即实验结果的分析）
这类题目理论知识一般是以高中生物教材上的有关理论为知识背景，但实验的材料、实验的方法和步骤往往是书本外的，题目的情境设置很新颖。但只要撩开新情境的面纱，抓住实验的基本原理和实验结果，结合所学的理论知识，就不难得出正确的答案。
（2）根据实验原理和实验过程，推导实验结果 这类题目一般都是以已学过的知识背景作为设计题目的根据，重点考查学生综合运用和知识迁移的能力。
A：解题关键：找到实验中隐藏的因果（逻辑）关系。
a．在严谨的实验中，“因同则果同，因不同则果不同”。
b．如果出现“因不同而果相同”，要具体分析：①如果因对立（即实验变量是“有”和“无”），则此“因”不是形成果的真正原因，即题中的实验变量对结果无影响。②如果因不对立，则两“因”中必有内在联系，即本质相同。
B：解题思路：
a．通过实验目的或步骤（根据单一因素不同）找出实验变量，将实验分为多个对照组；
b．由因找果，分析实验变量与结果间的逻辑关系，先得出正确结论（分结论）；
c．再根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论（总）”；
d．在验证性实验中，如果实验目的已知，可直接作为正确结论，但全面性要因对照组而定。
[例题2]．（08广东卷) 某研究小组进行一个有关兔水盐代谢调节的实验，以下为实验报告，请予以完善。
实验名称 兔的水盐代谢调节
（一） 材料与方法
（1）家兔12只，
（2）对甲组兔静脉滴注1.5%NaCl溶液，乙组滴注0.9%，NaCl溶液，丙组滴注蒸馏水，滴注量均为200 ml,0.5 h滴定。
（3）从滴注开始收集测定2h内兔的尿液量.
（二） 结果与分析
（1）甲、乙、丙三组兔平均尿量比较：
（2）原因：
（三） 讨论
（1） 实验设计时每组兔能否只用1只？为什么？
（2） 有人认为需要增加1组兔才能使本实验设计更为完善。你认为对该组兔最有必要作何实验处理？为什么？
答案：（1）甲、乙、丙三组兔的尿量比较：甲＜乙＜丙
（2）甲、乙、丙三组兔分别注入1.5%NaCl溶液、0.9%NaCl溶液和蒸馏水。
丙、乙、甲三组兔细胞外液的渗透压依次升高，丙、乙、甲三组兔下丘脑的渗透压器所受的剌激依次升高，丙、乙、甲三组兔下丘脑分泌经垂体释放的抗利尿激素依次增多，丙、乙、甲三组兔肾小管、集合管等对原尿中的水重吸收的量依次增多。所以丙、乙、甲三组兔尿量依次减少。
二、实验评价题型解题技巧
1、首先看有无对照实验：如果无添加对照组，如果有→步骤2
2、再看是否单一变量：在实验中除实验变量外，其他条件都必须一致，特别注意实验过程中是否会因添加试剂、或进行某个操作而引起控制条件的不一致性。例如研究温度对酶活性影响，则温度为变量。除单一变量温度外，其他条件应完全一样：实验对象的一致性。 等量性原则——每次实验所加试剂的量要相等。实验控制时间的一致性。实验条件的一致性。……
3.如果是单一变量，则看实验原理、实验操作、语言叙述等是否有错误
[例题3]．在植物组织培养过程中，需要一些诱导因素才能使高度分化的植物体细胞表现出全能性。请根据下面提供的实验材料、方法和原理，探究细胞分裂素对细胞分裂过程是否有促进作用的有关实验。
（1）实验材料：胡萝卜愈伤组织、一定浓度的细胞分裂素溶液、不含植物激素和放射性元素的培养液、3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷（3H—TdR）、蒸馏水、必要的其 他实验用具等。
（2）实验原理：细胞内的3H—TdR参与合成DNA，DNA的合成总是发生在细胞分裂间期，因此，细胞中总放射性强度的大小反映了细胞分裂的快慢。
实验步骤：
①取胡萝卜愈伤组织均分为A、B两组，分别培养在不含植物激素和放射性元素的培养液中；
② ；
③ ；
④ 。
（4）预期实验现象及相应结论 。
（5）若通过上述实验确定细胞分裂素对细胞分裂有促进作用，为了确定细胞分裂素促进细胞分裂增殖的最适浓度，在此实验的基础上应如何进行实验?请简述实验方法。
【解析】此实验主要目的是探究细胞分裂素对细胞分裂过程是否有促进作用，所 以在实验过程中要注意实验组和对照组的正确设置。因为是探究性实验，所以预 期实验现象及相应结论应该有多种可能。对于（5）题，要确定细胞分裂素促进细胞分裂增殖的最适浓度，必须在此实验的基础上多设置几组实验，多配制几种浓度的细胞分裂素，才能确定出最适浓度。
答案：（3）②向A、B中分别加入等量的3H—TdR ③向A中加入适量细胞分裂素溶液， 向B中加入等量的蒸馏水 ④在相同（温度等）条件下培养一段时间，分别测定两组细胞的总放射性强度 （4）①A组的总放射性强度比B组高，说明细胞分裂素有促进植物细胞分裂的作用；②A组的总放射性强度比B组低，说明细胞分裂素有抑制植物细胞分裂的作用；③A组的总放射性强度等于B组，说明细胞分裂素对植物细胞分裂没有影响 （5）将实验分为多组，分别加入不同浓度的细胞分裂素溶液，重复上述培养过程，比较各组细胞的总放射性强度，其中放射性强度最高的一组其浓度就是最适浓度。
[例题4]．某小组确定研究课题：探究植物细胞外液浓度与质壁分离的关系。该小组选用水生植物黑藻作为实验材料，并作实验假设：如果将其叶片分别置于不同浓度的蔗糖溶液中，其细胞失水量随着外界溶液浓度增加而增加。该小组学生设计实验步骤如下：配制10%、20%、30%蔗糖溶液，分别盛于培养皿中。从黑藻茎上取下叶片，用吸水纸吸干叶片上的水分，并制成装片，显微镜下观察，选取5个细胞测量其A、B（如图A为细胞的长度，B为原生质体长度）。在此基础上，请你参与设计、分析与讨论。
（1）请你设计一表格，用于记录数据，计算并记录B/A（%）值。
（2）该小组同学根据记录数据作曲线如图。请你就该结果作分析并得出结论 。
（3）讨论：如果要说明上述质壁分离现象是由于相应浓度的外界溶液引起，而非细胞本身的原因，你怎么处理实验？
（4）该小组同学想进一步了解“生长在盐碱地上的植物与水生植物的细胞溶液是否有差别？”，请你设计实验并简要分析。
答案.（1）得分点：①要有几种浓度 ②B、A、B/A ③平均值 ④表格记录5个值
（2）得分点分析到数值，结论到结构发生的变化。①B/A值越小，说明质壁分离程度越大。②随着溶液浓度的增加，B/A值下降，说明质壁分离程度随溶液浓度增加而增大。
结论：细胞失水量随着外界溶液浓度的增大而增加
（3）设置清水对照组，观察清水中的黑藻细胞，确认细胞形态正常，无质壁分离现象。
（4）方案一：①取盐碱植物与黑藻植物叶片若干，用吸水纸吸干水分。②配制相同浓度的蔗糖溶液将两种叶浸泡10分钟。③两种叶片制成装片，观察，比较B/A值的大小。④B/A值小，质壁分离程度大，说明细胞液浓度低。
方案二：①选用盐碱植物叶片做如上实验，并增加低于10%溶度梯度溶液。②用黑藻叶片也做如上实验，并增加低于10%浓度梯度溶液。③刚开始发生质壁分离的浓度与细胞液浓度相当。④比较黑藻与盐碱植物的细胞液浓度。
[例题4]．为研究胰腺分泌活动的调节机制，研究人员做了下列实验：
实验一：刺激通向胰腺的神经，胰液分泌量增加；
实验二：切断通向胰腺的所有神经，当食物经过胃进入十二指肠时，胰液分泌量增加；
实验三：切断动物的胰腺神经后，从另一些动物的胃中取出少量部分被消化了的食物，直接导人胰腺神经已被切断的实验动物的十二指肠中，结果发现胰液大量分泌；
实验四：把一些相同的食物成分不经过胃直接引入切断了胰腺神经的动物的十二指肠中，结果胰液分泌不增多。
(1)分析上述实验，请你给胰液分泌的调控作出合理的推断：
(2)研究人员接着分析胃内容物成分，分离提纯，单独刺激小肠观察胰液分泌情况。发现只有用少量盐酸刺激小肠，被切断胰腺神经的胰腺分泌胰液才会增加。为进一步确定，促进胰液分泌的化学物质是盐酸还是盐酸刺激产生的小肠分泌物。请你继续完成具体探究，并预期实验结果。
实验步骤： ①取6只生长发育状况一致的小鼠，饥饿两天，用少量盐酸刺激小肠，收集小肠内容物，除去大分子杂质，得到盐酸刺激小肠产生的分泌物；
② ，随机分成A、B；C三组，每组2只；
③向A组小鼠血液注入2ml稀盐酸，向B组小鼠血液注入 ，向C组小鼠血液注入 作为对照；
④观察胰液分泌情况，分析并得出结论。
实验预测及结论：
答案： (1)胰液分泌受神经支配，胰液分泌也受体液调节，来自胃内的某些物质能促进胰液分泌 (2)②切断6只小鼠通向胰腺的所有神经 ③2mL小肠分泌物、2mL生理盐水
实验预测及结论：a若A 、C组小鼠胰液分泌量基本相等，则盐酸不是促进胰液分泌的化学物质。b若A组小鼠胰液分泌量大于C组，则盐酸是促进胰液分泌的化学物质。 c若o、c组小鼠胰液分泌量基本相等，则盐酸刺激的小肠分泌物不是促进胰液分泌的化学物质。d若B组小鼠胰液分泌量大于C组，则盐酸刺激的小肠分泌物是促进胰液分泌的化学物质。
[例题5]．（08江苏卷）某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验结果的基础上继续实验，探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。
增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。
（1）设计出继续实验的简要步骤：
① ；
② 。
（2）预测实验现象并作出结论。
答案：（1）①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热（或隔水加热）U型管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化 ②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、B两试管中，并加入斐林试剂，（60～65℃）水浴加热，观察A、B试管内有无砖红色沉淀 （2）如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀、B试管内有砖红色沉淀，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜