高中生物实验解题思路

高中生物实验教学之实验设计题的解题思路

实验设计题是当前高考的热点题。生物实验设计题也不是高深莫测、无法掌握的, 而是有一定的技巧和原则的, 只要学生拥有坚实的知识基础和实验技能, 遵循生物实验题解答的技巧、原则和方法, 就能较好的驾驭这类热点题。

一、审题( 四明确一构思)———分析理解能力

1.明确实验目的———是实验的核心

弄清是验证性实验还是探究性实验, 说出下列实验的类别:

( 1) 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”。

( 2) 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。

2.明确实验变量———是解题的关键

确认实验变量的方法

方法一: 直接从实验目的获取

如: 探究不同浓度的生长素类似物对植物生长的作用

实验变量是什么? ( 不同浓度的生长素类似物)

方法二: 分析实验目的和实验原理推出

如: 观察植物细胞的质壁分离和复原:

实验目的实验原理实验变量

观察植物细胞的质壁分离和复原细胞吸水或细胞失水细胞外界溶液的浓度

3.明确实验原理———是正确解题的保证

原理的来源: 其一来自题干

其二课本中的相关知识

解读题干或联想课本相关知识来获取。

如: 探究不同浓度的生长素类似物对植物生长的作用

题中原理: 不同浓度的生长素类似物对植物生长有作用

课本原理: 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。

4.明确实验对象和实验条件( 实验对象: 实验所用的生物学材料; 实验条件: 完成这一实验必需的理化条件及生物学处理方法) 。

5.构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。

二、解题( 四步曲)———判断推理能力

设计实验的方法和步骤:

①材料是否要制取或处理? 有些实验中, 题干所给予的材料与设计的要求有一定的差距, 如果我们直接利用题干所给予的材料而不加以处理的话, 则不能达到实验的目的, 这就要求我们对实验材料进行适当的处理。

②是否要分组编号? 这一步目的明确, 就是使自己的实验结果令人信服, 这需要排除一些无关变量造成的因素。因此分组对照是一个在设计实验时, 用来抵消非实验因素对实验结果造成影响的常用方法。

③对不同( 或同一) 对象施加不同的处理。这是实验设计中的关键一步, 基本上所有的实验设计题都要求学生完成这一步工作, 只要我们在分析过程中作好了前面的工作, 这一步也就是顺理成章的事了。

④结果观察( 预测) 、纪录并根据结果( 现象) 进行分析得出结论。

注: 1.常用的表达词汇: 适宜、适应、等、相同、等量、各、分别、显著差异、一段时间

2.顺序性: 整个过程必须具有一定的逻辑性和顺序性, 而且各个步骤操作要有顺序性, 语言逻辑的顺序性, 因为整个过程不需要我们去真实地操作而完成一个实验, 而是通过文表述来体现

3.注意实验程序的科学性、合理性。

对于一个实验步骤的文字叙述所应包含的内容, 实际上就是描述三个变量的控制方法。因此只要抓住三个变量这一解题关键, 由此入手进行分析, 无论何种题型都会有规可循。

4.对于探究性生物学实验的结果预测要全面准确。如测交

结果预测, 除了全黑, 有白有黑外, 还有全白。一般从正、中、反三个方面预测。

三、例题剖析

例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, 草酸钾能与血液中的钙离子发生反应, 形成草酸钙沉淀, 起抗凝的作用。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中的作用, 并回答问题。 ㈠实验材料和用具

①家免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( 针管和针头)

㈡实验步骤和结果

第一步: 在A、B 试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水。

第二步: ⋯⋯

问题: 设置B 管的目的是。

【解析】⑴首先分析这个实验设计题的实验目的是什么?( 验证钙离子在血液凝固中的作用)

⑵实验原理是什么? ( 草酸钾与血液中的钙离子发生反应,形成草酸钙沉淀起抗凝作用)

⑶这个实验中的实验变量是什么? ( 钙离子的有无) 反应变量是什么? ( 血液凝固与否)

⑷这个实验中的无关变量是什么? ( 影响血液凝固的其他因素, 如温度、草酸钾浓度、试管的干净程度等) ⑸该实验的实验组为哪只试管?( A 管) 对照组为哪只试管?( B 管) 该实验为何种对照类型? ( 空白对照: 一只试管中加入了草酸钾, 一只没有加。自身对照: A 管血液中的钙离子首先与草酸钾形成了沉淀, 后

又加入氯化钙)

⑹该实验采用何种方法均衡无关变量? ( 对照和平衡等量原则)

⑺设计实验步骤:( 四步曲)

第一步: 在A、B 两试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生

理盐水。( 分组编号)

第二步: 用酒精棉消毒, 用注射器抽取家免血液。( 材料的预处理)

第三步: 立即将等量的新鲜血分别加入到A、B 两管中。( 对同一对象血液施加不同处理, A 管是用草酸钾处理, B

管是用生理盐水处理) 经过一段时间以后, 结果A 管不凝固, B 管凝固。( 结果观察) 由此对照说明, 缺乏钙离子血液不凝固, 有钙离子血液凝固。

第四步: 将等量的氯化钙溶液分别加入到A、B 两试管中, 结果A 管凝固, B 管仍凝固。

例2. 现有一种植物的种子, 已经知道它的萌发受水分、温度、和氧气的影响,但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响, 请你依据所给材料和用品设计实验的方法步骤, 预测可能的实验结果, 并分别得出相应的结论。

材料和用品: 数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等。

方法步骤:可能的实验结果及相应的结论:

【解析】⑴首先分析这个实验设计题的实验目的是什么? ( 探究光的有无对该种子萌发的影响)

⑵实验原理是什么?( 成熟的完整种子在条件满足时就能萌发)

⑶这个实验中的实验变量是什么? ( 光的有无) 反应变量是什么? ( 种子萌发与否)

⑷这个实验中的无关变量是什么? ( 影响血液凝固的其他因素, 如水分、温度、和氧气等)

实验设计如下: ①取A、B 两组培养皿, 倒入适量的水, 将等量的种子分别放入两组培养皿中;( 实验准备———

分组编号)

②将A 置于黑暗的环境中, B 置于有光环境中, 培养过程中使两组水分、温度、氧气的状况适宜

且相同。( 对不同或同一对象施加实验变量的处理)

③一段时间后观察A、B 两组种子的萌发情况。A 组实验组B 组对照, 符合“单一变量”“平等重

复”原则。

可能的实验结果及相应的结论:

①正: A 组萌发, B 组不萌发( 或A 组发芽率高于B 组) , 光抑制该植物种子的萌发;

②中: A 组萌发, B 组也萌发( 或发芽率差异不显著) , 该植物种子萌发不受光的影响;

③反: A 组不萌发, B 组萌发( 或A 组发芽率低于B 组) , 光是该植物种子的萌发的必要条件之

一。