2019年備戰(zhàn)高考：高中生物實驗設(shè)計題的解題技巧
生物實驗設(shè)計，就是要求同學(xué)們能夠根據(jù)實驗原理，選擇實驗器材、安排實驗步驟、進行數(shù)據(jù)處理及分析實驗現(xiàn)象等，下面學(xué)習(xí)啦小編為你帶來了2019年備戰(zhàn)高考：高中生物實驗設(shè)計題的解題技巧，歡迎閱讀。
實驗設(shè)計題的解題技巧
一、仔細審題，弄清實驗?zāi)康暮鸵?/p>
1.確定實驗?zāi)康?，找出要研究的問題，這一點題目中都會給我們提示，諸如“研究、驗證、探究”等字眼后面往往是試題將要研究的問題，也就是實驗?zāi)康摹?/p>
2.對應(yīng)實驗?zāi)康模\用所學(xué)知識，找準實驗原理。
3.要弄清實驗類型，即要設(shè)計的實驗是驗證性實驗還是探究性實驗。
4.依據(jù)實驗原理確定實驗變量以及影響實驗結(jié)果的無關(guān)變量。
5.確定實驗器材，對于生物實驗題中已提供的實驗材料和用具，主要分析“有什么用”“怎么用”，一般應(yīng)全部用上，不可遺漏，除非試題是讓你選擇使用或者自行確定實驗材料和用具。
二、精心設(shè)計實驗步驟，書寫實驗步驟的“三步曲”：
1.分組標號：包括分組(實驗組、對照組，其中實驗組如果有濃度梯度，至少要分三組，如果有必要，每組還要設(shè)多個相同處理)、編號、非條件處理等。
常用語言：選擇長勢相同、大小相似的同種植物隨機等量分組，分別編號為A、B、C……取兩支試管，分別編號為甲、乙，各加入等量的某溶液;選擇年齡、體重(性別)、健康狀況相同的某種動物隨機等量分組，分別編號為1、2、3……
本步驟強調(diào)分組的等量原則(器材的規(guī)格、生物材料的長勢、分組的數(shù)量和隨機性等)，編號可以針對實驗器具，也可以針對實驗材料，有的非條件處理需在條件處理之后，則需寫在第二步。
2.設(shè)置實驗組(有單一變量)和對照組(無單一變量)。
常用語言：在A組中加入“適量的”……在B組中加入“等量的”……
本步驟強調(diào)對照原則、各對照組條件處理的等量原則，通過“適量”和“等量”表達出來。在具體的實驗設(shè)計中，可用具體的量，如“在A組中加入2 mL……在B組中加入2 mL……”
3.培養(yǎng)或觀察：放在適宜且相同的條件下培養(yǎng)，一段時間后觀察現(xiàn)象，記錄結(jié)果。
常用語言：將兩套裝置放在“相同且適宜的環(huán)境中培養(yǎng)一段時間”(或相應(yīng)方法處理，如振蕩、加熱等)
本步驟強調(diào)各組外界處理的等量原則，兩套裝置必須放在相同且適宜的環(huán)境中，這樣的實驗結(jié)果才有可比性。培養(yǎng)的時間可根據(jù)具體的實驗確定，也可以用“一段時間”描述。
特別提醒： a.最佳的書寫步驟是1→2→3;b.用規(guī)范性語言準確地描述。
三、通過對實驗結(jié)果(現(xiàn)象)的處理，綜合分析得出實驗結(jié)論
實驗結(jié)果即實驗過程中觀察到的實驗現(xiàn)象或收集到的數(shù)據(jù)，實驗結(jié)論則是通過對實驗結(jié)果的分析得出的定性表述，結(jié)論要依據(jù)實驗原理并與實驗?zāi)康南鄬?yīng)。實驗?zāi)康牡念愋筒灰粯?，結(jié)果和結(jié)論的寫法就不一樣。驗證性實驗一般有一種結(jié)論，而探究性實驗可能有多種結(jié)論。
驗證性實驗：驗證性實驗的實驗?zāi)康氖?ldquo;預(yù)料之中”的，因此結(jié)果和結(jié)論只有一種情況。結(jié)果即由所學(xué)知識或?qū)嶒炘硗瞥龅默F(xiàn)象，結(jié)論即實驗?zāi)康?。?ldquo;驗證CO2是光合作用的必需原料”的實驗，實驗結(jié)果為：對照組葉片遇碘變藍，實驗組葉片遇碘不變藍。結(jié)論為：CO2是光合作用的必需原料。
探究性實驗：探究性實驗是對未知的生物學(xué)現(xiàn)象進行探索，因此預(yù)期的結(jié)果及結(jié)論是所有可能出現(xiàn)的情況。其書寫格式一般為“如果……則……”。如“探究光對種子萌發(fā)的影響”實驗中，結(jié)果和結(jié)論會有以下幾種情況：若相同時間內(nèi)，在光下的一組比在黑暗中的萌發(fā)數(shù)多，則光對種子的萌發(fā)有促進作用;若在光下的一組比在黑暗中的萌發(fā)數(shù)少，則光對種子的萌發(fā)有抑制作用;若兩組的萌發(fā)數(shù)相同，則光對種子的萌發(fā)沒有影響。
四、回歸檢驗
1.檢查實驗原理、原則：檢查是否遵循實驗原理;檢查是否遵循實驗設(shè)計的原則，如有無對照實驗，看實驗是否遵循單一變量原則。
2.檢查實驗過程：有沒有科學(xué)性錯誤、是否違背實驗原理、語言文字表達是否應(yīng)用專業(yè)術(shù)語，一定要避免方言、俗語在答案中出現(xiàn)。
3.檢查實驗器材：是否“物盡其用”，一般情況下，題目所給的器材都有用，除特殊說明外不允許額外添加實驗器材，如有的同學(xué)一時疏忽把生理鹽水換成了蒸餾水，這樣就額外為實驗添加了材料，不符合實驗要求。
4.檢查實驗結(jié)果是否合理：一般情況下實驗結(jié)果要符合實驗原理，驗證性實驗一般只有一種結(jié)論，而探究性實驗可能有多種結(jié)論，都需要與實驗?zāi)康南鄬?yīng)。
五、題例領(lǐng)悟
【典例1 】 為了驗證甲狀腺激素的生理作用，試以大白鼠的耗氧量和活動量為觀察指標，根據(jù)給出的實驗材料和用具，設(shè)計實驗步驟，預(yù)測實驗結(jié)果，并作出分析。
(1)材料和用具：日齡相同、體重相近的雄性成年大白鼠兩組，甲狀腺激素溶液，蒸餾水，灌胃器，耗氧量測定裝置，小動物活動測定儀等。
(實驗提示：給藥途徑為每日灌胃，給藥劑量和儀器操作不作要求，室溫恒定。)
(2)方法與步驟：_______________。
(3)結(jié)果預(yù)測與分析：_________________________________。
【解析】(1)確定是驗證性實驗還是探究性實驗：該實驗為驗證性實驗。
(2)確定實驗?zāi)康?、實驗原理、觀察指標：
實驗?zāi)康模候炞C甲狀腺激素的生理作用。
實驗原理：甲狀腺激素能加速物質(zhì)的氧化分解，使耗氧量增加;提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，使活動量增加。
觀察指標：大白鼠的耗氧量和活動量。
(3)確定自變量、因變量、無關(guān)變量：
自變量：甲狀腺激素和蒸餾水。
因變量：大白鼠的耗氧量和活動量。
無關(guān)變量：鼠齡、溫度、藥劑量、灌胃次數(shù)等。
(4)設(shè)計實驗步驟：
分組標號：包括分組、編號、非條件處理等。
?、賹⑷正g相同、體重相近的雄性成年大白鼠分為兩組并分別標記為甲組和乙組，然后分別用耗氧量測定裝置、小動物活動測定儀測定與記錄大白鼠的耗氧量和活動量。
設(shè)置實驗組(有單一變量)和對照組(無單一變量)：
②每日用灌胃器給甲組大白鼠灌喂甲狀腺激素溶液，給乙組大白鼠灌胃等量的蒸餾水，飼養(yǎng)一段時間。
培養(yǎng)或觀察：
③定期測量與記錄甲、乙兩組大白鼠的耗氧量和活動量。
(5)結(jié)果預(yù)測與分析：
實驗?zāi)康闹杏?ldquo;驗證……”，因此本實驗是驗證性實驗，結(jié)果和結(jié)論只有一種情況。
實驗結(jié)果預(yù)測：未給甲狀腺激素時，甲、乙兩組大白鼠的耗氧量和活動量相近。 給甲組大白鼠甲狀腺激素后，其耗氧量和活動量均大于乙組。
結(jié)果分析：甲狀腺激素能促進新陳代謝，加速體內(nèi)物質(zhì)的氧化分解，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，從而使耗氧量和活動量加大。
【答案】 見解析中的加粗部分
【典例2】 某校生物興趣小組為了“探索海洋動物和淡水動物血漿滲透壓的高低”，想要做一個探究實驗。他們現(xiàn)已得到了兩類動物的血液，并已離心分離出這兩類動物的血漿各50 mL，請你幫助設(shè)計實驗以完成研究任務(wù)。
(1)本實驗的目的是_______________________。
(2)設(shè)計依據(jù)的實驗原理：在半透膜兩側(cè)存在濃度差時，會發(fā)生__________________。
(3)應(yīng)準備的儀器有___________________________。
(4)實驗的步驟：_______________________________。
(5)可能的結(jié)果及相應(yīng)結(jié)論：
?、賍___________________________。
?、赺__________________________________。
?、踎________________________________________。
【解析】(1)確定實驗?zāi)康?。題目中有“探索”字眼，由此可確定本實驗是探究性實驗，實驗的目的是探索海洋動物和淡水動物血漿滲透壓的高低。
(2)找準實驗原理。由題干“在半透膜兩側(cè)存在濃度差時……”可以確定本實驗的原理是在半透膜兩側(cè)存在濃度差時，會發(fā)生滲透作用。
(3)確定實驗器材。本實驗是讓自行確定實驗材料和用具，組裝滲透裝置要用到燒杯、半透膜、細線等。
(4)設(shè)計實驗步驟。根據(jù)書寫實驗步驟的“三步曲”設(shè)計實驗步驟如下：
?、傧葘⒌畡游锏难獫{倒入燒杯中;②用半透膜封住長頸漏斗的口，用細線將半透膜扎緊;③將海洋動物的血漿倒入漏斗中，將漏斗浸入到燒杯中(即淡水動物的血漿中)，使漏斗管中的液面與燒杯中的液面平齊;④一段時間后觀察漏斗管中液面的變化。
(5)本實驗是探究性實驗，實驗結(jié)果和結(jié)論不是唯一的。本實驗可能的結(jié)果及相應(yīng)結(jié)論有三種：
?、偃粢好嫔仙?，則說明海洋動物的血漿滲透壓高于淡水動物的。
?、谌粢好娌蛔?，則說明海洋動物的血漿滲透壓與淡水動物的相等。
?、廴粢好嫦陆担瑒t說明海洋動物的血漿滲透壓低于淡水動物的。
【答案】 見解析中的加粗部分。
【典例 3】 生物進化的實質(zhì)是種群基因頻率的改變，其中影響種群基因頻率的因素有很多，如自然選擇、基因突變、基因重組、遺傳漂變等。某中學(xué)生物研究小組為探究人工選擇對種群基因頻率是否有影響，選擇了純種長翅果蠅和殘翅果蠅進行實驗。已知果蠅的長翅(B)對殘翅(b)為顯性，基因位于常染色體上。實驗過程如下：
?、龠x擇一只純種雄性長翅果蠅與一只雌性殘翅果蠅進行雜交，獲得子一代雌雄果蠅;
②讓子一代果蠅連續(xù)自由交配5次，同時在每一代中都除去殘翅果蠅;
③當(dāng)子六代所有長翅果蠅自由交配后，統(tǒng)計子七代中長翅果蠅和殘翅果蠅在種群中的百分比;
?、芨鶕?jù)殘翅果蠅的百分比計算出B、b基因在種群中的基因頻率，得出結(jié)論。
請分析回答：
(1)該實驗過程的設(shè)計是否科學(xué)?請說出你的理由。
(2)若讓你對此實驗過程進行改進，請設(shè)計出改進后的步驟。
?、龠x擇一只純種雄性長翅果蠅與一只雌性殘翅果蠅進行雜交，獲得子一代雌雄果蠅;
?、趯1分成甲、乙兩組，讓其分別______________________;
③當(dāng)F6分別自由交配后，分別統(tǒng)計_________________________________;
④根據(jù)甲、乙兩組中殘翅果蠅百分比，分別計算出___________________________。
(3)請預(yù)期這種人工選擇對種群基因頻率的影響。
【解析】 本題是比較典型的實驗評價題，先從以下5個方面考慮：
?、倏从袩o對照實驗，如果有，看對照實驗的設(shè)計是否合理：本實驗無對照實驗。此實驗應(yīng)該分為兩組，甲組無人工選擇，乙組有人工選擇。
②看實驗是否遵循單一變量原則：本實驗沒有對照實驗，所以沒有單一變量。
?、劭磳嶒灢襟E的順序是否合理，步驟是否完整：不合理、不完整。應(yīng)該對甲組不進行人工選擇，讓子一代果蠅連續(xù)自由交配6次，統(tǒng)計子七代中長翅果蠅和殘翅果蠅在種群中的百分比;根據(jù)殘翅果蠅的百分比計算出B、b基因在種群中的基因頻率，得出結(jié)論。
?、芸词欠癫扇≌_的方法進行實驗結(jié)果的檢測和記錄：正確。
⑤看對實驗結(jié)果的預(yù)測與分析是否合理：本實驗不合理，不能得出實驗結(jié)論。實驗結(jié)果應(yīng)該分別統(tǒng)計甲、乙兩組子七代中長翅果蠅和殘翅果蠅在種群中的百分比，根據(jù)甲、乙兩組中殘翅果蠅的百分比，分別計算出甲、乙兩組中B、b基因在種群中的基因頻率，比較得出結(jié)論。
【答案】 (1)不科學(xué)，沒有對照實驗。 (2)②連續(xù)自由交配5次，同時將乙組在每一代中都除去殘翅果蠅 ③甲、乙兩組子七代中長翅果蠅和殘翅果蠅在種群中的百分比 ④甲、乙兩組中B、b基因在種群中的基因頻率，比較得出結(jié)論 (3)這種人工選擇將導(dǎo)致B基因的頻率增大，b基因的頻率減小。
解答實驗設(shè)計題，首先，要認真審題，理清題目要求;其次，遵循實驗設(shè)計原則精心設(shè)計實驗步驟;再次，綜合分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論;最后，回歸檢驗，以確定實驗的科學(xué)性和正確性。平時要注意總結(jié)實驗設(shè)計題的一般解答模式，當(dāng)再次遇到新情境實驗設(shè)計題時也能靈活變通，理清解題思路，最終取得好成績。
應(yīng)對考試答不完卷子的6點技巧
1、熟悉基本的解題步驟和解題方法。
解題的過程，是一個思維的過程。對一些基本的、常見的問題，前人已經(jīng)總結(jié)出了一些基本的解題思路和常用的解題程序，我們一般只要順著這些解題的思路，遵循這些解題的步驟，往往很容易找到習(xí)題的答案。
2、審題要認真仔細。
對于一道具體的習(xí)題，解題時最重要的環(huán)節(jié)是審題。審題的第一步是讀題，這是獲取信息量和思考的過程。讀題要慢，一邊讀，一邊想，應(yīng)特別注意每一句話的內(nèi)在涵義，并從中找出隱含條件。
有些學(xué)生沒有養(yǎng)成讀題、思考的習(xí)慣，心里著急，匆匆一看，就開始解題，結(jié)果常常是漏掉了一些信息，花了很長時間解不出來，還找不到原因，想快卻慢了。所以，在實際解題時，應(yīng)特別注意，審題要認真、仔細。
3、認真做好歸納總結(jié)。
在解過一定數(shù)量的習(xí)題之后，對所涉及到的知識、解題方法進行歸納總結(jié)，以便使解題思路更為清晰，就能達到舉一反三的效果，對于類似的習(xí)題一目了然，可以節(jié)約大量的解題時間。
4、熟悉習(xí)題中所涉及的內(nèi)容。
解題、做練習(xí)只是學(xué)習(xí)過程中的一個環(huán)節(jié)，而不是學(xué)習(xí)的全部，你不能為解題而解題。解題時，我們的概念越清晰，對公式、定理和規(guī)則越熟悉，解題速度就越快。
因此，我們在解題之前，應(yīng)通過閱讀教科書和做簡單的練習(xí)，先熟悉、記憶和辨別這些基本內(nèi)容，正確理解其涵義的本質(zhì)，接著馬上就做后面所配的練習(xí)，一刻也不要停留。
5、一定要學(xué)會畫圖。
畫圖是一個翻譯的過程，，把解題時的抽象思維，變成了形象思維，從而降低了解題難度。有些題目，只要分析圖一畫出來，其中的關(guān)系就變得一目了然。尤其是對于幾何題，包括解析幾何題，若不會畫圖，有時簡直是無從下手。
因此，牢記各種題型的基本作圖方法，牢記各種函數(shù)的圖像和意義及演變過程和條件，對于提高解題速度非常重要。
6、先易后難，逐步增加習(xí)題的難度。
人們認識事物的過程都是從簡單到復(fù)雜。簡單的問題解多了，從而使概念清晰了，對公式、定理以及解題步驟熟悉了，解題時就會形成跳躍性思維，解題的速度就會大大提高。
我們在學(xué)習(xí)時，應(yīng)根據(jù)自己的能力，先去解那些看似簡單，卻很重要的習(xí)題，以不斷提高解題速度和解題能力。隨著速度和能力的提高，再逐漸增加難度，就會達到事半功倍的效果。
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