高考题型归类系列62高考实验四种能力的培养探讨 14页

高考实验四种能力的培养探讨 生物实验是历年高考必考内容。实验题所占比例逐年增加并稳定在了一定的比例，赋分值超过了试题的20%。因此，实验题的解答能力直接关系高考成败。我们要重视实验题的解法研究，提高自身的科学素质，提高考试成绩。‎ 实验题一般信息较多，如果我们能认真分析，进行生物学知识和基本技能迁移，实验题得分率还是可以提高的。《考纲》告诉我们，实验能力考查目标具体包括：‎ ‎(1)能独立完成“生物考试范围”内所列实验。包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。这就要求学生首先要重视教材中的实验，正确理解实验所依据的科学道理，结合理论知识和知识来源过程，冷静分析，正确解答。‎ 例如：2005·上海生物·36B、下面是以小麦为材料所进行的实验，请回答有关问题。‎ ‎（1）将发芽的种子研磨液置于试管中，加入班氏试剂，并加热至沸腾，试管中出现红黄色，说明发芽的小麦种子中含有还原性糖。‎ ‎（2）在盛有10ml3%过氧化氢溶液的试管中，加入新鲜的发芽的小麦种子研磨液时，试管中有大量气泡生成，将点燃的卫生香插入试管，火焰变得明亮，这个实验证明发芽的小麦种子中含有过氧化氢酶 。‎ ‎（3）利用小麦叶片进行“叶绿体色素提取与分离”实验时，将盛有叶绿体色素提取液的试管经静置后置于透射光和反射光下，依次呈 绿色和红色。‎ ‎（4）小麦幼根吸水能力最强的部位是 根毛 区，用显微镜观察此区的徒手纵切片，可见到该区已分化出木质部，其中输送水分的是 导管。‎ ‎（5）为了研究小麦染色体数目、大小和形态特征，应以显微镜观察并计数小麦根尖的分生区处于有丝分裂中期的细胞染色体。若以适宜浓度的秋水仙素处理培育中的小麦幼苗根部，则此根尖分生组织细胞中的染色体与处理前相比较，其数目增加一倍（或原来的两倍）。‎ ‎（6）若利用小麦的根毛细胞进行质壁分离实验，由于观察的细胞无色透明，为了取得更好的观察效果，调节显微镜的措施是：缩小光圈或换平面反光镜。‎ ‎（7）现有在培养皿中萌发至3cm的小麦幼苗，罩以侧面开一个小孔的纸盒，胚芽鞘弯向小孔生长。请设计一个实验方法，在细胞水平上证明，向光一侧细胞生长慢，背光一侧细胞生长快：‎ 取弯曲处纵切片制成玻片标本，用显微镜观察并测量向光侧和背光侧细胞长度。‎ 命题意图：此题以小麦这个实验材料作为出发点，考查了学生对教材中几个基本实验所涉及的原理、方法、操作步骤和操作技能等方面的理解能力。通过小麦将这些实验涉及的方法和技能进行了综合考查，是一个 ‎“一材多用”试题（即一种材料可以作为多个实验的实验材料），这类试题不仅节约了实验材料，而且加强了相关实验的联系，有利于知识的系统化。 A 又如2005·江苏生物·42(10分)为了研究酶的有关特性，取两支洁净的试管并编号为A、B，各注入2mL体积分数3％的H2O2溶液；再向A管滴人2滴3.5％FeCI3溶掖，向B管满人2滴质量分数20％的肝脏研磨液；堵住管口，轻轻振蔼；用点燃但无火焰的卫生香检验；观察并记录结果。‎ ‎(1)本实验的主要目的是探索酶的高效性（过氧化氢酶和Fe2+催化效率的高低）‎ ‎(2)如果两支试管的现象均不明显，从实验材料分析，原因可能是 H2O，溶液放置时间过长而分解 。‎ ‎ (3)过氧化物酶也能催化H2O2的分解，产生的[O]能使溶于水的无色焦性没食子酸氧化生成橙红色沉淀。为了鉴定马铃薯块茎是否含有过氧化物酶，设计了如下实验。‎ 参照上图所给信息，回答下列问题。‎ ‎①3号试管内加入的物质是 2m1焦性没食子酸溶液，2淌H2O2溶液，2mL马铃薯块茎提取液 。‎ ‎②设计2号试管作为对照的具体目的是排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响。‎ ‎③如果2号试管未产生颜色反应，则出现橙红色沉淀的是第3号试管。‎ 命题意图：本题考查的知识点是研究酶的有关特性和探究马铃薯块茎是否含有过氧化物酶的问题。研究酶的的有关特性，是课本中的基础实验，实验目的是探索酶的高效性。实验中两支试管的现象均不明显，从实验材料——H202溶液、肝脏研磨液来分析，可能是H202溶液放置时问过长而分解，或肝脏腐败变质，过氧化氢酶失活。设置了一组对照实验4组，着眼点应考虑马铃薯块茎是否含有过氧化物酶，关键是考查设计的对照实验中变量条件，即单一变量原则。证明“过氧化物酶也能催化H202的分解”，用3与4号对照，3号试管应加入2ml焦性没食子酸溶液，2滴H202溶液，2ml马铃薯块茎提取液。为排除马铃薯块茎提取液中的其他物质对实验结果的影响，设置2号实验组，为排除马铃薯块茎提取液以外的其他物质对实验结果的影响，设置1号实验组。‎ 因此，这一考题与上一例题都是以教材中的基础实验作为出发点来考查学生的实验与探究能力，包括理解这些实验的目的、原理、方法、步骤、操作等。‎ 那么在我们的实验复习中，我们首先就必须重视“生物考试范围”内所列的实验，注重实验知识的复习。复习实验内容应以知识体系为基础，并与知识体系有机地融合在一起。尽管实验题实验变式多样，但是万变不离其宗。一个实验的成功与否，与实验工具、药品、材料的正确选择和使用密切相关。因此，在 平时教学中，我们应熟练掌握各种实验工具的使用方法；多想一下为什么要使用这种材料和药品，能不能用其他的东西来替代，是否有相关的实验经验迁移来考察的是学生的分析问题能力，注意选择实验材料要根据目的和原理决定，要有较明显的现象，能达到预期结果，同时兼顾安全、易得、常用的原则。除了正确选器具、材料、药品机外，还应该能把它们正确地组合在一起形成一套完整的装置，因此，对任何细节都不能忽略。‎ 其次，要在复习中加强知识和基本原理的总结，是实验知识系统化。如：1、化学物质的检测方法2、实验结果的显示方法 3、实验条件的控制方法 4、实验方法等。此外，实验原理是进行实验设计和操作的依据，是理论知识在实践中的指导应用和验证，所以进行实验必须遵循原理。实验原理在实验中的理解应用是考查学生理论知识水平和实际理解应用的一种重要形式，如果我们在复习中忽略了这一环节，那么就会陷入题海中不能自拔，即使做得再多，也只是就题做题，没有对知识进行总结和升华，也就失去了二轮复习的意义。总结了以上规律性材料，学生就可以在实战中轻松取胜。‎ 如：2005年全国理综卷Ⅱ，第30题 植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图9—3—2所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并做出解释。‎ 实验材料与主要用具：‎ 实验步骤：‎ 预测实验结果并做出解释：‎ ‎【思路】在实验设计题的解题过程中，除应遵循对照、单一变量、消除干扰因素等原则外，还可以这样思考：给出实验材料和用具的可以根据实验材料和用具来推断实验步骤，如给出显微镜的就可能要制作装片进行观察，给酒精灯于是着要加热，有凡士林则肯定有密封的要求等（当然要排除题中可能的干扰材料）；也可以根据实验步骤来推定实验材料和用具，如要进顶脂肪则实验材料和用具中要加上苏丹Ⅳ或苏丹Ⅲ染液、50%的酒精、蒸馏水，盖玻片、载玻片、显微镜等。而本题中实验材料与主要用具、实验步骤等，都是让学生自己完成，这就加大了题目的难度，考查了学生对基本实验涉及的方法和技能进行综合的运用。‎ ‎【知识迁移】认真分析该题不难发现，它就是“植物细胞的质壁分离与复原”实验的变式题，可以将“细胞失水收缩，气孔关闭”当作细胞的质壁分离，“‎ 组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启”当作细胞的质壁分离复原，这样问题就会迎刃而解。问题的关键是：考试时，学生能把学过的知识迁移过来吗？这就要求学生不仅要掌握知识，更重要的是通过对比和类比，将实验原理相同或相似的知识迁移而达到学以致用，这也是我们在复习时应该做到的一点。通过类比，该题和“植物细胞的质壁分离与复原”的做法类似，则实验材料与主要用具、实验步骤等与这个基础实验也相似。（当然注意将洋葱表皮细胞换成菠菜叶表皮等）。‎ ‎【答案】实验材料与主要用具：菠菜、清水、浓盐水、盖玻片、载玻片、显微镜、吸水纸、滴管、镊子等。‎ 实验步骤：①取菠菜叶，用镊子剥取表皮。②在载玻片上滴一滴清水，将表皮放入清水中，盖上盖玻片，制成临时装片。③将临时装片放在显微镜的载物台上，先在低倍镜下找到气孔，移动到视野中央，再换高倍镜进行观察，记录观察到的气孔状态。④在盖玻片的一侧滴上浓盐水，在另一侧用吸水纸吸取盖玻片下的液体，反复做几次。⑤继续观察气孔的变化，并做记录。预测实验结果并做出解释：在清水中气孔应开启，因为当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时，保卫细胞吸水膨胀变形，气孔开启。在浓盐水中气孔应关闭，因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时，保卫细胞失水收缩，气孔关闭。‎ ‎(2)具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。‎ 这要求考生能设计实验原理、选择实验器材、安排实验步骤、进行数据处理及分析实验现象等。它不同于书本上的实验观察，其目的主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情景下迁移知识的能力。‎ 例1.（2006年全国卷Ⅰ，第30题）为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。‎ 实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2、CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。‎ 实验步骤和预测实验结果：‎ ‎（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在水面上。‎ ‎（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部 ‎（3）……‎ 分析预测的结果：‎ ‎【思路】这是一道验证性实验设计题，要求考生在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对预测的结果进行解释、分析。考查的知识点是光合作用和呼吸作用进行的条件，能力方面主要考查第2点（补充步骤、实验结果和现象的解释、分析和处理能力），对语言表达能力也有较高的要求。‎ 对策：掌握验证性实验的基本内容 1． 实验目的：明确题目要求。本实验的要求包括：①实验性质是验证，而不是探究，鼓实验结果是确定的；②要证明“光和作用产生气体”和“呼吸作用消耗气体”两个方面。‎ 2． 实验原理 ：搞清实验依据理论。阅读整个试题，可以概括出本实验的原理如下：①‎ 光照下，植物进行光合作用和呼吸作用，若光合作用强于呼吸作用，则释放氧气。黑暗中植物只进行呼吸作用，消耗氧气；②二氧化碳在水中溶解度较大，而氧气在水中溶解度小，所以氧气可以使叶片上浮。‎ 1． 材料用具 ：此题已经提供材料用具。这时学生就要分析这些材料用具。其中有两组变量：蒸馏水和NaHCO3稀溶液；暗培养箱和日光灯。从题目所给的实验步骤（1）（2）可知，两只试管中烟草叶片所处的溶液环境不同（即液体环境是实验变量），根据实验设计的单一变量原则，继续完成的实验步骤只能是两只试管同时光照或同时黑暗处理。由NaHCO3稀溶液可以分析出，它可以产生CO2，也可以吸收CO2。根据给出的实验步骤“一组加入NaHCO3稀溶液，另一组加入等量的蒸馏水”可知，本质是有无二氧化碳，所以应先光合作用是否产生氧气，条件应光照。可见，材料用具有时候也可以帮助我们设计实验步骤。‎ 2． 方法步骤：合理设计实验。为加强说服力，实验要设立“实验组”和“对照组”。设计对照实验时切记：只有遵循“单一变量”原则，这样才有对照价值。补充实验步骤时，对每一步有必要先打腹稿然后下笔，并要编号清楚（如⑴……⑵……，表达清晰。）‎ ‎5．实验结果（预测实验现象）任何实验结论的证明都需要一定的实验结果或现象为佐证。有的实验（题目）中需要记录实验结果，这就要搞清楚记录什么？如何记录？一般有以下3中形式 ‎⑴用文字描述：略。‎ ‎⑵表格的设计：‎ 要理清设计思路：①首先要读懂题目要求在表格“工作区”记录的内容。（题目中有明确的要求）②其次要明确表格的第一列写什么？第一行写什么？注意在第一列或第一行中肯定要写组别，即实验组和对照组（相互对照中组数可能更多）。③再绘制表格（切记：表格“工作区”是预留给所设计的实验中记录到的数据，而不是要学生造出数据来填入其中。因此只要设计完成一张空白表格即可。设计表格时，要先在草稿纸上画出表格轮廓，再写入答题纸中。）‎ 表格设计好后，切勿忘记给表格添上题注（即表格名称）。‎ ‎⑶坐标图的设计：要理清横轴的含义？纵轴的含义？纵横轴的单位？曲线的走势？关键点？‎ 验证性实验由于有明确的实验目的，预测的结果是科学的、合理的、惟一的。‎ 当然有的时候也并非记录数据而是需要学生确定观察指标。本题就是这种类型的。认真阅读给出的实验步骤和预测结果，可以判断本实验的观察指标是叶片上浮或下沉。‎ ‎6．分析实验结果 用书本理论分析实验结果，因此结果唯一。‎ ‎7．实验结论 联系实验目的得出结论。结论是合理的、科学的、肯定的。不少结论是在实验要验证的内容中寻找。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。‎ ‎8．讨论 ‎⑴对实验操作的理论、具体细节等进行讨论。‎ ‎⑵也可讨论与实验无直接关系但有一定联系的其他知识。‎ 注意：‎ l 验证性实验中，实验目的、实验（或预测）结果和实验结论三者是一致的。结果是指通过实验所观察到的实验现象或通过实验直接得到的“成果”。‎ l 验证性实验中，由于要验证的结论是肯定的，因此无实验假设。‎ l 在验证实验中，如果实验记录作为题目条件已出现，那么就可得到肯定的实验结论。‎ 错解探究：本题考生失分的一个主要方面是实验步骤的先后顺序设计错误。如先验证呼吸作用，则明显与步骤（2）矛盾。因为用真空泵抽去溶液和叶片中的气体后，试管中缺乏氧气，叶片不能进行呼吸作用，即无法达到预期目的。从评分细则中还可以看出本题对考生语言表达能力的要求很高，许多考生因为语言表达不够严谨而失分。‎ ‎【参考答案及评分细则】实验步骤和预测实验结果：‎ ‎（3）将这两支试管放在日光灯（或灯光或光）下（3分，但是答太阳光或光得0分），照光一段时间。结果：NaHCO3稀释溶液中叶片上浮（1分，只得上浮得0分），蒸馏水中叶片仍在试管底部（或不变或保持原状或下沉）（1分，只答下沉得0分）。‎ ‎（4）再将这两支试管放在暗培养箱中（或黑暗处理或遮光或暗处）一段时间（3分）。结果：NaHCO3稀释溶液中叶片下沉（1分），蒸馏水中叶片仍在试管底部（1分）。先做（4）后做（3）步者只给步骤（3）评分；改变实验条件（如加小白鼠等），实验步骤10分得0分。‎ 分析预测的结果 ‎（1）光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出的氧气多于呼吸作用消耗的氧气（2分，只答光合作用得0分），叶肉细胞中的氧气增加（1分，答成浮力增加或细胞产生氧气得0分），叶片上浮。而蒸馏水中缺乏二氧化碳和氧气，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸（2分，只答一个得0分），叶肉细胞间隙缺乏气体（1分），因此叶片仍位于试管底部。‎ 注：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，无此前提条件下述的3分得0分，但此条件也可作为结果呈现；蒸馏水中的叶片下沉（不变或在底部或保持原状），无此前提条件下述的3分得0分，但此条件也可作为结果呈现。‎ ‎（2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用（1分），消耗了叶肉细胞间隙中的氧气，放出的二氧化碳，溶于NaHCO3稀溶液中（1分），叶肉细胞间隙缺乏气体（1分，答浮力下降得0分），叶片下沉。蒸馏水中缺乏氧气，叶片不能进行有氧呼吸（2分），叶肉细胞间隙仍缺乏气体（1分），因此叶片仍位于试管底部。‎ 注：同（1）‎ ‎ (3)具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。包括确认变量、作出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据作出合理的判断等。从文字描述上可以看出，该能力考查对考生的探究实验能力又做出了更进一步的具体要求，要求考生具备更高的综合素质及实验的分析能力。‎ 对策：掌握探究性实验的基本内容 ‎1．实验课题 如试题需要学生写出实验课题，那对课题的文字描述大多渗透在题干的字里行间，仔细阅读便可领会。实验课题的格式有：‎ ‎“×××××××××××研究”‎ ‎“×××××××××××实验”‎ ‎“××××××××××的影响”‎ ‎ 2．实验原理 是完成实验所应用到的理论依据。有的是书本学到的理论知识，有的在题目中作为条件出现。‎ ‎ 3．实验目的 大多是写做了该实验后要解决的问题。‎ ‎4．材料用具：包括实验材料、仪器、试剂等，有时省略。大多数试题是作为条件提供给学生。‎ ‎5．实验假设 指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出问题所作出的参考答案。如果要学生写出来，请参阅实验课题的名称，但要比实验课题的名称在文字上写得更具体一些。‎ ‎6．实验步骤的设计（即实验设计方案或曰实验设计思路） ‎ 涉及到 ⑴实验设计思想⑵器材药品⑶实验步骤（要体现单一变量对照原则）。为此要设立“实验组”和“对照组”。设立对照组时，只需明确写出单一变量内容，其余条件（无关变量，如培养条件等）用“其他……条件与（甲）对照组相同”即可。⑷观察记录（图表、曲线等。表格的设计要求同验证性实验）‎ 设计实验步骤时，往往要考虑以下“三步曲”？‎ ‎①取材，分组，编号 将所用的材料、仪器等根据实验需要平均分组并标号。所分的组数根据题目要求而定，必需考虑实验组和对照组。（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胜利及发育状态相同）‎ ‎②处理 主要考虑实验组和对照组要有不同的处理方法，但必需遵循单一变量原则。‎ ‎③培养（或饲养）、观察（或检测）和记录、统计、比较等：如果实验现象是隐蔽的，必须找出具体的检测方法，以显现实验结果，便于观察；如果实验现象是具体的，则观察、记录、统计、比较实验数据和现象即可。‎ ‎7．实验预测及分析 探究性实验是对本不知道，现在需要知道的实验现象或结果进行探究。即使我们能用掌握的理论知识作出科学的、唯一的预测，但由于我们是作理论上的实验设计，因此实验预测应该是开放性的，即要写出所有可能出现的实验现象或结果，即遵循完整性原则 探究性实验不象验证性实验能得出一个肯定的结论，往往有几种预测结果，相应的就有几种可能的结论。解题模式：①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；②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）；③‎ 再根据各对照组中得出“分结论”，综合为“全面结论”。‎ ‎8．计论 讨论的是与实验直接有关的内容，也可能是与该实验内容有关的其他知识。 ‎ 实验题的内容虽然较多，但在实际考试中由于种种原因，如试题考查内容、试卷长度等，内容往往是不完整的，主要由试题设计者来决定，选取其中主要部分对学生进行考查。这既要求学生有较强的分析、解释、推理及表达能力，又要求学生有较强的逻辑思维能力，能很好地体现学生的综合素质。因此，在生物复习过程中要加强这一方面的演练。 ‎ ‎[例题1] 为了探究甲状腺激素的生理作用，试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。‎ ‎ (1)材料和用具：日龄相同体重相近的雄性成年大白鼠两组，甲状腺激素溶液，蒸馏水，灌胃器，耗氧量测定装置，小动物活动测定仪等。‎ ‎ (实验提示：给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不作考试要求，室温恒定。)‎ ‎ (2)方法与步骤：_____________________________________________。‎ ‎(3)结果预测与分析：________________________________________。‎ 解析：本题考察学生实验设计相关的综合能力。不但要求学生写出实验目的，还要设计实验步骤并预测结果得出结论。‎ ㈠解答思路 ‎1．明确实验目的 弄清该题要探究的是什么样的生物学事实。解题方法有：①直接读取题干得出；一般在题干中有 “探究……”，其后内容就是实验的目的。②间接：实验步骤→实验变量→实验目的。‎ 本题可直接读取题干得出。此实验目的就是题干中“为了探究甲状腺激素的生理作用”这句“探究”后面的内容，即“探究甲状腺激素的生理作用”。‎ ‎2．分析实验原理 就是完成该实验的理论依据是什么？这就需要分析实验中所涉及的生物学及相关学科中的知识、方法，以及所依据的科学科学原理。另外提供的实验仪器的使用方法和原理也是应考虑在内。此过程要求学生利用储备知识独立分析、运用。对所学知识运用要求较高，这是完成实验设计题目的的关键。因此要求学生在日常学习中应熟练掌握各知识点，并灵活运用。‎ 接上例：实验原理是甲状腺激素的生理作用，即加速物质的氧化分解，耗氧量增加，提高神经系统的兴奋性，使活动量增加。‎ ‎3．独立设计实验 根据题目给出的材料、用具（一般情况下要用全所给的材料用具），实验设计应从三个方面入手，即实验设计“三步曲”：‎ ‎⑴编组标号。研究对象、器皿等要编组标号，设立实验组和对照组；（即取材，分组，编号）‎ ‎⑵实验处理。分别对实验组和对照组施加单一变量；‎ 实验处理要遵循“单一变量，对照原则”。单一变量，就是对实验结果有关键影响的单一因素；对照原则，就是要有正反两个方面的实验。即在实验中设置对照组，与实验组进行比较，以显示实验的效果，增强实验结果的可信度和说服力。常见的对照方法有以下几种：‎ ‎①自身对照（“这里对那里”） 指实验组和对照组是在同一研究对象上进行，用“这样处理”跟“那样处理”的结果相对照。‎ ‎②空白对照（“处理对不处理”或“有药对无药”） 指不给对照组以任何处理。‎ ‎③条件对照（“等药对等水”） 给对照组施以不是所要研究的处理因素，这个处理因素就是实验变量。一般用“等量清水”取代“药品、制剂”等。‎ ‎④相互对照（“这药对那药”或“这里对那里”） 不单独设立对照给，而是几个实验组相互对照。现将四种对照方法总结成下表：‎ 表 1几种对照方法的比较 类型 设置对照实验 实 例 空白对照 不给对照组以任何处理 在“动物激素饲喂小动物的实验”中，3号缸不加药（第1册P88）‎ 自身对照 实验组和对照组都在同一实验对象上进行 植物细胞质壁分离和复原实验，在同一装片中先后进行（第1册P88）‎ 条件对照 给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素（如甲状腺激素）‎ 如上例中给对照组灌蒸馏水 相互对照 不单独设对照组，而是几个实验组相互对照 植物向重力性生长的向性实验中将玉米种子放置在不同的方向（第1册P79图4-2）‎ 在对实验组和对照组进行处理的时候，要注意下图所示的程序：‎ 对照组：‎ 实验组：‎ 无关变量 实验变量 反应变量 科学结论 分析 对照 操纵实验变量 控制无关变量 检测反应变量 如上例中的甲状腺激素和蒸馏水 除实验变量外，实验组和对照组的其他处理都相同 观察实验结果 ‎⑶培养（或饲养）、观察、记录等。‎ 观察记录实验现象和实验数据，最后根据实验原理对实验结果进行预测与分析。‎ 接上例：方法步骤：‎ ‎①将两组大白鼠分别标号为甲组和乙组，并分别用给出仪器测定与记录耗氧量和活动量。 ——编组标号 ‎②每日用灌胃器给与甲组鼠灌喂甲状腺激素溶液，给与乙组灌胃等量的蒸馏水，饲养一段时间。 ——实验处理，设立实验组（甲组）和对照组（乙），操纵实验变量“甲状腺激素和蒸馏水”。‎ ‎③定期测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量。 ‎ ‎——培养（或饲养）、观察、记录 ‎4．实验结果分析 一般情况下，凡进行实验都有结果出现。这些结果的表现形式有数据、气味、颜色等。在解答实验结果分析处理题时，要善于根据题干中提供的实验结果进行科学细致的分析，看这种结果的出现是由什么因素制约主导的，然后用学过的知识去判断、推理、解释出现这种结果的原因，并抓住其实质性的变化，从中提炼出解题的要点。 同样，探究型实验，需要根据原理、目的，预测出可能的结果和推出相应的结论（此时一般有几个不同结果及相应的结论）。‎ ‎⑴实验预测 预测的实验结果不惟一，大多有三种可能：“变量促进结果；变量抑制结果；变量与结果无关”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。‎ 接上例：，因为是探究性实验，所以实验结果可预测为：①未给甲状腺激素时，甲、乙两组鼠的耗氧和活动量相近。给甲组鼠甲状腺激素后，其耗氧和活动量均大于乙组。②未给甲状腺激素时，甲、乙两组鼠的耗氧和活动量相近。给甲组鼠甲状腺激素后，其耗氧和活动量均小于乙组。③未给甲状腺激素时，甲、乙两组鼠的耗氧和活动量相近。给甲组鼠甲状腺激素后，其耗氧和活动量均与乙组相近。‎ ‎⑵很多实验是化学反应类型，肉眼观察不到，应该考虑加入批示剂，借助颜色变化或仪器辅助观察。实验结果可采用文字描述、表格、坐标曲线等方式描述。‎ 接上例：甲状腺激素促进物质氧化分解的化学反应无法观察，但可以以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标。‎ ‎5．实验结论 通过现象、结果的分析，概括出规律性的问题，结论一般就是实验的目的。‎ 接上例：此实验的目的是：探究甲状腺激素的生理作用；结论可能是①‎ 甲状腺激素能促进新陈代谢，加速体内物质的氧化分解，提高神经系统的兴奋性，从而使耗氧量和活动量加大。②甲状腺激素能抑制新陈代谢，从而使耗氧量和活动量减少。③甲状腺激素对新陈代谢没有作用 ‎6．讨论 讨论的内容可以是实验中的内容，也可以是跟实验有关的其他问题。如：‎ 接上例：①本实验为什么要以耗氧量和活动量作为观察指标？②如果要验证甲状腺激素的生理作用，以体重为衡量指标，那么实验组的大白鼠在实验前后的体重有何变化？‎ ㈡实验步骤设计 大多数题目要求写出实验步骤，这是学生束手无策失分较多的地方。总结下面一条书写模式，能够使书写条理，思路清晰。‎ ‎1．选材：选材应保持条件相同（如上例中：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠）‎ ‎2．分组：体现操纵实验变量。从实验目的中分析出实验变量是什么，如“探究甲状腺激素的生理作用”即变量为甲状腺激素，实验组有甲状腺激素，对照组无甲状腺激素。（每日用灌胃器给与甲组鼠灌喂甲状腺激素溶液，给与乙组鼠灌喂等量的蒸馏水）‎ ‎3．培养、观察：除实验变量外，对实验组和对照组的培养、饲养等条件应要相同，即控制无关变量。‎ ‎4．统计分析结果：（定期测量与记录甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量）‎ ‎5．得出结论 这一规范并非一成不变，在运用时掌握基本原则，灵活处理，才能以不变应万变。‎ 此外，一定要注意语言的叙述和表达要简洁明了，讲的越多犯错误的可能性就越大。‎ ‎[例题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，请你依据所给材料用具设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。‎ ‎ 材料用具：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：‎ ‎ ①______________________________________________________；‎ ‎②______________________________________________________；‎ 实验结果及相应的结论：‎ ‎①______________________________________________________；‎ ‎②______________________________________________________；‎ ‎③______________________________________________________；‎ ‎[分析]1.明确实验目的：探究光的有无对该种子萌发的影响，推导出变量是“有光”和“无光”。‎ ‎2．分析实验原理：种子在适宜的条件下萌发。‎ ‎3．设计实验过程：‎ ‎①向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中 ‎←——选材 ‎②将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中， ←——分组 使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。 ←——统计分析结果 ‎4．实验结果分析：实验目的“探究……”为探究性试验，结果可能有多方面。‎ ‎①有光组萌发，无光组也萌发（或答发芽率差异不显著），该种植物的种子萌发不受光的影响；‎ ‎②有光组萌发，无光组不萌发（或答有光组发芽高于无光组，差异显著），光是该种植物种子萌发的必要条件之一；‎ ‎③有光组不萌发，无光组萌发（或答无光组发芽高于有光组，差异显著），光抑制该种植物种子的萌发。‎ ‎39．（2005·广东生物·39）(10分)研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液l00OmL。利用以下实验材料和器材设计实验，探究不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。‎ ‎ 实验材料和器材：水稻种子：试管：培养皿；纱布：尺子（l00mm)；蒸馏水；恒温光照培养箱，温度设定为28℃，光强度为200O Lux）；(实验材料和器材的数量不限)‎ ‎ 根据给出的实验材料和器材．请设计实验方法和步骤．预测实验结果并作出分析。‎ ‎ (1)方法和步骤： ‎ ‎ (2)结果预测和分析： ‎ 命题意图:本题是探究实验设计题，考查考生通过设计实验程序，观察实验结果，来验证生物学事实。探究生物学的目的题目、提供材料已告知。因此，需要考生阅读材料，弄清问题的来龙去脉，再通过分析，设计出严密的实验方案。‎ 解析:本题解题思路为：首先认真阅读试题，明确题目探究的目的是：不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。然后仔细审查题目中提供的实验材料和用具，初步设想一下这些材料、用具在实验中可能起的作用。接着，认识到欲使实验设计完整、无漏洞，必须设置对照组来探究，而且为保证结果的可靠性，需有足够多的对照实验（4组以上）。a.确定实验变量为：不同浓度的重金属污染液。根据材料应进行配制，用蒸馏水将重金属污染液逐级稀释10、102、103、104倍等（稀释过程中pH值的变化可不作考虑），获得多种不同浓度的污染液，不能忘记设空白对照组（变量为蒸馏水）。b.保证实验条件的一致性。除处理因素（变量）外，其他实验条件必须保持一致。用等量（数量、质量等）水稻种子，放入相同的用纱布铺垫的培养皿中，给予相同的条件恒温光照培养箱，温度设定为28℃，光强度为200O ‎ Lux进行实验。为保证实验过程科学性，要注意每天补充等量的相应浓度重金属污染液，对照组补充等体积的蒸馏水。C.实验结果水稻种子萌发和生长情况的处理。根据材料实验材料，要用用尺子来测量幼苗株高（或根长），计算其平均值，确定其萌发和生长情况。最后，根据有关理论和原理对实验可能出现的结果进行预测，能科学合理的分析。不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发和生长是否有抑制作用，抑制程度如何。‎ 思路清楚后，按顺序把步骤和现象表述出来。表述时注意实验操作的规范、科学，实验现象表述要准确，语言表达要简明，尽可能做到无懈可击。‎ 答案：（1）方法和步骤：‎ ‎①用蒸馏水将重金属污染液逐级稀释10、102、103、104倍（稀释过程中pH值的变化可不作考虑），获得4种不同浓度的污染液；‎ ‎②挑选籽粒饱满、大小一致的水稻种子250粒，随机分成5组，50粒／组；‎ ‎③取5只培养皿，垫上纱布；其中4只培养皿加人等体积的不同浓度重金属污染液（浸润纱布即可），另1只培养皿加人等体积的蒸馏水作为对照；‎ ‎④在每只培养皿的纱布上，均匀放置50粒水稻种子；‎ ‎⑤将5只培养皿置于恒温光照培养箱培养；每天实验组补充等量的相应浓度重金属污染液，对照组补充等体积的蒸馏水，以保持纱布的湿润；‎ ‎⑥1周后统计各组的发芽率；用尺子测量幼苗株高（或根长），计算其平均值。‎ ‎（2）结果预测和分析：‎ 不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发均有抑制作用，随着浓度的增加，萌发率逐渐降低；不同浓度的重金属污染液对水稻幼苗的生长均有抑制作用，随着浓度的增加，株高（或根长）逐渐降低。‎ ‎(4)能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。此类试题主要考查学生对实验设计的严密性和科学性，并以此为媒介，引导学生建立解决问题的正确思想方法，进一步培养学生的科学素质和科学能力。‎ 如：某同学进行了温度对酶活性影响的研究，设计了如下实验：实验步骤：（1）取三支试管，分别加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。（2）将试管分别放入25℃、60℃的水中和冰块中，在三支试管中分别加入质量分数为2%的淀粉酶溶液，两支试管中的pH=6。8，第三支试管中的pH=4，摇匀后维持各自温度5分钟。（3）在三支试管中各滴一滴碘液，并摇匀。观察并记录：（略）结论：温度过高或过低都影响酶的活性。请回答（1）该实验能否得出上述实验结论？（2）指出步骤中不正确之处，并在此基础上加以纠正或补充相应的内容 解析：本题是比较典型的实验评析题，从实验原则、过程顺序、剂量等方面逐一排查就会得出结论。‎ 考查科学思维的品质，考尝新实践能力。‎ 其实，以上四个实验能力考查目标在高考试题中往往是结合在一起的，我们没有办法将它们截然分开，因此，实验题对对高三考生提出了很高的要求。‎ 总之，“题在书外，理在书中”的考查科学知识的思路是高考的命题主流。对于实验部分，应明确本专题的能力考查目标和内容，对本专题的重点做到心中有数。从近几年上海、广东生物高考试题分析看，对实验能力进行考查是重点，它的导向功能在这里得到了充分的体现；从知识内容看，试题涉及到生物基本原理、概念和生理知识，实验目的、器材操作、方法步骤，对实验现象的观察分析，实验设计和结果的预测等多方面；从认识水平看，包括了理解、综合运用等层次。因此，复习时要第一要重视“生物考试范围”内所列的实验，要求学生牢固掌握每个实验目的、方法、原理、步骤，并能对实验结果和现象进行综合分析和说明，及时对实验知识和基本原理的总结，使实验知识系统化。第二，应当帮助学生建立实验的观念，掌握验证性实验和探究型实验的基本内容及解答思路，不断总结实验方法。通过练习充分挖掘可能的实验因素，根据要求设计一些简单的实验方案。只有这样，才能不断的探讨和积累实验题的解题方法，从容适应理科综合考试中实验内容的考查。‎ 最后，在生物学的发展史上有着许多经典的实验，不仅包含科学知识，也蕴含丰富的能力与方法因素。用经典实验创设问题情景在高考简答题中屡见不鲜。涉及经典实验的题型主要是推理判断型，是最高思维能力的试题，也是难题。从编制的技术和方法上讲，这类问题的情景是全新的，考生需对已有知识进行外延，在常规的思维上需要一个跨越，以创造性的思维方法去分析问题，在分析、综合、推理之后做出合理判断。这类试题的需要区分能力极强，在高考题型中有可能继续沿用。这类试题解题一般程序是审题时找出已知和未知条件，重新组织题目的文字叙述使之变得简明，从而利于准确解题；将简化后的表述与已知同类问题进行比较，找出共性和本质区别，寻找思路和途径；找出与问题相关的事实、概念或原理，作出判断和描述。当然决非靠考试时投机取巧，更重要在平时训练，因为分析和思维能力的形成是一个长期的循序渐进的过程。在实验能力全面提高的总复习阶段，还要重视对经典实验的分析，科学思维能力将会得到启示和飞跃。瞻前顾后看待实验及提出新问题不仅提高推理判断能力，还能培养创造性思维和批判性思维能力，有时甚至是顿悟思维。获得缜密的思维典范的享受激发独立思考和创新意识。‎