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1、高三生物复习提纲（实验设计）考纲展示： (1)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。 (2)具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。 (3)能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。【知识回顾】一、实验设计的基本原则（主要掌握）1、对照原则 (1)对照实验理论：除一个因素以外，其余因素都保持不变的实验叫_。 实验组：是指接受实验变量处理或施加要研究的变量的对象组，用来探求变量与实验结果的关系。（实验者有意增加或减少某条件，从而与正常情况下的作比较）对照组：是指不接受实验变量处理的对象组，通
2、常作为比较的标准。 (2)对照一般有以下几种类型：空白对照。 自身对照。 条件对照。 2、单一变量原则： (1)自变量（又叫可变因素）：是指实验中由实验者故意操纵、改变的_。 (2)无关变量（又叫控制因素）。 (3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量称做_。二、高考实验题型分析：高考的实验题分为推导实验结论、设计验证性实验方案、设计探究性实验方案、评价实验方案、调查或研究性学习类实验五大类。（一）推导实验结论类：_.例1将动物的肝细胞研磨并除去ATP后，分别放入3只标号为I、II、的锥形瓶中。实验装置和处理如右图a所示，将实验用的3只锥形瓶口密封后，放入20水浴锅中，1小时后的结果如右图的b
3、所示。(1)实验中可以看到的明显变化是_，由此可以推断_号锥形瓶中发生了_作用。(2)该实验全部结果说明_.(二)设计验证性实验方案：指在已知原理、应有现象和结论的条件下，用学过的实验方法，设计实验来加以验证。例2假说一演绎法是在观察和分析基础上提出问题，通过推理和想像提出解释问题的假说，根据假说进行演绎推理，再通过实验检验演绎推理的科学方法。果蝇体表硬而长的毛称为刚毛，一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中，偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。请回答下列问题：(1)卷刚毛性状是如何产生和遗传的呢？有一种假说认为这是亲代生殖细胞中X染色体上的基因发生显性突变，请尝试再写出两种假说：_；_.(2)已知这只卷刚毛
4、雄果蝇与直刚毛果蝇杂交，F1全部为直刚毛，F1雌雄果蝇随机交配，F2的表现型及比例是直刚毛雌果蝇：直刚毛雄果蝇:卷刚毛雄果蝇=2:1:1，此时可以推出上述假说最合理的是_，依据这一假说进行演绎推理，设计另一个简单的验证实验，实验设计思路是_.例3黄瓜的植株既开雄花也开雌花，雄花和雌花容易分辨。现在生物园里有几株黄瓜正在开花，为你提供必要器具和药品，请你完成下面的实验方案，以证明黄瓜的子房发育成果实需要种子提供的生长素。器具和药品：透明纸袋、回形针、小纸牌、剪刀、镊子、毛笔、烧杯、适宜浓度的生长素溶液。实验方案：步骤一：选择一批发育正常、即将开放的黄瓜雌花，为每朵花套上透明纸袋，用回形针将袋子固
5、定好，然后将这些雌花分为三组，分别挂上标有1、2、3的小纸牌。步骤二：纸袋中的雌花开放后，打开第一组的纸袋，_，打开第二组的纸袋，_，以后几天继续套袋。第三组不做任何处理，几天后将纸袋取下。结果预测：第一组雌花_； 第二组雌花_； 第三组雌花_；（三）设计探究性实验：指在不明实验结果的情况下，用已有的知识经验，设计创造性的实验加以探索，通过分析得出结论。例4一种主要利用地下茎繁殖的多年生野菊，分别生长在海拔高度10m、500m、l000m的同一山坡上。在同一生长发育阶段，在同一海拔高度上生长的野菊株高无显著差异，但在不同海拔高度上生长的野菊株高随海拔高度的增高而显著变矮。为了检验环境和遗传因素
6、对野菊株高的影响，进行了以下实验：(1)实验处理：春天，将海拔高度500m、l000m处的野菊幼芽同时移栽于海拔高度l0m处。(2)实验对照：生长于_m处的野菊。(3)收集数据：第二年秋天(4)可能的实验结果和结论：移栽至海拔高度10m处的野菊株高与原海拔高度处(500m、1000m)的原地野菊株高无显著差异，说明_.移栽至海拔高度10m处的野菊株高与海拔高度10m处的原地野菊株高无显著差异，说明 _.移栽至海拔高度10m处的野菊株高比海拔高度10m处的原地野菊株高矮，比原海拔高度处原地野菊株高高，说明_.（四）评价实验方案类：可以从方法（含材料、试剂）、步骤（操作方面有无失误、方案是否科学）
7、等方面进行评价例5研究发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质X。有人推测根部合成的X运输到叶片，能调节气孔的开闭。他们做了如下实验：从同一植株上剪取大小和生理状态一致的3片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度X的培养液中。一段时间后，测得的有关数据如下表所示。（注：气孔导度越大，气孔开启程度越大） 分组测量指标培养液中X的浓度/molm3510551045103叶片中X的浓度/nmolg1(鲜重)2.472.979.28叶片的气孔导度molm2s10.540.430.27以上方案有不完善的地方，请指出来并加以修正。 _ _若表中数据为方案完善后得到的结果，那么可推测，在一定的浓度范围内，随
8、着培养液中X的浓度增大，叶片蒸腾作用强度_。例6（广东2001年高考题）（8分）为验证“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，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)实验方法和步骤用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。 饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。将已脱绿的叶片取出来，平铺在一个培养皿内，用碘一碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异反应出
9、现。该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。_（五）调查或研究性学习类实验例7某中学生态学研究性学习小组要开展某森林群落结构以及森林某类植物物种数与样方面积的关系的课题研究。下图一示某森林植物的景观，图二示物种数与样方面积的关系。请依图回答：(1)若要调查景观图中森林群落的结构，应包括_和_两个方面。(2)物种组成是决定群落性质的最重要因素。为了登记群落的植物种类组成，首先要在群落的中心部位选取样地，用随机法取样。其中，图二所涉及的方法可用于确定某类植物物种的最适样方面积。图二显示：在一定范围内，随样方面积的增大，_。调查该森林某类植物物种数的样方面积最好是_m2。若选取3个合适的样方对某
10、种乔木计数的结果分别是n1、n2、n3，则该乔木的种群密度为_株/m2。三、实验设计中应注意的一些问题（一）、注意题目的特定条件：在实验设计过程中，达到同一实验目的的研究方案可以是多样的，但作为解题来讲是有特定的条件与要求的，实验设计的方法与步骤需要受到题目特定条件与要求的制约，否则即使实验设计得最完美，也是不符合要求的。例8据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。该产品是否适用于糖尿病患者，生物学兴趣小组的同学以此作为研究课题。请你完成下面的实验鉴定报告。(1)实验目的：鉴定一种茅草的根是否含有还原性糖和淀粉。(2)实验原理：还原性糖可
11、用_试剂，淀粉可用_试剂来检测。(3)实验器材：一种茅草的根、所需试剂、刀片、载玻片、酒精灯、试管夹、火柴、滴管(4)实验步骤：鉴定还原性糖：_ 实验现象与结果分析：_ 鉴定淀粉：_ 实验现象与结果分析：_（二）、注意验证性与探究性课题的区别：（三）、注意实验设计时是否需要前测：在施以实验变量前对实验对象进行的测定，属于前测。例9为了验证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
12、：给药途径为每日灌胃，给药剂量和仪器操作不作考查要求，室温恒定。）(2)方法与步骤： 将两组大白鼠分别编号为_，_； _；_；(3)结果分析与预测：_.（四）、描述观察或测量因变量（实验结果）的方法可操作定义 给出操作定义，指经给出某个变量应如何测量的方法，可包括多个方面：(1)用一定的测量仪测量高度、长度、角度、体积的变化；(2)目测，即观察实验现象，给出定量或定性的描述。例如：研究生长素对植物根生长的影响，可操作性定义是：生长素处理前用直尺测量各组根的长度，处理后再用直尺测量，并比较各组根的伸长量。再如，观察处于有丝分裂中期的植物细胞，可操作性定义为：中期细胞的染色体形态固定，数目清晰，着
13、丝点均排列在细胞中央的赤道板上。参考答案一、回顾实验设计有关理论二、实验题型分析：例1(1) III号锥形瓶中的酒精液滴在玻璃管中向左移动。 III； 呼吸（有氧呼吸）。(2)肝细胞的呼吸作用需要ATP和葡萄糖。例2(1)亲代生殖细胞中X染色体上基因发生隐性突变（或：亲代生殖细胞中常染色体上基因显（隐）性突变；Y染色体上基因发生突变；环境影响基因的表达。） (2)亲代生殖细胞中X染色体上基因发生隐性突变 实验设计思路：选择F1中直刚毛雌果蝇与卷刚毛雄果蝇进行测交。例3步骤二：待纸袋中的雌花开放后，打开第一组的纸袋，授以黄瓜的花粉，打开第二组的纸袋，在其子房壁上涂抹适宜浓度的生长素溶液，以后几天
14、继续套袋。第三组不做任何处理，几天后将纸袋取下。 结果预测：第一组雌花结有籽黄瓜；第二组雌花结无籽黄瓜；第三组雌花不结瓜枯萎脱落。例4(2) 10m、500m、1000m（2分） (3)测定并计算野菊的平均株高，记录数据。（1分） (4) 说明野菊株高只受遗传因素的影响（2分） 说明野菊株高只受环境因素的影响（2分） 说明野菊株高受环境因素和遗传因素的共同影响（2分）例5 a样本量太小。应“取叶片若干，等分为三组”。 b缺乏空白对照。增加1组，将叶片的叶柄下部浸在不舍X的培养液中。降低 例6(1)实验步骤中暗室内用红色安全灯是错误的，应改为绿色安全灯。 (2)实验步骤中“葡萄糖”是错误的，应改
15、为“淀粉”。 (3)未设对照，对照的做法是：a装置同题干中的步骤，但玻璃罩内用同一种生长状况的另一植株代替题干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液；然后重复题干中改正后的实验步骤。例7(1)光照 垂直 垂直结构：包括该森林垂直方向不同层次上生物的种类和种群密度等 水平结构：该森林的水平方向不同地段的生物的物种组成和种群密度等(2)物种数迅速增多，并逐渐达到最多后保持稳定 S0 (n1+n2+n3)/3S0例8一、注意题目的特定条件：题目给出的材料用具制约了实验设计的方案。(4)实验步骤：鉴定还原糖：将该种茅草的根切成薄片（或压碎），放在载玻片上，滴加1-2滴斐林试剂，将载玻片放在酒精灯上加热，
16、观察颜色变化。实验现象与结果分析：若观察到有砖红色出现，则说明该茅草的根含有还原糖；若无砖红色出现则说明该茅草的根不含还原糖。鉴定淀粉：将该种茅草的根切成薄片（或压碎），放在载玻片上，滴加1-2滴淀粉，观察颜色变化。实验现象与结果分析：若观察到有蓝紫色出现，则说明该种茅草的根含有淀粉；若无蓝紫色出现，则说明该种茅草的根不含淀粉例9甲状腺激素的生理作用是：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。(2)方法步骤：第一步：将两组大白鼠分别标号为甲组和乙组，并分别用所给的仪器，测定与记录耗氧量和活动量。第二步：每日用灌胃器给予甲组鼠甲状腺激素溶液，给予乙组鼠灌胃等量蒸馏水，其它饲养条件适宜且相同。第三步：饲养一段时间后，用所给仪器测定并记录两组鼠的耗氧量与活动量。结果分析与预测： (1)未给甲状腺激素溶液时，甲、乙两组鼠的耗氧量和活动量相近。(2)给予甲组鼠甲状腺激素溶液后，其耗氧量和活动量均大于乙组鼠。结果说明：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，从而使动物的耗氧量和活动量增加。