高三生物实验复习材料.pdf

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1、2010届 高 三 生 物 实 验 设 计 专 题 材 料 高 考 目 标 要 求：生 物 科 高 考 说 明 中 对 实 验 考 查 的 目 标 和 要 求 是“使 用 恰 当 的 方 法 验 证 简 单 的 生 物 学 事 实，并 能 对 实 验 结 果 进 行 解 释 和 分 析”。具 体 的 能 力 考 查 要 求 包 括 两 个 部 分：一 方 面 是 考 生 能 够 设 计 简 单 的 生 物 学 实 验，另 一 方 面 则 是 能 够 对 实 验 结 果 进 行 解 释 和 分 析。考 查 考 生 设 计 实 验 方 案、验 证 生 物 学 事 实 的 能 力，考 查 考 生 对

2、 实 验 结 果 分 析、解 释 和 推 导 结 论 的 能 力，以 及 根 据 某 些 实 验 条 件 和 部 分 结 果，推 测 卜 一 步 实 验 结 果 的 能 力；同 时 也 考 查 了 考 生 对 生 物 学 实 验 中 常 以 图、表 等 抽 象 形 式 所 表 达 的 生 物 学 意 义 的 理 解 能 力，准 确 描 述 相 关 的 现 象、原 理 的 能 力。这 种 考 查 目 标 更 适 应 对 学 生 创 新 能 力 的 自 我 展 现。这 就 要 求 考 生 能 明 确 掌 握 生 物 学 实 验 设 计 的 基 本 原 则 和 方 法，惟 其 如 此，才 能 设 计

3、 出 一 个 完 整 严 谨 的 实 验 方 案，也 才 能 有 根 有 据 地 分 析 解 释 实 验 结 果、推 导 结 论，根 据 部 分 实 验 结 果 推 测、预 期 后 续 实 验 步 骤 的 结 果 及 理 解、表 述 等。由 于 高 考 侧 重 于 对 实 验 能 力 的 考 查，设 计 型 实 验 题 是 近 几 年 高 考 的 一 个 热 点。因 此，对 实 验 的 复 习，应 该 立 足 于 对 基 本 实 验 方 法、实 验 技 能、实 验 思 维 的 强 化 和 巩 固 着 手，培 养 学 生 的 实 验 分 析、实 验 改 错、实 验 设 计 等 实 验 能 力。所

4、 谓 设 计 型 实 验 题 就 是 要 求 考 生 设 计 实 验 原 理，选 择 实 验 器 材，安 排 实 验 步 骤，设 计 数 据 处 理 的 方 法 及 分 析 实 验 现 象。包 括 设 计 实 验 方 案、设 计 实 验 步 骤、设 计 实 验 改 进 方 法 等。主 要 考 查 我 们 是 否 理 解 实 验 原 理 和 会 分 析 实 验 结 果，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。一.完 整 实 验 设 计 的 基 本 内 容 实 验 名 称：是 关 于 一 个 什 么 内 容 的

5、 实 验。（即：研 究 或 实 验 的 内 容）实 验 目 的：要 探 究 或 者 验 证 的 某 一 事 实 或 者 做 了 该 实 验 后，要 解 决 什 么 问 题？能 提 高 或 学 到 哪 些 知 识、能 力 等（从 动 手 能 力，观 察 能 力、基 本 技 能、实 验 设 计、显 微 镜 的 使 用 等 方 面 分 析）实 验 原 理：进 行 实 验 依 据 的 科 学 道 理。（即 完 成 该 实 验 所 应 用 到 的 理 论 依 据 是 什 么？）材 料 用 具：包 括 实 验 材 料、仪 器 或 试 剂 等。实 验 的 操 作 步 骤：涉 及 到 实 验 设 计 思 想、

6、器 材、药 品 的 使 用、实 验 设 计 原 则（科 学 性、简 便 性、单 一 变 量、可 重 复 性、控 制 的 体 现、控 制 与 与 平 衡 控 制 等）的 体 现。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 客 观 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。（注：有 些 考 题 要 求 考 生 预 测 可 能 的 实 验 结 果

7、，并 推 断 相 关 的 结 论。）注：关 于“假 设”“预 期”“结 果”与“结 论”的 辨 析（1）假 设“假 设”，也 称 假 说 或 猜 测，是 指 用 来 说 明 某 种 现 象 但 未 经 证 实 的 论 题，也 是 对 所 提 出 的 问 题 作 出 的 参 考 答 案，即 依 据 发 现 的 事 实 材 料 或 科 学 原 理，通 过 创 造 性 思 维，提 出 初 步 假 定。如“孟 德 尔 分 离 现 象 解 释 验 证”的 测 交 实 验 中，提 出 的 假 说 是：“F i（Dd）产 生 配 子 时,因 等 位 基 因 分 离，使 得 R产 生 含 基 因 D和 基 因

8、 d 的 两 种 配 子，且 其 数 目 相 等。”再 如“观察 植 物 细 胞 质 壁 分 离 和 复 原”实 验 中，提 出 的 假 说 应 为：当 细 胞 外 溶 液 浓 度 细 胞 液 浓 度 f 细 胞 失 水 当 细 胞 外 溶 液 浓 度 细 胞 液 浓 度 f 细 胞 吸 水（2）预 期“预 期”是 在 实 验 设 计 方 案 确 定 以 后，实 验 正 式 实 施 之 前，根 据 假 说 和 原 理，对 实 验 可 能 出 现 的 结 果 的 判 断，是 依 据 提 出 的 假 说 进 行 推 理，得 出 假 定 性 结 果 或 推 论，即“假 如 假 设 成 立，则 应 有

9、 何 种 结 果”，如“孟 德 尔 分 离 现 象 验 证 实 验，假 如 假 说 成 立 则 有 测 交 的 后 代 应 出 现 Dd与 d d为 1：1 的 结 果，即 高 茎 与 矮 茎 数 量 比 应 为 1：1”，而“观 察 植 物 细 胞 质 壁 分 离 与 复 原 实 验”中，假 若 假 设 成 立，则 应 有 处 于 高 浓 度（30%）蔗 糖 溶 液 中 的 洋 葱 表 皮 细 胞 因 不 断 失 水 一 质 壁 分 离，而 处 于 清 水 中 的 已 分 离 细 胞 因 细 胞 吸 水 一 质 壁 分 离 复 原（3）结 果 结 果 应 为 实 验 实 际 出 现 的 情

10、况，如“孟 德 尔 分 离 现 象 解 释 实 验”中 出 现 的 结 果 为“得 到 的 6 4株 后 代 中，3 0株 高 茎，3 4株 矮 茎，两 种 性 状 分 离 比 为 1：1”而“质 壁 分 离 复 原 实 验”中 处 于 30%蔗 糖 溶 液 中 的 洋 葱 表 皮 细 胞 果 真 发 生 了 质 壁 分 离，而 处 于 清 水 中 的 己 分 离 细 胞 果 真 发 生 了 复 原 现 象。（4）结 论 结 论 的 得 出 须 依 据 实 验 结 果，即 若 出 现 的 结 果 与 预 期 结 果 一 致 则 得 出 与 先 前 的 假 说 一 致 的 结 论 或“假 说 成

11、 立”，若 实 验 出 现 的 结 果 与 预 期 结 果 不 符，则 得 出 的 结 论 应 为“假 说 不 成 立”。由 此 可 知，“假 设”应 对 应“结 论”，“预 期”应 对 应“结 果”，在 实 验 讨 论 时 应 注 意 描 述 的 科 学 性 即“如 果 出 现 何 种 结 果，则 应 有 何 种 结 论”，例 如 用 检 测 呼 吸 装 置 的 红 色 液 滴 检 测 酵 母 菌 呼 吸 类 型 时，应 为 若 液 滴 向 左 移 动 则 推 出 什 么 结 论，若 液 滴 向 右 移 动 则 推 出 什 么 结 论，而 不 能 描 述 为“若 为 有 氧 呼 吸，则 液

12、滴 向 哪 移 动”，再 如 在 验 证 淀 粉，碘 液 能 否 通 过 半 透 膜 时 应 描 述 为“若 袋 内 外 液 体 均 变 蓝（结 果 或 现 象）,则 淀 粉、碘 液 均 能 通 过 半 透 膜。”而 不 能 描 述 为“若 淀 粉、碘 液 均 能 通 过，则 袋 内 外 液 体 均 变 蓝”。二、实 验 设 计 的 主 要 基 本 原 则 1.科 学 性 原 则 实 验 是 人 为 控 制 条 件 下 研 究 事 物（对 象）的 种 科 学 方 法；是 依 据 假 设，在 人 为 条 件 下 对 实 验 变 量 的 变 化 和 结 果 进 行 捕 获、解 释 的 科 学 方

13、法。科 学 研 究 的 过 程 本 身 就 是 科 学，并 不 是 说 研 究 的 结 论 才 是 科 学 方 法。因 此，在 实 验 设 计 中 必 须 有 充 分 的 科 学 依 据。生 物 学 实 验 中，一 种 生 命 现 象 的 发 生 往 往 有 其 复 杂 的 前 因 后 果，从 不 同 角 度 全 面 地 分 析 问 题 就 是 科 学 性 的 基 本 原 则。如 绿 色 植 物 新 陈 代 谢 中 的 物 质 代 谢 有 各 种 细 胞 的 参 与，有 各 种 物 质 在 不 同 方 面 的 变 化。分 析 问 题、设 计 实 验 的 全 面 性 和 科 学 性 体 现 了

14、逻 辑 思 维 的 严 密 性。科 学 性 原 则：包 括 实 验 原 理 的 科 学 性、实 验 材 料 选 择 的 科 学 性、实 验 方 法 的 科 学 性、实 验 结 果 处 理 的 科 学 性。实 验 原 理 的 科 学 性 实 验 原 理 是 实 验 设 计 的 依 据，也 是 用 来 检 验 和 修 正 实 验 过 程 中 失 误 的 依 据，因 此 它 必 须 是经 前 人 总 结 或 经 科 学 检 验 得 出 的 科 学 理 论。如 2000年 全 国 高 考 考 试 题 第 25题，本 题 要 求 学 生 设 计 实 验 验 证 钙 离 子 在 血 液 凝 固 中 的 作

15、 用。题 中 给 出 了 两 个 实 验 原 理；血 液 中 的 钙 离 子 在 血 液 凝 固 过 程 中 起 重 要 作 用，若 缺 少 它 则 血 液 不 能 凝 固；草 酸 钙 溶 液 能 与 血 液 中 的 钙 离 子 发 生 反 应，形 成 草 酸 钙 沉 淀，因 此 具 有 抗 凝 血 作 用。这 两 条 原 理 科 学 而 且 完 整，学 生 可 由 此 产 生 明 确 的 设 计 思 路。实 验 材 料 选 择 的 科 学 性 根 据 实 验 目 的 和 实 验 原 理 选 择 恰 当 的 实 验 材 料，是 保 证 实 验 达 到 预 期 结 果 的 关 键 因 素 之 一

16、。如“还 原 性 糖 鉴 定 实 验”中 以 苹 果 或 雪 梨 细 胞 组 织 液 为 材 料，以 及“植 物 细 胞 质 壁 分 离 与 复 原”实 验 中 以 紫 色 洋 葱 为 实 验 材 料 等 实 验 都 是 一 些 经 典 的 成 功 选 材 的 范 例。思 考：还 原 糖 的 鉴 定、蛋 白 质 的 鉴 定、植 物 细 胞 有 丝 分 裂 观 察、叶 绿 体 色 素 提 取 与 分 离、植 物 细 胞 的 质 壁 分 离 与 复 原、细 胞 质 流 动 的 观 察 等 实 验 中 应 选 择 哪 些 实 验 材 料 才 能 得 到 较 好 的 实 验 效 果？为 什 么？实 验

17、 方 法 的 科 学 性 只 有 科 学 而 严 谨 的 实 验 方 法，才 能 得 出 正 确 而 可 靠 的 实 验 结 果。如 鉴 定 蛋 白 质 的 实 验 中，根 据 蛋 白 质 分 子 在 碱 性 环 境 中 与 硫 酸 铜 反 应 形 成 紫 色 的 反 应 特 点，实 验 过 程 中 必 须 先 加 双 缩 胭 试 剂 A 液（质 量 浓 度 为 0.lg/ml的 氢 氧 化 钠 溶 液），振 荡 后 再 加 B 液（质 量 浓 度 为 0.Olg/ml的 硫 酸 铜 溶 液）。而 不 能 反 过 来，或 把 A 液 与 B 液 混 合 后 加 入，这 样 均 不 能 得 到

18、预 期 的 实 验 结 果。思 考:在 光 合 作 用 强 度 的 检 测 实 验 中 用 绿 光 灯 照 射 可 看 成 是 黑 暗 条 件 的 依 据 是 什 么？在 鉴 定 光 合 作 用 产 物 实 验 中，为 什 么 要 对 植 物 进 行 饥 饿 处 理，这 样 做 的 科 学 性 体 现 在 哪 里？实 验 结 果 处 理 的 科 学 性 对 于 实 验 过 程 中 得 到 的 一 些 数 据，现 象 或 其 它 信 息，不 能 简 单 处 理，应 首 先 整 理 后 仔 细 分 析，找 出 它 们 所 能 够 透 露 给 我 们 的 最 大 信 息 量。2.平 行 复 重 原

19、则 即 控 制 某 种 因 素 的 变 化 幅 度，在 同 样 条 件 下 重 复 实 验，观 察 其 对 实 验 结 果 影 响 的 程 度。任 何 实 验 都 必 须 能 够 重 复，这 是 具 有 科 学 性 的 标 志。任 何 实 验 必 须 有 足 够 实 验 次 数，才 能 避 免 结 果 的 偶 然 性，使 得 出 的 结 论 准 确、科 学。平 衡 重 复 原 则 要 求 控 制 某 种 因 素 的 变 化 强 度，在 同 样 条 件 下 重 复 实 验，观 察 其 对 实 验 结 果 的 影 响 程 度。由 以 上 实 验 设 计 的 特 点 来 看，采 用 了 平 行 重

20、复 的 原 则 来 进 行，消 除 了 无 关 变 量 与 额 外 变 量 的 干 扰，可 多 次 重 复 该 实 验，使 得 实 验 结 果 更 加 客 观、科 学。3.对 照 性 原 则 科 学、合 理 的 设 置 对 照 可 以 使 实 验 方 案 简 洁、明 了，且 使 实 验 结 论 更 有 说 服 力。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。山 于 同 种 实 验 结 果 可 能 会 被 多 种 不 同

21、的 实 验 因 素 所 引 起，因 此 如 果 没 有 严 格 的 对 照 实 验，即 使 出 现 了 某 种 预 想 的 实 验 结 果，也 很 难 保 证 该 实 验 结 果 是 由 某 因 素 所 引 起 的，这 样 就 使 得 所 设 计 的 实 验 缺 乏 应 有 的 说 服 力。可 见 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。如 何 设 置 对 照 实 验 呢？所

22、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 的 完 全 相 等”。具 体 来 说 有 如 下 四 个 方 面：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。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

23、 要 完 全 一 样。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。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。设 置 对 照 组 有 4种 方 法：（1）空 白 对 照：即 不 给 对 照 组 做 任 何 处 理；例 如，在“唾 液 淀 粉 酶 催 化 淀 粉”的 实 验 中，实

24、 验 组 滴 加 了 唾 液 淀 粉 酶 液，而 对 照 组 只 加 了 等 量 的 蒸 储 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 还 原 糖 鉴 定 实 验 中 留 一 部 分 样 液 不 加 入 斐 林 试 剂，以 作 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；这 种 对 照 方 法 是 指 不 论 实 验 组 还 是 对 照 组 的 对 象 都

25、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 为 实 验 组（饲 喂 甲 状 激 素），乙 组 为 条 件 对 照（饲 喂 甲 状 抑 制 剂）；不 饲 喂 药 剂 的 是 空 白 对 照 组;课 本 中 涉 及 到 温 度 对 淀 粉 酶 活 性 影 响 的 实 验 中 0、100 等 温 度 下 的 对 照 则 为 条 件 对 照；，显 然，通 过 条 件 对 照.实 验 说 服 力 大 大 提 高。（

26、3）自 身 对 照：指 对 照 组 和 实 验 组 都 在 同 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。将 过 氧 化 氢 酶 加 入 过 氧 化 氢 溶 液 中 证 明 酶 是 生 物 催 化 剂 可 催 化 过 氧 化 氢 水 解，即 自 身 对 照，处 理 前 的 对 象 状 况 为 对 照 组，处 理 后 的 对 象 变 化 为 实 验 组。课 本 中 涉 及 到 将 过 氧 化 氢 酶 加 入 压 液 中 说

27、明 酶 是 生 物 催 化 剂，则 属 于 自 身 对 照；（4）相 互 对 照：不 单 独 设 置 对 照 组，而 是 几 个 实 验 相 互 为 对 照。即 实 验 与 对 照 在 同 一 对 象 上 进 行.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

28、属 于 相 互 对 照。再 如：在 探 究 温 度（或 pH）对 酶 催 化 活 性 影 响 实 验 中 温 度（或 pH）（0度、50度,100度）为 条 件 对 照。清 水（软 水）、河 水（硬 水）对 加 酶 洗 衣 粉 影 响 中，清 水（软 水）、河 水（硬 水）为 相 互 对 照。用 缺 素 营 养 液 培 养 的 出 现 缺 素 症 状 的 植 株 加 入 某 元 素 后 恢 复 正 常 为 自 身 对 照。.在 实 验 中 要 找 出 一 个 最 佳 效 果 点，就 要 采 取 相 互 对 照 进 行 实 验。“实 验 组”与“对 照 组”确 认：一 个 实 验 通 常 分 为

29、 实 验 组 和 对 照 组（控 制 组）。实 验 组 是 施 加 实 验 变 量 处 理 的 被 试 组；对 照 组 是 不 施 加 实 验 变 量 处 理 的 对 象 组，两 者 对 无 关 变 量 的 影 响 是 相 等 的，两 组 之 间 的 差 别，被 认 为 是 来 自 实 验 变 量 的 结 果，如 2005年 春 季 高 考 题 中 为 研 究 光 对 幼 苗 生 长 的 影 响 时 实 验 变 量 应 为 撤 掉 光 照，因 而 暗 处 生 长 的 小 麦 幼 苗 应 为 实 验 组，而 自 然 状 态（即 来 接 受 实 验 变 量 处 理）的 小 麦 幼 苗 应 为 对

30、照 组，通 过 对 照 组 能 增 强 实 验 的 信度。说 明：根 据 实 验 目 的 要 求，凡 是 涉 及 确 定 变 化 因 素 之 间 的 因 果 关 系 的 实 验 中，一 般 都 需 要 设 计 对 照 组 实 验。中 学 阶 段 所 要 求 的 实 验 设 计 一 般 多 采 用 对 照 的 原 则，因 为 科 学、合 理 的 设 置 对 照 可 以 使 实 验 方 案 简 洁、明 了，且 使 实 验 结 论 更 有 说 服 力。4.单 因 子 变 量 原 则 和 等 量 性 原 则 此 两 个 原 则 都 是 在 设 计 对 照 实 验 时 必 须 坚 持 的 原 则。所 谓

31、 单 因 子 变 量 原 则，强 调 的 是 实 验 组 和 对 照 组 相 比 只 能 有 一 个 变 量，只 有 这 样 当 实 验 组 和 对 照 组 出 现 不 同 结 果 时，才 能 确 定 造 成 这 种 不 同 结 果 的 原 因 肯 定 是 这 个 变 量 造 成 的，从 而 证 明 实 验 组 所 给 实 验 因 素 的 作 用，因 此 在 设 计 对 照 组 实 验 时 首 先 要 确 定 变 量 并 加 以 正 确 设 置，至 于 将 谁 作 为 变 量 则 很 容 易 确 定，即 要 验 证 谁 则 把 谁 作 为 变 量，也 就 是 要 把 所 要 验 证 的 中 心

32、 条 件 作 为 变 量。如 要 探 索 PH对 淀 粉 酶 活 性 的 影 响，则 需 把 PH作 为 变 量；要 验 证 光 合 作 用 需 要 光 则 应 将 光 作 为 变 量；要 验 证 光 合 作 用 需 二 氧 化 碳 则 把 二 氧 化 碳 作 为 变 量 等 等。等 量 性 原 则 与 单 因 子 变 量 原 则 是 完 全 统 一 的。只 不 过 强 调 的 侧 面 不 同，单 因 子 变 量 原 则 强 调 的 是 实 验 变 量 的 单 性，而 等 量 性 原 则 强 调 的 是 除 了 实 验 变 量 之 外 的 切 对 实 验 结 果 有 影 响 的 无 关 变 量

33、 必 须 严 格 控 制 等 量 即 相 同，以 平 衡 和 消 除 无 关 变 量 对 结 果 的 影 响，需 要 强 调 的 是 这 些 无 关 变 量 在 进 行 严 格 控 制 时，不 但 要 等 量，而 且 是 在 适 宜 条 件 下 的 等 量，常 态 条 件 下 的 等 量。如 在 探 索 PH对 酶 活 性 影 响 的 实 验 中，单 一 变 量 是 PH,除 PH之 外 的 其 他 切 对 醐 活 性 有 影 响 的 无 关 变 量 不 但 要 严 格 控 制 等 量,而 且 要 适 宜 的 量，如 对 温 度 的 控 制 不 但 要 相 同，而 且 要 适 宜，即 要 给

34、予 酶 活 性 所 需 的 适 宜 的 温 度，而 不 能 控 制 在 低 温 或 高 温 条 件 下 的 等 量。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 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。实 验 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，是 作 用 于 实 验 对 象 的 刺 激 变 量（也 称 自 变 量），自 变 量 须 以 实 验 目 的 和 假 设 为 依 据，应

35、 具 有 可 变 性 和 可 操 作 性。反 应 变 量（又 称 因 变 量），是 随 自 变 量 变 化 而 产 生 反 应 或 发 生 变 化 的 变 量，反 应 变 量 是 研 究 是 否 成 功 的 证 据，应 具 可 测 性 和 客 观 性。二 者 关 系：实 验 变 量 是 原 因，反 应 变 量 是 结 果，即 具 因 果 关 系。例 如：关 于“唾 液 淀 粉 酶 水 解 淀 粉”的 实 验 中，“低 温（冰 块）、适 温（37）、高 温（沸 水）就 是 实 验 变 量，而 这 些 变 量 引 起 的 实 验 变 化 结 果 就 是 反 应 变 量。该 实 验 旨 在 获 得

36、和 解 释 温 度 变 化（实 验 变 量）与 酶 的 活 性（反 应 变 量）的 因 果 关 系。无 关 变 量 与 额 外 变 量：无 关 变 量（控 制 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。即 是 指 与 研 究 目 标 无 关，但 却 影 响 研 究 结 果 的 变 量.，实 验 者 应 严 格 控 制 无 关 变 量，否 则 实 验 结 果 的 真 实 性 无 法 得 到 认 定、我 们 常 在 实 验 过 程 中 强 调“选 取 生 长 状 况 相 同 的 幼 苗”“数 量 大 小 相 同 的 种 子”

37、“置 于 相 同 并 适 宜 条 件 下 培 养”“加 入 等 量 的 清 水”等 均 是 为 了 控 制 无 关 变 量 对 实 验 结 果 的 干 扰。由 无 关 变 量 引 起 的 变 化 结 果 就 叫 额 外 变 量。二 者 关 系：也 是 前 因 后 果 的 关 系。但 它 们 的 存 在 对 实 验 与 反 应 变 量 的 获 得 起 干 扰 作 用。例 如：“唾 液 淀 粉 能 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

38、 量 中 的 任 何 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。实 验 变 量，或 称 自 变 量,指 实 验 假 设 中 涉 及 的 给 定 的 研 究 因 素。反 应 变 量，或 称 因 变 量，指 实 验 变 量 所 引 起 产 生 的 结 果 或 结 论。而 其 他 对 反 应 变 量 有 影 响 的 因 素 称 之 为 无 关 变 量，观 察 其 对 实 验 结 果 的 影 响。【案 例 剖 析】例 如，生 物 课 本 内 温 度 对 酶 活 性 影 响 的 实 验 中：实 验 变 量 是 低 温(冰

39、 水)，适 温(60),高 温(沸 水)；酶 的 活 性 变 化 即 反 应 变 量；试 管 的 洁 净 度，淀 粉 酶 的 稀 释 度，可 溶 性 淀 粉 的 浓 度，碘 液 的 量 和 浓 度，温 度 处 理 时 间，操 作 程 序 等 是 无 关 变 量。实 验 中 不 论 有 几 个 实 验 变 量，都 应 做 到 每 个 自 变 量 对 应 一 个 因 变 量，此 外 还 要 做 到 操 作 规 范。在 实 验 设 计、实 施 的 全 过 程 中，应 严 格 操 纵 实 验 变 量，严 格 控 制 无 关 变 量，尽 可 能 消 除 误 差，获 取 较 为 精 确 的 反 应 变 量

40、。三.实 验 设 计 的 具 体 方 法 1.实 验 设 计 的 应 对 策 略 A.理 解 实 验 原 理 对 实 验 设 计 的 重 要 作 用 每 一 个 生 物 实 验 材 料 的 选 择、实 验 装 置 的 确 定、实 验 步 骤 和 实 验 方 法 的 安 排 都 不 是 随 意 的、盲 目 的，而 是 有 其 实 验 原 理 作 为 依 据 的。实 验 现 象 和 实 验 结 果 的 预 期 也 是 依 据 实 验 原 理 而 作 出 的。可 见，实 验 原 理 是 实 验 设 计 的 依 据。B.应 认 真 研 究 实 验 课 题.找 出 其 中 的 实 验 变 量 和 反 应

41、 变 量，理 解 题 目 一 知 条 件 所 隐 含 的 意 义。明 确 实 验 目 的、实 验 原 理 及 实 验 要 求 的 基 本 条 件。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。一 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

42、 方 法 C.反 应 变 量 的 确 定 和 控 制 生 物 实 验 设 计 中，反 应 变 量 的 确 定 非 常 重 要，因 为 任 何 一 个 科 学 实 验 的 结 论 都 是 从 反 应 变 量 所 表 现 出 的 数 量、质 量 或 状 态 的 事 实 中 推 导 或 分 析 出 来 的。生 物 实 验 中 很 多 反 应 变 量 就 是 实 验 条 件。设 计 实 验 时，应 该 根 据 实 验 目 的 和 实 验 原 理 来 确 定 对 实 验 结 果 有 影 响 的 反 应 变 量。同 时，对 其 他 无 关 变 量 或 非 研 究 变 量 应 进 行 控 制。对 变 量 的

43、 控 制 所 要 遵 循 的 原 则 是 对 照 原 则，即 控 制 其 他 因 素 不 变，而 只 改 变 其 中 一 个 因 素(反 应 变 量)，观 察 其 对 实 验 结 果 的 影 响。通 过 对 照 的 建 立，达 到 对 变 量 的 控 制，这 是 生 物 实 验 设 计 的 灵 魂。2.实 验 设 计 常 用 的 一 些 基 本 实 验 方 法 及 技 术 使 学 生 熟 悉 常 用 的 实 验 方 法 和 技 术，理 解 每 种 方 法 和 技 术 的 适 用 情 况 并 熟 练 掌 握 其 操 作 技 能，以 便 在 设 计 实 验 时 能 进 行 迁 移 和 利 用。主

44、要 包 括 以 下 几 个 方 面：(1)光 学 显 微 镜 的 作 用 适 用 于 观 察 生 物 的 微 观 结 构，如 细 胞 结 构，包 括 光 镜 下 可 看 到 的 各 种 细 胞 器。要 求 学 生 熟 练 掌 握 显 微 镜 的 使 用 技 术。(2)临 时 装 片、切 片 和 涂 片 的 制 作 适 用 于 显 微 观 察，凡 需 在 显 微 镜 下 观 察 的 生 物 材 料，必 须 先 制 成 临 时 装 片、切 片 和 涂 片，如“观 察 植 物 细 胞 的 质 壁 分 离 和 复 原”中 要 制 作 洋 葱 表 皮 细 胞 的 临 时 装 片，在“生 物 组 织 中

45、脂 肪 的 鉴 定”中 要 制 作 花 生 种 子 的 切 片 等。(3)研 磨、过 滤 适 用 于 从 生 物 组 织 中 提 取 物 质 如 酶、色 素 等，要 求 学 生 熟 练 掌 握 研 磨 过 滤 的 方 法，如 研 磨 时 要 先 将 生 物 材 料 切 碎，然 后 加 入 磨 擦 剂(常 用 二 氧 化 硅)、提 取 液 及 其他 必 要 物 质，充 分 研 磨 之 后，往 往 要 进 行 过 滤，以 除 去 渣 滓，所 用 过 滤 器 具 则 根 据 需 要 或 根 据 试 题 中 提 供 的 器 材 加 以 选 用，如 可 用 滤 纸、纱 布、脱 脂 棉、尼 龙 布 等 等

46、。(4)解 离 技 术 用 于 破 坏 细 胞 壁，分 散 植 物 细 胞，制 作 临 时 装 片。(5)恒 温 技 术 适 用 于 酶 参 加 的 生 化 反 应，般 用 水 浴 或 恒 温 箱。根 据 题 目 要 求 选 用。(6)纸 层 折 技 术 适 用 于 溶 液 中 物 质 的 分 离。主 要 步 骤 包 括 制 备 滤 纸 条、画 滤 液 细 线、层 析 分 离。(7)植 物 叶 片 生 成 淀 粉 的 鉴 定 适 用 于 光 合 作 用 的 有 关 实 验，主 要 步 骤 包 括 饥 饿 处 理、光 照、酒 精 脱 色、加 碘。另 外，还 有 根 尖 培 养、幼 小 动 物 的

47、 饲 养、植 物 必 需 元 素 的 鉴 定、同 位 素 示 踪 技 术 等。3.实 验 设 计 的 步 骤 实 验 设 计 往 往 是 解 答 实 验 题 的 难 点，但 只 要 理 清 思 路，找 准 方 法 和 突 破 口，也 能 化 难 为 易。实 验 的 设 计 可 遵 循 以 步 骤 进 行。(1)了 解 题 目 要 求：认 真 读 题(2)写 出 实 验 名 称：指 出 是 什 么 实 验，(3)写 出 实 验 目 的：弄 清 该 题 要 验 证 或 探 究 的 是 什 么 样 的 生 物 学 事 实。即 明 确 实 验 要 解 决 什 么 问 题。一 般 在 题 干 中 有“验

48、 证”、证 明”、探 究”，其 后 内 容 就 是 实 验 的 目 的。有 些 实 验 需 要 对 其 去 粗 取 精，提 炼 要 点.(4)写 出 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

49、 是 完 成 实 验 设 计 题 目 的 的 关 键。(5)写 出 实 验 操 作 过 程：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。A 选 材：选 材 应 保 持 条 件 相 同(如：日 龄 相 同、体 重 相 近 的 雄 性 成 年 大 白 鼠)B 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：C 实 验 处 理：分 别 对 实 验 组 和 对 照 组 施 加 单 变 量；除 实 验

50、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。后 面 步 骤 中 要 用 到 的 东 西，如 果 题 目 没 有 给 HI,则 必 须 在 前 面 的 步 骤 中 准 备 好，如 实 验 中 要 用 蔗 糖 液，而 题 目 中 只 给 出 蔗 糖，我 们 就 要 先 配 制 好 蔗 糖 液；题 目 中 如 果 已 经 给 好(如 给 的 是 配 好 的 试 剂)，则 不 能 再 配 制 了。表 格 的 设 计：要 理 清 设 计 思 路：首 先 要 读 懂 题 目 要 求 在 表 格“工 作 区”记 录 的 内 容。(题