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在高考理綜生物學(xué)實驗的復(fù)習(xí)中，通過教科書中17個實驗的系統(tǒng)復(fù)習(xí)，不僅要做到以實驗流程圖為主線，① 突出實驗原理的理解和應(yīng)用；② 熟悉實驗要用到的器材的選擇、作用和使用方法；③ 明確實驗設(shè)計的基本思路和實驗步驟的程序；④ 清楚實驗數(shù)據(jù)的測量、數(shù)據(jù)的處理方法；⑤ 強化對實驗現(xiàn)象的觀察分析、實驗結(jié)論的歸納總結(jié)等以外，還要求考生：對教科書中的實驗原理、實驗方法以及實驗技術(shù)，能夠做到“移花接木”和遷移運用，也就是說要學(xué)會進行簡單的實驗方案的設(shè)計與評價。 

2．實驗方案的設(shè)計與評價 

實驗方案的設(shè)計著重考查考生：確定實驗原理，選擇實驗器材，安排實驗步驟，設(shè)計實驗數(shù)據(jù)的處理方法和分析實驗現(xiàn)象，得出正確的實驗結(jié)論，以及對提供的一些實驗方案進行補充、完善和評價等。 

在實驗方案的設(shè)計與評價中，必須高度關(guān)注以下幾個方面： 

2．1 實驗必須遵循的三大基本原則： 

（1）設(shè)置對照原則：在實驗設(shè)計中，為排除無關(guān)條件的干擾，常常要設(shè)立對照實驗。通過干預(yù)或控制研究對象，以消除或減少實驗誤差，鑒別實驗中的處理因素與非處理因素的差異。常見對照方法主要有：   

① 空白對照  不給對照組任何處理因素。如：在研究甲狀腺激素促進蝌蚪發(fā)育實驗中，先取等量的同齡且發(fā)育狀態(tài)相同的小蝌蚪60只，分為兩組放入容積相同的兩個玻璃缸，加入等量的自然水和蝌蚪飼料；一組加入甲狀腺激素，另一組不加任何藥品，就是空白對照。 

② 條件對照  給對照組施以部分實驗因素，但不是所要研究的實驗因素。如：在上述空白對照的舉例中，如果取等量的同齡且發(fā)育狀態(tài)相同的小蝌蚪60只，分為三組（編號甲、乙、丙）放入容積相同的三個玻璃缸，加入等量的自然清水和蝌蚪飼料；甲組加入甲狀腺激素，乙組加入甲硫咪唑(甲狀腺抑制劑)，是條件對照，丙組不加任何藥品，是空白對照。 

③相互對照  不單設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對照。例如：驗證植物根對礦質(zhì)離子有選擇吸收的特性，可把蕃茄和水稻分別培養(yǎng)在成分相同的培養(yǎng)液中，過一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種礦質(zhì)元素離子濃度的變化，就會發(fā)現(xiàn)蕃茄吸收Ca多，吸收Si少；而水稻吸收Si多，吸收Ca少。以上就是兩個實驗組的相互對照。 

④自身對照  對照和實驗都在同一研究對象上進行。如：要研究植物根具有向重力性，莖具有背重力性，可把某一植株橫放于培養(yǎng)基上，讓其自然生長，經(jīng)過一段時間后，便可觀察到根向重力生長，莖背重力生長。這里，對照和實驗都在同一個體上進行，屬于自身對照。 

（2）單一變量原則：控制其它因素不變，只改變其中一個因素，觀察其對實驗結(jié)果的影響。如探索溫度對酶活性的影響時，只能改變反應(yīng)的溫度，其它如pH、酶濃度等因素就要完全相同且適宜。 

（3）平行重復(fù)原則：對所做的實驗在同樣條件下，進行足夠次數(shù)的重復(fù)，不能只進行1－2次便輕易得出結(jié)論。需要選擇的實驗材料的樣本數(shù)（如植株的數(shù)目、種子的粒數(shù)、實驗動物的個體數(shù)等）不能太少，否則實驗的結(jié)果不足以反映出生物學(xué)現(xiàn)象的本來面目。任何一項生物學(xué)實驗，要有科學(xué)性，都必須能夠重復(fù)，都必須經(jīng)得起重復(fù)。 

此外，還應(yīng)注意科學(xué)性原則（指在設(shè)計實驗時，必須要有充分的科學(xué)依據(jù)，也就是要以前人的實驗為基礎(chǔ)，而不是憑空設(shè)想，主觀臆造）、簡便經(jīng)濟原則（如，裝置簡單、實驗步驟較少、使用材料用具少、實驗時間較短等），等等。 

2．2 探究性實驗和驗證性實驗的比較 

探究性實驗

驗證性實驗

實驗?zāi)康?/p>

探索研究對象的未知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系

驗證研究對象的已知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系

實驗假設(shè)

假設(shè)一般采用“如果A，則B” 的形式表述，是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實．對所要研究的對象設(shè)想出一種或幾種可能性的解釋   

因結(jié)論是己知的，因此不存在假設(shè)問題

實驗原理

因探究內(nèi)容而異

因驗證內(nèi)容而異

實驗過程

應(yīng)有的實驗步驟實際上并未完成，因探究內(nèi)容而異 

實驗步驟可以是曾經(jīng)做過或尚未做過的，因驗證內(nèi)容而異

實驗現(xiàn)象

未知，可以不描述

已知，應(yīng)準確描述

實驗結(jié)果的預(yù)測

一般需討論“如果出現(xiàn)結(jié)果①會怎樣，如果出現(xiàn)結(jié)果②或③又會怎樣” 。但有時也會出現(xiàn)“預(yù)測最可能的結(jié)果”的問題．此種情況應(yīng)根據(jù)已有知識推測最合理的結(jié)果。

實驗現(xiàn)象是確定的，要么是，要么不是。

實驗結(jié)論

可根據(jù)可能出現(xiàn)的結(jié)果，做出不同的推論。即，結(jié)論是不惟一的。

根據(jù)實驗結(jié)果做出肯定或否定的結(jié)論。即，結(jié)論是惟一的。

探究性實驗的例題：現(xiàn)有一植物的種子，已知它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā)與光是否有關(guān)。為探究光的有無對該種子的萌發(fā)的影響，請你依據(jù)所給材料和用品設(shè)計出實驗的方法步驟，預(yù)測可能的實驗結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論。

（1）材料和用品：數(shù)量充足的鋪有濾紙的培養(yǎng)皿、無菌水、表面消毒過的種子等。

（2）方法步驟：

①                                                        ；

②                                                         。

（3）可能的實驗結(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論：

①                                                             ；

②                                                              ；

③                                                              。

解析：這是在高考試題中較早出現(xiàn)的具有探究性的實驗方案設(shè)計。探究性實驗是對某個生物學(xué)問題或?qū)嶒灲Y(jié)論不知道或不清楚，需要通過一定的實驗方法，對可能出現(xiàn)的多個預(yù)期結(jié)果進行實驗探究，從而得出實驗結(jié)論。主要考查考生的實驗設(shè)計、分析和評價的能力。其基本內(nèi)容一般包括：明確實驗?zāi)康�、要求、條件；確定實驗原理、研究對象、實驗設(shè)計思路；設(shè)計實驗操作步驟，以及對實驗結(jié)果的多向預(yù)測和解釋等。

參考答案：（1）①向培養(yǎng)皿中倒入適量的水，將等量的種子分別放入兩組培養(yǎng)皿中　

②將一組置于有光照的環(huán)境中，另一組置于黑暗環(huán)境中，在培養(yǎng)過程中，使兩組培養(yǎng)皿所處溫度、水分、空氣狀況適宜且相同

（3）①有光組萌發(fā)，無光組也萌發(fā)(或發(fā)芽率差異不顯著)，該種植物的種子的萌發(fā)不受光的影響；②有光組萌發(fā)，無光組不萌發(fā)(或有光組發(fā)芽率高于無光組，差異顯著)，光是該種植物種子萌發(fā)的必要條件之一； ③有光組不萌發(fā)，無光組萌發(fā)(或無光組發(fā)芽率高于有光組，差異顯著)，光抑制該種植物種子的萌發(fā)。 

驗證性實驗的例題：血液中的鈣離子在血液凝固過程中起重要作用，缺乏則血液不能凝固，草酸鉀溶液能與血液中的鈣離子發(fā)生反應(yīng)，形成草酸鈣沉淀，起抗凝作用。請根據(jù)提供的實驗材料和用具，簡要寫出第二步以后的實驗步驟和實驗結(jié)果，驗證鈣離子在血液凝固中的作用，并回答問題。  

 一、實驗材料和用具：（1）家兔   （2）生理鹽水   （3）酒精棉   （4）適宜濃度的草酸鉀溶液   （5）適宜濃度的氯化鈣溶液  （6）試管、注射器（針管、針頭）   

二、實驗步驟和實驗結(jié)果   

第一步：在A、B試管中分別加入等量的草酸鉀溶液和生理鹽水（見圖） 

第二步：                                       

第三步：                                       

第四步：                                       

問題：設(shè)置B管的目的是             。 

解析：該題所要驗證的是血液中的鈣離子在血液凝固過程中起重要作用。 

從題中第一步知道，A、B兩支試管中分別加入等量的草酸鉀溶液和生理鹽水。草酸鉀能與血液中的鈣離子形成草酸鈣沉淀，起抗凝作用；而生理鹽水則相當于人體內(nèi)的細胞外液，不影響血液中鈣離子的作用。因此，如果A、B兩支試管中分別加入新鮮血液后，會出現(xiàn)A試管中血液不凝固（血液中的鈣離子與草酸鉀發(fā)生了反應(yīng)），B試管中血液凝固的現(xiàn)象。由B試管對照（第一次對照）組可說明，缺乏鈣離子血液不凝固，有鈣離子血液能凝固。 

如何肯定是血液中的鈣離子而不是其它物質(zhì)在血液凝固中起作用？可由題中提供的材料再做一次對照（即第二次對照）實驗。即在A試管發(fā)生沉淀之后加入一定量的氯化鈣溶液，至鈣離子完全與草酸鉀發(fā)生反應(yīng)，繼續(xù)加入氯化鈣就會發(fā)現(xiàn)A試管中血液發(fā)生了凝固。從A試管加入氯化鈣前后的現(xiàn)象對比，便可以驗證在血液凝固中起作用的是鈣離子而非其它物質(zhì)。 

參考答案：

第二步：用酒精棉消毒（家兔耳廓緣靜脈），用注射器取兔血（1～2 mL）

第三步：立即將等量的鮮血分別加入到A、B試管中，經(jīng)過一段時間后，

第四步：將等量的CaCl2溶液分別加入到A、B兩試管中，結(jié)果：A管：凝固，B管：仍凝固。

問題：作為A管的對照。(未完待續(xù)）