生物探究性实验题和验证性实验题的试题特点及解答例析

1、生物探究性实验题和验证性实验题的试题特点及解答例析 高考中所涉及的生物实验题根据实验目的通常可分为两大类，即探究性实验题和验证性实验题。这两类实验题因其特点不同，解答方法和技巧也就不同。而许多学生由于不了解两类试题的特点和解答方法，在解答此类试题特别是实验设计类试题时存在较大困难。一探究性实验题和验证性实验题的试题特点 探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认识活动。它根据实验的目的，利用已知的、外加的因素去干扰研究对象，看它会发生什么样的变化，出现什么样的现象，产生什么样的结果。探究性实验与科学家的科学探究在本质上是一样的

2、，两者只有程度的不同。 验证性实验通常是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。探究性实验的实验结果是未知的，验证性实验的实验结果通常是已知的，这是两类实验的最大区别。生物探究性实验和验证性实验各自的特点决定了生物探究性实验题和验证性实验题的试题特点。 比较表探究性实验验证性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系实验假设假设一般采用“如果A，则B” 的形式表述，是根据现有的科学理论、事实对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释 因结论是己知的，因

3、此不存在假设问题（或已有实验过程、结果，在提出假设时，通过验证，得出假设是正确的）实验原理因探究内容而异因验证内容而异实验过程应有的实验步骤实际上并未完成，因探究内容而异 应有的实验步骤，可以是曾经做过或尚未做过的，因验证内容而异实验的分组：有实验组和对照组。如果实验中是一个自变量，则分成2组（有时也分成3组），即自变量改变与否；如果是二个自变量，则分成3组，即1、2组的设立是改变其中的一个自变量，第3组是两个自变量改变与否；实验组和对照组的设计是对自变量的处理，对无关变量的应设置在相同的条件下，以免影响自变量对实验的效果。故从实验材料中分析出自变量是实验的关键。实验现象未知，可以不描述已知，

4、应准确描述实验结果预测对应假设，分类讨论。一般需讨论“如果出现结果会怎样，如果出现结果或又会怎样”，一般有多种可能的结果。但有时也会出现“预测最可能的结果”的问题此种情况应根据已有知识推测最合理的结果。与实验假设一致（不可与探究性的结果预测相混）实验结论根据可能的实验结果，进行分析。 对应实验目的做出肯定结论二、例题：1在微生物实验中，一般用琼脂培养基来培养细菌等微生物，它在加热后呈液化的溶胶状态，在室温下又呈半透明的凝胶状态。在凝胶状态下其表面及内部的不同部位可生长大量的不同代谢类型的肉眼可见的细菌菌落。请用下列材料和用具，设计一个实验来判定某种细菌的异化作用类型。一、材料用具： 

5、 某细菌种，琼脂试管培养基2支，无菌接种设备、恒温箱，水浴锅  二、操作步骤：  三、实验可能会出现哪些结果？并对每一结果作出相应的鉴定。2 请运用微生物培养方法，利用下面的实验材料和用具，设计一个实验证明酵母菌属于兼性厌氧性生物。一材料用具：酵母菌菌种，琼脂试管培养基2支，无菌接种设备、恒温箱，水浴锅二、操作步骤：三、实验结果： 参考答案 ：1二（1）将2支琼脂培养基试管置于水浴锅中加热溶化。（2）待培养基冷却至凝固前，用无菌接种设备将某细菌接种于一试管培养基中，另一试管不接种作对照，搓动试管，使细菌均匀混于培养基内。（3）将恒温箱内温度调至适宜的左右

6、，等琼脂凝固后，将两试管置于恒温箱内培养，每天观察培养基的菌落并记录，连续观察几天，直至结果清晰为止。（不出现对实验现象的描述）  三、（1）若某细菌菌落只生长在培养基表面，则其为好氧性细菌（2）若某细菌菌落只生长在培养基底部，则其为厌氧性细菌（3）若全部培养基都有菌落生长，则其为兼氧性细菌（根据假设对可能的实验结果和结论进行讨论）（4）对照管若无菌落出现，说明培养基灭菌和无菌操作合乎要求；若对照管有菌落出现，则说明培养基灭菌或无菌操作不合要求，整个实验应该重做。2二操作步骤：（同第1题） 三全部培养基都有菌落生长。 练习例1：（06年高考理综试题）为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过

7、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02 和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，分别放人盛有等量蒸馏水和NaHC03 稀溶液的两支试管中，此时叶片均浮在液面上。( 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后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管

8、底部。( 3 ) 分析预测的结果：解析：该实验目的是验证叶片在光合作用和呼吸作和过程中有气体产生和消耗，因此要通过此实验即要验证光合作用有气体产生和消耗也要验证呼吸作用有气体消耗和产生，是两个实验，所以光照条件不是变量，不要将一支试管放在光下另一支置于黑暗从而形成两个变量。由题目的实验材料和用具及步骤一、二可知：两支试管分别盛等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液即遵循等量和对照原则；叶肉细胞间隙有气体就上浮没有就下沉；NaHCO3稀溶液可为光合作用提供CO2，也可以吸收呼吸作用产生的CO2；由上面分析该验证实验的原理是：NaHCO3稀溶液即可为光合作用提供CO2也可以吸收呼吸作用产生CO2，叶肉细胞

9、间隙有气体会上浮没有气体会下沉；叶肉细胞在光下进行光合作用产生氧气同时光合作程度大于呼吸作用所以叶片上浮，在黑暗中进行呼吸作用消耗氧气产生二氧化碳同时CO2被NaHCO3稀溶液吸收。解答此题的关键之处：实验变量；实验原理。此题与2000年验证钙离在血液中凝固作用和06年验证根向钙离子浓度高方向生长两实验模式是相似。参考答案：（3）将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。分析预测的结果：（1）光照下，NaHCO3稀溶液中的

10、叶片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉中的氧气增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和02，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。（2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出的二氧化碳溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏氧气，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。二、探究性实验：探究性实验设计原理和方法步骤与验证性实验设计相同，是用来探究可能会出现的结果、结论，同样需要找变量X是，只是结果预测和结论可能会有多种情况。其一般规律： (

11、1)若条件X存在，事件P能发生，条件X改变，事件P不能发(2)若条件X存在，事件P能发生，条件X改变，事件P能发生(或发生程度改变)，结论是“ ” (3)若条件X存在，事件P不能发生，条件X改变，事件P能发生(或发生程度改变)，结论是“ ”例2：（03年春季高考试题）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，探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品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。材料和用品：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：可能的实验结果及相应的结论：解析：该实验目的是探

12、究光照对种子萌发是否有影响，所以光照是该实验的变量条件X种子萌发是现象P。一组接受实验变量处理，一组不接受实验变量处理，观察并比较实验结果。参考答案：方法步骤：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。将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中，在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。可能的实验结果及相应的结论：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。有光组萌发，无光组不萌发（或答有光组发芽率高于无光组，差异显著），光是该种植物种子萌发的必要条件之一。有光级不萌发，无光组萌发（或答无光组发芽率高于有光组，差异显著），

13、光抑制该种植物种子的萌发。下面通过具体实例说明探究性实验题和验证性实验题的特点和解答方法技巧。    【例1】补充完成下面探究性实验中的缺项部分。    （1）实验目的：探究C3植物和C4植物叶片中淀粉粒的存在位置。    （2）实验假设：                      

14、60;                   。    （3）材料用具：盆栽天竺葵（C3植物）、盆栽玉米（C4植物）、酒精、碘液、显微镜、大烧杯、酒精灯、载玻片、盖玻片、镊子、滴管、清水等。    （4）实验步骤：            &#

15、160;                                                 &#

16、160;           （5）结果预测：                                      

17、;          。    【简析】本题中C3植物和C4植物叶片中淀粉粒位置是未知，因此属于探究性的实验题。由于实验结果是未知的，因此，可以有多种假设，解答时要尽量列出各种可能的假设的类。在表述假设时一般采用“如果A，则B”的形式，这里“如果”是对实验结果的预期，“那么”是用如何去做、会有何现象来定义预期的结果。由于哪个假设成立还不确定，实验的结果也是未知的，因此在描述实验步骤的时候，不必对实验的现象作出描述，只需讲清实验的过程和观察的对象。同样由于实验的结果是未知的，因

18、此必须根据假设进行讨论，在表述的方式上，与假设应该是相反的。    【答案】（2）实验假设：如果C3植物叶片中淀粉粒只存在于叶肉细胞中，那么C3植物叶片经酒精脱色、碘液染色后叶肉细胞就会变成蓝色；    如果C3植物叶片中淀粉粒只存在于维管束鞘细胞中，那么C3植物叶片经酒精脱色、碘液染色后维管束鞘细胞就会变成蓝色；    如果C3植物叶片中淀粉粒既存在于叶肉细胞中又存在于维管束鞘细胞中，那么C3植物叶片经酒精脱色、碘液染色后叶肉细胞和维管束鞘细胞都会变成蓝色；C4植物也是如此。  &#

19、160; （4）实验步骤      实验前，将天竺葵、玉米在光下照射几小时。（目的是使叶片中形成淀粉粒）       各摘取一片健康的叶片，分别水浴酒精加热脱色，清水冲洗后用碘液染色。（酒精脱色便于观察)                        

20、0;                                  对比观察上述处理过的两种叶片 。（不出现对实验现象的描述）       将上述处理的叶片分别做成叶片横切的临时装片，用显微镜观察两种叶片染成蓝色的部

21、位。（显微观察，以便确定淀粉粒存在的位置。不出现对实验现象的描述）    （5）实验结论：如果C3植物叶片中只有叶肉细胞变成蓝色，则说明淀粉粒只存在于叶肉细胞中；如果C3植物叶片中只有维管束鞘细胞变成蓝色，则说明淀粉粒只存在于维管束鞘细胞中；如果C3植物叶片中叶肉细胞和维管束鞘细胞都变成蓝色，则说明淀粉粒既存在于叶肉细胞中又存在于维管束鞘细胞中；C4植物也是如此。（根据假设对可能的实验结果和结论进行讨论）    同样的实验，如果我们将其改成验证性的实验，解答时就会有所不同。    【例2】补充完成下面验证

22、性实验中的缺项部分。    （1）实验目的：验证C3植物和C4植物叶片中淀粉粒的存在位置分别是叶肉细胞和维管束鞘细胞。    （2）实验原理：                                 

23、。    （3）材料用具：盆栽天竺葵（C3植物）、盆栽玉米（C4植物）、酒精、碘液、显微镜、大烧杯、酒精灯、载玻片、盖玻片、镊子、滴管、清水等。    （4）实验步骤与结果                              

24、0;                                             （5）实验结果     【

25、分析】本实验是要求验证C3植物和C4植物叶片中淀粉粒的存在位置分别是叶肉细胞和维管束鞘细胞，因此属于验证性实验题。实验的结果是在预期之中的，因此必须给予准确的描述，实验的结论也是肯定的。    【答案】（2）实验原理：因为C3植物叶片中只有叶肉细胞中含有淀粉粒，所以天竺葵叶片经脱色、碘液染色后，叶肉组织变成蓝色，而C4植物叶片中只有维管束鞘细胞中含有淀粉粒，所以玉米叶片经脱色、碘液染色后，维管束鞘细胞变成蓝色。    （4）实验步骤    实验前，将天竺葵、玉米在光下照射几小时。（目的是使叶片中

26、形成淀粉粒）    各摘取一片健康的叶片，分别水浴酒精加热脱色，清水冲洗后用碘液染色。（酒精脱色便于观察）    对比观察上述处理过的两种叶片。可以看到天竺葵叶片的叶肉组织被染成蓝色，网状叶脉没有变蓝；玉米叶片中的平行叶脉被染成蓝色，叶肉组织没有变蓝。（对实验结果进行准确描述）                      

27、;                                 将上述处理的叶片分别做成叶片横切的临时装片，用显微镜观察两种叶片染成蓝色的部位。可以看到，天竺葵叶片的叶肉细胞被染成蓝色，而叶脉的微管束鞘细胞没有染成蓝色；玉米叶脉中的微管束鞘细胞被染成蓝色，叶肉细胞没有染成蓝色

28、。（对实验结果进行准确描述）    （5）结论：C3植物和C4植物叶片中淀粉粒的存在位置分别是叶肉细胞和维管束鞘细胞。（结论明确唯一，不必进行讨论）    下面的试题，供你练习：一、验证性实验：实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的重复性实验。1、据题设要求确定变量X，在此基础上提出理论假设即当条件X存在时，事件P能发生；当条件X改变时，事件P不能发生或发生的程度会改变。2、设置对照实验，在对照实验基础上满足条件X，设计一个能使事件P发生的实验。3、改变条件X，设计一个使事件P不

29、能发生或程度发生改变的实验。例1：（06年高考理综试题）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02 和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，分别放人盛有等量蒸馏水和NaHC03 稀溶液的两支试管中，此时叶片均浮在液面上。( 2 ）

30、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后，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：解析：该实验目的是验证叶片在光合作用和呼吸作和过程中有气体产生和消耗，因此要通过此实验即要验证光合作用有气体产生和消耗也要验证呼吸作用有气体消耗和产生，是两个实验，所以光照条件不是变量，不要将一支试管放在光下另一支置于黑暗从而形成两个变量。由题目的实验材料和用具及步骤一、二可知：两支试管分别盛等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液即遵循等量和对照原则；叶肉细胞间隙有气体就上浮没有就下沉；NaHCO3稀溶液可为光合作用提供CO2，也可以吸收呼吸作用产生的CO2；由上面分析该验证实验

31、的原理是：NaHCO3稀溶液即可为光合作用提供CO2也可以吸收呼吸作用产生CO2，叶肉细胞间隙有气体会上浮没有气体会下沉；叶肉细胞在光下进行光合作用产生氧气同时光合作程度大于呼吸作用所以叶片上浮，在黑暗中进行呼吸作用消耗氧气产生二氧化碳同时CO2被NaHCO3稀溶液吸收。解答此题的关键之处：实验变量；实验原理。此题与2000年验证钙离在血液中凝固作用和06年验证根向钙离子浓度高方向生长两实验模式是相似。参考答案：（3）将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间，结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。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O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉中的氧气增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和02，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间缺乏气体，因此