生物实验设计类型题备考指南

1、生物实验设计类型题备考指南作者：朗月近年来的生物学高考，越来越侧重于实验设计类型题的考查。实验设计题侧重考查学生的操作动手能力、逻辑思维能力和创新想象能力等多方面的综合能力，以及进行科学实验的思想和方法，能较好地体现当前教学改革特别是考试改革的要求，是一类很好的题型。生物实验设计类型题在2004全国理综卷二、北京卷及天津卷约占25的比例。本文着重以一道例题来探讨一下如何备考生物实验设计类型题。例：科学家发现C4植物进行光合作用时，叶片中只有维管束细胞内出现淀粉粒，叶肉细胞中没有淀粉粒；C3植物的情况正好相反。为了验证“C4植物进行光合作用时，叶片中只有维管束细胞内产生淀粉粒，C3植物进行光合作

2、用时，叶片中只有叶肉细胞内产生淀粉粒”，请你设计实验步骤，预测实验结果并写出实验结论。实验材料：实验用具：实验步骤：实验结果的预测和结论：这是一道完整的实验设计题，能力要求高，难度大，考生往往感觉无从下手。历年高考中，这样完整的实验设计题考查的并不多，往往考查其中两三项内容。但我们还是广撒网，捕大鱼，做好各个方面的应试准备。所以，就此题来探讨一下“材料选择、实验用具选用、实验方案设计、结果预测”四个的方面应对策略。一、应对“材料选择”题 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。我们要善于对经典实验、教材实验、实习及课后习题所涉及的实验材料进行分类总结归纳

3、，为什么要这么做呢？因为从历年高考题来看，实验材料没有突破这个范围。总结的内容中应该包括实验的名称或目的，属于哪个章节哪个知识点？应用了什么原理？用了哪种实验材料？进行这个实验对实验材料有没有什么特殊要求？用这个实验材料有哪些优点？如果复习时能多进行这样的分类思考，那考试中就能应对自如，审题时就能进行必要的知识联系与迁移。本实验我们可根据所学知识确定所用实验材料为：C3植物和C4植物，可选择教材中出现过的天竺葵和玉米或者其它取材方便的C3植物和C4植物。如果没有完成实验步骤设计，我们对“实验用具”的配备往往很难把握，所以我们在解题时，最好先分析具体实验步骤设计（也称为实验方案设计），再根据具体

4、操作步骤配备所需用具，这样的解题顺序更合理些。二、应对“实验方案设计”题首先，认真审题，明确实验目的。审题时不妨使用语文分析法，迅速抓住主干，读懂题意。尤其要注意“关键词”。如本题中的“验证”、“光合作用”、“叶片”、“C4”、“维管束细胞”、“C3”、“叶肉细胞”、“淀粉粒”皆为题眼。还要注意一些副词，如本题中的“只有”。通过审题明确考查知识点，才能在记忆库中找出相关的网络框架，并能构建起相应的知识链接。本实验的目的是验证C4植物、C3植物进行光合作用时，叶片中产生淀粉粒细胞分别是维管束细胞、叶肉细胞。其次，找准自变量，设置实验组。所谓自变量，可以把它理解为几个实验组当中唯一不同的条件，迅速

5、抓住自变量，有利于实验方案设计的顺利。本实验中，唯一不同的量应该为C3和C4植物，互为对照，可分为两组进行实验。然后，确定因变量，顺藤摘瓜。因变量是实验中随着自变量的改变而随之改变的实验量，这个量是实验中要观察的现象或结果或要记录的实验数据。自变量与因变量之间存在着必然的因果关系。找准了自变量与因变量，就可以顺着自变量这根藤去摘因变量那个瓜了。本实验中，C3和C4植物为自变量，因变量则为有无“淀粉粒”的产生。C3和C4植物如果有淀粉粒产生，就必须进行光作用；而要判断有无淀粉粒的产生，就需用碘液鉴别；因为是颜色反应，就要考虑脱色处理；因为要观察维管束鞘细胞和叶肉细胞，所以需要用镜检。经过这样有机

6、的连接，实验方案的框架结构就明了清晰了。 之后，精雕细琢，科学严谨。大的框架具备了，但进行实验还需要控制哪些无关变量，还需要排除哪些无关变量，无关变量如果不同，一定会干扰我们对实验数据的解读。所以，必须确保其它的无关变量相同并且控制在适宜水平。本实验中要保证两株植物生长状态相似，并且要在相同的环境中光照相同的时间等。实验前，为了排除未知的淀粉粒的影响，最好先饥饿处理。为了使实验步骤更加完善和科学，在这时可以列表格简要写出实验的大致过程，这样，既可避免实验步骤的遗漏，又可对实验步骤的先后顺序进行审查，以保证实验过程的科学性和实验结果的可靠性。最后，简炼准确地表述实验步骤。语言表述中必须体现出实验

7、设计单因子变量原则、对照原则、等量原则和科学性原则，因为这些原则是设计实验的基本原则。语言表述还要运用生物学术语来答题，并且要条理清晰，尽量用“首先”、“其次”或者“第一步”、“第二步”这样表示先后顺序的词语，还要做到言简意赅。根据以上的设计思路，本实验最后的设计步骤可以表述为：将该植物在黑暗处饥饿处理一段时间（36h）；将其放在光照下进行光合作用一段时间（12h）；剪取该植株叶片置于酒精中水浴加热脱色；用刀片将叶片横切成薄的切片；用碘液试剂处理并在显微镜下观察被染色的部位。三、应对“实验用具选用”题首先要熟悉基本实验所需器材，如镜检要用载玻片、盖玻片、显微镜等；切片要用刀片、毛笔、培养皿、清

8、水、滴管、吸水纸、镊子等；脱色处理要用到酒精灯、大烧杯、三角架、火柴、石棉网、酒精等；淀粉鉴别要用到碘液；研磨要用到研钵、石杵、SiO2等；过滤要用玻璃棒、尼龙纱布、试管、小烧杯等；压片要用镊子、载玻片等。其次是解题时，进行必要的知识迁移及知识点间的重组。如上面的例题中，就可将镜检、切片、脱色、淀粉鉴定所需的实验用具进行组合，就是标准答案了。四、应对“实验预测”题“实验预测”题包括“实验结果的预测和结论”两个方面，分为两类，一类是验证性的，此类实验结果预测和结论都是唯一的，且结论应与实验目的相符。本实验的结果预测和结论是：玉米叶片（C4植物）只有维管束细胞呈现蓝色，说明玉米叶片（C4植物）进行

9、光合作用时，叶片中只有维管束细胞内产生淀粉粒；天竺葵叶片（C3植物）只有叶肉细胞呈现蓝色，说明天竺葵叶片（C3植物）进行光合作用时，叶片中只有叶肉细胞内产生淀粉粒。另一类是探究性的，如果问“探究光合作用产生淀粉的部位”则属于预测题，比验证性的实验有难度。解答实验结果预测题时，要体现出对照原则，尽量使用“和XX相比”的语言，一般从实验组比对照组结果强，实验组与对照组结果相同，实验组比对照组结果弱三个角度来考虑。因为本题互为对照，所以回答时只需答出两个实验组如何就可以了。解答实验结论题时要进行讨论，要遵循结果预测去答题，语言表述上要用“如果则（那么）说明”的假设句式，体现严谨的逻辑思维。即：如果只有维管束细胞呈现蓝色，则叶片产生淀粉的部位是维管束细胞；如果只有叶肉细胞呈现蓝色，则叶片产生淀粉的部位是叶肉细胞；如果叶肉细胞和维管束鞘细胞都呈现蓝色，则表明两种细胞都能产生淀粉。举一反三，从以上一具体实验操作的解题思路，我们