高三生物三轮复习课件实验设计题型复习

实验专题

实验设计常见题型复习

考点1考点2考点3

Contents考点4目录分析实验目的及实验原理分析实验变量实验原则分析、对照实验解析描述实验设计思路考点5描述实验结果和实验结论实验目的的作用：确认本实验的自变量和因变量;可判断实验类型（探究型/验证型）找准实验目的2.如何找寻题目中的实验目的：“为验证A对B的影响”、“为探究A在B中的作用机制”等A为：自变量B为：因变量短日照植物在日照时数小于一定值时才能开花。已知某短日照植物在光照10小时/天的条件下连续处理6天能开花（人工控光控温）。为了给某地（日照时数最长为16小时/天）引种该植物提供理论参考，探究诱导该植物在该地区开花的光照时数X（小时/天）的最大值。设计了以下四组实验方案，最合理的是（）实验方案对照组（光照时数：小时/天，6天）实验组（光照时数X小时/天，6天）A104≤X<10设置梯度B108≤X<10，10<X≤16设置梯度C1010<X≤16设置梯度D1010<X≤24设置梯度3.如何描述实验目的：0℃以上的低温能对喜温植物玉米造成伤害，科研人员进行了如下实验研究：从甲、乙、丙三个品种中挑选出长势相同的玉米幼苗若干，平均分为三组，分别放在5℃、10℃和25℃的环境中培养4天(其他各种条件都相同且适宜)，结果如图1所示。

该实验的目的是：_________________________________________。探究0℃以上不同低温对不同品种玉米叶绿素含量的影响√为研究降水量影响草原小型啮齿动物种群密度的机制，科研人员以田鼠幼鼠为材料进行了一系列实验。其中，野外实验在内蒙古半干旱草原开展，将相同体重的幼鼠放入不同样地中，5个月后测定相关指标，部分结果见下图。（1）由图1可知，_______组田鼠体重增幅更大。田鼠体重增加有利于个体存活、育龄个体增多，影响田鼠种群的___________

，从而直接导致种群密度增加。（2）由图2可知，增加降水有利于_____生长，其在田鼠食谱中所占比例增加，田鼠食谱发生变化。（3）随后在室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱，分别对两组田鼠幼鼠进行饲喂，一段时间后，比较两组田鼠体重增幅。该实验目的为___________．增加降水出生率和死亡率羊草检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起（4）进一步研究发现，增加降水引起田鼠食谱变化后，田鼠肠道微生物组成也发生变化，其中能利用草中的纤维素等物质合成并分泌短链脂肪酸（田鼠的能量来源之一）的微生物比例显著增加。田鼠与这类微生物的种间关系为___________。请在图中用箭头标示肠道微生物三类生物之间的能量流动方向。______互利共生2.实验变量分析1.实验中的变量：自变量：

因变量：

无关变量：

因自变量改变而变化的变量。施加自变量因素后实验结果随之发生的变化实验过程中还存在一些对实验结果造成影响的可变因素。非本实验研究因素，可影响实验结果，需控制____________。人为控制的对实验对象进行处理的因素。是本实验要研究的因素，可人为改变相同且适宜2.如何找出实验变量：①根据实验目的找寻：例1.用溶氧法进一步探究不同浓度纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响，进行了如下实验，结果如图乙。实验过程中的变化因素(遵循单一变量原则)②根据实验设置和结果描述中找寻：例：一组同学将新鲜萝卜磨碎、过滤得到提取液。在温度为30℃的条件下，取等量提取液分别加到四个盛有pH分别为3、5、7、9的100mL体积分数为3%的过氧化氢溶液的烧杯中，结果每一个烧杯都产生气体，然后，将加入四个烧杯中提取液的量减半，重复上述实验。在相同时间内，分别测得两次实验中过氧化氢的含量变化并绘制成如图所示曲线。该实验中的自变量是__________________________，因变量是______________________________pH的大小和提取液的量单位时间内过氧化氢的减少量③根据实验结果的图表中找寻：（1）单自变量-单因变量：（2）单自变量-多因变量：（3）多自变量-单因变量：（4）多自变量-多因变量：分类（2）对照原则:（3）平行重复原则:（1）单一变量原则:即除所研究的自变量以外,应使实验组与对照组的无关变量应保持相同且适宜。3.实验原则分析1.实验设计遵循的主要原则：通过设置对照实验，既可排除无关变量对实验结果的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。常见的实验对照设置：空白对照、自身对照、条件对照、相互对照（对比实验）等平行重复原则是利用多组相同的实验装置在相同条件下同一时间进行实验，得到在某一条件下的一组实验数据，然后求平均值。可以排除偶然因素对实验结果的影响，减小实验误差。对照实验的分类辨析【例】观察唾液淀粉酶的催化作用，向甲试管加入稀释的唾液，向乙试管加入等量的蒸馏水，一起进行37℃水浴，比较它们的变化。空白对照组：______组实验组：______组空白对照：不施加自变量因素，其他无关变量完全相同。（如等量蒸馏水/生理盐水；假手术等）乙甲一般来说,对照组是指保持原有状态（未做处理）或已知影响因素所造成结果的一组实验。自身对照：对照组和实验组都在同一研究对象上进行。【例】洋葱鳞片叶外表皮→观察→30%蔗糖溶液处理→观察→清水处理→观察；某动物→摘除甲状腺→一段时间后再向其注射甲状腺激素；某植物→培养在缺X元素的培养基中→一段时间后向培养基中加入X元素。自身对照的关键是：要观察不同实验处理前后实验对象的变化。

注：在探究"酵母菌种群数量变化实验"中，培养液中酵母菌每天的数量变化可形成前后自身对照。条件对照：对照组中会对实验材料施以某种非本实验研究因素，目的是增加实验的可信度。例1：在观察“利用含甲状腺激素的饲料饲养小蝌蚪”的实验中：其中_____缸为空白对照，而_____缸为条件对照。CB例2：在“探究生长素对植物生长发育的影响”实验中，如果找不到生长素合成缺陷型突变体，可以增加“施加生长素合成抑制剂”作为_____对照组，同时设置施加清水的空白对照组，用实验组分别与之对比，使实验结果更具说服力。条件①探究噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质实验：a.32P标记DNA的T2噬菌体→侵染大肠杆菌b.35S标记蛋白质的T2噬菌体→侵染大肠杆菌②探究酵母菌的呼吸方式实验：有氧条件→测定酵母能否呼吸

；无氧条件→测定酵母能否呼吸③鲁宾、卡门探究光合作用产生的氧气中氧元素的来源实验相互对照：

(对比实验）几个实验组之间相互对照，不另设对照组。其中的每一组均是实验组，也是其他组的对照组。瘦蜂是果蝇类害虫的寄生蜂，其幼蜂在正常寄主体内能正常发育并羽化为成蜂，且杀死寄主；但在肠道无菌的寄主体内无法发育至成蜂。（1）在无菌寄主肠道引入不同种细菌，记录幼蜂寄生后的羽化率、结果如下图。可知，同时引入四种细菌显著提高了幼蜂羽化率。比较第______列数据，可知在醋酸杆菌存在时，另三种细菌中__________可进一步提高幼蜂羽化率。3-6芽孢杆菌④补充实验步骤，完善实验方案（3）研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养，验证生长激素可通过IGF-1促进软骨细胞生长。实验设计如表所示，A组为对照组。组别ABCDE培养液中添加物质无GHIGF-1正常小鼠去垂体后的血清？实验结果预测及分析：②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，结合本实验目的，推测E组培养液中添加物质是_________。⑤.正常小鼠去垂体后注射过GH的血清总结自变量对因变量的影响：A影响B：光照强度对光合作用强度的影响A通过B影响C：A为自变量A及A产生的B影响C：A和B都为自变量（设计A的有无对C的影响，还要设计无A的情况下补充B对C的影响）A和B对C的影响：验证长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠毛色的影响(3)为验证“瘦素通过激活支配脂肪组织的交感神经促进脂肪分解”，利用小鼠进行实验操作步骤I和步骤Ⅱ后，检测小鼠体内脂肪组织体积的变化量。请补充表中相关实验步骤。（可选试剂包括：生理盐水、瘦素、抑制交感神经的药物）③预期实验结果为_____________________。组别步骤ⅠⅡA组注射生理盐水注射生理盐水B组注射生理盐水①___________C组②________注射瘦素A和B都为自变量A和B都为自变量（设计A的有无对C的影响，还要设计有A的情况下B的有无对C的影响）4.实验设计思路描述1、实验设计思路一般包含的描述内容：①：取材、分组、编号；②：具体描述实验组和对照组的处理；③：各组在相同且适宜的条件下培养（或处理）一段时间；④：用什么工具，在什么时间，观察什么现象或记录何种数据针对不同实验材料的选取表述：①植物：“生长状况相同、发育良好”②动物：“生理状况相同、健康、年龄”③溶液：“加入等量适宜浓度的某溶液（或已知浓度）”实验组和对照组处理的描述中，需要注意：体现单一变量原则，例如，使用“等量”、“等浓度”、“同种”等词汇；（天津）13.鬼箭锦鸡儿（灌木）和紫羊茅（草本）是高寒草甸系统的常见植物。科研人员分别模拟了温室效应加剧对两种植物各自生长的影响。研究结果见下图。（1）CO2浓度和温度都会影响光合作用。植物通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，体现了植物在生态系统________和________中的重要作用。（2）本研究中，仅CO2浓度升高对两种植物的影响分别为___________

，仅温度升高对两种植物的影响分别为__________。物质循环能量流动促进两种植物生长抑制鬼箭锦鸡儿生，促进紫羊茅生长（3）两个实验的C2T2组研究结果表明温室效应加剧对两种植物各自生长的影响不同。科研人员据此推测，在群落水平，温室效应加剧可能会导致生活在同一高寒草甸中的这两种植物比例发生改变。为验证该推测是否成立，应做进一步实验。请给出简单的实验设计思路：_____________________________________将紫羊茅与鬼箭锦鸡儿种在一起，比较温室效应加剧前后相对生物量的变化例3：(2022.浙江)为研究物质X对高血糖症状的缓解作用,根据提供的实验材料,完善实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。材料:适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只,药物S(生理盐水配制),物质X(生理盐水配制),生理盐水等。(要求与说明:实验中涉及的剂量不作具体要求。小鼠血糖值>11.1mmol/L,定为高血糖模型小鼠。饲养条件适宜)

回答下列问题:(1)完善实验思路:①适应性饲养:

。正常饲养数天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值。②药物S处理:

甲组:每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水。

乙组:每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S。

丙组:

。

连续处理数天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值,直至建成高血糖小鼠模型。③物质X处理:

甲组:

。

乙组:每天每只小鼠灌胃一定量量生理盐水。

丙组:

。

连续处理若干天,每天测量小鼠的血糖,计算平均值。(2)预测实验结果:

设计一张表格,并将实验各阶段的实验结果填入表中。选取适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只,随机均分成甲、乙、丙3组每天每只小鼠腹腔注射等量药物S每天每只小鼠腹腔灌胃一定量生理盐水每天每只小鼠腹腔灌胃等量物质X正常逐渐升高并大于11.1mmol/L逐渐升高并大于11.1mmol/L血糖持续大于11.1mmol/L逐渐下降但仍高于正常值正常例2：农作物吸收氮元素的主要形式有铵态氮（NH4＋）和硝态氮（NO3－）。已知作物甲对同一种营养液（以NH4NO3为唯一氮源）中NH4＋和NO3－的吸收具有偏好性（当NH4＋和NO3－同时存在时，对一种离子的吸收量大于另一种）。请设计实验对这种偏好性进行验证，要求简要写出实验思路。a、取若干生理状况相同的农作物甲均分为三组，标记为A、B、C组；b、A组用适量含NH4NO3的营养液培养；

B组用等量且只含NH4+为唯一氮源的同种营养液培养；

C组用等量且只含NO3-为唯一氮源的同种营养液培养；c、在相同且适宜的条件下培养三组农作物甲一段时间后；d、分别测量各组营养液中NH4+和NO3-的浓度变化。例1：为了验证体温调节中枢是下丘脑，某科研小组以小白鼠为实验材料进行以下实验，请说明你的实验设计思路：a、取若干生理状况相同的成年健康小白鼠均分为两组，标记为A、B组；b、A组不做处理/进行假手术；B组用一定的手段破坏其下丘脑/摘除其下丘脑；c、测定两组小白鼠的初始体温值，再将两组小白鼠从35℃环境下移入0℃环境中，在相同条件下培养24h；d、每隔4h分别测量两组小白鼠的体温变化，做好数据记录。5.实验结果/实验结论的描述1、实验结果：是通过观察或测量得到的具体的数据或实验现象，是实验实际出现的情况。

实验结论：是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，而后得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据具体的实验结果数据进行总结。2、实验结论描述的一般方法：(1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一变量不同，找出实验自变量。(2)由果找因，分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系（“促进/抑制、增强/减弱、提高/降低”等），得出结论。(3)在有些实验中，还要根据不同实验层次分析每组实验中得出的“分结论”，综合总结为整体实验的“全面结论”。(4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结论即是实验要验证的事实。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同结果对应不同结论（若...则...）。例：赤霉素作用的发挥也同动物激素一样，需要受体。现有赤霉素突变矮生玉米品种，初步确定其产生的原因有两种可能：一是植株不能产生赤霉素(或赤霉素水平低)，二是受体异常(不能与赤霉素结合发挥作用)。请设计实验来探究该突变矮生玉米品种产生的原因属于上述哪一种。材料：突变矮生玉米幼苗若干株、赤霉素溶液、根据需要其他用品自选。(要求：写出实验思路，预期实验结果和结论)设计实验思路：预期实验结果和结论：选取生长状况相同的突变矮生玉米幼苗若干株平均分为两组；一组用一定量的赤霉素溶液处理作为实验组，另一组用等量的清水处理作为对照组；培养一段时间后，测量并比较两组的植株平均高度(或生长情况或长势)若实验组高于对照组，突变矮生玉米品种由植株不能产生赤霉素引起；若两组株高一致，则突变矮生玉米品种由受体异常引起6.实验设计方案的检验和评价9．(2025·大连模拟)某科研小组进行了不同碘摄入水平对Wistar大鼠甲状腺功能影响的实验，步骤如下：第一步：取Wistar大鼠，随机分为六组。即低碘组，正常碘组，5倍、10倍、50倍、100倍高碘组；第二步：低碘组饲喂低碘饲料，正常碘组饲喂等量正常饲料，后四组饲喂等量饲料且饲料中碘含量分别为正常组的5倍、10倍、50倍、100倍；第三步：将六组Wistar大鼠在适宜条件下饲养6、12个月后分别测定各组大鼠的甲状腺激素含量并记录。取性别、年龄、体重和生理状况相记录并计算平均值同的Wistar大鼠饲养3个月，每周测定各组Wistar大鼠的甲状腺激素含量，回答下列问题：(1)改正实