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高考生物对考生实验与探究能力的考查是体现科学思维、科学探究的重要落脚点，近年实验探究的考查力度逐年增加，形式也不断创新，但主要涉及实验思路、预期结果、得出结论等难度，尤其是补充完善实验步骤
复习备考中，考生要熟悉教材实验的基本操作、原理及方法，重视对实验的方法、步骤及实验结果和结论的分析，并进行专项训练，同时也要提高语言表达能力。
考点三、实验设计、分析与评价
?
实验组
①
②
③
④
⑤
底物
+
+
+
+
+
RNA组分
+
+
－
+
－
蛋白质组分
+
－
+
－
+
+
+
+
－
－
－
－
－
+
+
产物
+
－
－
+
－
根据实验结果可以得出的结论是( )
?
√
解题关键：
自变量？因变量？
1
1. 变量：是实验过程中__________的因素，分为________、________、_________。
2.自变量是_______________，因变量是随着________的变化而变化的变量。二者具有________关系。
3.实验中除自变量以外，可能还会存在一些________因素，对____________造成影响，这些变量称为___________。
可以变化
自变量
因变量
无关变量
人为改变的变量
自变量
因果
可变
实验结果
无关变量
题后延伸：
一、生物实验中的变量分析及原则
一是对照性原则,除了一个因素以外，其余因素都保持不变，对照实验还可增加实验的_______________；
二是重复性原则，排除________因素的干扰，减小实验误差；
三是科学性原则；
四是单一变量、等量原则
可信度和说服力
偶然
二、实验遵循四个原则：
对照类型：（讲义164）
方法一：直接从实验目的获取
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

例2.下表为“探究汞溶液对小麦种子萌发和幼苗生长发育的影响实验”的部分操作步骤。





三、找变量的方法
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100 mL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_____________________
方法二：从实验步骤和结果获取
pH的大小和提取液的量
单位时间内过氧化氢的减少量
自变量是 ；
因变量是 。
不同处理条件
H2O2释放O2速率
方法三：从曲线、表格获取
单自变量—单因变量类型：
组别
1
2
3
4
5
6
7
8
9
光质
自然光
红光
蓝光
橙光
紫光
黄光
靛光
绿光
无光
O2相对
变化量
+18
+15
+13
+11
+12
+3
+8
-1
-4
注：O2相对变化量，+表示增加，-表示减少
自变量是 ；
因变量是 。
光质
O2相对变化量/光合速率/光合作用强度
单自变量—多因变量类型：
多自变量—单因变量类型：
自变量是 ；
因变量是 。
下丘脑的温度、神经元的种类
神经元的放电频率
自变量是 ；
因变量是 。
处理时间、处理方法
秸秆残留量
方法三：从曲线、表格获取
多自变量—多因变量类型：
自变量是 ；
因变量是 。
植物生长调节剂的种类、浓度
细胞数量增加量、干物质增加量、虾青素增加量
方法三：从曲线、表格获取
2.下图装置表示3株脱淀粉（经充分“饥饿”处理）的长势相同的同种植株分别放在透光的密闭钟罩内。试将下列分析思路补充完整：
自变量：__________，因变量：__________。
实验目的：______________________________。
?
光合速率
?
方法技巧
正确写出实验目的
?
多练、兴趣小组分别对酶保护剂浓度、提取液pH进行了探究实验。结果显示，酶保护剂浓度在0.02-0.06mol/L范围内，酶活力较高；提取液pH在6.0-8.0范围内，酶活力较高。他们认为，要进一步提高粗酶制剂的活力，以达到最佳提取效果，还需对酶保护剂浓度和提取液pH进行优化，并确定以此为探究课题。
请拟定该课题名:
探究酶保护剂的最适浓度和提取液的最适pH
3.某科研机构发现了一种新型病毒，并对该病毒的遗传物质进行研究。可用化学分析的方法对该病毒的遗传物质种类进行研究，原理是
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
?
方法技巧
实验原理
即实验设计的依据和思路，
源于①学习过的基本概念、原理、规律等 ②题干的信息写出：
?自变量的作用的科学依据，阐述自变量和因变量的关系，即“为什么这么做”
?因变量的检测原理，阐述因变量和观测指标的关系，即“为什么会出现这种现象”
自变量、因变量、观测指标的关系
多练、为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的实验材料，完成下列实验步骤并回答问题：
实验材料：具2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液、喷壶等．
（1）实验步骤：①将上述大豆幼苗平均分成A、B两组，A组为对照组，B组为实验组，分别置于等量的完全培养液中培养．②______③______
（4）该实验原理是：______
赤霉素有促进细胞伸长使植株增高的作用。
用赤霉素处理植株后，可以显著增加植株的高度，
据此可以验证该大豆品种矮化特性与赤霉素的含量有关。
4、(2022·湖南卷节选)水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题:
若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路/实验步骤：
第一步：（设置对照实验）取3支试管，编号为1、 2 、3号。
第二步：（控制自变量）在1 、 2 、3号3支试管中分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素。
第三步：（控制无关变量）用酒精消毒，用注射器取同一种动物（如家兔）血液，立即将等量的血液加入3支试管中，静置相同时间。
第四步：（检测因变量）统计3支试管中血液凝固时间。
取3支试管，标号1、2、3，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物（如家兔）血液，立即将等量的血液加入 1 、 2、3号3支试管中，静置，统计3支试管中血液凝固时间
5．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。实验材料：适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只，药物S（用生理盐水配制），物质X（用生理盐水配制），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：选取小鼠若干只，随机均分成甲、乙、丙3组，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，直至建成高血糖模型小鼠。③物质X处理：甲组：_________ 。乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水。丙组：___________。连续处理若干天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。
?
每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水
?
(3)得出结论：_____(4)进一步探究：已知物质X的给药途径有腹腔注射和灌胃等。物质X的浓度和给药途径都可能会影响其缓解高血糖症状。若要研究物质X缓解高血糖症状的适宜浓度和给药途径，以确定物质X的适宜浓度和给药途径的组合。请写出相关实验设计的思路_________。
（2）预测实验结果：
设计一张表格，并将实验各阶段的预期实验结果填入表中。
组别
实验阶段
适应性饲养
甲组
正常
正常
正常
乙组
正常
丙组
正常
逐渐下降，但高于正常水平
设置一系列浓度梯度的药物S，每个浓度进行不同的给药途径，比较不同组合建模成功所需的时间
物质X对高血糖症状具有缓解作用
考向
主要特点
考题特点
得分要点
区分
要点
实验思路
言简意赅
多数试题要求“写出”实验思路，很少要求“补充”实验思路
必须体现“自变量”和“因变量”，对“无关变量”表述时注意体现“适宜且相等”
思路是“想”法
实验步骤
准确细微
常常要求“补充”部分实验步骤，很少要求写出“全部实验步骤”
必须体现“自变量”如何设置，“因变量”如何检测，“无关变量”如何保证相同且适宜
步骤是“做” 法
实验思路VS实验步骤
方法技巧：
首先明确该实验是验证性实验还是探究性实验
若为验证性实验，则实验现象与实验原理一致，结果唯一
结论与题目要求（目的）一致
若为探究性实验，则实验现象与实验原理一致或相反，
相应的结论有多种情况
（分析）预期实验结果、归纳实验结论
? 实验结果是“具体的数据或现象”
实验结论是“依据具体数据或现象总结出的一般规律”，一般用概括性语言表述
←书写基本套路概括为“已知条件找变量→描述变量间的关系作结论（探究结论可能多个，验证结论唯一）→倒推结论对应的结果→理清顺序，先结果后结论”
实验结果是对实验现象的描述，实验数据的处理等。实验结果的交流是根据相关的理论知识对所得到的实验结果进行分析和解释的过程。
图表是信息呈现的一种重要方式，表格如内容比较表、实验过程表、数据对比表等，图形如坐标曲线图、柱形图等。在近年的高考题多有呈现。
?依据实验目的找到实验变量，结合实验处理预测实验结果并得出结论。
?双变量的表格通常是三维表格，行列标题均为自变量；单一变量的表格为二维表格，行列标题分别代表自变量和因变量。
?注意列和行中每项所表示的含义和单位。对于较复杂的表格、表头的设计较关键。
?设计实验结果表格时要真正反映出各个组别、实验重复次数、平均值等。
记录（设计图表等呈现实验结果）
?依据题意设计坐标曲线图、柱形图等，同表格设计类似。如对多因子变量的曲
线的设计，横坐标（ x 轴）和每个曲线的影响因素为自变量，纵坐标（ y 轴）表示
因变量。
?
多练：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
2、某种绿藻能利用光能将H2O分解为[H][]和O2，[H][可参与暗反应；低氧环境中，该藻的叶绿体内产氢酶活性提高，则会将[H][转变为氢气。欲探究缺硫对低氧环境中该绿藻产生氢气的影响，请利用该绿藻、完全培养液、缺硫培养液等作为实验材料设计实验。请完善实验步骤、并写出预期的实验结果和结论。
(1)实验步骤：
① ，其中甲组为对照组。
选取若干生长状况良好的该绿藻随机均分为甲、乙两组
将甲组绿藻放在装有适量完全培养液的密闭装置中，将乙组绿藻放在装有等量的缺硫培养液的密闭装置中
③ ，检测两组装置中的氢气产生总量。
两组装置放在相同且低氧的环境中培养相同时间
②________________________________________________________________
。
若测得乙组中氢气的产生总量高于甲组，说明缺硫促进该绿藻产生氢气；若测得乙组中氢气的产生总量低于甲组，说明缺硫抑制该绿藻产生氢气；若测得乙组中氢气的产生总量与甲组没有显著差异，说明缺硫对该绿藻产生氢气没有影响
(2)预期的结果和结论：___________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
3、松梢小卷叶蛾幼虫是一种危害湿地松的林业害虫，某种赤眼蜂是该虫的天敌。为研究湿地松抵抗虫害的机制，某科研小组以丁原醇为溶剂分别提取了正常湿地松的挥发物A和受虫害后的湿地松挥发物B，进行相关实验。实验中每组使用两种物质，每组实验随机选取50只该种赤眼蜂，观察其对这两种物质的选择情况，结果如下表所示。
组别
第一组
第二组
第三组
挥发物A
对照物质
挥发物B
对照物质
挥发物A
挥发物B
结果/只
35
15
43
7
17
33
实验中的对照物质是________。分析实验结果得出的结论是____________
________________________________________________________________
_____________________。
丁原醇
湿地松能产生某种挥发性物质，吸引赤眼蜂寻找食物，遭受虫害后产生的挥发性物质对赤眼蜂的吸引力更大
6、某同学为验证“体液免疫需要T细胞和B细胞的共同参与”，做了如下实验：
第一步：取未受感染的状态相同的小白鼠3只，随机分为三组，分别摘除胸腺，并用大剂量的X射线照射。
第二步：向第一组小白鼠体内注射T细胞；向第二组小白鼠体内注射B细胞；向第三组小白鼠体内注射T细胞和B细胞。
第三步：分别在上述三只小白鼠体内接种霍乱弧菌疫苗。
第四步：饲养15～20天后，分别测定3只小白鼠体内血清中抗体的数量。
上述实验步骤中存在不严谨之处，请指出并更正。
(1)_____________________；
(2)_________________________________________________________；
(3)___________________________________________；
(4)___________________________。
第一步小白鼠数量太少
第一步处理小白鼠后，应分别接种疫苗，然后测定有无抗体产生
第二步向小白鼠体内注射的淋巴细胞都应该等量
第三步接种的疫苗都应该等量
方法技巧
实验方案评价与修订试题的解答思路

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