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高中生物实验知识汇总
一、完整实验设计包含的基本内容：
1 实验名称 是关于一个什么内容的实验。
2 实验目的 要探究或者验证的某一事实。
3 实验原理 进行实验依据的科学道理。
4 实验用具 根据实验原理确定仪器和设备
6 实验方法与步骤 实验采用的方法及必需（最佳）操作程序。每一个步骤都必须是科学的； 能及时对仪器、步骤进行有效矫正。
7 实验结果和结论
考点 1：拟定课题名称
解题思路： 分清实验类型，明确实验目的
①验证实验的实验目的一般直接在题干中直接体现 ，课题名称一般需结合实验原理。常用格式：验证……（从题干中获得），验证（自变量）对（因变量）具有……作用。
②探究实验：实验目的没有直接体现，需把题干中提出的问题陈述出来，课题必须体现自变量和因变量之间的关系和实验目的。常用格式：探究……；探究 (自变量)对 (因变量)的影响 （或关系）
【例1】为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关, 实验步骤如下：
① 将上述大豆幼苗平均分成 A、B 两组,分别置于等量完全培养液中培养。
② 用喷壶分别将适量蒸馏水和等量适宜浓度的赤霉素溶液喷洒在A、B 两组幼苗上。
③ 将两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养,一段时间后,测定并计算两组植株 的平均高度。
实验结果: A 组植株的平均高度比B 组的平均高度小
请拟定该实验的课题名称： 验证一定浓度的赤霉素对某大豆品种的矮化特性具有抑制作用
【例2】为了了解酒精对细胞的毒害作用，某研究性学习小组开展了探究实验，实验结果如下：
请分析回答该实验名称是：探究不同的酒精溶液浓度对细胞成活率的影响（或对细胞毒害作用的大小）
考点 2：写出实验原理
1、实验原理的概念：是实验设计的依据和思路。实验基本原理是设计性实验的基础，要研究实验，只有明确实验的原理，才能真正掌握实验的关键、操作的要点，进而进行实验的设计、改造和创新。
2、实验原理的表述：
①实验原理一般由三段组成。自变量怎样控制＋自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标。
②自变量的作用(反应)原理，即“为什么这么做”。
要密切关注实验目的及题干信息，注意充分利用题干的提示或联系教材某结论性语句。
③因变量的检测原理(或操作原理、现象原理)，即“为什么出现这样的现象”。
二、实验设计的原则
（1）科学性原则：是所有原则的前提，实验设计要合乎科学性。
（2）可行性原则：符合实验者的一般认知水平；还要满足现有的条件，具有进行实验和完成实验的可能性。
（3）简便性原则：实验的材料易获得，装置简化、简单，实验药品便宜，操作简便等等。
（4）平行重复原则：一方面，减少误差，增加可信度。另一方面，你做的实验，同样的情况下，别人应该可以重复验证。
(目的---排除因实验对象的个体差异带来的影响，排除偶然因素的干扰，减小实验误差。)
（5）单一变量原则： 在不同的实验组别中，只有我们所要研究的因素（即自变量）不同，影响实验的其他所有因素（即无关变量）都相同。 【侧重于强调变量种类】
（6）等量性原则：除自变量以外，所有无关变量涉及的数量、体积、浓度等都应相同。 【侧重数据】
（7）对照性原则：是生物实验设计的一个重要原则。在单一变量的前提下，通过对照，就能有效地排除其它因素对结果的干扰，增加实验结果的可信度和说服力。
空白对照的目的---排除无关变量对实验结果的影响;
条件对照的目的---排除某一条件对实验结果的影响.
充分占有原则：实验题改错时的解题思路之一，实验原理充分占有,题干中原理必须全部应用;实验材料充分占有,题干中的材料全部利用,但供选择利用的材料例外.
考点3：分析题干确定实验中的变量
变量分析：
（1）自变量：是指实验中由实验者故意操纵、改变的 实验因素或条件。
（2）因变量：因变量是指由自变量引起的变化结果，二者之间是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果。自变量和因变量是因果关系，但有时直接测定因变量很困难，我们就用检测指标来代替。
（3）无关变量（又叫控制因素）：是指在实验过程中，除自变量以外的影响实验变化结果的因素和条件。实验中，无关变量如果控制不当或不加控制，就会干扰预期实验结果的出现， 影响科学实验中所要研究和解释的自变量和实验结果的关系。
（4）实验中要做到“单一变量” ，应注意控制无关变量，做到：
①生物材料要相同：即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。
②实验器具要相同：即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等要完全一样。
③实验试剂要相同：即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题
④处理方法要相同：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但还是要作同样的处理。
(5)变量的控制（对照原则、单一变量原则、平行重复原则）
控制变量是指控制其他因素不变，集中研究其中一个因素的变化，保证实验不受干扰或将干扰因素降低到最低程度。通过实验控制，尽量减小实验误差，以取得较为精确的实验结果。
①操纵自变量的方法：
设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。
②检测因变量的方法：
根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标和方法。具体包括：观察特异性的颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生理变化；测量生长发育速度；测量生化反应速度。
【例3】某兴趣小组进行了如下实验
实验目的：比较甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性
试管1 试管2 试管3 试管4
蒸馏水 2 2 2 A
pH=8缓冲液 0.5 0.5 0.5 0.5
淀粉溶液 1 1 1 1
甲生物提取液 0.3
乙生物提取液 0.3
丙生物提取液 0.3
总体积 3.8 3.8 3.8 B
实验步骤：a．取四支试管，分别编号；
b．按下表内要求进行操作（略）；
c．将上述四支试管放入 37℃的水浴，保温 1 小时；
d．在上述四支试管冷却后滴入碘液；
e．观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅；
分析回答：该实验的自变量是__不同的淀粉酶提取液 无关变量有_ pH、温度、加入提取物的量和浓度、淀粉溶液的量和浓度等（写出 2 种即可）
考点4：区分实验组和对照组
对照实验：除了一个因素以外，其余因素都保持不变的实验。通常，一个对照实验总分为实验组和对照组（实验组和对照组可以是一个也可以分多个组）
实验组：是接受自变量处理的组别； 其作用是探究自变量对因变量的影响。
对照组：对实验假设而言，是不接受自变量处理的组别，其作用是提供参照。
判断技巧：由于实验组和对照组没有权威和统一的表述，必然导致人们对实验组和对照组在认识上的差异。 总结一下，主要有以下几种认定方法。
1.处于自然条件下的是对照组，经过实验处理的是实验组。
2.根据实验的目的，施加什么条件来达到这个目的，那这一组就是实验组。
3.根据已知、未知来判断。对照组的实验过程、结果、现象对实验者来说是已知的，或公认的。实验组往往是未知结果的、需要验证的。
4.对照组是一个参照物，一般没有变化的为对照组。
5.自身对照，实验前是对照组，实验后是实验组。
6.空白对照组是自然条件下的；条件对照组进行的实验处理，是实施自变量处理时的附加实验处理。
【例4】分析下列实验的对照类型，并指出实验组和对照组。
在“探究影响酶活性的因素”实验中：1 号试管加 1 mL 蒸馏水；2 号试管加 1 mL 盐酸；3 号试管加 1 mL NaOH 溶液。对照组为1号试管，实验组为 2号和3 号试管。
考点6、分析、描述（或预测）实验结果，总结实验结论
验证性实验：结果已知，结论已定，体现在课题名称中。
探究性实验：结果有多种可能性，而且一个结果对应一个相应的结论（正相关、负相关、不相关）。“如果……，则说明……”
【例5】某科研单位研制出一种新型治癌药物X，但不知对此类肿瘤是否有疗效，现提供以下材料：培养瓶、CO2 培养箱、含有肿瘤细胞的培养液、生理盐水、光学显微镜、药物 X 等，完成实验步骤加以探究。
步骤一：取两只培养瓶，编号 1 号、2 号，两瓶中装入等量的含有肿瘤细胞的培养液。
步骤二：1 号培养瓶中加入一定量的药物X,2 号培养瓶中加入等量的生理盐水。
步骤三：充分振荡摇匀后将培养瓶放入CO2 培养箱中，在相同且适宜的条件下培养。
步骤四：一段时间后取出用光学显微镜观察并记录细胞分裂生长情况。
（3）写出预期实验结果及相应结论：
①若1 号培养瓶细胞分裂生长停滞，2 号瓶细胞分裂生长情况正常，则说明药物x 对此类肿瘤有疗效； ②若 1 号培养瓶细胞分裂生长情况与 2 号瓶相似，无明显变化，则说明药物 X 对此类肿 瘤无疗效
考点7、设计实验结果记录表
表格设计思路：
①首先确定在表格“工作区”记录的内容
②其次要明确表格的行与列分别写什么，一般是自变量（不同组别）和因变量（检测指标）。注意在第一列或第一行中肯定要写组别，记录多个实验数据时，不要遗漏平均值一栏。
③最后绘制表格（注意是空白表格，切莫臆想填入数据）
【例6】为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关,实验步骤如下：
① 将上述大豆幼苗平均分成 A、B 两组,分别置于等量完全培养液中培养。
② 用喷壶分别将适量蒸馏水和等量适宜浓度的赤霉素溶液喷洒在A、B 两组幼苗上。
③ 将两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养,一段时间后,测定并计算两组植株的平均高度。
请设计实验记录表：
实验前平均株高（cm） 实验后平均株高（cm） 植株平均增高（cm）
A组
B组
三、实验设计策略：（看清楚、想清楚、写清楚）
1、实验设计解题思路：
分析要点：
⑴审题、明确实验目的：
①辨别是探究性实验还是验证性实验（直接关系到实验预期和结论）；
②根据实验目的来分析自变量和因变量分别是什么。
⑵分析实验材料、仪器、试剂，思考所提供材料、仪器、试剂的用途和使用方法；
⑶根据预期结果确定实验组和对照组，确定是否需要条件对照；
⑷施加自变量，即实验组和对照组处理的差异，这种差异是唯一的。通常如果只需一个实验组的，考虑用“加法“或”减法”，（如激素相关实验中的注射法 、饲喂法、手术切除法等方法），如果需要多个实验组的，考虑高中低的设置，或（浓度、温度、pH、CO2 浓度、光照强度等）梯度设置、或不同种类设置。
⑸书写实验步骤的关键词 （化繁为简、应对有序）
考点8 、实验方案的评价和修正
分析方法：
（1）实验原理是否正确
（2）是否设置了对照组、是否需要条件对照和空白对照
（3）实验步骤有无漏做或颠倒、有无科学性错误
（4）操作方法是否合理
（5）结果检测试剂的选择、使用方法是否正确
（6）是否遵循单一变量原则，特别关注干扰变量的消除或控制
（7）是否遵循重复原则，是否存在偶然性，如“一只”、“一片”等
常规解题思路：（1）找变量（自变量、 因变量、无关变量）（2）对原则 （3）看步骤
【例 11】研究发现，当土壤干旱时，根细胞会迅速合成某种化学物质 X。有人推测根部合 成的 X 运输到叶片，能调节气孔的开闭。他们做了如下实验：从同一植株上剪取大小和生 理状态一致的 3 片叶，分别将叶柄下部浸在不同浓度 X 的培养液中。一段时间后，测得的 有关数据如下表所示。（注：气孔导度越大。气孔开启程度越大）
以上方案有不完善的地方，请指出来并加以修正。
a．样本量太小。应“取叶片若干，等分为三组”。
b．缺乏空白对照。增加1 组，将叶片的叶柄下浸在不含X 的培养液中。
考点9、补充完善实验步骤或书写完整实验步骤
方法步骤具体分为四步：
⑴选材、分组编号；
⑵单一对照处理：描述实验组和对照组的操作；
⑶在适宜且相同的条件下培养一段时间；
⑷观察现象、记录数据。（设计表格必须设立平均值一项）（初始数据不要遗忘）
步骤书写模式：
步骤1：取…..平均分为…...组，分别标记为 A、B……，（并分别加入等量的…… ）
针对不同材料的语言表述：
①植物： “形态大小相同，长势一致的同种植株”
叶片：同种植株、大小相同、部位相同、生长状况相同。
②动物：“体重、年龄、生长发育状况相同” 有时甚至要“性别”相同。
③溶液： “大小相同的试管（或其他器具）”
“加入等量适宜浓度的某溶液（或已知浓度）”
步骤2：“甲组…….（施加实验变量，如加入适量某浓度的溶液、饲喂….、注射…），
乙组……. 施加等量（作为对照的）处理（或不作处理）”
步骤 3：将两套（或多套）装置放在相同且适宜的环境中培养 (或其他相同的方法处理)一 段时间后观察，做好记录（计算出平均值）
注意：检测指标一般为因变量，可分两种： 1. 可操作性的观察指标 2. 具体的测定指标
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