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生物实验讲义--------------ZSL.2006.8.10
生物是一门以实验为基础的学科，因此对实验的重视和复习是高考复习中重要的一环。从近几年生物高考试题分析看，对实验能力进行考查是重点，它的导向功能在这里得到了充分的体现，从知识内容看，试题涉及生物学基本原理、概念、解剖和生理知识、实验目的、材料、操作方法和步骤，对实验现象的观察分析、实验设计和结果的预测等多方面；从认识水平看，包括了解、理解、综合运用等层次。
一、大纲要求和考纲要求
（一）大纲要求 （二）考纲要求
实验： 实验
1、生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定： 1、生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定
2、高倍镜的使用和观察叶绿体 2、高倍显微镜的使用和观察叶绿体
3、细胞质流动的观察 3、细胞质流动的观察
4、观察植物细胞的有丝分裂 4、观察植物的细胞的有丝分裂
5、酶的高效性 5、酶的高效性
6、酶的专一性 6、酶的专一性
7、温度对酶活性的影响 7、温度对酶活性的影响
8、植物细胞的质壁分离与复原 8、植物细胞的质壁分离与复原
9、叶绿体中色素的提取和分离 9、叶绿体中色素的提取和分离
10、植物向性运动的实验设计和观察 10、植物向性运动的实验设计和观察
11、DNA的粗提取与鉴定 11、DNA的粗提取与鉴定
12、制作DNA双螺旋结构模型 12、制作DNA双螺旋结构模型
13、性状分离的模拟实验 13、性状分离比的模拟实验
14、观察SO2对植物的影响 14、观察SO2对植物的影响
15、学习微生物培养的基本技术 15.学习微生物培养的基本技术
16、自生固氮菌的分离
实习： 实习：
1、动物激素饲喂小动物的实验（选做） 1、种群密度的取样调查
2、用当地某种生物做有性杂交试验（选做） 2、设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性
3、种群密度的取样调查
4、设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性
5、学习植物组织培养技术（选做）
研究性课题： 研究性课题：
调查媒体对生物科学技术发展的报道 1、调查对生物技术发展的报道
设计实验，观察生长素或生长素类似 2、设计实验，观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响 物对植物生长发育的影响
调查人群中的遗传病 3、调查人群中的遗传病
调查环境污染对生物的影响 4、调查环境污染对生物的影响
收集生态农业信息，根据当地农 5、收集生态农业的信息，根生产情报，设计一个农业生态系统 情报，设计农业生态系统
收集生物工程产业发展的信息，并 6、收集生物工程产业发展的信息，做交流报告 做交流报告
调查生物工程制品在社会生活中的应用， 7、调查生物工程制品在社会生活
(三.) 简单比较回顾（05、06年高考实验与探究的能力目标的要求）
05年 06年
1、理解层面 理解所学实验、实习的内容，包括实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能。 能独立完成“生物知识内容表”所列实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。
2、验证层面 具备验证相关生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。 具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
3、探究层面 能对一些生物学问题进行初步的探究性研究。 具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括确认变量、作出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据作出合理的判断等。（更为具体明确）
4、评价水平 无 能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改善。
二.课本实验复习
教材是基础，也是高考命题的依据，高考命题虽然取材于教材之外，但所有考查的基本实验方法、实验技术及实验思想，还是源于教材。对于每个实验可从两个方面复习：一方面是熟悉每个实验的常规内容，即了解每个实验的目的、原理、实验仪器和药品的使用、实验的方法、步骤、实验现象的观察和分析以及实验结论的得出等基本内容。另一方面引导学生站在一个全新的，应用的角度去重新分析已做过的每一个实验，从中提取出应真正要掌握的最重要的内容，如有关实验的设计思想以及每个实验中最基本的实验方法和技术，是我们在自己独立设计实验时也经常用到的。
常规实验复习的基本要求
熟悉每个实验的常规内容，包括实验目的、原理、实验仪器和药品的使用、实验的方法步骤、实验现象的观察和分析以及实验结论的得出等基本内容。
站在全新的、应用的角度去重新分析已做过的每一个实验，从中提取出真正要掌握的最重要的内容，主要包括两部分内容：一是每个实验的设计思想、设计思路，做到触类旁通、能力迁移。二是每个实验中最基本的实验方法和技术（如显微镜、徒手切片、临时装片的制作、研磨、过滤、细菌培养等）
1.课文中的实验内容
●　必修本（上册）
(1)．关于细胞核重要作用的一组实验P33第二章(2)．胡萝卜韧皮部细胞的组织培养P42第二章(3)．酶发现的一组经典实验P 46第三章 (4)．光合作用发现的一组经典实验P54—55第三章(5)．小球藻进行光合作用的实验P60第三章(6)．渗透作用与水分流动的演示实验P60第三章(7)．溶液养法鉴定植物必需矿质元素的实验P64第三章 (8)．证明根吸收的矿质元素是通过导管向上运输的实验P65第三章 (9)．利用无土栽培技术培养植物P67—68第四章(10)．植物的向重力性生长的实验P83第四章(11)．生长素发现的一组经典实验P84第四章(12)．关于顶端优势的实验P85第四章(13)．无子果实的培育实验P 86第四章(14)．摘除公鸡睾丸的实验P98第四章 (15)．摘除母鸡卵巢和又注射或口服睾丸酮的实验P98第四章
●　必修本（下册）
(1)．肺炎双球菌转化实验P2—3第六章 (2)．噬菌体侵染细菌实验P3—4第六章 (3)．孟德尔碗豆杂交试验P18—20第六章( 4)．一对相对性状遗传试验P20—21第六章( 5)．验证基因分离规律的测交实验P23第六章 (6)．两对相对性状遗传实验P30第六章(7)．验证基因自由组合规律的测交实验P31第六章(8)．三倍体无子西瓜培育P55第六章 (9)．利用延长或缩短光照时间控制动物生殖实验P83第八章(10)．黑光灯诱杀农业害虫实验P84第八章(11)．利用标志重捕法调查种群密度P92第八章 (12)．赛达伯格湖的能量流动情况及定量分析P107第八章 (13)．设计并制作小生态瓶，观察生态系统稳定性P113第八章(14)．被Hg污染的水对水蚤生命活动的影响演示实验P123第九章( 15)．微生物分解农药的实验P129第九章
2、实验中的实验内容
归类总结，引导学生构建实验类型框架
a.高中生物学实验常见类型和分类的依据参考表
分类依据 生物学实验类型
实验的直接目的 探索性实验、验证性实验
实验的作用 对照实验、析因实验、（模拟实验）
实验研究的质和量 定性实验、定量实验
b.高中生物学实验按实验水平分类
分类层次 实验名称 实验要求
离子分子水平实验 1.植物根对矿质离子的交换吸附现象2.叶绿体中色素的提取和分离3.△生物组织中可溶性糖、脂肪、蛋白质 的鉴定4.△酶的高效性和专一性5.△影响酶活性实验(选做)6.△ATP的生理作用(选做)7.△植物激素与向性(实习)8.△动物激素饲喂小动物实验(实习、选 做)9.△DNA的粗提取与鉴定10.△制作DNA双螺旋结构模型(探究)11.△模拟通过分子杂交人猿间的亲缘关系 学会学会初步学会初步学会初步学会初步学会初步学会初步学会学会初步学会初步学会
细胞水平实验 12.△观察果蝇、唾液腺巨大染色体装片13.△人类染色体组型分析(探究)14.△观察细胞质流动15.△高倍镜使用和观察叶绿体的装片16.植物细胞有丝分裂17.观察植物细胞的质壁分离和复原18.△观察蝗虫精原细胞的减数分裂的装片 学会初步学会初步学会学会学会学会初步学会
个体水平实验 19.△观察玉米杂种后代粒色的分离现象20.△植物的向性和感性现象的实验设计和观察21.△用当地某种生物做有性杂交试验(实习、选做) 初步学会初步学会初步学会
种群水平实验 22.△性状分离比例几率的模拟(探究)23.△调查人群中的遗传病(实习、选做)24.△种群密度的取样调查(实习) 初步学会初步学会初步学会
生态系统水平实验 25.△设计制作小生态瓶，观察生态系统 稳定性(实习)26.△调查或观察环境污染对生物的影响(实习) 初步学会实步学会
说明：△标号是1997年颁布的大纲增加的实验、实习、探究内容
c.按实验方法归类、
观察实验：还原性糖、蛋白质、脂肪的鉴定、植物细胞有丝分裂观察、叶绿体、细胞质的观察等。
示踪原子法：噬菌体侵染细菌的实验、用18O和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。
等组实验法：淀粉酶催化淀粉水解的实验，植物激素与向性。
杂交实验法；一对相对性状的遗传
化学分析法：叶绿体色素的提取与分离、DNA的粗提取
模拟实验法：渗透作用的实验装置、分离定律的模拟实验等。
d.按实验性质分类:
观察类实验, 鉴别类实验, 实习和研究性课题, 探究性和验证性实验, 生理现象的分析设计实验, 模拟实验题, 生物技术类实验,定行实验,定量实验,实验设计等
3.实验内容的简单复习
（一）观察类实验
(1)、高倍镜的使用和观察叶绿体
实验原理：叶绿体存在于细胞质基质中，一般是绿色的、扁平的椭球形或球形。
步骤：取材（藓类叶）→制片→观察
疑难点拔：本实验是一个用观察法进行的验证类实验。叶绿体的分布情况，可以通过下述方法获得。将三个含藓类叶的装片分别放在200W、25W的白炽灯下和暗处，依次处理5分钟、10分钟后再观察。可以看到在强光下，叶绿体的侧面对着光源；在弱光下，叶绿体以最大的面对着光源；在暗处叶绿体呈无规律排列。想一想，这与叶绿体吸收光的多少有什么关系。。
(2)、观察细胞质流动
实验原理：活细胞中的细胞质处于不断流动的状态，可用叶绿体运动作为标志。
步骤：取材→黑藻叶片→制片→观察
疑难点拔：本实验是一个用观察法进行的验证类实验。如细胞质不流动，或者流动很慢，采取方法有三种可加速其细胞质的流动。一是进行光照15~20min，二是提高盛放黑藻的水温。三是切伤一小部分叶片。
(3)、观察植物细胞的有丝分裂
原理：高等植物体的分生区细胞能进行有丝分裂，用高倍显微镜观察有丝分裂各个时期细胞内的染色体变化情况，从而识别该细胞处于有丝分裂的哪个时期。
步骤：洋葱根尖的培养→装片制作（解离、漂洗、染色、制片）→观察
疑难点拔①本实验是一个用观察法进行的验证实验。关键是选择、处理观察对象和选择观察方法。选择观察对象应选分裂旺盛的部位（根尖、茎尖的分生区），取材必须在分裂旺盛的时间（不同植物、不同地区、不同时间），这样才能保证制作的装片可观察到较多的细胞分裂图像，本实验观察的对象是染色体的变化，为了使其在细胞图象中凸现出来，制作装片时应染色，此为细胞水平的观察实验，必须借助显微镜来观察。
(4)、观察植物细胞的质壁分离与复原
原理：内因为原生质层的伸缩性大于细胞壁的伸缩性，外因为细胞液的浓度与外界溶液的浓度差。
步骤：装片→观察
疑难点拔：本实验是一个用观察法进行的验证类实验。运用本实验的方法还可以做几个探索实验：①用不同质量浓度的蔗糖溶液对洋葱表皮进行实验，探索洋葱表皮细胞在什 么质量浓度范围内质壁分离最快，在什么质量浓度范围内不发生质壁分离，在什么质量浓度上发生了质壁分离之后不能复原。②用质量浓度为0.3g /ml的蔗糖溶液对不同的植物细胞做质壁分离实验，比较它们的质壁分离速度。③采用其他的一定质量浓度的溶液（如尿素溶液、硝酸钾溶液等小分子溶液）做质壁分离实验，探索这些溶液能否使洋葱表皮细胞发生质壁分离，能否复原。
(5)、观察So2对植物的影响
原理：Na2So3与稀H2So3反应生成So2，现场制备So2对长势相同的同种植物幼苗的影响。
疑难点拔：本实验一个宏观观察类实验。关键是依据实验目的巧妙选择观察对象、确定实验变量和控制无关变量。选择观察对象为植物的幼苗，因幼苗对外界环境的影响最敏感。实验变量为不同浓度的So2，不仅可定性观察实验结果，也可进行初步的定量研究。为了更好地突出实验目的，设计了空白对象，既没有实验量参与的一组对象。
说明: (1）在此类实验中常综合运用显微观察技术、染色技术、玻片标本制作技术等。
(2）观察类实验应注意的问题
①注意取材；根据观察对象采用合适的材料，如观察有丝分裂应选取根尖分生区细胞；观察质壁分离与复原应选取成熟的植物细胞等。
②注意材料处理：根据不同材料，不同的观察对象，做不同的材料处理，如浸泡、染色、解离、保持生活状态等。
③注意制片方法：显微观察实验要用装片，不同材料用不同的制片方法。装片法（把整个实验材料制成装片，如用葫芦藓观察叶绿体），切片法（把材料切成薄片，以便观察，如脂肪鉴定），压片法（把材料压碎成一薄层．以便观察，如观察根尖有丝分裂）。
④注意光学显微镜的使用方法。
（二）鉴定物质成分的生化实验
1、生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定
原理：根据某些化学试剂与所鉴定的物质产生特定的颜色反应设计不同的实验来鉴定这些物质的存在。
疑难点拔：本实验为验证类实验。①葡萄糖、果糖和麦芽糖的分子内含醛基，醛基具有还原性，可与弱氧化剂反应。与醛基有特定颜色反应的化学试剂可用来鉴定这三种糖的存在：a、利用斐林试剂；b、利用班氏试剂：由A液（CuSo4溶液）和B液（柠檬酸钠和碳酸溶液）配制而成；c利用银氨溶液；结果出现银镜。②脂肪的鉴定可用苏丹III、苏丹IV。③蛋白质的鉴定可用双缩脲试剂、浓硝酸试剂（结果形成黄色沉淀）④斐林试剂与双缩脲试剂都由NaOH和CuSo4组成，但二者有以下不同：a、溶液浓度不同；b、使用原理不同（斐林试剂是新配制的CU/OH2溶液；双缩脲试剂是碱性环境下的Cu2+）c、使用方法不同。
2、DNA的粗提取与鉴定
原理： 略 使细胞吸水胀破 DNA在高浓度Nacl溶液中，溶解度最大 降溶液Nacl的浓度，使DNA溶解度达到最低 同3 同4浓缩沉淀DNA 二苯胺能使DNA着色
方法： 略 1、加20ml蒸馏水，稀释溶液2、过滤 加入2mol/L的Nacl溶液40ml 加入蒸馏水约300ml 加入2mol/L的Nacl溶液20ml 加入95%冷酒精50ml 加入1滴二苯胺溶液
步骤： 制备血细胞液 → 提取核物质 → 溶解核内DNA → 析出DNA → 析出DNA再溶解 → 提取较纯净的DNA → DNA的鉴定
疑难点拔：①制备鸡血细胞液时离心后除去上清液。②实验过程中两次加入蒸馏水的作用不同。第一次的目的是为了使外界溶液浓度于血细胞内细胞液的浓度，细胞大量吸水胀破得到DNA；第二次的目的是降低Nacl溶液浓度到DNA溶解度最低点，这样DNA分子可以从Nacl溶液中析出。
说明: （l）在此类实验中，常利用某种试剂对生物体或细胞中成分进行鉴别，针对不同的鉴别对象，采用不同的试剂。归类如右：
（2）鉴别类实验应注意的问题
①实验结论常根据特定的颜色反应来确定。
②有些可不设立对照实验，若需设立，应增设一组，加入已知的待检测物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
③注意选择合适的试剂，并注意试剂使用的特殊要求，如加热煮沸等。
〈三〉调查实验题
种群密度的取样调查
原理：在一般情况下，逐一计数某个种群的个体总数是困难的。常常用取样调查法来估计整个种的种群密度。植物种群密度的取样调查常用样方法。动物种群密度 的取样调查常用标志重捕法。
调查人群中的遗传病
步骤：确定课题，设计方法，实地调查，整理资料，分析结论
3、收集有关生态农业的信息，根据当地农业生产情况设计农业生态系统
目的： 初步学会根据当地农业生产情况，设计良性循环的农业生态系统。
疑难点拔：通过本课题的研究重点学会根据课题目的设计方案的方法。
设计原则：①生态学原理与现代农业技术组结合
②能够构成一个合理的生产结构③充分利用自然界的物质和能量资源
③减少环境污染
④充分考虑经济、社会和生态的结合效益
⑤能够实现良性循环
设计方式：①平面设计 ②垂直设计 ③时间设计 ④食物链设计
4、调查环境污染对生物的影响
目的：重点学会调查环境的基本方法和根据不同的调查目的确定具体的调查方法。
调查方法：环境污染的涉及面广，因此对生物产生不利影响也很多。环境污染的调查方法主要有野外观察法、社会调查法、文献调查法，根据不同的调查目的确定具体的调查方法。
5、调查媒体对生物科学技术发展的报告
6、收集有关生物工程产业发展的信息，并做交流报告
7、调查生物工程制品在社会生活中的应用，并写出调查报告。
目的：这三个课题是用文献法进行的社会科学研究领域的调查类课题，通过本课题的研究活动要初步学会社会科学研究的一般方法。
步骤：社会科学研究的一般步骤是：确定研究课题→制定研究计划→收集信息资料→加工分析收集的信息资料→提出论点或假说→撰写研究报告→自我评价。
说明: 此类实验常通过调查法，调查法中常使用统计技术和测量技术。
（四）物质性质的探索实验
1、酶的高效性、专一性、温度对酶活性的影响
特性 原理 对照实验 实验结果
高效性 H2O2 H2O+O2 H2O2 H2O+O2 燃烧检验
专一性
对酶活性影响
疑难点拔：这三个实验为探索类实验。
①探索酶的高效性时，应合理设计对照实验，严格控制实验变量。
②探索酶的专一性时，设计实验首先要从已知入手，确定何为实验变量（自变量），何为因变量，何为控制变量。淀粉、蒸糖水解的产物，水解的速率等为变化的结果，即因变量，从因变量入手我们将推知自变量（实验变量）即淀粉酶对其的影响程度或它们之间的关系。淀粉、蔗糖在实验过程中的浓度、用量，淀粉酶的浓度、用量。水解过程的温度等都为控制变量，需遵循同时等量原则，以排除控制变量对2个水解反应的影响。
③探索温度对酶活性的影响时，通过研究某一因素，如温度（实验变量）对某一特定反应的影响时，要在其他因素（控制变量）相同的条件下进行。观察不同的实验变量（如不同的温度）对特定反应的影响结果（因变量），以便对实验结果（实验变量与因变量关系）进行科学的分析。
2、叶绿体中色素的提取和分离
原理：叶绿体中的色素能溶解于丙酮中，可以用丙酮提取叶绿体中的色素。色素在石油醚中的溶解度不同，随石油醚在滤纸上扩散的速度不同，从而分离四种色素。
步骤：提取色素（取材→研磨→过滤）→制备滤纸条→画滤液细线→分离色素（准备层析液→放入滤纸条）→观察。
疑难点拔：四条色素带的分布与色素扩散速度有关，而扩散速度大小由分子量大小所决定，这四种色素的分子量分别是：胡萝卜素（C40H56）536、叶黄素（C40H56O2）568、叶绿素a（C55H72O5N4Mg）892、叶绿素b（C55H70O6N4Mg）906，所以色素带从上到下，即扩散从快到慢依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。胡萝卜素与叶黄素分子量相差32，叶绿素a与叶绿素b的分子量相差14，故前二种色素的距离大于后二种色素的距离。色素带的粗细与色素的含量有关。通常叶绿素含量是类胡萝卜素的四倍，叶绿素a的含量是叶绿素b的三倍，叶黄素含量是胡萝卜素的二倍，含量越多，色素带就会越浓越粗，故由浓粗到淡细依次是：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
说明: 此类实验需要对某些生物学现象作出合理化的假设并通过设计实验进行验证。这类实验要求高，开放性强。
(1）分清实验组和对照组。
（2）分析实验设计中的单一变量。
(3）注意实验操作步骤的前后顺序要有逻辑性（前因后果），步步有理，环环相扣，各步骤要严密、完整。
（4）注意实验用具与试剂及需要控制的实验条件。
(5）注意实验结果的观察、记录、分析和结论，确定对实验结果的观察内容和合适的观察方法，最后对结果作出科学的解释并得出正确的结论。
（五）生理现象的分析设计实验
1、植物向性运动的实验设计和观察
原理：植物受单方外界的刺激而引起的定性运动叫做向性运动。其运动方向随刺激的不同方向而定。如单侧光使植物表现出向先性运动，地心引力（重力）引起的向地性运动。
疑难点拔：本实验是设计类实验。设计完整的实验方案一般包括以下内容：
①实验题目；②假设：对可见现象提出一种可检测的解释；③预期结果：要检测一个假设前，先提出实验的预期结果。如果预期没有实现，则说明假设不成立；如果预期得到实现，则假设成立。④实验方法：根据实验的目的和提出的假设，来具体设计实验的方法步骤。⑤观察和收惧数据：按实验设计的观察内容、方法和次数等进行观察，并如实记录。⑥分析：对实验记录下来的现象、结果、数据进行整理、分析。⑦得出结论：根据实验事实推论得出结论。⑧撰写实验报告。
2、设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性
疑难点拔：本实验是一个设计类实验。设计制作生态瓶时，小生态瓶中必须包括生态系统的四种成分，特点要注意必须有足够的分解者。各种生物之间以及生物与无机环境之间，必须能够进行物质循环和能量流动。生物之间要有合适的食物链结构，生物的数量不宜过多。小生态瓶必须是透明的，这样可保证生态瓶中有充足的太阳能，当然，小生态瓶一定要封闭。
3、设计实验，观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响
疑难点拔：本实验是设计实验。通过实验进一步体会设计和实施的过程。
设计思路:①确定课题：本课题的题目范围较大，要在大题目的范围内选择一个较小的课题进行研究。比如“设计实验，观察NAA对葡萄插条生根的影响”。
②提出假设：根据所学知识对实验内容提出假设。如“假设NAA可以使插条基部的薄壁细胞恢复分裂能力，产生愈伤组织，长出不定根”。
③设计对照实验：为了证明某种生长素类似物对植物生长发育产生影响，除了实验组外，还要设计一个空白对照组。为了探索某种生长素类似物在各种浓度范围内对植物的生长发育产生影响，必须同时设计几个不同浓度为实验组作为条件对照。
④观察记录：为了有效地观察记录实验变化，设计装置就要考虑观察的方便。如观察促进生根的实验可以用透明容器水培法。
<六>论证规律和物质结构的模拟实验题
1、制作DNA双螺旋结构模型
疑难点拨：制作前应考虑的问题：DNA的单位是脱氧核苷酸，它由什么成分组成？它们怎样连结，脱氧核苷酸之间在什么地方连接，DNA中两条链的走向是怎样的，它们之间的碱基按什么原则连接？立体结构怎样？
2.性状分离比的模拟实验
目的：本实验建立的模型是数学原理模型，即模拟形成配子时等位基因的分离和雌雄配子的随机结合的统计学模型。重要启示是根据基本原理建立数学模型。
（七）生物技术类实验
1、学生细菌培养的基本技术。
目的：通过对牛肉膏蛋白胨培养基的配制，理解配制培养基的一般步骤和方法；了解灭菌的基本原理，以及实验室中常用的灭菌方法；初步掌握细菌培养的基本技术。
（八）定性和定量实验
定性实验 定性实验是判断研究对象具有哪些性质，并判定某种物质的成分、结构或者鉴别某些因素之间是否具有某种关系的一种实验方法。一般来说是解决的是“有与无”和“是与否”的问题。 如植物生长素对植物的促进生长作用的证明。判断叶绿体中色素的种类和颜色。
定量实验 为了对研究对象的性质、组成及影响因素有更深入的认识，就必须探究它们之间的数量关系。 证明生长素的量对植物的影响。PH值与酶的活性的关系，植物的光合作用与环境的温度、CO2、光照强度等的关系，生物体内微量元素对生物代谢的影响，都有其相应的数学表达式或函数曲线图。
4、教材中相关实验中的变量：
实验 自变量 因变量 无关变量
比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率 催化剂的种类（过氧化氢酶和Fe3+） 催化效率的高低（以点燃但无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度或气泡产生的速度表示） 试管等用具的洁净度、环境温度、相同材料的量、各种试剂的量、反应时间等
探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用 底物的种类（淀粉和蔗糖） 淀粉酶能将淀粉水解（处理后加斐林试剂，加热出现砖红色沉淀）但不能水解蔗糖（处理后加斐林试剂并加热，无砖红色沉淀出现） 淀粉与蔗糖溶液的量、水浴的温度与处理时间、斐林试剂的使用量与加热时间、操作程序等
温度对酶活性的影响 温度（60℃热水、沸水、冰块） 加碘液后溶液颜色的变化 试管的洁净度、淀粉溶液的量、不同温度的处理时间长度、操作的程序、碘液的加入量等
观察植物细胞的质壁分离和复原 外界物质的浓度（高渗及低渗溶液） 质壁分离（液泡失水缩小、颜色变深、原生质层和细胞壁分离）；质壁分离的复原（液泡恢复原状、颜色变浅、原生质层恢复原状） 溶液的种类及浓度、分离与复原现象的观察时间、装片的洁净度及临时装片的制作、材料的选择等
植物向性运动的实验设计和观察 ①是否单侧光照（黑暗、单侧光照、均匀光照）②改变幼苗的空间位置以接受重力影响 ①幼苗的弯曲状况；②根的弯曲方向。 ①幼苗的种类及生长状况、环境温度、培养条件、赤露的部位、装置的合理性等；②萌发种子的种类几萌发状况、环境温度、培养条件的等
设计实验观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响 生长素（或类似物）的不同浓度 扦插枝条的生根状况的差异；②果实发育状况的差异；③落花落果状况在使用前后的差异。 实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等
观察SO2对植物的影响 不同浓度的SO2 植物体生长状态的变化 实验装置及器材的一致性、植物生长状况、SO2浓度的控制、培养的环境条件、实验的操作程序、观察时间的长短等
三、实验中常用的一些基本的实验方法和技术：
1.一些常见的实验方法
⑴、根据颜色来确定某种物质的存在：
淀粉+I2(蓝色)；还原性糖+斐林试剂(砖红色)； 脂肪+苏丹Ⅲ(橘黄)或+苏丹Ⅳ(红色)；
蛋白质+双缩脲试剂(紫色)； 大肠杆菌+伊红和美蓝(菌落为深紫色，有金属光泽)
⑵、用颜色标记法来确定原肠胚三个胚层的分化情况。
⑶、用荧光标记法来证明细胞膜具有一定的流动性
⑷、同位素示踪法：光合作用产生氧气的来源；
噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质； DNA的复制是半保留复制; 用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。
⑸、确定某种元素为植物必需的元素方法: 水培法(完全培养液与缺素完全培养液对照)
⑹、获得无籽果实的方法: 用适宜浓度的生长素处理花蕾期已去雄的子房，如无籽蕃茄、 诱导染色体变异，如无籽西瓜。
⑺、确定某种激素功能的方法： 饲喂法，切除注射法，阉割移植法，切除口服法。
⑻、确定传入、传出神经的功能： 刺激+观察效应器的反应或测定神经上的电位变化。
⑼、植物杂交的方法 雌雄同花：花蕾期去雄+套袋 +开花期人工授粉+套袋
雌雄异花：花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋
⑽、确定某一显性个体基因型的方法： 测交； 该显性个体自交。
⑾、确定某一性状为显性性状或隐性性状的方法： 具有一对相对性状的纯合体的杂交
自交，观察后代是否有性状分离。
⑿、确定某一个体是否具有抗性基因的方法： 确定小麦是否具有抗锈病基因，用锈菌去侵染，一段时间后，观察有无锈斑 出现。
⒀、鉴定血型的方法： 用标准血清与待测血型混合，在显微镜下观察血液的凝集情况。
⒁、育种的方法： 杂交育种；人工诱变育种；多倍体育种；单倍体育种；基因工程育种；细胞工程育种
⒂、测定种群密度的方法：样方法； 标志重捕法
⒃、生态瓶的制作方法。
⒄、分离微生物的方法： 平板划线法；用选择培养基培养(如：圆褐固氮菌的分离，金黄色葡萄球菌的 分离，细菌和酵母菌的分离)
⒅、测定微生物群体生长的方法： 测定细菌的数目---显微计数 测定细菌的重量---取一定体积的培养基，经离心分离，反复洗涤后，称湿. 或烘干后称干重。
（19）等组实验法，如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验，发现生长素的燕麦胚芽鞘实验
（20）加法创意法，如用饲喂法研究甲状腺激素，用注射法研究动物胰岛素和生长激素，用移植法研究性激素等。
（21）减法创意法，如用阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验，雌蕊受粉后除去正在发育着的种子等。
（22）化学分析法，如番茄和对Ca和Si选择吸收，叶绿体中色素的提取和分离实验等。
（23）理论分析法，如大、小两种草履虫竞争的实验，植物根向地生长、茎背地生长的实验，植物向光性实验等。
（24）模拟实验法，如渗透作用的实验装置，分离定律的模拟实验等。
上述内容基本上可以包括一般的实验方法，通过这次复习理解了这些方法，将有助于认识、分析和设计新的实验内容。此外，上述多数的实验方法有一个共同的特点：就是实验结论的得出，都是一个逻辑推理的过程，或者说都是一个透过现象看到本质的思维推理的过程。因此，在复习中要充分体会和体验这种过程。可以说，构建实验的方法体系，为分析、解决、设计新的实验，以及形成实验能力，奠定了良好的方法基础和思维基础。
2.常用技术手段
（1）关于光学显微镜的使用：
显微镜的取送：①右手握镜臂；②左手托镜座；③置于胸前。
显微镜的旋转：①镜筒朝前，镜臂朝后；②置于观察者座位前的桌子上，偏向身体左侧，便于左眼向目镜内观察；③置于桌子内侧，距桌沿5cm左右。
对光：①转动粗准焦螺旋，使镜筒徐徐上升，然后转动转换器，使低倍物镜对准通光孔；②用手指转动遮光器（或片状光圈），使最大光圈对准通光孔，左眼向目镜内注视，同时转动反光镜，使其朝向光源，使视野内亮度均匀合适。
低倍物镜的使用：①用手转动粗准焦螺旋，使镜筒徐徐下降，同时两眼从侧面注视物镜镜头，当物镜镜头与载物台的玻片相距2～3mm时停止。②用左眼向目镜内注视（注意右眼应该同时睁着），并转动粗准焦螺旋，使镜筒徐徐上升，直到看清物象为止。如果不清楚，可调节细准焦螺旋，至清楚为止。
高倍物镜的使用：使用高倍物镜之前，必须先用低倍物镜找到观察的物象，并调到视野的正中央，然后转动转换器再换高倍镜。换用高倍镜后，视野内亮度变暗，因此一般选用较大的光圈并使用反光镜的凹面，然后调节细准焦螺旋。观看的物体数目变少，但是体积变大。
反光镜的使用：反光镜通常与遮光器（或光圈）配合使用，以调节视野内的亮度。反光镜有平面和凹面。对光时，如果视野光线太强，则使用反光镜的平面，如果光线仍旧太强，则同时使用较小的光圈；反之，如果视野内光线较弱，则使用较大的光圈或使用反光镜的凹面。
镜头的擦拭：①用专门的擦镜纸；②擦镜头时，先将擦镜纸折叠几次，然后朝一个方向擦，不可来回擦或转动擦；③如果镜头被油污污染，则可在擦镜纸上滴几滴二甲苯，然后按上述方法擦拭。
显微镜的放大对象：是物体的长和宽，不是面积，更不是体积。
显微镜的焦距问题：物镜离装片的远近，准焦螺旋的使用。
显微镜使用时物象移动方向：相反，即物象在视野何方，则装片即向该方向移动。
显微镜使用时异物的判断：目镜、物镜或装片上，通常通过移动玻片（是否在玻片上），转动转换器（是否在物镜上）来判断，剩下在目镜上。
实验后显微镜的安置：显微镜使用完毕后，应将玻片取吓，将其机械部分用白纱布擦拭干净；转动转换器，让两个物镜偏于两旁；转动粗准焦螺旋，使镜筒下降至最低点，将反光镜竖起，蒙上红绸布，然后将显微镜锁入箱内。
（2）临时装片、切片和涂片的制作：适用于显微镜观察，凡需在显微镜下观察的生物材料，必须先制成临时装片、切片和涂片，如“观察植物细胞的质壁分离和复原”中要制作洋葱表皮细胞的临时装片，在“生物组织中脂肪的鉴定”中要制作花生种子的切片，在“观察动物如人体血液中的细胞”中要制作血液的涂片等等。
（3）研磨，过滤：适用于从生物组织中提取物质如酶、色素等，要求学生熟练掌握研磨、过滤的方法，如研磨时要先将生物材料切碎，然后加入摩擦剂（常用二氧化硅）、提取液和其它必要物质，充分研磨之后，往往要进行过滤，以除去渣滓，所用过滤器具则根据需要或根据试题中提供的器材加以选用，如可用滤纸、纱布、脱脂棉、尼龙布等。
（4）解离技术：适用于破坏细胞壁，分散植物细胞，制作临时装片。
（5）恒温技术：适用于有酶参加的生化反应，一般用水浴或恒温箱，根据题目要求选用。
（6）纸层析技术：适用于溶液中物质的分离。主要步骤包括制备滤纸条、划滤液细线、层析分离等。
（7）植物叶片生成淀粉的鉴定：适用于光合作用的有关实验，主要步骤包括饥饿处理、光照、酒精脱色、加碘等。
另外还有根尖培养、幼小动物的饲养、植物必需元素的鉴定、同位素示踪技术等。
熟悉常用的实验方法和技术，理解每种方法和技术的适用情况并熟练掌握其操作技能，以便在设计实验时能进行迁移和利用.
3.实验中常用器材和药品的使用：
一般实验设计此类题目会提供所需的器材和药品。因此，如果能够熟悉这些常用器材和药品的用途和使用方法，往往能从中发现实验设计的思路和方法，甚至具体的实验步骤。现在总结如下：
NaOH：用于吸收CO2或改变溶液的pH。 Ca（OH）2：鉴定CO2
HCl：解离或改变溶液的pH。 NaHCO3：提供CO2
滤纸：过滤或纸层析。 纱布或尼龙布：过滤
斐林试剂：可溶性还原性糖的鉴定。 碘液：鉴定淀粉。
苏丹Ⅲ、Ⅳ：脂肪的鉴定。 双缩脲试剂：蛋白质的鉴定。
二苯胺试剂：鉴定DNA。 柠檬酸钠：血液抗凝剂。
NaCl：配制生理盐水及其它不同浓度的盐溶液，可用于动物细胞内液或用于提取DNA。
琼脂：激素或其它物质的载体，用于激素的转移或培养基。
亚甲基蓝：用于活体染色或检测污水中的耗氧性细菌（细菌的氧化可使之褪色）。
酒精：用于消毒处理、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液。
蔗糖：配制蔗糖溶液，用于测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原。
龙胆紫溶液或醋酸洋红：碱性染料，用于染色体染色。
四.实验设计
. 目标要求: 生物科高考说明中对实验考查的目标和要求是“使用恰当的方法验证简单的生物学事实，并能对实验结果进行解释和分析”。具体的能力考查要求包括两个部分：一方面是考生能够设计简单的生物学实验，另一方面则是能够对实验结果进行解释和分析。
考查考生设计实验方案、验证生物学事实的能力，考查考生对实验结果分析、解释和推导结论的能力，以及根据某些实验条件和部分结果，推测下一步实验结果的能力；同时也考查了考生对生物学实验中常以图、表等抽象形式所表达的生物学意义的理解能力，准确描述相关的现象、原理的能力。这种考查目标更适应对学生创新能力的自我展现。这就要求考生能明确掌握生物学实验设计的基本原则和方法，惟其如此，才能设计出一个完整严谨的实验方案，也才能有根有据地分析解释实验结果、推导结论，根据部分实验结果推测、预期后续实验步骤的结果及理解、表述等。
由于高考侧重于对实验能力的考查，设计型实验题是近几年高考的一个热点。因此，我们对实验的复习，应该立足于对基本实验方法、实验技能、实验思维的强化和巩固着手，培养我们的实验分析、实验改错、实验设计等实验能力。
所谓设计型实验题——就是要求考生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验现象。包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。主要考查我们是否理解实验原理和会分析实验结果，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情景下迁移知识的能力。
(一). 完整实验设计的基本内容
实验名称: 是关于一个什么内容的实验。(即: 研究或实验的内容)
实验目的: 要探究或者验证的某一事实或者做了该实验后，要解决什么问题？能提高或学到哪些知识、能力等（从动手能力，观察能力、基本技能、实验设计、显微镜的使用等方面分析）
实验原理: 进行实验依据的科学道理。(即完成该实验所应用到的理论依据是什么？)
材料用具：包括实验材料、仪器或试剂等
实验的操作步骤: 涉及到实验设计思想、器材、药品的使用、实验设计原则（科学性、简便性、单一变量、可重复性、控制的体现、控制与与平衡控制等）的体现。
实验测量与记录: 对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确客观的记录。
实验结果预测及分析: 能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。
实验结论: 对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。(注：有些考题要求考生预测可能的实验结果，并推断相关的结论。)
注：关于“假设”“预期”“结果”与“结论”的辨析
(1）假设
“假设”，也称假说或猜测，是指用来说明某种现象但未经证实的论题，也是对所提出的问题作出的参考答案，即依据发现的事实材料或科学原理，通过创造性思维，提出初步假定。如“孟德尔分离现象解释验证”的测交实验中，提出的假说是：“FI（Dd）产生配子时，因等位基因分离，使得 FI产生含基因D和基因d的两种配子，且其数目相等。”再如“观察植物细胞质壁分离和复原”实验中，提出的假说应为：
当细胞外溶液浓度＞细胞液浓度→细胞失水
当细胞外溶液浓度＜细胞液浓度→细胞吸水
（2）预期
“预期”是在实验设计方案确定以后，实验正式实施之前，根据假说和原理，对实验可能出现的结果的判断，是依据提出的假说进行推理，得出假定性结果或推论，即“假如假设成立，则应有何种结果”，如“孟德尔分离现象验证实验，假如假说成立则有测交的后代应出现Dd与dd为1：1的结果，即高茎与矮茎数量比应为1：1”，而“观察植物细胞质壁分离与复原实验”中，假若假设成立，则应有处于高浓度（30％）蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞因不断失水→质壁分离，而处于清水中的已分离细胞因细胞吸水→质壁分离复原
（3）结果：
结果应为实验实际出现的情况，如“孟德尔分离现象解释实验”中出现的结果为“得到的64株后代中，30株高茎，34株矮茎，两种性状分离比为1：1”而“质壁分离复原实验”中处于30％蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞果真发生了质壁分离，而处于清水中的已分离细胞果真发生了复原现象。
（4）结论：
结论的得出须依据实验结果，即若出现的结果与预期结果一致则得出与先前的假说一致的结论或“假说成立”，若实验出现的结果与预期结果不符，则得出的结论应为“假说不成立”。
由此可知，“假设”应对应“结论”，“预期”应对应“结果”，在实验讨论时应注意描述的科学性即“如果出现何种结果，则应有何种结论”，例如用检测呼吸装置的红色液滴检测酵母菌呼吸类型时，应为若液滴向左移动则推出什么结论，若液滴向右移动则推出什么结论，而不能描述为“若为有氧呼吸，则液滴向哪移动”，再如在验证淀粉，碘液能否通过半透膜时应描述为“若袋内外液体均变蓝（结果或现象），则淀粉、碘液均能通过半透膜。”而不能描述为“若淀粉、碘液均能通过，则袋内外液体均变蓝”。
（二）实验设计的基本原则
1 科学性原则 实验是人为控制条件下研究事物(对象)的一种科学方法；是依据假设，在人为条件下对实验变量的变化和结果进行捕获、解释的科学方法。
科学研究的过程本身就是科学，并不是说研究的结论才是科学方法。因此，在实验设计中必须有充分的科学依据。生物学实验中，一种生命现象的发生往往有其复杂的前因后果，从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则。如绿色植物新陈代谢中的物质代谢有各种细胞的参与，有各种物质在不同方面的变化。分析问题、设计实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性。
科学性原则：包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。
①实验原理的科学性
实验原理是实验设计的依据,也是用来检验和修正实验过程中失误的依据,因此它必须是经前人总结或经科学检验得出的科学理论。如2000年全国高考考试题第25题，本题要求学生设计实验验证钙离子在血液凝固中的作用。题中给出了两个实验原理；血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，若缺少它则血液不能凝固；草酸钙溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，因此具有抗凝血作用。这两条原理科学而且完整，学生可由此产生明确的设计思路。
②实验材料选择的科学性
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。如“还原性糖鉴定实验”中以苹果或雪梨细胞组织液为材料，以及“植物细胞质壁分离与复原”实验中以紫色洋葱为实验材料等实验都是一些经典的成功选材的范例。
思考：还原糖的鉴定、蛋白质的鉴定、植物细胞有丝分裂观察、叶绿体色素提取与分离、植物细胞的质壁分离与复原、细胞质流动的观察等实验中应选择哪些实验材料才能得到较好的实验效果？为什么？
③实验方法的科学性
只有科学而严谨的实验方法，才能得出正确而可靠的实验结果。如鉴定蛋白质的实验中，根据蛋白质分子在碱性环境中与硫酸铜反应形成紫色的反应特点，实验过程中必须先加双缩脲试剂A液（质量浓度为0.1g/ml的氢氧化钠溶液），振荡后再加B液（质量浓度为0.01g/ml的硫酸铜溶液）。而不能反过来，或把A液与B液混合后加入，这样均不能得到预期的实验结果。
思考：在光合作用强度的检测实验中用绿光灯照射可看成是黑暗条件的依据是什么？在鉴定光合作用产物实验中，为什么要对植物进行饥饿处理，这样做的科学性体现在哪里？
④实验结果处理的科学性
对于实验过程中得到的一些数据，现象或其它信息，不能简单处理，应首先整理后仔细分析，找出它们所能够透露给我们的最大信息量。
2平行复重原则：即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。任何实验必须有足够实验次数，才能避免结果的偶然性，使得出的结论准确、科学。平衡重复原则要求控制某种因素的变化强度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果的影响程度。下面的这道题就是根据平行重复原则设计的实验。
在用质壁分离法测定细胞的渗透能力的实验中，把剪成小块的洋葱表皮细胞（等量）分别依次放入下面各组溶液中，结果记录如下表。
培养皿 蔗糖溶液浓度（mol/L） 发生初始质壁分离细胞占观察细胞数目的百分比
1 0.2 无
2 0.3 无
3 0.4 15%
4 0.5 40%
5 0.6 80%
6 0.7 99%
7 0.8 100%
由以上实验设计的特点来看，采用了平行重复的原则来进行，消除了无关变量与额外变量的干扰，可多次重复该实验，使得实验结果更加客观、科学。
3.可行性原则：可行性原则是指在设计生物学实验时，从实验原理、实验的实施到实验结果的产生，都具有可行性。
4. 随机性原则：随机性原则是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的定义干：一是可以消除或减少系统误差，使显著性测验有意义；二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。
5..简便性原则：实验设计时，要考虑到实验材料要容易获得，实验装置简单，实验药品较便宜，实验操作较简便，实验步骤较少，实验时间较短。
6. 控制与平衡控制原则
该原则是指要严格地操纵自变量，以获取因变量，同时，要严格地均衡无关变量，以消除额外变量干扰。即尽量消除实验误差，以取得较为精确的结果。常用的方法有单组、等组及轮组实验法。
①单组实验法
对一组（或一个）对象，既用A法，又用B法，顺序随机或轮流循环，这是生物实验常用的实验方法。例如，“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验，通常是将做好的紫色洋葱片叶表皮细胞装片，先用蔗糖溶液做质壁分离观察，接着又用清水做质壁分离复原观察，这就是单组实验法。由于对象同一，无关变量的影响也就被平衡和抵消了。
②等组实验法
将状况相等的对象，分成两组，一组用A法，另一组用B法。例：“植物激素与向性”实验,设计了5组实验,其对象是玉米幼苗，要求品种、萌发期、粗细、大小、长势等状况都是相同的，这就是等组实验法，对无关变量的影响起到了平衡和消除作用。
练习：把“植物激素与向性”实验的5组处理方法写出来，并对其相互间的对照能得到哪些实验结论写出来。
③轮组实验法
对两组或两组以上的对象，循环进行两个以上的实验处理，如甲组—A法、B法；乙组—B法、A法等，这样能有效的平衡和抵消无关变量的影响。例如，：“植物向光性”实验，可随机取2株（组）生长状况并不相等的玉米幼苗，做如下实验处理：
甲组：玉米幼苗—a先用“不透光”处理； b后用“单侧光”处理。
乙组：玉米幼苗—c先用“单侧光”处理；d后用“不透光处理。
实验结果，则是 a+d（不透光）和b+c（单侧光）的比较，这就是轮组实验法。这种实验处理的匹配，对平衡、消除无关变量和额外变量更有说服力。
7. 单因子变量原则和等量性原则
此两个原则都是在设计对照实验时必须坚持的原则。所谓单因子变量原则，强调的是实验组和对照组相比只能有一个变量，只有这样当实验组和对照组出现不同结果时，才能确定造成这种不同结果的原因肯定是这个变量造成的，从而证明实验组所给实验因素的作用，因此在设计对照组实验时首先要确定变量并加以正确设置，至于将谁作为变量则很容易确定，即要验证谁则把谁作为变量，也就是要把所要验证的中心条件作为变量。如要探索PH对淀粉酶活性的影响，则需把PH作为变量；要验证光合作用需要光则应将光作为变量；要验证光合作用需二氧化碳则把二氧化碳作为变量等等。等量性原则与单因子变量原则是完全统一的。只不过强调的侧面不同，单因子变量原则强调的是实验变量的单一性，而等量性原则强调的是除了实验变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量必须严格控制等量即相同，以平衡和消除无关变量对结果的影响，需要强调的是这些无关变量在进行严格控制时，不但要等量，而且是在适宜条件下的等量，常态条件下的等量。如在探索PH对酶活性影响的实验中，单一变量是PH，除PH之外的其他一切对酶活性有影响的无关变量不但要严格控制等量，而且要适宜的量，如对温度的控制不但要相同，而且要适宜，即要给予酶活性所需的适宜的温度，而不能控制在低温或高温条件下的等量。
不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一。
①实验变量与反应变量。实验变量是实验中由实验者操纵的因素或条件，是作用于实验对象的刺激变量（也称自变量），自变量须以实验目的和假设为依据，应具有可变性和可操作性。反应变量（又称因变量），是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量，反应变量是研究是否成功的证据，应具可测性和客观性。
二者关系：实验变量是原因，反应变量是结果，即具因果关系。例如：关于“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中，“低温(冰块)、适温(37℃)、高温 (沸水)就是实验变量，而这些变量引起的实验变化结果就是反应变量。该实验旨在获得和解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系。
无关变量与额外变量。无关变量（控制变量）是指实验中除实验变量外的影响实验结果与现象的因素或条件。即是指与研究目标无关，但却影响研究结果的变量. ，实验者应严格控制无关变量，否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。由无关变量引起的变化结果就叫额外变量。
二者关系：也是前因后果的关系。但它们的存在对实验与反应变量的获得起干扰作用。
例如：“唾液淀粉酶实验”中，除实验变量(温度)外，试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量。如无关变量中的任何一个或几个对三组实验不等同、不均衡，就会产生额外变量，影响实验的真实结果。实验变量，或称自变量，指实验假设中涉及的给定的研究因素。反应变量，或称因变量，指实验变量所引起产生的结果或结论。而其他对反应变量有影响的因素称之为无关变量，观察其对实验结果的影响。
【案例剖析】例如，生物课本内温度对酶活性影响的实验中：实验变量是低温（冰），适温(60℃），高温（沸水）；酶的活性变化即反应变量；试管的洁净度，淀粉酶的稀释度，可溶性淀粉的浓度，碘液的量和浓度，温度处理时间，操作程序等是无关变量。实验中不论有几个实验变量，都应做到每个自变量对应一个因变量，此外还要做到操作规范。在实验设计、实施的全过程中，应严格操纵实验变量，严格控制无关变量，尽可能消除误差，获取较为精确的反应变量。
8.对照性原则:科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。 实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。由于同一种实验结果可能会被多种不同的实验因素所引起，因此如果没有严格的对照实验，即使出现了某种预想的实验结果，也很难保证该实验结果是由某因素所引起的，这样就使得所设计的实验缺乏应有的说服力。可见只有设置对照实验，才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性。才能使设计显得比较严密，所以大多数实验，尤其是生理类实验往往都要有相应的对照实验。
如何设置对照实验呢？所谓对照实验是指除所控因素外其它条件与被对照实验完全相等的实验。对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其它条件的完全相等”。具体来说有如下四个方面：
①所有用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所用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要完全一样。
③所用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所用处理方法要相同如：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，但最好还是要作同样的处理。
设置对照组有4种方法：
(1)空白对照，即不给对照组做任何处理；例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照。课本中涉及到的用甲状腺制剂饲喂蝌蚪与正常情况下蝌蚪不作任何处理对照就属于空白对照；在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂，以作对照。
(2)条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理
因素；这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理，目的是通过得出两种相对立的结论，以验证实验结论的正确性。例如，在“动物激素饲喂小动物”的实验中，采用等组实验法，甲组为实验组(饲喂甲状激素)，乙组为条件对照(饲喂甲状抑制剂)；不饲喂药剂的是空白对照组;课本中涉及到温度对淀粉酶活性影响的实验中0℃、100℃等温度下的对照则为条件对照；，显然，通过条件对照．实验说服力大大提高。
(3)自身对照，指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组；例如，“质壁分离与复原”实验，自身对照简便，但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解，即自身对照，处理前的对象状况为对照组，处理后的对象变化为实验组。课本中涉及到将过氧化氢酶加入H202液中说明酶是生物催化剂，则属于自身对照；
(4)相互对照，不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。即实验与对照在同一对象上进行.这种方法常用于等组实验中。“植物向光性”实验中，利用若干组燕麦胚芽的不同条件处理的实验组之间的对照，说明了生长素与植物生长弯曲的关系。证明玉米根的生长方向与地心引力的关系实验中不同方向放置的玉米种子之间则属于相互对照。再如: 在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)(0度、50度,100度) 为条件对照。清水(软水) 、河水(硬水) 对加酶洗衣粉影响中，清水(软水) 、河水(硬水) 为相互对照。用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。.在实验中要找出一个最佳效果点，就要采取相互对照进行实验。
“实验组”与“对照组”确认:一个实验通常分为实验组和对照组（控制组）。实验组是施加实验变量处理的被试组；对照组是不施加实验变量处理的对象组，两者对无关变量的影响是相等的，两组之间的差别，被认为是来自实验变量的结果，如 2005年春季高考 3题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照，因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组，而自然状态（即来接受实验变量处理）的小麦幼苗应为对照组，通过对照组能增强实验的信度。
说明:根据实验目的要求，凡是涉及确定变化因素之间的因果关系的实验中，一般都需要设计对照组实验。中学阶段所要求的实验设计一般多采用对照的原则，因为科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了，且使实验结论更有说服力。
(三). 实验设计的基本要求和注意事项
要求:★在掌握实验目的、原理的基础上确定实验方法。
★ 严格遵循实验设计的基本原则，准确设置对照或变量。
★注意实验程序的科学性、合理性。
★对实验现象进行准确的观察、测量、记录。(确定能观察到的实验现象)
★能够预测可能出现的实验结果及其导致原因，并能够得出科学的实验结论。
★实验设计要考虑运用统计学进行分析的可能性。分析的样本要有一定的数量，使所得数据具有代表性和可靠性。
★实验取样要注意典型性和代表性。
★为了使实验设计清晰明了、富有条理，具体的实验步骤要用“1、2、3……”或其它顺序符号表示。★实验过程中如果用到了两个以上相同的器材，也应对其进行编号，以防混淆。
注意:★要充分利用题目所给条件、材料用具及有关提示；
★过程要完整，且衔接合理；
★要注意各步骤的顺序。有时顺序一乱，就会出现科学性的错误；
★设计方案要充分联系教材中的有关知识点及相关学科的有关知识点；
★设计过程中涉及到的理化知识，按相应学科要求完成，如化学反应式的写法等；
★设计完毕，要自己通读并逐步认定，检查有无缺陷。
(四). 实验设计的具体方法
1.实验设计的应对策略
A.理解实验原理对实验设计的重要作用
每一个生物实验材料的选择、实验装置的确定、实验步骤和实验方法的安排都不是随意的、盲目的，而是有其实验原理作为依据的。实验现象和实验结果的预期也是依据实验原理而作出的。可见，实验原理是实验设计的依据。
B.应认真研究实验课题.
找出其中的实验变量和反应变量，理解题目已知条件所隐含的意义。明确实验目的、实验原理及实验要求的基本条件。充分利用所给器材和试剂，构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获方法。—般情况下，题目中所指定的器材、试剂，任何一种都应在实验的相关步骤中出现，避免遗漏或自行增加某种器材或试剂。精心策划实验方法、严格设计实验过程、合理设置对照或变量，并引入科学的测量方法
C.反应变量的确定和控制
生物实验设计中，反应变量的确定非常重要，因为任何一个科学实验的结论都是从反应变量所表现出的数量、质量或状态的事实中推导或分析出来的。生物实验中很多反应变量就是实验条件。设计实验时，应该根据实验目的和实验原理来确定对实验结果有影响的反应变量。同时，对其他无关变量或非研究变量应进行控制。对变量的控制所要遵循的原则是对照原则，即控制其他因素不变，而只改变其中一个因素（反应变量），观察其对实验结果的影响。通过对照的建立，达到对变量的控制，这是生物实验设计的灵魂。
2. 实验设计常用的一些基本实验方法及技术
使学生熟悉常用的实验方法和技术，理解每种方法和技术的适用情况并熟练掌握其操作技能，以便在设计实验时能进行迁移和利用。主要包括以下几个方面：
（1）光学显微镜的作用 适用于观察生物的微观结构，如细胞结构，包括光镜下可看到的各种细胞器。要求学生熟练掌握显微镜的使用技术。
（2）临时装片、切片和涂片的制作 适用于显微观察，凡需在显微镜下观察的生物材料，必须先制成临时装片、切片和涂片，如“观察植物细胞的质壁分离和复原”中要制作洋葱表皮细胞的临时装片，在“生物组织中脂肪的鉴定”中要制作花生种子的切片等等。
（3）研磨、过滤 适用于从生物组织中提取物质如酶、色素等，要求学生熟练掌握研磨过滤的方法，如研磨时要先将生物材料切碎，然后加入磨擦剂（常用二氧化硅）、提取液及其他必要物质，充分研磨之后，往往要进行过滤，以除去渣滓，所用过滤器具则根据需要或根据试题中提供的器材加以选用，如可用滤纸、纱布、脱脂棉、尼龙布等等。
（4）解离技术 用于破坏细胞壁，分散植物细胞，制作临时装片。
（5）恒温技术 适用于酶参加的生化反应，一般用水浴或恒温箱。根据题目要求选用。
（6）纸层折技术 适用于溶液中物质的分离。主要步骤包括制备滤纸条、画滤液细线、层析分离。
（7）植物叶片生成淀粉的鉴定 适用于光合作用的有关实验，主要步骤包括饥饿处理、光照、酒精脱色、加碘。
另外还有根尖培养、幼小动物的饲养、植物必需元素的鉴定、同位素示踪技术等。
3.实验设计的步骤
实验设计往往是解答实验题的难点，但只要理清思路，找准方法和突破口，也能化难为易。实验的设计可遵循以步骤进行。
(1)了解题目要求:认真读题
(2)写出实验名称: 指出是什么实验，
(3)写出实验目的: 弄清该题要验证或探究的是什么样的生物学事实。即明确实验要解决什么问题。一般在题干中有“验证……”、“证明……”、“探究……”，其后内容就是实验的目的。有些实验需要对其去粗取精，提炼要点.
(3)写出实验原理: 就是完成该实验的理论依据是什么？这就需要分析实验中所涉及的生物学及相关学科中的知识、方法，以及所依据的科学科学原理。另外提供的实验仪器的使用方法和原理也是应考虑在内。此过程要求学生利用储备知识独立分析、运用。对所学知识运用要求较高，这是完成实验设计题目的的关键。
(4)写出实验操作过程:
大多数题目要求写出实验步骤，这是学生束手无策失分较多的地方。总结下面一条书写模式，能够使书写条理，思路清晰。
A选材：选材应保持条件相同（如：日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠）
B编组标号。研究对象、器皿等要编组标号，设立实验组和对照组；
C实验处理。分别对实验组和对照组施加单一变量；除实验变量外，对实验组和对照组的培养、饲养等条件应要相同，即控制无关变量。后面步骤中要用到的东西，如果题目没有给出，则必须在前面的步骤中准备好，如实验中要用蔗糖液，而题目中只给出蔗糖，我们就要先配制好蔗糖液；题目中如果已经给好（如给的是配好的试剂），则不能再配制了。
表格的设计：
要理清设计思路：①首先要读懂题目要求在表格“工作区”记录的内容。（题目中有明确的要求）②其次要明确表格的第一列写什么？第一行写什么？注意在第一列或第一行中肯定要写组别，即实验组和对照组（相互对照中组数可能更多）。③再绘制表格（切记：表格“工作区”是预留给所设计的实验中记录到的数据，而不是要学生造出数据来填入其中。因此只要设计完成一张空白表格即可。设计表格时，要先在草稿纸上画出表格轮廓，再写入答题纸中。）
表格设计好后，切勿忘记给表格添上题注（即表格名称）。
坐标图的设计：要理清横轴的含义？纵轴的含义？纵横轴的单位？曲线的走势？关键点？
D培养（或饲养）、观察、记录
观察记录实验现象和实验数据.
E实验结果分析或者预测实验现象: 要弄清题目的目的是“验证型的”还是“探究型的”。如果是“验证型的”实验，则要根据所学知识和原理，分析得出应有的实验结果和推出相应的结论，（此时一般只有一个结果和相应的结论，且结论与实验目的相对应）。若是“探究型的” 实验，则要根据原理、目的，预测出可能的结果和推出相应的结论（此时一般有几个不同结果及相应的结论）。预测结果“三步曲”
a实验预测
①验证性实验 如“验证……”、“证明……”都可预测到与实验目的一致的结果。联系实验目的得出结论。结论是合理的、科学的、肯定的。不少结论是在实验要验证的内容中寻找。
②探究性（预测结果“三步曲”） 实验如“探究……”预测的实验结果不惟一，大多有三种可能：“变量促进结果；变量抑制结果；变量与结果无关”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。
b很多实验是化学反应类型，肉眼观察不到，应该考虑加入批示剂，借助颜色变化或仪器辅助观察。实验结果可采用文字描述、表格、坐标曲线等方式描述。
注意: 预测实验结果或分析实验结果二者是有区别的：①预测实验结果——根据实验原理和事物间的相互关系，进行理性分析，从而预先猜测可能是什么样的结果、有几种结果可能性，都要事先预测到；②分析实验结果——是从结果出发去寻找事物间的相互关系，或者推导出一般性的结论或规律等。它是分析应有的实验结果，对意料之外的结果乃至失败的情况作出恰当的分析和推论。二者是相反的两个过程：因此解决此类问题时要根据题意注意用词的科学性和准确规范性。当然无论是预测实验结果还是分析实验结果，都要既考虑最后的结果，也要考虑中间步骤的结果。
F实验结论 通过现象、结果的分析，概括出规律性的问题，结论一般就是实验的目的。
注意：
●验证性实验中，实验目的、实验（或预测）结果和实验结论三者是一致的。结果是 指通过实验所观察到的实验现象或通过实验直接得到的“成果”。
●验证性实验中，由于要验证的结论是肯定的，因此无实验假设。
●在验证实验中，如果实验记录作为题目条件已出现，那么就可得到肯定的实验结论。
G讨论 讨论的内容可以是实验中的内容，也可以是跟实验有关的其他问题。
这一规范并非一成不变，在运用时掌握基本原则，灵活处理，才能以不变应万变。实验设计不是教材实验的简单再现，它来源于教材又与教材有别，体现了“源于教材，高于教材”的命题思路。
(五)实验设计的类型
分为:探究性实验与验证性实验
探究性实验：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知活动。
验证性实验：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。
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，因此不存在假设问题
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
实验现象 未知，可以不描述 已知，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①会怎样，如果出现结果②或③又会怎样” 。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。 无
实验结论 无 对应实验目的做出肯定结论
相同：实验原理、所用材料、方法步骤相同。
区别：现象：验证性实验每个装置只出现一种现象，探索性实验分情况说，结论：验证性实验只有一种结论，探索性实验对每种现象分别作以说明，例如必修本上 “探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”。一般的来说，凡是探究性的实验的预测，往往有三种可能性，而作为鉴定性的实验则只有一种可能性，要么就是结论是成立的，要么就是结论不成立的，切记！切记！
当然，涉及到具体的实验题时，一般不会面面俱到，也就是以上各项实验要求不会在试题中全部出现，即在题中仅出现其中的部分要求，因此解题时需具体情况具体分析。
探究性生物学实验的设计方法
近几年高考生物学实验，由于探究性实验更能全面考查同学们的知识储备与科学素养，因而受高考命题者青睐。
探究性生物学实验应当要求同学们在明确实验要求、目的的前提下，遵循实验设计“操作方便、程序合理、药品节约、依据现象推测结论”的原则进行设计，一般可分为以下几个环节：
1．实验课题 如试题需要学生写出实验课题，那对课题的文字描述大多渗透在题干的字里行间，仔细阅读便可领会。实验课题的格式有：
“×××××××××××研究”“×××××××××××实验”“××××××××××的影响”
2．理论假设的提出 根据题目要求，确定实验的条件即实验变量X，实验中要注意控制“变量”。一般只确定一个变量，即唯一一个对实验结果可能产生影响的变量。在此基础上提出理论假设，它常常可以描述为：“当条件X存在时，事件P(实验现象)可能发生当条件X改变时，若事件P发生，能得出何结论；当事件P不发生，能得出何结论。”
2．设计探究性假设 分五个实验步骤进行：
实验准备，包括必要的实验器材及实验药品的准备；
满足条件X，设计一个实验，观察事件P能否发生；
条件X改变，设计一个实验，观察事件P能否发生，发生的程度如何
设计对照实验。
⑤梳理，实验是否遵循“单因子变量”、“平行重复”原则。
3．观察、记录和结论 仔细观察并准确记录实验现象，并根据实验现象作出相应的结论，一般规律是：
(1)若条件X存在，事件P能发生，条件X改变，事件P不能发生(或发生程度改变)，结论是“ ”
(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“ ”
4．探究性生物学实验的几类题型分析
高考生物探究实验的基本题型大致有5种：分析——结论、设计——预测、问题——假设、评价——修正和模仿——创新。这5种基本题型的命题立意，遵循科学探究思想，重视考查同学们参与科学探究活动的能力，充分贯彻高中生物学新课程改革的精神，有助于推动新一轮课程改革和高考命题改革的进程。近年来主要以分析——结论、设计——预测的题型为主，有的考题每个题目又包含1～2种组题类型，其中以实验设计或分析结论为主干，而问题——假设、评价——修正等其他编制试题的形式则较少。
[分析——结论型]
该题型的特点是试题给出实验的目的、方法和过程，侧重于考查同学们对实验过程的观察与理解、对实验现象的解释和分析以及对实验结论的归纳与总结能力。
[设计——预测型]
该题型的特点是试题列出生物科学的结论、事实，要求考生选用适当的实验材料，依据科学的实验原则，设计合理实验步骤，验证生物科学的结论、事实，对实验可能的结果作出预测，并对预测的结果进行解释和分析，推理出实验的结论，侧重于对考生推理能力的考查。
[问题——假设型]
该题型的特点是试题陈述生产和生活中的一些生物学问题，要求考生提出合理的假设，选用恰当的方法验证或解释提出的假设，并根据提出的假设作出合理的预测。此类题型重在考查同学们提出问题、解决问题的探究能力，是近年来实验考查的主力题型。从命题技术上看，这类题型是开放性的好题，但由于受到高考阅卷的限制，目前此类试题只能以选择或填空的形式出现，因而选材受到极大的影响。
[评价——修正型]
该题型的特点是试题给出实验的目的，列出一些实验设计的基本思路，考生通过对试题给出的实验思路进行分析，评价能否达到实验的目的，考查了同学们．的科学思维的能力和判断推理能力；同时要求考生结合自己的评价，对错误的实验设计加以修正，提出恰当合理的实验思路，是一类，较为简单的题型。
[模仿——创新型]
该题型的特点是试题先进行原型示范和具体指导，考生从考试的过程中获得能力的提升，考查考生尝试、模仿已有实验的操作，作进一步创新设计，这类题型增强了实验技能性目标的考查，体现终生学习的理念。基于课文实验的创新为备考的重点。
(六).实验评价题应对策略：
★看有无对照实验，如果有看对照设计是否合理。
★看实验是否遵循了单一变量原则。
★看实验步骤的顺序是否合理，步骤是否完整。
★看实验仪器、药剂的使用的是否合理。药剂的配备、使用及用量的大小。
★看实验结果的验证是否合理。
(七)实验考试试题的类型
给出实验用具、材料、药品、实验目的，要求根据所给器材设计实验方案.(全程设计)
只给出实验目的，实验器材自选，实验方案自己设计
分析已有的实验设计方案中的不科学性.( 设计改错)
研究性课题
补充设计
(八)遗传学实验专练
1．从一个自然果蝇种群中选出一部分未交配过的灰色和黄色两种体色的果蝇，这两种体色的果蝇数量相等，每种体色的果蝇雌雄各半。已知灰色和黄色这对相对性状受一对等位基因控制，所有果蝇均能正常生活，性状的分离符合遗传的基本定律。
（1）种群中的个体通过繁殖将各自的___________传递给后代。
（2）如果控制体色的基因位于常染色体上，则该自然果蝇种群中控制体色的基因型有______种；如果控制体色的基因位于X染色体上，则种群中控制体色的基因型有______种。
（3）现用两个杂交组合：灰色雌蝇黄色雄蝇、黄色雌蝇灰色雄蝇，只做一代杂交试验，每个杂交组合选用多对果蝇。推测两个杂交组合的子一代可能出现的性状，并以此为依据，对哪一种体色为显性性状，以及控制体色的基因位于X染色体上还是常染色体上这两个问题，做出相应的推断。（要求：只写出子一代的性状表现和相应推断的结论）。
[标准答案]（1）基因；（2）正交和反交；（3）三、五；（4）①如果两个杂交组合的子一代中都是黄色个体多于灰色个体，并且体色的遗传与性别无关，则黄色为显性，基因位于常染色体上；②如果两个杂交组合的子一代中都是灰色个体多于黄色个体，并且体色的遗传与性别无关，则灰色为显性，基因位于常染色体上；③如果在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现灰色，雌性全部表现黄色，在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中黄色个体多于灰色个体，则黄色为显性，基因位于X染色体上；④如果在杂交组合黄色雌蝇×灰色雄蝇中，子一代中的雄性全部表现黄色，雌性全部表现灰色；在杂交组合灰色雌蝇×黄色雄蝇中，子一代中的灰色个体多于黄色个体，则灰色为显性，基因位于X染色体上。
2.有人发现某种花卉有红花和白花两种表现型。
(1)请你设计一个实验，探究花色的遗传是细胞质遗传还是细胞核遗传。用图解和简洁语言回答。 ▲
(2)如果花色的遗传是细胞核遗传，请写出F2代的表现型及其比例。 ▲
(1) 正交P 红花♀ × 白花♂　 反交P 白花♀ × 红花♂
　　　
　　 　 F1 　　　　　　　　 　 F1
若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本相同。则该花色的遗传为细胞质遗传：
若正交与反交产生的F1的性状表现都与母本无关。表现为红花或白花的一种。则该花色的遗传为细胞核遗传。
(2)3红：1白或3白：1红
3.玉米子粒的胚乳黄色（A）对白色（a）为显性，非糯（B）对糯（b）为显性。两对性状自由组合。今有两种基因型纯合的玉米子粒，其表现型为：黄色非糯、白色糯。
⑴请用以上两种玉米子粒作为亲本，通过杂交试验获得4种子粒，表现型分别为黄色非糯、黄色糯、白色非糯、白色糯，比例接近1:1:1:1（用遗传图解回答）。若亲本不变，要获得上述4种子粒，但比例接近9:3:3:1，则这个杂交试验与前一个杂交试验的主要区别是什么？（用文字回答）
⑵如果上述白色糯玉米不抗某种除草剂，纯合黄色非糯玉米抗该除草剂，其抗性基因位于叶绿体DNA上，那么，如何用这两种玉米亲本通过杂交试验获得抗该除草剂的白色糯玉米？
⑶现有多株白色糯玉米，对其花粉进行射线处理后，在进行自交。另一些白色糯玉米植株，花粉不经射线处理，进行自交。结果，前者出现黄色糯子粒，后者全部结白色糯子粒。由此可推测，黄色子粒的出现是基因发生_______________的结果，其实质是射线诱发_______________的分子结构发生了改变。
⑷在适宜时期，取基因型杂合黄色非糯植株（体细胞染色体为20条）的花粉进行离体培养，对获得的幼苗用_____________________进行处理，得到一批可育的植株，其染色体数为____________，这些植株均自交，所得子粒性状在同一植株上表现____________（一致、不一致），在植株群体中表现_______________（一致、不一致）。
⑸采用基因工程技术改良上述玉米的品质时，选用大豆种子贮藏蛋白基因为目的基因。该目的基因与作为_____________________的质粒组装成为重组DNA分子时，需要用________________________和连接酶。为便于筛选获得了目的基因的受体细胞，所用的质粒通常具有________________________。将目的基因导入离体的玉米体细胞后，需要采用______________________________技术才能获得具有目的基因的玉米植株。
（1）AABB × aabb F1 AaBb × aabb
F1 AaBb （1分） AaBb：Aabb：aaBb：aabb
1： 1： 1： 1
前一个实验是F1进行测交，后一个实验让F1进行自交。
（2）选择黄色非糯玉米为母本，白色糯玉米为父本进行杂交，获得F1。在以为F1母本，白色糯玉米为父本进行杂交，获得的杂交后代中就会有抗除草剂的白色糯玉米
或答：
AABB♀ × ♂ aabb F1 AaBb♀ × ♂aabb
F1 AaBb AaBb：Aabb：aaBb：aabb
第二次杂交后代中就会有抗除草剂的白色糯玉米
（3）突变；DNA；
（4）秋水仙素；20；一致；不一致
（5）运载体；限制性内切酶；标记基因；植物组织培养。
4.为丰富植物育种的种质资源材料，利用钴 60 的γ射线辐射植物种子筛选出不 同性状的突变植株，请回答下列问题：
（1）钴60 的γ辐射用于育种的方法属于 育种。
（2）从突变材料中选出高产植株，为培育高产、优质、抗盐新品种，利用该植株进行的部分杂交实验如下：
① 控制高产、优质性状的从因位于 对染色体上.在减数分裂联会期 （能、不能）配对。
② 抗盐性状属于 遗传。
（3）从突变植株中还获得了显性高蛋自植株（纯合子），为验正该性状是否有望一对基因控制，请参与实验设汁并完善实验方案：
① 步骤 l ：选择 和 杂交。
预期结果 。
② 步骤 2 : 。
预期结果 。
③ 观察实验结果，进行统计分析：如果 与 相符，可证明该性状由一对基因控制。
( l ）诱变
( 2 ） ① 两（或不同） 不能
② 细胞质（或母系）
( 3 ） ① 高蛋白（纯合）植株 低蛋白植株（或非高蛋白植株）
后代（或 F1）表现型都是高蛋白植株
② 测交方案：用 F1 ：与低蛋白梢株杂交
后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是1：1
或自交方案： F1自交（或杂合高蛋白植株自交）
后代高蛋白植株和低蛋白植株的比例是 3 : 1
③ 实验结果预期结果
5. 已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。
（1)根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推断过程。
(2）为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行？（简要写出杂交组合、预期结果并得出结论）
（1)不能确定。①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa,6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占1/2，6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa,6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角。Aa的后代或为无角或为有角，概率各占1/2，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。
(2)从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交（有角牛×有角牛）。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。
6.已知水稻抗病（R）对感病（r）为显性，有芒（B）对无芒为显性，两对基因自由组合，体细胞染色体数为24条。现用单倍体育种方法选育抗病、有芒水稻新品种。
（1）诱导单倍体所用的花药，应取自基因型为________的植株。
（2）为获得上述植株，应采用基因型为________和________的两亲本进行杂交。
（3）在培养过程中，单倍体有一部分能自然加倍成为二倍体植株，该二倍体植株花粉表现________（可能或不育），结实性为________（结实或不结实），体细胞染色体数为________。
（4）在培养过程中，一部分花药壁细胞能发育成植株，该二倍体植株花粉表现________（可能或不育），结实性为________（结实或不结实），体细胞染色体数为________。
（5）自然加倍植株和花药壁植株中都存在抗病、有芒的表现型。为获得稳定遗传的抗病、有芒新品种，本实验应选以上两种植株中的___________植株，因为自然加倍植株_____________，花药壁植株______________。
（6）鉴别上述自然加倍植株与花药壁植株的方法是__________________________________
______________________________________________________。
（1）RrBb （2）RRbb rrBB （3）可育 结实 24条 （4）可育 结实 24条
（5）自然加倍 基因型纯合 基因型杂合 （6）将植株分别自交，子代性状表现一致的是自然加倍植株，子代性状分离的是花药壁植株
7.进行植物体细胞杂交，首先需要除去细胞壁。现提供以下材料和用具：白色洋葱鳞片叶、紫色洋葱鳞片叶、适宜浓度的盐酸、适宜浓度的蔗糖液、纤维素酶、果胶酶、蒸馏水和镊子，显微镜、载玻片、盖玻片等。请你从中选取合适的材料配制成合理的细胞壁分解液，并设计出检验它除去细胞壁的方法和步骤，预测和解释实验的结果。
(1)实验步骤：
①配制细胞壁分解液，选取　　　　　　　　　　　　　　　　　　配制成细胞壁分解液。这样选取的理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②检验细胞壁分解液除去细胞壁的方法：
第一步：
第二步：
第三步：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2)实验结果的预测和解释：
(1)①适宜浓度的蔗糖液，加入适量的纤维素酶和果胶酶
纤维素酶和果胶酶能高效、专一地水解细胞壁，适宜浓度的蔗糖液不会使原生质体过度吸水而胀破
②第一步：滴适量的细胞壁分解液在载玻片水中央，用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶表皮浸泡在其中。一段时间后，制得实验组装片
第二步：用适宜浓度的蔗糖液替代细胞壁分解液，其他操作与制作实验组装片相同，制得对照组装片
第三步：在显微镜下观察比较实验组装片和对照组装片
(2)实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形，表明细胞壁已被分解掉。对照组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，表明细胞壁未被分解
II．用黄色圆粒豌豆（YYRR）和绿色皱粒豌豆（yyrr）作亲本，杂交得到F1，F 1自交得到F2。
（1）某研究性学习小组从F2中取一粒黄色皱粒的豌豆（甲），欲鉴定其基因型，设计了如下方案：
选择表现型为 的豌豆与甲一起播种，并进行人工测交试验。试验时，应先对母本的未成熟的花进行 处理，套上纸袋，待花成熟时进行 。
预测可能的试验结果及相应的结论：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
（2）上述方案操作复杂，如用 的方法也可以鉴定豌豆（甲）的基因型且操作简便。
（3）以上鉴定豌豆（甲）基因型的方法所依据的生物学原理是 。
II．（1）绿色皱粒，去雄，人工授粉。
①若子代个体只出现一种表现型（或子代个体只出现黄色皱粒），则说明豌豆（甲）的基因型为YYrr。
②若子代个体出现两种表现型（或子代个体出现黄色皱粒和绿色皱粒），则说明豌豆（甲）的基因型为Yyrr。（其它合理答案可酌情给分）
（2）自交。
（3）基因重组。
8. 阅读下列材料，回答相关问题
蒲公英，菊科，结瘦果，头状花絮，根可用于扦插繁殖……根可入药，叶形有全缘型也有缺刻型……生长于背风向阳处的植株叶型为全缘，而生长于向风阴蔽处的植株叶型为缺刻型……
为了验证“蒲公英的缺刻叶型是受环境因素的影响而形成的”，某三位同学利用如下材料进行了实验设计．下列是实验的思路，请分别指出三个实验思路能否达到实验目的，为什么？再写出你的设计思路．
材料用具：秋季同一田野中生长良好的蒲公英；花盆；小铲；剪刀；沃土等。
实验一：①于田野中取叶全缘的一株蒲公英上的两粒种子，分别栽种于装有沃土的A、B两花盆中给予适宜外界条件，催芽；
②发芽后于适宜条件下培养，A为背风向阳处，B为向风荫蔽处；
③一段时间后观察两盆蒲公英的叶型。
答：　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　
实验二：①选取一株生长良好的蒲公英，取其根，在同一直根上切取相似两段，分别埋于沃土中催芽，培育至出现成熟叶型；
②再分别移栽于A、B两花盆培养，A为背风向阳处，B为向风荫蔽处；
③一段时间后观察两盆蒲公英的成熟叶型的变化。
答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
实验三：①分别选取叶型呈缺刻型和全缘型的两株生长良好的蒲公英，取其根，在相似部位上切取相似两段，分别埋于沃土中催芽；
②发芽后移栽于A、B两花盆中，于背风向阳处培养；
③一段时间后观察两盆蒲公英的叶型。
答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
下面由你进行实验设计，写出你的设计思路及相关实验原理：
设计思

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