生物实验设计解答技巧

摘要近几年生物高考实验设计题型比较常见，问题的形式上也变化较大。考生在这一块上失分较多，有的考生根本找不到答题的关键点无从下手。本文根据高中阶段生物实验要求，以及学生必须要把握的实验知识。总结了生物实验设计的答题技巧。

关键词       生物实验设计解答技巧

生物学既是一门自然科学，又是一门实验性科学。自然科学的概念、原理和规律大多是由实验推导和论证的。独立完成实验和设计简单实验是高考考查能力要求之一。生物实验设计，就是要求同学们能够设计实验原理、选择实验器材、安排实验步骤、进行数据处理及分析实验现象等。它不同于书本上的实验观察，其目的主要考查学生是否理解实验原理，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。加强实验能力考查在近年各地高考中得到了充分体现，而生物实验设计题往往是学生感到很棘手的题项。在近几年各地的高考试卷中常有生物实验设计题出现。有的是设计实验的全过程，有的是修正实验设计的不足，有的是根据实验现象推出结论。根据学生平时的练习可以看出，学生在这方面的能力还是很有限的。有的老师在讲解得过程中也很难抓住重点，往往是知道相关的知识点，但不知道如何表达。那么，如何才能解答好生物实验设计题呢？下面就这一问题结合生物实验设计考题谈几点看法。

一．了解实验设计的内容

设计一个较完整的实验方案一般包括：

了解题目要求；明确实验目的；

分析实验原理；熟悉实验器材；

确定实验思路；设计实验步骤；

猜测实验结果；得出实验结论。

二.明确实验设计的类型

实验设计一般有两种类型：验证性和探究性。验证性实验具有明确的结果，通过实验加以验证，结论往往只有一个；而探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的，结论往往有多个。

三．实验设计原则

1.控制性原则

生物学实验是通过控制和干预实验现象而进行的探索活动。控制本身就是在分析的基础上找出影响现象产生的各种因素，从而以控制或干预某一需要研究的因素来达到熟悉事物本质的目的。从熟悉论的角度来看，生物学实验的控制可分为两大类：一类是设法排除对研究对象的干扰，另一类是设法对研究对象进行干扰。这两个相反方式的控制所依据的原理是减法原理和加法原理。

2.对照性原则

比较是确定事物之间异同和关系的过程，它是思维过程中的一个重要环节，也是能否提取和概括本质特征，舍弃非本质特征的重要前提。在生物学实验设计中设立对照组，可使实验结果更具说明力和科学性。

常见的对照类型：

2．1空白对照不做任何实验处理的对象组。如“探索甲状腺激素的生理作用”实验中，A组：给蝌蚪喂养掺有甲状腺制剂的饲料；B组：给蝌蚪喂养掺有甲状腺抑制剂的饲料；C组：给蝌蚪喂养普通饲料，其中C组为空白对照组。空白对照能显示出实验组的变化和结果，增强了说服力。

2．2条件对照虽给对照组施以某种实验处理，但不是所研究的实验因素。如上述实验中B组为条件对照。设置条件对照更能充分说明实验变量对实验现象的影响。

2．3相互对照不单设对照组，而是几个实验组之间相互对照。如“验证PH值对唾液淀粉酶活性的影响”，设置PH值分别为5.0、6.2、6.8、7.4、8.0的5支试管，这5支试管间相互对照。

2．4自身对照指实验和对照在同一对象上进行，即不另设对照组。如“植物细胞质壁分离和复原”实验中，在洋葱鳞片叶表皮的临时装片中先加入蔗糖溶液，观察细胞质壁分离；后加入清水观察细胞质壁分离复原，就是典型的自身对照。自身对照关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异，其中实验处理前的对象为对照组，实验处理后的对象则为实验组。

3.单因子变量原则

任何一个生物学实验，影响其结果的因素都是多方面的。在中学生物学实验设计中，常用的实验设计方法是：控制其他变量相同，只改变所要研究的某一变量，通过设立对照组，观察其对实验结果的影响。

4.平行重复原则

控制某种因素的变化幅度，在同样情况下重复实验，观察其对实验结果的影响程度，从而揭示事物的本质特征。

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。

四．安排实验操作的顺序

4．1操作顺序的合理性不同的操作顺序导致不同的结果并影响实验的严密性。如“PH值对酶活性的影响”实验，操作时必须先将酶分别置于不同的PH值中，再加入淀粉溶液。又如“还原性糖鉴定实验”中，先将斐林试剂甲液和乙液混合以形成Cu（OH）2后，再加入组织样液中，而“蛋白质的鉴定实验”中，先加入双缩脲试剂A液以创造碱性环境，再加入B液。再如利用碘液检测淀粉酶是否将淀粉完全水解，假如操作顺序为：淀粉+碘液+淀粉酶，再水浴加热一段时间。这样操作碘与淀粉结合呈蓝色络合物将影响淀粉酶对淀粉的水解，同时碘液会影响酶的活性。即使蓝色褪去也只能说明淀粉酶将络合物水解，无法排除碘对实验的影响，使实验的严密性欠缺。

4．2实验步骤的可操纵性非凡在实验时间上的可控制性。若“验证唾液淀粉酶具有催化作用”的实验步骤为：

35℃水浴加热一段时间

第一步试管A：淀粉+淀粉酶+斐林试剂煮沸加热后，观察溶液颜色变化。

第二步试管B：淀粉+清水+斐林试剂煮沸加热后，观察溶液颜色变化。

如此操作，实验时间较长，且第一、二步中“一段时间”不易控制，不能排除时间因素对实验结果的影响。

五．其他需要注重的内容

1.实验顺序和步骤一定要合理，方法要简便易行，效果要明显。自己完成实验步骤后可以多读几遍体会一下。

2.假如实验中用到几组器材或需要分几组实验，切记进行编号，以保证不丢分。

3.语言的叙述和表达要简洁明了，讲的越多犯错误的可能性就越大。

4.题目中给你的器材一般都要用上，假如有器材没有用上，那就表明可能你的答案有问题。列出的器材还会给你一定启示，如有凡士林则肯定有密封的要求。

例题分析根据以上注重事项解答2003年海淀模拟试题中的生物实验设计试题

已知唾液中含有淀粉酶，淀粉酶可以催化淀粉的水解；又知鸡蛋被加热到650C后会“变熟“，但不知唾液淀粉酶被加热到650C后是否影响其生物活性。为探究此问题，请你依据所给材料和用品设计出相应的实验方案，并猜测可能的实验结果及可获得的相应结论。

材料用品：经过稀释的唾液、经过稀释并煮熟的淀粉糊两份（一份保持在370C环境中，另一份保持在650C环境中）、碘酒、酒精灯或其他的加热设备、试管若干、量筒、滴管、大烧杯、温度计等。

实验方案：

（1）_______________________________

（2）将一支试管放入370C左右的温水中，将另一支试管放入650C的温水中。两试管均保持温度5min后取出。

（3）_______________________________

可能的实验结果及相应的结论：

要答好这类实验设计题，应注重以下几个方面

1、明确实验目的

认真审题，找到关键词，搞清实验要探究什么问题。

本题主要是以温度对酶（蛋白质）活性的影响为知识背景，考查同学探究性实验的设计能力。所以读完题后，应明确本实验的目的是探究650C的温度是否影响唾液淀粉酶的生物活性。

2、理解实验原理

实验原理是指设计实验的依据，本实验原理包括1：在370C环境下，唾液淀粉酶可以催化淀粉水解，2：碘遇淀粉变蓝。

3、把握实验原则

单因子变量原则：本实验的两组处理除温度因素，其他方面均相同。根据题意要求，实验设计方案包括：

（1）取甲、乙两支试管分别作标记，一支注入370C的淀粉糊3mL，另一支注入650C的淀粉糊3mL，再向两试管各注入等量的2mL唾液，取丙试管注入370C淀粉糊3mL，蒸馏水2mL并振荡。

（3）冷却后，分别向两试管内滴入等量的碘酒，观察并比较两试管中液体的颜色。

对照性原则：本实验丙试管为空白对照，甲试管370C常态为标准对照。

4、全面预期实验结果

对实验作出全面的预期，本实验可能的结果有三种：（1）650C不影响唾液淀粉酶的活性，（2）650C降低唾液淀粉酶的活性，（3）650C使唾液淀粉酶丧失活性。

5、结论科学，表述准确

结论科学指实验现象与结论之间有因果关系，符合逻辑。

如本实验可能的实验结果及相应的结论是：

（1）若甲、乙两试管液体的颜色相同（均为无色或均为碘酒颜色），则证实唾液淀粉酶在被加热到650C后不影响其生物活性。

（2）若经650C处理的乙试管中液体呈现蓝色与丙试管液体颜色相同，则证实唾液淀粉酶在被加热到650C后丧失了生物活性。

（3）若经650C处理的乙试管中液体呈现蓝色但是比丙试管液体颜色浅，则证实唾液淀粉酶在被加热到650C后生物活性降低了。

实验能力是教学大纲要求把握的一项基本能力。实验能力的考查，一般要求学生能够通过简单的实验设计验证某些生物学现象。因此，实验教学就应该重视对学生实验技能的练习和实验设计的指导，引导学生在了解实验设计方法、原则的基础上，进行一些相关或类似的实验设计；并注重阅读实验设计的实例，让学生从实践中把握简单实验设计的内容、方法与原则，学会科学的实验设计，为创新能力的培养打下坚实的基础。