高三生物实验复习[下学期]
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课件36张PPT。生物学实验高考生物复习一、高考实验题的命题特点解释实验原理；
根据实验现象判断推导实验结论,对实验结果提出合理解释
设计实验过程
评价实验方案、修正实验方案中的错误或补充完善实二、探究性实验的程序实验名称、目的。
假设
预期
设计
实验
观察和收集数据
分析、推论
写出报告 例： 某生物兴趣小组将香烟和蒸馏水按照1：1的重量比浸泡24 h，过滤后的滤液作为原液,开展“不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响”的课题研究。如果你是其中一员，如何设计实验方案？1.实验目的2. 实验原理3. 观测指标4. 实验器材和材料5.实验步骤三、实验步骤、实验方案的设计6.预测实验结果，设计表格，用于记录设计思路实 验 设 计科学性原则
可行性原则。
可重复性原则
简便性原则
单一变量原则
对照原则实验设计原则设计实验的一般方法步骤1.依据题意，明确实验原理。就是分析该实验所依据的原理是什么，涉及到教材中的那方面的知识。
2 依据实验原理，明确实验器材的用途。就是根据实验所提出的问题和要求，从所提供的实验材料用具（一般不会多提供）中正确判断和选取该实验所需要的材料用具，并且明确每一材料用具在该实验中怎样利用，在什么时候和什么位置利用。
3 依据实验原理和材料用具，设计实验步骤。就是用文字或图解写出或绘出实验步骤，要注意实验对照组的设立，许多生物实验设计题都需要设立对照组，对含有对照实验的装置进行编号，实验步骤要符合科学性。
4 依据实验过程，得出实验现象和结果。通过认真细致观察实验过程，结合有关生物学基础知识，得出实验结果和现象。
5 依据实验结果，得出实验结论并准确表述。通过对实验结果、现象深入细致的分析，从中得出实验结论。在文字表述上要有技巧，如表述的语言要精练、应尽量使用题目中出现过的比较规范的表述、在使用器皿时用标记号（甲烧杯、A试管、1号培养皿…）来辅助，这样在表达时一方面清晰明了，另一方面可以节省篇幅、节省时间。 解 题 步 骤 (1)了解题目要求(2)明确实验目的(3)分析实验原理(4)确定实验思路(5)设计实验步骤(6)预期结果与分析 [例8] （2000年生物高考上海卷）根据下述条件设计一实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实验操作步骤并分析结果。 一瓶10%的蔗糖溶液，一瓶30%的蔗糖溶液，250ml烧杯1只、半透膜制成的透析袋1只、刻度玻璃管1支、细线1根、支架1个。 （1）实验步骤： （2）结果分析： [解析] (1)了解题目要求。 首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。本题的要求有二个：一是设计实验步骤，二是分析实验结果。 (2)明确实验目的。 明确实验到底要解决什么问题。本实验的目的题目中已告知，即鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，实验只要求定性区别两瓶蔗糖溶液的浓度，不要求作具体的浓度测定。 (3)分析实验原理。 鉴别蔗糖溶液浓度的方法很多，如用化学方法直接测定蔗糖溶液的浓度，用物理方法通过测定不同蔗糖溶液的比重，用生物方法通过不同蔗糖溶液的渗透性差异来确定等。原理不同设计方法显然不同。在分析实验原理时要充分利用实验所给的条件，并结合所学知识来解决。本题实验条件中给出的半透膜制成的透析袋告诉我们，所运用的原理是根据不同溶液的蔗糖溶液其渗透性不同，即：通过半透膜，水分总是从溶液浓度较低的一侧向溶液浓度较高的一侧渗透。 (4)确定实验思路。 这一步尤如做作文的构思，是建立实验设计的基本框架。运用半透膜来测定两组蔗糖溶液的浓度方法也可以是多样的，如可以设计两组或三组实验进行对照操作，但本题提供的器材只有一组，显然不可能设计成两组或三组实验，只能设计一组实验。这样，将两种蔗糖溶液分别置于半透膜两侧，就成了最佳选择。基本思路就是，将蔗糖溶液之一置于透析袋中，另一蔗糖溶液置于透析袋的外侧，通过观察渗透作用的进行情况来判断溶液的浓度。 (5)设计实验步骤。 有了思路，具体怎样操作？这就需要在确定思路的基础上进行精心的设计。这一设计一定要充分利用题目中所给的实验条件，要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别是起什么作用的？怎样运用？
要注意：一是题目给出的实验试剂和材料都必须充分运用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意增加实验试剂和材料。本题的具体设计应为：（有下划线的为题中所给的实验试验和材料） ①将一瓶中的蔗糖溶液倒入烧杯中。
②将另一瓶中的蔗糖溶液装满透析袋，将刻度玻璃管插入袋内溶液中，用细线将袋口和玻璃管扎紧。
③将插有玻璃管的透析袋放入装有蔗糖溶液的烧杯中，垂直固定于支架上，记录玻璃管的液面刻度。
④一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是升还是降 注意： 在设计中常见的问题有以下几种：一是将实验设计成对照实验，分成二组进行实验，这样题目中给定的实验器材就不够用，因而不符合题目的要求；二是将两瓶蔗糖溶液先后置于透析袋内，分别置于放有清水的烧杯中进行实验，然后记录液面上升的刻度。这样操作的问题在于一方面在同一透析袋中进行操作，影响实验的精确性；另一方面题目所给的实验条件中没有给出清水。因此这种设计也不符合题目要求。三是不少同学忽略一些细节的处理，如细线、支架没有起到作用等。此外，还有的同学叙述成“将10%的蔗糖溶液…”，把未知的需要鉴别的蔗糖溶液当成是已知条件，然后再去分析实验结果。这样实验的目的就改变了，由原来的要求鉴别蔗糖溶液浓度，变成了验证已知的不同浓度的蔗糖(5)结果与分析。 一般的实验设计题都会有实验结果的预测与分析或对实验过程中的某些操作或原理的分析。本题要求对结果作出分析，既应该包括结果，也应该包括对结果的分析。答案应为：如液面上升，则透析袋中的是30%的蔗糖溶液，烧杯中的溶液是10%的蔗糖溶液；反之，可推测透析袋中的是10%的蔗糖溶液，烧杯中的是30%的蔗糖溶液。一、实验材料和用具
（ 1）家兔 （ 2）生理盐水 （ 3）酒精棉 （ 4）适宜浓度的草酸钾溶液 （ 5）适宜浓度的氯化钙溶液 （ 6）试管、注射器（针管、针头）
二、实验步骤和实验结果
第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水（见下图）
第二步：
草酸钾溶液 生理盐水
问题：设置B管的目的是---————。（2000年高考理科综合能力测试） [例9]血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝固作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。 [解析]本题要求有二个，一是完成实验设计和给出实验结果，二是回答实验设计中的相关问题。实验的目的是验证钙离子在血液凝固中的作用，钙离子是实验因子。实验的原理题目中以信息的形式给出，包括二方面：一是钙有凝血作用，二是草酸钾溶液能与血液中的钙离子反应生成草酸钙沉淀。尽管题目提供的实验材料和用具没有指明数量，但题目已给出了实验设计的第一步，从第一步可以可出是要设计对照实验，因此实验的思路及预期的结果应是：设计两组实验，有钙→血液凝固，无钙→血液不凝固。题目给出的实验第一步是：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水。很明显，这里的草酸钾是用于与钙结合的，因此A试管是实验组，B试管用的是生理盐水，起的是对照作用，因此B试管是对照实验组。分析实验材料和用具的作用：家兔提供血液，酒精棉用于消毒，注射器用于抽取血液，试管、生理盐水和草酸钾已在第一步实验中用到。这样就可以有以下的实验设计： 第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血液。
第三步：立即将等量的新鲜血分别加入到A、B两试管中。 根据题目所给的信息，由于甲试管中有草酸钾，与血液中的钙离子结合生成了草酸钙，血液中没有了钙离子，预期血液将是不凝固；乙试管中加的是生理盐水，不影响血液中的钙离子，因此预期血液将发生凝固。所以实验结果是：A管凝固，B管不凝固。 第四步：将等量的CaCl2溶液分别加入到A、B两试管中。（B管因血液已凝固，在此也可以不加）
结果：一段时间后，A管凝固，B管仍然凝固。
这样第一到第三步采用的是并列对照实验，第四步则进一步采用前后对照实验，从而较严密地证明了钙对血液凝固的作用。
很显然，题目所问设置B管的目的应是作为A管的对照。
在本题的解答中还应该注意，本实验总体上采用的是并列对照实验的方法，因此在A、B两试管的处理上除了实验因子外，其余的各项操作都必须是相同或尽量相同的，如加入的血液、氯化钙溶液都必须等量。 实验设计和结果似乎已出来了，但我们仔细观察可以发现，题目中还有一个条件没有用到，即适宜浓度的氯化钙溶液。这是很多同学容易忽略的。推敲一下上述三步设计可发现，实验还是不够严密的，A管内血液不凝固的因素并不唯一，是否可能是草酸钾的直接作用？要排除这一因素，一个可行的办法是在A管内继续加入钙，看是否会凝固。因此可继续设计一步操作：例10 在相同的环境下分别培养大麦和狗尾草，它们都生长良好。把两者的种子混匀后播种，则大麦正常生长，狗尾草的生长明显受到抑制（矮小）。人们设想可能是大麦根部分泌物会抑制狗尾草的生长。为验证这一设想，研究性学习小组的同学用完全培养液（甲）、培养过大麦的培养液（乙）做了以下实验: 把狗尾草幼苗随意分为A、B两组，A组用甲液培养，B组用乙液培养，实验容器符合要求，实验过程中向A、B两组均通入空气。一段时间后，B组狗尾草的长势明显不如A组。该组同学由此得出结论：大麦根部分泌物会抑制狗尾草的生长.你认为，该实验能得出上述结论吗？如不能，请提出正确的实验设计思路。[例11]为证明光合作用需要CO2作为原料，一些同学设计了如下实验：在A、B两试管中加入等量绿色的BTB溶液（一种指示剂，pH升高变蓝色，pH降低时变黄色）和大小相当的水草，A管放在阳光下，B管用黑纸包起来，一段时间后，A管中的BTB溶液变为蓝色，B管中的BTB的溶液变为黄色。从而证明植物光合作用吸收CO2，使BTB溶液中的pH升高而变为蓝色。
请问：上述实验是否符合设计要求？谈谈你的观点和建议。 [例13]某生物兴趣小组开展“不同浓度生长素类似物对种子萌发和幼苗生长的影响”的课题研究，老师已经为他们准备了生长素类似物的浓溶液和萝卜种子，假如你是其中的一员，请回答：
（1）要测定生长素类似物对种子萌发和幼苗生长的影响，你可以采用的测定指标是 、 等。
（2）做该实验时，如何设置对照组？
（3）设计一张表格，用于实验时记录数据。 [例14]根据实验原理和材料用具，设计实验确定细菌质粒的抗菌素基因所抗的抗菌素的类别。
实验原理：作为运载体的质粒，需有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因。有抗性基因的质粒可用做运载体。
材料用具：青霉素、四环素各10万单位溶液、菌种试管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、无菌水、恒温箱
方法步骤：
预期：
[例15]在人群中有耳垂与无耳垂是一对相对性状，已知有耳垂是显性性状，无耳垂是隐性性状。某兴趣小组计划调查A市100个家庭的父母与子女间这对相对性状的遗传情况（一对夫妻只有一个孩子），作为一次研究性学习的活动。如果你是该小组的一位成员，请完成下列任务：
⑴请为本次活动确定一个合适的研究目的。
⑵请设计一张表格，用于调查时统计数据，并给表格定出一个标题。
标题：
表格：
⑶该研究的一个不足之处是： 。 [例7]某实验小鼠适宜生活在25℃左右的环境中，为探究低于适宜温度的环境（如10℃）对小鼠能量代谢的影响（能量代谢的强弱用单位时间的耗氧量表示），请依据所给的实验装置（如图）、实验材料和用品，在给出的实验方法和步骤的基础上，继续完成探究实验，预测可能的实验结果和结论，并回答问题。
实验室温度：25℃左右
材料和用品：小鼠、冰袋、秒表等
方法和步骤：
步骤1：将小鼠放入广口瓶的笼子内，
加塞密闭。打开夹子（A）、（B）、
（C），片刻后关闭夹子（B），
用注射器抽取10毫升氧气备用。
关闭夹子（C），
打开夹子（B），
使水检压计液面左右平齐。
步骤2：
步骤3：
结果预测和结论：① ② ③
该实验最可能的结果和结论应是 。
原因是 。[分析]本题考查了温度对恒温动物能量代谢的影响相关知识，还涉及了物理、化学等学科知识。考查了实验设计中完善实验方案、预测实验结果、分析、推理等科学思维和能力。 这是一道有关探究性实验的试题，题目已确定实验目的，提供了实验材料、用品、实验装置、实验室温度条件和部分实验步骤，要求考生完成该实验步骤的设计，并预测实验结果和推导结论，对最可能的实验结论进行解释。 本题的信息量非常大，既有文字信息，也有图解信息和实验用具的使用信息等。考生首先要耐心、仔细地阅读和理解。特别是实验装置部分，涉及物理、化学的一些实验用具和原理，考生可能较少使用或没用使用过，因此，该部分是新情景。步骤1示范了图示装置的各种用具的使用方法，要求考生通过提取图文信息理解各种实验用具的作用，学会使用并运用于步骤2、3的设计中。 解题突破口是：明确和理解实验目的。因为运用实验原理、设计实验步骤、预测结果和推导结论等均以实验目的为出发点，为实验目的而服务的。 由题干可知本实验的目的是：探究低于适宜温度的环境（如10℃）对小鼠能量代谢的影响。 本实验的单一变量（自变量）是温度（适宜温度即25℃和低于适宜温度即10℃），因变量是小鼠能量代谢的强弱变化。本实验设计要解决实验目的中的2个主题问题。问题1：怎样控制自变量---温度的变化？已知实验室的温度为25℃左右，适宜温度条件已具备，那么怎样营造10℃左右的温度环境呢？题目提供了冰袋和温度计。问题2：怎样测量因变量---小鼠能量代谢强弱的变化？题干要求用单位时间的耗氧量表示。既然需要计算单位时间，所以题干提供了秒表。如何测定耗氧量？题干提供了一个较复杂的装置。首先需要有氧气，所以装置中有氧气袋。氧气的使用量是多少？题干提供了两个用具，其一是注入小鼠生活环境中的氧气量，用20mL注射器测量；其二是消耗了的氧气量，用无刻度的水检压计测量。由于水检压计是没有刻度的，显然需要秒表来计算单位时间内水检压计液柱的变化。为了排除非实验变量---小鼠呼吸作用呼出的CO2 对该实验的影响该实验设计用氢氧化钠吸收CO2，排除了干扰，保证了实验变量的唯一性。 本实验运用了自身对照实验的方法来控制实验变量。首先是在25℃条件下测定小鼠的代谢变化，然后其它条件不变，只降低温度，再测定小鼠的代谢变化。设计时还需要注意使用重复性原则。 本题后半部分考查对实验结果的预测和结论推导能力和分析结论的能力。在这里应注意两点：一是必须以预测的实验结果（即单位时间的耗氧量）为依据，分析能量代谢强弱变化的结论，不能主观臆测。二是根据恒温动物需要调节产热和散热来恒定体温的知识对最可能出现的实验结果和结论作出预测和原因分析。步骤2：待小鼠安静后，关闭夹子（A），记下时间，将注射器向前推进5毫升（推进数量合理即可），水检压计液面左侧升高，关闭夹子（B），待水检压计的液面左右平齐时，记录时间。得到在25℃环境中小鼠消耗5毫升氧气所用时间。 结果预测和结论： 步骤3：将冰袋放在广口瓶周围，调节距离，使瓶内的温度稳定在10℃，待小鼠安静后，重复步骤1、2中的有关操作。得到在10℃环境中小鼠消耗5毫升氧气所用时间。 ①消耗5毫升氧气所用的时间10℃少于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢会加强。②消耗5毫升氧气所用的时间10℃多于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢会减弱。③消耗5毫升氧气所用时间10℃等于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢不受影响。 最可能的结果和结论是：消耗5毫升氧气所用的时间10℃少于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢会加强。因为小鼠是恒温动物，在10℃比25℃下维持体温所消耗的能量多。答案[例4]众所周知绿色植物堪称为自动的空气净化器，能吸收C02放出02这是地球上所有动物和人类赖以生存的基本前提。因而有些园艺爱好者习惯于夜晚临睡前在自己的卧室内摆放较多的绿色盆景，以提高室内02的含量，你认为这种做法是否恰当？为什么？请利用下面所提供的实验材料和用具设计一个简单的试验来证明你的观点。一、你的观点
二、实验材料和用具 校园内的桂花树 广口瓶
火柴 纸张
三、实验步骤和实验结果 一、因为夜晚绿色植物不仅不能进行光合作用放出02，反而要进行呼吸作用消耗02，因而这种做法反而会使室内02含量降低。二、（1）在桂花树上摘下新鲜叶片50片，放在日光下，
充分晒干。（2）取两只广口瓶，在甲瓶内放入50片与上述干叶相同大小的新鲜叶片。在乙瓶内放入50片上述干叶，将两瓶盖好严格密封，并置于黑暗处存放24小时 。（3）将纸张制成可点火的纸棒，用火柴点火后分别迅速伸入甲、乙两瓶中，观察纸棒的燃烧情况。 结果：甲瓶中纸棒迅速熄灭，乙瓶中纸棒仍能燃烧。1、考查实验原理和方法的试题
生物教材列出了基本实验的实验原理，如生物组织中蛋白质的鉴定原理是蛋白质与双缩脲试剂发生作用，可以产生紫色反应。根据与某些化学试剂所产生的颜色反应，可鉴定生物组织蛋白质的存在。这些是书本上已有的知识，要弄清实验原理，在理解的基础上加以应用。但有些实验必须从主要的实验材料和用具中获取信息来解题。 例1．在显微镜下观察洋葱根尖细胞有丝分裂，调节细准焦螺旋，看到视野内部分细胞清晰，另一部分细胞不清晰。产生这种现象的可能原因是 ( )
A．显微镜坏了 B．光源有变化
C．细准焦螺旋调得太快 D．根尖压片厚薄不匀例2．下图表示A、B两种草履虫在单独培养时和共同培养时个体数随时间发生变化的情况，通过这些图来决定今后的研究课题。其中认识问题正确的是（ ）
A.两种草履虫互利共生，应研究它们如何互助。 B.两种草履虫互相竞争，应研究一种草履虫使另一种草履虫无法生存的原因。 C.两种草履虫之间没有什么特别关系,没有研究价值。 D.两种草履虫生活在一起，一种得益而另一种无益也无损，应研究前者得到什么利益。 B例3．将青蛙脑破坏，保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧邻近的两对脊神经根（一对脊神经根包含一个背根和一个腹根，见图）。分别电刺激每对脊神经根的背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应。然后进行下列实验：
①在第一对脊神经的背根中央处剪断，电刺激背根向中段，蛙后肢发生运动反应：电刺激背根外周段，蛙后肢不发生反应。
②在第二对脊神经根的腹根中央处剪断，
电刺激腹根向中段，蛙后肢不发生反应；
电刺激腹根外周段，蛙后肢发生运动反应。
脊髓横切面及其一侧的一对脊神经根示
意图试分析回答：（1）根据实验①判断背根的功能是 。
因为 . （2）根据实验②判断腹根的功能是 。
因为 ?答案：（1）传入功能 电刺激背根向中段可以产生后肢运动反应，表明神经兴奋进脊髓中枢并通过传出神经引发肌肉收缩，因此是传入功能。电刺激背根外周段不发生反应，表明背根无传出功能。（2） 传出功能 电刺激腹根向中段不发生反应，而电刺激腹根外周段可以产生后肢运动反应，表明神经兴奋沿传 出神经引发肌肉收缩，因此是传出功能。例5．下面是最早发现抗生素——青霉素的科学家弗莱明所进行的探索过程。 观察及对问题的认识：细菌培养基中，偶然生出青霉菌，在其周围细菌没有生长。为什么出现这种现象？
假设：
进行实验：把青霉菌放在培养液中进行培养，然后观察使用这种培养液对细菌生长的影响。 结果：这种培养液阻止了细菌的生长和繁殖。 结论：
弗莱明在持续的研究中分离出了这一物质，分析出它的特征，并将它命名为青霉素。? 说明：①在实验室里培养细菌、真菌常用琼脂配制成凝胶，平铺在培养皿里作为培养基。②某细菌需要添加特殊培养液才能正常生长。请回答： (1)作为这一实验的下列假设中，最为恰当的是 A.青霉菌能产生有利于人类的物质 B.青霉菌污染了细菌生长的培养基 C.青霉菌可能吞噬了细菌 D.青霉菌可能产生了不利于细菌繁殖的物质 (2)为了证明青霉素确实是由青霉菌产生的而不是培养液和培养基中的其他物质产生的，则应设计对照实验，其实验方法
是 。 (3)若对照组实验结果为 ，则充分证明青霉素确实能产生可阻止细菌繁殖的物质。 √对照组的培养液和培养基中均不加入青霉菌，观察细菌的生长繁殖细菌正常生长繁殖 [例6]为验证“镁是植物生活的必需元素”，三位同学进行了实验设计，下列是实验的基本思路。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。
（1）实验一：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器进行培养。对照组容器内只盛有蒸馏水，实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。
答：
（2）实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以蒸馏水，实验组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。
答：
（3）实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验组浇以不含镁离子的完全营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。
答：
（4）下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。
答： 变量与单一变量原则 变量:亦称因子,指实验操纵控制的特定因素或条件。按性质不同,通常有以下两类4种变量:（1）实验变量（自变量）与反应变量（因变量 ）
例如,在“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中,所给定的低温(冰块)、适温(60℃)、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化,唾液淀粉酶水解淀粉的反应也随之变化,这就是反应变量,该实验即在于捕获解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系及其经验事实。
（2）无关变量（控制变量）与额外变量（干扰变量）： 例如,上述实验中除实验变量(低温、适温、高温)以外,试管洁净程度、唾液新鲜程度和稀释浓度、可溶性淀粉溶液浓度、试剂溶液的剂量和浓度、实验操作程序、温度处理的时间长短等等,都属于无关变量,要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的;如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件,对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会在实验结果中产生额外变量,出现干扰,造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量。 单一变量原则:是处理实验中复杂变量关系的准则之一。它有两层意思:一是确保“单一变量”的实验观测,即不论一个实验有几个实验变量,都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量;二是确保“单一变量”的操作规范,即实验实施中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。例如,上述实验遵循单一变量原则,第一在观测上要做到:低温处理观测记录低温下的变化和结果,适温处理观测记录适温条件下的变化和结果,高温处理观测记录高温下的变化和结果,反应变量不能混淆;第二在操作上要做到:对3个实验一要在预先的低温、适温、高温条件下做实验处理,常见的错误是先在常温(譬如25℃)下做处理再放到低温、适温、高温条件中进行观测,这样就混入了“常温”这个无关变量及额外变量。总之,实验设计、实施的全过程,都应遵循单一变量原则。
对照与实验对照原则 按对照的内容和形式上的不同,通常有以下对照类型:（1）空白对照。 例如在“生物组织中可溶性糖的鉴定”的实验中,假如用两个试管，向甲试管溶液加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变化。这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增加了说服力。（2）自身对照。 如“植物细胞质壁分离和复原”实验,则是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。 （3）条件对照。 例如,“动物激素饲喂小动物”实验,其实验设计方案是:甲组:饲喂甲状腺激素(实验组);乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);丙组:不饲喂药剂(空白对照组)。显然,乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照,更能充分说明实验变量---甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。（4）相互对照。 如“植物激素与向光性向重力性实验”中,所采用的都是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果具有说服力。水蚤
根据实验现象判断推导实验结论,对实验结果提出合理解释
设计实验过程
评价实验方案、修正实验方案中的错误或补充完善实二、探究性实验的程序实验名称、目的。
假设
预期
设计
实验
观察和收集数据
分析、推论
写出报告 例： 某生物兴趣小组将香烟和蒸馏水按照1：1的重量比浸泡24 h，过滤后的滤液作为原液,开展“不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响”的课题研究。如果你是其中一员，如何设计实验方案？1.实验目的2. 实验原理3. 观测指标4. 实验器材和材料5.实验步骤三、实验步骤、实验方案的设计6.预测实验结果，设计表格，用于记录设计思路实 验 设 计科学性原则
可行性原则。
可重复性原则
简便性原则
单一变量原则
对照原则实验设计原则设计实验的一般方法步骤1.依据题意，明确实验原理。就是分析该实验所依据的原理是什么，涉及到教材中的那方面的知识。
2 依据实验原理，明确实验器材的用途。就是根据实验所提出的问题和要求，从所提供的实验材料用具（一般不会多提供）中正确判断和选取该实验所需要的材料用具，并且明确每一材料用具在该实验中怎样利用，在什么时候和什么位置利用。
3 依据实验原理和材料用具，设计实验步骤。就是用文字或图解写出或绘出实验步骤，要注意实验对照组的设立，许多生物实验设计题都需要设立对照组，对含有对照实验的装置进行编号，实验步骤要符合科学性。
4 依据实验过程，得出实验现象和结果。通过认真细致观察实验过程，结合有关生物学基础知识，得出实验结果和现象。
5 依据实验结果，得出实验结论并准确表述。通过对实验结果、现象深入细致的分析，从中得出实验结论。在文字表述上要有技巧，如表述的语言要精练、应尽量使用题目中出现过的比较规范的表述、在使用器皿时用标记号（甲烧杯、A试管、1号培养皿…）来辅助，这样在表达时一方面清晰明了，另一方面可以节省篇幅、节省时间。 解 题 步 骤 (1)了解题目要求(2)明确实验目的(3)分析实验原理(4)确定实验思路(5)设计实验步骤(6)预期结果与分析 [例8] （2000年生物高考上海卷）根据下述条件设计一实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实验操作步骤并分析结果。 一瓶10%的蔗糖溶液，一瓶30%的蔗糖溶液，250ml烧杯1只、半透膜制成的透析袋1只、刻度玻璃管1支、细线1根、支架1个。 （1）实验步骤： （2）结果分析： [解析] (1)了解题目要求。 首先要明确题意，只有明确题意才能方向明确，少走弯路。本题的要求有二个：一是设计实验步骤，二是分析实验结果。 (2)明确实验目的。 明确实验到底要解决什么问题。本实验的目的题目中已告知，即鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，实验只要求定性区别两瓶蔗糖溶液的浓度，不要求作具体的浓度测定。 (3)分析实验原理。 鉴别蔗糖溶液浓度的方法很多，如用化学方法直接测定蔗糖溶液的浓度，用物理方法通过测定不同蔗糖溶液的比重，用生物方法通过不同蔗糖溶液的渗透性差异来确定等。原理不同设计方法显然不同。在分析实验原理时要充分利用实验所给的条件，并结合所学知识来解决。本题实验条件中给出的半透膜制成的透析袋告诉我们，所运用的原理是根据不同溶液的蔗糖溶液其渗透性不同，即：通过半透膜，水分总是从溶液浓度较低的一侧向溶液浓度较高的一侧渗透。 (4)确定实验思路。 这一步尤如做作文的构思，是建立实验设计的基本框架。运用半透膜来测定两组蔗糖溶液的浓度方法也可以是多样的，如可以设计两组或三组实验进行对照操作，但本题提供的器材只有一组，显然不可能设计成两组或三组实验，只能设计一组实验。这样，将两种蔗糖溶液分别置于半透膜两侧，就成了最佳选择。基本思路就是，将蔗糖溶液之一置于透析袋中，另一蔗糖溶液置于透析袋的外侧，通过观察渗透作用的进行情况来判断溶液的浓度。 (5)设计实验步骤。 有了思路，具体怎样操作？这就需要在确定思路的基础上进行精心的设计。这一设计一定要充分利用题目中所给的实验条件，要思考题目中所给出的实验材料和试剂分别是起什么作用的？怎样运用？
要注意：一是题目给出的实验试剂和材料都必须充分运用；二是除非题目条件允许，否则不能自己随意增加实验试剂和材料。本题的具体设计应为：（有下划线的为题中所给的实验试验和材料） ①将一瓶中的蔗糖溶液倒入烧杯中。
②将另一瓶中的蔗糖溶液装满透析袋，将刻度玻璃管插入袋内溶液中，用细线将袋口和玻璃管扎紧。
③将插有玻璃管的透析袋放入装有蔗糖溶液的烧杯中，垂直固定于支架上，记录玻璃管的液面刻度。
④一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是升还是降 注意： 在设计中常见的问题有以下几种：一是将实验设计成对照实验，分成二组进行实验，这样题目中给定的实验器材就不够用，因而不符合题目的要求；二是将两瓶蔗糖溶液先后置于透析袋内，分别置于放有清水的烧杯中进行实验，然后记录液面上升的刻度。这样操作的问题在于一方面在同一透析袋中进行操作，影响实验的精确性；另一方面题目所给的实验条件中没有给出清水。因此这种设计也不符合题目要求。三是不少同学忽略一些细节的处理，如细线、支架没有起到作用等。此外，还有的同学叙述成“将10%的蔗糖溶液…”，把未知的需要鉴别的蔗糖溶液当成是已知条件，然后再去分析实验结果。这样实验的目的就改变了，由原来的要求鉴别蔗糖溶液浓度，变成了验证已知的不同浓度的蔗糖(5)结果与分析。 一般的实验设计题都会有实验结果的预测与分析或对实验过程中的某些操作或原理的分析。本题要求对结果作出分析，既应该包括结果，也应该包括对结果的分析。答案应为：如液面上升，则透析袋中的是30%的蔗糖溶液，烧杯中的溶液是10%的蔗糖溶液；反之，可推测透析袋中的是10%的蔗糖溶液，烧杯中的是30%的蔗糖溶液。一、实验材料和用具
（ 1）家兔 （ 2）生理盐水 （ 3）酒精棉 （ 4）适宜浓度的草酸钾溶液 （ 5）适宜浓度的氯化钙溶液 （ 6）试管、注射器（针管、针头）
二、实验步骤和实验结果
第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水（见下图）
第二步：
草酸钾溶液 生理盐水
问题：设置B管的目的是---————。（2000年高考理科综合能力测试） [例9]血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝固作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。 [解析]本题要求有二个，一是完成实验设计和给出实验结果，二是回答实验设计中的相关问题。实验的目的是验证钙离子在血液凝固中的作用，钙离子是实验因子。实验的原理题目中以信息的形式给出，包括二方面：一是钙有凝血作用，二是草酸钾溶液能与血液中的钙离子反应生成草酸钙沉淀。尽管题目提供的实验材料和用具没有指明数量，但题目已给出了实验设计的第一步，从第一步可以可出是要设计对照实验，因此实验的思路及预期的结果应是：设计两组实验，有钙→血液凝固，无钙→血液不凝固。题目给出的实验第一步是：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水。很明显，这里的草酸钾是用于与钙结合的，因此A试管是实验组，B试管用的是生理盐水，起的是对照作用，因此B试管是对照实验组。分析实验材料和用具的作用：家兔提供血液，酒精棉用于消毒，注射器用于抽取血液，试管、生理盐水和草酸钾已在第一步实验中用到。这样就可以有以下的实验设计： 第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血液。
第三步：立即将等量的新鲜血分别加入到A、B两试管中。 根据题目所给的信息，由于甲试管中有草酸钾，与血液中的钙离子结合生成了草酸钙，血液中没有了钙离子，预期血液将是不凝固；乙试管中加的是生理盐水，不影响血液中的钙离子，因此预期血液将发生凝固。所以实验结果是：A管凝固，B管不凝固。 第四步：将等量的CaCl2溶液分别加入到A、B两试管中。（B管因血液已凝固，在此也可以不加）
结果：一段时间后，A管凝固，B管仍然凝固。
这样第一到第三步采用的是并列对照实验，第四步则进一步采用前后对照实验，从而较严密地证明了钙对血液凝固的作用。
很显然，题目所问设置B管的目的应是作为A管的对照。
在本题的解答中还应该注意，本实验总体上采用的是并列对照实验的方法，因此在A、B两试管的处理上除了实验因子外，其余的各项操作都必须是相同或尽量相同的，如加入的血液、氯化钙溶液都必须等量。 实验设计和结果似乎已出来了，但我们仔细观察可以发现，题目中还有一个条件没有用到，即适宜浓度的氯化钙溶液。这是很多同学容易忽略的。推敲一下上述三步设计可发现，实验还是不够严密的，A管内血液不凝固的因素并不唯一，是否可能是草酸钾的直接作用？要排除这一因素，一个可行的办法是在A管内继续加入钙，看是否会凝固。因此可继续设计一步操作：例10 在相同的环境下分别培养大麦和狗尾草，它们都生长良好。把两者的种子混匀后播种，则大麦正常生长，狗尾草的生长明显受到抑制（矮小）。人们设想可能是大麦根部分泌物会抑制狗尾草的生长。为验证这一设想，研究性学习小组的同学用完全培养液（甲）、培养过大麦的培养液（乙）做了以下实验: 把狗尾草幼苗随意分为A、B两组，A组用甲液培养，B组用乙液培养，实验容器符合要求，实验过程中向A、B两组均通入空气。一段时间后，B组狗尾草的长势明显不如A组。该组同学由此得出结论：大麦根部分泌物会抑制狗尾草的生长.你认为，该实验能得出上述结论吗？如不能，请提出正确的实验设计思路。[例11]为证明光合作用需要CO2作为原料，一些同学设计了如下实验：在A、B两试管中加入等量绿色的BTB溶液（一种指示剂，pH升高变蓝色，pH降低时变黄色）和大小相当的水草，A管放在阳光下，B管用黑纸包起来，一段时间后，A管中的BTB溶液变为蓝色，B管中的BTB的溶液变为黄色。从而证明植物光合作用吸收CO2，使BTB溶液中的pH升高而变为蓝色。
请问：上述实验是否符合设计要求？谈谈你的观点和建议。 [例13]某生物兴趣小组开展“不同浓度生长素类似物对种子萌发和幼苗生长的影响”的课题研究，老师已经为他们准备了生长素类似物的浓溶液和萝卜种子，假如你是其中的一员，请回答：
（1）要测定生长素类似物对种子萌发和幼苗生长的影响，你可以采用的测定指标是 、 等。
（2）做该实验时，如何设置对照组？
（3）设计一张表格，用于实验时记录数据。 [例14]根据实验原理和材料用具，设计实验确定细菌质粒的抗菌素基因所抗的抗菌素的类别。
实验原理：作为运载体的质粒，需有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因。有抗性基因的质粒可用做运载体。
材料用具：青霉素、四环素各10万单位溶液、菌种试管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、无菌水、恒温箱
方法步骤：
预期：
[例15]在人群中有耳垂与无耳垂是一对相对性状，已知有耳垂是显性性状，无耳垂是隐性性状。某兴趣小组计划调查A市100个家庭的父母与子女间这对相对性状的遗传情况（一对夫妻只有一个孩子），作为一次研究性学习的活动。如果你是该小组的一位成员，请完成下列任务：
⑴请为本次活动确定一个合适的研究目的。
⑵请设计一张表格，用于调查时统计数据，并给表格定出一个标题。
标题：
表格：
⑶该研究的一个不足之处是： 。 [例7]某实验小鼠适宜生活在25℃左右的环境中，为探究低于适宜温度的环境（如10℃）对小鼠能量代谢的影响（能量代谢的强弱用单位时间的耗氧量表示），请依据所给的实验装置（如图）、实验材料和用品，在给出的实验方法和步骤的基础上，继续完成探究实验，预测可能的实验结果和结论，并回答问题。
实验室温度：25℃左右
材料和用品：小鼠、冰袋、秒表等
方法和步骤：
步骤1：将小鼠放入广口瓶的笼子内，
加塞密闭。打开夹子（A）、（B）、
（C），片刻后关闭夹子（B），
用注射器抽取10毫升氧气备用。
关闭夹子（C），
打开夹子（B），
使水检压计液面左右平齐。
步骤2：
步骤3：
结果预测和结论：① ② ③
该实验最可能的结果和结论应是 。
原因是 。[分析]本题考查了温度对恒温动物能量代谢的影响相关知识，还涉及了物理、化学等学科知识。考查了实验设计中完善实验方案、预测实验结果、分析、推理等科学思维和能力。 这是一道有关探究性实验的试题，题目已确定实验目的，提供了实验材料、用品、实验装置、实验室温度条件和部分实验步骤，要求考生完成该实验步骤的设计，并预测实验结果和推导结论，对最可能的实验结论进行解释。 本题的信息量非常大，既有文字信息，也有图解信息和实验用具的使用信息等。考生首先要耐心、仔细地阅读和理解。特别是实验装置部分，涉及物理、化学的一些实验用具和原理，考生可能较少使用或没用使用过，因此，该部分是新情景。步骤1示范了图示装置的各种用具的使用方法，要求考生通过提取图文信息理解各种实验用具的作用，学会使用并运用于步骤2、3的设计中。 解题突破口是：明确和理解实验目的。因为运用实验原理、设计实验步骤、预测结果和推导结论等均以实验目的为出发点，为实验目的而服务的。 由题干可知本实验的目的是：探究低于适宜温度的环境（如10℃）对小鼠能量代谢的影响。 本实验的单一变量（自变量）是温度（适宜温度即25℃和低于适宜温度即10℃），因变量是小鼠能量代谢的强弱变化。本实验设计要解决实验目的中的2个主题问题。问题1：怎样控制自变量---温度的变化？已知实验室的温度为25℃左右，适宜温度条件已具备，那么怎样营造10℃左右的温度环境呢？题目提供了冰袋和温度计。问题2：怎样测量因变量---小鼠能量代谢强弱的变化？题干要求用单位时间的耗氧量表示。既然需要计算单位时间，所以题干提供了秒表。如何测定耗氧量？题干提供了一个较复杂的装置。首先需要有氧气，所以装置中有氧气袋。氧气的使用量是多少？题干提供了两个用具，其一是注入小鼠生活环境中的氧气量，用20mL注射器测量；其二是消耗了的氧气量，用无刻度的水检压计测量。由于水检压计是没有刻度的，显然需要秒表来计算单位时间内水检压计液柱的变化。为了排除非实验变量---小鼠呼吸作用呼出的CO2 对该实验的影响该实验设计用氢氧化钠吸收CO2，排除了干扰，保证了实验变量的唯一性。 本实验运用了自身对照实验的方法来控制实验变量。首先是在25℃条件下测定小鼠的代谢变化，然后其它条件不变，只降低温度，再测定小鼠的代谢变化。设计时还需要注意使用重复性原则。 本题后半部分考查对实验结果的预测和结论推导能力和分析结论的能力。在这里应注意两点：一是必须以预测的实验结果（即单位时间的耗氧量）为依据，分析能量代谢强弱变化的结论，不能主观臆测。二是根据恒温动物需要调节产热和散热来恒定体温的知识对最可能出现的实验结果和结论作出预测和原因分析。步骤2：待小鼠安静后，关闭夹子（A），记下时间，将注射器向前推进5毫升（推进数量合理即可），水检压计液面左侧升高，关闭夹子（B），待水检压计的液面左右平齐时，记录时间。得到在25℃环境中小鼠消耗5毫升氧气所用时间。 结果预测和结论： 步骤3：将冰袋放在广口瓶周围，调节距离，使瓶内的温度稳定在10℃，待小鼠安静后，重复步骤1、2中的有关操作。得到在10℃环境中小鼠消耗5毫升氧气所用时间。 ①消耗5毫升氧气所用的时间10℃少于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢会加强。②消耗5毫升氧气所用的时间10℃多于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢会减弱。③消耗5毫升氧气所用时间10℃等于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢不受影响。 最可能的结果和结论是：消耗5毫升氧气所用的时间10℃少于25℃，说明小鼠的生活环境从25℃降为10℃时，能量代谢会加强。因为小鼠是恒温动物，在10℃比25℃下维持体温所消耗的能量多。答案[例4]众所周知绿色植物堪称为自动的空气净化器，能吸收C02放出02这是地球上所有动物和人类赖以生存的基本前提。因而有些园艺爱好者习惯于夜晚临睡前在自己的卧室内摆放较多的绿色盆景，以提高室内02的含量，你认为这种做法是否恰当？为什么？请利用下面所提供的实验材料和用具设计一个简单的试验来证明你的观点。一、你的观点
二、实验材料和用具 校园内的桂花树 广口瓶
火柴 纸张
三、实验步骤和实验结果 一、因为夜晚绿色植物不仅不能进行光合作用放出02，反而要进行呼吸作用消耗02，因而这种做法反而会使室内02含量降低。二、（1）在桂花树上摘下新鲜叶片50片，放在日光下，
充分晒干。（2）取两只广口瓶，在甲瓶内放入50片与上述干叶相同大小的新鲜叶片。在乙瓶内放入50片上述干叶，将两瓶盖好严格密封，并置于黑暗处存放24小时 。（3）将纸张制成可点火的纸棒，用火柴点火后分别迅速伸入甲、乙两瓶中，观察纸棒的燃烧情况。 结果：甲瓶中纸棒迅速熄灭，乙瓶中纸棒仍能燃烧。1、考查实验原理和方法的试题
生物教材列出了基本实验的实验原理，如生物组织中蛋白质的鉴定原理是蛋白质与双缩脲试剂发生作用，可以产生紫色反应。根据与某些化学试剂所产生的颜色反应，可鉴定生物组织蛋白质的存在。这些是书本上已有的知识，要弄清实验原理，在理解的基础上加以应用。但有些实验必须从主要的实验材料和用具中获取信息来解题。 例1．在显微镜下观察洋葱根尖细胞有丝分裂，调节细准焦螺旋，看到视野内部分细胞清晰，另一部分细胞不清晰。产生这种现象的可能原因是 ( )
A．显微镜坏了 B．光源有变化
C．细准焦螺旋调得太快 D．根尖压片厚薄不匀例2．下图表示A、B两种草履虫在单独培养时和共同培养时个体数随时间发生变化的情况，通过这些图来决定今后的研究课题。其中认识问题正确的是（ ）
A.两种草履虫互利共生，应研究它们如何互助。 B.两种草履虫互相竞争，应研究一种草履虫使另一种草履虫无法生存的原因。 C.两种草履虫之间没有什么特别关系,没有研究价值。 D.两种草履虫生活在一起，一种得益而另一种无益也无损，应研究前者得到什么利益。 B例3．将青蛙脑破坏，保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧邻近的两对脊神经根（一对脊神经根包含一个背根和一个腹根，见图）。分别电刺激每对脊神经根的背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应。然后进行下列实验：
①在第一对脊神经的背根中央处剪断，电刺激背根向中段，蛙后肢发生运动反应：电刺激背根外周段，蛙后肢不发生反应。
②在第二对脊神经根的腹根中央处剪断，
电刺激腹根向中段，蛙后肢不发生反应；
电刺激腹根外周段，蛙后肢发生运动反应。
脊髓横切面及其一侧的一对脊神经根示
意图试分析回答：（1）根据实验①判断背根的功能是 。
因为 . （2）根据实验②判断腹根的功能是 。
因为 ?答案：（1）传入功能 电刺激背根向中段可以产生后肢运动反应，表明神经兴奋进脊髓中枢并通过传出神经引发肌肉收缩，因此是传入功能。电刺激背根外周段不发生反应，表明背根无传出功能。（2） 传出功能 电刺激腹根向中段不发生反应，而电刺激腹根外周段可以产生后肢运动反应，表明神经兴奋沿传 出神经引发肌肉收缩，因此是传出功能。例5．下面是最早发现抗生素——青霉素的科学家弗莱明所进行的探索过程。 观察及对问题的认识：细菌培养基中，偶然生出青霉菌，在其周围细菌没有生长。为什么出现这种现象？
假设：
进行实验：把青霉菌放在培养液中进行培养，然后观察使用这种培养液对细菌生长的影响。 结果：这种培养液阻止了细菌的生长和繁殖。 结论：
弗莱明在持续的研究中分离出了这一物质，分析出它的特征，并将它命名为青霉素。? 说明：①在实验室里培养细菌、真菌常用琼脂配制成凝胶，平铺在培养皿里作为培养基。②某细菌需要添加特殊培养液才能正常生长。请回答： (1)作为这一实验的下列假设中，最为恰当的是 A.青霉菌能产生有利于人类的物质 B.青霉菌污染了细菌生长的培养基 C.青霉菌可能吞噬了细菌 D.青霉菌可能产生了不利于细菌繁殖的物质 (2)为了证明青霉素确实是由青霉菌产生的而不是培养液和培养基中的其他物质产生的，则应设计对照实验，其实验方法
是 。 (3)若对照组实验结果为 ，则充分证明青霉素确实能产生可阻止细菌繁殖的物质。 √对照组的培养液和培养基中均不加入青霉菌，观察细菌的生长繁殖细菌正常生长繁殖 [例6]为验证“镁是植物生活的必需元素”，三位同学进行了实验设计，下列是实验的基本思路。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。
（1）实验一：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器进行培养。对照组容器内只盛有蒸馏水，实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。
答：
（2）实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以蒸馏水，实验组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。
答：
（3）实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验组浇以不含镁离子的完全营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。
答：
（4）下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。
答： 变量与单一变量原则 变量:亦称因子,指实验操纵控制的特定因素或条件。按性质不同,通常有以下两类4种变量:（1）实验变量（自变量）与反应变量（因变量 ）
例如,在“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中,所给定的低温(冰块)、适温(60℃)、高温(沸水浴)就是实验变量。而由于低温、适温、高温条件变化,唾液淀粉酶水解淀粉的反应也随之变化,这就是反应变量,该实验即在于捕获解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系及其经验事实。
（2）无关变量（控制变量）与额外变量（干扰变量）： 例如,上述实验中除实验变量(低温、适温、高温)以外,试管洁净程度、唾液新鲜程度和稀释浓度、可溶性淀粉溶液浓度、试剂溶液的剂量和浓度、实验操作程序、温度处理的时间长短等等,都属于无关变量,要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的;如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件,对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会在实验结果中产生额外变量,出现干扰,造成误差。实验的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量。 单一变量原则:是处理实验中复杂变量关系的准则之一。它有两层意思:一是确保“单一变量”的实验观测,即不论一个实验有几个实验变量,都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量;二是确保“单一变量”的操作规范,即实验实施中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。例如,上述实验遵循单一变量原则,第一在观测上要做到:低温处理观测记录低温下的变化和结果,适温处理观测记录适温条件下的变化和结果,高温处理观测记录高温下的变化和结果,反应变量不能混淆;第二在操作上要做到:对3个实验一要在预先的低温、适温、高温条件下做实验处理,常见的错误是先在常温(譬如25℃)下做处理再放到低温、适温、高温条件中进行观测,这样就混入了“常温”这个无关变量及额外变量。总之,实验设计、实施的全过程,都应遵循单一变量原则。
对照与实验对照原则 按对照的内容和形式上的不同,通常有以下对照类型:（1）空白对照。 例如在“生物组织中可溶性糖的鉴定”的实验中,假如用两个试管，向甲试管溶液加入试剂,而乙试管溶液不加试剂,一起进行沸水浴,比较它们的变化。这样,甲为实验组,乙为对照组,且乙为典型的空白对照。空白对照能明白地对比和衬托出实验组的变化和结果,增加了说服力。（2）自身对照。 如“植物细胞质壁分离和复原”实验,则是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组。 （3）条件对照。 例如,“动物激素饲喂小动物”实验,其实验设计方案是:甲组:饲喂甲状腺激素(实验组);乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);丙组:不饲喂药剂(空白对照组)。显然,乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照,更能充分说明实验变量---甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。（4）相互对照。 如“植物激素与向光性向重力性实验”中,所采用的都是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量的影响,使实验结果具有说服力。水蚤
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