专题八　 解题指导
小专题22　实验题解题指导
1．实验中常用器材和药品的使用
(1)光学显微镜的使用
适用于观察生物的微观结构，关键要注意正确掌握高倍镜的使用技术：
①低倍镜下找到清晰物像并移到视野的中央。
②转动转换器，使高倍镜正对通光孔。
③调节细准焦螺旋至物像清晰。
(2)生物学中常用的试剂和药品
(3)几种试剂在实验中的作用
①50%的酒精：用于洗去浮色。
②8%的盐酸：
a．改变细胞膜的通透性，使染色剂迅速进入细胞；
b．使染色体中的DNA和蛋白质分离，有利于DNA与染色剂结合。
③15%的盐酸和95%的酒精：配制解离液，使组织细胞相互分离。
④0.9% NaCl溶液：保持口腔上皮细胞的正常形态，保持线粒体的活性。
2．生物实验的变量、原则
(1)变量、自变量、因变量和无关变量
实验过程中可以变化的因素或条件称为变量。其中由实验者操纵的因素或条件称为自变量，也称实验变量；实验中由于实验变量引起的变化和结果称为因变量，也称反应变量；通常自变量是原因，因变量是结果，两者具有因果关系。实验中除自变量外的影响实验现象和实验结果的因素或条件称为无关变量，也称控制变量。
(2)实验设计应遵循的原则
①科学性原则
②平行重复原则
③单一变量原则，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，才能确定这种不同结果肯定是这个变量引起的。
④对照性原则，对照实验是指除了一个因素以外，其余因素都相同的实验。设置对照实验，既可排除无关变量的干扰，又可增加实验结果的可信度和说服力。
实验组和对照组：实验组是接受自变量处理的对象组；对照组是不接受自变量处理的对象组。

常用的对照类型：
A．空白对照
对照组为不做任何处理的对象组。如探究“影响酶活性的因素”中，1号试管加1 mL蒸馏水，2号、3号试管分别加等量的NaOH、HCl溶液，1号试管即为典型的空白对照组；如“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中，1号试管即为空白对照组。
B．自身对照
实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。如“观察植物细胞的吸水和失水”，实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象状况为实验组。
C．条件对照
给对照组施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，不是所研究的实验变量意义的，从一个侧面衬托实验变量对实验结果所造成的影响。如“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中，设计了以下几组实验：
甲组：饲喂甲状腺激素(实验组)
乙组：饲喂甲状腺激素抑制剂(条件对照组)
丙组：对蝌蚪不做任何处理(空白对照)

D．相互对照
指不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照，也称为对比实验。如“探究酵母菌的呼吸方式”的实验中，设计了有氧和无氧两种条件，探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，这两个实验组的结果是事先未知的，通过对比可以看出氧气条件对细胞呼吸的影响。
实验设计的解题思路
1．了解实验目的：认真读题，弄清该题是验证还是探究生物学事实，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……”等字样。
2．明确实验原理：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，以及所依据的科学原理。另外，提供的实验仪器的使用方法和原理也应考虑在内。
3．写出实验操作过程
(1)选材：所选材料应保持条件相同(如日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠)。
(2)分组编号：研究对象、器皿等要分组编号，设立实验组和对照组；分成几个组，因实验而异。

常用的语言：取两支试管，分别编号为甲、乙，各加入等量的某溶液；选择长势相同、大小相似的同种植物，随机等量分组，分别编号为A、B、C……选择年龄、体重(性别)、健康状况相同的某种动物，随机等量分组，分别编号为1、2、3……
(3)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、饲养等条件应相同，即控制无关变量；要注意能体现“单一变量”的词语的准确表达，如使用“等量且适量”、“相同”、“适宜”等词语。
(4)培养(或饲养)、观察、记录：观察记录实验现象和实验数据。这里要注意高中生物常见的观察指标：
①颜色变化：可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定、色素分离，DNA鉴定，大肠杆菌鉴定，质壁分离与复原。
②形态结构和生理状况的变化。
③液面改变：气体体积变化、液体体积变化。
④其他：气味变化、沉淀、温度、pH、气泡产生等。另外，必要时辅以图表。如在生长素实验设计中可以画出胚芽鞘、琼脂块，并在图中加以标注。酶的实验也可以用表格代替步骤的具体表述。
4．实验结果分析或者预测实验现象：“验证性”的实验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)。如“验证……”、“证明……”都可预测到与实验目的一致的结果。“探究性”的实验在进行结果预测时，应讨论可能出现的各种情况，并根据各实验结果得出相应的结论。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。
5．实验结论：通过现象、结果的分析，概括出规律性的结论，验证性实验的结论一般就是实验目的。
【热点考向1】教材基础实验
【例1】(2011·湖南师大附中月考题)兴趣小组设计了以下实验来验证生态系统的一些相关问题：取4个密闭、透明的生态瓶，各瓶内的组成和条件见下表(图中“＋”表示有，“－”表示无)。经过一段时间的培养后，下面判断错误的是(　　)
A．甲瓶的抵抗力稳定性比丁瓶低
B．乙瓶中的生物比丙瓶的维持时间要长
C．丙瓶比甲瓶有较多的有机物
D．甲瓶的氧含量比丁瓶的高
【解析】甲瓶和丁瓶比较，由于甲瓶中无小鱼，丁瓶更容易保持相对稳定。丙瓶中无泥沙，分解者较少，所以比甲瓶有较多的有机物；由于乙瓶处于无光照的环境中，生产者不能进行光合作用，所以乙瓶中生物维持的时间最短。
【答案】 B
【变式1】(2010·天津卷)下列对实验的相关叙述，正确的是( )
A．常温条件下，核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色
B．纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明，叶绿素b在层析液中溶解度最低
C．调查人群中某种遗传病的发病率时，应选择有遗传病史的家系进行调查统计
D．鉴定蛋白质时，应将双缩脲试剂A液和B液混合以后再加入待检组织样液中
【解析】 脱氧核糖核酸与甲基绿作用呈现绿色；溶解度越高，扩散越快，叶绿素b在层析后滤纸条的最下端，因此溶解度最低；调查遗传病发病率，应在人群中随机取样调查；鉴定蛋白质时，应先加双缩脲试剂A液，再加B液。
【答案】 B
【热点考向2】实验探究与研究性实验
【例2】(2010·广东卷)假设你去某饲料研究所进行课外实践活动，需要完成以下任务：
(1)选用恰当的试剂检测某样品中是否含有蛋白质。提供的试剂有：①碘液，②苏丹Ⅲ溶液，③双缩脲试剂，④斐林试剂。你选用的试剂应该是________；蛋白质与相应试剂反应后，显示的颜色应为________。
(2)完善以下实验设计并回答问题。
探究A动物蛋白对小鼠生长的影响
资料：饲料中的蛋白含量一般低于20%；普通饲料可维持小鼠正常生长；A动物蛋白有可能用于饲料生产。
研究目的：探究A动物蛋白对小鼠生长的影响。
饲料：
1．基础饲料：基本无蛋白质的饲料；
2．普通饲料(含12%植物蛋白)：基础饲料＋植物蛋白；
3．试验饲料：基础饲料＋A动物蛋白。
①实验组6中，Ⅰ应该为___________________，
原因是_________________________________；
Ⅱ应该为______________________________，
原因是__________________________________；
②要直观和定量地反映小鼠的生长情况，可以测量小鼠的__________和__________。
【解析】要探究A动物蛋白对小鼠生长的影响，用含不同浓度A动物蛋白饲料处理的2、3、4、5为实验组，且为相互对照组；第1组为空白对照组，排除基础饲料对实验结果的影响；另外还缺乏一个对照组，来排除植物蛋白对实验结果的影响，即第6组，所以Ⅰ应该为普通饲料，饲养时间为无关变量，应处于相同且适宜的状态，所以Ⅱ应该为21。
【答案】(1)③　紫色　
(2)①普通饲料　需要普通饲料作为对照　21　饲养时间相同，实验结果的比较才有意义　②体重　体长
【变式2】(2010·安徽卷)面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情，生物兴趣小组同学查阅资料发现，摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体，能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力，增强抗旱性，请完成实验设计，探究接种摩西球囊霉菌是否能够提高紫花苜蓿(牧草)的抗旱能力。
材料用具：紫花苜蓿幼苗，摩西球囊霉菌菌种，栽培土(经灭菌处理的田间土与河沙混合，体积比9∶1)，大小一致的花盆。
方法步骤：
(1)每个花盆中放置栽培土3 kg并将花盆平均分成A、B两组。
(2)A组各花盆中___________________________，B组各花盆中_______。
(3)将等数量的幼苗移栽于各花盆中，置于________
条件下培养。
(4)6周后，____处理10 d，每天观察、记录并统计
_________________________________。
结果预测与分析：________________________
______________________________________
_______________________________________
______________________________
接种等量的摩西球囊霉菌菌种
不接种
适宜且相同
干旱
紫花苜蓿死亡率(或存活率或存活天数)
①A组紫花苜蓿死亡率明显低于B
组，这可能是接种摩西球囊霉菌提高了抗旱能力；
②A组紫花苜蓿死亡率明显高于或等于B组，说明
接种摩西球囊霉菌不能提高抗旱能力。