生物实验设计专题
考试说明对实验与探究能力的要求：

（一）能独立完成“知识内容表”所列的生物实验，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运用。（教材中实验）
（二）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。（验证性实验）
（三）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学的研究方法。（探究性实验、研究性学习等)
（四）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。
观察、发现问题
提出假说（假设）
设计实验方案
预测实验结果
实施实验方案
获得实验结果(观察、记录现象、数据等)
分析实验结果
支持假说
则建立某一理论
否定假说
则放弃假说
改进实验设计再试验
二、科学探究的一般过程
三、生物实验设计的内容
（一）实验目的
（二）实验原理
（三）材料用具
（四）实验步骤
1.取材分组编号
2.实验组和对照组的处理
3.进一步适宜、相同的处理
4.观察记录
（五）预测实验结果、推导实验结论
例一：（2010年安徽卷）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具有提高紫花苜蓿（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㎏，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）六周后， 处理10d，每天观察，记录并统计 。
结果预测与分析： 。
第一步：审 题
1.明确实验目的
2.弄清实验原理
3.找出实验材料
明确到底要解决什么问题，实验目的和要求；
分清题型，是验证性实验还是探究性实验。
实验原理是实验的依据 ，实验的原理多源于课本知识，也有来自题干的，或者是二者相结合。
对于题目中已提供的实验材料和用具，主要分析“有什么用”、“怎么用”，一般应全部用上，不可遗漏，除非这道实验题是让你选择使用或者自行确定实验材料和用具。
（2010年安徽卷）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具有提高紫花苜蓿（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。
第二步：提出假说
假说是对提出的问题所作出的一种推测性的回答。
探究性实验：可以根据现有的科学理论和事实，对所要研究的问题提出不同的假说。
验证性实验：因结论是己知的，因此不需要提出假说。
第三步：确定实验思路
1.实验思路的关键是对变量的控制。包括自变量怎么操纵? 因变量怎么检测?无关变量怎么控制?
自变量:实验中人为改变的变量 。
因变量:实验中随着自变量的变化而变化的变量。
无关变量:实验中除自变量外可能还会存在的能影响实验结果的可变因素。
常见的无关变量：实验环境、实验用品的种类和用量、所用的处理方法、实验时间等。
2.排除无关变量对实验的干扰（即实验要遵循单一变量原则）是通过做对照实验或对比实验来实现的。
空白对照：即不给对照组以任何处理因素。
相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。
自身对照：实验和对照都在同一研究对象上进行。
条件对照：给实验组某种处理，给对照组另外一种处理，来对实验组进行反证。
（1）对照实验：除了一个因素外，其余因素都保持不变的实验叫做对照实验。在实验中，通常把经过控制处理的一组（或者未知实验结果的一组）称为实验组，而未经过处理的一组（自然状态下或者已知实验结果的一组）称为对照组。
思考：下列实验分别采用了什么对照思想？
（1）生物组织中可溶性还原糖的鉴定。
（2）温度对酶活性的影响 。
（3）观察植物细胞的质壁分离与复原。
（4）探究甲状腺激素能否促进蝌蚪的生长发育。
甲组：饲喂甲状腺激素；
乙组：饲喂甲状腺抑制剂；
丙组：不饲喂药剂。
（2）对比实验：指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组，相当于“相互对照实验”。例如实验“比较过氧化氢在不同条件下的分解”。
给相同的实验器材或实验材料编号或分组（A、B、C或1、2、3等）。
这里要注意控制无关变量， 方法是在实验材料前加上等量、生理条件一致或其他等同条件的语句。在有的情况下，材料需要预处理（如材料是要用液体，但题目中给的是固体材料；如溶液的配置和浓度的设置等），还有的情况下需要进行实验的前测（如生理实验中需要对实验前的材料进行生理指标的测量等）。
第四步:设计实验步骤
1.分组编号
指出观察哪些现象或检测哪些具体指标。
根据题目要求，有时需要设计表格，有时还需统计并处理数据等（比如求平均值、将数据转化为图表或图象） 。
2.操纵自变量
分别对实验组和对照组施加不同的处理。
这里同样要注意控制无关变量。应尽量保持实验组和对照组除自变量外的其他条件的相同，包括实验环境、实验用品的种类和用量、所用的处理方法、实验时间等。
3.观察或检测因变量。
第五步:预测结果及分析结论
实验的结果应与待验证的结论是一致的。
书写格式为：“描述现象，得出结论”。
预测的实验结果不唯一，一般有多种与结果相匹配的结论，应分类讨论。
书写格式为： “如果……，说明……”、 “若……， 则……”等。
2.探究性实验:
1.验证性实验：
（2010年安徽卷）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具有提高紫花苜蓿（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㎏，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）六周后， 处理10d，每天观察，记录并统计 。
紫花苜蓿死亡率（或存活率，或存活天数）
不接种（或接种与A组等量的经灭菌处理的）摩西球囊霉菌菌种
接种一定量的摩西球囊霉菌菌种
适宜且相同
干旱（或停止浇灌）
结果预测与分析：
若A组紫花苜蓿死亡率明显低于B组。则说明是接种摩西球囊霉菌提高了紫花苜蓿的抗旱能力。

若A组紫花苜蓿死亡率等于或高于B组，则说明接种摩西球囊霉菌不能提高紫花苜蓿的抗旱能力。
例二：（2005年天津卷）请根据所提供的实验材料用具设计一个实验，验证“重力影响生长素的重新分配”。
实验材料和用具：若干相同的燕麦胚芽鞘尖端、若干相同的去掉尖端的胚芽鞘、一个实验支架（支架的材料托中，放置了6块已编号的相同琼脂块。相邻两个琼脂块之间用不透水的云母片完全割开）。
讨论：
（1） 该实验的目的是什么？原理是什么？
（3）如何比较不同浓度生长素的生理作用？
（2）如何使装置中6块琼脂块获取不同浓度的生长素？
（4）还有什么因素会影响生长素的分布？如何排除？

（1） 写出主要实验步骤：
第一步：将三个胚芽鞘尖端分别放置在实验支架的材料托的琼脂块正中央(一半在A上,另一半在a上)。
第二步：将实验支架在黑暗条件下放置一段时间。
第三步：移走胚芽鞘尖端，然后将材料托的琼脂块取出，分别放在6个切去尖端的胚芽鞘切面的一侧。
第四步：分别测量和比较不同处理的胚芽鞘弯曲程度。
①放置a1琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘

_________________。

②放置a3琼脂块的胚芽鞘比放置a2琼脂块的胚芽鞘

_________________。

③放置A3琼脂块的胚芽鞘

______________。
弯曲度大
弯曲度小
弯曲度最大
（2） 预期实验结果：