2015高考生物实验理论及解题指导.doc

2015高考生物实验理论及解题指导 一．实验理论 1.自变量、因变量和无关变量 自变量（实验变量）是指实验中由实验者所操纵的因素或条件。 因变量是指示严重由于自变量而引起的变化或结果。 自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系，实验的目的在于获得和解释这种前因后果，从因果关系中获得科学的结论。 无关变量也称控制变量，直至除了自变量以外影响实验或结果的因素或条件。 额外变量，也称干扰变量，是指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。 这些变量并不是本实验所要求探究、关心的自变量。要考查自变量所产生的效果，就要对无关变量进行控制。 举例：在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，自变量是淀粉酶所催化的对象不同，因变量是有无还原性糖产生，从而证明酶具有专一性。除了自变量外，试管的洁净度、蔗糖的纯度、试剂的剂量、温度、反应时间等都是无关变量，控制不当会影响实验结果的准确性和真实性。 2.无关变量的控制方法 （1）消除法 排除或隔离无关变量对实验效果的影响。 例如在验证“生长素能促进果实发育”实验中，又一组要求无生长素，需开花前，用纸袋将雌花套住，隔离外来花粉的干扰。 （2）恒定法 在整个实验中，尽量使所有的实验条件、实验处理、实验对象等都恒定不变。 例如在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，始终将试管处于恒温水浴中，以消除温度无关变量对实验的影响。 （3）平衡法 设立对照组，除自变量以外，无关变量对实验组、对照组的影响是均等的。从而可不计无关变量的影响，得到实验变量的效果。 例如，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。 3．控制方法及针对性训练 操纵实验变量——施加干扰 控制无关变量——随机分组、设置对照、条件相同且适宜、重复实验 捕获反应变量——观察现象、测量数值 例：研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液l00OmL。利用以下实验材料和器材设计实验，探究不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。 实验材料和器材：水稻种子，试管，培养皿，纱布，尺子（l00mm），蒸馏水，恒温光照培养箱（温度设定为28℃，光强度为200O Lux）。(实验材料和器材的数量不限)根据给出的实验材料和器材．请设计实验方法和步骤．预测实验结果并作出分析。（1）方法和步骤：（2）结果预测和分析： 解析：变量的确定和控制方法是实验设计的核心内容，现分析如下： 内容 项目 变量的确定 变量的控制 实验变量 各种不同浓度的重金属污染液 用加法原理对研究对象施加干扰，即用清水作对照，配制几种不同浓度的重金属污染液作实验组 无关变量 ①影响种子萌发的内因，如籽粒饱满、大小等 ②影响种子萌发的外因，如适宜的水分、温度、空气、光照等 ③用一粒种子的偶然性 ①选饱满、大小一致的水稻种子，去掉种子籽粒对实验的影响 ②利用平衡等量原则，给实验组和对照组相同的、适宜的外界条件 ③重复原则，选一定数量的种子进行实验 反应变量 ①种子萌发情况 ②水稻生长状况 ①统计发芽率 ②测量幼苗株高，并计算平均值 答案：（1）方法和步骤：①用蒸馏水将重金属污染液逐级稀释10、102、103、104倍获得4种不同浓度的污染液。②挑选籽粒饱满、大小一致的水稻种子250粒，随机分成5组，每组50粒。③取5只培养皿，垫上纱布；其中4只培养皿加人等体积的不同浓度重金属污染液（浸润纱布即可），另1只培养皿加入等体积的蒸馏水作为对照。④在每只培养皿的纱布上，均匀放置50粒水稻种子；⑤将5只培养皿置于恒温光照培养箱培养；每天实验组补充等量的相应浓度重金属污染液，对照组补充等体积的蒸馏水，以保持纱布的湿润。⑥1周后统计各组的发芽率；用尺子测量幼苗株高（或根长），计算平均值。 （2）结果预测和分析：不同浓度的重金属污染液对水稻种子的萌发均有抑制作用，随着浓度的增加，萌发率逐渐降低；不同浓度的重金属污染液对水稻幼苗的生长均有抑制作用，随着浓度的增加，株高（或根长）逐渐降低。 练习1、（2004春季高考）为了研究胰腺的胰液分泌调节，某人从实验狗甲的一段小肠刮下黏膜，将该黏膜放入稀盐酸中浸泡，把过滤后的提取液注入实验狗乙的静脉，结果引起实验狗乙的胰液大量分泌，并由此得出“小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质”的结论。分析这一实验与结论，回答下列问题： 仅根据上述实验能否得出该结论，为什么？ 练习2、（2008海南高考）为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的实验材料，完成下列实验步骤并回答问题： 实验材料：距2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液、喷壶等。 （1）实验步骤： ①将上述大豆幼