高考生物实验理论及解题指导.docVIP

高考生物实验理论及解题指导 考试大纲提到的4种能力： 1.理解能力 2.实验与探究能力 3.获取信息的能力 4.综合运用能力 能力2——实验与探究能力具体要求： （1）能独立完成相关实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用。 （2）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。 （3）具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括确认变量、作出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据作出合理的判断等。 （4）能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。 从到的高考的全国理综生物试题来看，实验题作为考查学生的能力，每年必考，分值较大，是高考复课的重中之重。 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。 又如：BTB溶液在中性条件下呈绿色，酸性条件下呈黄色，碱性条件下呈蓝色。现有水草、试管、绿色BTB溶液、黑纸等实验材料和用具，试设计实验证明光合作用需要光。 图1 如图1所示，设A、B两组时不能排除BTB溶液在照光时可能变蓝，故需设置C组（只放BTB溶液，不放水草，置光下）。以平衡和消除额外变量对实验结果的影响。 3.对照组的设立方法 常用设对照组的方法来消除无关变量。按对照的内容和形式上的不同，通常有以下几种： （1）空白对照 对照组不做任何实验处理。 例如在“生物组织中可溶性还原糖的鉴定”实验中，向甲试管溶液中加入试剂，而乙试管中不加试剂，比较他们的变化。 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 指实验组与对照组在同一对象上进行，既不另设对照。 如“植物细胞质壁分离和复原”实验，实验对象始终都是同一块表皮细胞，这就是典型的自身对照。处理前为对照组，处理后为实验组。 （3）条件对照 给对照组以某种处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理不是实验假设所给的自变量。 例如“甲状腺激素能促进生长发育”实验中，甲组饲喂甲状腺激素作为实验组，一组饲喂甲状腺抑制剂作为条件对照组，丙组不作处理作为空白对照组。这样既有条件对照又有空白对照，更能充分证明甲状腺激素有促进生长发育的功能。 （4）相互对照 指不另设对照组，而是几个实验组相互对比对照。 如“验证根的生长方向与重力方向一致”实验中，无重力的条件不易提供，只有在由中立的状态下，让根摆放成不同的方向，几组对比说明根的生长方向与重力方向一致。 4.实验设计的5个原则 （1）对照性原则 对照是实验控制的手段之一，目的在于消除无关变量对实验结果的影响。又可增加实验结果的可信度和说服力。 （2）随机性原则 是指被研究的样本是从总体中任意抽取的。这样做的意义在于：一是可以消除或减少系统误差，是显著性测验有意义；二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。 （3）平行性原则 即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度。任何实验都必须能够重复，这是具有科学性的标志。上述随机性原则虽然要求随机抽取样本，这能