2021年高考生物二輪復習：生物實驗知識梳理匯編

2021年高考生物二輪復習：生物實驗知識梳理匯編

一、課本實驗考點知識歸納

【表一】提取鑒定類實驗

實驗名稱鑒定對象主要試劑顏色水浴加熱生物材料

生物組織中糖淀粉碘液藍色無脫色的葉片

類的鑒定還原糖斐林試劑（班氏試劑）磚紅色需要

蛋白質(zhì)的鑒定蛋白質(zhì)雙縮胭試劑紫色無

蘇丹HI橘黃色

脂肪的鑒定脂肪無

蘇丹VI紅色

提取丙酮或無水乙醇無

胡蘿卜素：橙黃色

葉綠體中色素

四種色素葉黃素：黃色

的提取和分離分離層析液

葉綠素a：藍綠色

葉綠素b：黃綠色

鑒定二苯胺試劑藍色'需要

DNA粗提取與0.14mol/L氯化

DNA提取無

鑒定鈉溶液雞血細胞

提純95%冷酒精

【表二】觀察類實驗

實驗名稱觀察方式觀察對象顯微鏡染色劑玻片標本生物材料

苔薛的葉片或菠菜葉的

觀察葉綠體葉綠體高倍無臨時裝片

小表皮稍帶點葉肉細胞

觀察細胞質(zhì)流細胞質(zhì)，以葉

原色觀察萬倍無臨時裝片黑藻的葉片

動綠體作參照

觀察質(zhì)壁分離撕片?法制作

紫色大液泡萬倍無紫色洋蔥的外表皮

與復原臨時裝片

龍膽紫或醋壓片法制作

觀察有絲分裂染色體等倍洋蔥根尖

酸洋紅臨時裝片

染色觀察

蘇丹ni或蘇切片法制作

脂肪的鑒定脂肪高倍花生種子

丹W臨時裝片

【表三】實習、研究性課題

實習、研究性

調(diào)查對象統(tǒng)計方法

課題計算手段

動物個體總數(shù)（N）—再次捕獲個體數(shù)

標志重捕法

（活動范圍較大）=重播的標志個體數(shù)

種群密度的取

樣調(diào)查

植物所有樣方內(nèi)個體總個

樣方法

（不活動或活動范圍較?。臃降目偯娣e

調(diào)查人群中的發(fā)病率——患病A數(shù)-----xioo%

人類某種遺傳病匯總法

遺傳病被調(diào)查人數(shù)

調(diào)查環(huán)境污染

環(huán)境污染程度匯總法4-mjo由污染區(qū)域

對生物的影響百木程度-被調(diào)杳區(qū)域X100%

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【表四】實驗原理歸納

實驗目的實驗原理

植物必需礦質(zhì)元素的確定缺乏該元素時，植物表現(xiàn)出相應病癥；補充后，缺乏癥消失

鑒定還原性糖斐林試劑與還原糖在沸水浴下反應生成石專紅色沉淀

鑒定蛋白質(zhì)雙縮胭試劑與蛋白質(zhì)反應生成紫色物質(zhì)

鑒定淀粉淀粉遇碘后形成紫藍色的復合物

鑒定脂肪蘇丹IV可將脂肪染成紅色、蘇丹HI可將脂肪染成橘黃色

鑒定DNA二苯胺在加熱情況下可將DNA染成藍色

檢測血糖或尿糖班氏試劑可與葡萄糖在加熱情況下反應生成磚紅色沉淀

提取葉綠體中的色素色素可溶于丙酮等有機溶劑

分離葉綠體中的色素不同色素在層析液中的溶解度不同

觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原細胞壁的伸縮性比原生質(zhì)層的伸縮性小、滲透作用

糖漬鹽漬食品不易變質(zhì)高濃度的糖或鹽溶液使細菌等發(fā)生滲透作用嚴重失水而死亡

DNA分子雜交（DNA探針或基因探針與被測DNA或基因的單鏈堿基

檢測人類的遺傳病和傳染病

互補配對）

動物細胞培養(yǎng)細胞分裂

用培養(yǎng)的動物細胞鑒定物質(zhì)的毒性有毒物質(zhì)可使培養(yǎng)的動物細胞發(fā)生染色體結(jié)構(gòu)和數(shù)目的變異

轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的培育過程遺傳學原理是基因重組、細胞學原理是細胞的全能性

植物體細胞雜交細胞膜的流動性、細胞的全能性

遺傳學原理是基因重組和染色體變異、細胞學原理是細胞的全能

單倍體育種

性

秋水仙素可抑制有絲分裂過程中紡錘體的形成，導致染色體不分

多倍體育種離，使細胞不能分裂，從而形成染色體加倍的細胞，該細胞以后正常

分裂發(fā)育成多倍體組織或個體

人工誘變育種基因突變

通過雜交培育高產(chǎn)雜種作物利用雜種優(yōu)勢

生態(tài)學原理是根據(jù)種內(nèi)斗爭的原理確定株距，增加植株周圍的C0

合理密植2

濃度，植物生理學原理是增加光合作用面積，提高光能利用率

增加土壤中的含量，①促進根細胞的有氧呼吸，有利于礦質(zhì)元

素的吸收；②增強硝化細菌的活動，使土壤中的NO普加；③促進

中耕松土

需氧型分解者的分解作用；④抑制反硝化細菌的活動減少土壤中N

的流失

輪作（在同一塊土地上不同年份種植充分利用土壤中的礦質(zhì)元素，防止土壤肥力枯竭，改變原有食物

不一樣的作物）鏈，降低害蟲的危害程度。

間作套種（即不同作物同年份在同一通過增加光合作用面積，控制光照強度，提高植株間C02濃度等提

塊土地上間行種植或高矮套種）高光能利用率

一年一耕改為一年兩耕延長光合作用時間，提高光能利用率

陰雨天適當降低溫度并保持晝夜溫在弱光下降溫不會降低光合作用但可降低呼吸作用對有機物的消

差耗，保證有機物的積累

不同植物對各種必需的礦質(zhì)元素的需要量不同。同一植物在不同

的生長發(fā)育階段，對K、P等各種必需的礦質(zhì)元素的需要量也不同合

合理施肥的原理

理施肥就是指根據(jù)植物的需肥規(guī)律，適時地、適量地施肥，以便°

使植物體茁壯成長，并且獲得少肥高效的結(jié)果。

細胞分化的原理基因的選擇性表達

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【表五】實驗材料的選擇和處理

實驗材料優(yōu)點備注

鑒定植物組織中可不用胡蘿卜：避免材料的顏

梨富含還原糖，顏色近于白色

溶性還原糖色對實驗結(jié)果的影響

新鮮、含水量多、含葉綠體多、

觀察細胞質(zhì)流動新鮮的黑藻嫩葉

葉片薄、取材方便

觀察植物細胞的質(zhì)若用無色透明的材料，則需

紫色洋蔥鱗片葉細胞液呈紫色，便于觀察

壁分離使用平面反光鏡，縮小光圈

鑒定植物組織中的

花生富含脂肪，便于切片

脂肪

獲取較純凈的細胞哺乳動物的紅細

不含細胞核、細胞器等膜結(jié)構(gòu)

月莫胞

自花傳粉、閉花授粉，自然狀態(tài)

豌豆下是純種、有許多穩(wěn)定的、易區(qū)

驗證遺傳規(guī)律分的相對性狀

種類多、繁殖快、容易飼養(yǎng)；有

果蠅

許多穩(wěn)定的、易區(qū)分的相對性狀

有細而長的帶狀葉綠體，而且螺

恩格爾曼的實驗水綿旋狀的分布在細胞中，便于觀察

和分析研究

不進行光合作用，排除光合作用測定綠色器官的呼吸速率：

研究植物的呼吸商種子

對結(jié)果的影響黑暗條件下進行

研究甲狀腺激素促

蝌蚪胚后發(fā)育為變態(tài)發(fā)育容易出現(xiàn)實驗結(jié)果

進幼小動物發(fā)育

DNA的粗提取與鑒定雞血細胞液含有細胞核

雌雄同株異花，便于去雄，利于

雜交；培育周期短，后代數(shù)量多

有性雜交實驗玉米

便于數(shù)學統(tǒng)計、分析；有許多穩(wěn)

定的、易區(qū)分的相對性狀

【表六】幾種重要的培養(yǎng)基/液成分

培養(yǎng)基用途成分

無土栽培的完全營養(yǎng)液含14種必需礦質(zhì)元素、水

動物細胞培養(yǎng)液水、無機鹽、動物血清、葡萄糖、氨基酸、維生素

植物組織培養(yǎng)基水、礦質(zhì)元素、植物激素、有機小分子(維生素、瓊脂、蔗糖、某些

氨基酸)

微生物培養(yǎng)基根據(jù)微生物種類、培養(yǎng)目的選擇材料(碳源、氮源、水、生長因子、

無機鹽)

選擇培養(yǎng)基(分離微生物)不加碳源、不加氮源、添加青霉素、添加高濃度食鹽等

二、實驗設計總結(jié)

1.常用儀器、試劑或藥品的用途

(l)NaOH：用于吸收CCh或改變?nèi)芤旱膒H

(2)Ca(OH)2：鑒定CO2

(3)CaCl2：提高細菌細胞壁的通透性

(4)HC1：解離(15%)或改變?nèi)芤旱膒H

(5)NaHCO3：提供CO2、作為酸堿緩沖劑

(6)酸堿緩沖劑(Na2cO3/NaHCO3，NazHPO/NaH2Po4)：用于調(diào)節(jié)溶液pH

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(7)NaCl：配制生理鹽水(0.9%)維持紅細胞、口腔上皮細胞形態(tài)或用于提取DNA(0.14M

或2M)

⑻瓊脂：激素或其他物質(zhì)的載體或培養(yǎng)基，用于激素的轉(zhuǎn)移或培養(yǎng)基

⑼酒精：用于消毒(75%)、提純DNA(95%)、葉片脫色、配制解離液(95%的冷酒精)

及洗去浮色(50%)

(10)蔗糖：配制蔗糖溶液，測定植物細胞液濃度或觀察質(zhì)壁分離和復原。10%KNO3溶液：

植物細胞質(zhì)壁分離和自動復原

(11)二苯胺：用于DNA的鑒定(沸水浴，藍色)

(12)甲基綠：檢測DNA,呈綠色

(13)毗羅紅:檢測RNA,呈紅色

(15)斐林試劑(甲液O.lg/mLNaOH、乙液(Hbg/mLCuSCU)/班氏試劑：鑒定可溶性還原

性糖(沸水浴，磚紅色沉淀)

(16)雙縮麻試劑：用于蛋白質(zhì)的鑒定(紫色)

(17)蘇丹HI染液(橘黃色)和蘇丹W染液(紅色)：用于脂肪鑒定

(18)碘液：用于鑒定淀粉(變藍色)

(19)龍膽紫溶液或醋酸洋紅：堿性染料，用于染色體染色時，前者呈深藍色，后者呈紅色

(20)改良苯酚品紅染液：檢測染色體，紅色

(21)健那綠：檢測線粒體，專一性讓線粒體染色呈藍綠色

(22)重銘酸鉀溶液：檢測酒精，呈灰綠色

(23)澳麝香酚藍水溶液：檢測CO2，由藍變綠再變黃

(24)口引口朵酚試劑：用于維生素C的鑒定

(25)伊紅美藍：鑒定有無大腸桿菌的存在

(26)亞甲基藍：用于活體染色或檢測污水中的耗氧性細菌(細菌的氧化可使之褪色)

(27)pH試紙：檢驗物質(zhì)的酸堿性，如乳酸

(28)卡諾氏固定液：用于細胞有絲分裂根尖的固定

(29)解離液(5%鹽酸和95%酒精按1：1的比例配成)：有絲分裂中根尖的分離與固定

(30)層析液：用于葉綠素的分離，主要類型：①由20份石油酸(在60?90《分儲出來

的)、2份丙酮和1份苯混合而成；②95%的酒精；③93號汽油；④9份體積分數(shù)為95%的酒

精和1份苯混合；⑤汽油或四氯化碳加少許無水硫酸鈉。

(31)20%新鮮肝臟研磨液：含有H2O2酶，可促進H2O2分解產(chǎn)生。2

(32)無土營養(yǎng)液：用于植物無土栽培

(33)檸檬酸鈉：血液抗凝劑

(34)2,4-D生長素類似物：有雙重性，低濃度促進生長；高濃度抑制生長；培育無籽果實

(35)秋水仙素(C22H25O6N)：用于單倍體育種，作用機理是可抑制植物細胞有絲分裂中

紡錘體的形成，可導致細胞內(nèi)染色體數(shù)目加倍，因此用于多倍體育種以及單倍體育種時培育

純種；還可以誘發(fā)基因突變。是1937年發(fā)現(xiàn)的，是從百合科植物秋水仙的種子和球莖中提取

出來的一種植物堿。它是白色或淡黃色的粉末或針狀結(jié)晶，有劇毒，使用時應特別注意。

(36)濾紙：過濾或紙層

(37)紗布、尼龍布：過濾，遮光

(38)云母片：阻止生長素傳遞

(39)微電流計：測量神經(jīng)元受刺激時，神經(jīng)元細胞內(nèi)或細胞間的興奮傳遞情況

(40)紫外線：一定劑量作為能量、保溫，高劑量導致細胞基因突變

2.實驗設計的技術(shù)手段

(1)光學顯微鏡的使用：包括顯微鏡的取送、放置、旋轉(zhuǎn)、對光(反光鏡及光圈的使用)、

低倍觀察、高倍觀察、鏡頭的擦拭；顯微鏡的放大倍數(shù)(是物體的長和寬，不是面積，也不

是體積)、焦距問題、物鏡離裝片的遠近、準焦螺旋的使用、顯微鏡使用時物象移動方向、顯

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微鏡使用時異物的判斷(通常通過移動玻片、轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器或旋轉(zhuǎn)目鏡來判斷)。

(2)臨時裝片、切片和涂片的制作：適用于顯微鏡觀察，凡需在顯微鏡下觀察的生物材料，必

須先制成臨時裝片、切片和涂片，如“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離和復原”中要制作洋蔥表皮細

胞的臨時裝片，在“生物組織中脂肪的鑒定”中要制作花生種子的切片，在“觀察動物如人體血

液中的細胞”中要制作血液的涂片等等。

⑶研磨，過濾：適用于從生物組織中提取物質(zhì)如酶、色素等，要求學生熟練掌握研磨、

過濾的方法，如研磨時要先將生物材料切碎，然后加入摩擦劑(常用二氧化硅)、提取液和其它

必要物質(zhì)，充分研磨之后，往往要進行過濾，以除去渣滓，所用過濾器具則根據(jù)需要或根據(jù)試

題中提供的器材加以選用，如可用濾紙、紗布、脫脂棉、尼龍布等。

(4)解離技術(shù)：適用于破壞細胞壁，分散植物細胞，制作臨時裝片。

(5)恒溫技術(shù)：適用于有酶參加的生化反應，一般用水浴或恒溫箱，根據(jù)題目要求選用。

(6)紙層析技術(shù)：適用于溶液中物質(zhì)的分離。主要步驟包括制備濾紙條、劃濾液細線、層

析分離等。

⑺植物葉片中淀粉的鑒定：適用于光合作用的有關實驗，主要步驟包括饑餓處理、光照、酒

精脫色、加碘等。

⑻根尖培養(yǎng)技術(shù)：有絲分裂實驗的材料

⑼小動物飼養(yǎng)技術(shù)：飼養(yǎng)小白鼠等實驗動物

(10)無土栽培技術(shù)：用于植物必需元素與非必需元素的鑒定

(11)微電流測量技術(shù)：用于刺激神經(jīng)元細胞時，興奮的傳遞情況。刺激神經(jīng)元的某一點時，相

對于該神經(jīng)元的刺激點而言，其兩側(cè)均有電位變化(用兩表則可在兩側(cè)任意位置，用一表測

定則相對于受刺激點不等距位置有兩次偏轉(zhuǎn))可證明在同一神經(jīng)元內(nèi)具有雙向傳遞性；刺激

突觸前神經(jīng)元時，突觸后神經(jīng)元可測得電位變化，刺激突觸后神經(jīng)元時，突觸前神經(jīng)元測不

到電位變化，可證明突觸傳遞具有單向傳遞性。

(12)pH控制技術(shù)：利用緩沖液調(diào)節(jié)pH,確保實驗環(huán)境的pH相對穩(wěn)定。

(13)同位素示蹤技術(shù)：如噬菌體浸染細菌的實驗，用和"CO?追蹤光合作用中氧原子和碳原子轉(zhuǎn)移

途徑的實驗等。

3.常用實驗方法

(1)顯微觀察法：如“觀察細胞有絲分裂”“觀察葉綠體和細胞質(zhì)流動”“用顯微鏡觀察多種多

樣的細胞”等。

(2)觀色法：如“生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”“觀察動物毛色和植物花色的遺

傳”“DNA和RNA的分布”等。

(3)同位素標記法(元素示蹤法)：如“噬菌體浸染細菌的實驗”“恩格爾曼實驗”等。

(4)補充法(加法創(chuàng)意)：如用飼喂法研究甲狀腺激素，用注射法研究動物胰島素和生長激素,

用移植法研究性激素等。

(5)摘除法(減法創(chuàng)意)：如用“閹割法、摘除法研究性激素、甲狀腺激素或生長激素的作

用”“雌蕊受粉后除去正在發(fā)育著的種子”等。

(6)雜交法：如植物的雜交、測交實驗等。如孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的植物雜交、測交的實

驗，小麥的雜交實驗等。

雌雄同花：花蕾期去雄+套袋+開花期人工授粉+套袋

雌雄異花：花蕾期雌花套袋+開花期人工授粉+套袋

(7)化學分析法：如“番茄對Ca和Si的選擇吸收”“葉綠體中色素的提取和分離”等。

⑻理論分析法：如“大、小兩種草履蟲的競爭實驗”“植物向性動物的研究”等。

⑼預實驗法：在科學研究中，有時需要在正式實驗前先做一個預實驗。這樣可以為進一

步的實驗摸索或創(chuàng)造條件，可以檢驗和保障實驗設計的科學性和可行性。例如“探索生長素

類似物促進插條生根的最適濃度”的實驗中，確定應設計什么樣的濃度梯度？如果對要研究

的植物有關情況所知不多，可以先設計一組梯度比較大的預實驗進行摸索，再在預實驗的基

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礎上設計細致的實驗；再如預熱處理，研究某溫度對酶活性影響：將酶溶液和反應物分別放

入2個試管，然后在同一水浴環(huán)境中持續(xù)一定時間，再將酶溶液和反應物倒入同一試管中混合

反應。

(10)初測法：如初始長度、初始刻度、初始溫度、初始重量等

(11)重復法：如測量上重復，取其平均值，這在統(tǒng)計學上才是更可靠的。例如“不同濃度香

煙浸出液對水蚤的影口向”的課題研究：

每分鐘心跳次數(shù)

不同濃度煙草浸出液

第一次測量第二次測量......第ni次測量

濃度1

...

濃度n

蒸儲水(對照)

(12)確定某一顯性三個體基因型方方且測交；該顯性個體自交；單倍體培育法

(13)確定某一個體是否具有抗性基因的方法：確定小麥是否具有抗銹病基因，用銹菌去侵

染，一段時間后，觀察有無銹斑出現(xiàn)

(14)育種的方法：雜交育種；人工誘變育種；多倍體育種；單倍體育種；基因工程育種；

細胞工程育種

(15)測定種群密度的方法：樣方法；標志重捕法

(16)水培法(完全培養(yǎng)液與缺素完全培養(yǎng)液對照)：確定某種元素為植物必需的元素方法

(17)獲得無籽果實的方法：用適宜濃度的生長素處理花蕾期已去雄的子房，如無籽蕃茄；

誘導染色體變異，如無籽西瓜(三倍體)

(18)確定傳入、傳出神經(jīng)的功能：刺激+觀察效應器的反應或測定神經(jīng)上的電位變化

(19)模擬實驗法：如模擬探究細胞表面積與體積的關系、通過模擬實驗探究膜的透性、滲透

作用的實驗裝置等

4,常用的實驗條件控制方法

(1)增加水中。2：泵入空氣或吹氣或放入綠色植物；

⑵減少水中。2：容器密封或油膜覆蓋或用涼開水；

(3)除去容器中CO2：NaOH溶液、Na2c。3溶液；

(4)除去葉中原有淀粉：置于黑暗環(huán)境(饑餓)；

⑸除去葉中葉綠素：酒精水浴加熱(酒精脫色)；

(6)除去植物光合作用對呼吸作用的干擾：給植株遮光；

⑺單色光的獲得：棱鏡色散或透明薄膜濾光；

(8)血液抗疑：加入檸檬酸鈉(去掉血液中的Ca2+)；

⑼線粒體提取：細胞勻漿離心；

(10)骨無機鹽的除去：H。溶液；

(11)消除葉片中脫落酸的影響：去除成熟的葉片；

(12)消除植株本身的生長素：去掉生長旺盛的器官或組織(芽、生長點)；

(13)補充植物激素的方法：涂抹、噴灑、用含植物激素的羊毛脂膏或瓊脂作載體；

(14)補充動物激素的方法：口服(飼喂)、注射；

(15)阻斷植物激素傳遞：插云母片法。

5.實驗結(jié)果的顯示方法一一實驗現(xiàn)象的觀測指標

⑴光合作用：02釋放量或CO2吸收量或有機物(淀粉)生成量。例：水生植物可依氣泡

的產(chǎn)生量或產(chǎn)生速率；離體葉片若事先沉入水底可依單位時間內(nèi)上浮的葉片數(shù)目；植物體上

的葉片可依指示劑(如碘液)處理后葉片顏色深淺。

⑵呼吸作用：。2吸收量或CO2釋放量或有機物(淀粉)消耗量

⑶原子或分子轉(zhuǎn)移途徑：同位素標記法或元素示蹤法

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(4)細胞液濃度大小或植物細胞活性：質(zhì)壁分離與復原

⑸溶液濃度的大?。篣型管+半透膜

(6)甲狀腺激素作用：動物耗氧量、發(fā)育速度等

⑺生長激素作用：生長速度(體重、體長變化)

⑻胰島素作用：動物活動狀態(tài)(是否出現(xiàn)低血糖癥狀——昏迷)

(9)胰高血糖素作用：尿糖的檢測(在尿液中加班氏試劑進行沸水浴，看是否出現(xiàn)磚紅色

沉淀)

(1())菌量的多少：菌落數(shù)、亞甲基藍褪色程度

(11)生長素作用及濃度高低的顯示：可通過去除胚芽鞘后補充生長素后的胚芽生長情況

來判斷(彎曲、高度)

(12)淀粉：碘液(變藍色)

(13)還原性糖：斐林試劑/班氏試劑(沸水浴后生成磚紅色沉淀)

(14)CO2：Ca(0H)2溶液(澄清石灰水變渾濁)

(15)孚L酸：pH試紙

(16)02：余燼復燃

(17)蛋白質(zhì)：雙縮胭試劑(紫色)

(18)脂肪：蘇丹in染液(橘黃色)；蘇丹H染液(紅色)

(19)DNA：二苯胺(沸水浴，藍色)、甲基綠(染色后，呈綠色)

(20)RNA：毗羅紅(呈紅色)、苔黑酚乙醇溶液

6.實驗設計的原則

⑴對照原則

科學、合理的設置對照可以使實驗方案簡潔、明了，且使實驗結(jié)論更有說服力。實驗中的

無關變量很多，必須嚴格控制，要平衡和消除無關變量對實驗結(jié)果的影響，對照實驗的設計

是消除無關變量影響的有效方法。所謂對照實驗是指除所控因素外其它條件與被對照實驗完

全相等的實驗。對照實驗設置的正確與否，關鍵就在于如何盡量去保證“其它條件的完全相

等”。具體來說有如下四個方面：

①所有用生物材料要相同即所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況

等方面特點要盡量相同或至少大致相同。②所用實驗器具要相同即試管、燒杯、水槽、廣口

瓶等器具大小型號要完全一樣。③所用實驗試劑要相同即試劑的成分、濃度、體積要相同。

尤其要注意體積上等量的問題。④所用處理方法要相同如：保溫或冷卻：光照或黑暗；攪拌

或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說，看起來似乎是毫無意義的，但最好還

是要作同樣的處理。

陽性對照：給對照組施以已經(jīng)被證明是一種有效的處理因素。陽性對照目的是證明試驗

具有檢驗靈敏度，也就是該試驗具有證明有效陽性藥物的有效性的能力。

空白對照：指不做任何實驗的對照組或不給對照組以任何處理因素。值得注意的是，不

給對照組任何處理因素是相對實驗組而言的，實際上對照組還是要做一定的處理，只是不加

實驗組的處理因素，或者說相對于實驗組而言，除實驗變量外，別的處理與實驗組完全相同?？?/p>

白對照能明白地對比和襯托實驗組的變化和結(jié)果，增加說服力。通常未經(jīng)實驗因素處理的對

象組為對照組，經(jīng)實驗因素處理的對象組為實驗組；或處于正常情況下的對象組為對照組，未處

于正常情況下的對象組為實驗組。例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”的實驗中，實驗組滴加了

唾液淀粉酶液，而對照組只加了等量的蒸儲水，起空白對照；在還原糖鑒定實驗中留一部分

樣液不加入斐林試劑，以作對照。

自身對照：指對照組和實驗組都在同一研究對象上進行，不另設對照。自身對照方法簡

便，關鍵是看清實驗處理前后現(xiàn)象變化的差異。實驗處理前的對象狀況為對照組，實驗處理

后的對象變化則為實驗組。例如，“質(zhì)壁分離與復原”實驗，自身對照簡便，但關鍵要看清

楚實驗處理前后的現(xiàn)象及變化差異。

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相互對照：不另設對照組，而是幾個實驗組相互對比對照，其中每一組既是實驗組也是

其他級別的對照組。在等組實驗法中，若不設空白對照，則大都是運用相互對照。相互對照

較好地平衡和抵消了無關變量的影響，使實驗結(jié)果具有說服力。例如：“植物向光性”實驗中，

利用若干組燕麥胚芽的不同條件處理的實驗組之間的對照，說明了生長素與植物生長彎曲的

關系。證明玉米根的生長方向與地心引力的關系實驗中不同方向放置的玉米種子之間則屬于

相互對照。再如：在探究溫度（或pH）對酶催化活性影響實驗中溫度（或pH）（O℃、50℃、100℃）

互為相互對照。在實驗中要找出一個最佳效果點，就要采取相互對照進行實驗。

條件對照：指雖然給對象施以某種實驗處理，但是這種處理是作為對照意義的，給定的

處理因素正是為了保證實驗中對照組與實驗組相比只是少了實驗變量的影響，或者說這種處

理不是實驗假設所給定的實驗變量意義的。通常施以條件因素的對象組為對照組，施以實驗

因素的對象組為實驗組。例如，在“動物激素飼喂小動物''的實驗中，采用等組實驗法，甲組為

實驗組（飼喂甲狀激素），乙組為條件對照（飼喂甲狀抑制劑）；不飼喂藥劑的是空白對照組。顯

然，通過條件對照.實驗說服力大大提高。

標準對照：生物生理、生化的某些項目也都有相應的標準，將觀察測定的實驗數(shù)值與規(guī)

定的標準值相比較，以確定其正常與否的對照方法。

【“實驗組”與“對照組”確認】

一個實驗通常分為實驗組和對照組（控制組）。實驗組是施加實驗變量處理的被試組；對

照組是不施加實驗變量處理的對象組，兩者對無關變量的影響是相等的，兩組之間的差別，

被認為是來自實驗變量的結(jié)果，如為研究光對幼苗生長的影響時實驗變量應為撤掉光照，因

而暗處生長的小麥幼苗應為實驗組，而自然狀態(tài)（即未接受實驗變量處理）的小麥幼苗應為

對照組，通過對照組能增強實驗的信度。

（2）單一變量原則

理解該原則，應弄清幾組變量：即自變量與因變量，無關變量與額外變量。

①自變量與因變量：a.自變量是研究者主動操縱的條件和因子，是作用于實驗對象的刺

激變量（也稱實驗變量），自變量須以實驗目的和假設為依據(jù)，應具有可變性和可操作性。b.因變

量（又稱反應變量或應變量），是隨自變量變化而產(chǎn)生反應或發(fā)生變化的變量，因變量是研究

是否成功的證據(jù)，應具可測性和客觀性。c.二者關系：自變量是原因，因變量是結(jié)果，即具因

果關系。

②無關變量與額外變量：無關變量又稱干擾變量、控制變量，是指與研究目標無關，但

卻影響研究結(jié)果的變量。額外變量，指實驗中由于無關變量所引起的變化和結(jié)果。無關變量

是原因，額外變量是結(jié)果，二者也具有因果關系。為確保實驗結(jié)果的準確，實驗者應嚴格控

制無關變量，防止額外變量的出現(xiàn)，否則實驗結(jié)果的真實性無法得到認定，如我們常在實驗

過程中強調(diào)“選取生長狀況相同的幼苗”“數(shù)量大小相同的種子”“置于相同并適宜條件下培

養(yǎng)”“加入等量的清水”等均是為了控制無關變量對實驗結(jié)果的干擾。

所謂單一變量原則（單因子變量原則），就是要盡可能控制無關變量的作用，以確保實驗

變量的唯一性。強調(diào)的是實驗組和對照組相比只能有一個變量，只有這樣當實驗組和對照組

出現(xiàn)不同結(jié)果時，才能確定造成這種不同結(jié)果的原因肯定是這個變量造成的，從而證明實驗

組所給實驗因素的作用，因此在設計對照組實驗時首先要確定變量并加以正確設置，至于將

誰作為變量則很容易確定，即要驗證誰則把誰作為變量，也就是要把所要驗證的中心條件作

為變量。

【案例剖析】例如，生物課本內(nèi)溫度對酶活性影響的實驗中：實驗變量是低溫（冰），適

溫（60元高溫（沸水）；酶的活性變化即反應變量；試管的潔凈度，淀粉酶的稀釋度，可溶性

淀粉的濃度，碘液的量和濃度，溫度處理時間，操作程序等是無關變量。實驗中不論有幾個

實驗變量，都應做到每個自變量對應一個因變量，此外還要做到操作規(guī)范。在實驗設計、實

施的全過程中，應嚴格操縱實驗變量，嚴格控制無關變量，盡可能消除誤差，獲取較為精確

的反應變量。

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(3)等量原則

實驗中要做到“單一變量”(即自變量)外，其它變量需注意等量原則，即：

①生物材料要相同：即所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等方

面要盡量相同或至少大致相同。

②實驗器具要相同：即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小、型號、潔凈度等相同。

③實驗試劑要相同：即試劑的成分、濃度、體積要相同。即使使用不同試劑也要注意體

積相同。

④處理方法要相同：保溫或冷卻、光照或黑暗、攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處

理對對照實驗來說，看起來似乎是毫無意義的，但還是要作同樣的處理。

(4)科學性原則：包括實驗原理的科學性、實驗材料選擇的科學性、實驗方法、實驗結(jié)果

處理的科學性。

(5)安全原則：盡量避免危險性操作(如確需使用，應注明，防止環(huán)境污染和人身傷害)。

如：在“葉綠體色素的提取和分離”實驗中，使用丙酮時指出“用濾紙打孔蓋住研缽進

行研磨”以減少揮發(fā)，或者干脆使用酒精，以減少危害。

(6)可行性原則：實驗設計應注意取材方便、藥品便宜、裝置簡單、經(jīng)濟實用、步驟簡潔、操

作性強、花時經(jīng)濟，在現(xiàn)有實驗條件下能夠完成。

⑺平行復重原則：即控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重復實驗，觀察其對實驗

結(jié)果影響的程度。任何實驗都必須能夠重復，這是具有科學性的標志。

(8)隨機性原則：隨機性原則是指被研究的樣本是從總體中任意抽取的。這樣做的意義在

于：一是可以消除或減少系統(tǒng)誤差，使顯著性測驗有意義；二是平衡各種條件，避免實驗結(jié)

果中的偏差。

⑼簡便性原則：實驗設計時，要考慮到實驗材料要容易獲得，實驗裝置簡單，實驗藥品

較便宜，實驗操作較簡便，實驗步驟較少，實驗時間較短。

7.操作設計注意事項

1、應注意實驗選材的合理性

如：⑴所選材料應有利于實驗現(xiàn)象的觀察：如可溶性還原糖的鑒定中應選擇“白色或近

白色”的材料；

⑵所選材料應容易獲得：盡可能選擇無明顯季節(jié)性、地域性的材料；

⑶所選材料應價格便宜

2、應注意操作細節(jié)的合理性

如：⑴溶液或培養(yǎng)基滅菌后是否要冷卻后使用？冷卻后

⑵向淀粉糊中加了唾液后是否要振蕩試管呢？要

⑶酶促反應的試管如何加熱？是直接加熱，還是水浴加溫？水浴加熱

⑷用酒精溶解葉中葉綠素時，酒精直接或隔水加熱？隔水加熱

⑸使甲狀腺激素、胰島素、生長激素進入動物體內(nèi)的方法應如何操作？是飼喂，還是注

射？甲狀腺激素飼喂，胰島素、生長激素注射

⑹不同的情況下要合理地選用不同的水。如：清水、池水、涼開水、蒸儲水、生理鹽水。

3、應注意操作順序的合理性

例：為“驗證pH對唾液淀粉酶活性的影響”。在如下實驗步驟中，最佳順序應該是

①在1?5號試管中分別加入0.5%的淀粉液2mL；

②加完淀粉液后，向各試管中加入相應的緩沖液3mL,使各試管中反應液的pH依次穩(wěn)

定在5.00、6.20、6.80、7.40、8.00；

③分別向1?5號試管中加入0.5%唾液1mL,然后進行37。恒溫水??；

④反應過程中，每隔Imin從第3號試管中取出一滴反應液，滴在比色板上，加一滴碘液

顯色，待呈橙黃色時，立即取出5支試管，加碘液顯色并比色，記錄結(jié)果；

A.①②③④B.③①②④C.③②①④D.①③②④

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答案：c

4、應注意實驗方案的可操作性

例：為“驗證鎂是植物生活的必需元素”。請寫出你的設計思路。

方案1：將幼苗中運載Mg2+的載體去掉

方案2：用去掉鎂的砂性土壤培養(yǎng)幼苗

方案3：將植物體內(nèi)的Mg?+分離出來

方案4：取生長狀況一致的大豆幼苗，用符合實驗要求的容器，對照組盛有含植物必需的各

種礦質(zhì)元素的完全培養(yǎng)液，實驗組盛有不含鎂離子的完全培養(yǎng)液，兩組置于相同的適宜條件

下培養(yǎng)；觀察比較兩組植物的生長發(fā)育情況。

方案1、2、3均缺乏可操作性，正確思路應該是方案4o

8.實驗設計的題型

【觀察類實驗】

（1）高倍鏡的使用和觀察葉綠體

原理：葉綠體存在于細胞質(zhì)基質(zhì)中，一般是綠色的、扁平的橢球形或球形。

步驟：取材（碎類葉）一制片一觀察

⑵觀察植物細胞的有絲分裂

原理：高等植物體的分生區(qū)細胞能進行有絲分裂，用高倍顯微鏡觀察有絲分裂各個時期細胞

內(nèi)的染色體變化情況，從而識別該細胞處于有絲分裂的哪個時期。步驟：洋蔥根尖的培養(yǎng)一

裝片制作（解離、漂洗、染色、制片）一觀察

⑶觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原

原理：內(nèi)因為原生質(zhì)層的伸縮性大于細胞壁的伸縮性，外因為細胞液的濃度與外界溶液的濃

度差。

步驟：裝片一觀察

說明：

（1）在此類實驗中常綜合運用顯微觀察技術(shù)、染色技術(shù)、玻片標本制作技術(shù)等。

（2）觀察類實驗應注意的問題

①注意取材：根據(jù)觀察對象采用合適的材料，如觀察有絲分裂應選取根尖分生區(qū)細胞；觀察

質(zhì)壁分離與復原應選取成熟的植物細胞等。

②注意材料處理：根據(jù)不同材料，不同的觀察對象，做不同的材料處理，如浸泡、染色、解

離、保持生活狀態(tài)等。

③注意制片方法：顯微觀察實驗要用裝片，不同材料用不同的制片方法。裝片法（把整個實

驗材料制成裝片，如用葫蘆群觀察葉綠體），切片法（把材料切成薄片，以便觀察，如脂肪鑒

定），壓片法（把材料壓碎成一薄層，以便觀察，如觀察根尖有絲分裂）。

④注意光學顯微鏡的使用方法。

【鑒定物質(zhì)成分的生化實驗】

（1）生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定

（2）DNA的粗提取與鑒定

說明：

（1）在此類實驗中，常利用某種試劑對生物體或細胞中成分進行鑒別，針對不同的鑒別對象，采

用不同的試劑。

（2）鑒別類實驗應注意的問題

①實驗結(jié)論常根據(jù)特定的顏色反應來確定。

②有些可不設立對照實驗，若需設立，應增設一組，加入已知的待檢測物質(zhì)，如驗證唾液淀

粉酶是蛋白質(zhì)，對照組可加入稀釋的雞蛋清。

③注意選擇合適的試劑，并注意試劑使用的特殊要求，如加熱煮沸等。

【調(diào)查實驗題】

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（1）種群密度的取樣調(diào)查

原理：在一般情況下，逐一計數(shù)某個種群的個體總數(shù)是困難的。常常用取樣調(diào)查法來估計整

個種的種群密度。植物種群密度的取樣調(diào)查常用樣方法。動物種群密度的取樣調(diào)查常用標志

重捕法。

（2）調(diào)查人群中的遺傳病

流程圖：確定調(diào)查的目的要求，制定調(diào)查的計劃（A.以組為單位，確定組內(nèi)人員；B.確定調(diào)查病

例；C.制定調(diào)查記錄表；D.明確調(diào)查方式；E.討論調(diào)查時應注意的問題），實施調(diào)查活動，整

理、分析資料，得出結(jié)論、撰寫調(diào)查報告。

（3）初步學會社會科學研究的一般方法

步驟：社會科學研究的一般步驟是：確定研究課題一制定研究計劃一收集信息資料一加工分

析收集的信息資料f提出論點或假說一撰寫研究報告一自我評價。

說明：此類實驗常通過調(diào)查法，調(diào)查法中常使用統(tǒng)計技術(shù)和測量技術(shù)。

注意事項：

（1）調(diào)查時，最好選取群體中發(fā)病率較高的單基因遺傳病，如紅綠色盲、白化病、高度近視

（600°以上）等

（2）為保證調(diào)查的群體足夠大，小組調(diào)查的數(shù)據(jù)，應在班級和年級中進行匯總。

某遺傳病的發(fā)病率=某種遺傳病的患病人數(shù)?某種遺傳病的被調(diào)查人數(shù)X100%

調(diào)查結(jié)果往往與實際水平有一定的差距，要想縮小與實際水平的差距，在調(diào)查時應采取哪些

措施？隨機性調(diào)查，調(diào)查的群體足夠大

【探究性實驗與驗證性實驗】

探究性實驗:指實驗者在不知曉實驗結(jié)果的前提下，通過自己實驗、探索、分析、研究得出

結(jié)論，從而形成科學概念的一種認知活動。驗證性實驗:指實驗者針對已知的實驗結(jié)果而進

行的以驗證實驗結(jié)果、鞏固和加強有關知識內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復性實驗。

探究性實驗驗證性實驗

探索研究對象的未知屬性、特征以及與其他因驗證研究對象的已知屬性、特征以及與其

實驗目的

素的關系他因素的關系

假設一般采用“如果A,則B”的形式表述，因結(jié)論是己知的，因此不存在假設問題

實驗假設是根據(jù)現(xiàn)有的科學理論、事實.對所要研究的（或已有實驗過程、結(jié)果，在提出假設

對象設想出一種或幾種可能性的答案、解釋時，通過驗證，得出假設是正確的）

實驗原理因探究內(nèi)容而異因驗證內(nèi)容而異

應有的實驗步驟實際上并未完成，因探究內(nèi)容應有的實驗步驟，可以是曾經(jīng)做過或尚未

而異做過的，因驗證內(nèi)容而異

實驗的分組：有實驗組和對照組。如果實驗中是一個自變量，則分成2組（有時也分成3

實驗過程組），即自變量改變與否；如果是二個自變量，則分成3組，即1、2組的設立是改變其中

的一個自變量，第3組是兩個自變量改變與否；……

實驗組和對照組的設計是對自變量的處理，對無關變量的應設置在相同的條件下，以免影

響自變量對實驗的效果。故從實驗材料中分析出自變量是實驗的關鍵。

實驗現(xiàn)象未知，可以不描述已知，應準確描述

對應假設，分類討論。一般需討論“如果出現(xiàn)

結(jié)果①會怎樣，如果出現(xiàn)結(jié)果②或③又會怎

實驗結(jié)果與實驗假設一致

樣”，一般有多種可能的結(jié)果。但有時也會出

預測（不可與探究性的結(jié)果預測相混）

現(xiàn)“預測最可能的結(jié)果”的問題.此種情況應

根據(jù)已有知識推測最合理的結(jié)果。

實驗結(jié)論根據(jù)可能的實驗結(jié)果，進行分析。對應實驗目的做出肯定結(jié)論

相同：實驗原理、所用材料、方法步驟相同。

區(qū)別：

現(xiàn)象:驗證性實驗每個裝置只出現(xiàn)一種現(xiàn)象，探索性實驗分情況說;

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結(jié)論:驗證性實驗只有一種結(jié)論，探索性實驗對每種現(xiàn)象分別作以說明，例如必修本上

“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”。一般的來說，凡是探究性的實驗的預測，往往有

三種可