生物实验设计的理论和方法222

高考对实验能力的要求 生物实验设计的理论问题 生物实验设计的一般方法 生物实验设计的评价及改进 验证性实验与探究性试验 部分生物实验设计题

生物实验设计的理论和方法 2．实验与探究能力

（1）能独立完成生物学教材所规定的生物实验。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。包括运用观察、试验与调查，假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。

（4）能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。 一、高考对实验能力的要求 （一）科学研究的一般步骤 二、生物实验设计的理论问题

提出问题、建立假设、制定研究方案、 检验假设、收集数据、做出结论。

（二）实验设计的一般原则 控制性原则（变量） 对照性原则 平行重复原则 随机性原则 科学性原则 可行性原则 简便性原则 单一变量原则

1、科学性原则

所谓科学性原则，是指实验的原理要符合科学原理，实验结果的预期要有科学依据，实验的各个环节都不能偏离生物学基本知识和基本原理，以及其他学科领域的基本原则

两个含义：

（1）必须保证实验设计不出现科学性错误

（2）实验设计要具有科学思想和科学方法的因素 具体体现：

（1）原理的科学性；（2）材料选择的科学性； （3）方法的科学性；（4）结果处理的科学性

1). 明确实验要求和目的，确定实验思路

①用最简易的方法鉴定高杆小麦是纯种还是杂种。 ②培育无子果实要求用秋水仙素还是生长素。

③设计一个在室外空旷处进行的、在不用任何药剂、装置和触及幼苗的情况下, 使幼嫩植株长成如图示形态的实验方案, 并说明其原理。

2). 合理设计操作过程 ①注意操作细节合理性

：例1：使甲状腺制剂、胰岛素、生长激素进入动物体内的方法应如何操作？是饲喂，还是注射？ 例2：不同的情况下要合理地选用不同的水。如：清水、凉开水、蒸馏水、生理盐水。„„等等 ②注意操作顺序的合理性 例：双缩脲试剂和斐林试剂 ③设计方案具有可操作性

例：为验证“镁是植物生活的必需元素”， „„请写出你的设计思路。 缺乏可操作性1：“用去掉镁的砂性土壤培养幼苗” 缺乏可操作性2：“将幼苗中运载Mg2+的载体去掉” 缺乏可操作性3：“将植物体内的Mg2+分离 出来” 3）. 简明、准确组织语言文字 ①实验组别编号描述 如：凡实验中涉及到两组或两组以上，所用器材需用1、2、3„„或A 、B 、C „„或甲、乙、丙„„等加以编号便于区分。

②实验步骤分步描述并加以编号（一般不宜连续描述） 如：第一步……。 如：1、……。 第二步……。 2、……

③在量上难以做到准确的量化描述，应尽可能用“定性”的语言表达。 如：“一段时间”、“适宜的温度”、“适量的”、“一定量的”等。

4叙说中尽量用规范的实验术语，不能用含糊的口语 ○

如：“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”；“等量的”不宜说成“一样多的”；“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”等等。

5注意避免“词不达意”。 ○

如图二，有些学生描述为“分别在甲、乙两试管中加入A 、B 物质”，如此表达则成了图三的含义，显然与图二不符。准确的描述应为“在甲乙两支试管中分别加入A 、B 物质”或“在甲试管中加入A 物质，乙试管中加入B 物质。”

2、单因子变量（控制变量）原则

变量，或称因子，是指实验过程中被操纵控制的 特定因素或条件

（1）自变量（实验变量）和因变量（反应变量） 自变量：实验中饰演者所操纵的因素或条件 因变量：由于实验变量而引起的变化和结果

通常自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。 实验的目的就在于获得和揭示这种前因后果。 例：探索唾液淀粉酶的最适温度 自变量：各温度 因变量：反应结果

实验目的：获得和解释温度变化与酶的活性的因果关系 （2）无关变量（控制变量）和额外变量（干扰变量）

控制变量：实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件 干扰变量：由于无关变量所引起的变化和结果 显然，干扰变量会对因变量起干扰作用。 例：探索唾液淀粉酶的最适温度

无关变量：试管洁净程度、处理时间、PH 、试剂的浓度 额外变量：反应结果由于无关变量而改变

实验设计和操作中，尽量减少无关变量；各组无关变量应完全相同，以便于清晰地研究自变量和因变量之间的关系

（3）控制单一变量的常用方法 ①生物材料要相同

即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等方面特点要尽量相同或至少大致相同。 ②实验器具要相同

即试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号、洁净度等要完全一样。 ③实验试剂要相同

即试剂的成分、浓度、体积要相同。尤其要注意体积上等量的问题 ④处理方法要相同

保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。有时尽管某种处理对对照实验来说，看起来似乎是毫无意义的，但还是要作同样的处理。

3、对照原则

空白对照：给对照组施以对研究对象没有任何影响的处理因素或不给对照组任何处理。 自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行，不另设对照组。 相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。

条件对照：虽然给对照组施以部分因素，但不是所要研究的处理因素。 标准对照：生物体的某些生理、

即可确定其正常与否。

空白对照：不给对照组任何处理因素

自身对照:

质壁分离和复原实验

二、生物实验设计的理论问题

相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照

条件对照：给对照组部分实验因素，保证除要研究的变量不同外其他条件完全相同 例1：验证不同色质的光对光合作用的影响 对条件完全相同的植株用不同的光照射： Ａ：用绿光，Ｂ用红光，Ｃ用白光； 例2：验证温度对酶活性的影响

在其它条件完全相同的情况下，把Ａ试管放在 0度 ， B 试管放在 37度，C 试管放在 100度实验观察。

标准对照 以常规的品种，常规的浓度为对照。 请你

设计一个

实验方案，

证明N 、P 、K 是番茄生长发育必需的矿质元素。

实验中的对照组和实验组的确定

通常，一个实验总分为实验组和对照组（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：接受实验变量处理的对象组

对照组：对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。 实验变量的确定是由实验目的决定的

至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般认为是随机决定的。但是，我们认为在探究实验中，对照实验的确定，首先必须反映探究的目的或假设。然后根据是否接受实验变量处理来判断。

一般来说，对照组是和假设一致的或者是常态的

1、亮亮认为老鼠暴露在微波下将变得特别强壮有力，他决定通过实验验证这一点。他将10只同种老鼠置于微波下10秒钟，将另外同种的10只老鼠不作微波处理。他用一块有相当重量的木块阻挡老鼠得到食物。他发现微波处理的10只老鼠中有8只可以推开木块得到食物，未经微波处理的10只老鼠中有7只能推开木块得到食物。

（1）指出实验组和对照组。 （2）指出自变量和因变量。 （3）亮亮的结论是什么？

（4）如何改进此实验？（答至少2点）

（1）用微波处理的一组为实验组，未用微波处理的一组为对照组

（2）用微波处理是自变量，能否推开木块是因变量或老鼠变得特别强壮有力

（3）老鼠暴露在微波下不会变得特别强壮有力 或无法判断

（4）如可以延长或缩短微波处理的时间、换用不同的木块、增加实验用鼠的数量或重复实验的次数。 2、印刷厂的李厂长认为某种饮料可以提高工人的生产率。于是他选出100名工人，平均分成A 、B 两组，让他们完成相同的工作（例如装订广告小册子）。A 组工人工作时给他们喝这种特殊的饮料，B 组工人工作时没有喝这种饮料。一小时后，李厂长计算了每组工人装订的小册子的数量：A 组装订了1587本，B 组装订了2113本。问：

（1）指出上述实验中的实验组和对照组。 （2）实验中的自变量和因变量各是什么？ （3）实验的结论是什么？ （4）如何改进这一实验？ 自变量：特殊饮料

因变量：装订广告小册子的数量

控制变量：两组工人的数目、性别、年龄等

干扰变量：由于性别、年龄等引起的装订数目差异

实验结论：由于A 组装订广告册的数目比B 组少，因此，这一实验的结论是这种饮料不能提高工人的生产率。

要改进这一实验，必须进一步控制无关变量，如两组工人的性别、年龄、喝饮料的时间等。 3、（2005年北京春季高考第5 题）为验证光是植物生长发育的必要条件，设计如下实验：选择生长状况一致的小麦幼苗200株，随机均分为实验组和对照组，分别处理并预测结果。下面是关于实验组或对照组的处理方法和预期结果的几种组合，其中正确的是：

①实验组②对照组③黑暗中培养④在光下培养⑤生长良好⑥生长不良 A ．②③⑤ B ．①③⑥ C ．①④⑤ D ．②④⑥

4、随机性原则

实验设计中的随机性原则，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，使显著性测验有意义；二是平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。

5、平行重复原则 平行重复原则，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，这能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影响。平行重复的原则就是为解决这个问题而提出的。

（三）实验中的假设和结论 如果+基本预测，

那么+可操作定义（实用性定义） 从理论到实验现象 假设 结论

如果+实验现象，

那么+假设（肯定或否定假设）

从实验现象到理论（与假设相反、分类讨论）

例1 ：1773年，意大利科学家斯帕兰札尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。根据此实验回答下列问题：

（1）人们在此之前提出了一个什么问题：_______?

（2）实验前，意大利科学家斯帕兰札尼可能做出了怎样的假设？

（3）斯帕兰札尼根据此实验所做的结论是 。

（4）此实验的巧妙之处是 . 2、如果鹰的胃中进行了化学性消化（含有消化肉块的物质），笼中的肉块就会消失 （否定假设）（前者证实，后者是证伪）。

例2： （2004北京理综）一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊分别生长在海拔10m 、500m 、1000m 的同一山坡上。在相应生长发育阶段，同一海拔的野菊株高无显著差异，但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响，请完成以下实验设计。

（4）预测支持下列假设的实验结果：

假设一 野菊株高的变化只受环境因素的影响，实验结果是：移栽至10m 处的野菊株高___________。 假设二 野菊株高的变化只受遗传因素的影响，实验结果是：移栽至10m 处的野菊株高____________。 假设三 野菊株高的变化受遗传和环境因素的共同影响，实验结果是：移栽至10m 处的野菊株高 ___。

例3：工业生产中产生的SO2是酸雨（PH ＜5.6）形成的主要原因之一。有人设计实验研究酸雨对植物的毒害作用。

①探究的问题：不同pH 的酸雨对小麦种子萌发率的影响。 ②作出的假设：_______________。

如果一定pH 的酸雨对小麦种子的萌发没有影响，那么小麦种子萌发率没有差异； 如果一定pH 的酸雨促进小麦种子的萌发，那么小麦种子萌发率明显升高； 如果一定pH 的酸雨抑制小麦种子的萌发，那么小麦种子萌发率明显下降。 （四）实验现象、结果和结论 如黑藻在水中给于强光照射：

现象：产生气泡或气泡增多或产生气泡的速度加快 结果：放出氧气

结论：进行光合作用或光合作用加强

三、生物实验设计的一般方法

明确实验目的 分析实验原理 确定实验思路 设计实验步骤 预测结果并分析 1. 明确实验目的:“解决什么问题” 确定自变量和因变量 2. 分析实验原理(或假设):

预期结果，可操作（实用）定义 3. 确定实验思路:

从原理和材料中推出实验思路：

所给用具和材料均要用到 4. 设计实验步骤:

单一变量、对照实验、平行重复 别忘了最后的观察记录 5. 预测结果并分析的得出结论:

实验设计的一般模式

1、实验原理：教材中的内容或题中有提示 2、实验器材、药品：根据实验步骤最后总结 3、实验操作步骤:

（1）分组标号（设对照实验） （2）分别处理

（3）同条件培养或观察 （4）观察结果

4、实验结果：

（1）验证性实验：一种结果 （2）探究性实验：多种结果 5、结果分析及结论：

根据出现的结果，进行分析，最后得出相应的结论。 实验设计题常见问题 1. 如何提出问题？ 2. 如何作出假设？ 3. 如何设计方案？ 自变量是什么？ 实验结果如何显示？

原则：科学性、 对照原则（空白、自身、条件） 单一变量、 平行重复

设计实验步骤（三大部分）

一、选择实验材料和实验用品及仪器 二、安排实验装置

三、观察并记录实验现象

观察、原始实验数据、原始实验数据的处理 实验结果：根据处理、整理过的实验数据得出

预测结果并分析得出结论

如何分析数据(结果) ，得出结论? 分析数据是指对实验信息的整理和解读

信 息 处 理

1预测结果并分析得出结论

找出研究对象的发展趋势

推断不同事物之间的联系

解读数据 揭示的事实或规律

确定数据是否支持假设（讨论）

对问题做出答案或解释

⒉结论就是对实验研究发现的总结－－回归实验目的 ⑴概括实验结果的意义 ⑵提出进一步探究的建议 实验步骤的设计中注意的问题 ①分步叙述，要标序号； ②研究对象或器皿要有标记； ③说明对材料的选择及处理状况；

⑤对部分实验条件要有量、时间、温度等描述

⑥必须遵循的原则：变量唯一、设置对照、平行重复 ⑦田间实验设计要注意可操作性

⑧实验步骤要科学、合理、具体、可行；要用科学述语叙述，语言简明扼要；步骤之间要有一定连续性。

区分易混的考查内容 1. 样品编号与步骤标号

2. 实验设计方案与实验步骤 3. 空白对照与相互对照 4. 实验现象与实验结果 5. 实验结果与实验结论

三、生物实验设计的一般方法 第一步：分析取材是否正确。

第二步：分析实验原理及方法是否正确。 第三步：分析药品与试剂的使用是否合理。 第四步：步骤及操作分析，主要有以下情况： ①漏做或顺序颠倒某个实验步骤。 ②操作方法错误。

③有没有设置对照，如果有看对照设计是否合理。 ④实验是否遵循了单一变量原则。 ⑤实验是否具有偶然性。 ⑥有无更为简单的实验方案。 ⑦实验能否顺利完成。 ⑧实验的安全性如何。

第五步：分析实验结果是否正确。 ①实验步骤和结果是否能推出结论 ②语言表述的准确性和完整性 ③内容是否与实验目的相呼应 （四）生物实验设计的评价及改进

[2002,旧课程卷]为验证“镁是植物生活的必需元素”，三位同学进行了实验设计，下列是实验的基本思路。请分别指出三个实验思路能否达到实验目的，为什么？再写出你的实验思路。

⑴实验一：取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器进行培养。对照组容器内只盛有蒸馏水，实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液。两组置于相同的适宜条件下培养，并对溶液通气，观察比较两组植物的生长发育情况。

⑵实验二：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符合实验要求），对照组浇以蒸馏水，实验组浇以用蒸馏水配制的镁盐溶液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。

⑶实验三：取生长状况一致的大豆幼苗，栽培在盛有砂性土壤的容器中（砂性土壤肥力均匀，容器符

合实验要求），对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液，实验组浇以不含镁离子的完全营养液，两组置于相同的适宜条件下培养，观察比较两组植物的生长发育情况。

⑷下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路

六、验证性实验与探究性实验 例题：新收获的稻米煮出的饭香气诱人，但是不法商贩也可以用抛光、增白、上油等方法处理陈稻米，以假乱真，坑害消费者。已知新稻米中过氧化酶的活性明显高于陈稻米。植物体内的过氧化酶在有过氧化氢存在时，能使某些酚类物质如愈创木酚氧化成红褐色物质，简单表示为：

过氧化酶

愈创木酚

红褐色物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关。

H 2O 2

某些水果如苹果、桃子等以及某些蔬菜如马铃薯、山药等去皮后颜色的变化也是类似道理。

（一）现有两堆稻米，一堆为新稻米(A)，一堆为陈稻米(B)。

请你完成下面实验设计，证明新稻米中过氧化酶的活性明显高于陈稻米。

实验目的： 实验原理：

试剂和用具：1%愈创木酚、1%过氧化氢、具塞试管、培养皿、移液管、观察颜色的放大镜等 实验步骤：

1、让稻米事先浸泡1%愈创木酚：具体做法是 ，然后分别用移液管向两只试管内加入1%愈创木酚溶液，浸没大米，盖上试管塞用力摇振20下，静置一段时间后，弃掉多余液体。

2、将浸有1%愈创木酚的稻米分别到入两个对应编号的的培养皿中，用镊子摊开，然后 3、 。 实验结果： 。 结论：

（一）因为两堆稻米的新、陈是已知的，因此此题为验证性试验

实验目的：验证新稻米中过氧化酶的活性高于陈稻米

实验原理：因为植物体内的过氧化酶在有过氧化氢存在时，能使某些酚类物质如愈创木酚氧化成红褐色物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关，因此新稻米使酚类物质氧化颜色较陈稻米深。

实验步骤:

(1)取两支具塞试管，分别编号为A 和B ，A 管内放入适量的新稻米，B 管内放入与A 管内等量的陈稻米

(2)用移液管吸取1%过氧化氢分别滴向培养基中的稻米，使所有稻米都浸有过氧化氢。 （3）一定时间后，用放大镜观察两培养基里稻米的颜色变化 实验结果：A 管内稻米的红褐色比B 管内颜色深 结论：新稻米中过氧化物酶的活性高于陈稻米

（二）现有两堆稻米，只知其中有一堆为新稻米，另一堆不知是新稻米还是陈稻米（待测稻米）。 假如你是食品卫生检验人员，请你完成下面实验设计，鉴定待测稻米是新稻米还是陈稻米。 实验目的： 实验原理：（略） 试剂和用具：（同上） 实验步骤：

1、让稻米事先浸有1%愈创木酚：具体做法是，然后分别用移液管向两只试管内加入1%愈创木酚溶液，浸没大米，盖上试管塞用力摇振20下，静置一段时间后，弃掉多余液体。

2、将浸有1%愈创木酚的稻米分别到入两个对应编号的的培养皿中，用镊子摊开，然后 。

3、。 结果预期： 。

（二）因为待测稻米不知是新稻米还是陈稻米，所以该实验为探究性试验。

实验目的：判断待测稻米是新稻米还是陈稻米

实验步骤：(1)取两支具塞试管，分别编号为A 和B ，A 管内放入适量的新稻米，B 管内放入与A 管内等量的待测稻米

（2）同上题 （3）同上题 结果预测：

如果B 管稻米同A 管稻米颜色一样深（或比A 管深），则待测稻米为新稻米； 反之，如果B 管稻米比A 管稻米颜色浅，则待测稻米为陈稻米。

（三）现有两堆稻米，只知其中有一堆为新稻米，有一堆为陈稻米，但不知哪一堆为新稻米。 假如你是食品卫生检验人员，请你完成下面实验设计，将新稻米和陈稻米区分开来。 实验目的： 实验原理：（略）试剂和用具：（同上）实验步骤：略） 结果预期：

（四）虽然知道有一堆为新稻米，有一堆为陈稻米，但不知哪一堆为新稻米，因此仍为探究性实验。 实验目的：区分新稻米和陈稻米 结果预测：

如果A 管稻米颜色比B 管深，则A 管稻米为新稻米，B 管稻米为陈稻米；

反之，如果B 管稻米比A 管稻米颜色深，则A 管稻米为陈稻米，B 管稻米为新稻米。 在微生物实验中，一般用琼脂培养基来培养细菌等微生物，它在加热后呈液化的溶胶状态，在室温下又呈半透明的凝胶状态。在凝胶状态下其表面积内部的不同部位可生长大量的不同代谢类型的肉眼可见的细菌菌落。请用下列材料和用具，设计一个实验来判断某种细菌的异化作用类型。

一、材料用具

某种细菌，琼脂试管培养基两支，无菌接种设备，恒温箱，水浴锅 二、操作步骤

三、实验可能会出现哪些结果？并对每一结果作出相应的鉴定。 二、

（1）将两支琼脂培养基试管置于水浴锅中加热融化。

（2）待培养基冷却至凝固前，用无菌接种设备将某细菌接种于一试管培养基中，另一试管不接种作对照，振荡试管，使细菌均匀混合于培养基中。

（3）将恒温箱内温度调至适宜，等琼脂凝固后，将两支试管置于恒温箱内培养，每天观察，连续观察几天，直至结果清晰为止。

三、

（1）若细菌菌落只生长在培养基表面，则其为好氧性细菌 （2）若细菌菌落只生长在培养基底部，则其为厌氧性细菌 （3）若全部培养基都有细菌菌落生长，则其为兼性厌氧细菌

请运用微生物培养方法，利用下面的实验材料和用具，设计一个实验证明酵母菌属于兼性厌氧生物。 一、材料用具：酵母菌菌种，琼脂试管培养基两支，无菌接种设备，恒温箱，水浴锅 二、操作步骤 三、实验结果

二、操作步骤(同1题）

三、全部培养基都有菌落生长

淀粉酶可以通过微生物发酵生产。为了提高酶的产量，请你设计一个实验，利用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。

① 写出主要实验步骤。

② 根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果。

提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随着生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉，在菌落周围形成透明圈。

（2）① 主要实验步骤：

第一步：将培养好的生产菌株分为两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处理做对照。 第二步：制备含淀粉的固体培养基。 第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组，相同条件下培养。 第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。 ② 预期实验结果：

a. 由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同。

b. 由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小。

某同学在做微生物实验时，不小心把圆褐固氮菌和酵母菌混在一起。该同学设计下面的实验，分离得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌。

(1)实验原理：圆褐固氮菌是自生固氮菌，能在无氮培养条件下生长繁殖而酵母菌则不能；青霉素不影响酵母菌等真菌的生长繁殖，而会抑制圆褐固氮菌的生长繁殖。

(2)材料用具：(略) (3)主要步骤：

①制备两种培养基，一种是无氮培养基，另一种是含青霉素的培养基，将两种培养基各自分成两份，依次标上A 、a 和B 、b 。

②分别向A 、B 培养基中接种混合菌，适宜条件培养了3~4天。

③分别从A 、B 培养基的菌落中挑取生长良好的菌并分别接种到a 、b 培养基中，适宜条件下培养3~4天。

(4)请回答：

①本实验中，根据上述原理配制的培养基属于__培养基。

②根据所需目的配制上述培养基时除营养要协调外还应注意_______________。 ③实验步骤中第③步的目的是___________________。 ④圆褐固氮菌与酵母菌在结构上的主要差异为_______。

⑤青霉素抑制圆褐固氮菌的生长繁殖，其作用机理是破坏或抑制其细胞壁的形成。请据此推测不影响酵母菌与真菌生长繁殖的原因是____________________________。

①选择 ②pH 要适宜

③分离得到纯度较高的圆褐固氮菌和酵母菌 ④圆褐固氮菌无成形的细胞核

⑤圆褐固氮菌为原核生物，其细胞壁主要为糖类和蛋白质，而酵母菌则不同

有人送来一支芽孢杆菌，其中一部分芽孢杆菌有抗青霉素能力，另一部分没有抗性。请你把对青霉素有抗性的芽孢杆菌分离出来。

(1)现有条件：无菌牛肉膏培养基两个，无菌接种台, 接种工具齐备, 医用青霉素两支 (2)实验过程： ①取两个培养基，分别标号A 、B ，A 、B 培养基分别加入___________，加入过程一定要______________操作。

②向A 培养基中接种__________________。 ③接种后，将A 培养基放入恒温箱培养两天。

④从_______挑取生长良好的芽孢杆菌，接到B 培养基中。

⑤接种后，将B 培养基放入恒温箱内培养两天，即可获得较多抗青霉素芽孢杆菌。第④⑤两个步骤的目的是_______。

①青霉素 无菌 ②送来的菌种 ④A 培养基的菌落

⑤获得纯度高的抗青霉素芽孢杆菌（分离出对青霉素有抗性的芽孢杆菌

根据实验原理和材料用具，设计实验选择运载体质粒，明确质粒的抗菌素基因所抗的抗菌素类别。 ①实验原理：作为运载体的质粒，须有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因。故凡有抗菌素抗性的细菌，其质粒才可用作运载体。

②材料用具：青霉素、四环素的10万单位溶液、菌种试管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、蒸馏水、恒温箱。

③方法步骤：

第一步：取三个含细菌培养基的培养皿并标为1、2、3号，在酒精灯旁，用三支注射器，分别注入1mL 蒸馏水、青霉素液、四环素液，并使之分布在整个培养基表面。

第二步： 。 第三步： 。 ④预期结果：A 、 。 B 、 。 C 、 。

实验步骤：第二步：将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火旁取菌种，对三个培养皿分别接种（或答在三个培养皿中无菌接种，2分，酌情给分）。

第三步：将接种后的三个培养皿放入37℃恒温箱培养24h （2分，酌情给分）。 预期结果：

①1号培养皿细菌正常生长；

②2、3号培养皿中，仅2中细菌能存活，说明细菌有青霉素抗性基因，而没有四环素抗性基因。 ③2、3号培养皿中，仅3中细菌能存活，说明细菌有四环素抗性基因，而没有青霉素抗性基因。 ④2、3号培养皿中都有存活，说明该菌质粒上有两种抗菌素的抗性基因。 ⑤2、3号培养皿中都不存活，说明该菌质粒上没有这两种抗菌素的抗性基因。

某实验室有二个菌种，可能一种是胱氨酸缺陷型谷氨酸棒状杆菌（无胱氨酸不能生长）, 另一种是甲基营养细菌（只能利用甲醇、甲烷作碳源） ，但试管上标签脱落，请根据它们的代谢特点设计实验方案鉴定是否就是这两种类型。

实验步骤：

第一步：在二个菌种的试管上分别标上A 、B 。 第二步： 第三步： ……

结果分析：

+ + 甲醇 6

第一步：在二个菌种的试管上分别标号A 、B 。

第二步：配制不含胱氨酸、甲基营养物的普通培养基，分装到6只试管中，标号1、2、3、4、5、6，在1、2中添加胱氨酸，3、4中添加甲基营养物，5、6都不添加，一起灭菌。

第三步：将A 试管的菌接种在1、3、5号试管中，B 试管的菌接种在2、4、6号试管中。置于适宜条件下培养数天。

第四步：观察各试管中微生物的生长情况。 结果分析：

1. 在1、3、5试管中，若只有1试管有细菌生长，说明A 试管中的为胱氨酸缺陷型谷氨酸棒状杆菌 ； 若只有3试管有细菌生长，说明A 试管中的菌为甲基营养细菌 ；若在1、3、5中均生长或均不生长，说明两者都不是。

2. 在2、4、6试管中，情况分析同1。 七、部分生物实验设计题 小结： 实验步骤：

配制符合要求的培养基(设置对照组) ，标号， 接种（设置对照组） 实验原理：

适宜条件下培养 观察记录 结果分析：

探究性－－分类讨论

实验题的题型

实验题——指以实验形式出现的试题。 内容识记题型 原理分析题型 实 验 课内实验题 经验运用题型 题 型 实验分析题型 课外实验题

实验改进改错题 实验设计题型

常见实验题型

1、识记层次的实验试题

如：(1995年上海高考试题) 通过纸层析法分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现4条色素带，从上而下依次为（ A ）

A ．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a 、叶绿素b B ．胡萝卜素、叶绿素a 、叶绿素b 、叶黄素 C ．叶绿素a 、叶绿素b 、胡萝卜素、叶黄素 D ．叶黄素、叶绿素a 、叶绿素b 、胡萝卜素

例2：下列关于DNA 粗提取与鉴定的说法正确的是（ ） A 、氯化钠的浓度越低，对DNA 的溶解度越大 B 、人血也可代替鸡血进行实验

C 、柠檬酸钠的主要作用是加速血细胞破裂 D 、DNA 不能溶于95％冷酒精 常见实验题型

2、理解层次的实验试题

如：(1995年上海高考试题) 将制作的装片在显微镜下观察时，发现细胞的透明度较大，为便于观察，应采取下列何种措施（ A ）

A ．用平面反光镜，缩小光圈 B ．用平面反光镜，放大光圈 C ．用凹面反光镜，缩小光圈 D ．用凹面反光镜，放大光圈

例2：在斐林试剂鉴定还原性糖的实验中，下列实验材料中最理想的是 （ ） A 、番茄 B 、土豆 C 、苹果 D 、西瓜 3、基于非实验理论知识的实验试题

例题：某同学欲获得纯净的细胞膜，以研究其结构和功能。请你帮助设计一个简易实验。 (1)选取人体的_____作为获取细胞膜纯净物的来源。 A. 成熟红细胞 B. 神经细胞 C. 白细胞 D. 口腔上皮细胞

(2)将选取的材料放入______中，由于_____作用，一段时间后细胞将破裂。 (3)再用_______法获得纯净的细胞膜。上清夜中含量最多的有机物是________。 (4)将膜成分分离提纯后，用_______试剂可鉴定蛋白质，具体现象是_____。

(2005,全国) 将小麦种子分别置于20℃和30℃度培养箱中培养4天。依次取等量的种子分别制成提取液I 和II 。取3支试管甲、乙、丙分别加入等量的淀粉液，然后按图加入等量的提取液和蒸馏水，45℃水浴保持5min ，立即在3支试管中加入等量斐林试剂并沸水浴加热2min ，摇匀观察试管中颜色。结果是（ ）

甲 乙 丙

蒸馏水

A. 甲呈蓝色，乙呈砖红色 B. 甲呈无色，乙呈砖红色 ，丙呈篮色 C. 甲、乙都呈蓝色 ，丙呈砖红色色

D. 甲呈浅砖红色，乙呈砖红色 ，丙呈篮色 4、基于获取信息的实验试题 （2005年全国理综卷Ⅱ）

植物叶片表皮上分布有大量的气孔，气孔结构如图所示。当组成气孔的细胞（保卫细胞）吸水后，会膨胀变形，气孔开启；反之细胞失水收缩，气孔关闭。以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能。要求写出实验材料与主要用具、实验步骤、预测实验结果并作出解释。

实验材料与主要用具： 实验步骤：

预测实验结果并作出解释：

5、实验分析（问题）题型、数据处理型 例1.

“水往低处流”，但是植物体内的水却往高处流，动力从何而来？某同学为此做了两个实验：

实验一：将一枝条插入充满水的玻璃管中，玻璃管的另一端插入盛有水银的容器中。不久水银柱上升，如图一所示。

实验二：将同一植物在靠近茎的基部剪断，套上一个弯曲的玻璃管，管内装有水和水银。不久玻璃管内水分增加，水银柱上升，如图二所示，请回答：

⑴实验一说明______________________。

⑵实验二说明吸水的动力来自于根部的代谢活动

⑶根据这两个实验，你对水在植物体内运输的动力有何新的认识？

例2：（2003全国高考）将青蛙脑破坏保留脊髓，在脊柱下部打开脊椎骨，剥离出脊髓一侧邻近的两对脊神经根。分别电刺激每对脊神经根的背根与腹根均可引起蛙同侧后肢发生运动反应。然后进行实验：

甲：在第一对脊神经根的 背根中央处剪断，电刺激 背根向中段，蛙后肢发生 运动反应；电刺激背根外 周段，蛙后肢不发生反应。

乙：在第二对脊神经根的 腹根中央处剪断，电刺激 腹根向中段，蛙后肢不发 生反应；电刺激腹根外周 段，蛙后肢发生运动反应。 试分析回答：

甲：在第一对脊神经根的背根中央处剪断，电刺激背根向中段，蛙后肢发生运动反应；电刺激背根外周段，蛙后肢不发生反应。

乙：在第二对脊神经根的腹根中央处剪断，电刺激腹根向中段，蛙后肢不发生反应；电刺激腹根外周段，蛙后肢发生运动反应。

（1）根据实验甲判断背根的功能是 。 （2）根据实验乙判断腹根的功能是 。

二、实验设计题型基本知识