求高中生物的实验设计题的解析思路指导？
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高考生物实验试题分类解析
生物实验是历年高考的重点考查内容，分析近年的高考试题可以看出，实验试题所占比分较大，而且是以考查学生的能力为目标。实验的考查试题材料背景丰富，动作技能、心智技能与创新能力都在考查范围之内。“3+2”考试对实验的考查，已从了解实验原理、明确实验目的、掌握实验方法与步骤、分析实验现象、得出实验结果逐步过渡到能够根据实验目的，科学设计实验程序，合理利用实验材料，得出科学结论。
根据生物实验试题的考查方式和要求，大致可以把生物学实验试题分为以下几种类型。
一、实验改错或实验改进
解析：此类试题要求学生对实验的原理、目的要求、材料用具、方法步骤、实验现象、结果或结论等内容熟悉，能找出错误的地方并给予改正。这类试题多为验证性实验，是以生物学中一些经典实验或学生实验为基础而设计，要求学生要有扎实的基础知识和基本技能，突出了对“双基”的考查。
例1：为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案：
该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。
(1)实验目的(略)
(2)实验材料和用具(略)
(3)实验方法和步骤
①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。
②将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。
③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。
④取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。
⑤将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘－碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。
例2：证明“唾液淀粉酶对淀粉有消化作用”，某同学制订了下列实验方案：
(1)实验目的(略) (2)实验材料和用具(略) (3)实验方法和步骤
①取1支试管，注入2ml浆糊。
②用凉开水漱口后，用小烧杯收集唾液。
③向试管内加入2ml唾液。
④往试管中滴加2滴碘液。
⑤将试管振荡后放十分钟。取出试管，观察溶液颜色的变化。
(4)结论：唾液中含有淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖。
该实验的方法和步骤以及结论有没有错误？如果有，请指出并改正。
例3：植物根系对外界环境中矿质离子的吸收具有选择性。即使同一种盐类，植物对其阳离子和阴离子的吸收量也可能不相同。如果吸收同一种盐类中的阳离子多于阴离子，该盐类称之为生理酸性盐；如果吸收同一种盐类中的阴离子多于阳离子，该盐类称之为生理碱性盐。根据提供的实验材料和用具，某同学设计了一个简单实验，验证植物根系对离子的吸收具有选择性。
(1)实验材料和用具：
①完好的小麦种子若干粒；②0.01mg/mL(NH4)2SO4(生理酸性盐)；③0.01mg/mL NaNO3(生理碱性盐)；④蒸馏水；⑤精密pH试纸；⑥移液管、广口瓶(200mL)
(2)实验步骤：
①材料准备：在实验前培养出发育良好具完善根系的小麦植株若干。
②实验过程：
第一步：取2个广口瓶，分别编1号和2号。
第二步：用移液管分别向2个广口瓶内注入等量且适量的(NH4)2SO4溶液(1号瓶)、NaNO3溶液(2号瓶)。
第三步：取二株根系发育完善，大小及生长状况相同的小麦，放在2个广口瓶中并固定好，置于适宜的相同的环境条件中培养。
第四步：过一段时间后取出植物，测定1号瓶和2号瓶内的pH值。
实验结果：1号瓶pH值下降。2号瓶pH值上升。
结论：1号瓶中植物吸收阳离子多于阴离子，2号瓶中植物吸收阴离子多于阳离子。植物根系对不同离子的吸收是有选择性的。
我们认为，该同学的实验方法和步骤还不足以严密论证以上结论，请指出上述实验中两点明显的不足之处，并阐述其理由。
例4：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？再写出你的设计思路。
(1)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。
答：
(2)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。
答：
(3)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。
答：
(4)下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。
答：
二、根据实验现象，分析实验过程，解释原因，得出结论
解析：此类试题要求学生能运用所学生物学知识，正确地解释实验现象及原因。通过解题培养学生对实验现象的观察能力及对实验结果的正确解释。此类实验不一定是学生已做过的实验，但其实验原理是学生所学的生物学知识。解题时一定要用所学生物学知识，结合题中的现象，做出科学合理的解释。这类现象、原因的解释通常是一些结论性的语句，切忌就事论事，答案中要体现出实验现象的本质。
例5：“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切断，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：
实验一说明
实验二说明 。
根据这两个实验，你对水分在植物体内运输的动力有何新的认识？
例6：（09福建卷）26．（25分）
回答下列Ⅰ、Ⅱ题
Ⅰ.右图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶（500mL）、温度计活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。
（1）取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：
装置 方法步骤一 方法步骤二 方法步骤三
A 加入240ml的葡萄糖溶液 加入10g活性干酵母 ①
B 加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液 ② 加入石蜡油，铺满液面
（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ，这是控制实验的 变量。
（3）要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：
装置 方法步骤一 方法步骤二 方法步骤三
C ③ ④ 加入石蜡油，铺满液面
（4）实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是： （用“<、=、>”表示），则假设成立。
例7：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（一对脊神经根包含一个背根和一个腹根，见图）。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。然后进行下列实验：
①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，蛙后肢不发生运动反应。
②在第二对脊神经根的腹根中央处剪断，电刺激腹根向中段，蛙后肢不发生运动反应；电刺激腹根外周段，蛙后肢发生运动反应。
试分析回答：
（1）根据实验①判断背根的功能是 。
因为
（2）根据实验②判断腹根的功能是 。
因为
三、分析实验数据、图表，得出实验结论
解析：考查学生运用数据或图表进行比较、判断、分析、综合的思维能力和应用能力。要求学生能正确的分析所给实验数据或图表，并得出正确的结论。解答此类题时，要善于从完备的知识网络体系中迅速而准确地提取信息，并处理信息。
例8：用蛋清制备一定量的混浊液，然后用其进行下列实验。实验处理和结果如下表所示。
实验一 单位：mL
处理 试管号
1 2 3 4
水 2 0 0 0
蛋清混浊液 0 2 2 2
A酶溶液 1 1 1 0
煮沸后冷却的A酶溶液 0 0 0 1
稀盐酸溶液 0.5 0.5 0 0.5
碳酸钠溶液 0 0 0.5 0
37℃水浴30min
结果 无变化 液体变清 无变化 无变化
实验二 单位：mL
处理 试管号
5 6 7 8
水 2 0 0 0
蛋清混浊液 0 2 2 2
B酶溶液 1 1 1 0
煮沸后冷却的B酶溶液 0 0 0 1
碳酸钠溶液 0.5 0.5 0 0.5
稀盐酸溶液 0 0 0.5 0
37℃水浴30min
结果 无变化 液体变清 无变化 无变化
根据实验结果回答：
(1)A酶发挥作用所需要的pH环境为____________；B酶发挥作用的pH环境为____________。
(2)第4管和第8管液体不发生变化的原因是________________________________________。
(3)如果第2管反映的是胃内的消化过程，那么A酶是____________，蛋清的分解产物主要是____________。
(4)如果第6管代表小肠内消化过程，且B酶由多种消化酶组成，其消化产物能否被吸收?为什么?_______________________________________________________________________。
例9：氮是植物生活必需的重要元素。为了研究植物体氮元素的含量与植物生长状态之间的关系。人们对某地区生长在不同田块里的同一品种水稻施加不同数量的氮肥，并在某一时期同时测定不同田块水稻体内氨基氮含量，并收获后统计其产量，实验结果如下表：
氨基氮含量
(ppm,百万分之一) 90 130 160 200 150 300
水稻产量
(千克/亩) 250 390 446 448 447 400
(1)根据表中数据绘制曲线，表示水稻产量与体内氨基氮含量的关系。
(2)水稻体内氨基氮含量低于 时，生长不够良好，原因是影响了水稻体内 ，从而使水稻生长受到影响。
四、完成实验设计，预测实验结果，得出结论
解析：考查实验设计的原理及实验结果的预测和分析。这是“3+X”高考试题能力立意的出题方向，属应用层次的高要求题目。要求实验者具有熟练的实验操作技能，能根据给定的实验用品，来设计、完成实验，预测可能的结果并分析结果得出相应的结论。要正确解答实验设计类试题，首先应加强实验基本理论的学习，掌握一定的实验设计原则和技巧，以提高解题能力。
例10：血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生的反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用，请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。
一、验材料和用具
(1)兔 (2)生理盐水 (3)酒精棉 (4)适宜浓度的草酸钾溶液 (5)适宜浓度的氯化钙溶液 (6)试管、注射器(针管、针头)
二、实验步骤和实验结果
第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾和生理盐水(见下图)
问题：设置B管的目的是________
例11： (2)有人设计了下列实验，试图证明“生长素(IAA)在植物体内的运输，主要是从植物体形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输(如生长素只能从胚芽鞘的上端向下端运输)”。
一．材料、用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等
二．方法、步骤与结果：
(一)制备琼脂块
(二)取一段胚芽箱中间部分，上面放合IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块
(三)取步骤(二)下面琼脂块(a)的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧
三．结论：以上实验证明了“生长素(IAA)在植物体内的运输，主要是从植物体形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输”。
我们认为，仅用该实验步骤(一)、(二)、(三)还不足以严密论证以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法、步骤和结果。
例12：现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。
材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等
方法步骤：
①________________________________________________________________
②________________________________________________________________
可能的实验结果及相应的结论：
①________________________________________________________________
②________________________________________________________________
③________________________________________________________________
例13：胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，请以小白鼠为实验对象设计实验步骤，预测和解释实验应出现的结果，并写出实验结论。
（一）实验材料和用具：
正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性试剂，注射器，试管，烧杯等。
（二）实验步骤：
（实验提示：采用腹腔注射给药，给药剂量不作实验设计要求；给药1小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。）
（三）实验结果的预测、解释和结论：
五、综合类
解析：此类试题考查学生的实验综合能力。可同时考查多个方面，如实验改错、完成实验步骤、分析实验结果、得出实验结论等。
例14：（09广东卷）31.（8分）
某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显得变化（如下图）。请回答问题。
（1）由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量 ，尿素含量 。由于在原培养液中没有尿素，推测其是 的产物。
（2）培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是 ；被吸收的葡萄糖主要
通过 作用，为细胞提供 。
（3）转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是 。
（4）由（1）和（3）可初步判断，细胞膜对物质的转运具有 的特性。
例15：蚕豆染色体数目为2n=12,蚕豆根尖在19℃的条件下，一个细胞分裂周期所占时间为19.3 h。
大多数致癌物质都能提高生物的突变频率，癌症是由体细胞遗传物质的改变所引起的，吸烟者容易患肺癌，其得病率是不吸烟者的10.8倍。
某中学教师为了让学生能清晰地观察到细胞的染色体变异，需在课前制作细胞的临时装片。现有如下材料：10粒干的蚕豆种子(假设发芽率为100%)、烟草浸出液、蒸馏水及必须的实验设备和药品，请你帮助老师完成上述的课前准备工作。
(1)实验原理是____________________________________________。
(2)选择蚕豆作为实验材料最可能的原因是___________________________________。
(3)简要写出实验课前准备工作过程中的3个主要步骤_________________________。
(4)用光镜检查染色体时，应找到处于细胞分裂周期中的_____________期的细胞。
(5)为了得到更多的蚕豆根尖，你应如何处理实验材料？_________。
(6)蚕豆根尖的培养至少需要多少时间？_________。
例16：根据提供的实验材料设计并完成pH对酶活性影响的实验．材料用具：试管、量筒、烧坏、酒精灯、温度计、新鲜唾液、质量分数为3％的可溶性淀粉溶液，质量分数为5％的盐酸，质量分数为5％的Na0H溶液，清水、碘液．用正确方法完成实验中的一些步骤：
（1）第一步：实验至少要取_________支洁净的试管，编号后分别注入1mL新鲜唾液．
（2）第二步：_____________________________________________________________。
（3）第三步：分别向试营中注入2mL淀粉溶液，振荡后将试管下部浸入装有_______________的烧坏中，这样处理的原因是_________________________________。
（4）第三步：10min后________________________________________________。
（5）实验结果及分析：
（6）实验结论应符合下列曲线中的__________（填字母）。
例1参考答案：
(1)实验步骤②中暗室内红色安全灯是错误的，应改为绿色安全灯。
(2)实验步骤⑤中“葡萄糖”是错误的，应改为淀粉。
(3)未设对照。对照的作法是：
a.装置同题干中的步骤①，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题目干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液。
b.将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。
c.重复题干中步骤③、④。
d.重复改正后的题干中的步骤⑤。
例2参考答案：
有三处错误：
(1)未设立对照实验，步骤①还应取1支试管，③往这支试管中加入2ml清水 ；
(2)步骤顺序颠倒，步骤④应与步骤⑤对调；
(3)实验结论错误，本实验只能证明淀粉被水解，而不能证明水解产物是什么。
例3参考答案：
第一，该同学在放入植物之前未测试实验前两溶液中的pH值，故不能说明实验结果pH值是否上升或下降。
第二，该同学未设置对照实验，即在3号瓶中装入蒸馏水，同样放入相同的植物加以培养。培养相同时间后测定pH值，以便与其它两瓶的pH值比较，才能消除植物根系呼吸作用等各种生理活动对外界溶液pH值的影响。
例4参考答案：
(1)不能。
因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必需的矿质元素而使两组植物生长均不正常。
(2)不能。
因为两组容器内的砂性土壤中都可能含有镁离子。
(3)不能。
因为两组容器内的砂性土壤中都可能含有镁离子。
(4)取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器，对照组盛有含植物必需的各种矿质元素的完全营养液，实验组盛有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，并对溶液通气。观察比较两组植物的生长发育情况。
例5参考答案：
实验一说明：枝条叶片通过蒸腾作用散失水分所产生的拉力，是促使水分在植物体内向上运输的动力。
实验二说明：根部生理活动(答“根部渗透吸水”或只答“根部”也给分)能产生推动水分向上运动的压力。
根据这两个实验说明：水分在植物体内上升的动力不但有蒸腾拉力，还有根部产生的向上压力。
例6参考答案：
Ⅰ.（1）①不加入石蜡油 ②加入10g活性干酵母
（2）去除氧气 自
（3）③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
④不加入活性干酵母
（4）A>B>C
例7参考答案：
（1）传入功能
电刺激背根向中段可以产生后肢运动反应，表明神经兴奋进入脊髓中枢并通过传出神经引发肌肉收缩，因此是传入功能。电刺激背根外周段不发生反应，表明背根无传出功能。
（2）传出功能
电刺激腹根向中段不发生反应，而电刺激腹根外周段可以产生后肢运动反应，表明神经兴奋沿传出神经引发肌肉收缩，因此是传出功能。
例8参考答案：
(1)酸性碱性(2)高温煮沸使A酶及B酶均失去活性(或答酶失去活性)(3)胃蛋白酶多肽(4)能吸收蛋清已被分解成氨基酸
例9参考答案：
(1)曲线标注及形态正确，基本反映表中数据给分
(2)130ppm 蛋白质的合成(或代谢)
例10参考答案：
第二步：用酒精棉消毒，用注射器取兔血(3分)
第三步：立即将等量的鲜血分别加入到A、B试管中，经过一段时间后，结果：A管：不凝固，B管：凝固(3分)
第四步：将等量的CaCl2溶液分别加入到A、B两试管中 结果：A管：凝固，B管：仍凝固(2分) (第四步中B管中不加溶液CaCl2不扣分)
问题：作为A管的对照(2分) 注：①试剂用量对实验结果是有影响的，本题对此不作要求 ②这是一个开放性的实验题，学生设计的实验步骤可能有多种情况，请参照上述答案和评分标准适当给分。
例11参考答案：
(2)补充方法、步骤与结果(一)：(4分)另取一段胚芽鞘中间部分倒放。上面放含 IAA 的琼脂块，下面放空白琼脂块
补充方法、步骤与结果(二)：(4分)取补充步骤(一)下面琼脂块(b)的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧
注：考生只用文字或图示答题均给满分。
例12参考答案：
方法步骤：
①向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中。
②将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中，在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。
可能的实验结果及相应的结论：
①有光组萌发，无光组也萌发(或答发芽率差异不显著)，该种植物的种子萌发不受光的影响。
②有光组萌发，无光组不萌发(或答有光组发芽率高于无光组，差异显著)，光是该种植物的种子萌发的必要条件之一。
③有光组不萌发，无光组萌发(或答无光组发芽率高于有光组，差异显著)，光抑制该种植物种子的萌发。
例13参考答案：
（1）确定1只鼠为实验鼠，腹腔注射胰高血糖素溶液；另一只鼠为对照鼠，腹腔注射等量生理盐水。
（2）将两支试管分别编号为1号和2号，各加入等量的班氏糖定性试剂。
（3）给药1小时后，对两只小白鼠采尿液，实验鼠尿液放入1号试管内，对照鼠尿液放入2号试管内。
（4）将两支试管摇匀后，放入盛有开水的烧杯内加热煮沸，待冷却后，观察两支试管溶液颜色的变化。
（三）
1号试管中应该出现砖红沉淀，青蛙实验鼠尿液中有葡萄糖；2号试管中仍为蓝色溶液，表明对照鼠尿液中无葡萄糖。
实验结论：实验鼠血糖升高，超过一定数值而出现糖尿，是胰高血糖素具有升高血糖的生理作用所引起的。
例14参考答案：
（1）降低 增加 细胞代谢（代谢）
（2）作为蛋白质合成的原料 呼吸（分解） 能量（ATP）
（3）肝细胞膜受损（或细胞裂解）
（4）选择透过（选择通透）
例15参考答案：
（1）利用烟叶细胞中的诱变物质引起根尖细胞的染色体变异
（2）染色体数目少，便于辨认染色体变异
（3）加蒸馏水使种子吸水膨胀萌发，长出幼芽；将发芽的种子分为二等份，一份放在蒸馏水中培养，一份放在烟草浸出液中培养；按观察植物根尖细胞有丝分裂的要求制作装片，以供观察
（4）中
（5）剪去主根，让其长出更多侧根
（6）19.3 h或20 h
例16参考答案：
（1）三
（2）分别向 1、2、3号试管中注1mL盐酸溶液、lmLNaOH溶液、1mL清水
（3）35℃温水 酶的催化作用需要适宜的温度。
（4）取出试管，分别滴入1滴碘液并摇匀
（5）1、2号试营变蓝，淀粉末被分解，因为过酸过碱的环境都会影响唾液淀粉酶的活性。3号试管不变蓝，淀粉已被分解
（6）B
生物实验是历年高考的重点考查内容，分析近年的高考试题可以看出，实验试题所占比分较大，而且是以考查学生的能力为目标。实验的考查试题材料背景丰富，动作技能、心智技能与创新能力都在考查范围之内。“3+2”考试对实验的考查，已从了解实验原理、明确实验目的、掌握实验方法与步骤、分析实验现象、得出实验结果逐步过渡到能够根据实验目的，科学设计实验程序，合理利用实验材料，得出科学结论。
根据生物实验试题的考查方式和要求，大致可以把生物学实验试题分为以下几种类型。
一、实验改错或实验改进
解析：此类试题要求学生对实验的原理、目的要求、材料用具、方法步骤、实验现象、结果或结论等内容熟悉，能找出错误的地方并给予改正。这类试题多为验证性实验，是以生物学中一些经典实验或学生实验为基础而设计，要求学生要有扎实的基础知识和基本技能，突出了对“双基”的考查。
例1：为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案：
该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。
(1)实验目的(略)
(2)实验材料和用具(略)
(3)实验方法和步骤
①用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。
②将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。
③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。
④取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。
⑤将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘－碘化钾溶液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。
例2：证明“唾液淀粉酶对淀粉有消化作用”，某同学制订了下列实验方案：
(1)实验目的(略) (2)实验材料和用具(略) (3)实验方法和步骤
①取1支试管，注入2ml浆糊。
②用凉开水漱口后，用小烧杯收集唾液。
③向试管内加入2ml唾液。
④往试管中滴加2滴碘液。
⑤将试管振荡后放十分钟。取出试管，观察溶液颜色的变化。
(4)结论：唾液中含有淀粉酶能将淀粉分解成麦芽糖。
该实验的方法和步骤以及结论有没有错误？如果有，请指出并改正。
例3：植物根系对外界环境中矿质离子的吸收具有选择性。即使同一种盐类，植物对其阳离子和阴离子的吸收量也可能不相同。如果吸收同一种盐类中的阳离子多于阴离子，该盐类称之为生理酸性盐；如果吸收同一种盐类中的阴离子多于阳离子，该盐类称之为生理碱性盐。根据提供的实验材料和用具，某同学设计了一个简单实验，验证植物根系对离子的吸收具有选择性。
(1)实验材料和用具：
①完好的小麦种子若干粒；②0.01mg/mL(NH4)2SO4(生理酸性盐)；③0.01mg/mL NaNO3(生理碱性盐)；④蒸馏水；⑤精密pH试纸；⑥移液管、广口瓶(200mL)
(2)实验步骤：
①材料准备：在实验前培养出发育良好具完善根系的小麦植株若干。
②实验过程：
第一步：取2个广口瓶，分别编1号和2号。
第二步：用移液管分别向2个广口瓶内注入等量且适量的(NH4)2SO4溶液(1号瓶)、NaNO3溶液(2号瓶)。
第三步：取二株根系发育完善，大小及生长状况相同的小麦，放在2个广口瓶中并固定好，置于适宜的相同的环境条件中培养。
第四步：过一段时间后取出植物，测定1号瓶和2号瓶内的pH值。
实验结果：1号瓶pH值下降。2号瓶pH值上升。
结论：1号瓶中植物吸收阳离子多于阴离子，2号瓶中植物吸收阴离子多于阳离子。植物根系对不同离子的吸收是有选择性的。
我们认为，该同学的实验方法和步骤还不足以严密论证以上结论，请指出上述实验中两点明显的不足之处，并阐述其理由。
例4：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？再写出你的设计思路。
(1)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。
答：
(2)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。
答：
(3)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。
答：
(4)下面由你进行实验设计，请写出你的设计思路。
答：
二、根据实验现象，分析实验过程，解释原因，得出结论
解析：此类试题要求学生能运用所学生物学知识，正确地解释实验现象及原因。通过解题培养学生对实验现象的观察能力及对实验结果的正确解释。此类实验不一定是学生已做过的实验，但其实验原理是学生所学的生物学知识。解题时一定要用所学生物学知识，结合题中的现象，做出科学合理的解释。这类现象、原因的解释通常是一些结论性的语句，切忌就事论事，答案中要体现出实验现象的本质。
例5：“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切断，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：
实验一说明
实验二说明 。
根据这两个实验，你对水分在植物体内运输的动力有何新的认识？
例6：（09福建卷）26．（25分）
回答下列Ⅰ、Ⅱ题
Ⅰ.右图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶（500mL）、温度计活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。
（1）取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：
装置 方法步骤一 方法步骤二 方法步骤三
A 加入240ml的葡萄糖溶液 加入10g活性干酵母 ①
B 加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液 ② 加入石蜡油，铺满液面
（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ，这是控制实验的 变量。
（3）要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：
装置 方法步骤一 方法步骤二 方法步骤三
C ③ ④ 加入石蜡油，铺满液面
（4）实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是： （用“<、=、>”表示），则假设成立。
例7：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（一对脊神经根包含一个背根和一个腹根，见图）。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。然后进行下列实验：
①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，蛙后肢不发生运动反应。
②在第二对脊神经根的腹根中央处剪断，电刺激腹根向中段，蛙后肢不发生运动反应；电刺激腹根外周段，蛙后肢发生运动反应。
试分析回答：
（1）根据实验①判断背根的功能是 。
因为
（2）根据实验②判断腹根的功能是 。
因为
三、分析实验数据、图表，得出实验结论
解析：考查学生运用数据或图表进行比较、判断、分析、综合的思维能力和应用能力。要求学生能正确的分析所给实验数据或图表，并得出正确的结论。解答此类题时，要善于从完备的知识网络体系中迅速而准确地提取信息，并处理信息。
例8：用蛋清制备一定量的混浊液，然后用其进行下列实验。实验处理和结果如下表所示。
实验一 单位：mL
处理 试管号
1 2 3 4
水 2 0 0 0
蛋清混浊液 0 2 2 2
A酶溶液 1 1 1 0
煮沸后冷却的A酶溶液 0 0 0 1
稀盐酸溶液 0.5 0.5 0 0.5
碳酸钠溶液 0 0 0.5 0
37℃水浴30min
结果 无变化 液体变清 无变化 无变化
实验二 单位：mL
处理 试管号
5 6 7 8
水 2 0 0 0
蛋清混浊液 0 2 2 2
B酶溶液 1 1 1 0
煮沸后冷却的B酶溶液 0 0 0 1
碳酸钠溶液 0.5 0.5 0 0.5
稀盐酸溶液 0 0 0.5 0
37℃水浴30min
结果 无变化 液体变清 无变化 无变化
根据实验结果回答：
(1)A酶发挥作用所需要的pH环境为____________；B酶发挥作用的pH环境为____________。
(2)第4管和第8管液体不发生变化的原因是________________________________________。
(3)如果第2管反映的是胃内的消化过程，那么A酶是____________，蛋清的分解产物主要是____________。
(4)如果第6管代表小肠内消化过程，且B酶由多种消化酶组成，其消化产物能否被吸收?为什么?_______________________________________________________________________。
例9：氮是植物生活必需的重要元素。为了研究植物体氮元素的含量与植物生长状态之间的关系。人们对某地区生长在不同田块里的同一品种水稻施加不同数量的氮肥，并在某一时期同时测定不同田块水稻体内氨基氮含量，并收获后统计其产量，实验结果如下表：
氨基氮含量
(ppm,百万分之一) 90 130 160 200 150 300
水稻产量
(千克/亩) 250 390 446 448 447 400
(1)根据表中数据绘制曲线，表示水稻产量与体内氨基氮含量的关系。
(2)水稻体内氨基氮含量低于 时，生长不够良好，原因是影响了水稻体内 ，从而使水稻生长受到影响。
四、完成实验设计，预测实验结果，得出结论
解析：考查实验设计的原理及实验结果的预测和分析。这是“3+X”高考试题能力立意的出题方向，属应用层次的高要求题目。要求实验者具有熟练的实验操作技能，能根据给定的实验用品，来设计、完成实验，预测可能的结果并分析结果得出相应的结论。要正确解答实验设计类试题，首先应加强实验基本理论的学习，掌握一定的实验设计原则和技巧，以提高解题能力。
例10：血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生的反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用，请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。
一、验材料和用具
(1)兔 (2)生理盐水 (3)酒精棉 (4)适宜浓度的草酸钾溶液 (5)适宜浓度的氯化钙溶液 (6)试管、注射器(针管、针头)
二、实验步骤和实验结果
第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾和生理盐水(见下图)
问题：设置B管的目的是________
例11： (2)有人设计了下列实验，试图证明“生长素(IAA)在植物体内的运输，主要是从植物体形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输(如生长素只能从胚芽鞘的上端向下端运输)”。
一．材料、用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等
二．方法、步骤与结果：
(一)制备琼脂块
(二)取一段胚芽箱中间部分，上面放合IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块
(三)取步骤(二)下面琼脂块(a)的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧
三．结论：以上实验证明了“生长素(IAA)在植物体内的运输，主要是从植物体形态学上端(顶端)向下端(基端)运输，而不能倒转过来运输”。
我们认为，仅用该实验步骤(一)、(二)、(三)还不足以严密论证以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法、步骤和结果。
例12：现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。
材料和用品：数量充足的铺有滤纸的培养皿、无菌水、表面消毒过的种子等
方法步骤：
①________________________________________________________________
②________________________________________________________________
可能的实验结果及相应的结论：
①________________________________________________________________
②________________________________________________________________
③________________________________________________________________
例13：胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，请以小白鼠为实验对象设计实验步骤，预测和解释实验应出现的结果，并写出实验结论。
（一）实验材料和用具：
正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性试剂，注射器，试管，烧杯等。
（二）实验步骤：
（实验提示：采用腹腔注射给药，给药剂量不作实验设计要求；给药1小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。）
（三）实验结果的预测、解释和结论：
五、综合类
解析：此类试题考查学生的实验综合能力。可同时考查多个方面，如实验改错、完成实验步骤、分析实验结果、得出实验结论等。
例14：（09广东卷）31.（8分）
某实验小组为了探究细胞膜的通透性，将小鼠肝细胞在体外培养一段时间后，检测培养液中的氨基酸、葡萄糖和尿素含量，发现它们的含量发生了明显得变化（如下图）。请回答问题。
（1）由图可知，随培养时间延长，培养液中葡萄糖和氨基酸含量 ，尿素含量 。由于在原培养液中没有尿素，推测其是 的产物。
（2）培养液中的氨基酸进入细胞后，其主要作用是 ；被吸收的葡萄糖主要
通过 作用，为细胞提供 。
（3）转氨酶是肝细胞内参与氨基酸分解与合成的一类酶，正常情况下这类酶不会排出胞外，若在细胞培养液中检测到该类酶，可能的原因是 。
（4）由（1）和（3）可初步判断，细胞膜对物质的转运具有 的特性。
例15：蚕豆染色体数目为2n=12,蚕豆根尖在19℃的条件下，一个细胞分裂周期所占时间为19.3 h。
大多数致癌物质都能提高生物的突变频率，癌症是由体细胞遗传物质的改变所引起的，吸烟者容易患肺癌，其得病率是不吸烟者的10.8倍。
某中学教师为了让学生能清晰地观察到细胞的染色体变异，需在课前制作细胞的临时装片。现有如下材料：10粒干的蚕豆种子(假设发芽率为100%)、烟草浸出液、蒸馏水及必须的实验设备和药品，请你帮助老师完成上述的课前准备工作。
(1)实验原理是____________________________________________。
(2)选择蚕豆作为实验材料最可能的原因是___________________________________。
(3)简要写出实验课前准备工作过程中的3个主要步骤_________________________。
(4)用光镜检查染色体时，应找到处于细胞分裂周期中的_____________期的细胞。
(5)为了得到更多的蚕豆根尖，你应如何处理实验材料？_________。
(6)蚕豆根尖的培养至少需要多少时间？_________。
例16：根据提供的实验材料设计并完成pH对酶活性影响的实验．材料用具：试管、量筒、烧坏、酒精灯、温度计、新鲜唾液、质量分数为3％的可溶性淀粉溶液，质量分数为5％的盐酸，质量分数为5％的Na0H溶液，清水、碘液．用正确方法完成实验中的一些步骤：
（1）第一步：实验至少要取_________支洁净的试管，编号后分别注入1mL新鲜唾液．
（2）第二步：_____________________________________________________________。
（3）第三步：分别向试营中注入2mL淀粉溶液，振荡后将试管下部浸入装有_______________的烧坏中，这样处理的原因是_________________________________。
（4）第三步：10min后________________________________________________。
（5）实验结果及分析：
（6）实验结论应符合下列曲线中的__________（填字母）。
例1参考答案：
(1)实验步骤②中暗室内红色安全灯是错误的，应改为绿色安全灯。
(2)实验步骤⑤中“葡萄糖”是错误的，应改为淀粉。
(3)未设对照。对照的作法是：
a.装置同题干中的步骤①，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题目干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液。
b.将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。
c.重复题干中步骤③、④。
d.重复改正后的题干中的步骤⑤。
例2参考答案：
有三处错误：
(1)未设立对照实验，步骤①还应取1支试管，③往这支试管中加入2ml清水 ；
(2)步骤顺序颠倒，步骤④应与步骤⑤对调；
(3)实验结论错误，本实验只能证明淀粉被水解，而不能证明水解产物是什么。
例3参考答案：
第一，该同学在放入植物之前未测试实验前两溶液中的pH值，故不能说明实验结果pH值是否上升或下降。
第二，该同学未设置对照实验，即在3号瓶中装入蒸馏水，同样放入相同的植物加以培养。培养相同时间后测定pH值，以便与其它两瓶的pH值比较，才能消除植物根系呼吸作用等各种生理活动对外界溶液pH值的影响。
例4参考答案：
(1)不能。
因为蒸馏水和镁盐溶液均缺乏植物必需的矿质元素而使两组植物生长均不正常。
(2)不能。
因为两组容器内的砂性土壤中都可能含有镁离子。
(3)不能。
因为两组容器内的砂性土壤中都可能含有镁离子。
(4)取生长状况一致的大豆幼苗，用符合实验要求的容器，对照组盛有含植物必需的各种矿质元素的完全营养液，实验组盛有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，并对溶液通气。观察比较两组植物的生长发育情况。
例5参考答案：
实验一说明：枝条叶片通过蒸腾作用散失水分所产生的拉力，是促使水分在植物体内向上运输的动力。
实验二说明：根部生理活动(答“根部渗透吸水”或只答“根部”也给分)能产生推动水分向上运动的压力。
根据这两个实验说明：水分在植物体内上升的动力不但有蒸腾拉力，还有根部产生的向上压力。
例6参考答案：
Ⅰ.（1）①不加入石蜡油 ②加入10g活性干酵母
（2）去除氧气 自
（3）③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液
④不加入活性干酵母
（4）A>B>C
例7参考答案：
（1）传入功能
电刺激背根向中段可以产生后肢运动反应，表明神经兴奋进入脊髓中枢并通过传出神经引发肌肉收缩，因此是传入功能。电刺激背根外周段不发生反应，表明背根无传出功能。
（2）传出功能
电刺激腹根向中段不发生反应，而电刺激腹根外周段可以产生后肢运动反应，表明神经兴奋沿传出神经引发肌肉收缩，因此是传出功能。
例8参考答案：
(1)酸性碱性(2)高温煮沸使A酶及B酶均失去活性(或答酶失去活性)(3)胃蛋白酶多肽(4)能吸收蛋清已被分解成氨基酸
例9参考答案：
(1)曲线标注及形态正确，基本反映表中数据给分
(2)130ppm 蛋白质的合成(或代谢)
例10参考答案：
第二步：用酒精棉消毒，用注射器取兔血(3分)
第三步：立即将等量的鲜血分别加入到A、B试管中，经过一段时间后，结果：A管：不凝固，B管：凝固(3分)
第四步：将等量的CaCl2溶液分别加入到A、B两试管中 结果：A管：凝固，B管：仍凝固(2分) (第四步中B管中不加溶液CaCl2不扣分)
问题：作为A管的对照(2分) 注：①试剂用量对实验结果是有影响的，本题对此不作要求 ②这是一个开放性的实验题，学生设计的实验步骤可能有多种情况，请参照上述答案和评分标准适当给分。
例11参考答案：
(2)补充方法、步骤与结果(一)：(4分)另取一段胚芽鞘中间部分倒放。上面放含 IAA 的琼脂块，下面放空白琼脂块
补充方法、步骤与结果(二)：(4分)取补充步骤(一)下面琼脂块(b)的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧
注：考生只用文字或图示答题均给满分。
例12参考答案：
方法步骤：
①向培养皿中倒入适量的水，将等量的种子分别放入两组培养皿中。
②将一组置于有光照的环境中，另一组置于黑暗环境中，在培养过程中，使两组所处温度、水分、空气状况适宜且相同。
可能的实验结果及相应的结论：
①有光组萌发，无光组也萌发(或答发芽率差异不显著)，该种植物的种子萌发不受光的影响。
②有光组萌发，无光组不萌发(或答有光组发芽率高于无光组，差异显著)，光是该种植物的种子萌发的必要条件之一。
③有光组不萌发，无光组萌发(或答无光组发芽率高于有光组，差异显著)，光抑制该种植物种子的萌发。
例13参考答案：
（1）确定1只鼠为实验鼠，腹腔注射胰高血糖素溶液；另一只鼠为对照鼠，腹腔注射等量生理盐水。
（2）将两支试管分别编号为1号和2号，各加入等量的班氏糖定性试剂。
（3）给药1小时后，对两只小白鼠采尿液，实验鼠尿液放入1号试管内，对照鼠尿液放入2号试管内。
（4）将两支试管摇匀后，放入盛有开水的烧杯内加热煮沸，待冷却后，观察两支试管溶液颜色的变化。
（三）
1号试管中应该出现砖红沉淀，青蛙实验鼠尿液中有葡萄糖；2号试管中仍为蓝色溶液，表明对照鼠尿液中无葡萄糖。
实验结论：实验鼠血糖升高，超过一定数值而出现糖尿，是胰高血糖素具有升高血糖的生理作用所引起的。
例14参考答案：
（1）降低 增加 细胞代谢（代谢）
（2）作为蛋白质合成的原料 呼吸（分解） 能量（ATP）
（3）肝细胞膜受损（或细胞裂解）
（4）选择透过（选择通透）
例15参考答案：
（1）利用烟叶细胞中的诱变物质引起根尖细胞的染色体变异
（2）染色体数目少，便于辨认染色体变异
（3）加蒸馏水使种子吸水膨胀萌发，长出幼芽；将发芽的种子分为二等份，一份放在蒸馏水中培养，一份放在烟草浸出液中培养；按观察植物根尖细胞有丝分裂的要求制作装片，以供观察
（4）中
（5）剪去主根，让其长出更多侧根
（6）19.3 h或20 h
例16参考答案：
（1）三
（2）分别向 1、2、3号试管中注1mL盐酸溶液、lmLNaOH溶液、1mL清水
（3）35℃温水 酶的催化作用需要适宜的温度。
（4）取出试管，分别滴入1滴碘液并摇匀
（5）1、2号试营变蓝，淀粉末被分解，因为过酸过碱的环境都会影响唾液淀粉酶的活性。3号试管不变蓝，淀粉已被分解
（6）B
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迈杰
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本回答由迈杰提供
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高中生物的实验设计主要是设计对照实验，所以一定要抓住对照实验的单一变量原则。设计时要想好如何设制实验变量，在不同的条件下实验会有什么样的现象，如何观察和记录这些实验结果，再想办法控制无关变量。
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