高三生物第二轮复习。
专题一生物实验及设计基础。
一、网络导学。
本专题包括必修和选修三本教材上考试大纲规定的17个常规实验及实验设计的原则、方法与解题思路。]
二、考纲提示。
生物是一门以实验为基础的学科，因此对实验的重视和复习是高考复习中重要的一环。从近几年生物高考试题分析看，对实验能力进行考查是重点，它的导向功能在这里得到了充分的体现，从知识内容看，试题涉及生物学基本原理、概念、解剖和生理知识、实验目的、材料、操作方法和步骤，对实验现象的观察分析、实验设计和结果的**等多方面；从认识水平看，包括了解、理解、综合运用等层次。
高考生物学实验题的设计思路是：从多角度考查学生的生物学实验能力，理解所学实验的实验内容，包括实验原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能；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和分析；理解探索性实验的一般方法；能够制订课题研究的初步计划。尤其是能根据命题意图设计出科学、合理、严谨、简单的实验方案，并能对实验现象和结果进行解释和分析；能够制订并评价课题研究的初步计划。
实验能力是“教学大纲”要求学生掌握的一项基本能力。就是能使用恰当的方法验证简单的生物学事实，并对结果进行解释和分析。此能力要求包括两方面的内容：
一是能够设计简单的实验，验证简单的生物学事实；二是能对实验现象、实验结果作出正确的解释和分析。
实验能力也是高考“考试说明”要求学生掌握的一项基本能力（设计和完成实验的能力）。此能力要求也包括两方面的内容：一是独立实验的能力（大纲归定学生实验和教师演示实验），即理解实验原理、目的、要求、材料、用具；掌握实验的步骤、控制实验条件、使用有关仪器、安全问题处理；观察现象、分析数据、得出结论；常规实验非常规做法。
二是能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处相关的实验问题。
一）实验方法要素及处理要素关系的基本原则
1．假设与假设验证原则
实验的第一个要素：“假设”；第一项原则是“假设验证”原则。
2．变量与单一变量原则
实验的第二个要素：“变量”；第二项原则是“单一变量”原则。
单一变量原则，有两层意思：一是确保“单一变量”的实验观测，即不论有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量；二是确保“单一变量”的操作规范，即实施中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。
3．控制与平稳控制原则。
实验的第三个要素是“控制”，第三项原则是“平衡控制”原则。
通过实验控制，尽量消除实验误差，以取得较为精确的实验结果。
4．对照与实验对照原则。
实验的第四个要素是“对照”；第四项原则是“实验对照”原则。
5．捕获解释与真实客观原则
实验的第五个要素是“捕获”和“解释”；第五项原则是“真实客观”原则。
二） 实验设计的基本内容、三个原则、实例和备考策略。
1.实验设计的基本内容。
1） 实验名称是关于一个什么内容的实验。
2） 实验目的要**或者验证的某一事实。
3） 实验原理进行实验依据的科学道理。
4） 实验对象进行实验的主要对象。
5） 实验条件根据实验原理确定仪器和设备；要细心思考实验的全过程。
6） 实验方法与步骤采用的方法及最佳操作程序。每一步必须是科学的；能及时对仪器、步骤进行有效矫正。
7） 实验测量与记录对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确客观的记录。
8）实验结果**及分析能够**可能出现的实验结果并分析导致的原因。
9） 实验结论对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。
2.实验设计的实例分析。
验证成熟植物细胞的渗透作用”实验设计实例：
实验名称：观察马铃薯条的渗透吸水与渗透失水现象。
实验目的：验证成熟植物细胞的渗透作用。
实验原理：当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，植物细胞通过渗透作用失水；反之则吸水。
实验对象：新鲜马铃薯条。
实验条件：0.8g/ml的蔗糖溶液、蒸馏水、大试管、有刻度的小烧杯、刀片、镊子等。
实验设计的基本原则：对照、等量。
实验方法与步骤：
1)制备3条长度、宽度、体积都相同的新鲜马铃薯条。
2)将其中的2条分别放入盛有等体积的蔗糖溶液与蒸馏水的烧杯中，另1条放入加塞的空试管中。
3)2h以后，通过比较的方法观察薯条的长度变化及蒸馏水、蔗糖溶液体积的变化。
实验结果**分析：可能出现的实验结果是：
1)放入蒸馏水中的薯条长度增加，而放入蔗糖溶液中的薯条长度变小，且蔗糖溶液体积明显大于蒸馏水体积。
2)放入蒸馏水中的薯条长度增加，而放入蔗糖溶液中的薯条长度不变，且蒸馏水的体积小于蔗糖溶液体积。
3)放入蒸馏水中的薯条长度不变，而放入蔗糖溶液中的薯条长度变小，且蔗糖溶液体积大于蒸馏水体积。
4)薯条的长度及溶液的体积都没有明显的变化。
实验测量与记录：将放入溶液中的薯条与试管中的薯条比较观察，并比较烧杯中溶液的体积：放入蒸馏水中的薯条变长、放入蔗糖溶液中的薯条变短，且烧杯中蔗糖溶液的体积比蒸馏水的体积大。
实验结论：放入蔗糖溶液中的薯条渗透失水，放入蒸馏水中的薯条渗透吸水。
3.实验设计题的分类解析。
验证性实验的基本内容。
1）实验题目。
2）实验原理即完成实验所用的理论依据。
3）目的要求通过实验要解决的问题。
4）材料用具
5）方法步骤。
为加强说服力，有时往往对实验要设立“实验组”和“对照组”。设计对照实验时切记：只有遵循“单一变量”原则，这样才有对照价值。
补充实验步骤时，对每一步有必要先打腹稿然后下笔，并要编号清楚（如⑴……表达清晰。）
6）实验结果（**实验现象）
验证性实验由于有明确的实验目的，**的结果是科学的、合理的、惟一的。有实验（题目）中需要记录实验结果，这就要搞清楚记录什么？如何记录？
用文字描述：略。
**的设计： 要理清设计思路： ⅰ首先要读懂题目要求在**“工作区”记录的内容。
（题目中有明确的要求） ⅱ其次要明确**的第一列写什么？第一行写什么？注意在第一列或第一行中肯定要写组别，即实验组和对照组（相互对照中组数可能更多）。
再绘制**（切记：**“工作区”是预留给所设计的实验中记录到的数据，而不是要学生造出数据来填入其中。因此只要设计完成一张空白**即可。
设计**时，要先在草稿纸上画出**轮廓，再写入答题纸中。） **设计好后，切勿忘记给**添上题注（即**名称）。
坐标图的设计：要理清横轴的含义？纵轴的含义？纵横轴的单位？曲线的走势？关键点？
分析实验结果： 用书本理论分析实验结果。
7）实验结论联系实验目的得出结论。结论是合理的、科学的、肯定的。不少结论是在实验要验证的内容中寻找。
8）讨论。对实验操作的理论、具体细节等进行讨论。
也可讨论与实验无直接关系但有一定联系的其他知识。
注意：验证性实验中，实验目的、实验（或**）结果和实验结论三者是一致的。结果是指通过实验所观察到的实验现象或通过实验直接得到的“成果”。
验证性实验中，由于要验证的结论是肯定的，因此无实验假设。
在验证实验中，如果实验记录作为题目条件已出现，那么就可得到肯定的实验结论。
**性实验的基本内容。
1）实验课题如试题需要学生写出实验课题，那对课题的文字描述大多渗透在题干的字里行间，仔细阅读便可领会。实验课题的格式有：
研究”实验”
的影响”2）实验原理是完成实验所应用到的理论依据。有的是书本学到的理论知识，有的在题目中作为条件出现。
3）实验目的大多是写做了该实验后要解决的问题。
4）材料用具：包括实验材料、仪器、试剂等，有时省略。大多数试题是作为条件提供给学生。
5）实验假设指用来说明某种现象但未经证实的论题，也就是对所提出问题所作出的参***。如果要学生写出来，请参阅实验课题的名称，但要比实验课题的名称在文字上写得更具体一些。
6）实验步骤的设计（即实验设计方案或曰实验设计思路） 涉及到：
实验设计思想。
器材药品。实验步骤（要体现单一变量对照原则）。为此要设立“实验组”和“对照组”。
设立对照组时，只需明确写出单一变量内容，其余条件（无关变量，如培养条件等）用“其他……条件与（甲）对照组相同”即可。
观察记录（图表、曲线等。**的设计要求同验证性实验）
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