高考生物實驗設(shè)計專題第1頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四

所謂實驗設(shè)計，就是要求學(xué)生設(shè)計實驗原理，選擇實驗器材，安排實驗步驟，設(shè)計數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理的方法及分析實驗的現(xiàn)象。

實驗設(shè)計第2頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四

實驗設(shè)計題——要求同學(xué)們依據(jù)一定的實驗?zāi)康模O(shè)計實驗過程，預(yù)測實驗結(jié)果的試題。這類高考題的出現(xiàn)有利于培養(yǎng)同學(xué)們的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神。第3頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四

1.實驗的目的要求一、實驗設(shè)計元素

6.結(jié)論

5.實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)

4.實驗步驟

3.實驗思路

2.實驗原理第4頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四二、實驗設(shè)計的步驟1、觀察---------------------發(fā)現(xiàn)問題2、提出問題----------------提出實驗要求3、假說（可有多個）------確立實驗原理4、實驗（引出實驗設(shè)計原則）------------------------------設(shè)計實驗的思路和步驟5、結(jié)論（數(shù)據(jù)處理）以表格形式出現(xiàn)，并對結(jié)果預(yù)測一般為三個方面：（1）正相關(guān)（2）負(fù)相關(guān)（3）無關(guān)---------------記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)；分析得出實驗結(jié)論第5頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四三、實驗設(shè)計的原則1、科學(xué)性原則

所謂科學(xué)性是指實驗的目的要明確，實驗材料和實驗手段的選擇要恰當(dāng)，整個設(shè)計思路和實驗方法的確定都不能偏離生物學(xué)基本知識和基本原理以及其他學(xué)科的基本原則。第6頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四2、可行性原則

可行性原則是指在設(shè)計生物學(xué)實驗時，從實驗原理、實驗實施到實驗結(jié)果的產(chǎn)生都有可行性第7頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四3、簡便性原則

設(shè)計實驗時，要考慮到實驗材料容易獲得，實驗裝置比較簡單，實驗藥品比較便宜，實驗操作比較簡單，實驗步驟較少，實驗時間較短。第8頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四4.隨機(jī)性原則：

實驗設(shè)計中的隨機(jī)化原則，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。第9頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四5、單一變量原則

單一變量原則：即控制其他因素不變，只改變其中某一變量，觀察其對實驗結(jié)果的影響。除了整個實驗過程中欲處理的實驗因素外，其他實驗條件要求做到前后一致

第10頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四6、對照性原則

在實驗設(shè)計中，通常設(shè)置對照組，通過干預(yù)或控制研究對象以消除或減少實驗誤差，鑒別實驗中的處理因素同非處理因素的差異。

實驗設(shè)計中可采用的對照方法很多，除了有自身對照、條件對照、相互對照之外，通常采用空白對照的原則：即不給對照組以任何處理因素。值得強(qiáng)調(diào)的是，不給對照組任何處理因素是相對實驗組而言的，實際上對對照組還是要做一定的處理，只是不加實驗組的處理因素。

第11頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四7、平行重復(fù)原則

平行重復(fù)原則，即控制某種因素的變化幅度，在同樣條件下重復(fù)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(fù)，這是具有科學(xué)性的標(biāo)志。上述隨機(jī)性原則雖然要求隨機(jī)抽取樣本，這能夠在相當(dāng)大的程度上抵消非處理因素所造成的偏差，但不能消除它的全部影響。平行重復(fù)的原則就是為解決這個問題而提出的。復(fù)習(xí)建議：理清解題的思路，強(qiáng)化針對性訓(xùn)練。第12頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四★設(shè)計題的解題思路1、準(zhǔn)確地把握實驗?zāi)康?、細(xì)心地弄清設(shè)計要求3、精心地策劃實驗方法4、合理地設(shè)計操作過程5、嚴(yán)格地設(shè)置對照實驗6、準(zhǔn)確地預(yù)測實驗結(jié)果7、簡明地組織語言文字第13頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四四、設(shè)計題的解題思路1、準(zhǔn)確地把握實驗?zāi)康?/p>

實驗?zāi)康氖钦麄€實驗設(shè)計的靈魂，所有實驗步驟的設(shè)計都要圍繞實驗?zāi)康倪@個核心來進(jìn)行。2、細(xì)心地弄清設(shè)計要求3、精心地策劃實驗方法

實驗方法的策劃是整個實驗設(shè)計的精髓，是一個好的實驗設(shè)計最富創(chuàng)意的閃光之處，也是搞好實驗設(shè)計的關(guān)鍵所在。第14頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四（1）化學(xué)物質(zhì)的檢測方法如：①淀粉——碘液②還原性糖——③CO2

——④乳酸——⑤O2

——⑥無O2——⑦蛋白質(zhì)——斐林試劑、班氏試劑PH試紙余燼復(fù)然火焰熄滅被蛋白酶分解Ca（0H）2溶液或酸堿指示劑第15頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四（2）實驗結(jié)果的顯示方法如：①光合速度——O2釋放量或CO2吸收量或淀粉產(chǎn)生量②呼吸速度——O2吸收量或CO2釋放量或淀粉減少量③原子途徑——放射性同位表示蹤④細(xì)胞液濃度大小——質(zhì)壁分離⑤細(xì)胞是否死亡——質(zhì)壁分離⑥甲狀腺激素作用——動物耗氧量，發(fā)育速度等⑦生長激素作用——生長速度（體重變化，身高身長變化）⑧胰島素作用——動物活動狀態(tài)⑨菌量——菌落數(shù)或亞甲基藍(lán)褪色程度第16頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四（3）實驗條件的控制方法①增加水中氧氣——泵入空氣或吹氣或放入綠色植物②減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水③除去容器中CO2——

NaOH溶液④除去葉中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境⑤除去葉中葉綠素——酒精加熱⑥除去光合對呼吸干擾——給植株遮光⑦如何得到單色光——棱鏡色散或薄膜濾光⑧血液抗疑——加入檸檬酸鈉⑨線粒體提取——細(xì)胞勻漿離心⑩骨的脫鈣——鹽酸溶液第17頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四4、合理地設(shè)計操作過程

基本的實驗方法選定以后，緊接著就要編定具體的操作細(xì)節(jié)，這些操作細(xì)節(jié)的設(shè)計要合理規(guī)范、切實可行，否則也會造成很大的失分。5、嚴(yán)格地設(shè)置對照實驗

如何設(shè)置對照實驗?zāi)?？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對等的實驗。對照實驗設(shè)置的正確與否，關(guān)鍵就在于如何盡量去保證“其它條件的完全對等”。具體來說有如下四個方面：第18頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四①所用生物材料要相同②所用實驗器具要相同③所用實驗試劑要相同④所用處理方法要相同第19頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四7、簡明地組織語言文字如：

①步驟設(shè)計一般不宜連續(xù)描述，往往需要分段敘說，并加以編號。

②試管（或燒杯，水槽等）要加以編號，如A、B或甲、乙等等，這樣可使敘說簡潔一些。

③敘說中盡量要用規(guī)范的實驗術(shù)語，不能用含糊的口語，如：“蓋玻片”不能說是“薄的玻璃片”；“等量的”不宜說成“一樣多的”；“振蕩”不宜說成“晃動”“搖動”等等。第20頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四例題:

1、（05全國理綜）已知牛的有角與無角為一對相對性狀，由常染色體上的等位基因A與a控制。在自由放養(yǎng)多年的一群牛中(無角的基因頻率與有角的基因頻率相等)，隨機(jī)選出1頭無角公牛和6頭有角母牛，分別交配，每頭母牛只產(chǎn)了1頭小牛。在6頭小牛中，3頭有角，3頭無角。（1）根據(jù)上述結(jié)果能否確定這對相對性狀中的顯性性狀?請簡要說明推斷過程。（2）為了確定有角與無角這對相對性狀的顯隱性關(guān)系，用上述自由放養(yǎng)的牛群(假設(shè)無突變發(fā)生)為實驗材料，再進(jìn)行新的雜交實驗，應(yīng)該怎樣進(jìn)行?(簡要寫出雜交組合、預(yù)期結(jié)果并得出結(jié)論)第21頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四（1）不能確定。

①假設(shè)無角為顯性，則公牛的基因型為Aa，6頭母牛的基因型都為aa，每個交配組合的后代或為有角或為無角，概率各占1/2。6個組合后代合計會出現(xiàn)3頭無角小牛，3頭有角小牛。

②假設(shè)有角為顯性，則公牛的基因型為aa，6頭母?？赡苡袃煞N基因型，即AA和Aa。AA的后代均為有角。Aa的后代或為無角或為有角，概率各占1/2，由于配子的隨機(jī)結(jié)合及后代數(shù)量少，實際分離比例可能偏離1/2。所以，只要母牛中具有Aa基因型的頭數(shù)大于或等于3頭，那么6個組合后代合計也會出現(xiàn)3頭無角小牛，3頭有角小牛。

綜合上述分析，不能確定有角為顯性，還是無角為顯性。

第22頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四（2）從牛群中選擇多對有角牛與角牛雜交（有角?！劣薪桥＃?。如果后代出現(xiàn)無角小牛，則有角為顯性，無角為隱性；如果后代全部為有角小牛，則無角為顯性，有角為隱性。

第23頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四

2、（05北京理綜）蜜蜂是具有社會性行為的昆蟲。一個蜂群包括一只蜂王、幾只雄蜂和眾多工蜂。蜂王專職產(chǎn)卵，雄蜂同蜂王交尾，工蜂負(fù)責(zé)采集花粉、喂養(yǎng)幼蟲、清理蜂房等工作。請回答下列問題：（1）蜂王、雄蜂和工蜂共同生活，各司其職，這種現(xiàn)象稱為

。（2）未受精卵發(fā)育成雄蜂，受精卵發(fā)育成雌性的蜂王或工蜂，這表明密蜂的性別由

決定。（3）研究人員發(fā)現(xiàn)了工蜂清理蜂房行為不同的兩個蜂相，分別稱為“衛(wèi)生”蜂（會開蜂房蓋、能移走死蛹）和“非衛(wèi)生”蜂（不會開蜂房蓋、不能移走死蛹）。為研究工蜂行為的遺傳規(guī)律，進(jìn)行如下雜交實驗：種內(nèi)互助染色體數(shù)目第24頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四P“非衛(wèi)生”蜂的蜂工ד衛(wèi)生”蜂的雄蜂↓（配子的染色體數(shù)目不減少）F1“非衛(wèi)生”蜂測交？×

？的雄蜂↓測交后代“非衛(wèi)生”蜂新類型Ⅰ新類型Ⅱ“衛(wèi)生”蜂（25%）（25%）（25%）（25%）第25頁，共27頁，2023年，2月20日，星期四①“非衛(wèi)生”蜂的工蜂行為是

（顯性/隱性）性狀。②工蜂清理蜂房的行為是受

對基因控制的，符合基因的

判斷依據(jù)是

。

規(guī)律

③本實驗中測交選擇了

作母本與

的雄蜂交配。

④測交后代中純合體的表現(xiàn)型是

，

新類型I的表現(xiàn)型是