经典文本、经典教育:(二十五)高中生物实验设计专题复习（二）

高三生物总复习提纲(二十五)高中生物实验设计专题复习（二）

实验能力考查例题（接上次）

　　题型二：通过分析他人的实验现象，获得实验结论，考察学生分析实验现象获得结论能力
　　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，某同学为此进行了两个实验。
　　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

　　[解析] 本题给出实验现象，要求学生根据实验现象，运用所学的知识分析解释实验现象，获得正确结论。图1考查的是同学们已有的知识——植物体内水分的运输的动力是蒸腾拉力，而图2考查同学们根据实验现象，分析实验结果，通过一系列推理获得新结论的能力。高考中对这两种情况的要求不尽相同，如果考察的是旧知识，结论往往是课本上讲过的原理、规律、概念等，即答案必须紧扣课本；而后者则主要考查同学们获取信息的能力，主要推理正确，答案合理即可。

　　[答案]
　　试验一说明：植物体内水分向上运输的动力来自于叶片的蒸腾作用形成的拉力（必须强调蒸腾作用）
　　实验二说明：植物体内水分向上运输的动力来自于根压
　　新认识：植物体内水分上相运输的动力不仅来自于叶片的蒸腾作用，还来自于根压

　　6．将动物的肝细胞研磨并除去ATP后，放入三支标号分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的锥形瓶中。实验装置和处理如图a所示。将实验用的3只锥形瓶的瓶口封闭后，放入20℃水浴锅中，1h后的结果如图b所示。请根据实验结果回答：

　　⑴ 实验中可以看到的明显变化是___________________。由此可以推断________号瓶发生了________作用。
　　⑵ 该实验的全部结果说明___________________

　　[解析] 本题的实验目的是考查细胞进行呼吸作用所需要的条件。该实验根据瓶内外气压变化而影响酒精液滴移动的实验现象来推测细胞是否发生呼吸作用。所以本题也考查了学生理解实验原理、控制实验条件、设计对照实验、分析实验现象和结果，得出正确结论的能力。同学们的易错点是实验结果说明的问题，有的同学认为实验结果说明肝细胞进行呼吸作用，消耗氧气，产生二氧化碳，而这恰恰是实验应用的原理，因为锥形瓶中放置了二氧化碳吸收剂，言外之意如果肝细胞进行有氧呼吸，二氧化碳被吸收，瓶内气压会下降。

　　[答案]
　　⑴ Ⅲ号锥形瓶的酒精滴液在玻璃管中向左移动；Ⅲ；呼吸（有氧呼吸）。
　　⑵ 肝细胞的呼吸作用需要葡萄糖和ATP

　　题型三： 评价他人的实验设计，完善、补充或修正给出的实验方案
　　7．为证实“CO₂是光合作用合成有机物的必需原料”，某同学制定了下列实验方案：
　　⑴ 实验目的（略）
　　⑵ 实验材料和用具（略）
　　⑶ 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 取一片叶，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。
　　⑤ 将已脱色的叶片取出，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。
　　该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。

　　[解析] 本题给出了某人为证实“CO₂是光合作用合成有机物的必需原料”而制定的实验方案。要求学生运用已有的叶绿体色素的吸收光谱、光合作用的产物及光合产物的检测方法等知识，来评价、改进实验方案。所以本题在考查学生对光合作用的基本知识的掌握程度的同时；重点考察了学生根据实验目的运用对照实验的原理评价实验和设计实验方案的能力

　　遇到这种类型的题目，首先要明确实验目的，然后自己根据实验目的思考如果你来做实验，应该分几组。尤其要注意实验中是否设置了对照组。有些同学不经过自己的思考，直接看题目中的实验设计，容易被其设计吸引，只找出其中的小错误，大的错误可能会不容易发现，如有无对照等。同时明确题目要求，该题的要求是请指出错误并改正，需要同学们分两步回答，先指出错误，然后再改错。

　　[答案]
　　⑴实验步骤②中暗室内用红色安全灯是错误的,应改为绿色安全灯
　　⑵ 实验步骤⑤中的“葡萄糖”是错误的,应改为淀粉
　　⑶ 没有设置对照。设置对照的做法是：
　　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干中植物；用一杯清水代替NaOH溶液
　　B.将上述植物放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯
　　C.重复题干中的③、④及改正后的⑤
　　　其装置如下：

　　8．有人设计了下列实验，试图证明“生长素在植物体的运输，主要是从植物体的形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输”。
　　一、材料与用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等

　　二、方法、步骤和结果
　

　　三、结论：以上实验证明了“生长素在植物体内的运输，主要是从植物体形态
　　学上端（顶端）向下（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）还不足以证明以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法和步骤。

　　[解析] 科学实验必须慎密、周到，这样得出的结论才能令人信服，实验必须有对照，对有关现象必须具有正反两个方面的实验，这样得出的结论才无懈可击。本题意在考核学生能否运用对照实验的原理和方法来评价题中所示的实验方案，并将其完善。

　　注意：该实验的要求是请在上述实验的基础上补充相应的实验方法和步骤，不能全盘否定原有的实验方案，而是要在原有的实验设计的基础上补充实验方案。

　　[答案] 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；上述空白琼脂块的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧。

　　有些同学设计的实验方案是：另取一段胚芽鞘中间部分。上面放空白琼脂块，下面放含IAA的琼脂块；上述空白琼脂块的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧。这样做看起来好像与标准答案没有区别，但实际上这种设计不能排除重力的影响，研究的不是单一变量。所以设计实验时应该严谨、科学。

　　9．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。两组置于相同的适应条件下培养，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，两组置于相同的适应条件下培养，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，两组置于相同的适应条件下培养，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。

　　【解析】该题主要考查探究实验能力。就是要求考生在理解实验目标的基础上，对假想的三种实验设计思路做出评价，然后设计出能够达到预期实验目标的合理方案。题目提供的三种（假想）实验设计思路中，均含有程度不同的合理成分，考生逐一对上述实验思路进行评价时，不仅要重视分析和阐明实验设计不能取得预期结果的原因，而且要关注实验设计思路中隐含的合理成分，从而为提出一个合理的实验设计思路创造条件。

　　[答案]
　　⑴ 不能，因为蒸馏水和用蒸馏水配制镁盐溶液均因为缺乏植物必需的矿质元素而不能正常生长。
　　⑵ 不能，因为两种容器中的砂性土壤都可能含有镁离子。
　　⑶ 不能，因为两种容器中的砂性土壤都可能含有镁离子。
　　⑷ 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状况。

　　第三个题型基本的思路就是在评价别人的实验方案时，取其精华，改其不足或错误。修正、补充或自己设计实验方案时采取仿写的办法。