高考 a实验设计复习

高中生物实验设计专题复习与总结高中生物实验设计专题复习与总结高中生物实验设计专题复习与总结实验设计是生物实验中的一种常见题型，它能较全面的考查学生的实验知识和基本技能，分析问题和解决问题的能力以及创造能力，因而在高考中相对稳定。

由于学生缺乏实验设计系统的理论知识，因此，遇到这类题型，就会感到无从下手，导致考试中严重失分。

现将有关实验设计的基本理论、实验设计的思路方法和常见的题型等进行归纳总结，增加学生理论知识，提高学生分析问题和解决问题的能力。

一、实验设计的基本内容（一）实验名称或课题（是关于什么内容的实验）；（二）实验目的（要探究或者验证的问题或事实）；（三）实验原理（进行实验所依据的科学道理，隐含着实验假设和预期）；（四）实验材料和条件（进行实验的主要对象，完成该实验必备的仪器、设备、药品等）；（五）实验方法与步骤（实验采用的方法及必需的操作程序）；（六）实验测量或观擦与记录（对实验过程及结果应有科学的测量手段、观擦指标与准确的记录）；（七）实验结果预测及分析（能够预测可能出现的实验结果并分析其原因）；（八）实验结论：对实验结果进行准确的描述并给出科学的结论。

二、实验设计的基本原则（一）科学性原则。

所谓科学性，是指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要恰当，整个设计思路和实验方法的确定都要依据生物学基本知识和基本原理，不能主观臆造。

如：酸碱度对酶活性的影响，酶的高效性实验的顺序等。

（二）单一变量原则1、变量：或称因子，是指实验过程中所被操作的特定因素或条件。

按性质不同，通常可分为两类：（1）实验变量与反应变量。

实验变量，也称为自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件。

反应变量，亦称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。

通常，实验变量是原因，反应变量是结果，二者具有因果关系。

实验的目的在于获得和解释这种前因后果。

例如，在“温度对酶活性的影响”的实验中，所给定的低温（冰块）、适温（37℃）、高温（沸水浴）就是实验变量。

（4）反应时铁屑过量的目的是（用离子方程式表示） ）反应时铁屑过量的目的是（用离子方程式表示）
。 （5）溶液趁热过滤的原因是 ） 是 。 。 （6）静置冷却一段时间后，在试管中观察到的现象 ）静置冷却一段时间后，
解析 实验室制取HCl气体是加热浓H2SO4和浓盐酸， 实验室制取HCl气体是加热浓H HCl气体是加热浓 和浓盐酸， 因此装置特点是液体+液体混合制取气体。 因此装置特点是液体+液体混合制取气体。 反应 装置应选圆底烧瓶和分液漏斗、带导管的胶塞， 装置应选圆底烧瓶和分液漏斗、带导管的胶塞，收 集干燥气体应加干燥剂，应用干燥装置， 集干燥气体应加干燥剂，应用干燥装置， 用集气 瓶式的洗气瓶来干燥， 瓶式的洗气瓶来干燥，最后用向上排空气 法收集 HCl。 HCl。
考点一
物质制备实验方案的设计
2009·山东理综 30） 山东理综， 【例1】 （2009 山东理综，30）孔雀石主要含 】 Cu2(OH)2CO3,还含少量 、Si的化合物。实验 还含少量制备CuSO4·5H2O及CaCO3， 室以孔雀石为原料制备 及 步骤如下： 步骤如下：
实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下： Ⅱ.实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下： 实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下 取过量洁净的铁屑加入20%~30%的稀硫酸溶液，在 的稀硫酸溶液， 取过量洁净的铁屑加入 的稀硫酸溶液 50℃~80℃水浴中加热至不再产生气泡。将溶液趁热 ℃ ℃水浴中加热至不再产生气泡。 过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞紧试管口， 过滤，滤液移至试管中，用橡胶塞塞紧试管口，静 置、冷却一段时间后收集产品。 冷却一段时间后收集产品。 （1）写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式： ）写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式： 。 （2）硫酸溶液过稀会导致 ） （3）采用水浴加热的原因是 ） 。 。

解题 -----
“两环节”
例2：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，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 水、表 面消毒过的种子等 方法步骤：
实验中要做到“单一变量” ，应注意等量的原 则 ①生物材料要相同 即所用生物材料的数量、重量、长度、种类和生 理状况等方面特点要尽量相同 ②实验器具要相同 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，光照或黑暗等条件都要一致。
(四)对照性原则
①空白对照：对照组为不做任何处理的对象组。如在“探究影响 淀粉酶活性的条件”的实验中，1号试管加1mL蒸馏水，2号、3 号试管分别加等量的NaOH、HCI溶液。1号试管即为典型的空白 对照组。 ②自身对照：实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。如 “观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，即是典型的自身对照----实验处理前的对象状况为对照组，实验处理后的对象变化为实 验组。 ③条件对照：给实验组某种处理，给对照组另一条件的处理。如 在“验证甲状腺激素促进幼小动物发育”的实验中，存在以下实 验组和对照组。甲组：饲喂甲状腺激素（实验组）。乙组：饲喂 甲状腺激素抑制剂（条件对照组）。丙组：对蝌蚪不作任何处理 （空白对照） ④相互对照：指不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照。 如“不同的生长素浓度对扦插枝条生根的影响”的实验。“温度 对唾液淀粉酶活性的影响的实验”
（1）设计如下实验装置，探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能 否通过该膜。 （2）实验结果预测及结论：
①袋内外液体均不变蓝，表明淀粉和碘均不能通过； ②袋内外液体均变蓝，表明淀粉和碘均能通过； ③袋内液体变蓝，袋外液体不变蓝， 表明碘能通过，淀粉不能通过； ④袋外液体变蓝，袋内液体不变蓝， 表明碘不能通过，淀粉能通过。

创新探究类综合实验（答案在最后）1.能根据不同情景、不同类型实验特点评价或设计解决问题的简单方案。

2．建立解答探究类综合实验的思维模型。

类型一探究物质组成、性质类综合实验1.物质性质探究类实验的类型(1)根据物质性质设计实验方案(2)根据物质的结构(或官能团)设计实验方案2．探究实验中常见操作及原因操作目的或原因沉淀水洗除去××(可溶于水)杂质沉淀用乙醇洗涤a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥冷凝回流防止××蒸气逸出脱离反应体系；提高××物质的转化率控制溶液pH 防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶”稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度加过量A 试剂使B 物质反应完全(或提高B 物质的转化率等)温度不高于××℃温度过高××物质分解(如H 2O 2、浓硝酸、NH 4HCO 3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na 2SO 3等)或促进××物质水解(如AlCl 3等)减压蒸馏(减压蒸发)减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H 2O 2、浓硝酸、NH 4HCO 3等)蒸发、反应时的气体氛围抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl 3溶液时需在HCl 气流中进行，加热MgCl 2·6H 2O 制MgCl 2时需在HCl 气流中进行等)配制某溶液前先煮沸水除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化反应容器中用玻璃管和大气相通指示容器中压强大小，避免反应容器中压强过大【教考衔接】典例[2023·湖北卷，18]学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。