倒推法預測實驗結果

在生物高考試題中，實驗設計類試題學生很難得到高分。究其原因，其中之一就是對探究性實驗結果的預測不準確、不全面，進而導致失分。如何才能做到準確全面地預測實驗結果，筆者認為運用倒推法便能很好地解決這一問題。即根據實驗目的，首先預測可能的實驗結論，然后依據實驗原理，倒推出與結論相對應的實驗結果。下面以相關實例進行說明。

實例1：工業生產中產生的SO2是酸雨（pH＜5.6）形成的主要原因之一。有人設計實驗研究酸雨對植物的毒害作用。實驗過程如圖1所示（除圖中特別說明的外，其他條件甲、乙均相同）。

實驗結果表明，“酸雨”使植物葉片變黃，而對照實驗中的植物沒有變黃。該實驗說明“酸雨”對植物的生長發育有影響。

參照上述裝置和試劑以小麥種子為實驗材料嘗試設計實驗，探究2種不同pH的酸雨對種子萌發率的影響。

① 探究的問題：不同pH的酸雨對小麥種子萌發率的影響。

② 作出的假設：

_______________________。

③ 實驗步驟（簡要敘述）：_______________________。

④ 實驗預期結果與分析（實驗預期結果多種多樣，寫出其中3種并加以分析）：_____________。

解題過程：______________________________________________

首先，本實驗目的是“探究2種不同pH的酸雨對種子萌發率的影響”，可以推斷出可能的實驗結論有：2種不同pH的酸雨對種子萌發率的影響相同；2種不同pH的酸雨對種子萌發率的影響不同。而后者又可分解為2個結論：酸雨的pH越大，對種子萌發率的影響（抑制）越大；酸雨的pH越小，對種子萌發率的影響（抑制）越大。

其次，實驗表明“酸雨對植物的生長發育有影響”（實驗原理），根據以上所推斷的3種結論，分別倒推出對應的實驗結果（現象）。注意實驗結果一定要明確觀測的指標，如本實驗為“種子萌發率”。

結論1：2種不同pH的酸雨對種子萌發率的影響相同。

結果1：2種不同pH裝置中種子萌發率沒有差異，對照組種子萌發率高。

結論2：酸雨的pH越大，對種子萌發率的影響（抑制）越大。

結果2：2種不同pH裝置中，pH越大，種子萌發率越低，對照組種子萌發率高。

結論3：酸雨的pH越小，對種子萌發率的影響（抑制）越大。

結果3：2種不同pH裝置中，pH越小，種子萌發率越低，對照組種子萌發率高。

最后，將前兩步所得結果與結論依次用“如果”和“說明”連接起來，即可作答“實驗預期結果與分析”:

（1） 如果2種不同pH裝置中種子萌發率沒有差異，對照組種子萌發率高，說明2種不同pH的酸雨對種子萌發率的影響相同。

（2） 如果2種不同pH裝置中，pH越大，種子萌發率越低，對照組種子萌發率高，說明酸雨的pH越大，對種子萌發率的影響（抑制）越大。

（3） 如果2種不同pH裝置中，pH越小，種子萌發率越低，對照組種子萌發率高，說明酸雨的pH越小，對種子萌發率的影響（抑制）越大。

附實驗步驟：用上述實驗裝置和試劑，采用2種pH<5.6的“酸雨”進行實驗，設置清水對照；在3個花盆中播種同樣數量（例如50粒）的小麥種子；在相同而適宜的環境中培養；一段時間（7 d）后，分別統計3個裝置中的種子萌發率。

實例2：研究表明，細胞分裂素可以延緩葉片的衰老。生物學興趣小組的同學通過實驗檢驗生長素是否也具有延緩葉片衰老的作用。請你利用離體的葉片設計一個實驗來探究這個問題。

（1） 實驗目的：探究生長素是否具有延緩衰老的作用。

（2） 實驗原理：離體的葉子會逐漸衰老，葉片變黃，使用一定濃度的細胞分裂素處理之后，可以顯著地延長保綠時間，推遲離體葉片的衰老。

（3） 材料用具：足夠數量的植物離體葉片、一定濃度的細胞分裂素和生長素、所需的相關器材和用具。

（4） 實驗步驟：（寫出實驗的思路即可）

①_______________________。

②_______________________。

③_______________________。

（5） 實驗結果預測及結論：

①_______________________。

②_______________________。

③_______________________。

④_______________________。

⑤_______________________。

解題過程：

首先，本實驗的目的是“探究生長素是否具有延緩衰老的作用”，又根據題意本實驗要對細胞分裂素和生長素進行對比實驗，可以推斷出可能的實驗結論有：生長素無延緩葉片衰老的作用；生長素有延緩葉片衰老的作用。前者可分解為2個結論：生長素對延緩葉片衰老無影響；生長素具有加速葉片衰老的作用。后者也可分解為3個結論：生長素具有延緩葉片衰老的作用，且與細胞分裂素效果相當；生長素具有延緩葉片衰老的作用，且比細胞分裂素效果好；生長素具有延緩葉片衰老的作用，但比細胞分裂素效果差。

其次，根據以上所推斷的5種結論，分別倒推出對應的實驗結果（現象）。

結論1：生長素對延緩葉片衰老無影響。

結果1：B組（生長素處理）葉片與C組（不做處理）葉片的保綠時間相差不大。

結論2：生長素具有加速葉片衰老的作用。

結果2：B組葉片比C組葉片的保綠時間更短。

結論3：生長素具有延緩葉片衰老的作用，且與細胞分裂素效果相當。

結果3：B組葉片與A組（細胞分裂素處理）葉片的保綠時間相差不大。

結論4：生長素具有延緩葉片衰老的作用，且比細胞分裂素效果好。

結果4：B組葉片比A組葉片的保綠時間更長。

結論5：生長素具有延緩葉片衰老的作用，但比細胞分裂素效果差。

結果5：B組葉片的保綠時間在A組與C組之間。

最后，將所得結果與結論依次用“如果”和“說明”連接起來進行作答（具體作答略）。

附實驗步驟：

① 把植物的離體葉片隨機平均分成A、B、C三組；

② 分別用適宜濃度的細胞分裂素和適宜濃度的生長素處理A、B兩組葉片，C組不做任何處理；

③ 觀察并記錄葉片的保綠時間。

當然，實驗結果的預測有多種方法，具體選用哪種方法比較有效，要視具體情況而定。不管選用何種方法，一定要清楚實驗結果必然與實驗目的、實驗原理緊密聯系，一定要從實驗目的出發，根據實驗原理推導出可能的實驗結果。