生物實驗設計題解法“六步曲”

福建省龍巖市永定縣下洋鎮(zhèn)僑育中學 364112

摘要：從近幾年的高考理綜試題來看，實驗試題已經(jīng)成為每年必考的穩(wěn)定題型，且所占分值穩(wěn)定在30%以上。筆者結(jié)合教學大綱、考試大綱和自己的教學經(jīng)驗，談談實驗設計題的解題思路。

關鍵詞:高考理綜 實驗 瘦素

【中圖分類號】I253.4

【文獻標識碼】A【文章編號】1002-2139（2009）-05-0099-1

一、實驗設計的程序

(一)明確實驗目的

通過仔細審題，弄清該題要驗證或探究的是什么樣的生物學事實。即明確實驗要解決什么問題。一般在題干中有“驗證…”、“證明…”、“探究…”，其后內(nèi)容就是實驗目的。有些實驗需要對其去粗取精，提煉要點。

（二）作出假設

“假設”也稱假設或猜測，是指用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實的論題，也是對所提出的問題作出的參考答案（即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實材料或科學原理，通過創(chuàng)造性思維，提出初步假定。）。如果你的基本預測是否定的，你的假設就是否定的假設。

（三）確定實驗原理

就是完成該實驗的理論依據(jù)是什么，這就需要分析實驗中所涉及的生物學及相關學科中的知識、方法以及所依據(jù)的科學原理。另外提供的實驗儀器的使用方法和原理也應考慮在內(nèi)。此過程要求學生利用儲備知識獨立分析、運用。對所學知識運用要求較高，這是完成實驗設計題目的關鍵。

（四）設計實驗方案，并選擇實驗材料、儀器、試劑、用具等

大多數(shù)題目要求寫出實驗步驟，這是學生束手無策失分較多的地方。總結(jié)下面一條書寫模式，能夠使書寫條理，思路清晰。

1.分組標號：根據(jù)實驗要求選擇適宜的材料和器材，選材應保持條件相同（如：日齡相同、體重相近的雄性成年大白鼠）。將實驗分為實驗組和對照組，可以分兩組，也可分若干組，每組進行明確的標記，如用甲、乙、丙，或者是A、B、C或者是1、2、3，總之讓人一看對實驗組一目了然。便于實驗的觀察、統(tǒng)計、比較和敘述。（常用語言：選擇長勢相同、大小相似的同種植物隨機等量分組，分別編號為A、B、C…取兩支試管，分別編號為甲、乙，各加入等量的某溶液、選擇年齡、體重（性別）、健康狀況相同的某種動物隨機等量分組，分別編號為1、2、3…）

2、實驗處理：根據(jù)實驗的要求分別對實驗組和對照組施加單一變量。除實驗變量外，對實驗組和對照組的培養(yǎng)、飼養(yǎng)等條件要相同，即控制無關變量。后面步驟中要用到的東西，如果題目沒有給出，則必須在前面的步驟中準備好，如實驗中要用蔗糖液，而題目中只給出蔗糖，我們就要先配制好蔗糖液；題目中如果已經(jīng)給好（如給的是配好的試劑），則不必再配制了。

3、培養(yǎng)（或飼養(yǎng)）、觀察、記錄：對于植物實驗和某些動物實驗，分別進行實驗處理后，要進行一段時間的培養(yǎng)，才能出現(xiàn)結(jié)果。而有些實驗進行實驗處理之后，就可以觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。要仔細觀察實驗組與對照組出現(xiàn)的差異，記錄實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù)。

（五）預測實驗結(jié)果

預測實驗結(jié)果即在該實驗特定的變量作用下，運用已有的生物學知識，經(jīng)過科學的分析和推理，給出一種或幾種可能的實驗結(jié)果。一般來說，驗證性實驗是“不需要”預測實驗結(jié)果的，因為實驗結(jié)果是“已知的”。探究性實驗一般有多種可能的預測結(jié)果。大多有三種可能：“變量促進結(jié)果；變量抑制結(jié)果；變量與結(jié)果無關”，或“全肯定；全否定；一肯定一否定”等。例如對“比較過氧化氫酶和Fe3+催化效率”這個實驗進行結(jié)果預測時，有以下3種可能：①過氧化氫酶的催化效率高于Fe3+的催化效率；②Fe3+的催化效率高于過氧化氫酶的催化效率；③過氧化氫酶的催化效率與Fe3+的催化效率基本相同。根據(jù)酶具有高效性的特點，①是最有可能的結(jié)果。

（六)分析實驗，經(jīng)推理得出實驗結(jié)論

實驗結(jié)果是實驗所得到的直觀現(xiàn)象，如測得的有關數(shù)據(jù)，實驗對象呈現(xiàn)的特殊顏色、氣味、形態(tài)、生理方面的變化，因此實驗結(jié)果應是對實驗現(xiàn)象的直接陳述。而實驗結(jié)論是在實驗結(jié)果的基礎上，根據(jù)已有知識的合理遷移，通過推理和判斷，得出的關于生命現(xiàn)象最本質(zhì)的認識。如“鑒定葡萄糖是可溶性還原糖”的實驗中，葡萄糖與斐林試劑共熱煮沸后出現(xiàn)磚紅色沉淀，這是實驗結(jié)果，“葡萄糖是可溶性還原糖”則是實驗結(jié)論。

二、專題精析

例題：新華社2007年8月12日報道，英國研究人員發(fā)現(xiàn)人體中一種重要激素，即所謂的“瘦素”，能夠控制人的食欲，注射后，食欲會下降，從而對人體是否發(fā)胖起到至關重要的作用。某校生物興趣小組想利用以下材料，設計實驗探究“瘦素”能否控制動物的食欲以及是否具有減肥作用，請你幫他們完成下列實驗設計和預測實驗結(jié)果并分析。

實驗題目：“瘦素”能否控制動物的食欲以及是否具有減肥作用。

材料用具：大鼠若干只、普通飼料、一定劑量的“瘦素”溶液、生理鹽水，其他所需條件均滿足。

步驟設計：（請簡要寫出）

第一步：__________________________________；

第二步：__________________________________ ；

第三步：__________________________________ ；

第四步：一段時間后，觀察大鼠的食欲狀況，稱量并統(tǒng)計各組大鼠的體重。

實驗結(jié)果預測與分析：（至少寫出三種情況）

①__________________________________；

②__________________________________；

③__________________________________ 。

【解析】本題屬于探究實驗。其設計思路為取材、分組并編號，對照實驗的設計，單一變量的處理，而其他條件要保持一致，觀察記錄實驗結(jié)果，預測結(jié)果。

需要注意的是，由于是探究性實驗，因此結(jié)果不是唯一的，結(jié)論也不是唯一的。

【答案】第一步：選取身體健康、發(fā)育正常體重相當?shù)拇笫笕舾芍?，隨即平均分成兩組，并編號甲、乙；第二步：甲組每天注射一定劑量的“瘦素”溶液；乙組每天注射等量的生理鹽水。

第三步：在相同且適宜的條件下分別飼養(yǎng)一段時間

實驗結(jié)果預測與分析：

①如果甲組的大鼠食欲下降，體重比乙組輕，說明“瘦素”能控制動物的食欲以及具有減肥作用。

②如果甲組的大鼠食欲旺盛，體重比乙組重，說明“瘦素”能增強動物的食欲以及具有增肥作用。

③如果甲、乙組的大鼠食欲和體重差別不大，說明“瘦素”對動物的食欲無影響，對體重無影響。