专题十八 在实验中探求真理（1）
●复习建议
实验是历年高考的重点内容，3+X高考以考查考生能力为目标。实验试题的考查材料背景丰富，动作技能、心智技能与创新能力都在考查范围之内。现在高考对实验的考查，已从了解实验原理、明确实验目的、掌握实验方法与步骤、分析实验现象、得出实验结果逐步过渡到能够根据实验目的、科学设计实验程序，合理利用实验材料，得出科学结论。为此，我们在平时的学习和复习中，要重视以下对策：
1.重视分析实验程序
开设考生实验。不仅是为了让考生验证学过的知识和学会某些仪器的使用方法，更重要的是让考生了解和掌握研究生物学的方法，培养考生探究生物学奥秘的能力。所以在实验中我们决不能单纯地依照实验指导“按方抓药”，出现结果就完事大吉。
2.重视分析实验结果
训练这方面的能力，在平时实验中，既要重视真实记录实验结果，还要记录实验过程中出现的现象，将实验条件、实验过程和实验结果联系在一起；既要重视实验的结果，更应重视对结果的分析，学会分析和推论；既要重视成功实验的分析，也重视查找实验失败的原因(含对影响实验结果正确性的原因作定性的判断)。善于深入分析实验现象和结果(含对结果的整理与计算等)，从而得出正确结论是实验能力的重要表现。注重实验结果的分析是培养和提高实验能力至关重要的手段。在实验的基础上，再去分析课本中涉及到的其他科[CM(20]学实验(如酶是生物催化剂的验证实验，蝌蚪发育与激素等)，最终落实到与课本中有关实验具有相似性的其他实验典范(如：病毒重建实验、密度梯度离心、昆虫放飞实验等)。
3.重视设计实验程序
要求考生根据题目给出的条件和要求，独自设计实验方案(或实验步骤)，并对实验将产生的现象、结果作出正确的预测和解释，是实验考查的最高形式。考生能否正确完成实验设计、预测和解释实验将产生的现象、结果。不仅体现了考生的综合实验素质，也体现了考生的创造性思维品质和创新能力。在复习中，只有不断加强这方面的针对性训练，特别是从教材中的经典实验入手，学习前人实验设计的好方法、好思路，不断进行实验设计练习，才能理解并掌握实验设计的一般方法和规律，提高自己的实验设计水平，培养自己的创新思维习惯。
●问题磁场
1.以下哪一组实验材料其细胞必须自始至终保持在生活状态下
①观察植物细胞的有丝分裂 ②观察植物细胞的质壁分离和复原 ③叶绿体中色素的提取和分离
A.①②③
B.①②
C.①③
D.②
【解析】 本题考查的是考生对教材中的三个考
生实验的实际操作水平，如果考生亲自做过这三个实验，就会知道在第一个实验中由于使用了盐酸解离，故根尖细胞已杀死，在第二个实验中实验材料在实验过程中必须保持在生活状态，因为只有活细胞才能发生质壁分离及其复原，否则观察不到实验结果，而在第三个实验中，实验操作的第一步，便把细胞研磨破了，所以实验①中生物材料变成了死细胞，实验②中生物材料一直保持活性，实验③中生物材料彻底被破坏。
【正确答案】 D
2.用人的血清注射到家兔体内后，再用该兔的血清与人和其他3种动物的血清相结合，得到结果如下图所示，请分析回答：
(1)人的血清对家兔起到____作用，此时家兔的血清中会出现____，其化学组成为____。
(2)根据上图所示，可说明黑猩猩血清中的____在结构和性质上与____的最相似，从而说明两者之间有着____。
(3)上述方法称为____，能为生物进化提供____上的证据。
【解析】 本题是对书本知识的拓展。人的血清相对兔来说是外源物质，属于抗原，因此，兔的血清中产生抗人血清的抗体，现把产生抗体的兔血清分别注射到人、黑猩猩、猕猴和牛血清中，则遇到人血清会全部反应起凝固，其他的凝固情况可说明与人的血清的相似程度。
【规范解答】 (1)抗原 抗体 蛋白质 (2)血清蛋白 人 最近的亲缘关系 (3)血清鉴定法 生理学
3.给你未萌发的小麦种子、广口瓶、橡皮塞、凡士林、烧杯、小试管、NaOH、细玻璃管等材料和药品，试设计一个实验，达到验证“生活着的种子不萌发时也在进行呼吸作用”的目的。
(1)实验过程(略)
(2)实验装置示意图如下：
①A、B实验装置中，使用NaOH的目的是____，设计B实验是起____作用。
②C烧杯中将放入____，D烧杯中将放入____。
③A实验中有色液滴将向____方向移动，B实验中有色液滴移动的方向是____。
【解析】 本题是生物与化学的综合。要验证“生活着的种子不萌发时也在进行呼吸作用”，取材既要有生活着的种子，又要有死种子。种子在呼吸作用过程中，吸收氧气，放出二氧化碳，放出的二氧化碳被NaOH吸收，导致瓶中空气的体积减少，有色液滴向左移动。
【规范解答】 ①吸收二氧化碳 对照 ②生活着的种子 煮过的种子 ③左 不动
4.血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液与血液中
的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。
一、实验材料和用具
(1)家兔 (2)生理盐水 (3)酒精棉 (4)适宜浓度的草酸钾溶液 (5)适宜浓度的氯化钙溶液 (6)试管、注射器(针管、针头)
二、实验步骤和实验结果
第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水(见下图)；
第二步：_________；
第三步：_________；
结果：___________。
第四步：_________；
结果：___________。
问题：设置B管的目的是_________。
【解析】 本题是一道要求依据所提供的实验目的、材料用具和实验步骤的第一步，简要写出第二步及以后的实验步骤和结果的实验设计题。这是一种开放性的实验题，尽管每个人的设计方案不太相同，但前提条件是看懂实验目的、实验步骤的第一步后往下进行的，同时在设计实验步骤时，尽可能充分利用题中的材料用具。由于第一步已设A、B两试管的实验对照组合，故第二步应取兔血，第三步是做对照实验，即在两试管中加入等量新鲜的兔血。
【规范解答】 第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血
第三步：立即将等量的新鲜血分别加入到A、B两试管中，经过一段时间后
结果：A管不凝固；B管凝固
第四步：将等量的CaCl2溶液分别加入到A、B两试管中
结果：A管凝固；B管仍凝固
(第四步中B管中不加CaCl2溶液不扣分)
问题：作为A管的对照
●思维拓展
生物学是一门以实验为基础的学科，生物学的基础理论都是建立在实验基础上发展起来的。对实验的重视和复习是高考复习的重要一环。从对近几年上海、广东的高考生物试卷和全国的理科综合试卷分析中发现：有关实验能力的试题，从所占的比例来看有逐渐增加的趋势；从题目设计的认知层次来看有逐渐提高的趋势；从覆盖的知识范围来分析，有涉及高中课本内的知识，也有不涉及高中所学的内容，所要验证的生物学事实是由题目提供的；从知识内容分析，试题涉及生物学基本原理、概念、解剖和生理知识、实验目的、材料的使用、实验操作、方法步骤、对实验现象的分析、实验设计和结果预测等多个方面。
(一)按照认知层次设计实验试题
从设计实验试题的认知层次分析，一般分为3个层次：识记、理解和综合运用。
1.识记层次的实验试题
一般都是以高中生物教材上的内容作为命题的基本素材，不要求考生有一个复杂的推理过程
，只要求考生能在问题情境中识别它们即可。
2.理解层次的实验试题
一般要求考生根据实验的基本原理，进行科学的推理，才能导出正确的实验步骤或实验结果。
3.综合运用层次的实验试题
这类题目一般难度较大，要求考生根据实验原理和实验目的，设计实验步骤，或根据实验原理设计实验步骤、预测实验结果，或对实验结果提出合理的解释等，这类题目不仅仅考查考生对生物学知识掌握和理解的程度，对考生的文字表达能力也有较高的要求。
(二)按照实验过程来设计的实验试题
按照实验过程来设计的实验试题，从认知层次的角度分析，一般都属于较高的认识层次。要求考生根据已学过的生物学知识，对实验的基本原理、实验目的、实验步骤等有较为深刻的理解；要求考生能够从新的题目情境中收集处理信息，通过推理、想象，最后用恰当的文字、图或表的形式予以正确表达。在生物复习的过程中，教师如何帮助考生收集信息、处理信息、迁移知识是提高考生解实验题能力的关键。
1.根据实验结果提出合理解释
设计这类题目的：理论知识一般是以高中生物教材上的有关理论为知识背景，但实验材料、实验的方法和步骤往往是书本外的，题目的情境设置很新颖。但只要撩开新情境的面纱，抓住实验的基本原理和实验结果，结合所学的理论知识，就不难得出正确的答案。
2.根据实验结果确定实验控制的条件
设计这类题，一般是以影响某种生理过程的因素或生物体内的各种生物化学反应的原料或产物作为知识背景，重点考查考生对已学过的知识理解和掌握的程度。
3.根据实验原理和实验过程，预测实验结果
这类题目，一般都是以已学过的知识背景作为设计题目的根据，重点考查考生综合运用和知识迁移的能力。
4.根据实验原理和所要验证的生物学事实，设计实验步骤和预测实验结果
设计为这类题目的知识背景，可以是来源于高中生物教材上的内容，也可以是书本外的知识，要验证的生物学事实是由题目提供的材料告知的。需要考生阅读材料，弄清问题的来龙去脉，再通过分析、推理，设计出严密的实验方案，确定实验的操作步骤，实验设计的逻辑严密性主要体现在对实验对照的设计。对照常用的方法有：
空白对照：不给对照组任何处理因素。
条件对照：虽然给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。
自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行。
相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。
在实验中要注意“变量”的控制，一般只有确认一个变量，即对实验结果有影响的变量。其余的
因素都控制使其不变而成为常量。
专题十八 在实验中探求真理（1）
●复习建议
实验是历年高考的重点内容，3+X高考以考查考生能力为目标。实验试题的考查材料背景丰富，动作技能、心智技能与创新能力都在考查范围之内。现在高考对实验的考查，已从了解实验原理、明确实验目的、掌握实验方法与步骤、分析实验现象、得出实验结果逐步过渡到能够根据实验目的、科学设计实验程序，合理利用实验材料，得出科学结论。为此，我们在平时的学习和复习中，要重视以下对策：
1.重视分析实验程序
开设考生实验。不仅是为了让考生验证学过的知识和学会某些仪器的使用方法，更重要的是让考生了解和掌握研究生物学的方法，培养考生探究生物学奥秘的能力。所以在实验中我们决不能单纯地依照实验指导“按方抓药”，出现结果就完事大吉。
2.重视分析实验结果
训练这方面的能力，在平时实验中，既要重视真实记录实验结果，还要记录实验过程中出现的现象，将实验条件、实验过程和实验结果联系在一起；既要重视实验的结果，更应重视对结果的分析，学会分析和推论；既要重视成功实验的分析，也重视查找实验失败的原因(含对影响实验结果正确性的原因作定性的判断)。善于深入分析实验现象和结果(含对结果的整理与计算等)，从而得出正确结论是实验能力的重要表现。注重实验结果的分析是培养和提高实验能力至关重要的手段。在实验的基础上，再去分析课本中涉及到的其他科[CM(20]学实验(如酶是生物催化剂的验证实验，蝌蚪发育与激素等)，最终落实到与课本中有关实验具有相似性的其他实验典范(如：病毒重建实验、密度梯度离心、昆虫放飞实验等)。
3.重视设计实验程序
要求考生根据题目给出的条件和要求，独自设计实验方案(或实验步骤)，并对实验将产生的现象、结果作出正确的预测和解释，是实验考查的最高形式。考生能否正确完成实验设计、预测和解释实验将产生的现象、结果。不仅体现了考生的综合实验素质，也体现了考生的创造性思维品质和创新能力。在复习中，只有不断加强这方面的针对性训练，特别是从教材中的经典实验入手，学习前人实验设计的好方法、好思路，不断进行实验设计练习，才能理解并掌握实验设计的一般方法和规律，提高自己的实验设计水平，培养自己的创新思维习惯。
●问题磁场
1.以下哪一组实验材料其细胞必须自始至终保持在生活状态下
①观察植物细胞的有丝分裂 ②观察植物细胞的质壁分离和复原 ③叶绿体中色素的提取和分离
A.①②③
B.①②
C.①③
D.②
【解析】 本题考查的是考生对教材中的三个考
生实验的实际操作水平，如果考生亲自做过这三个实验，就会知道在第一个实验中由于使用了盐酸解离，故根尖细胞已杀死，在第二个实验中实验材料在实验过程中必须保持在生活状态，因为只有活细胞才能发生质壁分离及其复原，否则观察不到实验结果，而在第三个实验中，实验操作的第一步，便把细胞研磨破了，所以实验①中生物材料变成了死细胞，实验②中生物材料一直保持活性，实验③中生物材料彻底被破坏。
【正确答案】 D
2.用人的血清注射到家兔体内后，再用该兔的血清与人和其他3种动物的血清相结合，得到结果如下图所示，请分析回答：
(1)人的血清对家兔起到____作用，此时家兔的血清中会出现____，其化学组成为____。
(2)根据上图所示，可说明黑猩猩血清中的____在结构和性质上与____的最相似，从而说明两者之间有着____。
(3)上述方法称为____，能为生物进化提供____上的证据。
【解析】 本题是对书本知识的拓展。人的血清相对兔来说是外源物质，属于抗原，因此，兔的血清中产生抗人血清的抗体，现把产生抗体的兔血清分别注射到人、黑猩猩、猕猴和牛血清中，则遇到人血清会全部反应起凝固，其他的凝固情况可说明与人的血清的相似程度。
【规范解答】 (1)抗原 抗体 蛋白质 (2)血清蛋白 人 最近的亲缘关系 (3)血清鉴定法 生理学
3.给你未萌发的小麦种子、广口瓶、橡皮塞、凡士林、烧杯、小试管、NaOH、细玻璃管等材料和药品，试设计一个实验，达到验证“生活着的种子不萌发时也在进行呼吸作用”的目的。
(1)实验过程(略)
(2)实验装置示意图如下：
①A、B实验装置中，使用NaOH的目的是____，设计B实验是起____作用。
②C烧杯中将放入____，D烧杯中将放入____。
③A实验中有色液滴将向____方向移动，B实验中有色液滴移动的方向是____。
【解析】 本题是生物与化学的综合。要验证“生活着的种子不萌发时也在进行呼吸作用”，取材既要有生活着的种子，又要有死种子。种子在呼吸作用过程中，吸收氧气，放出二氧化碳，放出的二氧化碳被NaOH吸收，导致瓶中空气的体积减少，有色液滴向左移动。
【规范解答】 ①吸收二氧化碳 对照 ②生活着的种子 煮过的种子 ③左 不动
4.血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液与血液中
的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。
一、实验材料和用具
(1)家兔 (2)生理盐水 (3)酒精棉 (4)适宜浓度的草酸钾溶液 (5)适宜浓度的氯化钙溶液 (6)试管、注射器(针管、针头)
二、实验步骤和实验结果
第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水(见下图)；
第二步：_________；
第三步：_________；
结果：___________。
第四步：_________；
结果：___________。
问题：设置B管的目的是_________。
【解析】 本题是一道要求依据所提供的实验目的、材料用具和实验步骤的第一步，简要写出第二步及以后的实验步骤和结果的实验设计题。这是一种开放性的实验题，尽管每个人的设计方案不太相同，但前提条件是看懂实验目的、实验步骤的第一步后往下进行的，同时在设计实验步骤时，尽可能充分利用题中的材料用具。由于第一步已设A、B两试管的实验对照组合，故第二步应取兔血，第三步是做对照实验，即在两试管中加入等量新鲜的兔血。
【规范解答】 第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血
第三步：立即将等量的新鲜血分别加入到A、B两试管中，经过一段时间后
结果：A管不凝固；B管凝固
第四步：将等量的CaCl2溶液分别加入到A、B两试管中
结果：A管凝固；B管仍凝固
(第四步中B管中不加CaCl2溶液不扣分)
问题：作为A管的对照
●思维拓展
生物学是一门以实验为基础的学科，生物学的基础理论都是建立在实验基础上发展起来的。对实验的重视和复习是高考复习的重要一环。从对近几年上海、广东的高考生物试卷和全国的理科综合试卷分析中发现：有关实验能力的试题，从所占的比例来看有逐渐增加的趋势；从题目设计的认知层次来看有逐渐提高的趋势；从覆盖的知识范围来分析，有涉及高中课本内的知识，也有不涉及高中所学的内容，所要验证的生物学事实是由题目提供的；从知识内容分析，试题涉及生物学基本原理、概念、解剖和生理知识、实验目的、材料的使用、实验操作、方法步骤、对实验现象的分析、实验设计和结果预测等多个方面。
(一)按照认知层次设计实验试题
从设计实验试题的认知层次分析，一般分为3个层次：识记、理解和综合运用。
1.识记层次的实验试题
一般都是以高中生物教材上的内容作为命题的基本素材，不要求考生有一个复杂的推理过程
，只要求考生能在问题情境中识别它们即可。
2.理解层次的实验试题
一般要求考生根据实验的基本原理，进行科学的推理，才能导出正确的实验步骤或实验结果。
3.综合运用层次的实验试题
这类题目一般难度较大，要求考生根据实验原理和实验目的，设计实验步骤，或根据实验原理设计实验步骤、预测实验结果，或对实验结果提出合理的解释等，这类题目不仅仅考查考生对生物学知识掌握和理解的程度，对考生的文字表达能力也有较高的要求。
(二)按照实验过程来设计的实验试题
按照实验过程来设计的实验试题，从认知层次的角度分析，一般都属于较高的认识层次。要求考生根据已学过的生物学知识，对实验的基本原理、实验目的、实验步骤等有较为深刻的理解；要求考生能够从新的题目情境中收集处理信息，通过推理、想象，最后用恰当的文字、图或表的形式予以正确表达。在生物复习的过程中，教师如何帮助考生收集信息、处理信息、迁移知识是提高考生解实验题能力的关键。
1.根据实验结果提出合理解释
设计这类题目的：理论知识一般是以高中生物教材上的有关理论为知识背景，但实验材料、实验的方法和步骤往往是书本外的，题目的情境设置很新颖。但只要撩开新情境的面纱，抓住实验的基本原理和实验结果，结合所学的理论知识，就不难得出正确的答案。
2.根据实验结果确定实验控制的条件
设计这类题，一般是以影响某种生理过程的因素或生物体内的各种生物化学反应的原料或产物作为知识背景，重点考查考生对已学过的知识理解和掌握的程度。
3.根据实验原理和实验过程，预测实验结果
这类题目，一般都是以已学过的知识背景作为设计题目的根据，重点考查考生综合运用和知识迁移的能力。
4.根据实验原理和所要验证的生物学事实，设计实验步骤和预测实验结果
设计为这类题目的知识背景，可以是来源于高中生物教材上的内容，也可以是书本外的知识，要验证的生物学事实是由题目提供的材料告知的。需要考生阅读材料，弄清问题的来龙去脉，再通过分析、推理，设计出严密的实验方案，确定实验的操作步骤，实验设计的逻辑严密性主要体现在对实验对照的设计。对照常用的方法有：
空白对照：不给对照组任何处理因素。
条件对照：虽然给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。
自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行。
相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。
在实验中要注意“变量”的控制，一般只有确认一个变量，即对实验结果有影响的变量。其余的
因素都控制使其不变而成为常量。