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压轴题03 实验探究——生物类实验设计
实验设计是近几年中考题的热门,也是高分率和低分率少的一道类型题。中考实验设计题要求学生运用所学知识设计实验方案、选择实验药品和仪器、安排实验步骤、解决一个实际问题。这类试题主要考察学生是否已经掌握基础知识和实验原理、是否具备熟练运用所学知识的能力、知识的迁移能力、转化能力、评价能力和实验能力等。
生物实验设计就是要求同学能够依据实验原理选择实验器材、完善实验步骤、分析处理实验数据及实验现象等,许多同学觉得这类题目难以下手,甚至心里明白,却无法准确用文字叙述,其实只要思路清晰找准突破口就能化难为易解答高考实验设计题可遵循以下思路 :
1.确定实验目的。也就是要找出研究的问题,这一点在题目中都会给我们一个明显的提示,比如研究、验证、探究等字眼后面往往就是要研究的问题,也就是我们要明确的实验目的。
2.分析实验原理。根据对应的实验目的,分析该实验依据的科学原理是什么,其中涉及了生物学及一些相关学科的哪些方法和原理。
3.找出各种变量。变量包括自变量(即实验条件)、因变量(即实验结果)、无关变量等。因此在实验设计师要先找出自变量、因变量和无关变量等,在设计控制自变量的方法和获得实验结果的途径。注意生物实验设计的无关变量适宜的环境,样本的数量、大小、健康状况等,添加量的相同。
4.确定实验器材。根据实验提出的问题和要求,分析题中提供的器材在实验中有什么用,该怎么用,以及在该实验中是否必须用到等类似问题都应该充分考虑到。另外需要注意题目中提供的材料名称,答案中出现的材料名称应与题中给出相同,千万别写错。例如水、清水、自来水和蒸馏水,看清题目中出现的是哪一种,不能凭借自己的习惯去书写。
5.设计实验步骤。
①分组编号。包括分实验组、对照组或空白组,其中实验组如果有浓度梯度,至少要分三组,如果有必要,每组还需设多个相同处理编号、非条件处理等。
常用文字“选择长势相同”、“大小相似”等量分组,分别编号为A、B、C;取两支试管,分别编号为甲、乙、丙各加入等量的某种溶液;选择年龄、题体重、健康状况相同的某种动物等量分组,分别编号1、2、3。这一步骤强调等量原则,器材的规格、生物材料的长势、分组的数量和随机性等,同时有的试验材料非条件处理需在条件处理后,写在第二步。
②设置实验组和对照组。常用文字,在A组中加入适量的...,在B组中加入等量的...。这一步骤强调对照原则,各对照组条件处理的等量原则通过“适量”和“等量”表达出来。在具体的实验设计中也可用具体的量表现。
③培养或观察。放在适宜且相同的条件下培养一段时间后观察现象,记录实验结果。常用文字,上述装置放在相同且适宜的环境下培养一段时间,或相应方法处理。这一步骤强调各组外界处理的等量原则。
6.预测实验结果。根据实验原理及记录下来的实验现象与收集到的数据,进行分析整理,预测实验结果与结论。实验结论要依据实验原理并与实验目的相对应,存在因果关系。预测实验结果与结论需(要)分两种情况分析 :
一 验证性实验
这类实验是要通过具体的某个实验来验证某结论的准确性,也就是说实验结果是 预料之中的 ,因而结果和结论只有一种情况 。结果与结论“均符合所学基本知识或实验原理 ,结论就是实验目的。
二 探究性实验
这类实验的结果与结论是未知的,需要通过相关实验才能得出,若有几种可能的实验结果与结论,都应在预测中体现出来。有些题目会要求预测的是最可能的结果与结论,那就只能有一个结果与结论。其书写格式一般为“如果(若)....则...”
1.细菌等微生物是土壤的成分之一,它必须从土壤中吸收含碳的物质、含氮的物质、水和无机盐等,以维持其生命活动。有的土壤细菌(以下简称为“X细菌”)能将环境中的尿素转化为氨气。为探究某土壤样品中是否含X细菌,某科学兴趣小组的同学做了如下实验:
①制备土壤浸出液。
②在专业人士指导下配制培养基(内有除含氮物质外的其他必需物质),将培养基分装在A和B两个培养皿中。
③在A培养皿中再加入 ,B培养皿不加(如图甲)。
④将等量土壤浸出液涂抹在A和B两个培养皿的培养基表面,并在适宜环境下培养一段时间(如图乙)。
⑤在A和B两个培养皿中加入 ,观察颜色变化。
实验结果:A培养基表面显红色,B培养基表面不显红色。
实验结果分析:
⑴A培养基表面显红色是由于培养基中含有较多的氨水。这是由于X细菌在适宜环境下进行 生殖(填生殖方式),产生较多的X细菌所致。
⑵X细菌能将尿素转化为氨气,所以它是生态系统中的 (填生态系统的成分)。
实验结论:土壤样品中含有能分解尿素的细菌。
2.人体唾液中含有唾液淀粉酶,能将淀粉分解成麦芽糖。
(1)唾液淀粉酶能分解淀粉,不能分解蛋白质和脂防。这体现酶具有