2024届高三生物一轮复习实验设计思路的写法

实验设计思路的写法 实验能力考查的各种题目里，以书写实验设计思路对学生实验能力的考查最为全面。包括学生对实验所依据的原理掌握，实验中变量的控制和检测方法，准确的生物学专业术语的描述等方面，难度也最大。学生会从心理上产生畏惧，不敢下手。 那么，如何书写实验设计思路？ 一、对比类实验 例1、根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组） 分析：本题以判断某种病毒的遗传物质类型为载体，考查了学生实验设计，实验结论的推导，将课本基础知识（主要是放射性同位素标记法，DNA和RNA的区别，标记病毒的方法，噬菌体对大肠杆菌的侵染实验）迁移到这个实验中的能力，通过实验的设计，达到考查学生综合应用知识解决问题的能力。   实验的关键是要弄清楚实验原理，也就是为什么这样设计实验?这道题中的主要原理是为什么要用放射性同位素分别标记胸腺嘧啶和尿嘧啶？因为子代病毒遗传物质的合成需要这些作为原料，通过检查子代病毒放射性的有无就可确定原料是否进入病毒体内。题目里有一些关键信息对解题至关重要。第一，假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，这句话是为了使题目更严谨,表达了一个意思，标记过的某种碱基(比如：A)不会在实验过程中转变为其他碱基（比如：G）。事实上这句话也可以看做就是解题的关键提示，提示我们分别标记DNA和RNA特有的碱基。第二，题目括号里的要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组，换句话说，就是让我们设计一个对比实验，两组实验的结果相互对比，从而确定病毒的遗传物质类型。甲组用放射性同位素标记胸腺嘧啶，若子代病毒有放射性，遗传物质就是DNA，反之，DNA就不是；乙组用放射性同位素标记尿嘧啶，若子代病毒有放射性，遗传物质就是RNA，反之，就不是。两组结果相互印证，就可以确定待测病毒的遗传物质了。 答案：（1）思路 甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集并检测其放射性。 乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒，培养一段时间后收集并检测其放射性。 结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒，反之为DNA病毒。 学生存在问题：（1）读不懂题，题目里描述的碱基之间不能相互转换，学生的理解五花八门，比如有同学就认为意思是不能复制和转录，这就少了一个可利用的重要信息，增加了答题的难度。（2）有部分同学设计的实验是甲组添加的是不用同位素标记的胸腺嘧啶，乙组是用同位素标记的胸腺嘧啶。若乙组子代病毒有放射性，DNA就为遗传物质，反之则是RNA。看似挺严谨的空白对照实验，可是题目要求的是能相互印证的两组实验，这个实验设计只能说明DNA是不是遗传物质，不能说明RNA是不是，所以不合要求。   答题技巧：对比类的实验设计思路的写法：（1）每一组都是一个独立实验，都要写清楚怎样用自变量处理实验材料的，自变量在各组中都不一样；（2）因变量的检测方法要写清楚；（3）无关变量的控制也要描述清楚，比如说等量的、等浓度的溶液，相同且适宜的条件等等；（4）写出实验预期及相应的结论。 二、对照类实验 例2、 某同学从温度为55～65"C的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：   根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。 分析：本题是相互对照的实验设计题，人教版必修一课本上有就有探究温度对酶活性影响的实验，可以说这道题主要考查了学生知识迁移应用的能力。语言组织时注意设置温度梯度的描述，同时还应包括了对实验现象的预期，以及结论。 答案：在一定温度范围内（包括55～65℃）内设置温度（确定并控制自变量）， 分别测量酶活性（因变量的观察和检测），若所测数据出现了峰值 ，则峰值所对应的温度即为该酶催化作用的最适温度（获得结论）。否则，扩大温度范围。继续实验，直到出现峰值。（其他答案合理也给分。） 学生存在问题：温度梯度、浓度梯度这一类专有名词不会表述；设置温度梯度只在55～65℃之间。 答题技巧：确定好实验的自变量，是各组实验的唯一人为控制的变量，找到合理的检测因变量的方法和检测指标。同时，控制好实验的无关变量，比如相同的溶液浓度，体积，相同且适宜的实验条件等等。 三、验证类实验 例3、Ⅰ．已知在促进生长的浓度范围内，浓度相同时，生长素类似物萘乙酸（NAA）产生的促进生长的作用大于吲哚乙酸（IAA）。为了验证