趙茂欣

【摘 要】生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，近幾年來考察實驗的題目在高考中所占的分?jǐn)?shù)越來越多，同時實驗題目也是生物教學(xué)中的難點，因此，實驗專題的復(fù)習(xí)有著更重要的地位。

【關(guān)鍵詞】生物 實驗 專題 復(fù)習(xí)

一、明確《考試大綱》對實驗的要求把握高考實驗題的特點

近幾年高考題目側(cè)重能力的考核，考學(xué)生設(shè)計驗證實驗的能力，考學(xué)生分析實驗的能力，考學(xué)生初步探究實驗的能力，也考察學(xué)生評價試驗的能力。

高考實驗題的特點：以教材中的實驗為基礎(chǔ)（包括教材內(nèi)容中介紹的傳統(tǒng)實驗），考試內(nèi)容和形式多元化，包括驗證性試驗、探究性試驗、模擬實驗及調(diào)查實驗等。

二、把握實驗設(shè)計的基本概念和原理

（一）什么是實驗

依據(jù)假設(shè)在人為控制條件下，對實驗變量的變化和結(jié)果進行捕獲和解釋的科學(xué)方法。

（二）試驗中的變量

1.變量的種類與相互關(guān)系

實驗變量（自變量）：實驗中實驗者操縱、給定的因素和條件。反應(yīng)變量（因變量）：指實驗中由于實驗變量引起的變化和結(jié)果。二者關(guān)系是因果關(guān)系，實驗變量是因，反應(yīng)變量是果。

無關(guān)變量（控制變量）：除實驗變量以外，影響實驗變化和結(jié)果的因素和條件。額外變量（干擾變量）：由無關(guān)變量引起的變化和結(jié)果。例如：在利用生長素促進枝條扦插生根實驗中，設(shè)定的生長素的濃度為實驗變量；枝條生根情況為反應(yīng)變量；除生長素濃度外，如：溫度、空氣濕度等、影響枝條生根的因素為無關(guān)變量；有一系列無關(guān)變量引起的枝條生根情況的變化叫額外變量。

2.變量的控制

排除對研究對象的干擾——減法原理。設(shè)法對研究對象是假干擾——加法原理。二者本質(zhì)是相同的，都是為形成單一實驗變量。例如：為證實“CO₂是光合作用合成有機物必需原料”實驗中，用兩個大小適當(dāng)?shù)牟Ａд终肿∫恢暾５呐柙灾参?，其中一玻璃罩中放一杯NaOH，一玻璃罩放一杯蒸餾水。本實驗中變量的控制利用的就是減法原理，NaOH吸收了玻璃罩中的CO₂作為條件對照，從而驗證了CO₂是光合作用合成有機物的必需原料。

實驗設(shè)計方法步驟時，首先向培養(yǎng)皿倒入適量的水，將等量的種子分別放入兩組培養(yǎng)皿中，將一組置于黑暗中作為對照，另一組采用加法原理置于光照下，同時，使兩組所處溫度、水分、空氣狀況適宜且相同，做到控制無關(guān)變量和額外變量，形成有光、無光單一變量。

（三）實驗設(shè)計的基本原則

1.科學(xué)性原則

所謂科學(xué)性原則：是指實驗的原理要符合科學(xué)原理，實驗結(jié)果的預(yù)期要有科學(xué)依據(jù)，實驗的各個環(huán)節(jié)都不能偏離生物學(xué)基本知識及原理。包括實驗原理的科學(xué)性、實驗材料選擇的科學(xué)性、試驗方法的科學(xué)性及實驗結(jié)果處理的科學(xué)性。

2.重復(fù)性原則

任何實驗必須有足夠的實驗次數(shù)，才能避免結(jié)果的偶然性，使得出的結(jié)論準(zhǔn)確科學(xué)。

3.對照原則

對照原則是中學(xué)實驗設(shè)計最常用的原則，通過設(shè)計對照，即可排除無關(guān)變量的干擾，又可增加實驗結(jié)果的可信度和說服力。

4.單一變量原則

實驗過程中必定保留一個實驗變量，排除無關(guān)變量和額外變量的干擾。如在“探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”的實驗中，加入的淀粉和蔗糖是單一變量，而加入的淀粉酶的量、反應(yīng)溫度、PH等則應(yīng)控制成相同條件（常量），否則這些因素的差異將作為無關(guān)變量，干擾試驗的結(jié)果及對實驗結(jié)果的分析。

5.簡約化原則

能用最少的材料、用具和最少的實驗步驟，就能達到實驗?zāi)康?，體現(xiàn)了簡約性原則。

三、重視教材中的實驗

1.將教材中的實驗按性質(zhì)分類

觀察類：如“利用高倍顯微鏡觀察葉綠體”“觀察細胞質(zhì)的流動”“觀察植物細胞的有絲分裂”。驗證類：如“葉綠體色素的分離與提取”“DNA的粗提取與鑒定”“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”。探究類：如“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”“溫度對酶活性的影響”。設(shè)計類：如“植物向性運動的試驗設(shè)計和觀察”“設(shè)計并制作小生態(tài)瓶，觀察生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性”調(diào)查類：“調(diào)查人群中的遺傳病”“種群密度的取樣調(diào)查”“調(diào)查環(huán)境污染對生物的影響”。

2.深化解析教材中的實驗內(nèi)容

包括理解實驗?zāi)康?、原理、方法、和操作步驟，掌握相關(guān)操作技能，并能將其綜合運用。

3.教材中實驗的綜合與分析

例如：下面是以小麥為材料所進行的實驗，請回答有關(guān)問題：

（1）將發(fā)芽的種子研磨液置于試管中，加入班氏試劑，并________，試管中出現(xiàn)紅黃色，說明發(fā)芽的小麥種子中含有________。

（2）在盛有10ml13%過氧化氫溶液的試管中，加入新鮮的發(fā)芽的小麥種子研磨液時，試管中有大量氣泡形成，將點燃的衛(wèi)生香插入試管，火焰變得明亮，這個實驗證明發(fā)芽的小麥種子中含有________。

（3）利用小麥葉片進行“葉綠體色素提取與分離”實驗時，將盛有葉綠體色素提取液的試管經(jīng)靜置后置于透射光和反射光下，依次呈________、________和________。

（4）小麥幼根吸水能力最強的部位是區(qū)________，用顯微鏡觀察此區(qū)的徒手縱切片，可見到該區(qū)已分化出木質(zhì)部，其中輸送水分的是________。

四、分析經(jīng)典實驗

主要包括：酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)、生長素的發(fā)現(xiàn)、DNA遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、C4植物的發(fā)現(xiàn)。因為經(jīng)典實驗的一些實驗原理、實驗方法、巧妙的步驟設(shè)計及實驗結(jié)果統(tǒng)計和處理，在一些高考試題得到體現(xiàn)。

例如：（2005年上海高考）蘿卜儲藏根組織細胞中是否存在蛋白質(zhì)和DNA？某生物小組對比進行研究，從網(wǎng)上查閱資料得知：①蛋白質(zhì)在10%NaCI溶液中可沉淀析出；②在蛋白質(zhì)溶液中加入雙縮脲試劑，溶液呈現(xiàn)特有的顏色；③DNA溶于10%的NaCI溶液但在95%酒精中呈現(xiàn)呈白色絮狀沉淀，析出。

實驗材料：白蘿卜

實驗用具：粉碎機、燒杯、漏斗、試管、濾紙、玻棒、鑷子、玻璃片、天平、紗布。

藥品及試劑：蒸餾水、NaCI、95%酒精、甲基綠試劑、雙縮脲試劑、蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)樣液。

請你根據(jù)所提供的條件參與試驗設(shè)計并完成實驗。

總之，實驗設(shè)計是高考的重點，也是高中生物復(fù)習(xí)難度最大的內(nèi)容，必須先復(fù)習(xí)教材中考綱要求掌握的實驗，理解其原理，掌握實驗操作步驟，知道其實驗結(jié)果，在此基礎(chǔ)上，復(fù)習(xí)實驗設(shè)計的原則和方法，最后通過典型例題的訓(xùn)練，掌握實驗設(shè)計的方法和步驟。

(作者單位：河北晉州市第一中學(xué)）