資源簡介

(共34張PPT)
微專題一
實(shí)驗(yàn)技能專題
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則
1.科學(xué)性原則
(1)選材科學(xué)性：如鑒定還原糖的實(shí)驗(yàn)中不能以西瓜汁為實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)槲鞴现募t色會(huì)干擾顏色反應(yīng)。
(2)實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)性：如使用雙縮脲試劑時(shí)應(yīng)先加入A液，再加入B液。
2.單一變量原則和等量原則
二者是完全統(tǒng)一的，只不過強(qiáng)調(diào)的側(cè)重點(diǎn)不同，前者強(qiáng)調(diào)的是自變量的單一性即實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比只能有一個(gè)變量，而后者強(qiáng)調(diào)的是除了自變量之外的一切對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的無關(guān)變量，必須嚴(yán)格控制在適宜且等量條件下，以平衡和消除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
3.平行重復(fù)原則
為減小實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，如探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量動(dòng)態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)中，每次計(jì)數(shù)都要重復(fù)至少3次。
4.對(duì)照原則(為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更有可信度，需設(shè)置對(duì)照組)
(1)空白對(duì)照：即對(duì)照組不做任何變量處理。如探究胰島素的生理作用實(shí)驗(yàn)中，對(duì)小鼠進(jìn)行饑餓處理后，注射胰島素的為實(shí)驗(yàn)組，注射等量生理鹽水的為對(duì)照組。
(2)自身對(duì)照：即對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在同一實(shí)驗(yàn)對(duì)象上進(jìn)行，不再設(shè)置新的對(duì)照組，如觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)壁分離狀態(tài)與自然狀態(tài)形成對(duì)照。
(3)條件對(duì)照：即給對(duì)照組施加變量處理，但這種處理不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所定的。如探究甲狀腺激素的生理作用實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組為飼喂甲狀腺激素，空白對(duì)照為飼喂等量生理鹽水，可以再增加一組對(duì)照組，飼喂甲狀腺激素抑制劑，即條件對(duì)照，這樣可以增加實(shí)驗(yàn)的說服力。
(4)相互對(duì)照：即不單獨(dú)設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間相互進(jìn)行對(duì)照。如探究溫度、pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，各組既是實(shí)驗(yàn)組，又是其他組的對(duì)照組。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹x擇實(shí)驗(yàn)原理→確定實(shí)驗(yàn)思路→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟→預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果→得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>(1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：尋找題干信息，一般寫有“驗(yàn)證……”即為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br/>(2)探究性實(shí)驗(yàn)：首先分析實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量。此類實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊话銜鴮憺椤疤骄孔宰兞繉?duì)因變量的影響”“探究自變量與因變量的關(guān)系”“探究自變量的作用”等等。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲____________________________________________________
________________________。
探究鋅肥施用量對(duì)番茄果實(shí)產(chǎn)量的影響(或探究種植番茄時(shí)施用鋅肥的最佳濃度范圍)
典題1　科學(xué)施肥可使作物接近最高產(chǎn)量而又不會(huì)造成肥料浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)表明鋅肥的施用量與番茄的果實(shí)產(chǎn)量密切相關(guān)，下圖為實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖，請(qǐng)完善探究實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問題：
2.實(shí)驗(yàn)假設(shè)
假設(shè)是指用來說明某種現(xiàn)象，但未經(jīng)證實(shí)的論題，是對(duì)課題涉及的主要變量之間相互關(guān)系的設(shè)想，是研究者對(duì)研究結(jié)果預(yù)先賦予的答案，是一種可能的解釋和說明。提出的假設(shè)可能正確，也可能錯(cuò)誤，但必須能解釋題目現(xiàn)象或與題干相符，一般情況下，若是實(shí)驗(yàn)中要求寫出你的假設(shè)，我們應(yīng)根據(jù)自己平常積累的知識(shí)，寫出認(rèn)為最可能的一種假設(shè)即可。
典題2　當(dāng)環(huán)境中存在一定濃度的某些致突變物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致染色體斷裂，不含著絲粒的斷裂片段在有絲分裂時(shí)不能進(jìn)入子細(xì)胞核中，而是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成橢圓形異常結(jié)構(gòu)，稱為微核，微核與主核有相同染色效果，但體積較小(如圖所示)。某研究所在蝴蝶蘭培育的過程中使用了磷胺殺蟲劑，發(fā)現(xiàn)磷胺的污染可能導(dǎo)致細(xì)胞中出現(xiàn)微核，研究人員以蝴蝶蘭根尖細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料，通過觀測(cè)統(tǒng)計(jì)出微核率和微核細(xì)胞率的大小，來探
究磷胺對(duì)染色體的影響。若下圖為研究小組
在探究過程中某一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，
則該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的假設(shè)是_________________
_____________________________________
_______。
磷胺污染程度和污染持續(xù)時(shí)間與植物細(xì)胞的微核細(xì)胞率呈正相關(guān)
3.實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)原理的確認(rèn)與書寫：實(shí)驗(yàn)原理就是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)，書寫基本套路概括為“已知條件找變量→根據(jù)目的提結(jié)論→依據(jù)材料判結(jié)果→結(jié)論結(jié)果巧聯(lián)系→組織語言寫原理”。
典題3　為驗(yàn)證胰島素具有降低血糖的作用，以小鼠活動(dòng)狀況為觀察指標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如下：
(1)將正常小鼠隨機(jī)分成A、B兩組，觀察并記錄其活動(dòng)狀況。
(2)A組小鼠注射適量胰島素溶液，B組小鼠注射等量生理鹽水。一段時(shí)間后，A組小鼠會(huì)出現(xiàn)活動(dòng)減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，B組小鼠活動(dòng)狀況無變化。
(3)A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后，分別給A、B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段時(shí)間后，A組小鼠低血糖癥狀緩解，B組小鼠活動(dòng)狀況無變化。該實(shí)驗(yàn)方案可以說明胰島素具有降低血糖的作用，則該實(shí)驗(yàn)的原理是________________________________________________________________________________________________________________。
體內(nèi)胰島素含量過高時(shí)，引起血糖濃度下降，機(jī)體出現(xiàn)活動(dòng)減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，此癥狀可以通過注射葡萄糖來緩解
思維導(dǎo)圖
4.實(shí)驗(yàn)思路
思路是“想法”，是較為粗線條的思考過程，其要求“言簡意賅”。比如：用某種方法處理某種材料，觀察其對(duì)某方面的影響效果。一般須體現(xiàn)“對(duì)照思想”，顯示自變量和因變量，對(duì)無關(guān)變量表述時(shí)，應(yīng)注意體現(xiàn)“相同且適宜”。
典題4　(2019·全國Ⅰ，29節(jié)選)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。
有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請(qǐng)以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這一結(jié)論。要求簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。
答案　實(shí)驗(yàn)思路：取ABA缺失突變體植株在正常條件下測(cè)定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測(cè)定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述經(jīng)干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進(jìn)行ABA處理，另一組作為對(duì)照組，一段時(shí)間后，分別測(cè)定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小，對(duì)照組氣孔開度不變。
本實(shí)驗(yàn)需先設(shè)計(jì)干旱處理與非干旱處理的對(duì)照，證明干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的；再設(shè)計(jì)在干旱條件下ABA處理組與非ABA處理組的對(duì)照，證明干旱條件下氣孔開度減小是由ABA引起的。
典題5　(2021·山東，23)過度緊張、焦慮等刺激不僅會(huì)導(dǎo)致毛囊細(xì)胞數(shù)量減少引起脫發(fā)，也會(huì)導(dǎo)致黑色素細(xì)胞減少引起頭發(fā)變白。利用黑色小鼠進(jìn)行研究得出的相關(guān)調(diào)節(jié)機(jī)制如圖
所示。
已知長期束縛會(huì)引起小鼠過度緊張、焦慮。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證圖示調(diào)節(jié)機(jī)制中長期束縛及腎上腺對(duì)黑毛小鼠體毛的影響。
實(shí)驗(yàn)思路：___________________。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：___________________。
答案　實(shí)驗(yàn)思路：取生理狀況相同的黑毛小鼠若干只，隨機(jī)均分為A、B、C、D四組。A組不作處理(或做假手術(shù)處理)；B組切除腎上腺；C組束縛(或做假手術(shù)并束縛)；D組切除腎上腺并束縛，其他條件相同且適宜，飼養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察并記錄小鼠體毛數(shù)量(生長情況)和顏色的變化　
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A組小鼠的體毛無明顯變化；B組小鼠的體毛增多(生長旺盛)，不變白；C組小鼠脫毛且體毛變白；D組小鼠體毛增多(生長旺盛)，變白
5.實(shí)驗(yàn)步驟
步驟是“做法”，是更為“細(xì)節(jié)化”的操作流程，其要求“精確細(xì)致”。必須體現(xiàn)“自變量”如何設(shè)置，“因變量”如何獲得，“無關(guān)變量”如何保證相同且適宜。實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的一般程序：
注意　自變量的處理方法
(1)“加”或“減”：例如驗(yàn)證甲狀腺激素的生理作用——“加”即口服或注射該激素；“減”即手術(shù)切除甲狀腺。
(2)“換”：如探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)，對(duì)自變量溫度無法“加”或“減”，就用“換”的方法。
典題6　現(xiàn)有新發(fā)現(xiàn)的一種感染人體A細(xì)胞的病毒C，請(qǐng)利用所提供的材料用具，設(shè)計(jì)兩種方法探究病毒C的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。
材料用具：一定數(shù)量的無放射性的A細(xì)胞、無放射性的A細(xì)胞培養(yǎng)液，含有32P標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸的A細(xì)胞的培養(yǎng)液、含有32P標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸的A細(xì)胞的培養(yǎng)液、無放射性的病毒C等。
實(shí)驗(yàn)步驟：
第一步：取一定數(shù)量的A細(xì)胞分成等量的甲、乙兩組，用含有32P標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)甲組的A細(xì)胞，用___________________
___________________培養(yǎng)乙組的A細(xì)胞。
核糖核苷酸的培養(yǎng)液
含有32P標(biāo)記尿嘧啶
第二步：將_________________平均分成兩份，分別感染甲、乙兩組培養(yǎng)的A細(xì)胞。
第三步：在其他條件相同且適宜的情況下培養(yǎng)一段時(shí)間后，檢測(cè)_______
___________。
預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：
①若___________________________________________________________，則病毒C是DNA病毒。
②若___________________________________________________________，則病毒C是RNA病毒。
毒的放射性
無放射性的病毒C
子代病
甲組產(chǎn)生的子代病毒C有放射性，而乙組產(chǎn)生的子代病毒C無放射性
甲組產(chǎn)生的子代病毒C無放射性，而乙組產(chǎn)生的子代病毒C有放射性
6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果是通過觀察或測(cè)量得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是實(shí)驗(yàn)實(shí)際出現(xiàn)的情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)論是根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)因變量與自變量關(guān)系進(jìn)行分析，得出的具有普遍意義的理論性結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出必須依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一般方法：
(1)通過實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)的對(duì)照組設(shè)置或步驟，根據(jù)單一因素不同，找出實(shí)驗(yàn)自變量。
(2)由果找因，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果(因變量)與實(shí)驗(yàn)控制的單一因素(自變量)之間的邏輯關(guān)系，得出正確結(jié)論。
(3)在有些實(shí)驗(yàn)中，還要根據(jù)各對(duì)照組中得出的“分結(jié)論”，綜合為“全面結(jié)論(總)”。
(4)在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)橐?yàn)證的事實(shí)是正確的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果只有一種，實(shí)驗(yàn)結(jié)論即是實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的事實(shí)。在探究實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果是未知的，可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有多種，因此對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論也有多種，不同的結(jié)果對(duì)應(yīng)不同的結(jié)論。
典題7　褪黑素是一種由松果體分泌的小分子激素，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體免疫和睡眠作用。某研究小組采用小鼠口服褪黑素方法對(duì)其調(diào)節(jié)免疫的功能進(jìn)行研究，結(jié)果如表。回答下列問題：
測(cè)定 組別 脾淋巴細(xì)胞增殖能力(相對(duì)值) NK淋巴細(xì)胞活性(相對(duì)值) 抗體生成細(xì)胞數(shù)量(相對(duì)值)
對(duì)照組 1 1 1
低劑量組 1.31 1.62 1.05
高劑量組 1.05 1.16 1.03
(1)實(shí)驗(yàn)前，小鼠體內(nèi)的褪黑素經(jīng)體液運(yùn)輸至全身各處，調(diào)節(jié)著小鼠自身免疫功能。據(jù)表中信息分析，褪黑素可能作用的細(xì)胞有_______________
__________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
(2)體內(nèi)的NK淋巴細(xì)胞能夠識(shí)別并消除腫瘤或病毒感染的細(xì)胞，說明NK淋巴細(xì)胞能參與______免疫過程。據(jù)表結(jié)果分析，褪黑素對(duì)機(jī)體免疫能力的調(diào)節(jié)作用與其______有關(guān)。
(3)綜合上述分析，推測(cè)褪黑素能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫能力的機(jī)理是________
__________________________________________________________________________________________________。
NK淋巴細(xì)胞、抗體生成細(xì)胞
脾淋巴細(xì)胞、
細(xì)胞
劑量
通過促進(jìn)脾淋巴細(xì)胞增殖、提高NK淋巴細(xì)胞活性和促進(jìn)抗體生成細(xì)胞數(shù)量增多來增強(qiáng)機(jī)體免疫能力(合理即可)
褪黑素
(4)研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素還能調(diào)節(jié)小鼠睡眠時(shí)間。請(qǐng)利用以下實(shí)驗(yàn)材料及用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究褪黑素對(duì)小鼠睡眠的影響。簡要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)材料及用具：睡眠情況相同的健康小鼠若干只，一定劑量的褪黑素溶液，生理鹽水，計(jì)時(shí)器等。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：_________________________________________________
________________________________________________________________________________。
預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：_______________________________________________
___________________________________________。
將小鼠隨機(jī)均分為甲、乙兩組，甲組口服一定劑量的褪黑素溶液，乙組口服等量的生理鹽水，在相同環(huán)境中飼養(yǎng)，記錄兩組小鼠每天的睡眠時(shí)長
若甲組小鼠平均睡眠時(shí)間比乙組長，則褪黑素能延長小鼠睡眠時(shí)間；反之褪黑素能縮短小鼠睡眠時(shí)間
三、實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)與修訂試題的解答思路
典題8　研究者以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，探討動(dòng)物腦中VMN區(qū)域與血糖調(diào)節(jié)的關(guān)系。回答下列問題：
(1)向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入基因表達(dá)載體，指導(dǎo)合成的蛋白會(huì)被光激活，進(jìn)而激活氯離子通道蛋白，使氯離子流入細(xì)胞內(nèi)。
①當(dāng)向VMN區(qū)神經(jīng)元照光后，VMN區(qū)神經(jīng)元________(填“不興奮”或“興奮”)。
②研究者用胰島素處理小鼠，創(chuàng)設(shè)低血糖條件，照光一段時(shí)間，檢測(cè)小鼠的血糖含量，發(fā)現(xiàn)VMN區(qū)神經(jīng)元參與低血糖條件下血糖含量的恢復(fù)。
不興奮
由于向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入基因表達(dá)載體，指導(dǎo)合成的蛋白會(huì)被光激活，進(jìn)而激活氯離子通道蛋白，使氯離子流入細(xì)胞內(nèi)，抑制興奮產(chǎn)生，因此當(dāng)向VMN區(qū)神經(jīng)元照光后，VMN區(qū)神經(jīng)元不興奮。
(2)進(jìn)一步研究VMN區(qū)神經(jīng)元對(duì)血糖含量的影響。向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入另一基因表達(dá)載體(此類小鼠稱為S鼠)，指導(dǎo)合成的蛋白可被光激活使得此區(qū)神經(jīng)元產(chǎn)生興奮。以S鼠為實(shí)驗(yàn)材料，驗(yàn)證正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高這一推測(cè)。
①實(shí)驗(yàn)方案：對(duì)照組用胰島素處理后的低血糖S鼠，適宜的光照VMN區(qū)神經(jīng)元一段時(shí)間；實(shí)驗(yàn)組用血糖含量正常的S鼠，適宜的光照VMN區(qū)神經(jīng)元一段時(shí)間。隨時(shí)間推移檢測(cè)兩組鼠的血糖含量。
請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)方案不當(dāng)之處，并做修正：_____________________________
_________________________________________________。
該實(shí)驗(yàn)方案的自變量設(shè)置不對(duì)，對(duì)照組應(yīng)用血糖含量正常的S鼠，VMN區(qū)神經(jīng)元不照光
實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑椤膀?yàn)證正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高”，則實(shí)驗(yàn)自變量為VMN是否興奮，因變量為機(jī)體血糖含量，實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循對(duì)照與單一變量原則，故該實(shí)驗(yàn)方案的自變量設(shè)置不對(duì)；對(duì)照組應(yīng)用血糖含量正常的S鼠，VMN區(qū)神經(jīng)元不照光。
②支持推測(cè)的結(jié)果是：___________________________________________
_______________________________________________。
兩組鼠初始血糖含量相同，一段時(shí)間后，與初始血糖含量相比，對(duì)照組無明顯差異，實(shí)驗(yàn)組顯著升高
若兩組鼠初始血糖含量相同，一段時(shí)間后，與初始血糖含量相比，對(duì)照組無明顯差異，實(shí)驗(yàn)組顯著升高，則支持“正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高”這一推測(cè)。微專題一　實(shí)驗(yàn)技能專題
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則
1．科學(xué)性原則
(1)選材科學(xué)性：如鑒定還原糖的實(shí)驗(yàn)中不能以西瓜汁為實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)槲鞴现募t色會(huì)干擾顏色反應(yīng)。
(2)實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)性：如使用雙縮脲試劑時(shí)應(yīng)先加入A液，再加入B液。
2．單一變量原則和等量原則
二者是完全統(tǒng)一的，只不過強(qiáng)調(diào)的側(cè)重點(diǎn)不同，前者強(qiáng)調(diào)的是自變量的單一性即實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比只能有一個(gè)變量，而后者強(qiáng)調(diào)的是除了自變量之外的一切對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的無關(guān)變量，必須嚴(yán)格控制在適宜且等量條件下，以平衡和消除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
3．平行重復(fù)原則
為減小實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，如探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量動(dòng)態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)中，每次計(jì)數(shù)都要重復(fù)至少3次。
4．對(duì)照原則(為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更有可信度，需設(shè)置對(duì)照組)
(1)空白對(duì)照：即對(duì)照組不做任何變量處理。如探究胰島素的生理作用實(shí)驗(yàn)中，對(duì)小鼠進(jìn)行饑餓處理后，注射胰島素的為實(shí)驗(yàn)組，注射等量生理鹽水的為對(duì)照組。
(2)自身對(duì)照：即對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在同一實(shí)驗(yàn)對(duì)象上進(jìn)行，不再設(shè)置新的對(duì)照組，如觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)壁分離狀態(tài)與自然狀態(tài)形成對(duì)照。
(3)條件對(duì)照：即給對(duì)照組施加變量處理，但這種處理不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所定的。如探究甲狀腺激素的生理作用實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組為飼喂甲狀腺激素，空白對(duì)照為飼喂等量生理鹽水，可以再增加一組對(duì)照組，飼喂甲狀腺激素抑制劑，即條件對(duì)照，這樣可以增加實(shí)驗(yàn)的說服力。
(4)相互對(duì)照：即不單獨(dú)設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間相互進(jìn)行對(duì)照。如探究溫度、pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，各組既是實(shí)驗(yàn)組，又是其他組的對(duì)照組。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹x擇實(shí)驗(yàn)原理→確定實(shí)驗(yàn)思路→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟→預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果→得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>(1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：尋找題干信息，一般寫有“驗(yàn)證……”即為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br/>(2)探究性實(shí)驗(yàn)：首先分析實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量。此類實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊话銜鴮憺椤疤骄孔宰兞繉?duì)因變量的影響”“探究自變量與因變量的關(guān)系”“探究自變量的作用”等等。
典題1　科學(xué)施肥可使作物接近最高產(chǎn)量而又不會(huì)造成肥料浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)表明鋅肥的施用量與番茄的果實(shí)產(chǎn)量密切相關(guān)，下圖為實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖，請(qǐng)完善探究實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問題：
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲________________________________________________________。
答案　探究鋅肥施用量對(duì)番茄果實(shí)產(chǎn)量的影響(或探究種植番茄時(shí)施用鋅肥的最佳濃度范圍)
2．實(shí)驗(yàn)假設(shè)
假設(shè)是指用來說明某種現(xiàn)象，但未經(jīng)證實(shí)的論題，是對(duì)課題涉及的主要變量之間相互關(guān)系的設(shè)想，是研究者對(duì)研究結(jié)果預(yù)先賦予的答案，是一種可能的解釋和說明。提出的假設(shè)可能正確，也可能錯(cuò)誤，但必須能解釋題目現(xiàn)象或與題干相符，一般情況下，若是實(shí)驗(yàn)中要求寫出你的假設(shè)，我們應(yīng)根據(jù)自己平常積累的知識(shí)，寫出認(rèn)為最可能的一種假設(shè)即可。
典題2　當(dāng)環(huán)境中存在一定濃度的某些致突變物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致染色體斷裂，不含著絲粒的斷裂片段在有絲分裂時(shí)不能進(jìn)入子細(xì)胞核中，而是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成橢圓形異常結(jié)構(gòu)，稱為微核，微核與主核有相同染色效果，但體積較小(如圖所示)。某研究所在蝴蝶蘭培育的過程中使用了磷胺殺蟲劑，發(fā)現(xiàn)磷胺的污染可能導(dǎo)致細(xì)胞中出現(xiàn)微核，研究人員以蝴蝶蘭根尖細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料，通過觀測(cè)統(tǒng)計(jì)出微核率和微核細(xì)胞率的大小，來探究磷胺對(duì)染色體的影響。若下圖為研究小組在探究過程中某一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的假設(shè)是_______________________________________________________________________________。
答案　磷胺污染程度和污染持續(xù)時(shí)間與植物細(xì)胞的微核細(xì)胞率呈正相關(guān)
3．實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)原理的確認(rèn)與書寫：實(shí)驗(yàn)原理就是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)，書寫基本套路概括為“已知條件找變量→根據(jù)目的提結(jié)論→依據(jù)材料判結(jié)果→結(jié)論結(jié)果巧聯(lián)系→組織語言寫原理”。
典題3　為驗(yàn)證胰島素具有降低血糖的作用，以小鼠活動(dòng)狀況為觀察指標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如下：
(1)將正常小鼠隨機(jī)分成A、B兩組，觀察并記錄其活動(dòng)狀況。
(2)A組小鼠注射適量胰島素溶液，B組小鼠注射等量生理鹽水。一段時(shí)間后，A組小鼠會(huì)出現(xiàn)活動(dòng)減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，B組小鼠活動(dòng)狀況無變化。
(3)A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后，分別給A、B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段時(shí)間后，A組小鼠低血糖癥狀緩解，B組小鼠活動(dòng)狀況無變化。該實(shí)驗(yàn)方案可以說明胰島素具有降低血糖的作用，則該實(shí)驗(yàn)的原理是__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案　體內(nèi)胰島素含量過高時(shí)，引起血糖濃度下降，機(jī)體出現(xiàn)活動(dòng)減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，此癥狀可以通過注射葡萄糖來緩解
思維導(dǎo)圖　
4．實(shí)驗(yàn)思路
思路是“想法”，是較為粗線條的思考過程，其要求“言簡意賅”。比如：用某種方法處理某種材料，觀察其對(duì)某方面的影響效果。一般須體現(xiàn)“對(duì)照思想”，顯示自變量和因變量，對(duì)無關(guān)變量表述時(shí)，應(yīng)注意體現(xiàn)“相同且適宜”。
典題4　(2019·全國Ⅰ，29節(jié)選)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。
有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請(qǐng)以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這一結(jié)論。要求簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。
答案　實(shí)驗(yàn)思路：取ABA缺失突變體植株在正常條件下測(cè)定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測(cè)定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述經(jīng)干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進(jìn)行ABA處理，另一組作為對(duì)照組，一段時(shí)間后，分別測(cè)定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小，對(duì)照組氣孔開度不變。
解析　本實(shí)驗(yàn)需先設(shè)計(jì)干旱處理與非干旱處理的對(duì)照，證明干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的；再設(shè)計(jì)在干旱條件下ABA處理組與非ABA處理組的對(duì)照，證明干旱條件下氣孔開度減小是由ABA引起的。
典題5　(2021·山東，23)過度緊張、焦慮等刺激不僅會(huì)導(dǎo)致毛囊細(xì)胞數(shù)量減少引起脫發(fā)，也會(huì)導(dǎo)致黑色素細(xì)胞減少引起頭發(fā)變白。利用黑色小鼠進(jìn)行研究得出的相關(guān)調(diào)節(jié)機(jī)制如圖所示。
已知長期束縛會(huì)引起小鼠過度緊張、焦慮。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述調(diào)節(jié)機(jī)制中長期束縛及腎上腺對(duì)黑毛小鼠體毛的影響。
實(shí)驗(yàn)思路：____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案　實(shí)驗(yàn)思路：取生理狀況相同的黑毛小鼠若干只，隨機(jī)均分為A、B、C、D四組。A組不作處理(或做假手術(shù)處理)；B組切除腎上腺；C組束縛(或做假手術(shù)并束縛)；D組切除腎上腺并束縛，其他條件相同且適宜，飼養(yǎng)一段時(shí)間后，觀察并記錄小鼠體毛數(shù)量(生長情況)和顏色的變化　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A組小鼠的體毛無明顯變化；B組小鼠的體毛增多(生長旺盛)，不變白；C組小鼠脫毛且體毛變白；D組小鼠體毛增多(生長旺盛)，變白
5．實(shí)驗(yàn)步驟
步驟是“做法”，是更為“細(xì)節(jié)化”的操作流程，其要求“精確細(xì)致”。必須體現(xiàn)“自變量”如何設(shè)置，“因變量”如何獲得，“無關(guān)變量”如何保證相同且適宜。實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的一般程序：
注意　自變量的處理方法
(1)“加”或“減”：例如驗(yàn)證甲狀腺激素的生理作用——“加”即口服或注射該激素；“減”即手術(shù)切除甲狀腺。
(2)“換”：如探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)，對(duì)自變量溫度無法“加”或“減”，就用“換”的方法。
典題6　現(xiàn)有新發(fā)現(xiàn)的一種感染人體A細(xì)胞的病毒C，請(qǐng)利用所提供的材料用具，設(shè)計(jì)兩種方法探究病毒C的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。
材料用具：一定數(shù)量的無放射性的A細(xì)胞、無放射性的A細(xì)胞培養(yǎng)液，含有32P標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸的A細(xì)胞的培養(yǎng)液、含有32P標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸的A細(xì)胞的培養(yǎng)液、無放射性的病毒C等。
實(shí)驗(yàn)步驟：
第一步：取一定數(shù)量的A細(xì)胞分成等量的甲、乙兩組，用含有32P標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)甲組的A細(xì)胞，用______________________________________________培養(yǎng)乙組的A細(xì)胞。
第二步：將____________________平均分成兩份，分別感染甲、乙兩組培養(yǎng)的A細(xì)胞。
第三步：在其他條件相同且適宜的情況下培養(yǎng)一段時(shí)間后，檢測(cè)________________________。
預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：
①若___________________________________________________________________________，則病毒C是DNA病毒。
②若___________________________________________________________________________，則病毒C是RNA病毒。
答案　含有32P標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸的培養(yǎng)液　無放射性的病毒C　子代病毒的放射性　①甲組產(chǎn)生的子代病毒C有放射性，而乙組產(chǎn)生的子代病毒C無放射性　②甲組產(chǎn)生的子代病毒C無放射性，而乙組產(chǎn)生的子代病毒C有放射性
6．實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果是通過觀察或測(cè)量得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是實(shí)驗(yàn)實(shí)際出現(xiàn)的情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)論是根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)因變量與自變量關(guān)系進(jìn)行分析，得出的具有普遍意義的理論性結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出必須依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一般方法：
(1)通過實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)的對(duì)照組設(shè)置或步驟，根據(jù)單一因素不同，找出實(shí)驗(yàn)自變量。
(2)由果找因，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果(因變量)與實(shí)驗(yàn)控制的單一因素(自變量)之間的邏輯關(guān)系，得出正確結(jié)論。
(3)在有些實(shí)驗(yàn)中，還要根據(jù)各對(duì)照組中得出的“分結(jié)論”，綜合為“全面結(jié)論(總)”。
(4)在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)橐?yàn)證的事實(shí)是正確的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果只有一種，實(shí)驗(yàn)結(jié)論即是實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的事實(shí)。在探究實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果是未知的，可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有多種，因此對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論也有多種，不同的結(jié)果對(duì)應(yīng)不同的結(jié)論。
典題7　褪黑素是一種由松果體分泌的小分子激素，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體免疫和睡眠作用。某研究小組采用小鼠口服褪黑素方法對(duì)其調(diào)節(jié)免疫的功能進(jìn)行研究，結(jié)果如表。回答下列問題：
測(cè)定 組別 脾淋巴細(xì)胞增殖能力(相對(duì)值) NK淋巴細(xì)胞活性(相對(duì)值) 抗體生成細(xì)胞數(shù)量(相對(duì)值)
對(duì)照組 1 1 1
低劑量組 1.31 1.62 1.05
高劑量組 1.05 1.16 1.03
(1)實(shí)驗(yàn)前，小鼠體內(nèi)的褪黑素經(jīng)體液運(yùn)輸至全身各處，調(diào)節(jié)著小鼠自身免疫功能。據(jù)表中信息分析，褪黑素可能作用的細(xì)胞有_____________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
(2)體內(nèi)的NK淋巴細(xì)胞能夠識(shí)別并消除腫瘤或病毒感染的細(xì)胞，說明NK淋巴細(xì)胞能參與________免疫過程。據(jù)表結(jié)果分析，褪黑素對(duì)機(jī)體免疫能力的調(diào)節(jié)作用與其________有關(guān)。
(3)綜合上述分析，推測(cè)褪黑素能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫能力的機(jī)理是_________________________。
(4)研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素還能調(diào)節(jié)小鼠睡眠時(shí)間。請(qǐng)利用以下實(shí)驗(yàn)材料及用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究褪黑素對(duì)小鼠睡眠的影響。簡要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)材料及用具：睡眠情況相同的健康小鼠若干只，一定劑量的褪黑素溶液，生理鹽水，計(jì)時(shí)器等。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：_________________________________________________________________。
預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：________________________________________________________________。
答案　(1)脾淋巴細(xì)胞、NK淋巴細(xì)胞、抗體生成細(xì)胞　(2)細(xì)胞　劑量　(3)褪黑素通過促進(jìn)脾淋巴細(xì)胞增殖、提高NK淋巴細(xì)胞活性和促進(jìn)抗體生成細(xì)胞數(shù)量增多來增強(qiáng)機(jī)體免疫能力(合理即可)　(4)將小鼠隨機(jī)均分為甲、乙兩組，甲組口服一定劑量的褪黑素溶液，乙組口服等量的生理鹽水，在相同環(huán)境中飼養(yǎng)，記錄兩組小鼠每天的睡眠時(shí)長　若甲組小鼠平均睡眠時(shí)間比乙組長，則褪黑素能延長小鼠睡眠時(shí)間；反之褪黑素能縮短小鼠睡眠時(shí)間
三、實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)與修訂試題的解答思路
典題8　研究者以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，探討動(dòng)物腦中VMN區(qū)域與血糖調(diào)節(jié)的關(guān)系。回答下列問題：
(1)向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入基因表達(dá)載體，指導(dǎo)合成的蛋白會(huì)被光激活，進(jìn)而激活氯離子通道蛋白，使氯離子流入細(xì)胞內(nèi)。
①當(dāng)向VMN區(qū)神經(jīng)元照光后，VMN區(qū)神經(jīng)元____________(填“不興奮”或“興奮”)。
②研究者用胰島素處理小鼠，創(chuàng)設(shè)低血糖條件，照光一段時(shí)間，檢測(cè)小鼠的血糖含量，發(fā)現(xiàn)VMN區(qū)神經(jīng)元參與低血糖條件下血糖含量的恢復(fù)。
(2)進(jìn)一步研究VMN區(qū)神經(jīng)元對(duì)血糖含量的影響。向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入另一基因表達(dá)載體(此類小鼠稱為S鼠)，指導(dǎo)合成的蛋白可被光激活使得此區(qū)神經(jīng)元產(chǎn)生興奮。以S鼠為實(shí)驗(yàn)材料，驗(yàn)證正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高這一推測(cè)。
①實(shí)驗(yàn)方案：對(duì)照組用胰島素處理后的低血糖S鼠，適宜的光照VMN區(qū)神經(jīng)元一段時(shí)間；實(shí)驗(yàn)組用血糖含量正常的S鼠，適宜的光照VMN區(qū)神經(jīng)元一段時(shí)間。隨時(shí)間推移檢測(cè)兩組鼠的血糖含量。
請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)方案不當(dāng)之處，并做修正：_______________________________________________。
②支持推測(cè)的結(jié)果是：___________________________________________________________。
答案　(1)①不興奮　(2)①該實(shí)驗(yàn)方案的自變量設(shè)置不對(duì)，對(duì)照組應(yīng)用血糖含量正常的S鼠，VMN區(qū)神經(jīng)元不照光　②兩組鼠初始血糖含量相同，一段時(shí)間后，與初始血糖含量相比，對(duì)照組無明顯差異，實(shí)驗(yàn)組顯著升高
解析　(1)①由于向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入基因表達(dá)載體，指導(dǎo)合成的蛋白會(huì)被光激活，進(jìn)而激活氯離子通道蛋白，使氯離子流入細(xì)胞內(nèi)，抑制興奮產(chǎn)生，因此當(dāng)向VMN區(qū)神經(jīng)元照光后，VMN區(qū)神經(jīng)元不興奮。(2)①實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑椤膀?yàn)證正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高”，則實(shí)驗(yàn)自變量為VMN是否興奮，因變量為機(jī)體血糖含量，實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循對(duì)照與單一變量原則，故該實(shí)驗(yàn)方案的自變量設(shè)置不對(duì)；對(duì)照組應(yīng)用血糖含量正常的S鼠，VMN區(qū)神經(jīng)元不照光。②若兩組鼠初始血糖含量相同，一段時(shí)間后，與初始血糖含量相比，對(duì)照組無明顯差異，實(shí)驗(yàn)組顯著升高，則支持“正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高”這一推測(cè)。微專題一　實(shí)驗(yàn)技能專題
一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則
1．科學(xué)性原則
(1)選材科學(xué)性：如鑒定還原糖的實(shí)驗(yàn)中不能以西瓜汁為實(shí)驗(yàn)材料，因?yàn)槲鞴现募t色會(huì)干擾顏色反應(yīng)。
(2)實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)性：如使用雙縮脲試劑時(shí)應(yīng)先加入A液，再加入B液。
2．單一變量原則和等量原則
二者是完全統(tǒng)一的，只不過強(qiáng)調(diào)的側(cè)重點(diǎn)不同，前者強(qiáng)調(diào)的是自變量的單一性即實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比只能有一個(gè)變量，而后者強(qiáng)調(diào)的是除了自變量之外的一切對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的無關(guān)變量，必須嚴(yán)格控制在適宜且等量條件下，以平衡和消除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
3．平行重復(fù)原則
為減小實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，如探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量動(dòng)態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)中，每次計(jì)數(shù)都要重復(fù)至少3次。
4．對(duì)照原則(為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更有可信度，需設(shè)置對(duì)照組)
(1)空白對(duì)照：即對(duì)照組不做任何變量處理。如探究胰島素的生理作用實(shí)驗(yàn)中，對(duì)小鼠進(jìn)行饑餓處理后，注射胰島素的為實(shí)驗(yàn)組，注射等量生理鹽水的為對(duì)照組。
(2)自身對(duì)照：即對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在同一實(shí)驗(yàn)對(duì)象上進(jìn)行，不再設(shè)置新的對(duì)照組，如觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)壁分離狀態(tài)與自然狀態(tài)形成對(duì)照。
(3)條件對(duì)照：即給對(duì)照組施加變量處理，但這種處理不是實(shí)驗(yàn)假設(shè)所定的。如探究甲狀腺激素的生理作用實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組為飼喂甲狀腺激素，空白對(duì)照為飼喂等量生理鹽水，可以再增加一組對(duì)照組，飼喂甲狀腺激素抑制劑，即條件對(duì)照，這樣可以增加實(shí)驗(yàn)的說服力。
(4)相互對(duì)照：即不單獨(dú)設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間相互進(jìn)行對(duì)照。如探究溫度、pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，各組既是實(shí)驗(yàn)組，又是其他組的對(duì)照組。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)程序：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹x擇實(shí)驗(yàn)原理→確定實(shí)驗(yàn)思路→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟→預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果→得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br/>(1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：尋找題干信息，一般寫有“驗(yàn)證……”即為該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br/>(2)探究性實(shí)驗(yàn)：首先分析實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量。此類實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊话銜鴮憺椤疤骄孔宰兞繉?duì)因變量的影響”“探究自變量與因變量的關(guān)系”“探究自變量的作用”等等。
典題1　科學(xué)施肥可使作物接近最高產(chǎn)量而又不會(huì)造成肥料浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)表明鋅肥的施用量與番茄的果實(shí)產(chǎn)量密切相關(guān)，下圖為實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖，請(qǐng)完善探究實(shí)驗(yàn)的相關(guān)問題：
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲__________________________________________________________________。
2．實(shí)驗(yàn)假設(shè)
假設(shè)是指用來說明某種現(xiàn)象，但未經(jīng)證實(shí)的論題，是對(duì)課題涉及的主要變量之間相互關(guān)系的設(shè)想，是研究者對(duì)研究結(jié)果預(yù)先賦予的答案，是一種可能的解釋和說明。提出的假設(shè)可能正確，也可能錯(cuò)誤，但必須能解釋題目現(xiàn)象或與題干相符，一般情況下，若是實(shí)驗(yàn)中要求寫出你的假設(shè)，我們應(yīng)根據(jù)自己平常積累的知識(shí)，寫出認(rèn)為最可能的一種假設(shè)即可。
典題2　當(dāng)環(huán)境中存在一定濃度的某些致突變物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致染色體斷裂，不含著絲粒的斷裂片段在有絲分裂時(shí)不能進(jìn)入子細(xì)胞核中，而是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成橢圓形異常結(jié)構(gòu)，稱為微核，微核與主核有相同染色效果，但體積較小(如圖所示)。某研究所在蝴蝶蘭培育的過程中使用了磷胺殺蟲劑，發(fā)現(xiàn)磷胺的污染可能導(dǎo)致細(xì)胞中出現(xiàn)微核，研究人員以蝴蝶蘭根尖細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料，通過觀測(cè)統(tǒng)計(jì)出微核率和微核細(xì)胞率的大小，來探究磷胺對(duì)染色體的影響。若下圖為研究小組在探究過程中某一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的假設(shè)是________
_______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
3．實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)原理的確認(rèn)與書寫：實(shí)驗(yàn)原理就是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)，書寫基本套路概括為“已知條件找變量→根據(jù)目的提結(jié)論→依據(jù)材料判結(jié)果→結(jié)論結(jié)果巧聯(lián)系→組織語言寫原理”。
典題3　為驗(yàn)證胰島素具有降低血糖的作用，以小鼠活動(dòng)狀況為觀察指標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如下：
(1)將正常小鼠隨機(jī)分成A、B兩組，觀察并記錄其活動(dòng)狀況。
(2)A組小鼠注射適量胰島素溶液，B組小鼠注射等量生理鹽水。一段時(shí)間后，A組小鼠會(huì)出現(xiàn)活動(dòng)減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，B組小鼠活動(dòng)狀況無變化。
(3)A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后，分別給A、B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段時(shí)間后，A組小鼠低血糖癥狀緩解，B組小鼠活動(dòng)狀況無變化。該實(shí)驗(yàn)方案可以說明胰島素具有降低血糖的作用，則該實(shí)驗(yàn)的原理是____________________________________________________
________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
思維導(dǎo)圖　
4．實(shí)驗(yàn)思路
思路是“想法”，是較為粗線條的思考過程，其要求“言簡意賅”。比如：用某種方法處理某種材料，觀察其對(duì)某方面的影響效果。一般須體現(xiàn)“對(duì)照思想”，顯示自變量和因變量，對(duì)無關(guān)變量表述時(shí)，應(yīng)注意體現(xiàn)“相同且適宜”。
典題4　(2019·全國Ⅰ，29節(jié)選)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。
有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請(qǐng)以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這一結(jié)論。要求簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。
典題5　(2021·山東，23)過度緊張、焦慮等刺激不僅會(huì)導(dǎo)致毛囊細(xì)胞數(shù)量減少引起脫發(fā)，也會(huì)導(dǎo)致黑色素細(xì)胞減少引起頭發(fā)變白。利用黑色小鼠進(jìn)行研究得出的相關(guān)調(diào)節(jié)機(jī)制如圖所示。
已知長期束縛會(huì)引起小鼠過度緊張、焦慮。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述調(diào)節(jié)機(jī)制中長期束縛及腎上腺對(duì)黑毛小鼠體毛的影響。
實(shí)驗(yàn)思路：_______________________________________________________。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：________________________________________________________。
5．實(shí)驗(yàn)步驟
步驟是“做法”，是更為“細(xì)節(jié)化”的操作流程，其要求“精確細(xì)致”。必須體現(xiàn)“自變量”如何設(shè)置，“因變量”如何獲得，“無關(guān)變量”如何保證相同且適宜。實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的一般程序：
注意　自變量的處理方法
(1)“加”或“減”：例如驗(yàn)證甲狀腺激素的生理作用——“加”即口服或注射該激素；“減”即手術(shù)切除甲狀腺。
(2)“換”：如探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)，對(duì)自變量溫度無法“加”或“減”，就用“換”的方法。
典題6　現(xiàn)有新發(fā)現(xiàn)的一種感染人體A細(xì)胞的病毒C，請(qǐng)利用所提供的材料用具，設(shè)計(jì)兩種方法探究病毒C的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。
材料用具：一定數(shù)量的無放射性的A細(xì)胞、無放射性的A細(xì)胞培養(yǎng)液，含有32P標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸的A細(xì)胞的培養(yǎng)液、含有32P標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸的A細(xì)胞的培養(yǎng)液、無放射性的病毒C等。
實(shí)驗(yàn)步驟：
第一步：取一定數(shù)量的A細(xì)胞分成等量的甲、乙兩組，用含有32P標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)甲組的A細(xì)胞，用______________________________________________培養(yǎng)乙組的A細(xì)胞。
第二步：將____________________平均分成兩份，分別感染甲、乙兩組培養(yǎng)的A細(xì)胞。
第三步：在其他條件相同且適宜的情況下培養(yǎng)一段時(shí)間后，檢測(cè)_______________________。預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：
①若___________________________________________________________________________，則病毒C是DNA病毒。
②若__________________________________________________________________________，則病毒C是RNA病毒。
6．實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果是通過觀察或測(cè)量得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是實(shí)驗(yàn)實(shí)際出現(xiàn)的情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)論是根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)因變量與自變量關(guān)系進(jìn)行分析，得出的具有普遍意義的理論性結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出必須依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一般方法：
(1)通過實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)的對(duì)照組設(shè)置或步驟，根據(jù)單一因素不同，找出實(shí)驗(yàn)自變量。
(2)由果找因，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果(因變量)與實(shí)驗(yàn)控制的單一因素(自變量)之間的邏輯關(guān)系，得出正確結(jié)論。
(3)在有些實(shí)驗(yàn)中，還要根據(jù)各對(duì)照組中得出的“分結(jié)論”，綜合為“全面結(jié)論(總)”。
(4)在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)橐?yàn)證的事實(shí)是正確的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果只有一種，實(shí)驗(yàn)結(jié)論即是實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的事實(shí)。在探究實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果是未知的，可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有多種，因此對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論也有多種，不同的結(jié)果對(duì)應(yīng)不同的結(jié)論。
典題7　褪黑素是一種由松果體分泌的小分子激素，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體免疫和睡眠作用。某研究小組采用小鼠口服褪黑素方法對(duì)其調(diào)節(jié)免疫的功能進(jìn)行研究，結(jié)果如表。回答下列問題：
測(cè)定 組別 脾淋巴細(xì)胞增殖能力(相對(duì)值) NK淋巴細(xì)胞活性(相對(duì)值) 抗體生成細(xì)胞數(shù)量(相對(duì)值)
對(duì)照組 1 1 1
低劑量組 1.31 1.62 1.05
高劑量組 1.05 1.16 1.03
(1)實(shí)驗(yàn)前，小鼠體內(nèi)的褪黑素經(jīng)體液運(yùn)輸至全身各處，調(diào)節(jié)著小鼠自身免疫功能。據(jù)表中信息分析，褪黑素可能作用的細(xì)胞有_______________________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。
(2)體內(nèi)的NK淋巴細(xì)胞能夠識(shí)別并消除腫瘤或病毒感染的細(xì)胞，說明NK淋巴細(xì)胞能參與________免疫過程。據(jù)表結(jié)果分析，褪黑素對(duì)機(jī)體免疫能力的調(diào)節(jié)作用與其________有關(guān)。
(3)綜合上述分析，推測(cè)褪黑素能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫能力的機(jī)理是_________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素還能調(diào)節(jié)小鼠睡眠時(shí)間。請(qǐng)利用以下實(shí)驗(yàn)材料及用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究褪黑素對(duì)小鼠睡眠的影響。簡要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)材料及用具：睡眠情況相同的健康小鼠若干只，一定劑量的褪黑素溶液，生理鹽水，計(jì)時(shí)器等。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：______________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
三、實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)與修訂試題的解答思路
典題8　研究者以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，探討動(dòng)物腦中VMN區(qū)域與血糖調(diào)節(jié)的關(guān)系。回答下列問題：
(1)向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入基因表達(dá)載體，指導(dǎo)合成的蛋白會(huì)被光激活，進(jìn)而激活氯離子通道蛋白，使氯離子流入細(xì)胞內(nèi)。
①當(dāng)向VMN區(qū)神經(jīng)元照光后，VMN區(qū)神經(jīng)元____________(填“不興奮”或“興奮”)。
②研究者用胰島素處理小鼠，創(chuàng)設(shè)低血糖條件，照光一段時(shí)間，檢測(cè)小鼠的血糖含量，發(fā)現(xiàn)VMN區(qū)神經(jīng)元參與低血糖條件下血糖含量的恢復(fù)。
(2)進(jìn)一步研究VMN區(qū)神經(jīng)元對(duì)血糖含量的影響。向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入另一基因表達(dá)載體(此類小鼠稱為S鼠)，指導(dǎo)合成的蛋白可被光激活使得此區(qū)神經(jīng)元產(chǎn)生興奮。以S鼠為實(shí)驗(yàn)材料，驗(yàn)證正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高這一推測(cè)。
①實(shí)驗(yàn)方案：對(duì)照組用胰島素處理后的低血糖S鼠，適宜的光照VMN區(qū)神經(jīng)元一段時(shí)間；實(shí)驗(yàn)組用血糖含量正常的S鼠，適宜的光照VMN區(qū)神經(jīng)元一段時(shí)間。隨時(shí)間推移檢測(cè)兩組鼠的血糖含量。
請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)方案不當(dāng)之處，并做修正：_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②支持推測(cè)的結(jié)果是：___________________________________________________________。

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