高中生物實驗設(shè)計方法總結(jié)

【摘 要】生物實驗的設(shè)計與操作有許多規(guī)律技巧滲透其中，如果清楚生物實驗的設(shè)計方法和技巧，就可以大大提高實驗的探究能力，在解題時就會有清晰的框架，能有效地避免出現(xiàn)大的失誤，在具體書寫時，要聯(lián)系教材，規(guī)范作答。

【關(guān)鍵詞】酶 動物生理 植物生理 光合作用 生物實驗

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）04-0142-01

一 酶相關(guān)實驗的常見設(shè)計方法

酶的相關(guān)實驗包括探究（或驗證）酶的催化作用、酶的高效性、酶的專一性和需要適宜的條件等題目，其解題方法歸納如下：

1.酶的催化作用

實驗組：底物+一定量的酶溶液，檢測底物分解情況或生成物生成情況；對照組：底物+等量的蒸餾水，檢測底物分解情況或生成物生成情況。

2.酶的高效性

酶的高效性是指酶的催化作用相對于無機催化劑效率要高很多，所以在設(shè)計實驗時，一組加入一定量的酶，另一組加入等體積的無機催化劑，因為實驗遵循單一變量原則，所以底物應(yīng)該相同，兩組的實驗條件應(yīng)相同，觀察、記錄實驗結(jié)果進行比較后可得出結(jié)論。

3.酶的專一性

酶的專一性是指每一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng)，這種類型的實驗基本分為兩種思路：（1）不同的組底物不同，但酶相同；（2）不同的組酶不同，但底物相同。實驗過程中的溫度、pH等條件保持在最適狀態(tài)且各組相同，遵循等量原則和單一變量原則。

4.酶的適宜溫度或pH

在探究酶的最適溫度或pH時，應(yīng)設(shè)計一個系列的溫度或pH為自變量，通過對照找出最適溫度或最適pH，如果在兩種溫度或pH的條件下酶的催化活性相同，則最適溫度或最適pH應(yīng)該在這兩種溫度或pH之間，此時可再在兩者間取一定梯度變化的溫度或pH進行進一步的實驗，最終確定出最適溫度或最適pH。

二 生物生理實驗的研究方法

生物生理實驗的研究方法可以大致分為“加法”和“減法”?！凹臃ā笔侵笇嶒炛屑尤肽撤N變量，如植入器官或注射某種物質(zhì)等；“減法”是指實驗中去除某種變量，如切除器官。

1.動物生理實驗的研究方法

切除法和植入法常用于研究動物某器官的生理作用。如研究性腺與性行為的關(guān)系時，實驗操作方法：切除器官→觀察、記錄生理變化→植入器官→觀察、記錄相應(yīng)生理活動在消失后是否會重現(xiàn)。注射法和飼喂法往往用于研究某種物質(zhì)的生理作用。如果所研究物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，則必須用注射法，而不能用飼喂法，因為該物質(zhì)會被消化分解，如研究胰島素具有降血糖的生理作用，必須選用注射法，對成年個體注射胰島素后觀察、記錄血糖濃度的變化情況；如果是脂質(zhì)或氨基酸類等小分子物質(zhì)可以注射，也可飼喂。此外，在動物生理實驗中，選擇實驗動物時要考慮其生長發(fā)育的情況、年齡、性別、體重等，如研究甲狀腺激素能促進生物生長發(fā)育的實驗應(yīng)該選擇年幼的動物，研究甲狀腺激素可以提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性的實驗應(yīng)該選用成年動物為實驗材料。

2.植物生理實驗的研究方法

研究植物體中的生理作用可以選擇噴灑、涂抹或浸泡等方法。如將扦插枝條用不同濃度的生長素類似物浸泡后，概括生根情況可以研究促進插條生根的最適濃度。切除法可以用于研究植物體某器官或部位的生理作用，如研究向光性生長與頂芽有關(guān)時，可以用去掉頂芽的植株和正常植株對照。

下列關(guān)于生命活動調(diào)節(jié)相關(guān)實驗操作的敘述正確的是（ ）。A.探究植物頂端優(yōu)勢產(chǎn)生原因的實驗中，應(yīng)該設(shè)置具有頂芽的植株、切除頂芽的植株和切除頂芽后的斷口處涂上生長素的植株三組實驗；B.用適宜濃度的生長素涂抹受粉后的雌蕊柱頭證明生長素可以促進果實發(fā)育；C.用靜脈注射法驗證甲狀激素可以促進成年雄鼠的發(fā)育；D.用飼喂法可以驗證胰島素具有降血糖的作用。

解析：探究頂端優(yōu)勢產(chǎn)生原因應(yīng)該設(shè)置三組實驗，一組是具有頂芽的植株，作為對照，另一組植株去掉頂芽，第三組植株去掉頂芽后在斷口處涂抹生長素，三組對照可以說明頂端優(yōu)勢的產(chǎn)生原因。發(fā)育著的種子也會合成生長素，所以驗證生長素可以促進果實發(fā)育的實驗中，雌蕊必須是未受粉的。驗證甲狀腺激素的作用，不能用成年個體，因為成年個體的發(fā)育已經(jīng)不明顯。胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，不能用飼喂法驗證胰島素的生理功能。答案：A。

易錯點撥：生理實驗中，實驗組與對照組的設(shè)置、實驗材料的選擇、對激素的處理方法等是實驗成功的關(guān)鍵，下面就這幾個易錯的方面進行提示說明：（1）對對照組的設(shè)置不重視，認為已經(jīng)知道了正常生長發(fā)育的個體情況，所以實驗中不需要再設(shè)置對照組；（2）對實驗材料的選擇不恰當，不能依據(jù)實驗的因變量選擇理想的實驗材料；（3）對動物激素的人為操作不重視，不聯(lián)想激素的化學(xué)本質(zhì)而隨意選用注射法或飼喂法。

三 光合作用的相關(guān)實驗方法

光合作用的實驗方法有：（1）半葉法和割主葉脈法，兩種方法均可以探究（或驗證）光合作用合成淀粉；（2）密封法和打孔抽氣法可以探究（或驗證）光合作用需要CO2，同時釋放O2；（3）同位素標記法可以探究（或驗證）光合作用中物質(zhì)的轉(zhuǎn)變情況；（4）分光法可以探究（或驗證）不同波長的光對光合作用的影響。

半葉法和割主葉脈法均取材于同一片葉子，對照性強，實驗嚴密；密封法和打孔抽氣法可以借助NaOH（吸收二氧化碳）和NaHCO3（提供二氧化碳），保證實驗的順利完成；同位素標記法可以標記CO2中的碳，以研究碳的轉(zhuǎn)變，標記CO2和H2O中的氧可以研究光合作用中O2的來源。

〔責(zé)任編輯：林勁〕