生物科学是试验性科学,高考大纲对学生实验能力提出明确要求:具备验证简单生物学事实的能力,并对实验现象和结果进行分析解释。从近几年高考可以看出，设计型实验题是常见题型，成为高考的焦点。 下面以近年高考试验题为例，来探讨这类题型的解题思路和方法。

一  实验设计的基本原则

高考中的实验题一般都是以经典实验、教材知识点或者新技术为命题背景，具有较强的科学性。学生应该特别注意以下两种实验设计原则：

1．对照原则

实验对照原则是设计和实施实验的准则之一，通过设置实验对照，既可以排除无关变量的影响，又可以增加实验结果的可信度和说服力。按内容和形式上的不同，通常有以下4种对照：
(1)空白对照  即不给对照组做任何处理;
(2)条件对照  给实验组某种处理，给对照组另外一个条件处理，例如“验证甲状腺激素促进小动物发育”实验中，其对照如下表示：       

A  等量饲料  含适量甲状腺激素          实验组
B  等量饲料  不加激素                  空白对照组
C  等量饲料  含甲状激素抑制剂          条件对照组

(3)自身对照  指对照组和实验组都在同一研究对象上进行，例如观察植物细胞质壁分离和质壁分离复原实验中,处理前的作为对照组,处理后的作为实验组;
(4)相互对照 不单独设置对照组，而是几个实验组相互为对照，例如不同温度对酶活性影响的实验。
    2.单一变量原则
    其含义为：(1)一个实验变量对应观测一个反应变量；(2)实验中应尽可能避免无关变量和额外变量的干扰，例如高中《生物》的“探讨温度对酶活性的影响”，实验中三支试管除了温度不同以外，其余的条件要完全相同,包括底物,酶的浓度,PH值等。

二  例题分析

1．  胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，请你以小白鼠为实验对象设计实验步骤，预测和解释实验应出现的结果，并写出实验结论。

实验材料和用具

  正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性试剂，注射器，试管，烧杯等。

(1)  实验步骤

（提示：采用腹腔注射给药，给药剂量不作试验要求；给药一小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。）

(2)  试验结果预测、解释和结论

解析：①仔细阅读题目，要明确实验目的，实验变量，反应变量。

②分析题中所给实验材料和用具的作用，比如生理盐水为对照组所用,生理盐水所配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液用来给另一只小鼠注射作为实验组，班氏糖定性试剂用来检测尿液中是否含有还原性糖。

③根据单一变量原则，两组中除胰高血糖素这个因素不同以外，其他因素都要相同，这样才可以避免无关变量对实验结果的影响。

④题目中提到实验剂量不作要求，所以在步骤叙述中只要提到给对照组和实验组小老鼠注射等量的生理盐水和生理盐水所配制的胰高血糖素溶液。同时，要注意语言叙述的准确性和逻辑性。

 参考答案:

(1)实验步骤:

①确定1只小老鼠为实验鼠,腹腔注射胰高血糖素溶液,另一只鼠为对照组,腹腔注射等容量生理盐水。

②将两支试管分别编号为1号和2号，并加入等量的班氏糖定性试剂。

③给药1小时后，对两只小鼠采尿液，实验鼠尿液放入1试管，对照鼠尿液放2试管。

④将两支试管摇匀后，放入盛有开水的烧杯中加热煮沸，待冷却后，观察两试管溶液颜色的变化。

(2) 实验结果预测，解释和结论

1号试管中应出现转红色沉淀，表明实验鼠尿液中含有葡萄糖，2号试管中仍为蓝色，表明对照组的尿液中无葡萄糖。

实验结论：实验鼠血糖升高，出现尿糖现象，是胰高血糖素具有升高血糖的生理作用所引起的。

2.为了验证叶片在光合作用中和呼吸作用中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。

实验材料与用具：烟草幼苗，试管两支，蒸馏水，NaHCO3（为关合作用提供原料），真空泵、暗培养箱、日光灯（实验中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。

实验步骤和预测结果：

⑴剪取两小片相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管。此时，叶片均浮在叶面上。

⑵用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。

⑶

分析预测的结果：

解析：该题是一道实验补充题,题中已给出前两个步骤，这样在一定程度上降低了题目的难度。首先，题中提到溶液中CO2和O2的溶解度以及无氧呼吸忽略不计，所以蒸馏水中的叶片即不能进行光合作用也不能进行有氧呼吸，无气体的产生,始终位于试管的底部，应作为对照组，另支试管作为实验组；其次，要明确证明光合作用和呼吸作用中有气体的产生和消耗，实际上指的就是O2含量的变化，可根据实验组叶片的上升还是下沉来判断氧气的产生和消耗情况。

参考答案：

实验步骤和预测结果：

（3）将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间，结果：NaHCO3西溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。

（4）在将两支试管放在暗培养箱中一段时间，结果：NaHCO3西溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。

分析预测结果：

光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片由于有CO2可以进行光合作用，且光合作用大于呼吸作用，释放的O2多于呼吸作用所消耗的02，叶肉细胞间隙中的O2的含量增加，故叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和O2，不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙中缺乏气体，因此叶片仍为于试管底部，从而证明光合作用中有气体的产生。

叶片在黑暗中只能进行呼吸作用，消耗O2产生CO2，而CO2又溶解于NaHCO3溶液中，当叶肉细胞间隙中缺少气体时会使叶片下沉。

总之,高考对实验的要求在逐渐提高,题目类型也在不断的变化,理解和掌握实验设计基本原则和常规思路,提高分析和设计实验的能力是关键所在。