例析高中生物学实验题中学生易混淆的几个概念

母华强

(广东省珠海市第二中学 519000)

高中生物学课程对学生的实验能力有着较高要求，并要求学生能够对实验现象和结果进行解释、分析、处理，对实验方案做出恰当评价和修订等要求。但在实际的教学和考试中，笔者发现一些学生对实验题中的一些概念容易混淆，现例析如下，以供广大师生参考。

1 实验结果与结论

实验结果指对实验最后出现的现象或收集到的数据所呈现的规律进行的如实描述；结论是以结果为依据来回答实验目的的，两者一般是不同的。在描述实验结果时应注意对实验组和对照组的观测指标都要进行描述。验证性实验的结果和结论唯一，常用的语言为“是……(结果)，证明……(结论)”。探究性实验是对未知的生物学现象进行探索，如果没有进行实验，则预期的结果及结论是所有可能出现的情况，都要写出来，其书写格式一般为“如果(若)……(结果)则说明……(结论)”，如果已经做了实验，有了结果，则根据结果得出相应的结论(以此回答实验目的)。学生往往将结果和结论混在一起写，条理不清晰，让人不清楚写的是结果还是结论。

例1：赖氨酸是否是大鼠的必需氨基酸。某生物兴趣小组利用下列材料和用具就此问题进行了探究。

材料用具：20只生长发育状况相同的正常幼年大鼠、分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸、不含蛋白质和氨基酸的食物、秤、天平等。实验方案：①配食：取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸，配制成食物A；另取等量不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与A相同，配制成食物B。②分组：将20只大鼠平均分成甲乙两组，分别称量其体重。③饲喂：甲组每天饲喂适量的食物A；乙组每天饲喂等量的食物B，其他条件相同且适宜。④观测：一定时间后，分别测量两组大鼠体重，计算体重增加量。请以表格的形式写出预期实验结果及结论，答案如表1。

表1 实验的预期结果及结论

解析：本实验属于探究实验，但未告诉实验结果，故存在两种情况，对应结论也有两种。结果是对两组大鼠的体重及营养状况作出定性描述，据此作出结论，回答了实验目的——赖氨酸是否是大鼠的必需氨基酸。

例2：实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，为了探究对番茄施加锌肥的最佳用量，做了相关实验，结果如图1，请描述结果并写出结论：________。

图1 锌肥施用量与番茄果实产量的关系

解析：此实验的结果为“在较低范围内，随硫酸锌溶液浓度的增加番茄果实产量增加，超过一定范围，随硫酸锌溶液浓度增加，番茄果实产量下降，浓度越高，产量越低”(结果数据变化规律的描述)。结论为“番茄施加硫酸锌肥料的最佳浓度约为16 mg/L”(回答实验目的)。

2 平行重复实验与多次测量求平均值

为了增加实验结果的可靠性，避免偶然性，需对每组实验在相同条件下进行多次平行重复实验。例如，在探究促进插条生根的生长素类似物的最适浓度的实验中，每组实验所用插条不是一根，而是多根，这就体现了“平行重复实验”的原则。或某实验中每组小鼠10只，也就是这组实验中每只小鼠进行了一次实验，10只就重复了本组实验10次，即进行了平行重复实验。

在实验中，特别是定量测定结果的实验中，为了提高测量数据的准确性，减少误差，一般要求对同一测量指标在相同条件下测量3次求平均值(有时候也需要多次测量求平均值)，以平均值作为最后的实验数据。例如，测量某植株的株高，一般要求测量3次，以3次测量的平均值作为其高度值；对微生物的平板计数中，要求每个浓度下涂布3个平板，以3个平板上菌落的平均数作为最后的菌落数。部分学生常将平行重复实验和多次测量求平均值的目的混淆导致答题答错。

例3：某同学为了探究温度对果胶酶活性影响，其实验步骤如下： 用搅拌器制苹果泥，适量且等量的注入到编号为1、2、3、4、5、6的6支试管中；分别向这6支试管依次注入适量且等量的果胶酶溶液，并混合均匀；将6支试管分别放入25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃的恒温水浴保温10 min；过滤，比较获得果汁的体积。

问题：上述实验中步骤有两处明显不严谨，请指出并改进__________。

参考答案：①没有遵循平行重复实验原则，应该每个温度下至少设置3个重复；②不应将果泥和果胶酶混合后，再置于不同温度水浴，应先将果泥和果胶酶分别置于不同温度下，再将两者混合均匀。

例4：将拟南芥若干幼苗放在含有不同浓度的2,4-D溶液中培养，一定时间后测定植株的株高。每株以3次测量的平均值作为植株的株高。

问：以3次测量的平均值作为株高的目的是什么？__________

参考答案：为了提高测量的准确性，减少误差。

3 结果数据中极值与错误数据的处理

在实验或测量某些数据过程中因某些不可控的因素可能导致少量数据出现明显偏小或偏大的现象(如调查样方中的某乔木的密度)，这样的数据称为极值(或特殊值)。如果实验是科学的，这些数据不是错误数据，分析时不能丢弃，可以在后面单独讨论，探讨其出现的原因。

在利用实验数据进行科学分析时，一定要保证所使用的数据的正确性，不能随意删掉或改动数据，发现错误的数据则要删掉或重新实验或测量。

常见错误是：少数学生在使用实验数据计算时，常将一些极值去掉再计算，或在计算平均值时按照一些体育比赛中裁判打分的方法进行计算，去掉一个最大值和一个最小值然后求平均值，从而出现一些低级性的错误。

例5：对某条状地段的某植物种群密度进行调查，按正确的样方设置和计数，共设置10个样方(每个样方面积25 m2)，数据分别为8、10、6、5、50、8、10、7、10、6。则此地段中某植物的种群密度是每100 m2____株。

参考答案：48株。

例6：对某条状地段的某植物种群密度(较均匀分布)进行调查，按正确的样方设置，共设置10个样方(每个样方面积25 m2)，数据分别为8、10、6、5、50、8、10、7、10、6。后发现其中一个样方的计数记录错误，则数据处理后计算出该地段中某植物的种群密度是每100 m2____株(保留两位小数)。

参考答案：31.11株。

例5和例6题干信息比较相似，但结果数据存在本质不同。例5中暗示结果数据不存在错误，所以在最后计算平均密度时所有样方统计的数据都要用(包括50这个看起来不“正常”的值)。例6中明确指出结果数据有误，错误的数据不能用，要舍弃。根据信息提示，可以知道50这个数据是个错误值，所以最后计算时应将其去掉，用剩下的数据计算平均值。部分学生由于不清楚实验结果数据中极值和错误值的取舍要求，导致计算出错误的结果。