压力传感器工作原理【实验原理的提炼及应用】
2010年江苏省生物科考试说明，删除了“观察线粒体和叶绿体”(a)的实验，增加了“模拟尿糖的检测”(b)的实验，同时将“探究酶在洗涤方面的作用”由a级提高到b级要求。因此20个考查实验的等级比例a:b:c由2008年10:7:3升高至2009年的7:10:3又连续升高为2010年的5:12:3，对实验考查的等级要求是连年提高。如何进行有效的复习以应对高考要求的连年提高呢?
1 实验原理的定义
所谓实验原理就是实验方法、实验手段、实验操作过程以及实验结果分析等所依据的科学理论。
实验原理的设计要遵循以下基本原则：
①科学性：实验原理首先要遵循实验的科学性原则。实验中涉及到的实验设计依据必须是经前人证明的科学理论。如还原糖与斐林试剂产生砖红色的沉淀，甲状腺激素可以促进幼小动物体的发育等，都是科学理论。②可行性：可行性是指从仪器选取、实验条件和操作等方面来看，实验是否符合实际情况，能否达到实验目的。如“探究培养液中酵母菌数量的动态变化”的实验设计提示中，有的教材给出了“用试管、10mL马铃薯培养液”对酵母菌进行连续7d观察并每天取样检测的方案建议，明显不符合实际情况，实验进行到3、4d左右的时候，就开始出现大量死菌，所以建议学生改用“锥形瓶、50mL培养液”则比较符合实际。除此之外，实验原理的设计还要遵循安全性、简便性、精确性等原则。
2 如何提炼实验原理
总结近几年高考及模拟训练的试题，提炼实验原理的题型无非两种：一种是知道实验的目的和材料写实验原理；另一种是根据实验的过程和步骤等写实验原理。
2.1 根据实验的目的和材料写实验原理
对于这类题型，阐述实验原理首先要明确实验原理的表述内容。实验原理的内容通常表述为实验设计的整体思路，即通过…达到…的目的；还包括实验现象与结果出现的原因以及重要实验步骤设计的根据等。可以概括为对实验的相关理论知识、大致的处理方案、采用的检测手段(含观测指标)三个方面的描述。
如，在“DNA的粗提取和鉴定”实验的原理中，利用“DNA在不同浓度NaCl溶液中的溶解度不同，在0.14 mol／L的NaCl溶液中溶解度最低”的原理来提取DNA，利用“DNA不溶于酒精，而某些杂质溶于酒精”或“酶的专一性”或者是“DNA和蛋白质的热稳定性不同”的原理来初步提纯DNA，就包含了对实验相关的理论知识和大致处理方案的描述；而“DNA遇二苯胺试剂变蓝”则是对检测手段的描述。
[例1]细胞分裂素是由植物的根尖等部位合成的一种植物激素，科学研究表明：细胞分裂索能抑制叶绿素、核酸和蛋白质的降解，抑制叶片衰老。所以在生产中可利用细胞分裂素作保鲜剂。请你设计一个实验证明细胞分裂素有延缓叶片衰老的作用。
(1)实验原理：_______ 。
分析：本题实验原理的提出首先要从题干中提炼出相关理论知识(叶绿素逐渐丧失是叶片衰老最明显的特点，细胞分裂素能通过抑制叶绿素、核酸和蛋白质的降解来抑制叶片衰老。离体的叶片缺乏细胞分裂素，很快就会出现衰老的特点)，据此可以找到大致的处理方案(用细胞分裂素处理离体叶片)和观测指标(记录叶片失绿变黄所需的时间)。这样，就能完整准确地阐述实验的原理了。
答案(1)：叶绿素逐渐丧失是叶片衰老最明显的特点，离体叶片很快就会出现衰老的特点，细胞分裂素能抑制叶绿素、核酸和蛋白质的降解，因此可通过用细胞分裂素来处理离体叶片，记录叶片失绿变黄的所需时间来证明。
2.2 根据实验的过程或步骤写实验原理
对于这一类题型，阐述实验原理必须要解决两个问题：为什么这样操作?为什么出现这样的现象?在回答这两个问题时，可以只针对实验组的处理和变化进行叙述，讲清前因后果，也可以写清对同一实验对象实施不同自变量处理时的变化。
[例2]为确定人体在运动时呼出气体中的CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究：
作出假设：人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。
实验过程：①在3个烧杯中，分别注入100mL蒸馏水，测定其pH。
②实验者在安静状态(静坐2min)、中度运动(步行2min)以及剧烈运动(跳绳2min)后，立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体，测定pH。经多次重复实验，所得平均数据如表1。
请回答：该实验的原理是_____(其他问题略)。
分析：本题实验原理的提出在于回答清楚两个问题：为什么这样操作?(CO2在水中溶解后使水的pH下降，因此让受试者在不同运动状态下呼出气体到水中，通过测定水pH的变化可以推测呼出气体中CO2浓度的变化。)为什么出现这样的现象?(人在不同运动状态下产生的CO2不同，溶于水后也会导致pH不同。)
参考答案：CO2在水中溶解后使水的oH下降，人在不同运动状态下产生的CO2不同，溶于水后也会导致pH不同，通过测定水pH的变化可以推测呼出气体中CO2浓度的变化。
2.3 实验原理在实验设计中的指导作用
准确掌握实验原理可以在实验中指导选择实验材料、选择观测指标、设计方法步骤、预测和分析实验结果。
[例3] 验证CO2是光合作用的必要条件之一。
分析：本题首先需要考虑光合材料的选择：植物(常用盆栽植物、水生植物)、新鲜的叶圆片等，而后根据所选材料分析如何控制“有无CO2供应”的条件(如用NaHCO3溶液提供CO2，用NaOH吸收CO2等)，从而设计出相应的实验步骤，并对实验结果进行分析和预期)。
实验原理一：光照条件下，植物吸收CO2进行光合作用，合成淀粉，遇碘变蓝。a装置中CO2被NaOH吸收，不能进行光合作用，则叶片遇碘不变蓝。
选材：绿色盆栽植物。
实验步骤：①选择两株长势相同的植株，饥饿处理后分别如图装置，适宜光照2h；
②分别取a、b两株植物的叶片，碘蒸气熏蒸，观察叶片是否变蓝(检测指标)。
预期结果：a叶片不变蓝，b叶片变蓝。
实验原理二：光照条件下，B组黑藻利用NaHCO3溶液提供的CO2进行光合作用，释放O2，装置中气体压强大于B装置，红色液滴左移。
选材：水生植物。
实验步骤：选择两株长势相同的黑藻，如图装置(图2)，给予适宜光照；观察红色液滴的移动情况(检测指标)。
预期结果：红色液滴左移。
实验原理三：光照条件下，叶圆片吸收NaHCO3溶液提供的CO2进行光合作用，释放的O2积累在叶肉细胞间隙，叶圆片上浮。
选材：新鲜的叶圆片。
实验步骤：取新鲜叶片，用打孔器打出叶圆片20片，抽去其中空气后，平分为两组，如图放置(图3)，将A、B两装置都置于25％、相同光照条件下，观察叶圆片能否浮起(观测指标)。
预期结果：B组叶圆片很快浮起。
上述实例告诉我们，实验原理是实验设计的依据和思路，是理解、设计实验的基础。要研究实验，只有明确实验的原理，才能真正掌握实验的关键、操作的要点，进而进行实验的设计、改造和创新。因此，在二轮专题复习中，教师要引导学生认真梳理书本实验的基本原理，并加以适当拓展、训练，是提高学生实验能力的重要方法，当然也是应对高考实验考查的有效措施。