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文檔簡介
1、高中生物實驗設(shè)計專題復(fù)習(xí)材料目標(biāo)要求: 生物科高考說明中對實驗考查的目標(biāo)和要求是“使用恰當(dāng)?shù)姆椒炞C簡單的生物學(xué)事實,并能對實驗結(jié)果進行解釋和分析”。具體的能力考查要求包括兩個部分:一方面是考生能夠設(shè)計簡單的生物學(xué)實驗,另一方面則是能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行解釋和分析。 考查考生設(shè)計實驗方案、驗證生物學(xué)事實的能力,考查考生對實驗結(jié)果分析、解釋和推導(dǎo)結(jié)論的能力,以及根據(jù)某些實驗條件和部分結(jié)果,推測下一步實驗結(jié)果的能力;同時也考查了考生對生物學(xué)實驗中常以圖、表等抽象形式所表達的生物學(xué)意義的理解能力,準(zhǔn)確描述相關(guān)的現(xiàn)象、原理的能力。這種考查目標(biāo)更適應(yīng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的自我展現(xiàn)。這就要求考生能明確掌握生物學(xué)實驗
2、設(shè)計的基本原則和方法,惟其如此,才能設(shè)計出一個完整嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灧桨?,也才能有根有?jù)地分析解釋實驗結(jié)果、推導(dǎo)結(jié)論,根據(jù)部分實驗結(jié)果推測、預(yù)期后續(xù)實驗步驟的結(jié)果及理解、表述等。由于側(cè)重于對實驗?zāi)芰Φ目疾?,設(shè)計型實驗題是近幾年高考的一個熱點。因此,對實驗的復(fù)習(xí),應(yīng)該立足于對基本實驗方法、實驗技能、實驗思維的強化和鞏固著手,培養(yǎng)學(xué)生的實驗分析、實驗改錯、實驗設(shè)計等實驗?zāi)芰Α?所謂設(shè)計型實驗題就是要求考生設(shè)計實驗原理,選擇實驗器材,安排實驗步驟,設(shè)計數(shù)據(jù)處理的方法及分析實驗現(xiàn)象。包括設(shè)計實驗方案、設(shè)計實驗步驟、設(shè)計實驗改進方法等。主要考查我們是否理解實驗原理和會分析實驗結(jié)果,是否具有靈活運用實驗知識的能力
3、,是否具有在不同情景下遷移知識的能力。一. 完整實驗設(shè)計的基本內(nèi)容實驗名稱: 是關(guān)于一個什么內(nèi)容的實驗。(即: 研究或?qū)嶒灥膬?nèi)容)實驗?zāi)康? 要探究或者驗證的某一事實或者做了該實驗后,要解決什么問題?能提高或?qū)W到哪些知識、能力等(從動手能力,觀察能力、基本技能、實驗設(shè)計、顯微鏡的使用等方面分析)實驗原理: 進行實驗依據(jù)的科學(xué)道理。(即完成該實驗所應(yīng)用到的理論依據(jù)是什么?)材料用具:包括實驗材料、儀器或試劑等實驗的操作步驟: 涉及到實驗設(shè)計思想、器材、藥品的使用、實驗設(shè)計原則(科學(xué)性、簡便性、單一變量、可重復(fù)性、控制的體現(xiàn)、控制與與平衡控制等)的體現(xiàn)。實驗測量與記錄: 對實驗過程及結(jié)果應(yīng)有科學(xué)的
4、測量手段與準(zhǔn)確客觀的記錄。實驗結(jié)果預(yù)測及分析: 能夠預(yù)測可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果并分析導(dǎo)致的原因。實驗結(jié)論: 對實驗結(jié)果進行準(zhǔn)確的描述并給出一個科學(xué)的結(jié)論。(注:有些考題要求考生預(yù)測可能的實驗結(jié)果,并推斷相關(guān)的結(jié)論。)注:關(guān)于“假設(shè)”“預(yù)期”“結(jié)果”與“結(jié)論”的辨析 (1)假設(shè) “假設(shè)”,也稱假說或猜測,是指用來說明某種現(xiàn)象但未經(jīng)證實的論題,也是對所提出的問題作出的參考答案,即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實材料或科學(xué)原理,通過創(chuàng)造性思維,提出初步假定。如“孟德爾分離現(xiàn)象解釋驗證”的測交實驗中,提出的假說是:“FI(Dd)產(chǎn)生配子時,因等位基因分離,使得 FI產(chǎn)生含基因D和基因d的兩種配子,且其數(shù)目相等?!痹偃纭坝^察
5、植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗中,提出的假說應(yīng)為: 當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度細(xì)胞液濃度細(xì)胞失水 當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度細(xì)胞液濃度細(xì)胞吸水(2)預(yù)期 “預(yù)期”是在實驗設(shè)計方案確定以后,實驗正式實施之前,根據(jù)假說和原理,對實驗可能出現(xiàn)的結(jié)果的判斷,是依據(jù)提出的假說進行推理,得出假定性結(jié)果或推論,即“假如假設(shè)成立,則應(yīng)有何種結(jié)果”,如“孟德爾分離現(xiàn)象驗證實驗,假如假說成立則有測交的后代應(yīng)出現(xiàn)Dd與dd為1:1的結(jié)果,即高莖與矮莖數(shù)量比應(yīng)為1:1”,而“觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗”中,假若假設(shè)成立,則應(yīng)有處于高濃度(30)蔗糖溶液中的洋蔥表皮細(xì)胞因不斷失水質(zhì)壁分離,而處于清水中的已分離細(xì)胞因細(xì)胞吸水質(zhì)壁分離復(fù)原(
6、3)結(jié)果: 結(jié)果應(yīng)為實驗實際出現(xiàn)的情況,如“孟德爾分離現(xiàn)象解釋實驗”中出現(xiàn)的結(jié)果為“得到的64株后代中,30株高莖,34株矮莖,兩種性狀分離比為1:1”而“質(zhì)壁分離復(fù)原實驗”中處于30蔗糖溶液中的洋蔥表皮細(xì)胞果真發(fā)生了質(zhì)壁分離,而處于清水中的已分離細(xì)胞果真發(fā)生了復(fù)原現(xiàn)象。(4)結(jié)論: 結(jié)論的得出須依據(jù)實驗結(jié)果,即若出現(xiàn)的結(jié)果與預(yù)期結(jié)果一致則得出與先前的假說一致的結(jié)論或“假說成立”,若實驗出現(xiàn)的結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不符,則得出的結(jié)論應(yīng)為“假說不成立”。由此可知,“假設(shè)”應(yīng)對應(yīng)“結(jié)論”,“預(yù)期”應(yīng)對應(yīng)“結(jié)果”,在實驗討論時應(yīng)注意描述的科學(xué)性即“如果出現(xiàn)何種結(jié)果,則應(yīng)有何種結(jié)論”,例如用檢測呼吸裝置的紅色
7、液滴檢測酵母菌呼吸類型時,應(yīng)為若液滴向左移動則推出什么結(jié)論,若液滴向右移動則推出什么結(jié)論,而不能描述為“若為有氧呼吸,則液滴向哪移動”,再如在驗證淀粉,碘液能否通過半透膜時應(yīng)描述為“若袋內(nèi)外液體均變藍(結(jié)果或現(xiàn)象),則淀粉、碘液均能通過半透膜。”而不能描述為“若淀粉、碘液均能通過,則袋內(nèi)外液體均變藍”。二實驗設(shè)計的主要基本原則1 科學(xué)性原則實 驗是人為控制條件下研究事物(對象)的一種科學(xué)方法;是依據(jù)假設(shè),在人為條件下對實驗變量的變化和結(jié)果進行捕獲、解釋的科學(xué)方法??茖W(xué)研究的過程本身就是科學(xué),并不是說研究的結(jié)論才是科學(xué)方法。因此,在實驗設(shè)計中必須有充分的科學(xué)依據(jù)。生物學(xué)實驗中,一種生命現(xiàn)象的發(fā)生
8、往往有其復(fù)雜的前因后果,從不同角度全面地分析問題就是、科學(xué)性的基本原則。如綠色植物新陳代謝中的物質(zhì)代謝有各種細(xì)胞的參與,有各種物質(zhì)在不同方面的變化。分析問題、設(shè)計實驗的全面性和科學(xué)性體現(xiàn)了邏輯思維的嚴(yán)密性??茖W(xué)性原則:包括實驗原理的科學(xué)性、實驗材料選擇的科學(xué)性、實驗方法的科學(xué)性、實驗結(jié)果處理的科學(xué)性。 實驗原理的科學(xué)性實驗原理是實驗設(shè)計的依據(jù),也是用來檢驗和修正實驗過程中失誤的依據(jù),因此它必須是經(jīng)前人總結(jié)或經(jīng)科學(xué)檢驗得出的科學(xué)理論。如2000年全國高考考試題第25題,本題要求學(xué)生設(shè)計實驗驗證鈣離子在血液凝固中的作用。題中給出了兩個實驗原理;血液中的鈣離子在血液凝固過程中起重要作用,若缺少它則血
9、液不能凝固;草酸鈣溶液能與血液中的鈣離子發(fā)生反應(yīng),形成草酸鈣沉淀,因此具有抗凝血作用。這兩條原理科學(xué)而且完整,學(xué)生可由此產(chǎn)生明確的設(shè)計思路。實驗材料選擇的科學(xué)性根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒炘磉x擇恰當(dāng)?shù)膶嶒灢牧?,是保證實驗達到預(yù)期結(jié)果的關(guān)鍵因素之一。如“還原性糖鑒定實驗”中以蘋果或雪梨細(xì)胞組織液為材料,以及“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離與復(fù)原”實驗中以紫色洋蔥為實驗材料等實驗都是一些經(jīng)典的成功選材的范例。思考:還原糖的鑒定、蛋白質(zhì)的鑒定、植物細(xì)胞有絲分裂觀察、葉綠體色素提取與分離、植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原、細(xì)胞質(zhì)流動的觀察等實驗中應(yīng)選擇哪些實驗材料才能得到較好的實驗效果?為什么?實驗方法的科學(xué)性只有科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒?/p>
10、方法,才能得出正確而可靠的實驗結(jié)果。如鑒定蛋白質(zhì)的實驗中,根據(jù)蛋白質(zhì)分子在堿性環(huán)境中與硫酸銅反應(yīng)形成紫色的反應(yīng)特點,實驗過程中必須先加雙縮脲試劑A液(質(zhì)量濃度為0.1g/ml的氫氧化鈉溶液),振蕩后再加B液(質(zhì)量濃度為0.01g/ml的硫酸銅溶液)。而不能反過來,或把A液與B液混合后加入,這樣均不能得到預(yù)期的實驗結(jié)果。思考:在光合作用強度的檢測實驗中用綠光燈照射可看成是黑暗條件的依據(jù)是什么?在鑒定光合作用產(chǎn)物實驗中,為什么要對植物進行饑餓處理,這樣做的科學(xué)性體現(xiàn)在哪里?實驗結(jié)果處理的科學(xué)性對于實驗過程中得到的一些數(shù)據(jù),現(xiàn)象或其它信息,不能簡單處理,應(yīng)首先整理后仔細(xì)分析,找出它們所能夠透露給我們
11、的最大信息量。2.平行復(fù)重原則:即控制某種因素的變化幅度,在同樣條件下重復(fù)實驗,觀察其對實驗結(jié)果影響的程度。任何實驗都必須能夠重復(fù),這是具有科學(xué)性的標(biāo)志。任何實驗必須有足夠?qū)嶒灤螖?shù),才能避免結(jié)果的偶然性,使得出的結(jié)論準(zhǔn)確、科學(xué)。平衡重復(fù)原則要求控制某種因素的變化強度,在同樣條件下重復(fù)實驗,觀察其對實驗結(jié)果的影響程度。由以上實驗設(shè)計的特點來看,采用了平行重復(fù)的原則來進行,消除了無關(guān)變量與額外變量的干擾,可多次重復(fù)該實驗,使得實驗結(jié)果更加客觀、科學(xué)。3.對照性原則:科學(xué)、合理的設(shè)置對照可以使實驗方案簡潔、明了,且使實驗結(jié)論更有說服力。 實驗中的無關(guān)變量很多,必須嚴(yán)格控制,要平衡和消除無關(guān)變量對實驗
12、結(jié)果的影響,對照實驗的設(shè)計是消除無關(guān)變量影響的有效方法。由于同一種實驗結(jié)果可能會被多種不同的實驗因素所引起,因此如果沒有嚴(yán)格的對照實驗,即使出現(xiàn)了某種預(yù)想的實驗結(jié)果,也很難保證該實驗結(jié)果是由某因素所引起的,這樣就使得所設(shè)計的實驗缺乏應(yīng)有的說服力??梢娭挥性O(shè)置對照實驗,才能有效地排除其它因素干擾結(jié)果的可能性。才能使設(shè)計顯得比較嚴(yán)密,所以大多數(shù)實驗,尤其是生理類實驗往往都要有相應(yīng)的對照實驗。如何設(shè)置對照實驗?zāi)??所謂對照實驗是指除所控因素外其它條件與被對照實驗完全相等的實驗。對照實驗設(shè)置的正確與否,關(guān)鍵就在于如何盡量去保證“其它條件的完全相等”。具體來說有如下四個方面:所有用生物材料要相同即所用生物
13、材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。所用實驗器具要相同即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小型號要完全一樣。所用實驗試劑要相同即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題。所用處理方法要相同如:保溫或冷卻:光照或黑暗;攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說,看起來似乎是毫無意義的,但最好還是要作同樣的處理。設(shè)置對照組有4種方法:(1)空白對照:即不給對照組做任何處理;例如,在“唾液淀粉酶催化淀粉”的實驗中,實驗組滴加了唾液淀粉酶液,而對照組只加了等量的蒸餾水,起空白對照。課本中涉及到的用甲狀腺制劑飼喂蝌蚪與正常情況下蝌蚪不作
14、任何處理對照就屬于空白對照;在還原糖鑒定實驗中留一部分樣液不加入斐林試劑,以作對照。(2)條件對照:即雖給對照組施以部分實驗因素,但不是所研究的實驗處理因素;這種對照方法是指不論實驗組還是對照組的對象都作不同條件的處理,目的是通過得出兩種相對立的結(jié)論,以驗證實驗結(jié)論的正確性。例如,在“動物激素飼喂小動物”的實驗中,采用等組實驗法,甲組為實驗組(飼喂甲狀激素),乙組為條件對照(飼喂甲狀抑制劑);不飼喂藥劑的是空白對照組;課本中涉及到溫度對淀粉酶活性影響的實驗中0、100等溫度下的對照則為條件對照;,顯然,通過條件對照實驗說服力大大提高。(3)自身對照:指對照組和實驗組都在同一研究對象上進行,不再
15、另外設(shè)置對照組;例如“質(zhì)壁分離與復(fù)原”實驗,自身對照簡便,但關(guān)鍵要看清楚實驗處理前后的現(xiàn)象及變化差異。將過氧化氫酶加入過氧化氫溶液中證明酶是生物催化劑可催化過氧化氫水解,即自身對照,處理前的對象狀況為對照組,處理后的對象變化為實驗組。課本中涉及到將過氧化氫酶加入H202液中說明酶是生物催化劑,則屬于自身對照;(4)相互對照:不單獨設(shè)置對照組,而是幾個實驗相互為對照。即實驗與對照在同一對象上進行.這種方法常用于等組實驗中?!爸参锵蚬庑浴睂嶒炛?,利用若干組燕麥胚芽的不同條件處理的實驗組之間的對照,說明了生長素與植物生長彎曲的關(guān)系。證明玉米根的生長方向與地心引力的關(guān)系實驗中不同方向放置的玉米種子之間
16、則屬于相互對照。再如: 在探究溫度(或pH)對酶催化活性影響實驗中溫度(或pH)(0度、50度,100度) 為條件對照。清水(軟水) 、河水(硬水) 對加酶洗衣粉影響中,清水(軟水) 、河水(硬水) 為相互對照。用缺素營養(yǎng)液培養(yǎng)的出現(xiàn)缺素癥狀的植株加入某元素后恢復(fù)正常為自身對照。.在實驗中要找出一個最佳效果點,就要采取相互對照進行實驗?!皩嶒灲M”與“對照組”確認(rèn):一個實驗通常分為實驗組和對照組(控制組)。實驗組是施加實驗變量處理的被試組;對照組是不施加實驗變量處理的對象組,兩者對無關(guān)變量的影響是相等的,兩組之間的差別,被認(rèn)為是來自實驗變量的結(jié)果,如 2005年春季高考題中為研究光對幼苗生長的影
17、響時實驗變量應(yīng)為撤掉光照,因而暗處生長的小麥幼苗應(yīng)為實驗組,而自然狀態(tài)(即來接受實驗變量處理)的小麥幼苗應(yīng)為對照組,通過對照組能增強實驗的信度。說明:根據(jù)實驗?zāi)康囊螅彩巧婕按_定變化因素之間的因果關(guān)系的實驗中,一般都需要設(shè)計對照組實驗。中學(xué)階段所要求的實驗設(shè)計一般多采用對照的原則,因為科學(xué)、合理的設(shè)置對照可以使實驗方案簡潔、明了,且使實驗結(jié)論更有說服力。4. 單因子變量原則和等量性原則此兩個原則都是在設(shè)計對照實驗時必須堅持的原則。所謂單因子變量原則,強調(diào)的是實驗組和對照組相比只能有一個變量,只有這樣當(dāng)實驗組和對照組出現(xiàn)不同結(jié)果時,才能確定造成這種不同結(jié)果的原因肯定是這個變量造成的,從而證明實
18、驗組所給實驗因素的作用,因此在設(shè)計對照組實驗時首先要確定變量并加以正確設(shè)置,至于將誰作為變量則很容易確定,即要驗證誰則把誰作為變量,也就是要把所要驗證的中心條件作為變量。如要探索PH對淀粉酶活性的影響,則需把PH作為變量;要驗證光合作用需要光則應(yīng)將光作為變量;要驗證光合作用需二氧化碳則把二氧化碳作為變量等等。等量性原則與單因子變量原則是完全統(tǒng)一的。只不過強調(diào)的側(cè)面不同,單因子變量原則強調(diào)的是實驗變量的單一性,而等量性原則強調(diào)的是除了實驗變量之外的一切對實驗結(jié)果有影響的無關(guān)變量必須嚴(yán)格控制等量即相同,以平衡和消除無關(guān)變量對結(jié)果的影響,需要強調(diào)的是這些無關(guān)變量在進行嚴(yán)格控制時,不但要等量,而且是在
19、適宜條件下的等量,常態(tài)條件下的等量。如在探索PH對酶活性影響的實驗中,單一變量是PH,除PH之外的其他一切對酶活性有影響的無關(guān)變量不但要嚴(yán)格控制等量,而且要適宜的量,如對溫度的控制不但要相同,而且要適宜,即要給予酶活性所需的適宜的溫度,而不能控制在低溫或高溫條件下的等量。不論一個實驗有幾個實驗變量,都應(yīng)確定一個實驗變量對應(yīng)觀測一個反應(yīng)變量,這就是單一變量原則,它是處理實驗中的復(fù)雜關(guān)系的準(zhǔn)則之一。 實驗變量與反應(yīng)變量:實驗變量是實驗中由實驗者操縱的因素或條件,是作用于實驗對象的刺激變量(也稱自變量),自變量須以實驗?zāi)康暮图僭O(shè)為依據(jù),應(yīng)具有可變性和可操作性。反應(yīng)變量(又稱因變量),是隨自變量變化而
20、產(chǎn)生反應(yīng)或發(fā)生變化的變量,反應(yīng)變量是研究是否成功的證據(jù),應(yīng)具可測性和客觀性。二者關(guān)系:實驗變量是原因,反應(yīng)變量是結(jié)果,即具因果關(guān)系。例如:關(guān)于“唾液淀粉酶水解淀粉”的實驗中,“低溫(冰塊)、適溫(37)、高溫 (沸水)就是實驗變量,而這些變量引起的實驗變化結(jié)果就是反應(yīng)變量。該實驗旨在獲得和解釋溫度變化(實驗變量)與酶的活性(反應(yīng)變量)的因果關(guān)系。 無關(guān)變量與額外變量:無關(guān)變量(控制變量)是指實驗中除實驗變量外的影響實驗結(jié)果與現(xiàn)象的因素或條件。即是指與研究目標(biāo)無關(guān),但卻影響研究結(jié)果的變量. ,實驗者應(yīng)嚴(yán)格控制無關(guān)變量,否則實驗結(jié)果的真實性無法得到認(rèn)定、我們常在實驗過程中強調(diào)“選取生長狀況相同的幼
21、苗”“數(shù)量大小相同的種子”“置于相同并適宜條件下培養(yǎng)”“加入等量的清水”等均是為了控制無關(guān)變量對實驗結(jié)果的干擾。由無關(guān)變量引起的變化結(jié)果就叫額外變量。二者關(guān)系:也是前因后果的關(guān)系。但它們的存在對實驗與反應(yīng)變量的獲得起干擾作用。例如:“唾液淀粉酶實驗”中,除實驗變量(溫度)外,試管的潔凈程度、唾液的新鮮程度、淀粉濃度、溫度處理的時間長短等等就屬于無關(guān)變量。如無關(guān)變量中的任何一個或幾個對三組實驗不等同、不均衡,就會產(chǎn)生額外變量,影響實驗的真實結(jié)果。實驗變量,或稱自變量,指實驗假設(shè)中涉及的給定的研究因素。反應(yīng)變量,或稱因變量,指實驗變量所引起產(chǎn)生的結(jié)果或結(jié)論。而其他對反應(yīng)變量有影響的因素稱之為無關(guān)變
22、量,觀察其對實驗結(jié)果的影響?!景咐饰觥坷?,生物課本內(nèi)溫度對酶活性影響的實驗中:實驗變量是低溫(冰水),適溫(60),高溫(沸水);酶的活性變化即反應(yīng)變量;試管的潔凈度,淀粉酶的稀釋度,可溶性淀粉的濃度,碘液的量和濃度,溫度處理時間,操作程序等是無關(guān)變量。實驗中不論有幾個實驗變量,都應(yīng)做到每個自變量對應(yīng)一個因變量,此外還要做到操作規(guī)范。在實驗設(shè)計、實施的全過程中,應(yīng)嚴(yán)格操縱實驗變量,嚴(yán)格控制無關(guān)變量,盡可能消除誤差,獲取較為精確的反應(yīng)變量。 三. 實驗設(shè)計的具體方法1.實驗設(shè)計的應(yīng)對策略A.理解實驗原理對實驗設(shè)計的重要作用 每一個生物實驗材料的選擇、實驗裝置的確定、實驗步驟和實驗方法的安排都
23、不是隨意的、盲目的,而是有其實驗原理作為依據(jù)的。實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果的預(yù)期也是依據(jù)實驗原理而作出的??梢?,實驗原理是實驗設(shè)計的依據(jù)。 B.應(yīng)認(rèn)真研究實驗課題.找出其中的實驗變量和反應(yīng)變量,理解題目已知條件所隱含的意義。明確實驗?zāi)康?、實驗原理及實驗要求的基本條件。充分利用所給器材和試劑,構(gòu)思實驗變量的控制方法和實驗結(jié)果的捕獲方法。般情況下,題目中所指定的器材、試劑,任何一種都應(yīng)在實驗的相關(guān)步驟中出現(xiàn),避免遺漏或自行增加某種器材或試劑。精心策劃實驗方法、嚴(yán)格設(shè)計實驗過程、合理設(shè)置對照或變量,并引入科學(xué)的測量方法C.反應(yīng)變量的確定和控制 生物實驗設(shè)計中,反應(yīng)變量的確定非常重要,因為任何一個科學(xué)實驗的結(jié)
24、論都是從反應(yīng)變量所表現(xiàn)出的數(shù)量、質(zhì)量或狀態(tài)的事實中推導(dǎo)或分析出來的。生物實驗中很多反應(yīng)變量就是實驗條件。設(shè)計實驗時,應(yīng)該根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒炘韥泶_定對實驗結(jié)果有影響的反應(yīng)變量。同時,對其他無關(guān)變量或非研究變量應(yīng)進行控制。對變量的控制所要遵循的原則是對照原則,即控制其他因素不變,而只改變其中一個因素(反應(yīng)變量),觀察其對實驗結(jié)果的影響。通過對照的建立,達到對變量的控制,這是生物實驗設(shè)計的靈魂。 2. 實驗設(shè)計常用的一些基本實驗方法及技術(shù)使學(xué)生熟悉常用的實驗方法和技術(shù),理解每種方法和技術(shù)的適用情況并熟練掌握其操作技能,以便在設(shè)計實驗時能進行遷移和利用。主要包括以下幾個方面:(1)光學(xué)顯微鏡的作用
25、適用于觀察生物的微觀結(jié)構(gòu),如細(xì)胞結(jié)構(gòu),包括光鏡下可看到的各種細(xì)胞器。要求學(xué)生熟練掌握顯微鏡的使用技術(shù)。(2)臨時裝片、切片和涂片的制作 適用于顯微觀察,凡需在顯微鏡下觀察的生物材料,必須先制成臨時裝片、切片和涂片,如“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”中要制作洋蔥表皮細(xì)胞的臨時裝片,在“生物組織中脂肪的鑒定”中要制作花生種子的切片等。(3)研磨、過濾 適用于從生物組織中提取物質(zhì)如酶、色素等,要求學(xué)生熟練掌握研磨過濾的方法,如研磨時要先將生物材料切碎,然后加入磨擦劑(常用二氧化硅)、提取液及其他必要物質(zhì),充分研磨之后,往往要進行過濾,以除去渣滓,所用過濾器具則根據(jù)需要或根據(jù)試題中提供的器材加以選用,
26、如可用濾紙、紗布、脫脂棉、尼龍布等等。(4)解離技術(shù) 用于破壞細(xì)胞壁,分散植物細(xì)胞,制作臨時裝片。(5)恒溫技術(shù) 適用于酶參加的生化反應(yīng),一般用水浴或恒溫箱。根據(jù)題目要求選用。(6)紙層折技術(shù) 適用于溶液中物質(zhì)的分離。主要步驟包括制備濾紙條、畫濾液細(xì)線、層析分離。(7)植物葉片生成淀粉的鑒定 適用于光合作用的有關(guān)實驗,主要步驟包括饑餓處理、光照、酒精脫色、加碘。另外還有根尖培養(yǎng)、幼小動物的飼養(yǎng)、植物必需元素的鑒定、同位素示蹤技術(shù)等。3.實驗設(shè)計的步驟實驗設(shè)計往往是解答實驗題的難點,但只要理清思路,找準(zhǔn)方法和突破口,也能化難為易。實驗的設(shè)計可遵循以步驟進行。(1)了解題目要求:認(rèn)真讀題(2)寫出
27、實驗名稱: 指出是什么實驗,(3)寫出實驗?zāi)康? 弄清該題要驗證或探究的是什么樣的生物學(xué)事實。即明確實驗要解決什么問題。一般在題干中有“驗證”、“證明”、“探究”,其后內(nèi)容就是實驗的目的。有些實驗需要對其去粗取精,提煉要點. (4)寫出實驗原理: 就是完成該實驗的理論依據(jù)是什么?這就需要分析實驗中所涉及的生物學(xué)及相關(guān)學(xué)科中的知識、方法,以及所依據(jù)的科學(xué)科學(xué)原理。另外提供的實驗儀器的使用方法和原理也是應(yīng)考慮在內(nèi)。此過程要求學(xué)生利用儲備知識獨立分析、運用。對所學(xué)知識運用要求較高,這是完成實驗設(shè)計題目的的關(guān)鍵。(5)寫出實驗操作過程:大多數(shù)題目要求寫出實驗步驟,這是學(xué)生束手無策失分較多的地方??偨Y(jié)下
28、面一條書寫模式,能夠使書寫條理,思路清晰。A選材:選材應(yīng)保持條件相同(如:日齡相同、體重相近的雄性成年大白鼠)B編組標(biāo)號:研究對象、器皿等要編組標(biāo)號,設(shè)立實驗組和對照組;C實驗處理:分別對實驗組和對照組施加單一變量;除實驗變量外,對實驗組和對照組的培養(yǎng)、飼養(yǎng)等條件應(yīng)要相同,即控制無關(guān)變量。后面步驟中要用到的東西,如果題目沒有給出,則必須在前面的步驟中準(zhǔn)備好,如實驗中要用蔗糖液,而題目中只給出蔗糖,我們就要先配制好蔗糖液;題目中如果已經(jīng)給好(如給的是配好的試劑),則不能再配制了。表格的設(shè)計:要理清設(shè)計思路:首先要讀懂題目要求在表格“工作區(qū)”記錄的內(nèi)容。(題目中有明確的要求)其次要明確表格的第一列
29、寫什么?第一行寫什么?注意在第一列或第一行中肯定要寫組別,即實驗組和對照組(相互對照中組數(shù)可能更多)。再繪制表格(切記:表格“工作區(qū)”是預(yù)留給所設(shè)計的實驗中記錄到的數(shù)據(jù),而不是要學(xué)生造出數(shù)據(jù)來填入其中。因此只要設(shè)計完成一張空白表格即可。設(shè)計表格時,要先在草稿紙上畫出表格輪廓,再寫入答題紙中。)表格設(shè)計好后,切勿忘記給表格添上題注(即表格名稱)。坐標(biāo)圖的設(shè)計:要理清橫軸的含義?縱軸的含義?縱橫軸的單位?曲線的走勢?關(guān)鍵點?D培養(yǎng)(或飼養(yǎng))、觀察、記錄觀察記錄實驗現(xiàn)象和實驗數(shù)據(jù).E實驗結(jié)果分析或者預(yù)測實驗現(xiàn)象: 要弄清題目的目的是“驗證型的”還是“探究型的”。如果是“驗證型的”實驗,則要根據(jù)所學(xué)知
30、識和原理,分析得出應(yīng)有的實驗結(jié)果和推出相應(yīng)的結(jié)論,(此時一般只有一個結(jié)果和相應(yīng)的結(jié)論,且結(jié)論與實驗?zāi)康南鄬?yīng))。若是“探究型的” 實驗,則要根據(jù)原理、目的,預(yù)測出可能的結(jié)果和推出相應(yīng)的結(jié)論(此時一般有幾個不同結(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論)。預(yù)測結(jié)果“三步曲”a實驗預(yù)測驗證性實驗 如“驗證”、“證明”都可預(yù)測到與實驗?zāi)康囊恢碌慕Y(jié)果。聯(lián)系實驗?zāi)康牡贸鼋Y(jié)論。結(jié)論是合理的、科學(xué)的、肯定的。不少結(jié)論是在實驗要驗證的內(nèi)容中尋找。探究性(預(yù)測結(jié)果“三步曲”) 實驗如“探究”預(yù)測的實驗結(jié)果不惟一,大多有三種可能:“變量促進結(jié)果;變量抑制結(jié)果;變量與結(jié)果無關(guān)”,或“全肯定;全否定;一肯定一否定”等。b很多實驗是化學(xué)反應(yīng)類型
31、,肉眼觀察不到,應(yīng)該考慮加入批示劑,借助顏色變化或儀器輔助觀察。實驗結(jié)果可采用文字描述、表格、坐標(biāo)曲線等方式描述。F實驗結(jié)論 通過現(xiàn)象、結(jié)果的分析,概括出規(guī)律性的問題,結(jié)論一般就是實驗的目的。注意驗證性實驗中,實驗?zāi)康?、實驗(或預(yù)測)結(jié)果和實驗結(jié)論三者是一致的。結(jié)果是 指通過實驗所觀察到的實驗現(xiàn)象或通過實驗直接得到的“成果”。驗證性實驗中,由于要驗證的結(jié)論是肯定的,因此無實驗假設(shè)。在驗證實驗中,如果實驗記錄作為題目條件已出現(xiàn),那么就可得到肯定的實驗結(jié)論。G討論 討論的內(nèi)容可以是實驗中的內(nèi)容,也可以是跟實驗有關(guān)的其他問題。這一規(guī)范并非一成不變,在運用時掌握基本原則,靈活處理,才能以不變應(yīng)萬變。實
32、驗設(shè)計不是教材實驗的簡單再現(xiàn),它來源于教材又與教材有別,體現(xiàn)了“源于教材,高于教材”的命題思路。四、實驗設(shè)計的類型分為:探究性實驗與驗證性實驗探究性實驗:指實驗者在不知曉實驗結(jié)果的前提下,通過自己實驗、探索、分析、研究得出結(jié)論,從而形成科學(xué)概念的一種認(rèn)知活動。驗證性實驗:指實驗者針對已知的實驗結(jié)果而進行的以驗證實驗結(jié)果、鞏固和加強有關(guān)知識內(nèi)容、培養(yǎng)實驗操作能力為目的的重復(fù)性實驗探究性實驗驗證性實驗實驗?zāi)康奶剿餮芯繉ο蟮奈粗獙傩?、特征以及與其他因素的關(guān)系驗證研究對象的已知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系實驗假設(shè)假設(shè)一般采用“如果A,則B” 的形式表述,是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實對所要研究的對象設(shè)想
33、出一種或幾種可能性的答案、解釋 因結(jié)論是己知的,因此不存在假設(shè)問題實驗原理因探究內(nèi)容而異因驗證內(nèi)容而異實驗過程應(yīng)有的實驗步驟實際上并未完成,因探究內(nèi)容而異 應(yīng)有的實驗步驟,可以是曾經(jīng)做過或尚未做過的,因驗證內(nèi)容而異實驗現(xiàn)象未知,可以不描述已知,應(yīng)準(zhǔn)確描述實驗結(jié)果預(yù)測對應(yīng)假設(shè),分類討論。一般需討論“如果出現(xiàn)結(jié)果會怎樣,如果出現(xiàn)結(jié)果或又會怎樣” 。但有時也會出現(xiàn)“預(yù)測最可能的結(jié)果”的問題此種情況應(yīng)根據(jù)已有知識推測最合理的結(jié)果。無 實驗結(jié)論不同的預(yù)測結(jié)果有相應(yīng)的不同結(jié)論 對應(yīng)實驗?zāi)康淖龀隹隙ńY(jié)論五、實驗設(shè)計的實例分析高考試卷中實驗設(shè)計試題有三種類型:全程設(shè)計、補充設(shè)計、設(shè)計改錯。近幾年高考中,前兩種
34、題型出現(xiàn)的次數(shù)較多。 (一)全程設(shè)計:試題明確給出了實驗?zāi)康暮驮?,要求學(xué)生通過步驟的設(shè)計,驗證或探究一個實驗?zāi)康模玫较鄳?yīng)的結(jié)果和結(jié)論。 1、驗證性實驗的全程設(shè)計實例例:(2004年廣東39題)為了驗證甲狀腺激素的生理作用,試以大白鼠的耗氧量和活動量為觀察指標(biāo),根據(jù)給出的實驗材料和用具,設(shè)計實驗步驟,預(yù)測實驗結(jié)果,并作出分析。(1)材料和用具:日齡相同體重相近的雄性成年大白鼠兩組,甲狀腺激素溶液,蒸餾水,灌胃器,耗氧量測定裝置,小動物活動測定儀等。(實驗提示:給藥途徑為每日灌胃,給藥劑量和儀器操作不作考試要求,室溫恒定。)(2)方法與步驟:(3)結(jié)果預(yù)測與分析:答案(2)方法與步驟: 將兩組
35、大白鼠分別標(biāo)號為甲組和乙組,并分別用給出的儀器,測定與記錄耗氧量和活動量。每日用灌胃器給予甲組鼠灌胃甲狀腺激素溶液,給予乙組鼠灌胃等量的蒸餾水,飼養(yǎng)一定的時期。測定與記錄甲、乙組鼠的耗氧量和活動量。(3)結(jié)果預(yù)測與分析未給甲狀腺激素時,甲、乙兩組鼠的耗氧量和活動量相近。給甲組鼠甲狀腺激累后,其耗氧量和活動量均大于乙組鼠。結(jié)果表明甲狀腺激素能促進新陳代謝,加速體內(nèi)物質(zhì)的氧化分解,提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性,從而使動物的耗氧量和活動量增加。 2、探究性實驗的全程設(shè)計例:(廣州市2005年一模)綠豆種子萌發(fā)初期的生長主要是胚軸的伸長。某研究性學(xué)習(xí)小組從一個農(nóng)科所獲得了一種復(fù)合肥料,他們想探究這種復(fù)合肥料溶
36、液在什么濃度范圍對綠豆萌發(fā)初期的生長促進作用最大。請你利用下列材料,參與他們的實驗設(shè)計。 材料:做好標(biāo)記的大號培養(yǎng)皿若干個、剛萌發(fā)出一小段胚軸的綠豆種子若干組(10粒組)、復(fù)合肥料顆粒、蒸餾水、脫脂棉、直尺等實驗步驟: 最后,將實驗數(shù)據(jù)進行比較分析,得出結(jié)論。答案:(1)配制一系列不同濃度的復(fù)合肥料溶液。(確定自變量)(2)分別測量已萌發(fā)綠豆胚軸的長度,并計算各組的平均值,記錄下來。(確定因變量,前測,收集、處理數(shù)據(jù))(3)將分別用不同濃度的復(fù)合肥料溶液浸潤過的脫脂棉,鋪在不同的培養(yǎng)皿中,再將幾組已萌發(fā)的綠豆分別放入其中。另外設(shè)置一個用蒸餾水代替復(fù)合肥料溶液處理的對照組。(設(shè)置實驗組和對照組)
37、(4)將上述裝置放在溫度等外界環(huán)境條件適宜且相同的地方培養(yǎng)。(控制無關(guān)變量)(5)幾天后,再次測量綠豆胚軸的長度,計算各組平均值,記錄下來。(后測,收集處理數(shù)據(jù))(二)補充設(shè)計:試題明確給出了試驗?zāi)康?、原理和部分設(shè)計步驟,要求把其他步驟補充完整。1、驗證性實驗的補充設(shè)計例1:含適宜濃度IAA的瓊脂塊qiongzhikuai 空白瓊脂塊(2001年高考)有人設(shè)計了下列實驗,試圖證明“生長素(IAA)在植物體內(nèi)的運輸,主要是從植物體形態(tài)學(xué)上端(頂端)向下端(基端)運輸,而不能倒轉(zhuǎn)過來運輸(如生長素只能從胚芽鞘的上端向下端運輸)”。一、材料用具:胚芽鞘、瓊脂、刀片等二、方法步驟與結(jié)果含IAA瓊脂頂端
38、基端瓊脂塊(a)過一段時間后含IAA瓊脂頂端基端空白瓊脂(一) 制備瓊脂塊(二)取一段胚芽鞘中間部分,上面放含IAA的瓊脂塊,下面放空白瓊脂塊。 (三)取步驟(二)下面瓊脂塊(a)的部分放在去尖的胚芽鞘一側(cè)過一段時間后三、結(jié)論:以上實驗證明了“生長素(IAA)在植物體內(nèi)的運輸,主要是從植物體形態(tài)學(xué)上端(頂端)向下端(基端)運輸,而不能倒轉(zhuǎn)過來運輸”。 我們認(rèn)為,僅用該實驗步驟(一)、(二)、(三)還不足以嚴(yán)密論證以上結(jié)論,請在上述實驗的基礎(chǔ)上補充相應(yīng)的實驗方法、步驟和結(jié)果。補充方法、步驟與結(jié)果(一):(4分) 另取一段胚芽鞘中間部分倒放。上面放含 IAA 的瓊脂塊,下面放空白瓊脂塊 。補充方法
39、、步驟與結(jié)果(二):(4分) 取補充步驟(一)下面瓊脂塊(b)的一部分放在去尖的胚芽鞘一側(cè),一段時間后觀察,胚芽鞘不向?qū)?cè)彎曲 。例2.植物開花受開花激素的影響。下圖所示光周期(日照長短)誘導(dǎo)植物開花激素的產(chǎn)生以及影響開花的實驗圖中植物去掉了頂端的全部葉子,A、D植株分別接受長日照、短日照; B、C植株方框內(nèi)為受短日照處理的部位。(l)、對照實驗A、D可說明該植物屬于 (長日植物、短日植物) 。測試項目結(jié)果分析感受光周期的部位(葉或頂端)接受誘導(dǎo)產(chǎn)生開花激素的部位(葉或頂端)開花激素作用的部位(葉或頂端)(2)根據(jù)B、C實驗,填寫實驗報告表中的有關(guān)內(nèi)容: (3)根據(jù)以上所有實驗得出的結(jié)論: 。
40、(4)借鑒“生長素的發(fā)現(xiàn)”的科學(xué)實驗方法,設(shè)計一個簡單的模擬實驗,證明B株產(chǎn)生的開花激素可使A株條件下的同種植物開花:第一步:切取一小段B株帶葉枝條放置在瓊脂塊上一段時間;第二步; 。預(yù)期結(jié)果: 。對照實驗: 。預(yù)期結(jié)果: 。答案(l)短日植物 。測試項目結(jié)果分析感受光周期的部位(葉或頂端)葉接受誘導(dǎo)產(chǎn)生開花激素的部位(葉或頂端)葉開花激素作用的部位(葉或頂端)頂端(2)根據(jù)B、C實驗,填寫實驗報告表中的有關(guān)內(nèi)容:(3)短日照誘導(dǎo)該植物的葉產(chǎn)生開花激素促進其開花。(4)第二步;A株光照條件不變,剪掉部分葉的葉片,并在葉柄切口上放置上述瓊脂塊。預(yù)期結(jié)果:A株植物開花。對照實驗:另取一株與A株條件
41、、大小和長勢相同的同種植物植株,剪掉部分葉的葉片,并在葉柄切口上放置未經(jīng)處理的瓊脂塊。預(yù)期結(jié)果:不開花。2、探究性實驗的補充設(shè)計例:生物學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),癌細(xì)胞的無限增殖受某種調(diào)控基因的控制,該調(diào)控基因能激發(fā)所有動物細(xì)胞大量增殖,為探究調(diào)控基因是存在于細(xì)胞質(zhì)還是細(xì)胞核上,科研人員做了如下實驗設(shè)計:宮頸癌細(xì)胞單個癌細(xì)胞單個肝臟細(xì)胞小鼠肝臟肝細(xì)胞核 癌細(xì)胞質(zhì)癌細(xì)胞核肝細(xì)胞質(zhì)胰蛋白酶處理核質(zhì)分離根據(jù)以上思路,請繼續(xù)完成下列實驗設(shè)計方案:A實驗方案:(實驗提示:癌細(xì)胞能傳代培養(yǎng),細(xì)胞形態(tài)發(fā)生明顯改變。如何觀察細(xì)胞形態(tài)不作實驗設(shè)計要求)用胰蛋白酶分別處理宮頸癌細(xì)胞和小鼠肝臟使之分散成單個細(xì)胞。分別使單個癌細(xì)
42、胞和單個肝臟細(xì)胞核質(zhì)分離。 。取2只培養(yǎng)瓶編號甲、乙,各加入等量的培養(yǎng)液。 。 。B預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論: 。 。 。答案取癌細(xì)胞核和肝細(xì)胞質(zhì)形成重組細(xì)胞甲,取癌細(xì)胞質(zhì)和肝細(xì)胞核形成重組細(xì)胞乙。取2只培養(yǎng)瓶編號甲、乙,各加入等量的培養(yǎng)液。分別取等量重組細(xì)胞甲和重組細(xì)胞乙,依次加入甲、乙丙只培養(yǎng)瓶中,進行細(xì)胞培養(yǎng)。分別觀察甲、乙培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞增殖情況和形態(tài)。B預(yù)期實驗結(jié)果及結(jié)論: 若甲瓶中的細(xì)胞(或重組甲細(xì)胞分裂產(chǎn)生的細(xì)胞)增殖較快,形態(tài)發(fā)生明顯變化,則調(diào)控基因存在細(xì)胞核中。若乙瓶中的細(xì)胞(或重組乙細(xì)胞分裂產(chǎn)生的細(xì)胞)增殖較快,形態(tài)發(fā)生明顯變化,則調(diào)控基因存在細(xì)胞質(zhì)中。若甲、乙瓶中的細(xì)胞(或重組甲
43、、重組乙細(xì)胞分裂產(chǎn)生的細(xì)胞)增殖都較快,形態(tài)均發(fā)生明顯變化,則調(diào)控基因可能同時存在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中。(三)設(shè)計改錯:例1:為證實“甲狀腺激素及甲狀腺抑制劑對蝌蚪生長發(fā)育的影響”,某同學(xué)制定了下列實驗方案: 取兩個玻璃缸分別編號:1號、2號; 在兩個玻璃缸中分別加入等量且適量的水和新鮮水草,然后在每個玻璃缸中分別放入10條發(fā)育狀態(tài)不同的蝌蚪;向1號缸內(nèi)投放含甲狀腺制劑的飼料,2號缸內(nèi)投放含甲狀腺抑制劑的飼料; 每天分別向各缸投放一些這樣的飼料; 每隔一定時間觀察一次,觀察時用小網(wǎng)將蝌蚪撈出放在培養(yǎng)皿中,再將培養(yǎng)皿放在坐標(biāo)紙上(1mm x1mm),觀察并測量蝌蚪的體長變化(前肢和后肢的生長情況、尾
44、的變化等)。上述實驗設(shè)計方案中,有一些明顯的設(shè)計缺陷或不妥,請你修改完善該設(shè)計方案: 取3個玻璃缸分別編號:1號、2號、3號 ; 在3個玻璃缸中分別加入等量且適量的水和新鮮水草,然后每個玻璃缸中分別放入10條發(fā)育狀態(tài)相同的蝌蚪 ;向三號缸內(nèi)投放含甲狀腺制劑的飼料,2號缸內(nèi)投放含甲狀腺抑制劑的飼料;3號缸中內(nèi)投放不含任何激素的常規(guī)飼料 ; 和原方案不變。實驗現(xiàn)象預(yù)測;l號缸內(nèi)蝌蚪將在短期內(nèi)發(fā)育成微型青蛙;2號缸內(nèi)蝌蚪將停止發(fā)育;3號缸內(nèi)蝌蚪將正常發(fā)育 。例2 (廣東、河南高考題)為證實“二氧化碳是光合作用合成有機物必需的原料”,某同學(xué)制訂了下列實驗方案:(1)實驗?zāi)康?略)(2)實驗材料和用具(
45、略)(3)實驗方法和步驟用一適當(dāng)大小的玻璃罩罩住一株生長正常的盆栽綠色植物和一杯NaOH溶液,密封不漏氣。將上述植物及裝置放在暗室中饑餓,消耗掉葉片內(nèi)貯藏的有機物。暗室內(nèi)裝有紅色安全燈。饑餓一定時間后,自暗室中取出,照光若干小時,使其充分進行光合作用。取一葉片,放人盛有酒精的燒杯中,水浴加熱,使葉綠素溶于酒精中。將已脫綠的葉片取出,平鋪在一個培養(yǎng)皿中,用碘液,檢測有無葡萄糖的特異顏色反應(yīng)出現(xiàn)。該實驗方案有幾項明顯錯誤,請指出錯誤并改正。誤解 對該實驗方案的分析片面或缺乏必要的實驗分析能力而誤答。診斷 錯因:忽視了平時的生物實驗操作和訓(xùn)練。正確思路:實驗中無對照實驗;實驗中不能用紅色安全燈,因為
46、色素能夠吸收紅光,進行光合作用,影響實驗結(jié)果;淀粉遇碘變藍是淀粉等特有的顏色反應(yīng),而不是葡萄糖的顏色反應(yīng)。鑒定還原糖(葡萄糖)的存在應(yīng)用的試劑是斐林試劑。正確答案是:(1)實驗步驟中暗室內(nèi)用“紅色安全燈”是錯誤的,應(yīng)改為綠色安全燈(此項不改,僅在對照中提到也給分);(2)實驗步驟中的“葡萄糖”是錯誤的,改為淀粉;(3)未設(shè)對照。對照的作法是:a裝置同題干中的步驟,但玻璃罩內(nèi)用同一種生長狀況相同的另一株植物代替題干中的植物;用一杯清水代替NaOH溶液。b將上述植物及裝置放在暗室中饑餓,消耗掉葉片內(nèi)貯藏的有機物。暗室內(nèi)裝有綠色安全燈。c重復(fù)題干中的步驟、。d重復(fù)改正后的題干中的步驟。需要注意的是:
47、對于實驗分析要求從以下幾個方面進行:科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。主要指實驗設(shè)計必須有充分的科學(xué)依據(jù),在某些實驗中要有對照實驗。實驗條件的一致性和可重復(fù)性。在實驗中除要設(shè)計的變量外,其他條件都要一致,并且一個實驗不能只看一次的結(jié)果,必須有足夠的實驗次數(shù),才能判斷出實驗結(jié)果的可靠性。實驗器材的選擇。實驗中材料用具的選擇是非常重要的,要根據(jù)實驗所提出的問題和要求,聯(lián)系命題者所提供的器材,準(zhǔn)確判斷和篩選實驗所需的用具及材料。準(zhǔn)確表達實驗結(jié)果和進行數(shù)據(jù)處理。 實驗評價題應(yīng)對策略:看有無對照實驗,如果有看對照設(shè)計是否合理。 看實驗是否遵循了單一變量原則??磳嶒灢襟E的順序是否合理,步驟是否完整??磳嶒瀮x器、藥劑的使用的
48、是否合理。藥劑的配備、使用及用量的大小。 看實驗結(jié)果的驗證是否合理。試題明確給出了試驗?zāi)康?、原理和設(shè)計步驟,要求把步驟中的錯誤之處指出來并加以改正。 高一生物實驗設(shè)計訓(xùn)練 2007121、在牧草中,白花三葉草有兩個穩(wěn)定遺傳的品種,葉片內(nèi)含氰(HCN)的和不含氰的?,F(xiàn)已研究查明,白花三葉草的葉片內(nèi)的氰化物是經(jīng)下列生化途徑產(chǎn)生的:產(chǎn)氰糖苷酶 氰酸酶前體物 含氰糖苷 氰基因D 基因H基因D、H分別決定產(chǎn)氰糖苷酶和氰酸酶的合成,d、h無此功能。現(xiàn)有兩個不產(chǎn)氰的品種雜交,F(xiàn)1全部產(chǎn)氰,F(xiàn)1自交得F2,F(xiàn)2中有產(chǎn)氰的,也有不產(chǎn)氰的,將F2各表現(xiàn)型的葉片的提取液作實驗,實驗時在提取液中分別加入含氰苷酶和氰酸
49、酶,然后觀察產(chǎn)氰的情況,結(jié)果記錄于下表:葉片表現(xiàn)型提取液提取液中加入含氰糖苷提取液中加入氰酸酶葉片產(chǎn)氰含氰產(chǎn)氰產(chǎn)氰葉片不產(chǎn)氰不含氰不產(chǎn)氰產(chǎn)氰葉片不產(chǎn)氰不含氰產(chǎn)氰不產(chǎn)氰葉片不產(chǎn)氰不含氰不產(chǎn)氰不產(chǎn)氰據(jù)表回答問題:(1)氰在牧草葉肉細(xì)胞的 中,由生化途徑可以看出基因與生物性狀的關(guān)系是: 。(2)兩個不產(chǎn)氰品種的基因型是 ;在F2中產(chǎn)氰和不產(chǎn)氰的理論比為 。(3)葉片葉肉細(xì)胞中缺乏 酶,葉片可能的基因型是 ;(4)從代謝的角度考慮,怎樣使葉片的提取液產(chǎn)氰?說明理由。 。2.巨胚稻因胚的增大而胚重增加,具有獨特的經(jīng)濟價值。巨胚與正常胚是一對相對性狀,由一對等位基因Ge、ge控制,為研究巨胚的遺傳特性,科學(xué)家用經(jīng)典遺傳學(xué)的研究方法獲得了以下數(shù)據(jù):組別純種親本組合觀測粒數(shù)F1平均胚重(mg)F1平均粒重(mg)甲巨胚×巨胚300.9219.47乙正常胚×正常胚300.4721.84丙正常胚×巨胚300.4721.30丁巨胚×正常胚300.4821.37根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析上述一對相對性狀中,巨胚為 性狀?,F(xiàn)有兩種觀點:第一種觀點認(rèn)為母本為胚發(fā)育提供營養(yǎng)而決定胚的性狀;第二種觀
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