滬教版第一章第2節(jié)走進生命科學實驗室

第二節(jié)走進生命科學實驗室

這個小故事除了給我們講述了青霉素的發(fā)現(xiàn)、利用經(jīng)過，還給我們什么啟發(fā)呢？弗萊明善于發(fā)現(xiàn)問題、勇于解決問題、嚴謹?shù)目茖W研究態(tài)度值得我們學習；盡管弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素有一定的偶然性，但偶然性中卻包含著必然性：他的一絲不茍、嚴謹?shù)淖黠L、勇于探究的精神值得我們學習。

牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力：蘋果的故事

好奇心

“我的成功不管多大，我認為重要的一點是：愛科學，在長期思考任何問題上的無限耐心，在觀察和實驗上的勤奮。”

—達爾文耐心思考勤奮觀察“想象力比知識更重要，因為知識是有限的，而想象力概括著世界上的一切并推動著進步?！薄獝垡蛩固?/p>

質(zhì)疑精神創(chuàng)新精神好奇心+耐心思考+勤奮觀察+質(zhì)疑精神+創(chuàng)新精神

發(fā)現(xiàn)問題

提出疑問進入生命科學探究學習或生活實踐提出疑問提出假設設計實驗實施實驗分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論解答疑問新的疑問進一步探究文獻生命科學探究基本步驟水族箱里養(yǎng)著從小河里采集來的柳條魚，經(jīng)過三年的觀察，發(fā)現(xiàn)一到春天，魚兒游動活躍并開始產(chǎn)仔。第一年開始產(chǎn)仔的日期為4月17日，第二年為4月20日，第三年為4月15日。提出疑問——為什么柳條魚在4月中旬產(chǎn)仔呢？提出假設——1.水溫隨季節(jié)變化而升高，引起柳條魚產(chǎn)仔2.每日日照時間延長，引起柳條魚產(chǎn)仔設計實驗實驗方法一:

選擇不同的水溫8℃、12℃、20℃、24℃，實驗中其他條件保持自然狀態(tài)不變。實驗方法二:

選擇不同的每日光照與黑暗時間比8︰16，10︰14，12︰12，14︰10，實驗中水溫控制在15℃，其他條件保持自然狀態(tài)不變。為什么其他條件保持自然狀態(tài)不變？設計實驗——24℃420℃312℃2保持自然狀態(tài)不變10條（雌雄各5條）8℃1其他條件柳條魚數(shù)溫度箱號條件實驗一實驗二條件箱號14小時412小時310小時2保持自然狀態(tài)不變10條（雌雄各5條）8小時1其他條件柳條魚數(shù)光照時間實驗時間：2、3月份實驗材料：一定數(shù)量的生長狀況基本相同的雌雄柳條魚實驗器材：8個水族箱及其相關(guān)設備實施實驗——按照實驗一、實驗二的設計步驟，保證實驗條件的準確控制。每天觀察和記錄實驗現(xiàn)象——有無產(chǎn)仔。分析數(shù)據(jù)——有有無無3月24日有無無無……無無無無3月20日無無無無……無無無無2月2日無無無無2月1日4號箱（24℃

）3號箱（20℃

）2號箱（12℃

）1號箱（8℃

）日期（無：沒有產(chǎn)仔有：產(chǎn)仔）水溫對柳條魚產(chǎn)仔的影響的實驗紀錄：3月下旬，水溫大于20℃，柳條魚開始產(chǎn)仔。無無無無3月24日無無無無……無無無無3月20日無無無無……無無無無2月2日無無無無2月1日4號箱（14小時光照）3號箱（12小時光照）2號箱（10小時光照）1號箱（8小時光照）日期光照時間對柳條魚產(chǎn)仔的影響的實驗紀錄（無：沒有產(chǎn)仔有：產(chǎn)仔）光照時間的改變都不引起柳條魚產(chǎn)仔。得出結(jié)論——柳條魚的產(chǎn)仔現(xiàn)象由水溫決定，而與光照時間無關(guān)。解答疑問——影響柳條魚產(chǎn)仔的重要因素新的疑問——影響柳條魚產(chǎn)仔的因素還有哪些？進一步探究——提出假設設計實驗得出結(jié)論實驗設計的原則——單一變量對照平行重復可操作性“庫魯病”病原體的發(fā)現(xiàn)問題：1.蓋都塞克提出了什么問題？2.為什么蓋度塞克首先觀察腦片是否有細菌和病毒？3.當蓋都塞克發(fā)現(xiàn)“庫魯病”不是由細菌和病毒引起的時候，他提出了什么假設？4.蓋都塞克發(fā)現(xiàn)猩猩發(fā)病后，為什么要再用另一頭猩猩做實驗？⑴概況：南太平洋新幾內(nèi)亞島土著福魯族的“庫魯病”①早期，小腦失常，走路不穩(wěn)。②晚期，神經(jīng)異常，全身震動、顫抖。③3～6個月死亡，是一種神秘而可怕的疾病⑵美科學家蓋都塞克好奇心驅(qū)使探究病因①提出假設：由細菌病毒引起，但病人身上找不到 細菌病毒，說明假設錯誤、不成立。

蓋都塞克再假設，病因與生活習俗有關(guān)？

“庫魯病”病原體的發(fā)現(xiàn)②設計實驗：與福魯族人同吃住，調(diào)查生活習俗。

a.發(fā)現(xiàn)部落人在悼念死者儀式時生吃死人腦片。

b.若有所思，偷帶腦片回來進行實驗。

③實施實驗——在死人腦片中，仍找不到找細菌病毒。

換思路——再假設：是否其他病原體？

a.再實驗——用死人腦蛋白質(zhì)顆粒，注入活猩猩腦耐心等待近21個月后，猩猩患了“庫魯病”b.繼續(xù)實驗——用死猩猩的腦組織ⅰ、再找細菌病毒仍然無結(jié)果ⅱ、用核酸酶清除遺傳物質(zhì)，得死猩猩純凈腦蛋白質(zhì)ⅲ、用這腦蛋白質(zhì)注入第2個活猩猩腦，30個月后 第2個猩猩患“庫魯病”了。④分析驗證：加熱死猩猩“純凈腦蛋白質(zhì)”注入第3猩猩腦中 第3個猩猩不患“庫魯病”病。

⑦得出結(jié)論：“庫魯病”病原體，不是細菌不是通常病毒，是一種蛋白質(zhì)構(gòu)成的朊病毒，主要寄生在腦組織，發(fā)病潛伏期很長。⑧意義：是繼細菌病毒后，新發(fā)現(xiàn)的又一種傳染病因子。這項發(fā)現(xiàn)，對揭示瘋牛病的病原體有著重要啟示?，F(xiàn)證實，瘋牛病與“庫魯病”病原體是一樣的，也是一種蛋白質(zhì)分子構(gòu)成的能長期潛伏在腦組織中的朊病毒。⑶“庫魯病”后續(xù)：①新幾內(nèi)亞島上

a.福魯部落取消了追悼死者時吃死人腦片風俗。

b.部落的“庫魯病”得得到了控制。②蓋都塞克以此獲得了1976年度的諾貝爾生理學醫(yī)學獎。二、生命科學實驗的基本要求：了解實驗儀器性能，明確實驗方法與步驟遵守實驗室操作規(guī)程，仔細觀察，及時記錄集體合作，科學分析數(shù)據(jù)，得出正確結(jié)論三、生命科學最基本的工具——顯微鏡1、顯微鏡的進化史：胡克自制的顯微鏡現(xiàn)代光學顯微鏡電子顯微鏡光學顯微鏡的結(jié)構(gòu)目鏡作用——放大物象放大倍數(shù)（10

×16×

）物鏡作用——放大物象低倍鏡（鏡筒較短

10×）高倍鏡（鏡筒較長

40×）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換物鏡載物臺安放玻片標本彈簧夾片固定玻片標本粗調(diào)節(jié)器作用：升降鏡筒特點：升降幅度較大細調(diào)節(jié)器作用：升降鏡筒特點：升降幅度較小反光鏡作用：反射光線種類：平面鏡和凹面鏡光圈作用：調(diào)節(jié)進光量若要增加亮度該如何操作？

顯微鏡的采光原理反光鏡：反射光線（有平面鏡與凹面鏡）光圈：透射光線使用凹面鏡，加大光圈二）、顯微鏡的使用步驟

1、取鏡和安放：右手握住鏡臂，左手托住鏡座，把顯微鏡放在實驗臺稍偏左的位置，鏡座應距桌沿6～7cm左右，然后安裝目鏡和物鏡。2、對光：轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，使低倍鏡頭正對載物臺上的通光孔。先把鏡頭調(diào)節(jié)至距載物臺1～2cm左右處，然后用左眼注視目鏡內(nèi)，接著用手將反光鏡轉(zhuǎn)向光源，使光線通過反光鏡和聚光器反射到鏡筒內(nèi)，這時視野內(nèi)呈明亮的狀態(tài)。3、裝片：將所要觀察的玻片放在載物臺上，使玻片中被觀察的部分位于通光孔的正中央，然后用壓片夾壓好載玻片。4、觀察：先用低倍鏡觀察（物鏡10X、目鏡10x），向前轉(zhuǎn)動粗準焦螺旋，使鏡筒下降，使物鏡逐漸接近切片（注意不能使物鏡觸及玻片，以防鏡頭將玻片壓碎）。然后，左眼注視目鏡內(nèi)，同時右眼不要閉合（要養(yǎng)成睜開雙眼用顯微鏡進行觀察的習慣，以便在觀察的同時能用右眼看著繪圖），并慢慢向后轉(zhuǎn)動粗準焦螺旋，使鏡筒慢慢上升，直至看到玻片中材料的放大物像。

5、調(diào)整：如果物像偏離視野（在視野內(nèi)看到的物像不符合實驗要求），可慢慢移動玻片。移動時應注意玻片移動的方向與視野中看到的物像移動的方向正好相反。如果物像不甚清晰，可以調(diào)節(jié)細準焦螺旋，直至物像清晰為止。

6、換高倍物鏡：如果進一步使用高倍物鏡觀察，應在轉(zhuǎn)換高倍物鏡之前，把物像中需要放大觀察的部分移至視野中央（將低倍物鏡轉(zhuǎn)換成高倍物鏡觀察時，視野中的物像范圍縮小了很多）。如果換高倍物鏡后物像不一定很清晰，可以轉(zhuǎn)動細準焦螺旋進行調(diào)節(jié)。在轉(zhuǎn)換高倍物鏡并且看清物像之后，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)光圈或聚光器，使光線符合要求（一般將低倍物鏡換成高倍物鏡觀察時，視野要稍變暗一些，所以需要調(diào)節(jié)光線強弱）。7、裝箱：觀察完畢，應先將物鏡鏡頭從通光孔處移開，然后將鏡筒緩緩落下，再將光圈調(diào)至最大，并檢查零件有無損傷（特別要注意檢查物鏡是否沾水，如沾了水要用鏡頭紙擦凈），檢查處理完畢后即可裝箱。4、顯微鏡的使用步驟：開電源安放玻片標本調(diào)焦低倍鏡觀察移動裝片轉(zhuǎn)換高倍鏡調(diào)焦觀察觀察結(jié)果下表皮細胞保衛(wèi)細胞氣孔顯微鏡的成像原理:常態(tài)顯微鏡下倒立、放大的像顯微鏡下看到的是一個“倒像”如：標本“p”；物象“d”顯微鏡觀察時，發(fā)現(xiàn)視野左上方有一細胞，要使該細胞移至視野正中央，裝片應移向（）（A）右下方（B）左下方（C）左上方（D）右上方C顯微鏡下的像實際的位置顯微鏡的放大倍數(shù):物體放大倍數(shù)=物鏡放大倍數(shù)×目鏡放大倍數(shù)物鏡目鏡10×放大倍數(shù)10×40×100×400×以10×10為例：其意義為兩點之間的直線距離（長度、寬度均放大100倍）(1)當顯微鏡的目鏡為10×，物鏡為10×時，視野中部范圍內(nèi)看到一行相連的8個細胞，若目鏡不變，物鏡換成40×時，則在視野中可看到這行細胞中的（）A.2個B.4個C.16個D.32個A（2）當顯微鏡的目鏡為10×，物鏡為10×時，在視野范圍內(nèi)看到64個細胞，若目鏡不變，物鏡換成40×時，則在視野中可看到幾個細胞（）A．2個

B．4個C．16個

D．32個B低倍物鏡與高倍物鏡的比較低倍物鏡高倍物鏡視野大小大小視野亮度亮暗細胞數(shù)目多少細胞大小小大用高倍鏡觀察洋蔥根尖的細胞比用低倍鏡觀察到的細胞數(shù)目、大小和視野的明暗情況依次為A．多、大、亮 B．少、小、暗C．多、小、暗 D．少、大、暗若用同一顯微鏡觀察同一標本4次，每次僅調(diào)整目鏡或物鏡和細準焦螺旋，結(jié)果得到下面各圖。試問其中視野最暗的是

A

ABCDC

012345678910目鏡測微尺（目微尺）

目微尺

每格長度＝

臺微尺的格數(shù)——————×10

目微尺的格數(shù)

012345678

910111213141516物鏡測微尺（臺微尺）