探究性实验新

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,实验设计,之,探究实验设计,实验专题复习,1,能独立完成,“生物知识内容表”所列的生物实验,，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。,具备,验证,简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。,具有对一些生物学问题进行初步,探究,的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。,能对一些简单的实验,方案,做出恰当的评价和修订。,考纲,要求：,实验与探究能力,考教材上19+1个实验,考探究实验,可能与课本相关,考实验评价,考验证性实验,2,合作攻关,3,实验探究过程的基本环节：,拟定课题,提出问题,确定变量,做出假设,数据处理,预期结果,设计步骤,得出结论,拟定课题,提出问题,确定变量,做出假设,数据处理,预期结果,设计步骤,得出结论,拟定课题,提出问题,确定变量,做出假设,数据处理,预期结果,设计步骤,得出结论,4,第一，拟定课题,例.,(2008宁夏理综)在用生长素促进某植物枝条生根的实践过程中，发现枝条生根情况不一，分析其原因，认为可能与生长素的浓度有关。,请据此拟定一个相关研究的课题，写出课题名称及相关研究中的观察指标和影响这一指标的因素。,5,一个典型的探究实验课题应包括哪些要素？（提示：可以从实验变量的角度考虑）,探究生长素类似物对扦插枝条生根的作用,自变量,因变量,实验课题=探究+自变量+因变量,(陈述句),影响观察指标,的因素,观察指标,生长素浓度,该植物枝条生根,6,第二，,做出假设,例.,野菊的高度随着海拔高度的不同而有所不同，在高海拔地区长得比较矮，在低海拔地区长得比较高。请据此作出假设。,野菊高度由基因决定,作出假设,野菊高度由环境决定,野菊高度由基因和环境共同决定,开放性、合理性,7,要,全面：,可能的结果都要预测到。事实究竟是哪一种，应由实验现象来说明；,第三，预测结果、得出相应结论,（都不是唯一确定的）,如：,黑鼠,白鼠,表达要,准确：如：,加碘后，“不变蓝”,不等于“无色”或“没有颜色变化”；另外“不变”也不能说成“无现象”,全黑,有黑,、,有白,全白,(完全显性),8,第四，确认变量,抓住三个,“,量,”,即,自变量,、,因变量、,无关变量,解决三个问题：,自变量怎样设定？体现单一变量原则,因变量怎样检测？得出结论的重要依据,无关变量怎样控制？体现等量一致原则,9,实验步骤：,第一步,：取材、分组（材料是否要制取或处,理）,；,第二步,：实验处理（控制单一变量，然后放,在其他条件完全相同且适宜环境中,进行实验),第三步,：观测、记录。,第五，设计步骤,10,例,（2008海南生物）,为了探究某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关否，请用,所给的材料用具，完成问题。,实验材料：具2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液，喷壶等。,（1）实验步骤：,将上述大豆幼苗平均分成A、B两组，A组为对照组，B组为实验组，分别置于等量的完全培养液中培养。,用喷壶分别将,和,，,喷洒在A、B两组幼苗上。,将两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养，一段时间后，测定两组植株的,。,1、要明确实验目的,高度,蒸馏水,等量的适宜浓度的赤霉素溶液,第五，设计步骤,11,对照,实验组,对照组,甲状腺制剂,(一)对,照性,原则,对照,正常细胞,初始质壁分离,显著质壁分离,质壁分离与复原,甲状腺激素对蝌蚪发育的影响,2、应遵循设计原则,空白,自身,第五，设计步骤,12,(一)对,照性,原则,相互,不同盐浓度对哺乳动物红细胞的影响研究,不单独设置对照组，而是几个实验组,对照,。,2、应遵循设计原则,第五，设计步骤,13,(一)对,照性,原则,肺炎双球菌体外转化实验,条件对照,第一组是实验组，第二、第三组是,2、应遵循设计原则,第五，设计步骤,14,例.,如何验证“镁是植物生活的必需元素请讨论写出实验步骤,第一步：取等量生长状况一致的大豆幼苗若干，平均分成A、B两组。,第二步：A组幼苗置于含植物必须的各种矿质元素的完全培养液中，,B组幼苗置于等量的不含镁离子的完全培养液中，,将两组幼苗置于相同且适宜的条件下培养一段时间。,第三步：记录两组植物的生长发育情况。,材料相同（等量、等质量、长度相同、生长状况一致）,器具相同（大小相同、型号一致）,试剂相同,（,浓度、成分、体积,）,适量的、一定量的,处理相同,（,保温-冷却；光照-黑暗；搅拌-振荡 ）,一段时间、适宜的温度,(二)单一变量原则,2、应遵循设计原则,第五，设计步骤,15,第一步：取等量生长状况一致的大豆幼苗若干，平均分成A、B两组。,第二步：A组幼苗置于含植物必须的各种矿质元素的完全培养液中，,B组幼苗置于等量的不含镁离子的完全培养液中，,将两组幼苗置于相同且适宜的条件下培养一段时间。,第三步：记录两组植物的生长发育情况。,(三)科学性原则、可行性原则,等,去除细胞膜镁离子载体,去除镁的砂性土壤,将植物体内的镁离子分离出来,两株,（,缺乏可行性）,例.,如何验证“镁是植物生活的必需元素”请讨论写出实验步骤,2、应遵循设计原则,第五，设计步骤,16,3、要精心策划实验方法,(1),化学物质的检测方法,淀粉,碘,（蓝色）,还原性糖,斐林试剂班氏试剂,（砖红色）,CO,2,Ca(OH),2,溶液,（澄清石灰水变浑浊）,乳酸,pH试纸,O,2,余烬复燃,蛋白质,被蛋白酶水解,、双缩脲试剂,（紫色）,苏丹染液,（橘黄色）,脂肪,DNA,二苯胺,（蓝色）,苏丹染液,（红色）,-溴麝香草酚蓝水溶液（由蓝变绿再变黄）,第五，设计步骤,17,（2）实验条件的控制方法,增加水中氧气泵入空气或吹气或放入绿色植物,减少水中氧气容器密封或油膜覆盖或用凉开水,除去容器中CO,2,NaOH溶液,除去叶中原有淀粉置于黑暗环境,除去叶中叶绿素酒精水浴加热,除去光合对呼吸干扰给植株遮光,如何得到单色光棱镜色散或透明薄膜滤光,血液抗疑加入柠檬酸钠,线粒体提取细胞匀浆离心（差速离心法）,3、要精心策划实验方法,第五，设计步骤,18,（3）实验结果的显示方法,光合速度,O,2,释放量或CO,2,吸收量或有机物生成量,呼吸速度,O,2,吸收量或CO,2,释放量,或有机物消耗量,原子或分子转移途径,放射性同位素示踪,细胞液浓度大小,质壁分离,植物细胞是否死亡,质壁分离,水生植物可依气泡的产生量或产生速率；,离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目；,植物体上的叶片可依指示剂（如碘液）处理后叶片颜色深浅。,甲状腺激素动物耗氧量,发育速度等,生长激素生长速度(体重、体长变化),胰岛素作用动物活动状态,3、要精心策划实验方法,第五，设计步骤,19,NaOH：,Ca(OH),2,：,CaCl,2,HCl：,NaHCO,3,：,NaCl：,琼脂：,酒精：,蔗糖：,滤纸：,纱布、尼龙布：,龙胆紫溶液或醋酸洋红：,用于吸收CO,2,或改变溶液的pH,鉴定CO,2,解离或改变溶液的pH,提供CO,2,配制生理盐水或用于提取DNA,激素或其他物质的载体或培养基,用于消毒、叶片脱色及配制解离液、提纯DNA、,测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原,过滤或纸层析,过滤，遮光,碱性染料，用于染色体染色,提高细菌细胞壁的通透性,（4）实验中常用器材和药品的选用用,3、要精心策划实验方法,第五，设计步骤,20,实验,方案,的,评价,是对,实验,设计的最优化，这类题与,实验,设计题关系密切，其出题思路通常是给出一个或几个,实验,方案,，这些,方案,不完整需要补充，或有几项明显的错误需要指出并改正，或让考生自己判断,实验,设计是否合理。,实验,评价,类试题，最为常见的是考查对照,实验,的,评价,。,实验,设计的修正，就是在发现问题的基础上提出正确的,方案,，发现问题是基础，修正是目的。解题时对自己的修正,方案,要注意反思检查，有没有科学性的错误，包括,实验,原理的科学性、,实验,材料选择的科学性、,实验,方法的科学性、,实验,结果处理的科学性等。,实验设计的评价与修正,21,实验评价及改进主要分析以下几点：1实验原理及方法是否正确；,2实验步骤是否科学； 3有没有充分利用实验条件；4有没有设置对照实验；5有无更为,简单,的实验方案； 6实验能否顺利完成；7实验的安全性如何。,22,为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案：,(1)实验目的(略),(2)实验材料和用具(略),(3)实验方法和步骤,用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。,将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。,饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。,取一叶片，放人盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。,将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘液，检测有无葡萄糖的特异颜色反应出现。,23,需要注意的是：对于实验分析要求从以下几个方面进行：科学性和严谨性。主要指实验设计必须有充分的科学依据，在某些实验中要有对照实验。实验条件的一致性和可重复性。在实验中除要设计的变量外，其他条件都要一致，并且一个实验不能只看一次的结果，必须有足够的实验次数，才能判断出实验结果的可靠性。实验器材的选择。实验中材料用具的选择是非常重要的，要根据实验所提出的问题和要求，联系命题者所提供的器材，准确判断和筛选实验所需的用具及材料。准确表达实验结果和进行数据处理。,24,该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。,误解 对该实验方案的分析片面或缺乏必要的实验分析能力而误答。,诊断 错因：忽视了平时的生物实验操作和训练。正确思路：实验中无对照实验；实验中不能用红色安全灯，因为色素能够吸收红光，进行光合作用，影响实验结果；淀粉遇碘变蓝是淀粉等特有的颜色反应，而不是葡萄糖的颜色反应。鉴定还原糖(葡萄糖)的存在应用的试剂是班氏试剂。,正确答案是：,(1)实验步骤中暗室内用“红色安全灯”是错误的，应改为绿色安全灯(此项不改，仅在对照中提到也给分)；,(2)实验步骤中的“葡萄糖”是错误的，改为淀粉；,(3)未设对照。对照的作法是：,a装置同题干中的步骤，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液。,b将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。,c重复题干中的步骤、。,d重复改正后的题干中的步骤。,25,26,27,28,29,30,小结：,1、实验步骤设计程序,：,选材,分组再编号，,确定方法,设对照,，,控制变量定常量，,观察记录找指标。,2、拟订课题注意：,3、做出假设注意：,4、确定“三量：,5、实验步骤注意：,6、预测结果、得出结论注意：,实验课题=探究+自变量+因变量(陈述句),开放性、合理性,解决三个问题：,自变量设定？单一变量原则,因变量检测？方法正确、简便,无关变量控制？-等量一致原则,1、明确目的,2、遵循原则,3 、方法科学,全面 表达要准确,31,合作攻关,32,分析:实验课题的回答相对比较开放。探究大蒜对心肌梗塞的缓解效果，自变量为大蒜或蒜素半胱氨酸，可设置饲喂含一定量大蒜的饲料、饲喂含一定量蒜素半胱氨酸的饲料与不做处理的一组形成对照；因变量为心肌梗塞的缓解效果，可对心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力等进行观察。,答案:探究大蒜和蒜素半胱氨酸对心肌梗塞的缓解效果(其他合理答案也可)是否饲喂大蒜或蒜素半胱氨酸心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力(答出两点即可)对照组饲喂含一定量大蒜的饲料饲喂等量的含一定量蒜素半胱氨酸的饲料,33,答案对照组,饲喂含一定量大蒜的饲料饲喂等量的含一定量蒜素半胱氨酸的饲料,34,牛刀小试,篇子P3 例一,35,36,一、 实验设计应遵循的原则：,对照原则 等量原则 单一变量原则,科学性原则 可行性原则,（6）可重复性原则,二、实验探究过程的基本环节：,拟定课题,提出问题,确定变量,做出假设,数据处理,预期结果,设计步骤,得出结论,实验与探究能力,37,（1）从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是_。,（2）将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度,1,，从图乙中可查到与对应的两个生长素浓度，即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到,2,。请预测,2,与,1,相比较的可能结果，并得出相应的结论：_。,38,例13（2011海南26）,某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内（如下图所示），其中A不密封，B、C密封。B内培养皿中盛有Ba（OH）,2,溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。,回答问题：,（1）根据上述实验设计判断，该实验的目的是_.,（2）从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B中的幼苗生长量比C中的_ (大、小)，原因是_；A中的幼苗生长量比C中的_ (大、小），原因是_。,命题意图：,以探究影响光合作用的因素的实验为背景，考查了学生确定自变量及解释实验现象的实验能力,与教材的联系,1、教材在光合作用原理的应用，安排一个探究实验环境因素对光合作用强度的影响，提到“CO,2,浓度”是影响光合作用的外界因素之一，但具体的实验设计由学生讨论完成。,2、本题利用的实验装置玻璃钟罩，出现在光合作用的探究历程，英国科学家普利斯特利用该装置证实了植物可以更新空气。,39,例8（2010课标全国卷，30）,从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽)，将茎段自顶端向下对称纵切至约34处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度(a)如图甲，。与生长浓度的关系如图乙。请回答：,（1）从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是_。,（2）将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度,1,，从图乙中可查到与对应的两个生长素浓度，即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到,2,。请预测,2,与,1,相比较的可能结果，并得出相应的结论：_。,侧重于植物激素调节中生长素的实验分析,考查生长素作用的两重性,【答案】（1）生长素的生理作用具有双重性，最适生长素浓度产生最大值，高于最适浓度时有可能出现与低于最适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的值。（2）若,2,小于,1,，则该溶液的生长素浓度为A；若,2,大于,1,，则该溶液的生长素浓度为B。,40,（5）常用的研究方法举例,DNA双螺旋结构模型物理模型,种群的“S”型增长曲线数学模型,动植物细胞的有丝分裂、减数分裂图解、光合作用图解概念模型,“渗透作用装置”模拟成熟植物细胞渗透吸水和失水模拟实验,利用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体显微观察法,孟德尔遗传规律的发现假说-演绎法,萨顿提出基因在染色体上的假说类比推理法,利用甲基绿将DNA染成绿色，吡罗红将RNA染成红色染色法,噬菌体侵染细菌的实验差速离心法和同位素标记法,从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引引流法,研究分泌蛋白的合成、分泌途径同位素标记法,研究生态系统的结构和功能系统分析法,41,