重点高中生物教材实验归纳分析
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高中生物学必修及选择性必修教材探究实验统计及分析教学创新是一项践行最新教育理念,挖掘教材资源宝库,优化学生素养发展的系统工程。
2017版课程标准明确指出,高中生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究及社会责任四个方面。
其中“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题,针对特定生物学现象,进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。
立足这一核心概念,我们把今后新课程必修教材的“探究实验”教学归为五类:即教材的“问题探讨”类实验、“探究·实践”类实验、“科学史”类实验、“思考·讨论(技能训练)”类实验及“课后训练”类实验,并以高一、高二备课组成员为骨干,针对探究实验必修教材中的内容设置及其特点进行统计研究,以期深入理解课程理念、优化完善教学策略,培养学生科学探究能力,提升学科教育教学质量。
一、内容统计高中生物学新课程必修教材共五册,包括高一年级开设的必修1、2及高二年级开设的选择性必修1、2、3。
按照课标要求,学生在完成每册课本36学时的学习任务以后,可以获得2学分。
其中,必修1、2是普通高中所有学生都要使用的教材,包括“分子与细胞”和“遗传与进化”两个模块,学生完成高一年度72学时相应学习任务以后,可获得4学分并有资格参加生物学科学业水平合格性考试;选择性必修1、2、3是选考生物学科的考生使用的教材,包括“稳态与调节”“生物与环境”及“生物技术与工程”三个模块,学生在完成108学时的相应学习任务后,可获得6学分并参加高考选科考试。
以下表-1至表-5就是针对必修教材探究实验设置情况的详细统计:表-1必修1“分子与细胞”模块探究实验设置情况统计表-2必修2“遗传与进化”模块探究实验设置情况统计表-3选择性必修1“稳态与调节”模块探究实验设置情况统计表-4选择性必修2“生物与环境”模块探究实验设置情况统计表-5选择性必修3“生物技术与工程”模块探究实验设置情况统计二、数据处理及分析(一)数据处理考虑到必修和选择性必修课程的不同地位,立足以上5份表格的内容统计,我们分别对必修1、2和选择性必修1、2、3教材中的五类探究实验数目及其比例做了数据处理,并结合各册教材探究实验数与学时数做了关联度比较。
实验一:观察DNA 、RNA 在细胞中的分布(必修一P26)之欧侯瑞魂创作一.实验目的:初步掌握观察DNA 和RNA 在细胞中分布的方法 二.实验原理1. 甲基绿+DNA 绿色两种试剂不是单独使用,应混合使用吡罗红+RNA 红色2. 8%盐酸:改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色休中的DNA 和蛋白质分离,有利于DNA 与染色剂结合。
0.9%NaCl 溶液:坚持口腔上皮细胞正常形态 蒸馏水:配制染色剂,冲冼载玻片 三.方法步调几种液体 的作用实验二:检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(必修一P18) 一.实验目的:测验考试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质二.实验原理:某些化学试剂能使生物组织中的有关有机化合物,发生特定的颜色反应。
1.还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)+ 斐林试剂 砖红色沉淀。
4 溶液。
蛋白质与双缩脲试剂发生作用,发生紫色反应。
(蛋白质分子中含有很多肽键,在碱性NaOH 溶液中能与双缩脲试剂中的Cu 2+作用,发生紫色反应。
)B液4 溶液肽键结构与铜离子反生络合反应,生成4. 淀粉遇碘变蓝色。
三.实验资料水浴加热斐林试剂 使用时:甲乙液等量混匀后立即使用双缩脲试使用时:先加A 液后加B1.做还原糖鉴定实验:应选含糖高,颜色为白色或近白色的植物组织,如苹果、梨。
(因为组织的颜色较浅,最好无色,防止颜色干扰且易于观察。
)2.做脂肪的鉴定实验:应选富含脂肪的种子,以花生种子为最好,实验前一般要浸泡3~4小时(也可用蓖麻种子)。
3.做蛋白质的鉴定实验:可用富含蛋白质的黄豆或鸡蛋清等。
四、实验试剂斐林试剂、苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液、双缩脲试剂、体积分数为50%的酒精溶液,碘液、蒸馏水。
五、方法步调(一)可还原糖的鉴定(二)脂肪的鉴定⑴显微镜观察法水。
切片要尽可能薄些,便于观察。
取最理想的薄片,放在载玻片中央在子叶薄片上滴2~3滴苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液,染色1分钟。
染色时间不宜过长。
高考生物实验所有知识点!一、考纲要求的课本实验1.观察类实验在此类实验中常综合运用显微观察技术、染色技术、玻片标本制作技术等。
归类如下:2.鉴别类实验在此类实验中,常利用某种试剂对生物体或细胞中成分进行鉴别.针对不同的鉴别对象,采用不同的试剂。
归类如下:3.实习和研究性课题此类实验常通过调查法,调查法中常使用统计技术和测量技术。
4.探究性实验此类实验需要对某些生物学现象作出合理化的假设并通过设计实验进行验证。
如教材中“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”、“温度对酶活性的影响”、“植物向性运动的实验设计和观察”等。
探究性生物学实验应当要求学生在明确实验要求、目的的前提下,遵循实验设计“操作方便.程序合理,药品节约.依据现象推测结论”的原则进行设计.一般可分以下几个环节:(1)理论假设的提出根据题目要求,确定实验的条件即实验变量X。
即惟一一个对实验结果可能产生影响的变量。
在此基础上提出理论假设.它常常可以描述为:“当条件X存在时,事件P(实验现象)可能发生;当条件X改变时,若事件P发生,能得出何结论;当事件P不发生.能得出何结论。
”(2)设计探究性实验分五个实验步骤进行:①实验准备,包括必要的实验器材及实验药品的准备;②满足条件X,设计一个实验,观察事件P能否发生;③条件X改变,设计一个实验,观察事件P能否发生,发生的程度如何;④设计对照实验。
⑤梳理,实验是否遵循“单一变量”、“平行重复”原则。
(3)观察,记录和结论仔细观察并准确记录实验现象.并根据实验现象做出相应的结论,一般规律是:①若条件X存在,事件P能发生;条件X改变,事件P不能发生(或发生程度改变)。
结论是……。
②若条件X存在,事件P能发生;条件X改变,事件P能发生。
结论是……。
③若条件X存在,事件P不能发牛,条件X改变,事件P能发生。
结论是……。
二、探究性实验和验证性实验的区别1.概念反应变量:亦称因变量。
高中生物实验汇总引言这份文档旨在汇总高中生物实验的内容和结果。
实验是生物学研究的重要组成部分,通过实践操作和观察,学生可以更好地理解生物学的理论知识,并培养动手能力和科学思维。
本文档将总结几个典型的高中生物实验。
实验一:植物的光合作用实验目的探究植物的光合作用过程、影响光合作用的因素以及光合作用对环境和生物的重要性。
实验步骤1. 将一棵绿叶植物(如豆苗)放置在光照充足的地方,并给予适量的水。
2. 在植物的一片叶片上涂抹一层石蕊试剂(一种测定光合作用的指示剂)。
3. 将植物置于强光下数小时后,观察石蕊试剂的变化。
实验结果通过实验观察,我们可以看到涂抹了石蕊试剂的叶片会变成紫黑色,说明光合作用已经进行。
这表明植物通过光合作用将光能转化为化学能,同时释放出氧气。
实验二:果蝇的遗传实验实验目的通过观察果蝇的遗传特征,了解遗传规律和基因的传递方式。
实验步骤1. 选取一对纯合子(纯合子是指基因型中两个等位基因相同的个体)的果蝇。
2. 交配纯合子果蝇,观察子代果蝇的遗传特征。
3. 记录子代果蝇的表现型和基因型,并计算各表型比例和基因型比例。
实验结果通过实验观察,我们可以得出不同基因型果蝇的表现型比例和基因型比例。
这说明某些特征的遗传是受到基因的支配和显性-隐性规律的影响。
实验三:细胞的酶活性实验实验目的探究细胞中酶的活性以及酶活性受到温度和pH值等因素的影响。
实验步骤1. 准备若干含有不同pH值的缓冲液,分别为酶液和底物(如淀粉酶和淀粉)制备试管。
2. 将试管置于不同温度下进行反应,反应一定时间后停止反应。
3. 使用显色剂观察试管的颜色变化,颜色越深表示酶活性越高。
实验结果通过实验观察,我们可以发现在适宜的温度和pH值下,酶的活性最高,颜色变化最显著。
这说明细胞中的酶活性对温度和pH值敏感,合适的环境条件有利于酶的正常活性。
总结以上是几个典型的高中生物实验,通过这些实验可以让学生更深入地了解生物学的知识和原理。
高中生物24个实验归纳生物实验在高中生物教学中占据了重要的地位,通过实验可以加深学生对生物知识的理解,培养他们的观察能力和实践操作的技能。
下面将介绍高中生物教学中的24个实验,并归纳总结它们的重点内容和实验结果。
实验一:植物光合作用的观察实验目的:观察植物进行光合作用的过程,了解光合作用的基本原理。
实验步骤:将水培养的水生植物暴露在不同光照条件下,观察叶片颜色的变化和氧气气泡的产生。
实验结果:在光照条件下,植物叶片呈现绿色,产生氧气气泡。
实验二:酵母发酵作用实验目的:观察酵母菌进行发酵作用的过程,了解酵母菌的生物特性。
实验步骤:将酵母菌加入含糖溶液中,观察发酵的产物和温度变化。
实验结果:酵母菌在糖溶液中发酵,产生二氧化碳气泡和酒精。
实验三:葡萄酒鉴别实验目的:通过化学试剂判断白葡萄酒和红葡萄酒的成分差异。
实验步骤:将白葡萄酒和红葡萄酒分别添加不同试剂,观察颜色的变化。
实验结果:白葡萄酒在加入一定试剂后呈现颜色变化,而红葡萄酒则没有。
实验四:显微镜的使用实验目的:掌握显微镜的使用方法,观察微观世界。
实验步骤:将样本放置在显微镜下,调节镜片和光源,观察样本细胞的结构。
实验结果:可以看到样本中的细胞核、细胞质和细胞壁等结构。
实验五:果蔬细菌培养实验目的:观察果蔬中的细菌种类和数量,了解食物安全问题。
实验步骤:将果蔬切成小块,培养在富含营养的琼脂平板上,观察细菌的生长情况。
实验结果:可以观察到果蔬中可能存在的细菌类型和细菌数量。
实验六:DNA提取实验目的:从生物体细胞中提取DNA,了解DNA的结构和功能。
实验步骤:将样本细胞经过一系列步骤处理,提取出DNA,观察DNA的形态。
实验结果:可以看到提取出的DNA呈现为白色的纤维状物质。
实验七:细胞分裂观察实验目的:观察细胞分裂过程中染色体的变化,了解细胞的生长和繁殖机理。
实验步骤:观察根尖细胞在不同阶段的分裂过程,统计染色体数量。
实验结果:细胞的染色体数量在分裂过程中发生明显变化。
高中生物必修一实验归纳实验一使用高倍显微镜观察几种细胞1、高倍镜的使用步骤:(1)在低倍镜下找到物象,将物象移至视野中央;(2)转动转换器,换上高倍镜。
(3)调节光圈和反光镜,使视野亮度适宜。
如果光线较暗时,可用凹面反光镜来对光,同时选用较大的光圈;如果光线明亮时,可用平面反光镜来对光,同时选用较小的光圈。
(4)调节细准焦螺旋,使物象清晰。
换用高倍镜后不能使用粗准焦螺旋。
2、低倍镜和高倍镜的区别:透镜大小镜头长短视野亮度物像大小细胞数量低倍镜小短亮小多高倍镜大长暗大少3、污点位置的判断:用显微镜观察玻片标本时,目镜、物镜、所观察的材料是在同一直线上的,只要分别转动镜头或移动玻片标本,看污物是否随之而动,就可做出正确判断。
实验二检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(一)可溶性还原糖的检测和观察1、实验原理及化学试剂:斐林试剂与可溶性还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)反应,生成砖红色沉淀。
(这种试剂要现配现用.甲液(质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液)与乙液(质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液)等量均匀混合生成蓝色Cu(OH)2,Cu(OH)2与可溶性还原糖发生反应.淀粉、蔗糖等不能与斐林试剂发生颜色反应。
2、实验过程:选材(应选含糖量较高、颜色为白色或浅色的植物组织,以苹果、梨为最好)研磨过滤组织样液加入斐林试剂(现配现用)摇匀水浴加热观察颜色反应(浅蓝色棕色砖红色沉淀)。
(二)脂肪的检测和观察1、实验原理及化学试剂苏丹Ⅲ染液:把脂肪物质染成橘黄色苏丹Ⅳ染液:把脂肪物质染成红色2、实验过程选材(选含脂肪的种子,以花生种子为较好) 浸泡制作花生子叶临时转片(徒手切片,切片要薄,如厚薄不均就会导致观察时有的地方清晰,有的地方模糊)滴3滴苏丹Ⅲ染液染色用体积分数为50%的酒精洗浮色显微镜观察(先用低倍镜,找到子叶最薄处,并移到视野中央,再换高倍镜,调整细焦螺旋观察,可见已着色的脂肪颗粒)。
(三)蛋白质的检测和观察1、实验原理及化学试剂双缩脲试剂:与蛋白质发生作用,产生紫色反应.(在碱性溶液中,Cu2+与蛋白质发生反应)双缩脲试剂A液:质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液双缩脲试剂B液:质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液2、实验过程选材(豆浆或鸡蛋蛋白) 取组织样液加入试管中加入双缩脲试剂A液加入双缩脲试剂B液摇匀观察,出现紫色.(四)淀粉的检测和观察1、实验原理及化学试剂:淀粉遇碘变蓝。
实验一:观察DNA 、RNA 在细胞中的分布(必修一P26)一.实验目的:初步掌握观察DNA 和RNA 在细胞中分布的方法 二.实验原理1. 甲基绿+DNA 绿色两种试剂不是单独使用,应混合使用吡罗红+RNA 红色2. 8%盐酸:改变细胞膜的通透性,加速染色剂进入细胞,同时使染色休中的DNA 和蛋白质分离,有利于DNA 与染色剂结合。
0.9%NaCl 溶液:保持口腔上皮细胞正常形态 蒸馏水:配制染色剂,冲冼载玻片 三.方法步骤 几种液体的作用实验二: 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质(必修一P18)一.实验目的:尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质二.实验原理:某些化学试剂能使生物组织中的有关有机化合物,产生特定的颜色反应。
1.还原糖(如葡萄糖、果糖、麦芽糖)+斐林试剂砖红色沉淀。
甲液:0.1g/ml NaOH 溶液 乙液:0.05g/ml CuSO 4 溶液Cu ( OH ) 2反应生成砖红色氧化亚铜(Cu 2O )。
2.。
3.蛋白质与双缩脲试剂发生作用,产生紫色反应。
(蛋白质分子中含有很多肽键,在碱性NaOH 溶液中能与双缩脲试剂中的Cu 2+作用,产生紫色反应。
) A 液:0.1g/ml NaOH 溶液B 液:0.01g/ml CuSO 4 溶液肽键结构与铜离子反生络合反应,生成紫色络合物。
4. 淀粉遇碘变蓝色。
三.实验材料1.做还原糖鉴定实验:应选含糖高,颜色为白色或近白色的植物组织,如苹果、梨。
(因为组织的颜色较浅,最好无色,防止颜色干扰且易于观察。
)2.做脂肪的鉴定实验:应选富含脂肪的种子,以花生种子为最好,实验前一般要浸泡3~4小时(也可用蓖麻种子)。
3.做蛋白质的鉴定实验:可用富含蛋白质的黄豆或鸡蛋清等。
四、实验试剂斐林试剂、苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液、双缩脲试剂、体积分数为50%的酒精溶液,碘液、蒸馏水。
五、方法步骤水浴加热 斐林试剂 使用时:甲乙液等量混匀后立即使用 双缩脲试使用时:先加A 液后加B 液(二)脂肪的鉴定⑴显微镜观察法橘黄色三、蛋白质的鉴定制备组织样液实验三:用显微镜观察多种多样的细胞(必修一P7)一.实验目的(1)使用高倍显微镜观察几种细胞,比较不同细胞的异同点 (2)运用制作临时装片的方法二.实验原理:利用高倍镜可以看到某些在低倍镜下无法看到的细胞结构,例如:可以看到叶绿体、线粒体等细胞器(能看到细胞器,无法看清细胞器结构),从而能够区别不同的细胞。
高中生物教材中的实验方法与操作一、高中教材中涉及的实验方法汇总(1)制作DNA分子双螺旋结构模型:构建物理模型法(2)种群数量增长模型:构建数学模型(3)分离各种细胞器:差速离心法(4)证明DNA的半保留复制:密度梯度离心法(5)分离叶绿体中的色素:纸层析法(6)观察线粒体:活体染色法(7)探究酵母菌的呼吸方式:对比实验法(8)分泌蛋白的合成和加工、噬菌体侵染细菌实验、追踪光合作用O和C的转移途径:同位素标记法(9)萨顿提出“基因在染色体上”的假说:类比推理法(10)孟德尔遗传规律的发现、摩尔根证明基因在染色体上、探究DNA的复制方式:假说演绎法(11)调查土壤中小动物类群的丰富度:取样器取样法(12)调查种群密度:标志重捕法、样方法二、常考的实验条件的控制(1)增加水中氧气:泵入空气、通入氧(2)减少水中氧气:容器密封、油膜覆盖、用凉开水(3)CO2的控制:除去密闭容器中的CO2:容器中放置NaOH溶液保持密闭容器中CO2浓度的恒定:容器中放置Na2CO3溶液(或CO2缓冲液)(4)光照强度的控制:改变光源与植物的距离或改变光源(灯泡)的瓦数(5)测定植物的呼吸速率(排除光合作用的干扰):给植物遮光处理三、同位素标记法在高中教材实验中的应用(1)分泌蛋白的合成与分泌——用3H标记亮氨酸(2)光合作用中氧气的来源——用18O分别标记H2O和CO2(3)光合作用中碳的转移途径(卡尔文循环)——用14C标记CO2(4)噬菌体侵染细菌的实验——用35S、32P分别标记噬菌体的蛋白质外壳和DNA(5)DNA的半保留复制——用15N标记DNA四、盐酸和酒精在高中生物实验中的使用浓度及作用(一)盐酸1、实验“DNA和RNA在细胞在的分布”中8%盐酸的作用——水解(1)盐酸能改变细胞膜的通透性,加速染色剂的跨膜运输;(2)盐酸使染色体中的DNA与蛋白质分离,便于DNA与染色剂的结合2、实验“观察有丝分裂””和“低温诱导染色体加倍”中15%盐酸的作用——解离能够使组织细胞的细胞壁软化,并使细胞间的物质溶解,从而达到分离细胞的目的。
高中生物24个实验归纳摘要:一、实验归纳概述1.高中生物实验的重要性2.24 个实验的内容简介二、实验一:观察细胞1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析三、实验二:观察植物细胞的有丝分裂1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析四、实验三:观察植物的染色体1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析五、实验四:观察减数分裂2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析六、实验五:观察线粒体和叶绿体1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析七、实验六:观察质壁分离和复原1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析八、实验七:观察DNA 和RNA 在细胞中的分布1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析九、实验八:观察细胞骨架1.实验目的2.实验原理4.实验结果与分析十、实验九:观察细胞融合1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析十一、实验十:观察植物的生长素1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析十二、实验十一:观察动物的激素调节1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析十三、实验十二:观察遗传的规律1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析十四、实验十三:观察基因的转录和翻译1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析十五、实验十四:观察微生物的生长1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析十六、实验十五:观察病毒的繁殖1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析十七、实验十六:观察生物的进化1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析十八、实验十七:观察生态系统的稳定性1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析十九、实验十八:观察环境污染的影响1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析二十、实验十九:观察基因工程的应用1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析二十一、实验二十:观察发酵工程的应用1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析二十二、实验二十一:观察细胞工程的应用1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析二十三、实验二十二:观察胚胎工程的应用1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析二十四、实验二十三:观察生物技术在医学上的应用1.实验目的2.实验原理3.实验步骤4.实验结果与分析正文:一、实验归纳概述高中生物实验是学生了解生物学原理、掌握实验技能、培养科学素养的重要途径。
重点高中生物教材实验归纳分析————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:高中生物教材实验归纳分析一、《教学大纲》规定的部分实验归类分析1.观察类实验在此类实验中常综合运用显微观察技术、染色技术、玻片标本制作技术等。
归类如下:实验名称观察方式观察对象显微镜玻片标本染色剂生物材料观察叶绿体原色观察叶绿体高倍临时装片无菠菜叶观察细胞质流动细胞质(以叶绿体作参照)高倍临时装片无黑藻嫩叶观察质壁分离与复原紫色大液泡高倍临时装片无洋葱表皮观察有丝分裂染色观察染色体高倍临时装片龙胆紫(醋酸洋红)洋葱根尖脂肪的鉴定脂肪高倍切片→临时装片苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液花生种子2.鉴别类实验在此类实验中,常利用某种试剂对生物体或细胞中成分进行鉴别.针对不同的鉴别对象,采用不同的试剂。
归类如下:实验名称鉴定对象试剂颜色水浴加热生物材料生物组织中糖类的鉴定淀粉碘液蓝色无脱色的叶片还原糖斐林试剂(班氏试剂)砖红色需要(加热煮沸)含糖量高的白色或近白色的植物组织、尿液、血浆蛋白质的鉴定蛋白质双缩脲试剂紫色无豆浆、牛奶、鸡蛋清、蛋白质类酶DNA粗提取与鉴定DNA 二苯胺试剂蓝色需要(加热煮沸)鸡血细胞3.实习和研究性课题此类实验常通过调查法,调查法中常使用统计技术和测量技术。
实习、研究性课题调查对象统计方法计算公式种群密度的取样调查动物标志重捕法植物样方法调查人群中遗传病人类某种遗传病汇总法调查环境污染对生物的影响环境污染程度汇总法4.探究性实验此类实验需要对某些生物学现象作出合理化的假设并通过设计实验进行验证。
如教材中“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”、“温度对酶活性的影响”、“植物向性运动的实验设计和观察”等。
探究性生物学实验应当要求学生在明确实验要求、目的的前提下,遵循实验设计“操作方便.程序合理,药品节约.依据现象推测结论”的原则进行设计.一般可分以下几个环节:(1)理论假设的提出根据题目要求,确定实验的条件即实验变量X。
即惟一一个对实验结果可能产生影响的变量。
在此基础上提出理论假设.它常常可以描述为:“当条件X存在时,事件P(实验现象)可能发生;当条件X改变时,若事件P发生,能得出何结论;当事件P不发生.能得出何结论。
”(2)设计探究性实验分五个实验步骤进行:①实验准备,包括必要的实验器材及实验药品的准备;②满足条件X,设计一个实验,观察事件P能否发生;③条件X改变,设计一个实验,观察事件P能否发生,发生的程度如何;④设计对照实验。
⑤梳理,实验是否遵循“单一变量”、“平行重复”原则。
(3)观察,记录和结论仔细观察并准确记录实验现象.并根据实验现象做出相应的结论,一般规律是:①若条件X存在,事件P能发生;条件X改变,事件P不能发生(或发生程度改变)。
结论是……。
②若条件X存在,事件P能发生;条件X改变,事件P能发生。
结论是……。
③若条件X存在,事件P不能发牛,条件X改变,事件P能发生。
结论是……。
二、探究性实验和验证性实验的区别1.概念(1)探究性实验:指实验者在不知晓实验结果的前提下,通过自己实验、探索、分析、研究得出结论,从而形成科学概念的—种认知活动。
(2)验证性实验:指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。
2.比较探究性实验验证性实验实验目的探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系实验假设假设一般采用“如果A,则B”的形式表述,是根据现有的科学理论、事实,对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释因结论是已知的,因此不存在假设问题实验原理因探究内容而异因验证内容而异实验过程应有的实验步骤,实际上并未完成.因探究内容而异应有的实验步骤,可以是曾经做过或尚未做过的,因验证内容而异实验现象未知.可以不描述已知.应准确描述实验结果预测对应假设,分类讨论无实验结论对应实验结果,作出对应结论对应实验目的做出肯定结论三、教材中的部分经典实验章节内容经典实验(部分)生物的新陈代谢酶的发现1773年.意大利科学家斯帕兰札尼证明胃液具有消化作用的实验光合作用的发现①1771年,英国科学家普里斯特利发现植物可以更新空气的实验;②1864年,德国科学家萨克斯证明光合作用产生淀粉的实验;③1880年,美国科学家恩格尔曼证明叶绿体是光合作用场所的实验;④20世纪30年代.美国科学家鲁宾和卡门证明光合作用释放的O2全部来自水的实验生命活动的调节生长素的发现①1880年,达尔文研究向光性的实验;②1928年荷兰科学家温特证明胚芽鞘尖端产生了生长索的实验性激素的功能摘除和相互移植公鸡和母鸡生殖腺证明性激素功能的实验遗传和变异证明DNA是遗传物质①格里菲思和艾弗里的肺炎双球菌的转化实验;②噬茁体侵染细菌的实验遗传规律的发现孟德尔的豌豆杂交试验生物与环境能量流动的特点美国生态学家林德曼对生态系统能量流动的定量分析方法生态系统的稳定性“生物圈Ⅱ号”实验细胞与细胞工程生物膜功能上的联系科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时用同位素标记亮氨酸的实验单克隆抗体的制备杂交瘤细胞的筛选实验四、以教材知识为背景的试验设计题材归纳总结背景知识实验设计题材构成细胞的化合物①用干燥和潮湿的水稻种子设计实验:探究细胞内自由水的含量与代谢强度的关系;②探究B 元素对花粉管萌发的影响;③鉴定唾液淀粉酶是蛋白质细胞膜、细胞分裂、细胞分化①用荧光染料探究细胞膜的流动性;②用红色花瓣、盐酸、清水等材料探究细胞膜的选择透过性;③探究细胞分裂素促进植物细胞有丝分裂的作用;④探究煤焦油引起细胞癌变;⑤动物细胞培养方法检测物质毒性大小ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、细胞呼吸①探究萤火虫发光与A TP的关系;②温度、光照、CO2浓度对植物光合作用的影响;③探究光照强度、温度、空气湿度等对蒸腾作用的影响;④探究溶液浓度与植物细胞渗透作用的关系;⑤探究矿质元素与植物元索缺乏症的关系;⑥探究影响酵母菌发酵速度的因素激素调节及神经调节①探究生长素与细胞分裂素在植物组织培养中的作用;②探究赤霉素对植物伸长生长的促进作用;③探究胰岛素与尿糖的关系;④神经传导的实验探究被子植物的个体发育①验证种子是否有活性(纵剖、染色)②探究影响种子萌发的环境条件染色体变异探究药物对人体细胞的毒副作用现代生物进化理论利用长翅果蝇与残翅果蝇探究觅食环境对果蝇类型的自然选择种内斗争利用油菜或蝌蚪探究影响种群密度的因素光对植物影响探究日照时间长短对植物开花期的影响五、生物试验中的变量与设计原则分析1.变量在实验中,变量是指可被操纵的特定因素或条件,据其在实验中的作用,可分为两类:实验变量与反应变量。
(1)实验变量:也称为自变量。
指实验中由实验者所操纵的因素或条件。
反应变量:亦称因变量。
指实验中由实验变量而引起的变化和结果。
(2)教材中相关实验中的变量实验自变量因变量比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率催化剂的种类(过氧化氢酶、Fe3+)催化效率的高低(以点燃但无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度或气泡产生速度表示)探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用底物的种类(淀粉、蔗糖)淀粉酶将淀粉水解(处理后加斐林试剂,加热煮沸出现砖红色沉淀)。
但不能水解蔗糖(处理后加斐林试剂并加热煮沸,无砖红色沉淀出现)温度对淀粉酶活性的影响温度(60℃热水、沸水、冰块) 加碘液后溶液颜色的变化观察植物细胞的质壁分离与复原外界溶液的浓度(高渗及低渗溶液)质墅分离(液泡失水缩小、颜色变深,原生质层与细胞壁分离);质壁分离复原(液泡修复原状、颜色变浅,原上质层恢复原状) 植物向性运动的实验设计和观察①是否单侧光照、均匀光照②改变幼苗的空间位置以接受重力影响①幼苗的弯曲状况②根的弯曲方向观察二氧化硫对植物的影响不同浓度的SO2植物生长状态的变化2.几个重要的设计原则(1)科学性原则。
符合生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。
(2)平行重复原则。
必须有足够的实验次数,在同样条件下重复实验,观察其对实验结果的影响程度。
(3)单一变量原则。
不论—个实验有几个实验变量,都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量。
如酶高效性实验中,只有催化剂不同,而其他部分完全相同,反应结果的差异只是由催化剂不同引起。
(4)对照原则。
实验组接受自变量处理,对照组(控制组)不接受自变量处理。
对照类型:①空白对照:对照组为不作任何处理的对象组。
②自身对照:实验与对照在同一对象上进行,不另设对照组,如“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验;实验处理前后的对象状况分别为对照组和实验组。
③条件对照:给实验组某种处理。
给对照组另一条件的处理,如在“动物激素饲喂小动物的实验”中,存在以下实验组和对照组。
照织。
1号:饲喂甲状腺激素(实验组)2号:饲喂甲状腺激素抑制剂(条件对照组)3号:对蝌蚪不作任何处理(空白对照)④相互对照:指不另设对照组,而是利用几个实验组相互对照,如在“植物向性运动的实验设计和观察”中,如下图所示,2与1对照可证明感光部位在胚芽鞘尖端,3也可与1对照,4也可与1对照,也可与2对照。
六、实验过程中常用试剂的作用、检测指标的设置及实验条件的调控1.化学物质的常用检测试剂或方法(1)淀粉——一碘液(2)还原糖一—一斐林试剂或班氏试剂(沸水浴,砖红色沉淀)(3)CO2一一—Ca(OH)2溶液或酸碱指示剂(4)乳酸一一—pH试纸(5)O2—一—带火星木条复燃(6)无O2—一—火焰熄火(7)蛋白质—一—双缩脲试剂(不加热,紫色反应)(8)染色体—一—龙胆紫溶液、醋酸洋红液(9)DNA—一—二苯胺试剂(沸水浴,蓝色反应)(10)脂肪一一一苏丹Ⅲ染液(橘黄色)或苏丹Ⅳ染液(红色)2.实验结果的显示方法(1)光合速率一—一O2释放量或C O2吸收量或淀粉产生量(2)呼吸速率一—一O2吸收量或C O2释放量或淀粉减少量(3)物质代谢途径———放射性同位素示踪法(4)细胞液浓度大小———质壁分离(5)细胞是否死亡———质壁分离、细胞质流动(6)甲状腺激素的作用———动物耗氧量,发育速度等(7)生长激素的作用———生长速度(体重变化.身高变化)(8)胰岛素的作用一一—动物活动状态(9)菌量———菌落数或亚甲基蓝溶液褪色程度(10)大肠杆菌———伊红一一美蓝琼脂培养基(鉴别培养基)3.实验条件的控制方法(1)增加水中氧气———泵人空气或吹气或放人绿色植物(2)减少水中氧气———容器密封或油膜覆盖或用凉开水(3)除去容器中的C O2———NaOH溶液(4)除去叶片中原有淀粉———置于黑暗环境中(饥饿处理)(5)除去叶片中叶绿素———酒精加热(6)除去光合作用对细胞呼吸的于扰———给植株遮光(7)得到单色光———棱镜色散或彩色薄膜滤光(8)血液抗凝———加入柠檬酸钠(9)线粒体提取———细胞匀浆离心(10)细胞膜提取———清水处理哺乳动物红细胞(11)骨的脱钙———盐酸溶液浸泡(12)灭菌方法———培养基用高压蒸气灭菌:接种环用火焰灼烧灭菌;双手用肥皂洗净,擦干后用75%酒精消毒;实验室或接种箱用甲醛蒸汽或紫外灯灭菌;整个接种过程都在实验室无菌区或酒精灯火焰旁进行。