高中生物实验设计宝典
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高中生物实验大全(已整理好A4)高中生物实验大全一、显微镜使用实验实验现象: 用显微镜观察物体实验原理: 显微镜是一种将非常小的物体放大的仪器。
显微镜有两个镜片,分别为目镜和物镜,通过调节物镜和目镜的距离,使物体放大到合适的大小,然后使用目镜观察被放大的物体。
实验步骤:1. 将玻片架放置在显微镜的台面上。
2. 在玻片中央滴上一滴水,放置一个薄片样品。
3. 载物台向上移动,调整物镜到低倍的位置,然后向下调整物镜直至薄片样品完全清晰。
4. 调整目镜直至临界,然后调节焦距使样品清晰。
实验结果: 观察样品的细节和结构,放大图像可以更清晰地看到物体的细节。
二、酵母菌发酵实验实验现象: 研究酵母菌在不同条件下发酵的现象实验原理: 酵母菌是一种单细胞真核生物,有能力进行葡萄糖发酵。
在缺氧条件下,酵母菌用糖和其他有机物代谢产生乙醇和二氧化碳。
实验步骤:1. 在三个试管中各加入10毫升葡萄糖溶液。
2. 在试管A中加入三颗酵母菌,用氧气可吸入的材料封闭。
3. 在试管B中加入三颗酵母菌,用气密盖封闭。
4. 在试管C中加入三颗酵母菌,放置于通风处。
5. 将三个试管放置在恒温箱中约4小时。
6. 将试管A和B转移至活塞式气密容器,将CO2产生的肮脏和温室气体排放到显微镜后方。
实验结果: 检验酵母菌在不同条件下发酵的能力。
三、肌肉力量实验实验现象: 研究肌肉在不同负重条件下力量的表现。
实验原理: 肌肉收缩与神经刺激有关,当肌肉收到刺激时,细胞壁内的物质会释放并与肌肉中的肌动蛋白结合。
当肌动蛋白结合添加腺苷酸三磷酸(ATP)时,肌肉开始收缩,造成力量。
实验步骤:1. 使用标量的加权设置增加肌肉负重,并找到最大负重。
2. 要求被试者做几次肌肉收缩的动作,每次动作持续5秒钟,以测试肌肉在不同负重条件下的力量。
3. 记录每次测定的数据。
实验结果: 比较不同负重条件下被试者的肌肉力量。
较大的负重意味着肌肉展示更强的力量。
四、洋葱表皮细胞实验实验现象: 观察洋葱表皮细胞结构实验原理: 洋葱表皮细胞是一种单细胞植物,其中包含核,细胞膜,细胞壁和细胞质。
高中生物实验设计教案
实验目的:通过实验,探究植物光合作用对不同CO2浓度的响应,加深学生对光合作用的理解。
实验材料:
1. 实验室玻璃器皿
2. 鲜活植物叶片
3. 碳酸氢钠(NaHCO3)
4. 小夹子
5. 烧杯
6. 塑料袋
7. 光照灯
实验步骤:
1. 将几片鲜活的植物叶片放入实验室玻璃器皿中。
2. 准备两组实验,分别在两个烧杯中分别加入不同浓度的碳酸氢钠溶液,使其达到不同的CO2浓度。
3. 将两组烧杯分别放在植物叶片的两侧,用小夹子固定。
4. 将整个实验器皿放入一个塑料袋中,确保密封。
5. 打开光照灯,让植物叶片进行光合作用。
6. 观察实验组中植物叶片的变化情况,记录下实验结果。
实验结果:
1. 在CO2浓度较低的烧杯中,植物叶片可能出现萎缩、产生黄叶等现象。
2. 在CO2浓度较高的烧杯中,植物叶片可能生长茂盛、颜色翠绿。
实验总结:
通过本实验,我们可以得出结论:植物的光合作用对CO2浓度敏感,CO2浓度越高,植物的光合作用效率越高。
这有助于学生理解植物光合作用的机理,并认识到环境因素对植物生长的影响。
拓展实验:
1. 探究不同光照强度对植物光合作用的影响。
2. 研究植物对不同温度的光合作用反应。
注意事项:
1. 在实验过程中要注意安全,避免将碳酸氢钠溶液溅到皮肤或眼睛中。
2. 实验结束后要及时清洁实验器皿和其他实验用具,保持实验室整洁。
高中生物实验大全1.花色素提取实验材料:多色鲜花、酒精、水、激光笔、小玻璃瓶、竹签步骤:1)将鲜花的花瓣切碎并放入小玻璃瓶中。
2)加入足够的酒精覆盖花瓣,并用竹签搅拌,使花色素溶解。
3)用激光笔照射溶液,观察颜色的变化。
不同颜色的花瓣会在激光照射下显示出不同的荧光颜色。
2.酵母发酵实验材料:干酵母、糖、水、气球、漏斗、瓶子步骤:1)将瓶子底部用漏斗固定住,并在漏斗中放入干酵母。
2)在瓶子中加入适量的糖和水,将漏斗取下,迅速用气球密封瓶口。
3)观察瓶子中的气球膨胀情况,随着时间的推移,酵母会分解糖并产生二氧化碳气体,导致气球膨胀。
3.光合作用实验材料:小苗、苏打水、透明塑料袋、橡皮筋步骤:1)将小苗栽种在透明塑料袋内,并用橡皮筋密封袋口。
2)往塑料袋中注入适量的苏打水。
3)将袋子放在阳光下观察,数小时后会出现水蒸气凝结在袋内的现象。
这是因为光合作用产生的氧气被苏打水吸收,使袋内的二氧化碳浓度升高,导致水蒸气凝结。
4.进化实验材料:细菌培养皿、琼脂、棉签、温度控制设备步骤:1)在多个细菌培养皿上涂抹不同的抗生素,如青霉素、红霉素等。
2)将细菌培养皿放入不同的温度环境中,如高温、低温等。
3)观察不同环境下细菌的生长情况,通过比较发现一些细菌对某些抗生素或特定温度更耐受,说明细菌在进化中适应了不同的环境。
5.鸟类适应实验材料:鸟类标本、竹签、彩色羽毛步骤:1)选择多种鸟类标本,观察它们的嘴形、爪型和羽毛颜色。
2)将竹签插入不同彩色羽毛中,使其呈现不同颜色。
3)根据观察到的鸟类特征,将竹签上的彩色羽毛插入到标本相应位置。
4)通过调整不同颜色的羽毛,观察鸟类标本的适应性特征,如迷彩效果。
总结:以上是高中生物实验大全,这些实验能帮助学生更好地理解和应用生物学的基础知识,培养他们的实验操作技能和科学思维能力。
实验内容包括花色素提取、酵母发酵、光合作用、进化以及鸟类的适应性等方面,涵盖了生物学的各个分支,有助于学生科学实践和实际应用的能力提升。
高中教育中的生物实验设计导言:生物实验是高中生物教学中不可或缺的一环,通过实际操作和观察,学生能够更深入地理解生物学的原理和概念。
本文将为您介绍一些引人入胜且内容丰富的生物实验设计,旨在激发学生的学习兴趣和培养他们的实验技能。
实验一:酵母发酵作用的观察实验目的:观察酵母在不同条件下的发酵作用,了解酵母的生长和代谢过程。
实验材料:酵母、糖水、温水、盐水、酵母培养皿、试管、试管架等。
实验步骤:1. 将酵母培养皿中的酵母加入不同浓度的糖水、盐水和温水中。
2. 观察酵母在不同条件下的发酵现象,记录产生的气泡数量和大小。
3. 分析实验结果,探讨酵母的最适生长条件和发酵作用的影响因素。
实验二:光合作用的观察实验目的:观察水生植物在光照条件下进行光合作用的现象,了解光合作用的过程和影响因素。
实验材料:水生植物(如水葱、水蕨等)、水槽、水杯、蒸馏水、酒精灯、试管、试管架等。
实验步骤:1. 在水槽中放置水杯,将水生植物放入水杯中,确保植物的茎和叶片完全浸没在水中。
2. 将水槽放置在光照充足的位置,观察植物在光照条件下的生长和气泡释放情况。
3. 将试管中的蒸馏水倒入水杯中,覆盖住植物的茎和叶片,观察植物在无光照条件下的变化。
4. 分析实验结果,讨论光合作用的关键因素和对植物生长的影响。
实验三:遗传实验——果蝇的交配实验实验目的:通过观察果蝇的交配和后代的表型,了解基因的遗传规律和基因型与表型之间的关系。
实验材料:果蝇(雄性和雌性)、培养皿、酵母培养皿、显微镜、显微镜玻片等。
实验步骤:1. 将雄性果蝇和雌性果蝇分别放置在培养皿中,观察它们的外部特征和行为。
2. 观察果蝇的交配过程,并记录交配后的果蝇数量和表型。
3. 将交配后的果蝇分别放置在含有酵母的培养皿中,观察它们的繁殖情况。
4. 使用显微镜观察果蝇的染色体和基因型,分析交配后代的表型比例和遗传规律。
实验四:生物多样性的调查实验目的:通过实地调查和样本采集,了解生物多样性的分布和变化情况,培养学生的观察和分类能力。
高中生物实验设计专题库(共160多题)一、考纲解读(1)能独立完成17个实验,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的运用。
(2)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。
(3)具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括确认变量、作出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据作出合理的判断。
(4)能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改。
实验题按能力要求可划分为四大题型:(1)实验分析题型——根据提供的实验方案,分析其中的步骤、现象、结果,作出解答。
(2)实验方案的纠错或完善题型——对实验方案中的错误或不完善处,进行改正、补充,使实验方案趋于完善。
(3)实验设计题型(验证性实验;探究性实验)——根据题目提供的条件,自行设计实验方案。
(4)实验有关的综合类题型——以实验为背景,主要涉及代谢、遗传和生态相关知识。
所有实验设计的主要问题就是“六依托”,即细心审题、原理分析、材料分析、变量分二、专题训练1、某同学由温度能影响酶的活性联想到温度能否影响甲状腺素的活性。
为了探索这一问题,他做了一个实验。
在实验步骤(1)、(2)、(3)中各有一处错误或不妥之处,请改正并预测实验现象及结论。
实验步骤:(1)取三只相同的洁净玻璃缸,编上号,分别装上等量的蒸馏水、河水、自来水。
(2)取发育状况不同的15只蝌蚪,分成三等份,分别放人1、2、3号玻璃缸中,三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。
(3)每天同时向1、2、3号玻璃缸中分别投入普通饲料、甲状腺制剂拌匀的饲料、用60℃温水处理1小时的甲状腺制剂拌匀的饲料。
(4)过几天比较蝌蚪的发育状况。
改正:预测实验现象及结论:参考答案1。
改正:(1)蒸馏水/河水/自来水改为河水,(2)不同改为相同,(3)投入后加等量。
预测实验现象及结论:①若B玻璃缸内蝌蚪发育最快,而A、C玻璃缸内蝌蚪发育状况相同,说明高温使甲状腺制剂失活。
实验1 光学显微镜操作技术实验3 观察DNA和RNA在细胞中的分布实验5 用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体实验6 观察植物细胞的质壁分离与复原(植物细胞的吸水和失水)实验13 观察植物细胞的有丝分裂实验2 生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定实验4 体验制备细胞膜的方法实验11 叶绿体中色素的提取和分离实验22 DNA的粗提取与鉴定实验7 比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率(酶的高效性)实验8 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用(酶的专一性)实验9 酶的活性受温度、pH的影响实验10 探究酵母菌细胞呼吸的方式实验12 细胞的大小与物质运输的关系实验14 低温诱导植物染色体数目的变化实验16 探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度实验18 探究培养液中酵母菌种群数量的变化实验19 探究土壤中小动物类群丰富度的研究实验20 探究土壤微生物的分解作用实验15 遗传学调查:群体调查、家系分析实验17 生态学调查:样方法、标志重捕法实验21 设计并制作生态缸,观察其稳定性实验23 微生物的实验室培养实验24 微生物的分离和计数实验25 传统发酵技术的应用(二)实验设计遵循的基本原则明确目的性原则科学性原则可行性原则空白对照自身对照对照性原则条件对照相互对照单因子变量原则与等量原则等量原则和平行原则重复原则随机性原则4.对照性原则:对照原则,是指实验中要设置对照组实验,以消除或减少实验误差,鉴别实验中的处理因子(单因子)同非处理因子的差异。
通常采用的是空白对照,即不给对照组以任何处理(相对实验组),实际上对对照组还是要做一定的处理,只是不加对实验组的处理因子(单因子)。
实验中的无关变量很多,必须严格控制,要平衡和消除无关变量对实验结果的影响,对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。
(1)对照的四种类型:一个实验通常分为实验组和对照组。
一般情况下,把改变实验变量处理的一组称为实验组:处于正常状态的一组(没有改变实验变量)称为对照组。
实验高中生物(必修)周华光目录必修一《分子与细胞》实验一观察DNA和RNA在细胞中的分布实验二检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质实验三用显微镜观察多种多样的细胞实验四用高倍镜观察线粒体和叶绿体实验五通过模拟实验探究膜的透性实验六探究影响酶活性的因素实验七观察植物细胞的质壁分离和复原实验八叶绿体色素的提取和分离实验九探究酵母菌的呼吸方式实验十观察细胞的有丝分裂实验十一模拟探究细胞表面积与体积的关系必修二《遗传与进化》实验十二观察细胞的减数分裂实验十三低温诱导染色体加倍实验十四调查常见的人类遗传病必修三《稳态与环境》实验十五探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用实验十六模拟尿糖的检测实验十七探究培养液中酵母菌数量的动态变化实验十八土壤中动物类群丰富度的研究实验十九探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替实验一观察DNA和RNA在细胞中的分布(P26)【实验原理】甲基绿使DNA染上绿色,吡罗红使RNA染上红色。
【实验结果】细胞核呈绿色,细胞质呈红色。
【结果分析】真核生物的DNA主要分布在细胞核中,线粒体和叶绿体内也含有少量的DNA;RNA主要分布在细胞质中。
【作业】1、完成实验报告2、完成实验指导丛书相关习题3、预习下一节的教学内容【实验反思】1、该实验效果不理想,估计与染色时间与浓度有关。
2、烘干操作对于绝大部分学生是难关。
实验二检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质(P18)【实验原理】还原糖溶液中加斐林试剂(水浴加热)产生砖红色沉淀,脂肪被苏丹Ⅲ染液染成橘黄色(苏丹IV染液染成红色)小颗粒,蛋白质溶液中加双缩脲试剂呈现紫色。
【实验过程与结果】1、还原糖的检测还原性糖:有还原性基团(游离醛基或酮基)的糖;如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖。
非还原性糖:淀粉、纤维素、蔗糖、糖元。
⑴材料的选取:还原糖含量高,白色或近于白色,如苹果,梨,白萝卜。
⑵试剂:斐林试剂(甲液:0.1g/mL的NaOH溶液,乙液:0.05g/mL的CuSO4溶液),现配现用。
高中生物实验设计专题一、高考生物实验考试大纲(1)能独立完成所列生物实验,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。
(2)具备验证简单生物学事实的能力,并对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
(3)具备对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验及调查、假说演绎、建立模型及系统分析等科学研究方法。
(4)能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。
二、生物实验设计的科学性分析实验能力是“教学大纲”要求学生掌握的一项基本能力。
就是能使用恰当的方法验证简单的生物学事实,并对结果进行解释和分析。
此能力要求包括两方面的内容:一是能够设计简单的实验,验证简单的生物学事实;二是能对实验现象、实验结果作出正确的解释和分析。
实验能力也是高考“考试说明”要求学生掌握的一项基本能力(设计和完成实验的能力)。
此能力要求也包括两方面的内容:一是独立实验的能力(大纲规定学生实验和教师演示实验),即理解实验原理、目的、要求、材料、用具;掌握实验的步骤、控制实验条件、使用有关仪器、安全问题处理;观察现象、分析数据、得出结论;常规实验非常规做法。
二是能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器,设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。
用理、化、生三科实验中所学的知识去解决实际问题。
实验所占比分为30%(基本不变,也可能在25%左右)。
实验设计是较高的能力要求,除要具备一定的知识基础外,还需要具有一定的创造能力。
所设计的实验是建立在科学的基础上的,还应具有一定的观察和发现问题的能力。
要提高这方面的能力,必须改变过去“背实验”的方法,亲自动手做实验,熟悉实验的操作步骤,弄清实验的原理,能运用所学知识对实验现象进行分析,以此来验证或探究某一结论。
只有这样,才能促进实验能力的提高,促进科学思维的形成和发展,才能真正对实验的知识、内容进行举一反三。
1.实验设计的基本内容1.1 实验名称是关于一个什么内容的实验。
高级中学生物实验设计与操作指导引言在高级中学的生物课程中,实验是学生们学习生物知识和培养实验技能的重要环节。
通过亲自动手进行实验,学生们能够深入理解生物学原理,并提高他们的实验设计和操作能力。
本文将介绍一些实验设计与操作指导,帮助高级中学的学生们更好地进行生物实验。
选择适当的实验题目在进行生物实验之前,首先要选择一个适合的实验题目。
学生们可以根据自己对生物学的兴趣和知识水平选择实验题目。
同时,要考虑实验的可行性和设备的可获得性。
以下是一些适合高级中学生进行的生物实验题目的示例:H2 - 实验一:植物生长受光照的影响这个实验可以帮助学生们了解光合作用和植物对光照的反应。
学生们可以选择不同种类的植物,将它们置于不同光照条件下观察和测量它们的生长情况。
通过实验,学生们可以发现光照对植物生长的重要性,并探索植物对光照的适应性。
H2 - 实验二:酵母发酵作用的观察酵母是一种单细胞真菌,它能够进行发酵作用。
学生们可以通过观察酵母在不同条件下的发酵作用,如温度、酵母数量和添加物质等,来研究酵母发酵的影响因素。
这个实验可以使学生们了解酵母发酵的原理,同时锻炼他们的实验设计和观察技能。
此外,学生们还可以通过量化酵母发酵所产生的二氧化碳来进行定量分析。
准备实验材料和设备在进行实验之前,学生们需要准备实验所需的材料和设备。
不同的实验可能会需要不同的材料和设备,但以下是一些常见的生物实验所需的基本材料和设备:H2 - 基本材料•实验器皿(如玻璃烧杯、试管等)•秤•手套和实验室外套(用于实验安全)•酒精灯或 Bunsen 灯•显微镜或放大镜•DNA 提取试剂盒(如果进行 DNA 提取实验)•电子天平•显微镜玻片和盖片H2 - 基本设备•显微镜•科学计算器•温度计•pH 试纸•声音记录设备(如声音录音机)•扩增试剂盒(如果进行 PCR 实验)•转基因生物处理设备(如果进行转基因实验)设计实验步骤在进行实验之前,学生们需要设计实验步骤。
高中生物实验设计题教案
实验目的:通过显微镜观察植物组织的细胞结构,了解植物细胞的特点及组织结构,促进学生对细胞结构的理解和认识。
实验材料:显微镜、盐水、叶片样本(如百合叶片等)。
实验步骤:
1. 将叶片样本浸泡在盐水中,使细胞膜膨胀并变得透明。
2. 将处理后的叶片样本放在显微镜玻片上,加盖玻片。
3. 用显微镜观察叶片样本的细胞结构,包括细胞壁、细胞质、细胞核等。
4. 让学生观察并绘制所见的细胞结构图。
实验要求:
1. 学生需在实验前阅读相关的教材知识,了解植物细胞结构的基本概念。
2. 学生需要按照实验步骤进行操作,注意实验仪器的使用方法。
3. 学生需要认真观察细胞结构,并准确绘制细胞结构图。
4. 学生需注意实验安全,避免损坏实验仪器或叶片样本。
实验总结:
1. 学生在实验中应该对植物细胞的结构有更加深刻的认识,能够观察到细胞的基本组成部分。
2. 学生应该能够准确地描述和绘制出观察到的细胞结构。
3. 通过实验,学生能够培养观察和绘图能力,以及实验操作的技能和安全意识。
拓展实验:
1. 对比观察不同植物组织的细胞结构,比较它们的异同点。
2. 观察不同处理方法下细胞结构的变化,如漂白叶片、加热等处理方法。
3. 了解其他类型的细胞结构,如动物细胞、细菌细胞等,进行对比和分析。
高中生物实验设计宝典一、专题内容范围 (3)二、考试大纲考查要求和命题角度 (3)(一)考查要求 (3)(二)命题角度 (3)三、生物实验的理论和方法 (4)(一)生物实验程序 (4)(二)生物实验的基本步骤 (4)(三)生物实验的变量、原则 (5)(四)生物实验设计的方案内容 (10)(五)生物实验的方法技术、试剂、器材 (10)四、生物实验的基本题型分析 (13)1.基本操作型实验题 (13)2.实验材料的选用型实验题 (13)3.实验原理的理解和应用型实验题 (13)4.实验结果的推断和处理型实验题 (13)5.经典实验信息解读型实验题 (13)6.探究型实验设计题 (13)7.开放型实验设计题 (14)8.验证性实验设计题 (14)五、实验题解题的基本思路 (15)1.了解题目要求 (15)2.明确实验的目的和原理 (15)3.确定实验思路 (15)4.科学设计实验步骤 (15)5.记录分析实验方法和步骤、现象和数据 (16)6.分析得出结论 (16)7.注意事项及补救措施 (16)六、提高生物实验设计水平的几点见解 (16)1.掌握书本知识是提高能力的基础 (16)2.深刻领会教材有关实验的本质与特点是提高实验设计能力的前提 (16)3.学会对已知实验进行变换与转化设计是提高实验设计能力的有效手段 (16)4.模拟教材经典实验进行重复性实验设计 (16)七、生物实验设计题型题例分析 (17)1.设计实验步骤的解题策略与评价 (17)1.1补充步骤型实验设计 (17)1.2开放型实验步骤设计 (19)1.3探索型实验步骤设计 (19)1.4验证型实验步骤设计 (20)2.设计实验方案的解题策略与评价 (21)2.1开放型实验方案设计 (21)2.2基本操作流程方案设计 (22)2.3评价型实验方案设计 (23)2.4探索型实验方案设计 (25)3.纠错和改进实验设计的解题策略和评价 (25)3.1方法的纠错和改进 (25)3.2控制条件的纠错和改进 (26)3.3实验程序的纠错和改进 (28)3.4实验方案的纠错和改进 (28)4.开放型实验设计的解题策略与评价 (29)4.1方法开放型 (29)4.2条件开放型 (31)4.3结论开放型 (31)4.4综合开放型 (32)5.关于实验装置实验题的解题策略与评价 (33)5.1实验装置的改进 (33)5.2实验装置的连接 (34)5.3实验装置的设计 (34)5.4设计实验记录表格 (36)5.5材料分析型实验设计题 (37)5.6设计实验中物质变化的曲线 (38)5.7图解表述型实验设计题 (38)5.8图文转换型实验设计题 (39)高中生物实验设计宝典一、专题内容范围1.必修及选修教材实验;实习;研究性课题。
2.实验设计基本理论及题型题例剖析。
二、考试大纲考查要求和命题角度(一)考查要求2006年《考试大纲》对实验提出了以下要求:1.独立完成实验的能力:包括理解实验原理、实验目的及要求,了解材料、用具,掌握实验方法步骤,会控制实验条件和使用实验仪器,会处理实验安全问题,会观察、分析和解释实验中产生的现象、数据,并得出合理的实验结论。
2.能根据要求灵活运用所学的自然科学理论、实验方法和仪器,设计简单的实验方案并处理相关的实验问题,对实验能力的考查提出了具体要求。
3.对实验考查要求主要有两方面变化:一是关于能力要求“分析综合能力”中增加了定量描述自然科学的现象和规律,用简单的图表和数据描述生命活动的特征等方面;这一要求体现在生物命题上可能是绘制坐标曲线图、设计图表归纳等方式,不可能是生物形态图,如果是形态图,不可能进行定量描述;二是考试范围与去年不同,去年分五块体现的,今年则是分必修、选修及实验、实习与研究性课题三块体现的,从这一变化我们可以看出,今后高考将特别重视实验、实习与研究性课题的考查。
(二)命题角度综观多年高考实验题目,命题角度主要有如下几个方面的特点:1.以实验,尤其是经典实验、新技术的各项实验为背景,重点考查学生的基础知识、基本理论及运用已有知识在新情境下解决有关问题的能力。
如2002年全国理综试题中“验证镁是植物生活的必要条件”的错误实验分析和正确的实验设计。
2.以教材所列实验内容为命题材料,考查学生对实验技术的掌握,对实验原理、实验程序等内容的分析、归纳和总结,重点考查学生的具体实验水平、实验洞察与分析推导能力,运用恰当的语言对实验结果作出科学描述和解释的能力。
3.以给出材料为基础,根据现有条件,设计实验程序、预测实验结果,并对实验结果进行合理的分析和解释,以考查考生使用恰当的方法验证简单的生物学事实,并对结果进行解释和分析的能力等。
如2001年全国理综合测试中“设计实验证明生长素在植物体只能从形态学上端向下端运输”,再如2003年理科综合能力测试(新课程卷)中“验证脊神经背根、腹根的传导功能”等,该类试题能较好地反映考生的综合素质(如自学能力、收集处理信息的能力、语言表达能力、知识迁移能力与创新能力、实验研究的方法和能力、逻辑思维的条理性与严密性等),已成为当前命题的热点。
4.今后的高考实验命题将有可能在以下两个方面有所突破:一是增加题目的开放性,主要是实验题目、材料、方法和步骤等部分环节的开放,而不是完全开放。
二是给出相关的实验数据,让学生对实验结果进行处理,包括分析、描述、表达等,以体现《考试大纲》中“用简单的图表和数据描述生命活动的特征”能力要求。
三、生物实验的理论和方法生物学作为一门以实验为基础的自然科学,实验是获取生物学知识的重要手段,是科学研究过程的重要环节,从孟德尔对遗传定律的研究中便不难发现实验的重要性,并且可从中了解科学研究的基本过程。
(一)生物实验程序生物科学实验的一般程序为:观察并提出问题→提出假说→设计并完成实验→分析数据,得出结论。
1.观察,提出问题在观察基础上提出有意义的值得探讨的问题。
2.提出假说假说也称假设或猜测,指用来说明某种现象但未经证实的论题,也就是对所提出的问题所做出的参考答案。
假说一般分为两个步骤:第一步,提出假说,即依据发现的事实材料或已知科学原理,通过创造性的思维,提出初步假定。
第二步,作出预测推断,依据提出的假说,进行推理得出假定性结论。
如:孟德尔“对分离现象解释的验证的测交”实验的假说是:F1(Dd)产生配子时,产生含有基因D和含有基因d的两种配子,并且它们的数量相等。
而预期是测交结果的后代中高茎与矮茎之比为1:1。
3.设计完成实验实验是完成假设和解决问题的最终途径,指在人为控制的条件下研究事物变化的一种方法。
如孟德尔在验证“对分离现象的解释”这一假设时,便巧妙地设计了“测交”实验。
4.分析数据,得出结论观察、实验的目的在于获取验证性的结果。
所以在实验中要记录实验的事实、现象、数据,捕捉、记录由实验变量带来的反应变量。
据此论证、说明实验中的自变量与因变量的因果关系,进而得出实验结论。
①如果所获取的结果与假设相符,则肯定假设;②如果结果与假设不相符,则否定假设;③如果结果与假设无关,则无从判断,可另做假设。
实验过程必须客观、真实。
(二)生物实验的基本步骤一个完整的生物学实验包括以下基本步骤:1.确定课题,明确目的原理做什么实验;解决什么问题;依据什么原理。
2.提出假设提出初步假定,并对可见现象提出一种可检测的解释,具体为:⎩⎨⎧→→→假设不成立不符合事实假设成立符合事实寻找证据提出假设 例如,孟德尔“对分离现象解释的验证”的测交实验假设是:“F 1(Dd)产生配子时,产生含有基因D 和基因d 的两种配子,并且它们的数目相等”。
3.作出实验预期在检测实验假设前,先提出实验预期结果(一个假定的结果),若预期结果没有实现,说明假设不成立;若预期结果实现,则假设成立。
4.设计实验根据实验目的和提出的假设,确定实验基本思路,确定选材、装置及实验对照等,设计实验的具体方法步骤,并按设计的方案进行操作。
5.观察、记录实验现象和收集数据客观如实地观察、记录实验现象,得出实验结果,并通过一定方式将实验结果呈现出来。
6.分析作结对记录的数据(包括现象和结果)进行整理分析,归纳出一般概括性判断,并用文字、表格、绘图等形式作出简明的总结。
7.推论根据实验事实进行推理得出结论。
8.交流写出实验报告。
(三)生物实验的变量、原则生物实验设计应该注意以下几个方面的问题:1.科学实验应先确定实验变量在实验过程中,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:(1)实验变量与反应变量实验变量,也称为自变量,指实验中由实验者操纵的因素或条件。
反应变量,亦称因变量,指实验中由于实验变量引起的变化和结果。
通常实验变量是原因,反应变量是结果,二者具有因果关系。
实验的目的在于获得和解释这种前因后果。
例如在“唾液淀粉酶水解淀粉”的实验中,所给定的低温、适温和高温是实验变量,而由于低温、适温和高温条件变化,唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化,这就是反应变量,该实验即获得和解释温度变化(实验变量)与酶的活性(反应变量)的因果关系。
(2)无关变量与额外变量无关变量也称控制变量,指实验中除实验变量外的影响实验现象和实验结果的因素或条件。
额外变量也称干扰变量,指实验中由于无关变量引起的变化和结果。
显然额外变量会对反应变量起干扰作用。
如:上述实验中除实验变量以外,试管的洁净程度、唾液新鲜程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度、实验操作程序、温度处理的时间长短等,都属于无关变量。
如果无关变量的任何一个或几个因素或条件,对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会对实验结果造成干扰,产生误差。
在实验设计和操作中,要尽量减少无关变量,而且不同的实验组中的无关变量应完全相同,这样就会避免实验结果的差异是由于无关变量引起的可能性,便于清晰地研究实验变量与反应变量的关系。
(3)教材中相关实验的变量 实验 自变量 因变量 无关变量实验4比较过氧化氢酶和Fe 3+的催化效率 过氧化氢酶、Fe 3+) 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表示或气泡产生速度表示) 试管等用具的洁净度、环境温度、相同材料的量、各种试剂的量、反应时间等实验5 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用底物的种类(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,无砖红色沉淀出现)淀粉与蔗糖溶液的量、水浴的温度与处理时间、斐林试剂的使用量与加热时间、操作程序等实验8植物向性运动的实验设计和 观察①是否黑暗、单侧光照、均匀光照)②改变幼苗空间位置以接受重力影响 ①幼苗弯曲状况 ②根的弯曲方向 ①幼苗的种类及生长状况、环境温度、培养条件、处理的部位、装置的合理性等 ②萌发种子的种类及萌发状况、环境温度、培养条件等实验9 观察植物细胞的质壁分离和 复原 外界溶液 的浓度即高渗及低渗溶液)质壁分离(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(液泡恢复原状、颜色变浅、原生质层恢复原状) 溶液的种类及浓 度;分离与复原现象的观察;装片的洁净度及临时装片的制作;材料的选择等。