質(zhì)壁分離⑥甲狀腺激素作用課件

1、 生物實驗設計專題實驗設計是生物實驗中的一種類型，它能較全面的考查學生的實驗知識和基本技能，分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)造能力，因而在高考中相對穩(wěn)定。 I、實驗設計的背景資料:科學的本質(zhì)特點是探索真理和發(fā)現(xiàn)真理。因此，其最有生命力的價值是“發(fā)現(xiàn)”，是不斷指向未來與未知的過程，所以，實驗是科學的基礎(chǔ)。美國科學家科南曾經(jīng)將一般科學方法歸結(jié)為六個步驟：1.根據(jù)經(jīng)驗或現(xiàn)象的觀察提出或確定問題，樹立研究目標。2.觀察并記錄有關(guān)的數(shù)據(jù)、資料。3.根據(jù)觀察數(shù)據(jù)提出解釋性假說，以解釋觀察到的現(xiàn)象。4.根據(jù)假說進行推演，構(gòu)造理論體系，同時提出判決實驗方案。5.用實際的實驗對假說進行檢驗。6.根據(jù)實驗所得結(jié)果，

2、接受、修改或放棄假說。這樣的一種以歸納為核心內(nèi)容的方法，作為科學方法的一般程序，是得到公認的。這種方法適用于一切科學研究過程。要進行實驗，首先必須對研究對象所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象提出某種可能的解釋。也就是提出某種設想或假說，然后設計實驗來驗證這個設想或假說。由此可見，在科學的研究方法中，實驗起著重要的作用。它不僅意味著某種精確地操作，而且是一種思考的方式。II實驗理論 實驗是科學研究過程中的一個重要環(huán)節(jié)，是在人為控制條件下，研究對象的變化，以其結(jié)果論證科學結(jié)論的一種科學方法。由于研究問題的性質(zhì)不同，科學研究的方法也有差異，但通常可分為以下幾步：觀察 提出問題 假說 實驗 結(jié)論(一)觀察觀察是科學研究

3、方法的第一步，這里的觀察，是在處于自然常態(tài)條件下進行。對事物進行觀察時必須周詳，并記錄下來，尤為重要的是要操持客觀的態(tài)度，人們常希望看他們想要看或應該看到的現(xiàn)象，因此而影響觀察結(jié)果，產(chǎn)生偏差，這就要真實的記錄，不能虛假。(二)提出問題 人們對事物作縝密觀察以后，常常由于好奇心或想作進行一步的了解而提出問題，雖然任何人都能提出問題，但只有意義的問題才值得探討，因此，進行研究時，不僅要提出問題，而且要提出確切的問題。此外對問題的敘述，也要清楚和正確，如“染色體的運動是否由于紡錘絲的牽引？”(三)假說 科學方法的第三步是假說。假說也稱假設或猜想，指用來說明某種現(xiàn)象而末經(jīng)證實的論題，也就是對所提出的問

4、題所作出的參考答案。假說一般分為兩個步驟：第一步，提出假說，即依據(jù)發(fā)現(xiàn)的事實材料或已知的科學原理，通過創(chuàng)造性思維，提出初步的假定；第二步，作出預期推斷，即依據(jù)提出的假說，進行推理，得出假定性的結(jié)論。例如 “動物激素飼養(yǎng)小動物的實驗” ，其假說是“甲狀腺激素對動物的生長發(fā)育有影響” ；其預期結(jié)果是：“用適量的甲狀腺激素飼喂蝌蚪，在短期內(nèi)將快速地發(fā)育成一只小的青蛙” ，實驗證實預期的推斷正確。(四)實驗 實驗就是驗證假說和解決問題的最終途徑，指在人為控制的條件下研究事物的變化的一種方法，是科學方法的最大特色，也是科學方法中最困難的一步。在科學實驗過程中，應掌握和貫徹以下幾點：1、實驗設計的基本原則

5、 1.1 科學性原則所謂科學性，是指實驗目的要明確，實驗原理要正確，實驗材料和實驗手段的選擇要恰當，整個設計思路和實驗方法的確定都不能偏離生物學基本知識基本知識和基本原理以及其它學科領(lǐng)域的基本原則。生物學實驗中，一種生命現(xiàn)象的發(fā)生往往有其復雜的前因后果，從不同角度全面地分析問題就是科學性的基本原則。如綠色植物新陳代謝中的物質(zhì)代謝有各種細胞的參與，有各種物質(zhì)在不同方面的變化。分析問題、設計實驗的全面性和科學性體現(xiàn)了邏輯思維的嚴密性。1.2可行性原則：在實驗設計時，從原理、實驗實施到實驗結(jié)果的產(chǎn)生，都實際可行。1.3簡便性原則：實驗設計時，要考慮到實驗材料要容易獲得，實驗裝置簡單，實驗藥品較便宜，

6、實驗操作較簡便，實驗步驟較少，實驗時間較短。1.4可重復性原則：重復、對照、隨機是保證實驗結(jié)果準確的三大原則。任何實驗都必須有足夠的實驗次數(shù)才能判斷結(jié)果的可靠性，設計實驗只能進行一次而無法重復就得出“正式結(jié)論”是草率的。1.5 單一變量原則 不論一個實驗有幾個實驗變量，都應確定一個實驗變量對應觀測一個反應變量，這就是單一變量原則，它是處理實驗中的復雜關(guān)系的準則之一。例如：我們在做“植物的向性運動”有重力與單側(cè)光兩個實驗變量，必須要有各自實驗和變化結(jié)果，常見的錯誤就是在有光的條件下進行重力實驗變量，影響了實驗結(jié)果的準確性。例如:在驗證溫度對酶活性的影響的實驗中，就必須控制pH值、底物量和酶量的相

7、等，只改變單一變量 溫度，觀察不同溫度下酶活性的差異。遵循單一變原則，既便于對實驗結(jié)果進行科學的分析，又增強實驗結(jié)果的可信度和說服力。實驗變量與反應變量。實驗變量(也稱自變量)是實驗中由實驗者操縱的因素或條件，而反應變量(也稱因變量)是指由實驗變量而引起的變化結(jié)果，二者之間是前因后果的關(guān)系。實驗的目的就在于獲得和解釋前因與后果。例如：關(guān)于“溫度對酶活性的影響”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(反應變量)的因果關(guān)系。無關(guān)變量與額外變量。無關(guān)變量是指實驗中除實驗變量外的影

8、響實驗結(jié)果與現(xiàn)象的因素或條件。由無關(guān)變量引起的變化結(jié)果就叫額外變量。它們之間也是前因后果的關(guān)系。但它們的存在對實驗與反應變量的獲得起干擾作用。例如：“溫度對酶的活性”影響中，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，指實驗假設中涉及的給定的研究因素。反應變量，或稱因變量，指實驗變量所引起產(chǎn)生的結(jié)果或結(jié)論。而其他對反應變量有影響的因素稱之為無關(guān)變量，觀察其對實驗結(jié)果的影響。16 對照性原則 實驗中的無關(guān)變量很多，必須嚴格控

9、制，要平衡和消除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響，對照實驗的設計是消除無關(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，因此如果沒有嚴格的對照實驗，即使出現(xiàn)了某種預想的實驗結(jié)果，也很難保證該實驗結(jié)果是由某因素所引起的，這樣就使得所設計的實驗缺乏應有的說服力?？梢娭挥性O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。才能使設計顯得比較嚴密，所以大多數(shù)實驗，尤其是生理類實驗往往都要有相應的對照實驗。如何設置對照實驗呢？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：

10、所有用生物材料要相同即所用生物材料的數(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

11、劑飼喂蝌蚪與正常情況下蝌蚪不作任何處理對照就屬于空白對照；(2)條件對照，指雖給對象施以某種實驗處理，但這種處理是作為對照意義的，或者說這種處理不是實驗假設所給定的實驗變量意義的。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：“動物激素飼養(yǎng)小動物”采用等組實驗法，其設計實驗方案是： 甲組：飼喂甲狀腺激素(實驗組) 乙組：飼喂甲狀腺抑制劑(條件對照) 丙組：不飼喂藥劑(空白對照組)顯然，乙組為條件對照，該實驗既設置了條件對照，又設置了空白對照，通過比較、對照，更能充分說明實驗變量 甲狀腺激素能促進蝌蚪的生長發(fā)育。顯然，

12、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，不再另外設置對照組；例如，“質(zhì)壁分離與復原”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。 (4)相互對照:不單獨設置對照組，而是幾個實驗相互為對照。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鞘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則屬于相互對照。根據(jù)實驗目的要求，凡是涉及確定變化因素之間的因果關(guān)系的實驗中，一般都需要設計對照組實驗。中學階段所要求的實驗設計一般多采用對

13、照的原則，因為科學、合理的設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。 另外，對實驗結(jié)果的分析要注意分析方法的選擇，有時還要求用圖表表示有關(guān)結(jié)果或事實，這也是常用的基本技能。(4)相互對照:不單獨設置對照組，而是幾個實驗相互為對照。這種方法常用于等組實驗中?！爸参锵蚬庑浴睂嶒炛校萌舾山M燕麥胚芽鞘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則屬于相互對照。根據(jù)實驗目的要求，凡是涉及確定變化因素之間的因果關(guān)系的實驗中，一般都需要設計對照組實驗。中學階段所要求的實驗設計一般多采用對照的原則，

14、因為科學、合理的設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。 另外，對實驗結(jié)果的分析要注意分析方法的選擇，有時還要求用圖表表示有關(guān)結(jié)果或事實，這也是常用的基本技能。如在“植物向光性”的實驗設計中，如下圖所示，2與1對照可證明感光部位在胚芽鞘尖端，3也可與1對照，4也可與1對照，也可與2對照。光光光光 1 2 3 4未經(jīng)處理 尖端遮光 切去尖端 中部遮光光光光光2、實驗設計的思路和方法21 實驗設計的思路 首先，應認真研究實驗課題，依據(jù)科學的實驗思維方法，找出其中的實驗變量和反應變量，理解題目已知條件所隱含的意義。明確實驗目的、實驗原理及實驗要求的基本條件。 其次，充分利用所給器材

15、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、嚴格設計實驗過程、合理設置對照或變量，并引入科學的測量方法 其三，最后再選擇適宜的實驗材料(實驗對象)，在注意實驗步驟關(guān)聯(lián)性的前提下表述實驗步驟，并從不同的角度分析實驗結(jié)果。實驗步驟的關(guān)聯(lián)性需要考慮步驟排列的順序性和實驗主體(生物個體、器官、組織、細胞等)活性的維持；更高層次的關(guān)聯(lián)，是認識探究過程的關(guān)聯(lián)和遞進，不斷地淘汰、修正、檢驗假設，最終接近正確結(jié)論。這也是實驗科學最基本的原則和要求。最后，能夠做到有效預測實驗結(jié)果、

16、科學描述實驗結(jié)果，并得出科學的實驗結(jié)論。22 實驗設計的方法 一份完整的實驗設計方案，應該包括：實驗名稱，實驗目的，實驗原理，實驗對象，實驗條件，實驗材料、用具和裝置，實驗步驟，實驗現(xiàn)象，實驗結(jié)果的假設和預期，實驗結(jié)果的分析和討論。實驗設計的基本內(nèi)容 明確實驗目的 分析實驗原理 確定實驗思路 設計實驗步驟 預測結(jié)果并分析 得出實驗結(jié)論 實驗名稱：是關(guān)于一個什么內(nèi)容的實驗。 實驗目的：要探究或者驗證的某一事實。 實驗原理：進行實驗依據(jù)的科學道理。 實驗對象：進行實驗的主要對象。 實驗條件：完成該實驗必需的儀器、設備、藥品條件。 實驗方法與步驟：實驗采用的方法及必需操作程序。 實驗測量與記錄：對實

17、驗過程及結(jié)果應有科學的測量手段與準確的記錄。 實驗結(jié)果預測及分析： 能夠預測可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果并分析導致的原因。 實驗結(jié)論： 對實驗結(jié)果進行準確的描述并給出一個科學的結(jié)論。3、實驗設計應注意的問題31 在掌握實驗目的 (即需要驗證的生物學事實)、原理的基礎(chǔ)上確定實驗方法。32 嚴格遵循實驗設計的基本原則，準確設置對照或變量。33 注意實驗程序的科學性、合理性。34 對實驗現(xiàn)象進行準確的觀察、測量、記錄。35準確地預測實驗結(jié)果，實驗設計的最后往往還需要預測實驗結(jié)果，在結(jié)果預測上要全面，準確?？赡艹霈F(xiàn)的實驗結(jié)果及其導致原因，并能夠得出科學的實驗結(jié)論。36 合理地設計操作過程 基本的實驗方法選定以后

18、，緊接著就要編定具體的操作細節(jié)，這些操作細節(jié)的設計要合理規(guī)范、切實可行，否則也會造成很大的失分。35準確地預測實驗結(jié)果，實驗設計的最后往往還需要預測實驗結(jié)果，在結(jié)果預測上要全面，準確。例如：測交結(jié)果預測，除了全黑，有白有黑外，還有全白（只是概率較小）。加碘后，“不變藍”不等于“無色”或“沒有顏色變化”；另外“不變”也不能說成“無現(xiàn)象”。用亞甲基藍做菌量檢測時，不能把“褪色”說成“無色”。在驗證甲狀腺激素對促進幼小動物發(fā)育的作用時，不能把“發(fā)育”說成“生長”。 能夠預測可能出現(xiàn)的實驗結(jié)果及其導致原因，并能夠得出科學的實驗結(jié)論。36 合理地設計操作過程 基本的實驗方法選定以后，緊接著就要編定具體的

19、操作細節(jié)，這些操作細節(jié)的設計要合理規(guī)范、切實可行，否則也會造成很大的失分。如：從動物體內(nèi)取血，是從臀大肌中抽取，還是從血管中抽??？取血前是否要用酒精棉球?qū)θ⊙课贿M行消毒？向淀粉糊中加了唾液后是否要振蕩試管呢？酶促反應的試管如何加熱？是直接加熱，還是水浴保溫？在用酒精溶解葉中葉綠素時，酒精要加熱，是直接加熱，還是隔水加熱？使甲狀腺制劑、胰島素、生長激素進入動物體內(nèi)的方法應如何操作？是飼喂，還是注射？不同的情況下要合理地選用不同的水。如：清水、池水、涼開水、蒸餾水、生理鹽水。等等3.7簡明地組織語言文字 如：步驟設計一般不宜連續(xù)描述，往往需要分段敘說，并加以編號。試管（或燒杯，水槽等）要加以編號

20、，如A、B或甲、乙等等，這樣可使敘說簡潔一些。敘說中盡量要用規(guī)范的實驗術(shù)語，不能用含糊的口語，如：“蓋玻片”不能說是“薄的玻璃片”；“等量的”不宜說成“一樣多的”；“振蕩”不宜說成“晃動”“搖動”等等。常用的表達詞匯：適宜、適應、等、相同、等量、各、分別、顯著差異、一段時間 4、中學實驗有關(guān)的一些最常見的經(jīng)典性的實驗方法匯總?cè)缦拢海?）化學物質(zhì)的檢測方法 如：淀粉碘液還原性糖斐林試劑、班氏試劑C02Ca（0H）2溶液或酸堿指示劑乳酸PH試紙02余燼復然無02火焰熄滅蛋白質(zhì)被蛋白酶分解、雙縮脲試劑、 燃燒脂肪蘇丹、蘇丹（2）實驗結(jié)果的顯示方法 如：光合速度02釋放量或CO2吸收量或淀粉產(chǎn) 生量呼

21、吸速度02吸收量或CO2釋放量或淀粉減 少量原子途徑放射性同位素示蹤法細胞液濃度大小質(zhì)壁分離、體積的變化植物細胞是否死亡質(zhì)壁分離甲狀腺激素作用動物耗氧量，發(fā)育速度， 神經(jīng)系統(tǒng)興奮性等生長激素作用生長速度（體重變化，身高 身長變化）胰島素作用動物活動狀態(tài)、血糖濃度菌量菌落數(shù)或亞甲基藍褪色程度（3）實驗條件的控制方法增加水中氧氣泵入空氣或吹氣或放入綠色植物減少水中氧氣容器密封或油膜覆蓋或用涼開水除去容器中CO2NaOH溶液除去葉中原有淀粉置于黑暗環(huán)境（饑餓處理）除去葉中葉綠素酒精加熱除去光合對呼吸干擾給植株遮光如何得到單色光棱鏡色散或薄膜濾光血液抗疑加入檸檬酸鈉線粒體、細胞膜提取細胞勻漿離心骨的脫

22、鈣鹽酸溶液CO2濃度的平衡NaHCO3溶液(五)結(jié)論以上科學方法是進行實驗設計，制定實驗方案的理論依據(jù)。III、實驗試題的類型及解題思路探究性實驗題驗證性實驗題實驗目的探索研究對象的未知屬性、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)系實驗假設假設一般采用“如果A，則B”的形式表述，是根據(jù)現(xiàn)有的科學理論、事實，對所要研究的對象設想出一種或幾種可能性的答案、解釋。因結(jié)論是已知的，因此不存在假設問題。實驗原理因探究內(nèi)容而異因驗證內(nèi)容而異實驗過程應有的實驗步驟，實際上并未完成，因探究內(nèi)容而異應有的實驗步驟，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

23、已知，應準確描述實驗結(jié)果預測對應假設，分類討論無實驗結(jié)論無對應實驗目的做出肯定結(jié)論下面通過具體實例說明探究性實驗題和驗證性實驗題的特點和解答方法技巧?！纠?】補充完成下面探究性實驗中的缺項部分。（1）實驗目的：探究C3植物和C4植物葉片中淀粉粒的存在位置。（2）實驗假設： 。（3）材料用具：盆栽天竺葵（C3植物）、盆栽玉米（C4植物）、酒精、碘液、顯微鏡、大燒杯、酒精燈、載玻片、蓋玻片、鑷子、滴管、清水等。（4）實驗步驟： （5）結(jié)果預測： 。【答案】（2）實驗假設：如果C3植物葉片中淀粉粒只存在于葉肉細胞中，那么C3植物葉片經(jīng)酒精脫色、碘液染色后葉肉細胞就會變成藍色；如果C3植物葉片中淀粉粒

24、只存在于維管束鞘細胞中，那么C3植物葉片經(jīng)酒精脫色、碘液染色后維管束鞘細胞就會變成藍色；如果C3植物葉片中淀粉粒既存在于葉肉細胞中又存在于維管束鞘細胞中，那么C3植物葉片經(jīng)酒精脫色、碘液染色后葉肉細胞和維管束鞘細胞都會變成藍色；C4植物也是如此。（4）實驗步驟 實驗前，將天竺葵、玉米在光下照射幾小時。（目的是使葉片中形成淀粉粒） 各摘取一片健康的葉片，分別水浴酒精加熱脫色，清水沖洗后用碘液染色。（酒精脫色便于觀察） 對比觀察上述處理過的兩種葉片 。 （不出現(xiàn)對實驗現(xiàn)象的描述） 將上述處理的葉片分別做成葉片橫切的臨時裝片，用顯微鏡觀察兩種葉片染成藍色的部位。（顯微觀察，以便確定淀粉粒存在的位置。

25、不出現(xiàn)對實驗現(xiàn)象的描述）（5）實驗結(jié)論：如果C3植物葉片中只有葉肉細胞變成藍色，則說明淀粉粒只存在于葉肉細胞中； 如果C3植物葉片中只有維管束鞘細胞變成藍色，則說明淀粉粒只存在于維管束鞘細胞中； 如果C3植物葉片中葉肉細胞和維管束鞘細胞都變成藍色，則說明淀粉粒既存在于葉肉細胞中又存在于維管束鞘細胞中；C4植物也是如此。（根據(jù)假設對可能的實驗結(jié)果和結(jié)論進行討論）同樣的實驗，如果我們將其改成驗證性的實驗，解答時就會有所不同?！纠?】補充完成下面驗證性實驗中的缺項部分。（1）實驗目的：驗證C3植物和C4植物葉片中淀粉粒的存在位置分別是葉肉細胞和維管束鞘細胞。（2）實驗原理： 。（3）材料用具：盆栽天

26、竺葵（C3植物）、盆栽玉米（C4植物）、酒精、碘液、顯微鏡、大燒杯、酒精燈、載玻片、蓋玻片、鑷子、滴管、清水等。（4）實驗步驟與結(jié)果 （5）實驗結(jié)論： ?！敬鸢浮浚?）實驗原理： 因為C3植物葉片中只有葉肉細胞中含有淀粉粒，所以天竺葵葉片經(jīng)脫色、碘液染色后，葉肉組織變成藍色，而C4植物葉片中只有維管束鞘細胞中含有淀粉粒，所以玉米葉片經(jīng)脫色、碘液染色后，維管束鞘細胞變成藍色。 （4）實驗步驟實驗前，將天竺葵、玉米在光下照射幾小時。（目的是使葉片中形成淀粉粒）各摘取一片健康的葉片，分別水浴酒精加熱脫色，清水沖洗后用碘液染色。（酒精脫色便于觀察）對比觀察上述處理過的兩種葉片 。 可以看到天竺葵葉片的

27、葉肉組織被染成藍色，網(wǎng)狀葉脈沒有變藍；玉米葉片中的平行葉脈被染成藍色，葉肉組織沒有變藍。（對實驗結(jié)果進行準確描述） 將上述處理的葉片分別做成葉片橫切的臨時裝片，用顯微鏡觀察兩種葉片染成藍色的部位?？梢钥吹?，天竺葵葉片的葉肉細胞被染成藍色，而葉脈的微管束鞘細胞沒有染成藍色；玉米葉脈中的微管束鞘細胞被染成藍色，葉肉細胞沒有染成藍色。（對實驗結(jié)果進行準確描述） （5）結(jié)論：C3植物和C4植物葉片中淀粉粒的存在位置分別是葉肉細胞和維管束鞘細胞。（結(jié)論明確唯一，不必進行討論） 例3：在微生物實驗中，一般用瓊脂培養(yǎng)基來培養(yǎng)細菌等微生物，它在加熱后呈液化的溶膠狀態(tài)，在室溫下又呈半透明的凝膠狀態(tài)。在凝膠狀態(tài)下

28、其表面及內(nèi)部的不同部位可生長大量的不同代謝類型的肉眼可見的細菌菌落。請用下列材料和用具，設計一個實驗來判定某種細菌的異化作用類型。一、材料用具：某細菌種，瓊脂試管培養(yǎng)基2支，無菌接種設備、恒溫箱，水浴鍋二、操作步驟：三、實驗可能會出現(xiàn)哪些結(jié)果？并對每一結(jié)果作出相應的鑒定。參考答案：（1）將2支瓊脂培養(yǎng)基試管置于水浴鍋中加熱溶化。（2）待培養(yǎng)基冷卻至凝固前，用無菌接種設備將某細菌接種于一試管培養(yǎng)基中，另一試管不接種作對照，搓動試管，使細菌均勻混于培養(yǎng)基內(nèi)。（3）將恒溫箱內(nèi)溫度調(diào)至適宜的左右，等瓊脂凝固后，將兩試管置于恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)，每天觀察培養(yǎng)基的菌落并記錄，連續(xù)觀察幾天，直至結(jié)果清晰為止。 三、

29、（1）若某細菌菌落只生長在培養(yǎng)基表面，則其為好氧性細菌 （2）若某細菌菌落只生長在培養(yǎng)基底部，則其為厭氧性細菌 （3）若全部培養(yǎng)基都有菌落生長，則其為兼氧性細菌例4：請運用微生物培養(yǎng)方法，利用下面的實驗材料和用具，設計一個實驗證明酵母菌屬于兼性厭氧性生物。一材料用具：酵母菌菌種，瓊脂試管培養(yǎng)基2支，無菌接種設備、恒溫箱，水浴鍋二、操作步驟：三、實驗結(jié)果：參考答案 ：二操作步驟：（同上題）三全部培養(yǎng)基都有菌落生長。生 物 實 驗 設 計 題 歸 類 指 導課本實驗重組改進型實驗程序知識完善型實驗步驟自主設計型設計實驗方案，驗證簡單的生物學事實實驗結(jié)果開放預測型實驗思路啟發(fā)評價型評價實驗方案，修正

30、方案中的錯誤或補充完善實驗方案課題研究探索設計型理解探索性實驗的一般方法，能制訂初步的實驗探究方案。 例題一據(jù)藥理研究，一種茅草的根內(nèi)含有降血糖的因子及多種有益于健康的成分，某公司將它開發(fā)成一種保健飲料。該產(chǎn)品是否適用于糖尿病患者，生物學興趣小組的同學以此作為實驗研究課題。請你完成下面的實驗鑒定報告。（1）實驗目的：鑒定一種茅草的根是否含有還原性糖和淀粉。（2）實驗原理：還原性糖可用 試劑、淀粉可用 試劑來檢測。（3）實驗器材：一種茅草的根、所需試劑、刀片、載玻片、酒精燈、試管夾、火柴、滴管。解析該題為2001年上海高考題。此實驗設計步驟是以高二課本“實驗一”為藍本，原于教材又高于教材。旨在考

31、查學生利用課本實驗基礎(chǔ)知識對新情境材料的分析和探究能力。學生往往能從中得到啟發(fā)，老老實實搞好課本實驗的復習和形成基本的實驗技能，因而在今幾年的高考中備受青睞。 班氏試劑革蘭氏碘液（4）設計實驗步驟： 鑒定還原性糖： 鑒定淀粉：（5）實驗現(xiàn)象：（6）結(jié)果分析：（7）在鑒定還原性糖的實驗操作中應注意：(4) 將一種茅草的根切成薄片(或壓碎)，放在載玻片上，滴加1-2滴班氏試劑。將載玻片在酒精燈上加熱，觀察顏色變化。 將一種茅草的根切成薄片(或壓碎)，放在載玻片上，滴加1-2滴革蘭氏碘液。將載玻片在酒精燈上加熱，觀察顏色變化。(5)(6) 學生可以有幾種不同的回答，但一定要求觀察到的實驗現(xiàn)象與結(jié)果分

32、析一致(如：觀察到有紅黃色，說明有還原性糖存在，如沒有紅黃色，說明沒有還原性糖存在。如果有藍色或藍紫色出現(xiàn)，說明有淀粉存在，如果沒有藍色或藍紫色出現(xiàn)，說明沒有淀粉存在。) (7)載玻片在火焰上加熱時要來回移動，以免加熱不勻而爆裂。 例題二下圖為細菌結(jié)構(gòu)示意圖。據(jù)圖回答：(1)要觀察細菌的子細胞群體的特征，應該用 培養(yǎng)基，此菌的菌落特征是 。(2)影響細菌生長的環(huán)境因素主要為 。(3)此菌若為生產(chǎn)疫苗的“工程菌”，則，疫苗產(chǎn)量最高的時期為 期。解析該題既考查與實驗有關(guān)的生物學知識，又能考查學生利用生物學知識來設計實驗的能力。這種比較好的常用題型將課本知識與實驗技能有機的結(jié)合起來，很受師生歡迎 固

33、體大而扁平、邊緣呈波狀或鋸齒狀溫度、pH值、氧氣穩(wěn)定(4)假定在細菌培養(yǎng)過程中，分離獲得了不能合成某種維生素的營養(yǎng)缺陷型菌株，請設計一個實驗以鑒定這種維生素的類型。第一步：將變異菌株接種到 培養(yǎng)基上擴大培養(yǎng)；第二步：(簡要寫出以后的實驗步驟)實驗結(jié)果分析：細菌能_的培養(yǎng)基中所添加的維生素，就是_的維生素。答案(4)完全 第二步：配制系列培養(yǎng)基，每種培養(yǎng)基中只添加某一種維生素的“完全培養(yǎng)基”；將擴大培養(yǎng)的變異菌種分別接種到上述培養(yǎng)基中培養(yǎng)；觀察細菌生長情況。實驗結(jié)果分析：細菌能正常生長的培養(yǎng)基中所添加的維生素，就是該變異菌株不能合成的維生素。 例題三空氣中的含菌量是衡量空氣質(zhì)量的指標之一。為了檢

34、測學校生物實驗室、教室、校長室5 、小樹林四個地方空氣中的含菌情況，請利用所提供條件設計一個簡單實驗。（1）請用100毫升量筒、四副培養(yǎng)皿、煮沸過的洗碗水設計取樣的實驗步驟。（2）請用4支試管、滴管、0.01%亞甲基藍溶液設計檢測的實驗步驟。 （3）實驗結(jié)果的預測及分析。（4）你所設計的實驗檢測到的是 細菌的相對數(shù)量。解析該題考查學生根據(jù)實驗目的、實驗原理和實驗思路設計合理的實驗裝置或?qū)嶒灢襟E的能力。解答這類題型時要注意三個方面：一是思考題目中實驗材料（試劑）和實驗裝置的作用；二是不能隨意增加實驗材料（試劑）；三是要充分考慮環(huán)境（如溫度）因素對實驗效果的影響。 答案(1)用量筒量取等量的煮沸過

35、的洗碗水分別倒入4副培養(yǎng)皿中。分別將以上4副培養(yǎng)皿暴露放置于4個場所。靜置13天后，同時加蓋取回。(2)分別取等量放置過的洗碗水放入4支試管中。在每支試管內(nèi)滴加510滴0.01%亞甲基 藍溶液置于溫暖處。(3)根據(jù)4支試管內(nèi)洗碗水在相同時間內(nèi)褪色的程度來判定空氣中的含菌量。褪色程度最大的 空氣中的含菌量相對最高；褪色程度最小的，空氣中含菌量最低。(4)好氧性。 例四：ABO血型的分類是根據(jù)紅細胞上的一種與血型決定有關(guān)的蛋白質(zhì)（凝集原）有關(guān)，而在每個人的血清里又含有相應的蛋白質(zhì)（凝集素），但每個人的血清中沒有與自身紅細胞相對抗的凝集素，各種血型的凝集原和凝集素之間的關(guān)系如下表所示：血型 紅細胞表

36、面的凝集原 血清中的凝集素A型 A凝集原 抗 B凝集素B型 B凝集原 抗 A凝集素AB型 A凝集原、B凝集原 無凝集素O型 無凝集原 抗A凝集素、抗B凝集素紅細胞表面的A凝集原只與血清中的抗A凝集素發(fā)生凝集反應，在顯微鏡下能夠看到紅細胞凝集成團；而B凝集原只與抗B凝集素發(fā)生凝集反應，凝集原和凝集素有一一對應的關(guān)系。現(xiàn)在要對某一個人的血型進行鑒定，現(xiàn)有某人的血液兩滴，請根據(jù)實驗步驟對實驗結(jié)果進行合理預測。第一步：在一塊載玻片的左邊的a處滴一滴A型標準血清（相當于A型血人的血清），在載玻片的右邊b處滴一滴B型標準血清（相當于B型血人的血清）；第二步：在a、b處各滴一滴該人的血第三步：將載玻片放在顯

37、微鏡下觀察；結(jié)果預測：_ _解析該題型要求學生根據(jù)題目所給信息材料和實驗步驟，對實驗結(jié)果進行預測，考查學生對實驗結(jié)果的提煉及獲得結(jié)論和聯(lián)想質(zhì)疑的能力，要求學生思維要開闊、思路要活潑、答案要開放，便于學生發(fā)揮個性特長。如果a、b兩處的紅細胞都發(fā)生凝集反應，說明此人的血型為AB型；如果a、b兩處的紅細胞都不發(fā)生凝集反應，說明此人的血型為O型；如果a處的紅細胞發(fā)生凝集反應，b處的紅細胞不發(fā)生凝集反應，說明此人的血型為B型；如果b處的紅細胞發(fā)生凝集反應，a處的紅細胞不發(fā)生凝集反應，說明此人的血型為A型；例五：為證明“唾液淀粉酶對淀粉有消化作用”，某同學制訂了下列實驗方案。(1)實驗目的(略) (2)實

38、驗材料和用具(略)(3)實驗方法和步驟取2支試管，編號為A和B，各注入2 L漿糊。用涼開水漱口后，用小燒杯收集唾液。向A試管內(nèi)加入2 唾液。向2支試管中各滴加2滴碘液。將2支試管振蕩后放在37水中恒溫10 。同時取出2支試管，觀察試管內(nèi)溶液顏色的變化。(4)結(jié)論：唾液中含有淀粉酶能將淀粉分解成麥芽糖。該實驗的方法和步驟以及結(jié)論有沒有錯誤?如果有請指出并改正。 解析該題型是一種實驗糾錯評價題，體現(xiàn)了考試說明中“具備驗證簡單生物學事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果解釋和分析以及理解探索性實驗的一般方法”的能力要求。該題是對課本實驗四和實驗五的延伸和重要補充。實驗方法和步驟中的錯誤：第步應在B試管中加

39、入2 清水；第步和第步應作對調(diào)，以排除碘液對淀粉分解的影響。結(jié)論錯誤：本實驗只能證明唾液對淀粉的分解作用，但不能證明具體分解后的產(chǎn)物是什么。 (廣東、河南)為證實“二氧化碳是光合作用合成有機物必需的原料”，某同學制訂了下列實驗方案：(1)實驗目的(略)(2)實驗材料和用具(略)(3)實驗方法和步驟用一適當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

40、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出現(xiàn)。該實驗方案有幾項明顯錯誤，請指出錯誤并改正。（1）步聚中的暗室應裝綠色安全燈（2）步驟中的用碘碘化鉀溶液檢測有無淀粉的特異顏色反應（3）未設計對照實驗 對照實驗如下： a裝置同題干的步驟，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同題干的步驟，但暗室應裝綠色安全燈 c同題干的步驟、 d同題干的步驟，但應改為檢測淀粉的特異顏色反應 例如：某研究性學習小組在進行“調(diào)查環(huán)境污染對生物的影響”課題研究時，確定了對“家庭煤爐對植物生長的影響”的子課題研究，并制定了研究方案。請回答下列問題

41、：（1）你認為該研究方案應包括哪些內(nèi)容？（2）簡述該課題研究的兩點主要意義：（3）你對該課題研究作出的假設是_；預期是_。（4）該小組開展研究的過程和結(jié)果如下：取兩盆生長狀況相似的蔥，一盆（編號1）置于陽臺，一盆（編號2）置于廚房煤爐旁，白天給予同樣的護理，并進行同樣的光照，經(jīng)過一個月的觀察，結(jié)果如下：該課題采用的研究方法_。你得出的初步結(jié)論是_。（5）如果讓你完成該課題的研究報告，你的報告中應含有的主要內(nèi)容是 項目編號原來形態(tài)一周后二周后三周后四周后長度14.85.15.86.78.125.15.35.76.16.6顏色1綠色綠色綠色綠色綠色2綠色綠色頂尖變黃黃色擴大頂尖枯掉解析課題研究是新

42、教材最具特色的一項內(nèi)容，要求學生會制定課題研究的計劃和方案，并按照計劃和方案獨立完成或協(xié)作完成課題研究任務。該課題研究的目的是讓學生學會調(diào)查研究環(huán)境污染對植物影響的一般方法，了解大氣污染對植物生長的不利影響。一個完整的課題研究方案應包括研究目的、內(nèi)容、方法、形式、結(jié)論、研究報告等。該課題把研究的過程和結(jié)果以已知信息出現(xiàn)，降低了題目的難度，同學們可從中領(lǐng)悟?qū)嶒炑芯康幕痉椒??！澳軌蛑贫ㄕn題研究的初步計劃”是高考能力考查的高層次要求，是今后高考命題的重要題型。 答案（1）研究目的、研究方法、結(jié)果預測、結(jié)論、完成時間、報告形式等（2）學會調(diào)查研究環(huán)境污染對植物影響的基本方法（一般方法）了解大氣污染對

43、植物生長的不利影響（3）煤球燃燒產(chǎn)生的二氧化硫會影響植物的生長 一段時間后，在煤爐旁生長的植物會出現(xiàn)一些明顯的癥狀。（4）實驗法、觀察法家庭煤爐燃燒產(chǎn)生的氣體影響植物的生長（5）前言（包括課題研究背景、目的、原理、意義等）、材料與方法、結(jié)果、結(jié)論與討論、參考文獻等 典型例題分析 類型一 繪出實驗用具、材料、藥品、實驗的目的，要求根據(jù)所給器材設計實驗方案例1血液中的鈣離子在血液凝固過程中起重要作用，缺乏它血液不能凝固，草酸鉀溶液能與血液中的鈣離子發(fā)生反應，形成草酸鈣沉淀，起抗凝作用。請根據(jù)所提供的實驗材料和用具，簡要寫出第二步及以后的實驗步驟和實驗結(jié)果，驗證鈣離子在血液凝固中的作用，并回答問題。

44、 1、實驗材料和用具(1)家兔 (2)生理鹽水 (3)70酒精棉 (4)適宜濃度的草酸鉀溶液 (5)適宜濃度的氯化鈣溶液 (6)試管、注射器(針管、針頭)2、實驗步驟和實驗結(jié)果第一步：在A、B試管中分別加入等量的草酸鉀溶液和生理鹽水第二步：問題：設置B管的目的是 分析 該實驗要求驗證鈣離子在血液凝固中的作用。 解析本題要求有二個，一是完成實驗設計和給出實驗結(jié)果， 二是回答實驗設計中的相關(guān)問題。實驗的目的是驗證鈣離子在血液凝固中的作用，鈣離子是實驗因子。實驗的原理題目中以信息的形式給出，包括二方面：一是鈣有凝血作用，二是草酸鉀溶液能與血液中的鈣離子反應生成草酸鈣沉淀。盡管題目提供的實驗材料和用具

45、沒有指明數(shù)量，但題目已給出了實驗設計的第一步，從第一步可以可出是要設計對照實驗，因此實驗的思路及預期的結(jié)果應是：設計兩組實驗，有鈣血液凝固，無鈣血液不凝固。盡管題目提供的實驗材料和用具沒有指明數(shù)量，但題目已給出了實驗設計的第一步，從第一步可以可出是要設計對照實驗，因此實驗的思路及預期的結(jié)果應是：設計兩組實驗，有鈣血液凝固，無鈣血液不凝固。題目給出的實驗第一步是：在A、B試管中分別加入等量的草酸鉀溶液和生理鹽水。很明顯，這里的草酸鉀是用于與鈣結(jié)合的，因此A試管是實驗組，B試管用的是生理鹽水，起的是對照作用，因此B試管是對照實驗組。 第二步：用70的酒精棉消毒，用注冊射器取家兔血；第三步：立即將等

46、量的新鮮血液分別加入到A、B兩試管中，經(jīng)過一段時間后，結(jié)果A管不凝固，B管凝固；第四步：將等量的氯化鈣溶液分別加入到A、B兩試管中。 結(jié)果：A管凝固，B管仍凝固； 設置B管的目的是：作為A管的對照實驗材料和用具(1)家兔 (2)生理鹽水 (3)70酒精棉 (4)適宜濃度的草酸鉀溶液 (5)適宜濃度的氯化鈣溶液 (6)試管、注射器(針管、針頭)分析實驗材料和用具的作用：家兔提供血液，酒精棉用于消毒，注射器用于抽取血液，試管、生理鹽水和草酸鉀已在第一步實驗中用到。這樣就可以有以下的實驗設計：類型二 只給出實驗目的，實驗器材自選，實驗方案自己設計。這種類型的設計題，最能反應學生的知識水平、實踐能力的

47、高低例2將青蛙腦破壞，保留脊髓，在脊柱下部打開脊椎骨，剝離出脊髓一側(cè)鄰近的兩對脊神經(jīng)根(一對脊神經(jīng)根包含一個背根和一個腹根，見圖)。分別電刺激每對脊神經(jīng)根的背根和腹根均可引起蛙有同側(cè)后肢發(fā)生運動反應。已知背根含有傳入神經(jīng)，腹根含有傳出神經(jīng)，背根和腹根合并成脊神經(jīng)。請根據(jù)上述提供的實驗材料(實驗用具自選)設計實驗步驟，并預測實驗結(jié)果，以分別驗證背根具有傳入功能，腹根具有傳出功能。分析：首先應搞清楚脊神經(jīng)的結(jié)構(gòu)，脊神經(jīng)屬于混合神經(jīng)，也就是說既有傳入功能，又有傳出功能。其次要清楚反射弧的基本結(jié)構(gòu)，包括感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)、效應器。題目中“分別電刺激每對脊神經(jīng)根的背根和腹根均可引起同側(cè)

48、后肢發(fā)生運動反應”，說明實驗動物的反射弧是完整的。最后要清楚需要驗證的結(jié)論“背根具有傳入功能，腹根具有傳出功功能”。解決本題的核心是：如何設計實驗，剪斷背根，再分別刺激斷口的兩端，根據(jù)神經(jīng)沖動傳導的方向預期應該出現(xiàn)的實驗結(jié)果；同樣，換另一對脊神經(jīng)，剪斷腹根再分別刺激斷口的兩端，根據(jù)神經(jīng)沖動傳導的方向預期應該出現(xiàn)的實驗結(jié)果。答案實驗步驟1：在背根中央處剪斷(或用麻醉藥阻斷)，分別電刺激背根向中段、外周段，觀察蛙后肢是否發(fā)生運動反應。預期結(jié)果：電刺激背根向中段應發(fā)生蛙后肢運動反應，電刺激背根外周段不發(fā)生反應，說明背根具有傳入功能。實驗步驟2：在腹根中央處剪斷(或用麻醉藥阻斷)，分別電刺激腹根向中段

49、、外周段，觀察蛙后肢是否發(fā)生運動反應。預期結(jié)果：腹根電刺激外周段應發(fā)生蛙后肢運動反應，說明腹根具有傳出功功能類型三 分析已有的實驗設計方案中的不科學性例3北阿爾伯達的一個工廠把產(chǎn)酸的化學品排放到空氣中，工廠東面有一個湖，湖底是石灰石的。但湖水的PH值已從原來的6.8降低到5.7。雖然酸性沉積一直在增加，湖水的PH值仍保持在5.7不變。湖中原有的魚是河鱸和鮭魚。釣魚運動員抱怨說，自從工廠開辦以來，魚資源已經(jīng)減少。工廠的科學家們設計了一個實驗，證明工廠放出的化學藥品與魚資源減少無關(guān)?？茖W家取一只大容器，注入湖水，維持PH值在5.7。從湖里找來大魚放進容器內(nèi)，喂以蛋白質(zhì)飼料。在這樣條件下，魚能正常生

50、長。假定你是一位獨立的仲裁者，受釣魚運動委員會的請求，來對該項實驗作出科學的評估，列出你要得到的附加信息，并列舉說明你要用什么方法得到這些信息。提示：本實驗設計方案中沒有考慮魚的生活中受著多種因素的影響?？茖W家取一只大容器，注入湖水，維持PH值在5.7。從湖里找來大魚放進容器內(nèi)，喂以蛋白質(zhì)飼料。在這樣條件下，魚能正常生長。假定你是一位獨立的仲裁者，受釣魚運動委員會的請求，來對該項實驗作出科學的評估，列出你要得到的附加信息，并列舉說明你要用什么方法得到這些信息。提示：本實驗設計方案中沒有考慮魚的生活中受著多種因素的影響。答案該實驗設計測量不出下列因素，而這些因素都是對河鱸和鮭魚有影響：1、酸對河

51、鱸和鮭魚的食物數(shù)量多少的影響；2、酸對河鱸和鮭魚的魚卵或幼魚的影響；3、由于春季干涸造成的PH值隨季節(jié)性漲落的影響；4、由于酸的分解作用而進入水域的重金屬是多少。 答案該實驗設計測量不出下列因素，而這些因素都是對河鱸和鮭魚有影響：1、酸對河鱸和鮭魚的食物數(shù)量多少的影響；2、酸對河鱸和鮭魚的魚卵或幼魚的影響；3、由于春季干涸造成的PH值隨季節(jié)性漲落的影響；4、由于酸的分解作用而進入水域的重金屬是多少。 為了說明上述第1點，必須完成一項研究，即決定各種浮游生物，小水生昆蟲和鯉科小魚的多少。如果這個食物網(wǎng)的某些環(huán)節(jié)正在喪失，則有必要去研究酸是否對此有影響。 為了說明上述第2點，可以在酸化水中飼養(yǎng)魚卵和幼魚，魚的數(shù)量減少可能是上述第1點和第2點結(jié)合的產(chǎn)物，所以人工飼養(yǎng)幼魚可能會給出不可靠的結(jié)果。 答案該實驗設計測量不出下列因素，而這些因素都是對河鱸和鮭魚有影響：1、酸對河鱸和鮭魚的食物數(shù)量多少的影響；2、酸對河鱸和鮭魚的魚卵或幼魚的影響；3、由于春季干涸造成的PH值隨季節(jié)性漲落的影響；4、由于酸的分解作用而