高中生物實(shí)驗(yàn)材料的選擇及高中生物實(shí)驗(yàn)方法

一．高中生物學(xué)中各類實(shí)驗(yàn)的材料選擇及分析1.

觀察類、調(diào)查類實(shí)驗(yàn)的材料選擇及分析實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)材料選擇該種材料的優(yōu)點(diǎn)備注用高倍鏡觀察線粒體和葉綠體1觀察葉綠體時(shí)選用：蘚類的葉、黑藻的葉,或者菠菜葉的下表皮并稍帶些葉肉2觀察線粒體時(shí)選用人的口腔上皮細(xì)胞1葉子薄而小，葉綠體清楚，可取整個(gè)小葉直接制片，所以作為實(shí)驗(yàn)的首選材料。取菠菜葉的下表皮并稍帶些葉肉。因?yàn)橄卤砥ぜ?xì)胞含葉綠體數(shù)目少但大。2.人的口腔上皮細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸富含線粒體，取材方便觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原紫色洋蔥鱗片葉的外表皮因?yàn)橐号莩首仙?，減少了染色過程，易于觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察細(xì)胞的有絲分裂洋蔥（可用蔥、蒜代替）的根尖。因?yàn)楦馍L點(diǎn)屬于分生組織，細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，易觀察到有絲分裂各個(gè)時(shí)期的細(xì)胞。觀察細(xì)胞的減數(shù)分裂馬蛔蟲或蝗蟲精母細(xì)胞染色體數(shù)目較少，且用馬蛔蟲或蝗蟲，取材方便，精母細(xì)胞細(xì)胞數(shù)目多，易找到處于不同階段的分裂相，且現(xiàn)象明顯觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布人的口腔上皮細(xì)胞易于取材，易于觀察調(diào)查常見的人類遺傳病群體中發(fā)病率較高的單基因遺傳病。如色盲、白化病、高度近視等該種病不易受環(huán)境的影響，能較穩(wěn)定地遺傳，易于進(jìn)行發(fā)病率的統(tǒng)計(jì)及遺傳方式的研究。2.檢測類實(shí)驗(yàn)的材料選擇及分析實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)材料選擇該種材料的原因備注檢測生物組織中還原糖蘋果或梨的組織液蘋果或梨組織液的富含還原糖，且顏色接近白色，避免了實(shí)驗(yàn)中的顏色干擾不能有橘子或甘蔗.橘子本身富含色素,會(huì)掩蓋顏色反應(yīng)的結(jié)果;而甘蔗不含還原糖,蔗糖不是還原糖.檢測生物組織中脂肪花生種子浸泡、去皮、切下一些子葉薄片或者花生種子的組織液花生子葉富含脂肪，且顏色接近白色，避免了實(shí)驗(yàn)中的顏色干擾檢測生物組織中蛋白質(zhì)可用蛋清或者豆?jié){蛋清或豆?jié){富含蛋白質(zhì)，蛋清的稀釋液為無色，豆?jié){接近白色，避免了實(shí)驗(yàn)中的顏色干擾。3.提取類實(shí)驗(yàn)的材料選擇及分析實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)材料選擇該種材料的原因備注葉綠體色素的提取新鮮綠色的菠菜葉新鮮的菠菜葉富含色素，且便于研磨不能用很嫩的葉片，也不能用發(fā)黃的老葉，嫩葉色素含量少，發(fā)黃的老葉含葉綠素少。血紅蛋白的提取和分離豬、牛、羊或其他脊椎動(dòng)物的血液富含血紅蛋白，且血紅蛋白為紅色，便于收集。DNA的粗提取與鑒定雞血、豬肝、菜花、香蕉、洋蔥、菠菜、等富含DNA，且取材方便不能用人或其它哺乳動(dòng)物的血液，因?yàn)槠浼t細(xì)胞內(nèi)無DNA，無法提取到DNA4探究類實(shí)驗(yàn)的材料選擇及分析實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)材料選擇該種材料的優(yōu)點(diǎn)備注探究溫度對酶活性的影響質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的新配制的淀粉酶溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％的可溶性淀粉溶液取材方便，且溫度不影響淀粉的分解。不能用過氧化氫酶作材料，是因?yàn)椴煌瑴囟扔绊戇^氧化氫的分解速度探究PH對酶活性的影響新鮮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％肝臟研磨液，體積分?jǐn)?shù)為3％的過氧化氫溶液可以直接通過觀察氣泡數(shù)（氧氣）的多少，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀明了。探究酵母菌的呼吸方式酵母菌酵母菌為單細(xì)胞生物，屬于兼性厭氧菌。便于研究細(xì)胞呼吸的不同類型探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用生長旺盛的一年生枝條實(shí)驗(yàn)效果明顯，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化酵母菌單細(xì)胞生物，適宜環(huán)境中可以大量增殖，較短時(shí)間內(nèi)便可進(jìn)行種群數(shù)量的統(tǒng)計(jì)。探討加酶洗衣粉的洗滌效果加酶洗衣粉取材容易，貼近生活，并可用于指導(dǎo)生活5.生物科學(xué)史中的實(shí)驗(yàn)材料選擇及分析實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)材料選擇該種實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)點(diǎn)體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法人或其它哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒有核膜及細(xì)胞器膜，便于獲得較純凈的細(xì)胞膜核質(zhì)關(guān)系的研究傘藻體形大，便于操作，形態(tài)差異明顯DNA是遺傳物質(zhì)噬菌體結(jié)構(gòu)簡單，且只有蛋白質(zhì)和DNA組成，有利于確定究竟哪一種物質(zhì)影響遺傳DNA的半保留復(fù)制細(xì)菌僅含一個(gè)擬核DNA孟德爾的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)豌豆相對性狀易于區(qū)分，自花授粉、閉花受粉遺傳規(guī)律果蠅有易于區(qū)分的相對性狀，染色體數(shù)目少，易于培養(yǎng)，繁殖速度快、后代數(shù)量多。單倍體育種花藥離體培養(yǎng)數(shù)量多，易于取材，易于培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)方法總結(jié)1．模型方法。（必修一、P54）模型是人們?yōu)榱四撤N特定目的而對認(rèn)識(shí)對象所作的一種簡化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實(shí)物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達(dá)。模型包括物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型等。⑴以事物或圖畫形式直觀地表達(dá)認(rèn)識(shí)對象的特征，這種模型就是物理模型，沃森和克里克制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，就是物理模型。⑵數(shù)學(xué)模型是用來描述一個(gè)系統(tǒng)或它的性質(zhì)的數(shù)學(xué)形式。如“J”型增長的數(shù)學(xué)模型：t年后種群數(shù)量為Nt=N0t。（必修三、P65）建立數(shù)學(xué)模型的步驟：①觀察研究對象，提出問題。②提出合理的假設(shè)。③根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)。④通過進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)或觀察等，對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正。2.提出假說（必修一、P66）提出假說：莫得成分和結(jié)構(gòu)的初步闡明，最初都是先根據(jù)現(xiàn)象和有關(guān)知識(shí)，提出假說，而不是通過實(shí)驗(yàn)觀察直接證實(shí)的。假說的提出要有實(shí)驗(yàn)和觀察的依據(jù)，同事還需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂蟆＜僬f需要通過觀察和實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證和完善。3.控制變量（必修一、P79）實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素稱為變量。其中認(rèn)為改變的變量稱為自變量；隨著自變量的變化而變化的變量稱做因變量。除自變量外，實(shí)驗(yàn)過程中可能還會(huì)存在一些可變因素，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。除了一個(gè)因素以外，其余因素都保持不變的實(shí)驗(yàn)叫做對照實(shí)驗(yàn)。上述實(shí)驗(yàn)中只有反應(yīng)條件是改變的，其余因素（如反應(yīng)物的性質(zhì)和濃度）都沒有變化。對照實(shí)驗(yàn)一般要設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組。在對照實(shí)驗(yàn)中，出來要觀察的變量外，其他變量都應(yīng)當(dāng)始終保持相同。4.對比實(shí)驗(yàn)（必修一、P93）設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)驗(yàn)組，通過對結(jié)果的比較分析，來探究某種因素與實(shí)驗(yàn)對象的關(guān)系，這樣的實(shí)驗(yàn)叫做對比實(shí)驗(yàn)。對比試驗(yàn)也是科學(xué)探究中常用的方法之一。5.同位素標(biāo)記法（必修一、P102）同位素可用于追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。用同位素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不會(huì)改變?？茖W(xué)家通過追蹤同位素標(biāo)記的化合物，可用弄清化學(xué)反應(yīng)的詳細(xì)過程。這種方法叫做同位素標(biāo)記法。此方法用于：⑴探究分泌蛋白的合成和運(yùn)輸途徑：核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、細(xì)胞膜。⑵證明光合作用釋放的氧氣來自水。⑶噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。⑷DNA半保留復(fù)制實(shí)驗(yàn)。6.人工異花傳粉的方法：①去雄，套袋。②傳粉，套袋（必修二、P2）孟德爾的實(shí)驗(yàn)方法（成功原因）：⑴正確地選用實(shí)驗(yàn)材料；⑵先研究一對相對性狀的的遺傳，再研究兩對或多對性狀的遺傳；⑶應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析；⑷假說—演繹法：先提出問題，然后提出解釋問題的假說，根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理，再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說是正確的。7.假說——演繹法（必修二、P7）在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題以后，通過推理和想像提出解釋問題的假說，根據(jù)假說驚醒演繹推理，在通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的結(jié)論。如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)論相符，就證明假說是正確的，繁殖，則說明假說是錯(cuò)誤的。這是現(xiàn)代科學(xué)研究中常用的一種科學(xué)方法，叫做假說——演繹法。8.類比推理（必修二、P28）這是科學(xué)研究中常用的方法之一。類比推理是根據(jù)兩個(gè)或兩類對象有部分屬性相同，從而推出它們的其他屬性也相同的推理。簡稱類推、類比。它是以關(guān)于兩個(gè)事物某些屬性相同的判斷為前提，推出兩個(gè)事物的其他屬性相同的結(jié)論的推理。例如：19世紀(jì)物理學(xué)家研究光的性質(zhì)時(shí)，曾經(jīng)將光與聲進(jìn)行類比。聲有直線傳播、反射和折射等現(xiàn)象，其原因在于它有波動(dòng)性。后來發(fā)現(xiàn)光也有直線傳播、反射和折射等現(xiàn)象，因此推測光也可能有波動(dòng)性。上面介紹的薩頓的推理，也是類比推理。他將看見的基因與看不見的染色體的行為進(jìn)行類比，根據(jù)其驚人的一致性，提出基因位于染色體上的假說。應(yīng)當(dāng)注意的是，類比推理得出的結(jié)論并不具有邏輯的必然性，其正確與否，還需要觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。8.排除法（必修三、P46）達(dá)爾文運(yùn)用排除法研究植物表現(xiàn)向光性的原因。9．預(yù)實(shí)驗(yàn)（必修三、P51）在進(jìn)行科學(xué)研究時(shí)，有時(shí)需要在正式實(shí)驗(yàn)前先做一個(gè)預(yù)實(shí)驗(yàn)。這樣可以為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)摸索條件，也可以檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和可行性，以免由于設(shè)計(jì)不周，盲目開展實(shí)驗(yàn)而造成人力、物力和財(cái)力的浪費(fèi)。預(yù)實(shí)驗(yàn)也必須像正式實(shí)驗(yàn)一樣認(rèn)真進(jìn)行才有意義。10．調(diào)查種群密度的方法。⑴估算種群密度最常用的方法之一是樣方法：在被調(diào)查種群的分布范圍內(nèi)，隨機(jī)選取若干個(gè)樣方，通過技術(shù)每個(gè)樣方內(nèi)的個(gè)體數(shù)，求得每個(gè)樣方的種群密度，以所有樣方種群密度的平均值作為該種群密度估計(jì)值。適用于植物。（必修三、P60）研究方法：①取樣的原則：隨機(jī)取樣。②取樣的方法：五點(diǎn)取樣法和等距取樣法。樣方的大小一般以1m2的正方形為宜。③計(jì)算方法：以所有樣方種群密度的平均值作為該種群的種群密度估計(jì)值。⑵標(biāo)志重捕法:許多動(dòng)物的活動(dòng)能力強(qiáng)，活動(dòng)范圍大，不宜用樣方法來調(diào)查它們的種群密度。常用的方法之一是標(biāo)志重捕法。也就是在被調(diào)查種群的活動(dòng)范圍內(nèi)，捕獲一部分個(gè)體，做上標(biāo)記后再放回原來的環(huán)境，經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)行重捕，根據(jù)重捕到的動(dòng)物中標(biāo)記個(gè)體占總個(gè)體數(shù)的比例，來估計(jì)種群密度。（必修三、P62）適用于活動(dòng)范圍大的動(dòng)物。另外，活動(dòng)范圍小的動(dòng)物（如作物植株上的蚜蟲、跳蝻）可用樣方法；土壤小動(dòng)物可用捕