1. 生物实验设计
一、明确实验目的
实验目的是设计实验的纲要,只有明确实验目的,我们才能设计合理的变量。根据目的又可以分为:验证性实验:如:“请利用提供的实验材料和用具,验证胰高血糖素具有升高血糖的作用”。这样的实验将来预期的结果是确定的,胰高血糖素一定升高血糖;另一种是探究性实验:“探究光的有无对种子萌发的影响”。实验预期的结果实不确定,有多种情况,可能光促进种子萌发、可能抑制萌发或者无影响。
二、做出问题假设
运用已有的科学知识基础和符合逻辑的论据对提出的问题做出尝试性的解释。
三、制定方案
1.明确实验原理
有些实验设计是考查已有知识,题干中往往不会告诉我们实验原理,需要我们通过实验材料和用具来判断。如上述例题中如果提供的是第一组实验用具,其实验原理是蛋白质的颜色反应,如果提供的是第二组实验用具,其原理就复杂得多,包括:蛋白酶催化蛋白质水解、淀粉酶催化淀粉水解、淀粉的颜色反应。根据这些原理,先用蛋白酶和唾液淀粉酶混合一段时间后,然后再加淀粉,10min后滴加碘液,如果试管呈现蓝色,说明蛋白酶把唾液淀粉酶水解了,证明唾液淀粉酶是蛋白质。
但有些实验是我们没有学习过的知识,题干中往往会告诉实验原理,我们主要按照其提供的原理应用即可。
2. 选择材料用具:
一般题干中提供的材料和用具都要利用
3. 确定方法步骤(实验程序)
通常实验步骤如下:
(预处理)→分组→处理→观察记录现象,收集数据→预测结果→得出结论
设计实验步骤时需注意的问题:
①实验分组最好要有标号(也可采用表格方式)
②大样本量(可重复多次)
③控制单一变量(可变因素):除了要研究的变量以外,其他的无关变量保持一致,如材料的一致性等
④通常要设置对照实验:根据具体实验,设置对照类型
A 空白对照:不给对照组任何因素处理。如过氧化氢的自然分解
B 自身对照:对照和实验都在同一研究对象上进行:如对同一人的不同条件下的营养状况的研究
C 相互对照:不单设对照组,而是几个实验互为对照。如不同温度对酶活性的影响
D 标准对照:以常规的品种、常规的浓度为对照。如实验组注射2mL用生理盐水配制的胰高血糖素,对照组注射等量的生理盐水
⑤实验步骤最好分步表述
4.设计实验记录方案
根据可能出现的实验结果进行下列实验记录的设计,以保证实验记录科学、准确、客观全面。不丢掉有用的信息为结果分析提供丰富的资料。
⑴ 确定观察和记录的时间
⑵ 根据实验内容设计观察和记录内容,如观察菌落的形态、观察溶液颜色、记录小蝌蚪完成变态发育所需要的时间; 在相同的时间内(10min)液滴向左移动的距离等
5. 预期可能实验结果(根据实验类型和所学的知识)
有时需要标明注意事项:如试剂的配制、实验的安全等
四、分析实验现象,得出实验结论
1. 实验结果分析:对记录下来的现象、数据进行整理、分析得出结果
⑴ 正确处理实验数据:数据资料要用数学计算及统计、图解(坐标曲线图、柱形图表格等)等方法加以判断、推理和分析。
⑵ 深入分析实验结果:叙述实验结果及假设是否成立(预期结果得到实现,假设成立;预期结果没有出现,假设不成立),并对结果加以说明、解释或评价;对预期以外的结果做出恰当的分析和说明
2. 获得结论。(要紧扣实验目的)。
注意实验结果和实验结论的联系和区别
给与光照一组种子萌发率高于黑暗组——实验结果
光照可以促进该种植物种子的萌发——实验结论
设计实验注意的问题我们清楚后,下面我们就将相应的高考题按照类型进行练习
2. 生物中科学探究做实验的方法有哪些
一、科学探究的实验步骤有:
1、提出问题 ①从生活、实践,学习中发现问题;②表述这些问题;③根据已知科学知识揭示矛盾
2、作出假设 ①根据已知科学知识对问题提出假设;②判断假设的可检验性
3、制定计划 ①拟定计划;⑦根据拟定的计划,列出所需材料和用具;③选出控制变量;④设计对照组
4、实施计划 ①采用多种途径实施计划;②记录现象、数据;③评价现象,数据的可靠性
5、得出结论 ①描述现象;⑦处理数据;③分析得出结沦
6、表达和交流 ①撰写探究报告;②交流探究过程和结论并完善
3. 生物设计实验的三个原则(高中生物)
1 对照性原则——科学、合理的设置对照可以使实验方案简洁、明了,且使实验结论更有说服力。“实验组”与“对照组”确认一个实验通常分为实验组和对照组(控制组)。实验组是施加实验变量处理的被试组;对照组是不施加实验变量处理的对象组,两者对无关变量的影响是相等的,两组之间的差别,被认为是来自实验变量的结果,如 2005年春季高考 3题中为研究光对幼苗生长的影响时实验变量应为撤掉光照,因而暗处生长的小麦幼苗应为实验组,而自然状态(即来接受实验变量处理)的小麦幼苗应为对照组,通过对照组能增强实验的信度。按照对照方式的不同可分为4种:①空白对照:即不作任何实验处理的对照组。例如,在还原糖鉴定实验中留一部分样液不加入斐林试剂,以作对照。②相互对照:即不设控制组,只在几个实验组之间相互对比。例如,在植物激素与向性的设计实验中,5个实验组的相互比较。在实验中要找出一个最佳效果点,就要采取相互对照进行实验。③条件对照:即给对象施加某种实验处理,虽不是检验假设需要的,但更能充分说明实验变量的对照。例如,动物激素饲喂小动物的实验方案中:饲喂甲状腺激素的为实验组;饲喂甲状腺抑制剂的是条件对照组;不饲喂药剂的是空白对照组。④自身对照:即实验与对照在同一对象上进行。例如,将过氧化氢酶加入过氧化氢溶液中证明酶是生物催化剂可催化过氧化氢水解,即自身对照,处理前的对象状况为对照组,处理后的对象变化为实验组。再如: 在探究温度(或pH)对酶催化活性影响实验中温度(或pH)(0度、50度,100度) 为条件对照。清水(软水) 、河水(硬水) 对加酶洗衣粉影响中,清水(软水) 、河水(硬水) 为相互对照。用缺素营养液培养的出现缺素症状的植株加入某元素后恢复正常为自身对照。2 等量性原则——每次实验所加试剂的量要相等。3 单因子变量的原则。实验变量剖析在实验过程中变量是指可被操纵控制的在性质和数量上可以变化的特定因素或条件,具体分析如下①实验变量与反应变量:a.实验变量是研究者主动操纵的条件和因子,是作用于实验对象的刺激变量(也称自变量),自变量须以实验目的和假设为依据,应具有可变性和可操作性。b.反应变量(又称因变量),是随自变量变化而产生反应或发生变化的变量,反应变量是研究是否成功的证据,应具可测性和客观性。c.二者关系:实验变量是原因,反应变量是结果,即具因果关系。②无关变量(控制变量)是指与研究目标无关,但却影响研究结果的变量,实验者应严格控制无关变量,否则实验结果的真实性无法得到认定、我们常在实验过程中强调“选取生长状况相同的幼苗”“数量大小相同的种子”“置于相同并适宜条件下培养”“加入等量的清水”等均是为了控制无关变量对实验结果的干扰。【案例剖析】例如,生物课本内温度对酶活性影响的实验中:实验变量是低温(冰),适温(60℃),高温(沸水);酶的活性变化即反应变量;试管的洁净度,淀粉酶的稀释度,可溶性淀粉的浓度,碘液的量和浓度,温度处理时间,操作程序等是无关变量。实验中不论有几个实验变量,都应做到每个自变量对应一个因变量,此外还要做到操作规范。在实验设计、实施的全过程中,应严格操纵实验变量,严格控制无关变量,尽可能消除误差,获取较为精确的反应变量
4. 怎样撰写生物实验设计方案
实验的步骤中应表述的要点 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,指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。 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。 无关变量:指实验中除实验变量以外的影响实验结果的因素或条件。 首先给实验材料编号分组分组,确立实验组和对照组: ⑴操纵实验变量的方法 设法给研究对象施加干扰,造成研究对象的变化,从而使研究对象在被干扰状态中反映出某些特征、暴露出某种现象和属性。 ⑵控制无关变量的方法 1、排除因实验对象个体差异带来的影响。 ------生长状况一致、随机分组 2、设法创造稳定的、维持不变的相同条件进行对照,以抵消或排除这些条件对实验对象的干扰。 -------设置对照组 3、设法提供适宜条件,以排除不利环境条件对实验对象的影响。 4、重复实验,排除偶然性,减少实验误差。 ⑶观察和测量反应变量的方法 1、反应变量类型: ①观察特异颜色变化、沉淀反应 ②观察形态结构、生理特征变化 ③测量生长发育速度 ④测量生化反应速度 2、方法: 根据实验原理和实验条件确定观察和测量的指标及方法。 注意:每组多个材料时要有平均值;有时在施加实验变量前要有前测。 常规实验步骤的几个方面 ①分组与编号 ②施加实验变量 ③控制无关变量 结果处理(观测与记录) 注意: 要分步描述并加以编号(一般不宜连续描述); 实验中涉及到两组或两组以上,所用器材需用1、2、3……或A、B、C……等加以编号便于区分; 在量上难以做到准确的量化描述,应尽可能用“定性”的语言表达,如“一段时间”、“适宜的温度”、“适量的”、“一定量的”等; 叙说中尽量要用规范的实验术语,不能用俗语口语,如:“盖玻片”不能说是“薄的玻璃片”,“等量的”不宜说成“一样多的”,“振荡”不宜说成“晃动”“摇动”,“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”,“褪色”说成“无色”,另外“不变”也不能说成“无现象”等等。 确定是验证性实验还是探究性实验 一般在题干中有“验证……”、“证明……”、“探究……”,其后内容就是实验的目的。 (1)确定实验目的、实验原理 (2)找出单一变量,确定对照组和实验组的设置,无关变量如何控制 (3)设计合理的实验装置 (4)设计实验步骤: 5.1材料的预先处理(如材料是要用液体,但题目中给的是固体材料;如溶液的配置和浓度的设置) 5.2实验的前测(如生理实验中需要对实验前的材料进行生理指标的测量等) 5.3给相同的实验器材(或实验材料)编号或分组A、B、C或1、2、3; 5.4根据实验要求加入(等量;生理条件一致或其他等同条件的语句)实验材料,说明A为对照组,B、C为实验组 5.5确定单一变量的设置,同时确保其他培养实验条件一致(如实验试剂的成分体积等量,实验器具大小型号相同,处理方法相同等;排除其他无关变量),实验时间多少,观测哪些具体指标 5.6实验结果的处理(如观测的现象是什么,是否需要统计即对数据的整理,是否需要将数据转化为图表或图象,设计表格等) 结果的分析(对应验证实验和探究实验) 验证性实验 如“验证……”、“证明……”都可预测到与实验目的一致的结果。 探究性实验如“探究……”预测的实验结果不惟一,大多有三种可能:变量促进结果;变量抑制结果;变量与结果无关 实验方案评价和修订的方法 实验评价就是利用已有的生物学知识,从实验取材、药品试剂、步骤及操作、结果及预测等进行评价,从而正确解答有关内容。对实验方案评价时,要注意从以下几方面入手: (1)实验原理是否正确 (2)药品和试剂的使用是否正确; (3)实验材料的选择是否正确 (4)有无对照,如果有看对照设计是否合理 (5)实验步骤是否科学 (实验是否遵循了单一变量原则;是否漏做某个实验步骤;操作步骤是否颠倒;操作方法是否正确。) (6)是否采取正确的方法进行实验结果的呈现和记录 (7)对实验结果的预测与分析是否合理 (8)实验的安全性如何 生物答题中,先要认真研究课题,找出其中的实验变量和反应变量,其次是构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获手段,最后再选择适宜的实验材料,在注意实验步骤关联性的前提下表达实验的方法步骤。在实验方法和步骤设计中最重要的是把握好变量控制。高中生物遗传学实验设计考点归类例析
5. 生物 在设计探究实验时,应注意些什么如何控制变量
单一变量原则
单一变量是指自变量,即只有自变量是可以改变的,其它的无关变量都保持一致,以确保因变量的变化只是由自变量的变化而引起的。
常见的包括:空白对照 ,自身对照,条件对照,相互对照,标准对照
操控自变量的方法:
(1)施加(做加法)
如:验证甲状腺激素促进生长发育的作用,实验组添加甲状腺激素;
(2)去除(做减法) 如:证明光合作用需要光,实验组进行遮光处理 ;
(3)改变
实验步骤中体现无关变量的控制:
①确定分组
②操作自变量,书写实验组
控制无关变量,书写对照组
(等量的、相同的)
③是否立即可得因变量?
(相同的、适宜的条件培养、饲养)
④测量(观察)因变量
6. 生物学 在设计实验方案时应注意什么问题
1明确设定实验因子和反应因子
实验因子是指实验所操纵的因子,反应因子是指由操纵实验因子所引起的变化(即实验结果),它们的确定是进行方案设计的前提。如在“酸碱度对酶催化作用的影响”的实验中,实验因子是溶液pH值的变化,反应因子是酶催化作用的强弱。
2有效控制无关因子
所谓的无关因子并不是与实验效果无关,而是指除实验因子外也影响实验效果的因子,只是这些因子不是本实验所要探究、关心的实验因子。要考察实验因子所产生的效果,就要对无关因子进行控制,这是实验设计最显着、最重要的特点,是实验设计应遵循的基本准则。最常用的控制无关因子的方法主要有:
3成功操纵实验因子
我们正是通过操纵实验因子来观察或测量反应因子的变化的,因此实验因子的成功操纵是实验的核心。如离子交换吸附实验中的实验因子是溶液中有无离子,因此能否确保对照组中的液体无离子(实验因子的操纵)是实验能否成功的关健。
4
科学观察反应因子
实验结果是否准确,也取决于确定的观察或测量指标是否得当、是否合理、是否全面、是否清楚。如在上述“酸碱度对酶催化作用的影响”实验中,加入碘液以观察溶液有否变蓝及变蓝的程度来确定淀粉酶是否起作用及催化作用的强弱。
5需要注意的基本原则
1、科学性原则:
2、可行性原则:
3、简便性原则:
4、可重复性原则:重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则。
5、单一变量原则:不论一个实验有几个实验变量,都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量,这就是单一变量原则,它是处理实验中的复杂关系的准则之一。
6、对照性原则: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。只有设置对照实验,才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性。
设置对照组有4种方法:
(1)空白对照:即不给对照组做任何处理;例如,在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中,实验组滴加了唾液淀粉酶液,而对照组只加了等量的蒸馏水,起空白对照。
(2)条件对照:这种对照方法是指不论实验组还是对照组的对象都作不同条件的处理,目的是通过得出两种相对立的结论,以验证实验结论的正确性。
(3)自身对照:指对照组和实验组都在同一研究对象上进行,不再另外设置对照组;例如,“质壁分离与复原”实验,自身对照简便,但关键要看清楚实验处理前后的现象及变化差异。
(4)相互对照:不单独设置对照组,而是几个实验相互为对照。这种方法常用于等组实验中。“植物向光性”实验中,利用若干组燕麦胚芽鞘的不同条件处理的实验组之间的对照,说明了生长素与植物生长弯曲的关系
7. 生物学研究:实验法包括哪些重要步骤
实验法的一般方法步骤:①发现并提出问题;②收集与问题相关的信息;③作出假设;④设计实验方案;⑤实施实验并记录;⑥分析实验现象;⑦得出结论.
8. 生物实验的研究方法,步骤。谢谢
生物实验步骤可以有好多不规限于一种,普遍例子:
1、提出问题
2、作出假设
3、设计实验
4、进行试验
5、得出结论
9. 生物中探究实验的方法有那些
主要是
控制变量法
(1)显微观察法,如观察植物细胞有丝分裂、观察叶绿体和细胞质流动、观察植物细胞质壁分离和复原实验等。
(2)观色法,如观察动物毛色和植物花色的遗传等。
(3)原子示综法,如噬菌体浸染细菌的实验,用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。
(4)等组实验法,如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验,发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等。
(5)加法创意法,如用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等。
(6)减法创意法,如用阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验,雌蕊受粉后除去正在发育着的种子等。
(7)杂交实验法,如孟德尔发现遗传定律的植物杂交、测交的实验,小麦的杂交等。
(8)化学分析法,如番茄和水稻对Ca和Si选择性吸收,叶绿体中色素的提取和分离实验等。
(9)理论分析法,如大、小两种草履虫竞争的实验,植物根向地生长、茎背地生长的实验,植物向光性实验等。
(10)模拟实验法,如渗透作用的实验装置,分离定律的模拟实验等
10. 求:高中生物实验实验方法汇总
专题七 实验专题复习
一、常规实验的复习:
1、实验中常用器材和药品的使用:
一般实验设计此类题目会提供所需的器材和药品。因此,如果能够熟悉这些常用器材和药品的用途和使用方法,往往能从中发现实验设计的思路和方法,甚至具体的实验步骤。现在总结如下:
NaOH:用于吸收CO2或改变溶液的pH。 Ca(OH)2:鉴定CO2
HCl:解离或改变溶液的pH。 NaHCO3:提供CO2
滤纸:过滤或纸层析。 纱布或尼龙布:过滤
斐林试剂:可溶性还原性糖的鉴定。 碘液:鉴定淀粉。
苏丹Ⅲ、Ⅳ:脂肪的鉴定。 双缩脲试剂:蛋白质的鉴定。
二苯胺试剂:鉴定DNA。 柠檬酸钠:血液抗凝剂。
NaCl:配制生理盐水及其它不同浓度的盐溶液,可用于动物细胞内液或用于提取DNA。
琼脂:激素或其它物质的载体,用于激素的转移或培养基。
亚甲基蓝:用于活体染色或检测污水中的耗氧性细菌(细菌的氧化可使之褪色)。
酒精:用于消毒处理、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液。
蔗糖:配制蔗糖溶液,用于测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原。
龙胆紫溶液或醋酸洋红或改良苯酚品红染液:碱性染料,用于染色体染色。
卡诺氏液:固定细胞形态
2、常规实验方法:
(1)显微观察法,如观察植物细胞有丝分裂、观察叶绿体和细胞质流动、观察植物细胞质壁分离和复原实验等。
(2)观色法,如观察动物毛色和植物花色的遗传等。
(3)原子示踪法,如噬菌体浸染细菌的实验,用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。
(4)等组实验法,如小麦淀粉酶催化淀粉水解的实验,发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等。
(5)加法创意法,如用饲喂法研究甲状腺激素,用注射法研究动物胰岛素和生长激素,用移植法研究性激素等。
(6)减法创意法,如用阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验,雌蕊受粉后除去正在发育着的种子等。
(7)杂交实验法,如孟德尔发现遗传定律的植物杂交、测交的实验,小麦的杂交等。
(8)化学分析法,如番茄和对Ca和Si选择吸收,叶绿体中色素的提取和分离实验等。
(9)理论分析法,如大、小两种草履虫竞争的实验,植物根向地生长、茎背地生长的实验,植物向光性实验等。
(10)模拟实验法,如渗透作用的实验装置,分离定律的模拟实验等。
上述内容基本上可以包括一般的实验方法,通过这次复习理解了这些方法,将有助于认识、分析和设计新的实验内容。此外,上述多数的实验方法有一个共同的特点:就是实验结论的得出,都是一个逻辑推理的过程,或者说都是一个透过现象看到本质的思维推理的过程。因此,在复习中要充分体会和体验这种过程。可以说,构建实验的方法体系,为分析、解决、设计新的实验,以及形成实验能力,奠定了良好的方法基础和思维基础。
3、实验中常用的一些基本的实验方法和技术:
熟悉常用的实验方法和技术,理解每种方法和技术的适用情况并熟练掌握其操作技能,以便在设计实验时能进行迁移和利用,主要包括以下几个方面:
(1)关于光学显微镜的使用:[来源:Zxxk.Com]
显微镜的取送:①右手握镜臂;②左手托镜座;③置于胸前。
显微镜的旋转:①镜筒朝前,镜臂朝后;②置于观察者座位前的桌子上,偏向身体左侧,便于左眼向目镜内观察;③置于桌子内侧,距桌沿5cm左右。
对光:①转动粗准 焦螺旋,使镜筒徐徐上升,然后转动转换器,使低倍物镜对准通光孔;②用手指转动遮光器(或片状光圈),使最大光圈对准通光孔,左眼向目镜内注视,同时转动反光镜,使其朝向光源,使视野内亮度均匀合适。
低倍物镜的使用:①用手转动粗准焦螺旋,使镜筒徐徐下降,同时两眼从侧面注视物镜镜头,当物镜镜头与载物台的玻片相距2~3mm时停止。②用左眼向目镜内注视(注意右眼应该同时睁着),并转动粗准焦螺旋,使镜筒徐徐上升,直到看清物象为止。如果不清楚,可调节细准焦螺旋,至清楚为止。
高倍物镜的使用:使用高倍物镜之前,必须先用低倍物镜找到观察的物象,并调到视野的正中央,然后转动转换器再换高倍镜。换用高倍镜后,视野内亮度变暗,因此一般选用较大的光圈并使用反光镜的凹面,然后调节细准焦螺旋。观看的物体数目变少,但是体积变大。
反光镜的使用:反光镜通常与遮光器(或光圈)配合使用,以调节视野内的亮度。反光镜有平面和凹面。对光时,如果视野光线太强,则使用反光镜的平面,如果光线仍旧太强,则同时使用较小的光圈;反之,如果视野内光线较弱,则使用较大的光圈或使用反光镜的凹面。
镜头的擦拭:①用专门的擦镜纸;②擦镜头时,先将擦镜纸折叠几次,然后朝一个方向擦,不可来回擦或转动擦;③如果镜头被油污污染,则可在擦镜纸上滴几滴二甲苯,然后按上述方法擦拭。
显微镜的放大对象:是物体的长和宽,不是面积,更不是体积。
显微镜的焦距问题:物镜离装片的远近,准焦螺旋的使用。
显微镜使用时物象移动方向:相反,即物象在视野何方,则装片即向该方向移动。
显微镜使用时异物的判断:目镜、物镜或装片上,通常通过移动玻片(是否在玻片上),转动目镜(是否在目镜上)来判断,剩下在物镜镜上。
实验后显微镜的安置:显微镜使用完毕后,应将玻片取吓,将其机械部分用白纱布擦拭干净;转动转换器,让两个物镜偏于两旁;转动粗准焦螺旋,使镜筒下降至最低点,将反光镜竖起,蒙上红绸布,然后将显微镜锁入箱内。
(2)临时装片、切片和涂片的制作:适用于显微镜观察,凡需在显微镜下观察的生物材料,必须先制成临时装片、切片和涂片,如“观察植物细胞的质壁分离和复原”中要制作洋葱表皮细胞的临时装片,在“生物组织中脂肪的鉴定”中要制作花生种子的切片,在“观察动物如人体血液中的细胞”中要制作血液的涂片等等。
(3)研磨,过滤:适用于从生物组织中提取物质如酶、色素等,要求学生熟练掌握研磨、过滤的方法,如研磨时要先将生物材料切碎,然后加入摩擦剂(常用二氧化硅)、提取液和其它必要物质,充分研磨之后,往往要进行过滤,以除去渣滓,所用过滤器具则根据需要或根据试题中提供的器材加以选用,如可用滤纸、纱布、脱脂棉、尼龙布等。
(4)解离技术:适用于破坏细胞壁,分散植物细胞,制作临时装片。
(5)恒温技术:适用于有酶参加的生化反应,一般用水浴或恒温箱,根据题目要求选用。
(6)纸层析技术:适用于溶液中物质的分离。主要步骤包括制备滤纸条、划滤液细线、层析分离等。
(7)植物叶片生成淀粉的鉴定:适用于光合作用的有关实验,主要步骤包括饥饿处理、光照、酒精脱色、加碘等。
另外还有根尖培养、幼小动物的饲养、植物必需元素的鉴定、同位素示踪技术等。
二、教材实验归类
(一)显微观察类
实验名称 细胞的状态 染色剂 生物材料
观察DNA.RNA
在细胞中的分布 死细胞 甲基绿
吡罗红 人的口腔上皮细胞
观察线粒体 [来源:学科网][来源:学&科&网][来源:Zxxk.Com] 活细胞 健那绿 [来源:学科网]
观察细胞的 减数分裂 死细胞 无(为固 定装片) 蝗虫精母细胞
低温诱导染色体加倍 死细胞 改良苯酚品红染液 洋葱根尖细胞
观察细胞的
有丝分裂 死细胞 龙胆紫(或
醋酸洋红)
观察多种
多样的细胞 活或死细胞
酵母菌细胞、水绵细胞、叶的保卫细胞、鱼的红细胞等
观察叶绿体 活细胞 藓类的叶(或菠菜叶、黑藻叶)
观察植物细胞的
质壁分离与复原 活细胞 紫色洋葱鳞片叶表皮细胞
说明:(1)以上实验除了“观察植物细胞的质壁分离与复原”使用低倍镜即可外,其余均需使用高倍镜。(2)鉴定类实验中的“脂肪的切片法鉴定”、探究性实验中的“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”都需用显微镜观察。
(二)鉴定类实验
1.实验归类
实验名称 鉴定对象 试剂 颜色 生物材料 备注
淀粉的鉴定 淀粉 碘液 蓝色 脱色的叶片 无
还原糖的鉴定 还原糖 斐林试剂 砖红色沉淀 苹果或梨
的匀浆等 甲乙液现混
现用、水浴
加热
脂肪的
鉴定 脂肪 苏丹Ⅲ
(或Ⅳ)
染液 橘黄(或
红)色 花生种
子切片 需用高倍
镜观察
蛋白质
的鉴定 蛋白质 双缩脲
试剂 紫色 豆浆、稀
蛋清等 先加A液,
后加B液,
摇匀后使用
尿糖的
检测 葡萄糖 葡萄糖
试纸 有色 水、葡萄
糖溶液、
三份模拟
“尿样” 无
叶绿体中
色素的提取
和分离 四种色素 提取液:无水乙醇;分离液:层析液 胡萝卜素:
橙黄色;叶
黄素:黄色;
叶绿素a:
蓝绿色;叶
绿素b:黄
绿色 新鲜的绿
叶(如菠
菜叶) 加入二氧化硅是为了研磨得更充分;碳酸钙可防止研磨中色素被破坏
2.注意问题
(1)有关蛋白质的鉴定
①若用蛋清进行蛋白质鉴定时,需将鸡蛋清用水稀释,通常是0.5 m L蛋白液加入5 mL水,搅拌均匀。如果蛋白液稀释程度不够,与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管的内壁上,使反应不容易彻底,并且 试管也不容易刷洗干净。
②鉴定蛋白质时,向样液中加入2 mL双缩脲试剂A摇匀,再向样液中加入3~4滴双缩脲试剂B摇匀。其中双缩脲试剂B不能过量,因为过量的双缩脲试剂B会与试剂A反应,使溶液呈蓝色,从而掩盖生成的紫色。
(2)叶绿体中色素的提取和分离
①区分色素提取和分离的原理:色素提取的原理——无水乙醇提取法;色素分离的原理——纸层析法。
②注意事项:a.滤液细线要画得细且直,以防止色素带重叠而影响分离效果;待滤液干燥后要再画一两次,目的是积累更多的色素,使分离后的色素带明显。b.分离色素时,层析液不能没及滤液细线,以防止色素溶解于层析液中而无法分离。
(三)调查类实验
实验名称 调查常见的人类遗传病 土壤中动物类群丰富度的研究
调查对象 随机确定的人群;一定数量的家族 生活在土壤中的小动物
调查方法 汇总法 用取样器取样进行采集
统计方法 发病率=(患病人数/被调查人数)×100% 记名计算法;目测估计法
注意事项 ①调查时,最好选取群体中发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲、白化病等;②调查某种遗传病的发病率时,要随机抽样调查,且要保证调查的群体足够大 ①取样时应注意随机取样,避免人为心理作用;②动物类群因所取地段不同,可能差异较大;③样土塑料袋上标明取样的地点和时间;④不知名的动物标记为“待鉴定XX”;⑤调查的指标是动物种类的丰富度和数量丰富度
(四)探究类实验
实验名称 自变量 因变量 无关变量
通过模拟实验探究膜的透性 半透膜两
侧溶液的
浓度差 漏斗玻璃管液面的上升高度 半透膜的种类、开始时的液面、温度等条件
探究温度对淀粉酶活性的影响 不同温度
(至少三种) 酶的活性(加碘液后溶液颜色的变化) pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究pH对过氧化氢酶活性的影响 不同pH
(至少三种) 酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧的猛烈程度) 温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究酵母菌的呼吸方式 氧的有无 CO2生成量(澄清石灰水的混浊程度等);酒精的产生(重铬酸钾检测) 葡萄糖溶液、石灰水的量、温度、pH、锥形瓶的洁净程度、连接导管的大小等
模拟探究细胞表面积与体积的关系 细胞体积的大小 物质运输的效率 琼脂块的一致性、NaOH溶液的量、浸泡的时间、测量的准确性等
探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度 不同浓度
的生长素
类似物 扦插枝条的生根数量或长度 实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等
探究培养液中酵母菌数量的动态变化 时间 酵母菌种群数量 培养液的成分、培养条件、空间等
探究水族箱中的群落的演替 时间 群落的演替 水族箱的培养条件和环境等
2.注意问题
1)探究温度(pH)对酶活性的影响时,必须在达到预设的温度(pH)的条件下,再让反应底物与酶接触,避免在未达到预设的温度(pH)时反 应底物已与酶接触发生反应,影响实验结果。
(2)探究酵母菌的呼吸方式时:①新配制的质量分数为5%的葡萄糖溶液先加热煮沸(杀死里面的微生物、除去溶液中的空气),等冷却(防止高温杀死酵母菌)后再将食用酵母菌加入;
②酵母菌培养液应封口放置一段时间后,待酵母菌将瓶内的氧气消耗完,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶,以保证检测到的一定是酵母菌无氧呼吸产生的CO2使澄清的石灰水变混浊。
(3)探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度
①装置的设计应有利于观察,如观察促进生根的实验可以用水培法。
②所设组别除不同浓度的生长素类似物处理外,还要增加一组蒸馏水处理的做空白对照。
(4)探究培养液中的酵母菌数量的动态变化
①从试管中吸出培养液进行计数之前,要轻轻震荡几次,使酵母菌均匀分布,以确保计数准确,减少误差。
②该探究不需要设置对照,因为随着时间的延续,酵母菌种群数量的变化,在时间上形成前后自身对照,但要获得准确的实验数据,必须重复实验,求得平均值。
③对于压在小方格界线上的酵母菌,应只计算相邻两边及其顶角的酵母菌。
④实验结束后,用试管刷蘸洗涤剂擦洗血球计数板的做法是错误的,正确的方法是浸泡和冲洗。
三、实验题解答思路和基本解题技巧:
1、认真审题——审准实验目的和原理:
明确验证的“生物学事实是什么,”或“生物学事实”的哪一方面;实验所依据的生 物学(或其它知识)原理是什么。如“探索酶活性与温度关系”的实验原理为淀粉遇碘变蓝,淀粉酶可催化淀粉水解为麦芽糖,麦芽糖遇碘不变蓝。
2、找出自变量(实验变量或实验条件)和因变量(反应变量):
找出自变量(实验变量或实验条件)和因变量(反应变量),以及影响本实验的无关变量,然后构思实验变量的控制方法和实验结果的获得手段。如验证“CO2是光合作用合成有机物的必需原料”,首先明确该实验的条件是CO2,结果是光合作用(合成有机物),影响结果的条件变化应该是CO2的有无两种情况,那么对照的设计就应该为空白对照。影响实验结果的无关变量有温度、pH、实验用植物的生长状况、饥饿处理的环境、吸收CO2的NaOH的量及浓度等因素,这些无关变量中任何一种因素的不恰当处理都会影响实验结果的准确性和真实性,因此实验中必须严格控制无关变量,做到平衡和消除无关变量对实验结果的影响。常常采用对照的方法——即在保证各实验组和对照组的无关变量相同的条件下,观察实验变量(实验条件)的不同情况对反应变量(实验结果)的影响。
3、实验对象和实验条件:
实验所用的生物学材料,如光合作用所用的叶片、验证质壁分离所用的成熟植物细胞、鉴定脂肪所用的花生种子等。
实验条件是完成这一实验所必需的理化条件及生物学处理方法,如光照、温度、pH、酶、缓冲剂、离心等。
4、设计实验方法和步骤:
这一环节要遵循科学性原则、可操作性原则、设计对照原则、单一变量原则、可重复性原则,使实验有可信度和说服力。
注意:①后面步骤中要用到的东西,如果题目没有给出,则必须在前面的步骤中准备好,如实验中要用蔗糖液,而题目中只给出蔗糖,我们就要先配制好蔗糖液;②题目中如果已经给好(如给的是配好的试剂),则不能再配制了。
5、预测实验结果或分析实验结果:
二者是有区别的:①预测实验结果——根据实验原理和事物间的相互关系,进行理性分析,从而预先猜测可能是什么样的结果、有几种结果可能性,都要事先预测到;②分析实验结果——是从结果出发去寻找事物间的相互关系,或者推导出一般性的结论或规律等。它是分析应有的实验结果,对意料之外的结果乃至失败的情况作出恰当的分析和推论。
二者是相反的两个过程:因此解决此类问题时要根据题意注意用词的科学性和准确规范性。当然无论是预测实验结果还是分析实验结果,都要既考虑最后的结果,也要考虑中间步骤的结果。
6、注意事项和补救措施:
实验中若要使用有毒物质,应怎么使用?加热酒精应采用水浴法隔水加热。一旦燃烧怎么办?这些注意事项都应该在实验前有所准备,这些方面常常需要相关学科实验能力的渗透。
实验完毕后如果时间容许,还应该从以下方面来回顾回顾:
①实验原理及方法是否符合题 目要求(正确性 );
②实验步骤是否科学,有无少做了步骤或顺序颠倒的现象;
③有无充分利用实验条件或超出题目给的实验条件;
④有无设置对照(参照系)或可能造成误差;
⑤有无更为简单的实验方案——创新实验得分;
⑥实验是否具有偶然性——是否符合可重复性原则;
⑦实验能否顺利完成;
⑧实验的安全性如何。
四、设计型实验题:
由于高考侧重于对实验能力的考查,设计型实验题是近几年高考的一个热点。因此,我们对实验的复习,应该立足于对基本实验方法、实验技能、实验思维的强化和巩固着手,培养我们的实验分析、实验改错、实验设计等实验能力。
所谓设计型实验题——就是要求考生设计实验原理,选择实验器材,安排实验步骤,设计数据处理的方法及分析实验现象。包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。主要 考查我们是否理解实验原理和会分析实验结果,是否具有灵活运用实验知识的能力,是否具有在不同情景下迁移知识的能力。
1、生物学实验的一般程序:
一个完整的生物学实验包括以下七个基本步骤:
(1)实验名称、目的:指出是什么实验,明确实验要解决什么问题。
(2)假设:是“可能会怎么样”,对可见现象提出一种可检测的解释。具体为:
(3)预期:在检测提出的假设以前,先提出实验的预期结果(一个或几个假定的结果),若预测没有实现,则说明假设 不成立;若预测得到实现,则假设成立。
(4)实施实验过程:根据实验目的和提出的假设,来设计实验的具体方法步骤,并按设计的方案进行操作。
(5)观察和收集数据:客观如实地观察、记录实验的现象,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、推论:对记录的数据(包括现象、结果)进行整理分析,进行推导得出结论。
(7)交流:写出实验报告。
2、生物学实验设计的要求:
(1)在实验设计之前,应掌握所研究问题的性质,具备必要的理论知识和基本的实验技能和技术。
(2)要有明确的实验目的,根据目的确定研究内容。
(3)实验设计要科学合理,注意设计合适的实验变量,控制其他变量,尽量减少实验误差,确保实验得出明确的结果。
(4)设计实验要注意设置对照,适当增加重复,保证实验的准确性。
(5)实验取样要注意典型性和代表性。
(6)实验设计要考虑运用统计学进行分析的可能性。分析的样本要有一定的数量,使所得数据具有代表性和可靠性。