高中生物實(shí)驗(yàn)分析的一般方法及訓(xùn)練

1、高中生物實(shí)驗(yàn)分析的一般方法及訓(xùn)練 在高中生物實(shí)驗(yàn)過程中，不少學(xué)生只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不重視分析結(jié)果；只滿足于實(shí)驗(yàn)的成功，而不愿對實(shí)驗(yàn)失敗的原因進(jìn)行分析。造成這種現(xiàn)象的原因，除了是學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的根本目的缺乏深刻的認(rèn)識而外，不懂得如何分析實(shí)驗(yàn)、沒有掌握實(shí)驗(yàn)分析的一般方法是非常重要的因素。生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)過程是，會有多種因素影響、干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，致使實(shí)驗(yàn)失敗。此時，實(shí)驗(yàn)分析就顯得很重要：一方面，可以找出并排除影響因素，使實(shí)驗(yàn)重做時能獲得成功；另一方面，還可以總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，甚至可能還有意外的收獲、新的發(fā)現(xiàn)，這在科學(xué)史上是不乏其例的。因此，盡管現(xiàn)行高中生物教學(xué)大沒有明確實(shí)驗(yàn)分析這一目的，而

2、且實(shí)驗(yàn)也比較簡單，但在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除了使學(xué)生達(dá)到提高動手能力、了解實(shí)驗(yàn)原理和方法、驗(yàn)證所學(xué)知識這些目的以外，教育學(xué)生辯證地看待實(shí)驗(yàn)的成功與失敗、教給學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析的一般方法、初步培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析的能力還是十分必要的！一、實(shí)驗(yàn)分析的一般方法“四步分析法”在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，總結(jié)歸納出“四步分析法”，即從取材、藥品與試劑、步驟及操作、顯微鏡的使用四個方面對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析的方法。取材分析正確取材是實(shí)驗(yàn)成功的第一步。有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗的原因，往往是取材不正確而引起的，因而在實(shí)驗(yàn)分析時，要首先考慮取材是否正確。例如，實(shí)驗(yàn)一“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”（以下簡稱“實(shí)驗(yàn)一”）中，準(zhǔn)確切取洋蔥根尖生長點(diǎn)部位

3、，是實(shí)驗(yàn)成功的前提。一些學(xué)生制成的裝片中往往看不到或看到很少的分裂相細(xì)胞，就是因?yàn)榍腥〔课徽_導(dǎo)致的，即沒有選準(zhǔn)根尖的生長點(diǎn)部位。實(shí)驗(yàn)二“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”（以下簡稱“實(shí)驗(yàn)二”）中，取材部位應(yīng)該是在新鮮的洋蔥鱗片葉外表皮的紫色較深處。而在內(nèi)表皮或紫色很淺的部位取材，往往觀察不到或僅有很少紫色液泡。實(shí)驗(yàn)三“觀察根對礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象”（以下簡稱“實(shí)驗(yàn)三”）中，剪取的是有活性的根，如果是死根、爛根，則觀察不到預(yù)期的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)四“葉綠體色素的提取和分離”（以下簡稱“實(shí)驗(yàn)四”）中，選取的時片要肥厚、色濃，而老葉、發(fā)黃的葉子則不能選用。藥品與試劑分析藥品與試劑的量、濃度、純度等都是影

4、響實(shí)驗(yàn)正確結(jié)果的重要因素，要逐一檢查，不能忽視。關(guān)于量的問題。有些實(shí)驗(yàn)對藥品與試劑的量有一定的要求，如實(shí)驗(yàn)四中，丙酮、層析液的量就要按規(guī)定使用：提取葉片中的色素，用丙酮是適中的，若丙酮過多，會使色素濃度降低，減少濾紙條上色素的量，使分離效果不明顯；若丙酮少了，色素提取又不充分。色素分離時，向燒杯中倒入層析液時，其量的標(biāo)準(zhǔn)是液面不能超過（距燒杯底），否則將沒及濾紙條上的濾液細(xì)線，色素就迅速溶解到層析液中去了，結(jié)果在濾紙條上得不到相應(yīng)的色素分離圖譜。關(guān)天濃度問題。實(shí)驗(yàn)中，規(guī)定的濃度，都是人們經(jīng)過多次試驗(yàn)后，認(rèn)為最適合的。實(shí)驗(yàn)員在實(shí)驗(yàn)前配制藥品與試劑時，濃度要配準(zhǔn)，否則將會影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)。如蔗糖溶液濃

5、度較高時（高于），會使細(xì)胞因發(fā)生強(qiáng)烈質(zhì)壁分離而失水過多，細(xì)胞死亡，不能復(fù)原。亞甲基藍(lán)溶液在配制時，要求更高，濃度高一點(diǎn)點(diǎn)，就會影響根的活性。關(guān)于純度問題。有的實(shí)驗(yàn)如實(shí)驗(yàn)三，對試劑的純度有較高的要求，如果所用蒸餾水中混入雜質(zhì)陽離子，或用自來水代替，則漂洗時，不僅洗去了浮在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽離子，而且也會把吸附在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽離了交換下來；在對比實(shí)驗(yàn)中，含雜質(zhì)陽離子的蒸餾水也會變藍(lán)。步驟及操作分析步驟及操作是否正確是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素，故應(yīng)重點(diǎn)分析，主要有以下三種情況。漏做某個實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)步驟不能少，如實(shí)驗(yàn)一中，根尖用鹽酸解離后，若不經(jīng)漂洗直接染色，則染色效果極差，因?yàn)楦馍细街?/p>

6、的鹽酸將和堿性染料起中和反應(yīng)，從而影響著色；制片時，用鑷子尖把根尖壓碎，這一步也易漏掉。實(shí)驗(yàn)三中根經(jīng)亞甲基藍(lán)染色后，若不用蒸餾水反復(fù)沖洗，在后面的對比實(shí)驗(yàn)中，蒸餾水也將變藍(lán)。操作方法錯誤。在具體操作某個步驟時，沒有按規(guī)定的操作方法做，肯定會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如臨時裝片制作時，有的學(xué)生將蓋玻片直接放在清水滴上，這樣制成的裝片中，氣泡較多，嚴(yán)重影響觀察。實(shí)驗(yàn)二中，應(yīng)用鑷子撕取洋蔥表皮，而不少學(xué)生是用刀片削或挖，以至取出的表皮較厚，這樣在顯微鏡下也就看不到單層細(xì)胞。操作不嚴(yán)格。如解離、染色時間不夠，漂洗的時間或次數(shù)不足。制作洋蔥表皮臨時裝片時，未將清水滴中卷起的表皮平展開來；做質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)時，滴入清

7、水的次數(shù)少，葉綠素分離實(shí)驗(yàn)中，濾液細(xì)線劃得不細(xì)不齊都會對實(shí)驗(yàn)果有一定的影響。顯微鏡的使用分析需用顯微鏡的實(shí)驗(yàn)，有時會因?yàn)轱@微鏡的操作，鏡頭污染等問題，而影響觀察，看不到已經(jīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象或結(jié)果。顯微鏡的操作要按一定的程序進(jìn)行，如對光程序、高倍鏡觀察程序等。有的學(xué)生不按程序操作，結(jié)果既耽誤了時間，又觀察不到相應(yīng)的結(jié)果，而且易損壞顯微鏡。例如常有學(xué)生在用高倍鏡觀察時，把蓋玻片壓碎了，弄臟了鏡頭，就是由于這些學(xué)生在下降鏡筒時，眼睛看的是目鏡而不是物鏡，這樣，鏡筒下降到什么位置就不知道了。正確的程序應(yīng)該眼睛看著物鏡，同時下降鏡筒，讓物鏡接近裝片，然后眼看目鏡、調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋直至觀察到清晰物像。此外，目鏡或

8、物鏡頭被嚴(yán)重污染、焦距沒有調(diào)好、放大倍數(shù)不夠、視野較暗、標(biāo)本不在通光孔的中心位置等諸多因素，都會直接影響觀察。二、“四步分析法”的應(yīng)用“四步分析法”在具體的實(shí)驗(yàn)分析或解題過程中，既可順次運(yùn)用，亦可綜合運(yùn)用，具體問題，靈活分析。例實(shí)驗(yàn)一中，在顯微鏡視野里，幾乎看不到分裂相細(xì)胞，試分析其原因。分析：從取材角度看，可能是沒有取準(zhǔn)生長點(diǎn)部位導(dǎo)致的；從步驟及操作角度看，可能是沒有壓片過程導(dǎo)致標(biāo)本太厚，看不到單層細(xì)胞；從顯微鏡使用角度看，可能是沒有移動玻片標(biāo)本尋找，觀察對象不在視野正中央。例實(shí)驗(yàn)二中，質(zhì)壁分離后進(jìn)行復(fù)原時發(fā)現(xiàn)復(fù)原效果較差，其原因可能有哪些？分析：蔗糖溶液在配制時，濃度過大，質(zhì)壁分離強(qiáng)烈，細(xì)

9、胞失水過多而死亡；質(zhì)壁分離時間長了，未及時復(fù)原，細(xì)胞死亡；滴入清水次數(shù)少或只滴入一次。例實(shí)驗(yàn)三中，在做對比實(shí)驗(yàn)時，蒸餾水也變藍(lán)了，分析其原因。分析：是沒有漂洗或漂洗次數(shù)少；是蒸餾水中混入了雜質(zhì)陽離子；用自來水代替蒸餾水。 三、訓(xùn)練題：1、在光合作用產(chǎn)生氧的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)材料除金魚藻、燒杯、漏斗、衛(wèi)生香或竹簽等外，(1)還需要 ，其作用是： 。(2)整個裝置應(yīng)放置在 。(3)該實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證方法是 。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。2、銀邊天竺葵的葉，邊緣是白色的，不含葉綠體，其余部分是綠色的。把銀邊天竺葵放在陽光下，照射幾小時，然后摘下一片葉，脫去葉綠素，滴上碘液。結(jié)果，葉片的綠色部分 ，白色部分 。該實(shí)驗(yàn)說明

10、： 。3、1773年，英國科學(xué)家普利斯特利(J. Priestley,1733-1804)做了一個有名的實(shí)驗(yàn)。他把一支點(diǎn)燃的蠟燭和一只小白鼠分別放到密閉的玻璃罩里，蠟燭不久就熄滅了，小白鼠很快也死去了。接著，他把一盆植物和一支點(diǎn)燃的蠟燭一同放到一個密閉的玻璃罩里。他發(fā)現(xiàn)植物能夠長時間地活著，蠟燭也沒有熄滅。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一個密閉的玻璃罩里。他發(fā)現(xiàn)植物和小白鼠都能夠正常地活著。于是，他得出了結(jié)論：植物能夠更新由于蠟燭燃燒或動物呼吸而變得污濁的空氣。針對上述實(shí)驗(yàn)，你的解釋是 。當(dāng)其他人重復(fù)普利斯特利的實(shí)驗(yàn)時，有的能夠成功，有的總是失敗。你分析其失敗的最可能的原因是 。4、186

11、4年，德國科學(xué)家薩克斯(J. von Sachs,1832-1897)做了這樣一個實(shí)驗(yàn)：(1)把綠色葉片放在黑暗處幾小時，目的是 。(2)然后把這個葉片一半曝光，另一半遮光。該步驟的作用是 。(3)一段時間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒有發(fā)生顏色變化，曝光的那一半葉片則呈 。(4)這一實(shí)驗(yàn)成功地證明了 。(5)現(xiàn)在做此實(shí)驗(yàn)時，需要把光照幾小時后的葉片摘下放入盛有酒精的小燒杯里，隔水加熱。放在酒精里加熱是因?yàn)?。5、1880年德國科學(xué)家恩吉爾曼(C. Engelmann)用水綿進(jìn)行了光合作用的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境里，然后用極細(xì)的光束照射水綿。通

12、過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，好氧細(xì)菌只集中在 ；如果上述臨時裝片完全暴露在光下，好氧細(xì)菌則集中在 。恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)證明： 。恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處 。 。 。 。6、在葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中，(1)提取葉綠體中色素的關(guān)鍵主要是： (2)分離葉綠體中色素的關(guān)鍵主要是： 7、如果將洋蔥表皮細(xì)胞浸潤在與細(xì)胞液濃度相同的蔗糖溶液中，這些表皮細(xì)胞將 。當(dāng)紅細(xì)胞細(xì)胞膜兩側(cè)的溶液具有濃度差時，紅細(xì)胞會不會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象 ，為什么？ 。8、在植物栽培中，合理利用光能，可以使綠色植物充分地進(jìn)行光合作用。合理利用光能主要包括 和 兩個方面。如果把綠葉比喻為“綠色工廠”，那么，它的“車間”是 ，“機(jī)器

13、”是 。動力是 ，原料是 ，產(chǎn)物是 。9、設(shè)計(jì)一個簡單實(shí)驗(yàn)，證明呼吸作用吸收氧。實(shí)驗(yàn)材料：種子、廣口瓶、短蠟燭、火柴等。實(shí)驗(yàn)步驟：(一) (二) 10、設(shè)計(jì)一個簡單實(shí)驗(yàn)，證明呼吸作用釋放二氧化碳。實(shí)驗(yàn)材料： 實(shí)驗(yàn)步驟： 11、在植物生活需要無機(jī)鹽的實(shí)驗(yàn)中，(1)取甲、乙兩支試管，甲試管盛有肥沃土壤的浸出液，乙試管盛 。(2) 。(3)過些日子，觀察結(jié)果。(4)這個實(shí)驗(yàn)表明： 。12、15只同種并同時孵化的體長約15mm的蝌蚪，隨機(jī)分成3個組(每組5只)，飼養(yǎng)的水、飼料的溫度等條件等同。組加入甲狀腺激素，組加入甲狀腺抑制劑，組不加入藥劑。飼養(yǎng)10d20d，定時用坐標(biāo)紙觀察，記錄蝌蚪的生長發(fā)育變化

14、情況。(1)依據(jù)實(shí)驗(yàn)的“假設(shè)預(yù)期驗(yàn)證”的原理，該實(shí)驗(yàn)的“假設(shè)”是 。(2)該實(shí)驗(yàn)的“預(yù)期”(或推斷)是 。根據(jù)“實(shí)驗(yàn)對照”原理：(3)(5)題的供選答案為：A實(shí)驗(yàn)組 B對照組 C條件對照 D空白對照(3)本實(shí)驗(yàn)中，組屬于 。(4)本實(shí)驗(yàn)中，組屬于 。(5)本實(shí)驗(yàn)中，組屬于 。(6)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中的關(guān)鍵技術(shù)是 。13、某中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有以下幾種試劑和用品：108mol·L1吲哚乙酸 1%龍膽紫溶液 104mol·L1秋水仙素溶液(常用適宜溶液) 0.1%亞甲基藍(lán)溶液 10%HCl溶液 50%蔗糖溶液(1)用上述6種試劑和用品分別處理萌發(fā)的種子10min，其中細(xì)胞仍具有生命力的

15、是上述試劑中的 (填序號)。(2)如果要觀察根尖細(xì)胞的染色體，應(yīng)選用上述試劑中的 。(3)要研究根的向地性，應(yīng)選用上述試劑中的 ，其作用原理是 。(4)要使玉米單倍體能結(jié)實(shí)，應(yīng)選用上述試劑中的 ，其作用原理是 。(5)如果用溶液處理根毛細(xì)胞，可以看到的現(xiàn)象是 ，但不能看到 。14、請利用如下材料設(shè)計(jì)一個生物與環(huán)境關(guān)系的模擬實(shí)驗(yàn)，并做出分析。實(shí)驗(yàn)材料：4m2的紅、綠、白3種顏色的紙板各1塊。數(shù)量相等、活力相近的蝗蟲3組(每組約50只)、家雞3組(每組3只)。(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)： (2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果： (3)結(jié)果分析：蝗蟲的綠色體色是一種 _，蝗蟲的草綠色的形成是 的結(jié)果。15、給你未萌發(fā)的小麥種子、廣口

16、瓶、橡皮塞、凡士林、燒杯、小試管、NaOH、細(xì)玻璃管等材料和藥品，試設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)(包括實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過程)，達(dá)到驗(yàn)證“生活著的小麥種子不萌發(fā)時也在進(jìn)行呼吸作用”的目的。要求畫出實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。16、下面是植物的向光性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案示例：(1)實(shí)驗(yàn)題目：植物的向光性實(shí)驗(yàn)。(2)目的要求：觀察植物在單側(cè)光照射下的生長情況，驗(yàn)證植物的生長具有向光性。(3)材料用具：植物幼苗(玉米、小麥等)、火柴桿、小花盆(或培養(yǎng)皿)、泥土、不透光的紙盒、臺燈、剪刀。(4)實(shí)驗(yàn)假設(shè)： (5)實(shí)驗(yàn)預(yù)期： (6)方法步驟： 用剪刀在不透光的紙盒一側(cè)挖一個直徑為1cm的孔，待模擬 時使用。將幾株長勢相同但真葉尚未出胚芽鞘的

17、小麥幼苗依次排開，分別栽種在兩個花盆中。在幼苗的旁邊插一根火柴桿，作為 。將制作好的遮光罩扣住花盆(一組用不透光的紙盒，另一組用一側(cè)帶小孔的紙盒)，白天將裝置置于陽光充足的地方，夜間以臺燈代替光源，并使光從小孔中透入紙盒。每天打開紙盒，觀察幼苗的生長情況，記錄下高度、傾斜角及當(dāng)日溫度、天氣等情況，并間斷地拍照，保留圖片記錄。但要注意，打開紙盒觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的時間應(yīng)該盡可能地短，并保持透光孔的方向與前次一致。(7)實(shí)驗(yàn)記錄：將觀察日期、時間、環(huán)境條件(溫度、天氣)、幼苗生長情況等列表記錄。(8)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。17、下面是植物的向重力性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案示例(1)實(shí)驗(yàn)題目：植物的

18、向重力性實(shí)驗(yàn)。(2)目的要求：了解植物根的生長具有向重力性的特點(diǎn)。(3)材料用具：剛萌發(fā)的玉米種子(胚根長0.5cm左右)、培養(yǎng)皿、棉花、濾紙、膠布、橡皮泥、剪刀。(4)實(shí)驗(yàn)假設(shè)： 。(5)實(shí)驗(yàn)預(yù)期： 。(6)方法步驟： 取4粒同樣大小已萌發(fā)并長出胚根的玉米粒，平放在一個培養(yǎng)皿內(nèi)，使其胚根尖端部分朝向 。各萌發(fā)的玉米粒分別僅次于羅盤的 。將濾紙剪成培養(yǎng)皿大小，蓋在玉米粒上，然后再蓋上濕棉花，直到填滿整個培養(yǎng)皿。注意不要將棉花塞緊，以免影響根的生長。蓋上培養(yǎng)皿蓋，邊緣用膠布封口；豎起培養(yǎng)皿，注意培養(yǎng)皿中 必須保持不變，使最上面的玉米粒的胚根垂直向下，最下面的玉米粒的胚根垂直向上，左右2個玉米粒的

19、胚根處于 。(7)實(shí)驗(yàn)記錄：列表記錄這4粒玉米種子胚根的生長情況。(8)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論：分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，得出結(jié)論。四、參考答案1、(1)試管 收集金魚藻產(chǎn)生的氣體 (2)光下(3)等氣體充滿試管的1/2左右時，取出試管，迅速地把快要熄滅的衛(wèi)生香(或竹簽)伸進(jìn)管口，觀察衛(wèi)生香(或竹簽)的燃燒情況。(4) 金魚藻在光下能夠產(chǎn)生氧，氧是光合作用的產(chǎn)物。2、變藍(lán) 沒有變藍(lán) 葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的條件3、植物進(jìn)行光合作用吸收了蠟燭燃燒和小白鼠呼吸釋放的二氧化碳，同時釋放出氧氣供蠟燭燃燒和小白鼠呼吸。實(shí)驗(yàn)裝置沒有放在光照條件下4、(1)讓葉片內(nèi)的淀粉運(yùn)走耗盡 (2)對照 (3)深藍(lán)色(4)綠色葉片在光

20、合作用中產(chǎn)生了淀粉(5)使葉片含有的葉綠素溶解到酒精中5、葉綠體被光束照射到的部位，附近葉綠體所有受光部位的周圍，氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所一是選用水綿作為實(shí)驗(yàn)材料。水綿不僅具備細(xì)而長的帶狀葉綠體，而且葉綠體螺旋狀地分布在細(xì)胞中，便于觀察和分析研究。二是將臨時裝片放在黑暗并且沒有空氣的環(huán)境中，排除了環(huán)境中光線和氧的影響，從而確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘５剡M(jìn)行。三是選用極細(xì)的光束照射，并且用好氧細(xì)菌進(jìn)行檢測，從而能夠準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。四是進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光的對比實(shí)驗(yàn)，從而明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。6、(1)葉片要新鮮、濃綠 研磨要迅速、充分濾液收集后，要及時用棉塞將試管口塞緊，以免濾液揮發(fā)(2)濾液細(xì)線不僅細(xì)、直，而且含有比較多的色素 濾紙上的濾液細(xì)線不能觸到層析液7、維持原有的狀態(tài) 不會 因?yàn)榧t細(xì)胞沒有細(xì)胞壁8、延長光合作用的時間 增加光合作用的面積葉肉細(xì)胞 葉綠體 光能 二氧化碳和水 淀粉和氧9、(1)取甲、乙兩只廣口瓶，甲瓶裝有萌發(fā)的種子，乙瓶裝有等量的未萌發(fā)的種子，用瓶塞塞緊瓶口，放到溫暖的地方。(2)24小時以后，打開瓶塞，將兩支燃燒的短蠟燭