高中生物教材實(shí)驗(yàn)歸納分析

PAGE3-高中生物教材實(shí)驗(yàn)歸納分析一、《教學(xué)大綱》規(guī)定的部分實(shí)驗(yàn)歸類分析1．觀察類實(shí)驗(yàn)在此類實(shí)驗(yàn)中常綜合運(yùn)用顯微觀察技術(shù)、染色技術(shù)、玻片標(biāo)本制作技術(shù)等。歸類如下：實(shí)驗(yàn)名稱觀察方式觀察對(duì)象顯微鏡玻片標(biāo)本染色劑生物材料觀察葉綠體原色觀察葉綠體高倍臨時(shí)裝片無菠菜葉觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)細(xì)胞質(zhì)(以葉綠體作參照)高倍臨時(shí)裝片無黑藻嫩葉觀察質(zhì)壁分離與復(fù)原紫色大液泡高倍臨時(shí)裝片無洋蔥表皮觀察有絲分裂染色觀察染色體高倍臨時(shí)裝片龍膽紫(醋酸洋紅)洋蔥根尖脂肪的鑒定脂肪高倍切片→臨時(shí)裝片蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液花生種子2．鑒別類實(shí)驗(yàn)在此類實(shí)驗(yàn)中，常利用某種試劑對(duì)生物體或細(xì)胞中成分進(jìn)行鑒別．針對(duì)不同的鑒別對(duì)象，采用不同的試劑。歸類如下：實(shí)驗(yàn)名稱鑒定對(duì)象試劑顏色水浴加熱生物材料生物組織中糖類的鑒定淀粉碘液藍(lán)色無脫色的葉片還原糖斐林試劑(班氏試劑)磚紅色需要（加熱煮沸）含糖量高的白色或近白色的植物組織、尿液、血漿蛋白質(zhì)的鑒定蛋白質(zhì)雙縮脲試劑紫色無豆?jié){、牛奶、雞蛋清、蛋白質(zhì)類酶DNA粗提取與鑒定DNA二苯胺試劑藍(lán)色需要（加熱煮沸）雞血細(xì)胞3．實(shí)習(xí)和研究性課題此類實(shí)驗(yàn)常通過調(diào)查法，調(diào)查法中常使用統(tǒng)計(jì)技術(shù)和測量技術(shù)。實(shí)習(xí)、研究性課題調(diào)查對(duì)象統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算公式種群密度的取樣調(diào)查動(dòng)物標(biāo)志重捕法植物樣方法調(diào)查人群中遺傳病人類某種遺傳病匯總法調(diào)查環(huán)境污染對(duì)生物的影響環(huán)境污染程度匯總法4.探究性實(shí)驗(yàn)此類實(shí)驗(yàn)需要對(duì)某些生物學(xué)現(xiàn)象作出合理化的假設(shè)并通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。如教材中“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用”、“溫度對(duì)酶活性的影響”、“植物向性運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和觀察”等。探究性生物學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生在明確實(shí)驗(yàn)要求、目的的前提下，遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)“操作方便．程序合理，藥品節(jié)約．依據(jù)現(xiàn)象推測結(jié)論”的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)．一般可分以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：(1)理論假設(shè)的提出根據(jù)題目要求，確定實(shí)驗(yàn)的條件即實(shí)驗(yàn)變量X。即惟一一個(gè)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能產(chǎn)生影響的變量。在此基礎(chǔ)上提出理論假設(shè)．它常?？梢悦枋鰹椋骸爱?dāng)條件X存在時(shí)，事件P(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)可能發(fā)生；當(dāng)條件X改變時(shí)，若事件P發(fā)生，能得出何結(jié)論；當(dāng)事件P不發(fā)生．能得出何結(jié)論?！?2)設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)分五個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行：①實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，包括必要的實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)藥品的準(zhǔn)備；②滿足條件X，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，觀察事件P能否發(fā)生；③條件X改變，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，觀察事件P能否發(fā)生，發(fā)生的程度如何；④設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。⑤梳理，實(shí)驗(yàn)是否遵循“單一變量”、“平行重復(fù)”原則。(3)觀察，記錄和結(jié)論仔細(xì)觀察并準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出相應(yīng)的結(jié)論，一般規(guī)律是：①若條件X存在，事件P能發(fā)生；條件X改變，事件P不能發(fā)生(或發(fā)生程度改變)。結(jié)論是……。②若條件X存在，事件P能發(fā)生；條件X改變，事件P能發(fā)生。結(jié)論是……。③若條件X存在，事件P不能發(fā)牛，條件X改變，事件P能發(fā)生。結(jié)論是……。二、探究性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的區(qū)別1．概念（1）探究性實(shí)驗(yàn)：指實(shí)驗(yàn)者在不知曉實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下，通過自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論，從而形成科學(xué)概念的—種認(rèn)知活動(dòng)。（2）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：指實(shí)驗(yàn)者針對(duì)已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果而進(jìn)行的以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果、鞏固和加強(qiáng)有關(guān)知識(shí)內(nèi)容、培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力為目的的重復(fù)性實(shí)驗(yàn)。2．比較探究性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶剿餮芯繉?duì)象的未知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系驗(yàn)證研究對(duì)象的已知屬性、特征以及與其他因素的關(guān)系實(shí)驗(yàn)假設(shè)假設(shè)一般采用“如果A，則B”的形式表述，是根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)理論、事實(shí)，對(duì)所要研究的對(duì)象設(shè)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(shè)問題實(shí)驗(yàn)原理因探究內(nèi)容而異因驗(yàn)證內(nèi)容而異實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)際上并未完成．因探究內(nèi)容而異應(yīng)有的實(shí)驗(yàn)步驟，可以是曾經(jīng)做過或尚未做過的，因驗(yàn)證內(nèi)容而異實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象未知．可以不描述已知．應(yīng)準(zhǔn)確描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測對(duì)應(yīng)假設(shè)，分類討論無實(shí)驗(yàn)結(jié)論對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，作出對(duì)應(yīng)結(jié)論對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖龀隹隙ńY(jié)論三、教材中的部分經(jīng)典實(shí)驗(yàn)反應(yīng)變量：亦稱因變量。指實(shí)驗(yàn)中由實(shí)驗(yàn)變量而引起的變化和結(jié)果。（2）教材中相關(guān)實(shí)驗(yàn)中的變量實(shí)驗(yàn)自變量因變量比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率催化劑的種類（過氧化氫酶、Fe3+）催化效率的高低（以點(diǎn)燃但無火焰的衛(wèi)生香燃燒的猛烈程度或氣泡產(chǎn)生速度表示）探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用底物的種類（淀粉、蔗糖）淀粉酶將淀粉水解（處理后加斐林試劑，加熱煮沸出現(xiàn)磚紅色沉淀）。但不能水解蔗糖（處理后加斐林試劑并加熱煮沸，無磚紅色沉淀出現(xiàn)）溫度對(duì)淀粉酶活性的影響溫度（60℃熱水、沸水、冰塊)加碘液后溶液顏色的變化觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原外界溶液的濃度（高滲及低滲溶液）質(zhì)墅分離（液泡失水縮小、顏色變深，原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離）；質(zhì)壁分離復(fù)原（液泡修復(fù)原狀、顏色變淺，原上質(zhì)層恢復(fù)原狀)植物向性運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和觀察①是否單側(cè)光照、均勻光照②改變幼苗的空間位置以接受重力影響①幼苗的彎曲狀況②根的彎曲方向觀察二氧化硫?qū)χ参锏挠绊懖煌瑵舛鹊腟O2植物生長狀態(tài)的變化2．幾個(gè)重要的設(shè)計(jì)原則（1）科學(xué)性原則。符合生物學(xué)基本知識(shí)和基本原理以及其他學(xué)科領(lǐng)域的基本原則。（2）平行重復(fù)原則。必須有足夠的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，在同樣條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)，觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響程度。（3）單一變量原則。不論—個(gè)實(shí)驗(yàn)有幾個(gè)實(shí)驗(yàn)變量，都應(yīng)做到一個(gè)實(shí)驗(yàn)變量對(duì)應(yīng)觀測一個(gè)反應(yīng)變量。如酶高效性實(shí)驗(yàn)中，只有催化劑不同，而其他部分完全相同，反應(yīng)結(jié)果的差異只是由催化劑不同引起。（4）對(duì)照原則。實(shí)驗(yàn)組接受自變量處理，對(duì)照組（控制組）不接受自變量處理。對(duì)照類型：①空白對(duì)照：對(duì)照組為不作任何處理的對(duì)象組。②自身對(duì)照：實(shí)驗(yàn)與對(duì)照在同一對(duì)象上進(jìn)行，不另設(shè)對(duì)照組，如“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)處理前后的對(duì)象狀況分別為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。③條件對(duì)照：給實(shí)驗(yàn)組某種處理。給對(duì)照組另一條件的處理，如在“動(dòng)物激素飼喂小動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)”中，存在以下實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。照織。1號(hào)：飼喂甲狀腺激素（實(shí)驗(yàn)組）2號(hào)：飼喂甲狀腺激素抑制劑（條件對(duì)照組）3號(hào)：對(duì)蝌蚪不作任何處理（空白對(duì)照）④相互對(duì)照：指不另設(shè)對(duì)照組，而是利用幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組相互對(duì)照，如在“植物向性運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和觀察”中，如下圖所示，2與1對(duì)照可證明感光部位在胚芽鞘尖端，3也可與1對(duì)照，4也可與1對(duì)照，也可與2對(duì)照。六、實(shí)驗(yàn)過程中常用試劑的作用、檢測指標(biāo)的設(shè)置及實(shí)驗(yàn)條件的調(diào)控1．化學(xué)物質(zhì)的常用檢測試劑或方法（1）淀粉——一碘液（2）還原糖一—一斐林試劑或班氏試劑（沸水浴，磚紅色沉淀）（3）CO2一一—Ca（OH）2溶液或酸堿指示劑（4）乳酸一一—pH試紙（5）O2—一—帶火星木條復(fù)燃（6）無O2—一—火焰熄火（7）蛋白質(zhì)—一—雙縮脲試劑（不加熱，紫色反應(yīng)）（8）染色體—一—龍膽紫溶液、醋酸洋紅液（9）DNA—一—二苯胺試劑（沸水浴，藍(lán)色反應(yīng)）（10）脂肪一一一蘇丹Ⅲ染液（橘黃色）或蘇丹Ⅳ染液（紅色）2．實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顯示方法（1）光合速率一—一O2釋放量或CO2吸收量或淀粉產(chǎn)生量（2）呼吸速率一—一O2吸收量或CO2釋放量或淀粉減少量（3）物質(zhì)代謝途徑———放射性同位素示蹤法（4）細(xì)胞液濃度大小———質(zhì)壁分離（5）細(xì)胞是否死亡———質(zhì)壁分離、細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)（6）甲狀腺激素的作用———?jiǎng)游锖难趿?，發(fā)育速度等（7）生長激素的作用———生長速度（體重變化．身高變化）（8）胰島素的作用一一—?jiǎng)游锘顒?dòng)狀態(tài)（9）菌量———菌落數(shù)或亞甲基藍(lán)溶液褪色程度（10）大腸桿菌———伊紅一一美藍(lán)瓊脂培養(yǎng)基（鑒別培養(yǎng)基）3．實(shí)驗(yàn)條件的控制方法（1）增加水中氧氣———泵人空氣或吹氣或放人綠色植物（2）減少水中氧氣———容器密封或油膜覆蓋或用涼開水（3）除去容器中的CO2———NaOH溶液（4）除去葉片中原有淀粉———置于黑暗環(huán)境中（饑餓處理）（5）除去葉片中葉綠素———酒精加熱（6）除去光合作用對(duì)細(xì)胞呼吸的于擾———給植株遮光（7）得到單色光———棱鏡色散或彩色薄膜濾光（8）血液抗凝———加入檸檬酸鈉（9）線粒體提取———細(xì)胞勻漿離心（10）細(xì)胞膜提取———清水處理哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞（11）骨的脫鈣———鹽酸溶液浸泡（12）滅菌方法———培養(yǎng)基用高壓蒸氣滅菌：接種環(huán)用火焰灼燒滅菌；雙手用肥皂洗凈，擦干后用75％酒精消毒；實(shí)驗(yàn)室或接種箱用甲醛蒸汽或紫外燈滅菌；整個(gè)接種過程都在實(shí)驗(yàn)室無菌區(qū)或酒精燈火焰旁進(jìn)行。4．實(shí)驗(yàn)中控制溫度的方法（1）還原糖、DNA鑒定：沸水浴加熱（2）酶促反應(yīng)：水浴保溫（3）用酒精溶解葉中的葉綠素：酒精要隔水加熱（4）細(xì)胞和組織培養(yǎng)以及微生物培養(yǎng)：恒溫培養(yǎng)七、中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)中包含的基本技術(shù)1．玻片標(biāo)本的制作：一般制作的是臨時(shí)裝片（1）壓片法(如洋蔥根尖細(xì)胞的有絲分裂)。壓片的一般過程是：取材→固定→解離（對(duì)不易分散的材料用10%HCl處理)→染色→壓片→觀察。（2）裝片法（如高倍鏡下觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)）。其過程是：將材料在載玻片水滴中展平→放蓋玻片時(shí)應(yīng)從一側(cè)慢慢蓋在水滴上，防止氣泡產(chǎn)生→對(duì)材料染色或改變?nèi)芤簼舛取^察。2．顯微鏡使用的基本技術(shù)：包括低倍鏡和高倍鏡的使用技術(shù)（1）使用低倍鏡時(shí)應(yīng)注意正確對(duì)光和焦距的調(diào)節(jié)（粗、細(xì)準(zhǔn)焦螺旋的調(diào)節(jié)）。（2）高倍鏡的使用方法包括：①低倍鏡下找到物像并移至視野中央；②轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，使高倍物鏡正對(duì)通光孔；③調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋至物像清晰。3．紙層析技術(shù)（如葉綠體中色素的提取和分離）：①制樣液；②制備濾紙條；③點(diǎn)樣液；④層析，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。4．比色法（如生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定）：是利用生物組織中的有機(jī)物與某些化學(xué)試劑相互作用，產(chǎn)生特定的顏色反應(yīng)。根據(jù)顏色反應(yīng)鑒定生物組織中某些有機(jī)物的存在。5．恒溫技術(shù)（