探究性实验新.ppt

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1、实验设计之 探究实验设计,实验专题复习,能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。 具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。 具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。 能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。,考纲要求：实验与探究能力,考教材上19+1个实验,考探究实验,可能与课本相关,考实验评价,考验证性实验,合作攻关,实验探究过程的基本环节：,第一，拟定课题,例. (2008宁夏理

2、综)在用生长素促进某植物枝条生根的实践过程中，发现枝条生根情况不一，分析其原因，认为可能与生长素的浓度有关。请据此拟定一个相关研究的课题，写出课题名称及相关研究中的观察指标和影响这一指标的因素。,一个典型的探究实验课题应包括哪些要素？ （提示：可以从实验变量的角度考虑）,探究生长素类似物对扦插枝条生根的作用,自变量,因变量,实验课题=探究+自变量+因变量 (陈述句),影响观察指标的因素,观察指标,生长素浓度,该植物枝条生根,第二，做出假设,例. 野菊的高度随着海拔高度的不同而有所不同，在高海拔地区长得比较矮，在低海拔地区长得比较高。请据此作出假设。,野菊高度由基因决定,作出假设,野菊高度由环境

3、决定,野菊高度由基因和环境共同决定,开放性、合理性,要全面：可能的结果都要预测到。事实究竟是哪一种，应由实验现象来说明；,第三，预测结果、得出相应结论 （都不是唯一确定的）,如：黑鼠白鼠,表达要准确：如：加碘后，“不变蓝”不等于“无色”或“没有颜色变化”；另外“不变”也不能说成“无现象”,全黑,有黑、有白,全白,(完全显性),第四，确认变量,抓住三个“量”即自变量、因变量、 无关变量,解决三个问题： 自变量怎样设定？体现单一变量原则 因变量怎样检测？得出结论的重要依据 无关变量怎样控制？体现等量一致原则,实验步骤： 第一步：取材、分组（材料是否要制取或处 理） ； 第二步：实验处理（控制单一变

4、量，然后放 在其他条件完全相同且适宜环境中 进行实验) 第三步：观测、记录。,第五，设计步骤,例 （2008海南生物） 为了探究某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关否，请用 所给的材料用具，完成问题。 实验材料：具2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度的赤霉素溶液，喷壶等。 （1）实验步骤： 将上述大豆幼苗平均分成A、B两组，A组为对照组，B组为实验组，分别置于等量的完全培养液中培养。 用喷壶分别将 和 ， 喷洒在A、B两组幼苗上。 将两组苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养，一段时间后，测定两组植株的 。,1、要明确实验目的,高度,蒸馏水,等量的适宜浓度的

5、赤霉素溶液,第五，设计步骤,对照,(一)对照性原则,对照,甲状腺激素对蝌蚪发育的影响,2、应遵循设计原则,空白,自身,第五，设计步骤,(一)对照性原则,相互,不同盐浓度对哺乳动物红细胞的影响研究,不单独设置对照组，而是几个实验组 对照。,2、应遵循设计原则,第五，设计步骤,(一)对照性原则,肺炎双球菌体外转化实验,条件对照,第一组是实验组，第二、第三组是,2、应遵循设计原则,第五，设计步骤,例. 如何验证“镁是植物生活的必需元素请讨论写出实验步骤,第一步：取等量生长状况一致的大豆幼苗若干，平均分成A、B两组。 第二步：A组幼苗置于含植物必须的各种矿质元素的完全培养液中， B组幼苗置于等量的不含

6、镁离子的完全培养液中， 将两组幼苗置于相同且适宜的条件下培养一段时间。 第三步：记录两组植物的生长发育情况。,(二)单一变量原则,2、应遵循设计原则,第五，设计步骤,第一步：取等量生长状况一致的大豆幼苗若干，平均分成A、B两组。 第二步：A组幼苗置于含植物必须的各种矿质元素的完全培养液中， B组幼苗置于等量的不含镁离子的完全培养液中， 将两组幼苗置于相同且适宜的条件下培养一段时间。 第三步：记录两组植物的生长发育情况。,(三)科学性原则、可行性原则等,去除细胞膜镁离子载体 去除镁的砂性土壤 将植物体内的镁离子分离出来,两株,（缺乏可行性）,例. 如何验证“镁是植物生活的必需元素”请讨论写出实验

7、步骤,2、应遵循设计原则,第五，设计步骤,3、要精心策划实验方法,(1)化学物质的检测方法,淀粉,碘（蓝色）,还原性糖,斐林试剂班氏试剂（砖红色）,CO2,Ca(OH)2溶液（澄清石灰水变浑浊）,乳酸,pH试纸,O2,余烬复燃,蛋白质,被蛋白酶水解,、双缩脲试剂（紫色）,苏丹染液 （橘黄色）,脂肪,DNA,二苯胺（蓝色）,苏丹染液 （红色）,-溴麝香草酚蓝水溶液（由蓝变绿再变黄）,第五，设计步骤,（2）实验条件的控制方法,增加水中氧气泵入空气或吹气或放入绿色植物,减少水中氧气容器密封或油膜覆盖或用凉开水,除去容器中CO2NaOH溶液,除去叶中原有淀粉置于黑暗环境,除去叶中叶绿素酒精水浴加热,除

8、去光合对呼吸干扰给植株遮光,如何得到单色光棱镜色散或透明薄膜滤光,血液抗疑加入柠檬酸钠,线粒体提取细胞匀浆离心（差速离心法）,3、要精心策划实验方法,第五，设计步骤,（3）实验结果的显示方法,光合速度,O2释放量或CO2吸收量或有机物生成量,呼吸速度,O2吸收量或CO2释放量或有机物消耗量,原子或分子转移途径,放射性同位素示踪,细胞液浓度大小,质壁分离,植物细胞是否死亡,质壁分离,水生植物可依气泡的产生量或产生速率； 离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目； 植物体上的叶片可依指示剂（如碘液）处理后叶片颜色深浅。,甲状腺激素动物耗氧量,发育速度等 生长激素生长速度(体重、体长变化)

9、 胰岛素作用动物活动状态,3、要精心策划实验方法,第五，设计步骤,NaOH： Ca(OH)2： CaCl2 HCl： NaHCO3： NaCl： 琼脂： 酒精： 蔗糖： 滤纸： 纱布、尼龙布： 龙胆紫溶液或醋酸洋红：,用于吸收CO2或改变溶液的pH,鉴定CO2,解离或改变溶液的pH,提供CO2,配制生理盐水或用于提取DNA,激素或其他物质的载体或培养基,用于消毒、叶片脱色及配制解离液、提纯DNA、,测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原,过滤或纸层析,过滤，遮光,碱性染料，用于染色体染色,提高细菌细胞壁的通透性,（4）实验中常用器材和药品的选用用,3、要精心策划实验方法,第五，设计步骤,实验方

10、案的评价是对实验设计的最优化，这类题与实验设计题关系密切，其出题思路通常是给出一个或几个实验方案，这些方案不完整需要补充，或有几项明显的错误需要指出并改正，或让考生自己判断实验设计是否合理。 实验评价类试题，最为常见的是考查对照实验的评价。 实验设计的修正，就是在发现问题的基础上提出正确的方案，发现问题是基础，修正是目的。解题时对自己的修正方案要注意反思检查，有没有科学性的错误，包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性等。,实验设计的评价与修正,实验评价及改进主要分析以下几点： 1实验原理及方法是否正确； 2实验步骤是否科学； 3有没有充分利用实验条件

11、； 4有没有设置对照实验； 5有无更为简单的实验方案； 6实验能否顺利完成； 7实验的安全性如何。,为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制订了下列实验方案： (1)实验目的(略) (2)实验材料和用具(略) (3)实验方法和步骤 用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。 将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。 饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。 取一叶片，放人盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。 将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿中，用碘液，检测

12、有无葡萄糖的特异颜色反应出现。,需要注意的是：对于实验分析要求从以下几个方面进行：科学性和严谨性。主要指实验设计必须有充分的科学依据，在某些实验中要有对照实验。实验条件的一致性和可重复性。在实验中除要设计的变量外，其他条件都要一致，并且一个实验不能只看一次的结果，必须有足够的实验次数，才能判断出实验结果的可靠性。实验器材的选择。实验中材料用具的选择是非常重要的，要根据实验所提出的问题和要求，联系命题者所提供的器材，准确判断和筛选实验所需的用具及材料。准确表达实验结果和进行数据处理。,该实验方案有几项明显错误，请指出错误并改正。 误解 对该实验方案的分析片面或缺乏必要的实验分析能力而误答。 诊断

13、 错因：忽视了平时的生物实验操作和训练。正确思路：实验中无对照实验；实验中不能用红色安全灯，因为色素能够吸收红光，进行光合作用，影响实验结果；淀粉遇碘变蓝是淀粉等特有的颜色反应，而不是葡萄糖的颜色反应。鉴定还原糖(葡萄糖)的存在应用的试剂是班氏试剂。 正确答案是： (1)实验步骤中暗室内用“红色安全灯”是错误的，应改为绿色安全灯(此项不改，仅在对照中提到也给分)； (2)实验步骤中的“葡萄糖”是错误的，改为淀粉； (3)未设对照。对照的作法是： a装置同题干中的步骤，但玻璃罩内用同一种生长状况相同的另一株植物代替题干中的植物；用一杯清水代替NaOH溶液。 b将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗

14、掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。 c重复题干中的步骤、。 d重复改正后的题干中的步骤。,小结： 1、实验步骤设计程序： 选材分组再编号，确定方法设对照， 控制变量定常量，观察记录找指标。,2、拟订课题注意： 3、做出假设注意： 4、确定“三量： 5、实验步骤注意： 6、预测结果、得出结论注意：,实验课题=探究+自变量+因变量(陈述句),开放性、合理性,解决三个问题： 自变量设定？单一变量原则 因变量检测？方法正确、简便 无关变量控制？-等量一致原则,1、明确目的 2、遵循原则 3 、方法科学,全面 表达要准确,合作攻关,分析:实验课题的回答相对比较开放。探究大蒜对心肌梗塞的缓解效果

15、，自变量为大蒜或蒜素半胱氨酸，可设置饲喂含一定量大蒜的饲料、饲喂含一定量蒜素半胱氨酸的饲料与不做处理的一组形成对照；因变量为心肌梗塞的缓解效果，可对心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力等进行观察。,答案:探究大蒜和蒜素半胱氨酸对心肌梗塞的缓解效果(其他合理答案也可) 是否饲喂大蒜或蒜素半胱氨酸 心肌梗塞面积、心室肥大程度、心肌收缩力(答出两点即可) 对照组 饲喂含一定量大蒜的饲料 饲喂等量的含一定量蒜素半胱氨酸的饲料,答案对照组 饲喂含一定量大蒜的饲料 饲喂等量的含一定量蒜素半胱氨酸的饲料,牛刀小试,篇子P3 例一,一、 实验设计应遵循的原则： 对照原则 等量原则 单一变量原则 科学性原则

16、可行性原则 （6）可重复性原则 二、实验探究过程的基本环节：,实验与探究能力,（1）从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是_。 （2）将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度1 ，从图乙中可查到与对应的两个生长素浓度，即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到2 。请预测2 与1相比较的可能结果，并得出相应的结论：_。,例13（2011海南26）某

17、同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内（如下图所示），其中A不密封，B、C密封。B内培养皿中盛有Ba（OH）2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。,回答问题： （1）根据上述实验设计判断，该实验的目的是_. （2）从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B中的幼苗生长量比C中的_ (大、小)，原因是_；A中的幼苗生长量比C中的_ (大、小），原因是_。,命题意图：以探究影响光合作用的因素的实验为背景，考查了学生确定自变量及解释实验现象的实验能力,

18、与教材的联系 1、教材在光合作用原理的应用，安排一个探究实验环境因素对光合作用强度的影响，提到“CO2浓度”是影响光合作用的外界因素之一，但具体的实验设计由学生讨论完成。 2、本题利用的实验装置玻璃钟罩，出现在光合作用的探究历程，英国科学家普利斯特利用该装置证实了植物可以更新空气。,例8（2010课标全国卷，30）从某植物长势一致的黄化苗上切取等长幼茎段(无叶和侧芽)，将茎段自顶端向下对称纵切至约34处后，浸没在不同浓度的生长素溶液中，一段时间后，茎段的半边茎会向切面侧弯曲生长形成弯曲角度(a)如图甲，。与生长浓度的关系如图乙。请回答：,（1）从图乙可知，在两个不同浓度的生长素溶液中，茎段半边

19、茎生长产生的弯曲角度可以相同，请根据生长素作用的特性，解释产生这种结果的原因，原因是_。 （2）将切割后的茎段浸没在一未知浓度的生长素溶液中，测得其半边茎的弯曲角度1 ，从图乙中可查到与对应的两个生长素浓度，即低浓度(A)和高浓度(B)。为进一步确定待测溶液中生长素的真实浓度，有人将待测溶液稀释至原浓度的80，另取切割后的茎段浸没在其中，一段时间后测量半边茎的弯曲角度将得到2 。请预测2 与1相比较的可能结果，并得出相应的结论：_。,侧重于植物激素调节中生长素的实验分析 考查生长素作用的两重性,【答案】（1）生长素的生理作用具有双重性，最适生长素浓度产生最大值，高于最适浓度时有可能出现与低于最

20、适浓度相同的弯曲生长，从而产生相同的值。（2）若2小于1，则该溶液的生长素浓度为A；若2大于1，则该溶液的生长素浓度为B。,（5）常用的研究方法举例,DNA双螺旋结构模型物理模型 种群的“S”型增长曲线数学模型 动植物细胞的有丝分裂、减数分裂图解、光合作用图解概念模型 “渗透作用装置”模拟成熟植物细胞渗透吸水和失水模拟实验 利用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体显微观察法 孟德尔遗传规律的发现假说-演绎法 萨顿提出基因在染色体上的假说类比推理法 利用甲基绿将DNA染成绿色，吡罗红将RNA染成红色染色法 噬菌体侵染细菌的实验差速离心法和同位素标记法 从盖玻片的一侧滴加蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸引引流法 研究分泌蛋白的合成、分泌途径同位素标记法 研究生态系统的结构和功能系统分析法,