结合新教材谈一谈探究实验的复习重点

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1、生物材料结合新教材谈一谈探究实验的复习大口屯高中郝仲喜1生物材料#生物材料新教材中最明显的变化就是增加了很多的探究性实验，每个章节或专题的开始部分都是以问题来驱动，然后围绕问题来组织教学，并且在单元或专题的教学中都安排了很多的 探究性实验。这是新课改在教学内容上最明显的变化，也是最能体现新课改精神的教学内 容。对此，我们一定要加强研究教材探究活动（实验）的设计，要从新课标的高度组织实 验教学，既要注重实验的原理，更要注重实验的方法和实验的设计思路，从培养实验能力 的角度来组织实验复习备考，注重挖掘教材潜在的实验与探究因素。下面谈一谈我对探究实验的复习：一提高对新教材中生物探究性实验的认识高中生

2、物学必修新教材中的学生探究性试验共有11个，课程标准将其教学要求划分为I和n两类具体内容分别是：“理解实验的目的、原理和方法步骤，初步掌握有关的操作技能，进一步理解有关的生物学知识”，“能够独立完成实验或实习，理解探索性试验的基本过程，初步学会探索性实验的一般方法”高中实验题怎么也离不开课本，课本上的基本实验是必须熟记的，因为万变不离其宗。高中新教材实验内容的更新和扩充及 其教学要求的明确和提高，为生物学高考命题提供了足够的空间和依据我们对教材中探 究实验进行了总结如下：必修一植物细胞的吸水和失水P61影响酶活性的条件P83探究酵母菌的呼吸方式P91环境因素对光合作用强度的影响P104必修二脱

3、氧核苷酸序列与遗传信息的多样性P57自然选择对种群基因频率变化的影响P116 必修三P51P61探究生长素类似物促进扦插枝条生根的最适浓度探究用样方法调查草地中某种双子叶植物种群密度 探究培养液中酵母菌种群数量的变化P68土壤中小动物类群丰富度的原因和研究P75土壤微生物的分解作用P102 另外在选修三中还有十几个探究性的问题我就不一一列举了。下面我举了以课本探究试验为基础的两个例题：例一某兴趣小组对“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”作了探究实验。 I .实验材料、用具菌种和无菌培养液、试管、血球计数板（2mm x 2mm方格）、滴管、显微镜等。n .酵母菌的显微计数方法 血球计数板：

4、是带有微小方格的刻度玻璃片，用于在显微镜下对微生物的计数。 将含有酵母菌的培养液滴在计数板上，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。连续观察7天，并记录每天的数值。请据此回答下列问题：(1) 根据所学知识，该探究实验的假设是：开始一段时间酵母菌呈J型增长，随着时间的推移，由于 ，酵母菌呈S型增长。(2) 本实验没有另设置对照实验，原因是 。该实验是否需要重复实验？， 试解释原因 。(3) 在吸取培养液计数前，要将试管轻轻震荡几次，其原因是 。如果一个小方格内酵母菌过多，难以数清，应当采取的措施(4) 请你设计表格处理实验的数据。 (5) 在该实验的基础上，根据你对

5、影响酵母菌种群生长因素的推测，进一步确定下一个探究实验的课题将是：。答案 (1)营养物质的消耗、有害代谢产物的积累、PH值的改变(环境中资源和空间逐渐变得有限)该实验在时间上形成前后自身对照为了提高实验数据的准确性使酵母菌分布均匀增加稀释倍数时间(天)次数1234567123平均酵母菌的种群数量与营养物质(代谢废物或 PH或溶氧等)的变化关系(其他答案合理即可得分)例二某生物兴趣小组准备对所处地区的花园和菜地土壤中小动物类群的丰富度进行研究。假定你是其中的一员，请回答：(1) 提出你们小组要探究的问题： ;(2) 进行这类调查常采用 法，而不适用 法，原因是 ;(3) 丰富度的统计方法通常有记

6、名计算法和 ，前者一般适用于 的群落；(4) 对土样中的小动物进行采集时，在诱虫器上方通常要放置并打开4060W的电灯，这样做的目的是 ，采集到的小动物可以放入 溶液中保存，也可以放入 中。(5) 在观察和分类的基础上，若要用记名计算法对两类土壤中的动物进行统计和分析，请你设计一个数据统计表：(6) 除了进行上述问题的探究外，你还可以从另外的角度进行土壤中小动物丰富度的调查，请你再提出一个要探究的问题： 。答案.(1) xx地区花园和菜地土壤中小动物类群的丰富度调查研究(2) 取样器取样样方法和标志重捕许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小(3) 目测估计法个体较大，种群数量有限(4) 利

7、用了土壤动物趋暗、趋湿、避高温的特性，使土壤动物从土样进入诱虫器下部的试管中，达到采集目的酒精试管(5) xx地区花园和菜地土壤中小动物类群的丰富度统计表、壤类别动物物种花园土壤菜地土壤（6）xx地区不同深度花园土壤中小动物类群的丰富度调查（或不同时间：白天或夜晚等 合理答案均可）所以我们要对课本中一些科学家的经典实验（肺炎双球菌的转化实验、噬菌体侵染细菌的实验等）进行剖析，吸取其精华，并能应用到自己的实验设计当中去。二 探究实验设计的基本内容1实验名称：是关于一个什么内容的实验。一般题干中可找到。2实验目的：要探究的某一事实。3实验原理：进行实验依据的科学道理。4实验对象：进行实验的主要对象

8、。5实验条件：根据实验原理确定仪器和设备；要细心思考实验的全过程。6实验方法与步骤：实验采用的方法及必需（最佳）操作程序，每一步骤都必须是科学 的；总结下面一条书写模式，能够使书写条理，思路清晰。A选材：选材分组标号（选材应保持条件相同、研究对象、器皿等要分组标号）设立实验组和对照组；B实验处理：实验组是施加实验变量处理， 对照组是施加非实验变量处理或不处理， （在相 同适宜条件下培养）C （一段时间后）观察、记录7实验结果预测及实验结论：在实验中要记录实验的事实、现象和数据，即捕捉、记录由实验变量而带来的反应变量。然后，论证、说明实验中的自变量与因变量的因果关系，从而得到实验的结果。如果所获

9、得的结果与假设相符，则肯定假设；如果结果与假设不相符，则否定假设；如果结果与假设无关，则无从判断。最后得出结论。一般规律是： 若条件X存在事件P能发生，条件X改变事件P不能发生（或发生程度改变），结论是。 若条件X存在事件P能发生，条件X改变事件P能发生（或发生程度改变），结论是。 若条件X存在事件P不能发生，条件X改变事件P能发生（或发生程度改变），结论是。运用举例现有一种植物的种子，已经知道它的萌发受水分、温度和氧气的影响，但不了解其萌发 与光是否有关。为探究光的有无对该种子萌发的影响，请你依据所给材料和用品设计实验 的方法步骤，预测可能的实验结果，并分别得出相应的结论。方法步骤：，。可能

10、的结果及相应的结论： :。实验结果及相应的结论： A组萌发，B组不萌发（或A组发芽率高于B组），光抑制 该植物种子的萌发； A组萌发，B组也萌发（或发芽率差异不显著），该植物种子萌发不 受光的影响；A组不萌发，B组萌发（或A组发芽率低于B组），光是该植物种子萌发的 必要条件之一。另外，有些试验结果要求用表格或坐标表示，我们需要注意：A表格的设计：要理清设计思路：首先要读懂题目要求在表格“工作区”记录的内容。（题目中有明确的要求）其次要明确表格的第一列写什么？第一行写什么？注意在第一列或第一行 中肯定要写组别，即实验组和对照组（相互对照中组数可能更多）。再绘制表格（切记：表格“工作区”是预留给所

11、设计的实验中记录到的数据，而不是要学生造出数据来填入其 中。因此只要设计完成一张空白表格即可。设计表格时，要先在草稿纸上画出表格轮廓， 再写入答题纸中。）表格设计好后，切勿忘记给表格添上题注（即表格名称）。B坐标图的设计：要理清横轴的含义？纵轴的含义？纵横轴的单位？曲线的走势？关键点？三 解决探究性试验的方法1纵观全题，审清题意做实验题首先弄清试验意图与原理，这是最基本的要求顺着出题者的意图思考他要考 我什么，实验设计题的逻辑性是很强的，题目中的每一个条件，每一个步骤，都有着紧密 的联系。所以，遇到实验设计题时， 不要草草读完题目就急于动笔，应沉住气，通读全题，仔细分析题目的每一个条件，每一个

12、题问，把握好题目前后的相关性，对题意做到一个总 体的了解，找出解题的方向。2探究性实验和验证性实验的区别这类题目在实验设计题中出现的频率是很高的。 探究性实验中的结论是不确定的， 会 有多种可能，而验证性实验是在已知实验结论的前提下， 重新实验，对其加以证实，所以， 结论只有一个。在大多数情况下，出现 探究”一词的为探究性实验， 出现 验证”一词的为验 证性实验。但有些情况并非如此，所以，判断此类题目的依据不能只看是否有探究”或验证”这两个名词，应以题目的具体含义为准。例如：现有纯种有色饱满籽粒的玉米与无色皱缩籽粒的玉米，请设计一个实验方案，验证这两对性状的遗传是否符合自由组合定律。（实验条件

13、满足实验要求）实验方案实施步骤： 。方案1纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代.取F1植株10株，与无色皱缩的玉米进行杂交。收获杂交后代种子并统计不同表现型的数量比 例.如四种表现型比例符合 1 : 1 : 1 ： 1,则符合自由组合规律. 若四种表现型比例不符合 1 : 1 : 1 ： 1,则不符合自由组合规律.方案2纯种有色饱满的玉米和纯种无色皱缩的玉米进行杂交，获得F1代。取F1植株的花粉进行植物组织培养，获得单倍体植株幼苗；再用秋水仙素处理幼苗。收获种子并统计不同表现型的数量比例。如四种表现型比例符合1 : 1 ： 1 ： 1，则符合自由组合规律若四种表现型比例不

14、符合1 ： 1 ： 1 ： 1，则不符合自由组合规律3认真分析实验用具及材料的重要性认真分析实验用具及材料是解答实验设计题中的一个重要环节。首先，实验用具及材料可以帮助我们准确的安排实验步骤。有些实验的操作方法可能有多种，而不同的方法需要 不同的用具及材料。所以在选择实验方法时，应以题目给出的用具及材料为准。（例如，在探究酵母菌的呼吸方式的实验中，其结论既可以通过澄清石灰水鉴定，也可以根据溴麝 香草芬兰水溶液来证明。可是如果实验材料中没有给出澄清石灰水，那么实验操作只能通 过溴麝香草芬兰水溶液来证明，从而得出酵母菌确实进行了有氧呼吸。）另外，题目给出的实验用具及材料，可能会依据实验的具体操作需

15、要从中选择使用，（例如，在检测还原糖的实验中，材料给出了梨，西瓜等，应从中选择最佳材料梨，而西瓜瓤的颜色为红色，会掩盖最后的砖红色沉淀，造成现象不明显。）但题目没有给出的用具和材料，在实验操作步骤中不能出现。4时时把握对照性原则：在实验设计中，通常设置对照组，研究某种因素对实验结果的影响。在审题时，要时 时想到有没有对照组、或是空白对照还是自身对照还是相互对照、条件对照，要知道没有 对照的结论，不可能是正确、全面的，这样的结论不可能经得起推敲的。所以做完题后必 须检验一下自已设计的实验有无对照组。一般评卷老师看实验设计的关键也是看有无对照 组。例如：（天津08年）为探究血糖调节的影响因素，设计

16、如下实验流程。实验中5只家兔的注射剂量和生理指标均按单位体重计算。观察并记录现象据图回答：（1）实验中起对照作用的是 号家兔。（2）二次注射后，与号家兔相比，若号家兔产生尿素的量增加，原因是（3）二次注射后，低血糖症状最先得到缓解的是 号家兔：若号家兔出现糖尿，则该兔的尿量将会 ，原因是 。5紧扣实验中的单一变量原则生物实验设计中，反应变量的确定非常重要，因为任何一个科学实验的结论都是从反 应变量所表现出的数量、质量或状态的事实中推导或分析出来的。生物实验中很多反应变 量就是实验条件。设计实验时，应该根据实验目的和实验原理来确定对实验结果有影响的 反应变量。同时，对其他无关变量或非研究变量应进

17、行控制。对变量的控制所要遵循的原则是对 照原则，即控制其他因素不变，而只改变其中一个因素（反应变量），观察其对实验结果 的影响。通过对照的建立，达到对变量的控制，这是生物实验设计的灵魂。6时刻注意题目给出的条件题目给出的条件是解答实验设计题的重要依据，所以一定要把握好。 在解答每一个小题时都应该谨慎小心，防止漏用、误用每一个条件。尤其是实验设计题的条件都比较长， 可能有的同学在做到最后几个小题时把前面给出的条件忘记了，所以，此时重读题干，就 很有必要了。7注意叙述实验设计过程用词的严密性在书写实验步骤时， 一定要注意一些常用词语的使用。如分组实验时要编号，加试剂时要注意用到 相同”等量”平均”

18、等，试管试验要强调试管的洁净，这样能保证实验步骤的 严密性。如果所用的实验材料为有生命的物质，在完成实验装置的操作后，最后一步可以这样解答， 放在适宜的条件下，培养一段时间，观察记入”这一句话的使用频率是相当高的。当然，还要根据具体的情况稍作变动。8注意实验结果及实验结论的合理性实验结果也就是一种实验现象， 而实验结论是根据实验结果推出来的，二者不可混淆。做题时，一定要看清题目的要求，问得是实验结果还是实验结论，二者要分开来答。验证性的实验结论只有一个，而探究性的实验需要讨论，但并不是把所有的可能结论全部 答出来，还要注意其合理性。四实验设计的类型生物高考实验设计基本题型1. 续写实验步骤的题

19、型这类题目的题干中已经提供了比较多的信息，基本上划定了答题的模式，目的明确， 前面的方法步骤等信息已为续答作了铺垫，只要明确题目中的实验变量和反应变量，然后 设计对照组，再根据有关原理分析，一般就能比较正确地写出答案。例如（07天津理综 第31题）（10分）为研究“圆褐固氮菌对某种植物枝条生根作 用的影响”，设计相关实验，结果如下图。试管内基质为灭菌的珍珠岩（起固定、通气和 吸水作用）。加入物嵐灭菌水灭蔺培养液B灭蔺水+主桧素C灭菌培养液+匾I揭固氮菌D请据图回答：（1）为了排除其他微生物对实验结果的影响，配制灭菌培养液在成分上应具备的主要特点是。（2） A中枝条的下端切口处 （有/无）生长素

20、，A与C对比说明： （3）上述实验综合分析表明，圆褐固氮菌能促进该植物枝条生根。为进一步探究圆褐固氮菌是否分泌了促生根物质”请完成下列实验： 用灭菌培养液培养圆褐固氮菌 将培养物过滤，得到菌体和无菌滤过液 实验分两组：甲组试管中加入基质和灭菌水；乙组取若干试管，加入相同基质，再分别加入。 分别插入同类枝条，培养并观察。结果分析：如果 ，则表明圆褐固氮团分泌了促生根物质。【答案】（1）不含氮源（2） 有只有适宜浓度的生长素才能促进该植物枝条生根（3） 不同稀释浓度的等量滤过液甲组枝条不生根，乙组部分枝条生根2. 评价和纠正给定的实验步骤的题型试题中既有合理成分，又有不合理成分，干扰因素较多，要求

21、在吸取原有设计的合理 成分的基础上，提出自己的实验设计思路。 这表面上是考查对实验设计的分析与评价能力， 实质上是全面检测设计生物学实验方案的能力，同时还考查考生的科学态度和科学精神方面的水准。例如（06天津理综 第31题）绝大多数微生物最适生长温度为2537 C。为了探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产物（谷氨酸）合成量的影响，设计如下实验。在实验中有4处错误，分别标以、，请依次分析错误原因。第一步：设定培养温度为 28C、29C、30C。第二步：将菌种接种到灭菌后的液体培养基中，分别在设业的温度条件下密闭培养第三步：在衰亡期定时取样，分别测定谷氨酸合成量，记录结果并绘制曲线。实验结果预测及结

22、论：若在 30 C培养条件下，谷氨酸合成量最大，则认为，30 C为该细菌合成谷氨酸的最适培养温度。 。 。 【答案】（1）对数；次级 稳定（2）温度设定范围过窄 谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌，不应密闭培养 从调整期至衰亡期均有谷氨酸的合成，故取样时期有遗漏 实验结果有局限性，合成谷氨酸的最适培养温度有可能高于30C3. 独立设计实验方案的题型这类题型是与研究性学习相配套的，要求学生要具有严谨的科学态度，对实验过程有 所体验，考查的过程性要求主要体现在课题的选择及理由阐述、研究方法的理解和运用、 研究成果的类型选择等。题目有一定的开放性，便于考生发挥个性特长。例如（04年天津理综 第31题）（1）人

23、们不会在热泉中发现活着的嗜冷海藻，而经 常可以在冷水环境中分离出嗜热微生物。请根据酶的特性分析产生这种现象的原因。（2）淀粉酶可以通过微生物发酵生产。为了提高酶的产量，请你设计一个实验，利 用诱变育种方法，获得产生淀粉酶较多的菌株。写出主要实验步骤。 根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果。提示：生产菌株在含有淀粉的固体培养基上，随着生长可释放淀粉酶分解培养基中的 淀粉，在菌落周围形成透明圈。【答案】（1）嗜冷海藻体内的酶遇到高温后，酶的分子结构被破坏而失去活性，海藻 很快会死亡；而嗜热微生物体内的酶遇到低温环境，酶的活性降低，但酶分子结构没有被 破坏，遇到合适的温度又可以恢复活性。（2 主要实验步骤：第一步：将培养好的生产菌株分为两组，一组用一定剂量的诱变剂处理，另一组不处 理作对照。第二步：制备含淀粉的固体培养基。第三步：把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上，同时接种对照组， 相同条件下培养。第四步：比较两组菌株菌落周围透明圈的大小，选出透明圈变大的菌株。预期实验结果：A 由于诱发突变率低，诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同。B 由于诱发突变不定向性，诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或 变小。11