生物实验专题(课堂PPT)

1、1,生物实验专题,2,2006高考生物试题,为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。 实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量及无氧呼吸忽略不计）。 实验步骤和预测实验结果： （1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中，此时，叶片均浮在液面上。 （2）用真空泵抽去两支试管

2、内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。 (3) (4),3,答案,（3）将这两支试管放在日光灯下 ，照光一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。 （4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。 分析预测的结果： （1）光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和O2，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。 （2）黑暗中，N

3、aHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。,4,答题情况统计,满分22分 平均得分2.11 难度系数0.095,5,考生答卷暴露出的问题,一、审题草率，不按要求作答 有7.81%的考生用带火星的木条鉴定试管中的O2 有9.23%的学生推倒给定的实验步骤，另起炉灶。 尽管题目已经交待无氧呼吸不计，却仍有部分考生在进行无氧呼吸的分析和讨论 8.11%的考生在答题中对实验现象进行了假设，如：“把两管用相同的日光灯照射，有

4、蒸馏水的为甲管，有NaHCO3的为乙管。一段时间后观察，若甲组叶片无上浮，乙组上浮。分析：光合作用有气体产生，呼吸作用有O2的消耗；若甲乙组都上浮。分析：光合作用有气体的产生，呼吸作用无气体的消耗；若甲乙组都不上浮。分析：光合作用无气体的产生，呼吸作用无气体的消耗。”,6,二、不能准确找到实验变量，实验设计脱离实际 有19.01%的考生把步骤颠倒，即先把两试管放置黑暗下，然后放置光照中。 有些考生“看”到有气泡从小块的叶片上大量冒出；甚至有考生“观察”到因为叶片的光合作用和呼吸作用使得试管液面提高或降低；个别学生考虑到叶片是否枯萎或腐烂以及通过观察叶片的上升快慢来分析光合作用和呼吸作用的强度。

5、 有些学生这样设计：“用两只干扁气球套住管口，并放在适宜光照和温度下，观察两只小气球的形状变化,结果预测,盛清水的试管气球不变形，盛NaHCO3稀溶液的气球变大” 有一生如此作答：“两烟草叶片试管分别放入密闭、透明的大容器中，并放入一只小老鼠” 还有： “拇指堵住试管口，是否感到拇指被吸住” 。,7,三、知识的联结与迁移、运用能力薄弱 有部分考生将光合作用和呼吸作用的概念原理与过程作了或多或少的阐述，但仅此而已，不能将知识概念和原理运用于解决问题当中，反映学生死读书、读死书严重，割裂了理论知识与实践运用的联结，也是缺少必要的生物学实验操练的结果；有67.88%学生不明白NaHCO3稀溶液在本题

6、中的作用，未对其进行正确分析，但NaHCO3稀溶液既可以释放CO2，也可以吸收CO2，这一特性在化学课程中并不陌生也不困难，然而竟然有部分考生在实验预测中“看”到有NaHCO3晶体析出；真空泵抽取空气，目的是让水中的叶片细胞间隙无气体，所以叶片下沉，题目已经假设水中溶解的CO2和O2不计，但仍有不少学生不理解真空泵的作用，认为细胞间隙中有气体存在，表明物理学的基本知识不能在生物学中得到迁移运用。,8,四、语言表达混乱、缺乏条理 有的考生对两试管未作指定，但分析中却出现A、B管或甲、乙管 许多考生只是笼统地整体作答 许多考生甚至把步骤、预测与分析随意调换顺序。 学生在作答中出现了大量错字、错词、

7、错句；文字组织缺乏条理，用词、用句不够规范，语言表达晦涩难懂，如“放在日光灯下暴晒”， “把两支试管放入4个培养箱中培养”，“把试管分成两份，放在阳光下照射”，“把试管放入暗培养箱中，并点上蜡烛”。等,9,试题要求学生要有对实验的感觉，一种只能意会而不能言传的实验感觉，这和游泳的“水感”是相似的。若只背现成的实验原理而不真正地去做实验，怎么能获得这种感觉呢？当然，人有多元智力。有的人的感觉就是好，下了水就能“游”，但对大多数学生而言，还是要在不断“试水”的过程中才能学会“游泳”，特别是学生在平时练习中要动手.不要一碰到实验就怕.从做实验题中找到感觉.,10,1.通过对教材中实验的考察，检测学生

8、生物学基础知识和基本实验技能； 2. 通过分析他人的实验现象，获得实验结论，考察学生分析实验现象获得结论能力； 3. 指出他人的实验设计的不足，完善给出实验方案，考察学生实验评价和实验设计的能力； 4. 提出实验课题，独立设计实验，考察学生实验设计的能力。,近几年高考实验题型主要包括四类：,11,实验复习策略,基本技术实验（如显微镜的使用、临时装片的制作） 观察实验（如观察叶绿体和线粒体、细胞分裂、质壁分离等） 探究性实验（如探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用） 定性定量实验（如有机物的鉴定、色素的提取和分离等）,首先，考试说明中要求的所有高中生物教材中的实验，必须尽可能让理解。,必须对每一个实

9、验的目的、原理、方法和步骤了如指掌。并能够应用相关的原理，对其他实验进行设计和拓展。,12,实验复习策略,其次，除了学生必做的实验之外，还必须了解教材课文中介绍的生物学发展史上的一些经典实验及方法。,如： 酶的特性的研究 光合作用的发现过程 植物生长素的有关实验 动物激素生理作用的研究 同位素示踪技术 动植物杂交实验,这些内容往往也是高考命题常用的材料。,13,生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质鉴定,研究原理: 可溶性还原糖与斐林试剂生成砖红色沉淀。脂肪可被苏丹染液染成橘黄色（或被苏丹染成红色）。蛋白质与双缩尿试剂发生反应，产生紫色反应。 怎样研究: 可溶性还原糖的鉴定用苹果，脂肪的鉴定用花生，蛋

10、白质的鉴定用大豆，（具体操作见教材）。,14,下列关于实验一操作步骤的叙述中，正确的是 ( ) A用于鉴定可溶性还原糖的斐林试剂甲液和乙液，可直接用于蛋白质的鉴定 B脂肪的鉴定需要用显微镜才能看到被染成橘黄色的脂肪滴 C鉴定可溶性还原糖时，要加入斐林试荆甲液摇匀后，再加入乙液 D用于鉴定蛋白质的双缩脲试剂A液与B液要混合均匀后，再加入含样品的试管中，且必须现混现用,(1)生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定,（苏丹使细胞中出现着色的颗粒）,B,在斐林试剂鉴定还原性糖的实验中，下列实验材料中最理想的是 （ ） A、番茄 B、土豆 C、葡萄 D、西瓜,C,15,请你根据下列材料设计一个证明唾液中含

11、有蛋白质的实验.,材料用具:质量浓度为0.1g/ml的NaoH溶液、质量浓度为0.1g/ml的CuSO4溶液、鸡蛋蛋清、人的唾液、水、小烧杯、玻璃棒、试管、滴管和滴瓶、镊子、脱脂棉等。 （1）实验原理： （2）方法步骤： 预期结果： 实验推论：,16,叶绿体中色素的提取和分离,研究原理:叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂丙酮中，可以用丙酮提取叶绿体中的色素。层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。利用叶绿体中的色素在层析液中的不同溶解度将不同色素分离开来。 研究步骤:提取色素制备滤纸条画滤液细线分离叶绿体中的色素观察实验结果洗手,分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂

12、，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。,(1)A处理得到的溶液颜色是_， 原因是_。(2)B处理得到的溶液 颜色是_，原因是_。 (3)C处理得到的溶液 颜色是_，原因是_。,17,高倍镜的使用和观察叶绿体,观察对象叶绿体 观察原理:叶绿体存在于细胞质的基质中，叶绿体一般是绿色的扁平的椭球形或球形，可用高倍镜观察它的形态和分布。 观察步骤:制作临时装片（取材制片）用低倍镜观察（低倍镜观察：对光观察）高倍镜观察（转换高倍镜观察叶绿色）绘图。,下列有关显微镜的使用叙述中，正确的是 A 因为藓类的叶片大，在高倍镜下容易找到，所以可以直接使用高倍镜观察 B 使用

13、低倍镜已看到细胞，觉得有模糊,于是试着调试细准焦螺旋 C 使用低倍镜看不到细胞于是换高倍镜期望看到细胞 D 换用高倍镜时，不用动粗准焦螺旋，而是转动物镜转换器后，用细准焦螺旋调至物像最清晰,18,观察植物细胞的有丝分裂,原理:具有分生能力的植物细胞进行有丝分裂，根据染色体的变化，可辨认间期、前期、中期、后期、末期。 步骤:洋葱根尖细胞的培养装片的制作（解离漂洗染色制作）观察有丝分裂（低倍镜观察高倍镜下观察找出各个时期观察固定装片）绘图,下列关于实验过程的叙述中，正确的一组是 ( ) 解离的目的是用药液使组织细胞彼此分散开漂洗的目的是为了洗去根尖上的酸，避免与碱性染料发生中和 用龙胆紫染液是为了

14、将细胞核内的染色体染成紫色 压片可将根尖细胞压成单层，使之不相互重叠 当看到一个中期细胞时，要注意观察它如何进入后期、末期，以理解从中期至末期发生的变化用于观察质壁分离及复原的材料也可用于观察植物细胞的有丝分裂 A B C D,19,.观察植物细胞的质壁分离与复原,研究原理 :当外界溶液浓度大于植物细胞溶液的浓度时，植物细胞就通过渗透作用失水，出现质壁分离；当外界溶液浓度小于植物细胞溶液的浓度时，表现出质壁分离与复原。 研究步骤:制作洋葱鳞片叶表皮的临时装片显微镜观察质壁分离（一侧滴蔗糖溶液，另一侧用吸水纸吸）滴清水质壁分离复原。,下列有关实验的叙述不正确的是 A 做该实验必须用成熟的植物细胞

15、如叶的下表皮细胞 B 细胞液中含有水和多种溶质，是一种溶液 C 该实验中采用了引流法 D 原生质层是指细胞的细胞膜和液泡膜以及二者之间的细胞质部分,20,比较酶的专一性和温度对酶活性的影响,原理:淀粉遇碘后，形成蓝色的复合物。淀粉酶可以使淀粉逐步水解为麦芽糖和葡萄糖，遇碘不变蓝。麦芽糖和葡萄糖能够与斐林试剂反应生成砖红色的氧化亚铜沉淀。 怎样研究:温度对酶影响；pH 值对酶影响。 怎样操作:设置对照。,探究温度对酶活性影响的实验，需要进行如下步骤：取3支试管，编号并各注入2mL淀粉溶液；向各试管注入lmL淀粉酶溶液；向各试管滴1滴碘液；将3支试管分别放在60的热水、沸水和冰块中维持温度5min

16、；观察实验现象。以上步骤最合理的实验顺序应为,21,种群密度的取样调查,实验原理：种群密度是指单位空间内某种群的个体数量。研究者通常只计数种群的一小部分，用来估算整个种群的种群密度，即取样调查法。实际操作时往往随机选取若干个样方，通过计算每个样方种群密度的平均值作为该种群的种群密度。 实习方法：确定调查对象选取样方计数计算种群密度。,生态工作者调查草原某种双子叶植物种群密度时，设计如下调查步骤： 选取40 cm40 cm为最佳样方面积。 在该物种分布较密集的地方取5个样方。 计算每个样方内该植物的个体数。若计算结果由多到少依次为N1、N2、N3、N4、 N5，则将N3作为种群密度的估算值。 请

17、指出以上设计步骤中的错误并加以改正,22,设计并制作生态瓶，观察生态系统的稳定性,实验原理：生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素等都有密切关系。 实习方法：设计实验制作小生态瓶每天观察记录。,例1: 如图，根据瓶上粘贴的标签知道这是两星期前留下的。这个小生态系统能在较长时间内保持生态平衡，是由于其中的绿色植物为动物提供_和_ 。动物生命活动过程中产生_， 能提供植物进行光合作用 合成有机物。在这个小的 生态系统中，能量的流动特点是_。,氧气,食物,CO2,单向递减,23,设计实验:观察生长素或生长素类似物对植物长发育的影响,目的要求:初步学会一个观察生长素或生长素类似物对植物生

18、长发育影响的实验方法；学会观察实验现象；分析观察到的实验现象，得出你的结论。 提示:生长素浓度不同，对植物生长的作用不同；生长素对扦插枝条；果实发育和落花落果的作用。,为了研究人工合成的生长素类似物萘乙酸是否对植物的开花具有影响，有人设计了以下实验：取20个水仙头，随机分成两组，一组10个不做任何处理，任其自然生长，作为对照；另一组10个水仙头均剥去部分鳞片叶，露出花芽，并用0.1 mg/mL的萘乙酸处理。两组放在相同温度和湿度环境下培养，实验组的10个水仙头除2个死亡外，其他8个分别在69天时间内开花，平均比对照组早开花一个月。 (1)据此得出萘乙酸可以促进水仙开花的结论，实验还有哪些不够严

19、密的问题?会对实验造成什么干扰? (2)若要完成本实验，请你重新进行设计合理方案。,24,(1)对照组也应与实验组一样剥去部分磷片叶； 两组放在相同环境下培养，其条件不仅有温度和湿度，还有光照、pH等； 水仙的品种和大小应当一致。,(2)针对以上问题，取20个相同品种、大小一致的水仙头，随机分成两组，实验组10个水仙头均剥去部分磷片叶，露出花芽，并用01 mg/mL的萘乙酸处理；对照组10个处理方法除不用萘乙酸处理外，其他均与实验组相同，作为对照；两组放在完全相同环境下培养，进行观察。,25,一些常见的实验方法 、根据颜色来确定某种物质的存在： 淀粉+I2(蓝色)；还原性糖+斐林试剂(砖红色)

20、； 脂肪+苏丹(橘黄)或+苏丹(红色)； 蛋白质+双缩脲试剂(紫色)； 大肠杆菌+伊红和美蓝(菌落为深紫色，有金属光泽) 、用颜色标记法来确定原肠胚三个胚层的分化情况。 、用荧光标记法来证明细胞膜具有一定的流动性 、同位素示踪法：光合作用产生氧气的来源； 光合作用中二氧化碳的去向；噬菌体侵染细菌实验证明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质；DNA的复制是半保留复制。 、确定某种元素为植物生长必需的元素的方法: 水培法(完全培养液与缺素完全培养液对照) 、获得无籽果实的方法: 用适宜浓度的生长素处理花蕾期已去雄的子房，如无籽蕃茄、诱导染色体变异，如无籽西瓜。 、确定某种激素功能的方法： 饲喂法，

21、切除注射法，阉割移植法，切除口服法。,26,、确定传入、传出神经的功能： 刺激+观察效应器的反应或测定神经上的电位变化。 、植物杂交的方法 雌雄同花：花蕾期去雄+套袋 +开花期人工授粉+套袋 雌雄异花：花蕾期雌花套袋+开花期人工授粉+套袋 、确定某一显性个体基因型的方法： 测交； 该显性个体自交。 、确定某一性状为显性性状或隐性性状的方法： 具有一对相对性状的纯合体的杂交 自交，观察后代是否有性状分离。 、确定某一个体是否具有抗性基因的方法： 确定小麦是否具有抗锈病基因，用锈病菌去侵染，一段时间后，观察有无锈斑出现。,27,、鉴定血型的方法： 用标准血清与待测血型混合，在显微镜下观察血液的凝集

22、情况。 、育种的方法： 杂交育种；人工诱变育种；人工诱导育种；单倍体育种；基因工程育种；细胞工程育种等。 、测定种群密度的方法：样方法； 标志重捕法 、生态瓶的制作方法。 、测定微生物群体生长的方法： 测定细菌的数目-显微计数 测定细菌的重量-取一定体积的培养基，经离心分离，反复洗涤后，称湿重，或烘干后称干重。,28,（2）实验结果的显示方法 如：,光合速度,O2释放量或CO2吸收量或淀粉产生量,呼吸速度,O2吸收量或CO2释放量或淀粉减少量,原子途径,放射性同位表示踪,细胞液浓度大小,质壁分离,细胞是否死亡,质壁分离,甲状腺激素作用,动物耗氧量，发育速度等,生长激素作用,生长速度（体重变化，

23、身高身长变化）,胰岛素作用,动物活动状态,29,（3）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CO2 ,NaOH溶液,除去叶中原有淀粉,置于黑暗环境,除去叶中叶绿素,酒精加热,除去光合对呼吸干扰,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,11骨的脱钙,盐酸溶液,给容器提供CO2 ,NaHCO3缓冲液,30,实验设计应遵循的原则,(一)对照性原则 (二)单一变量性原则 (三)等量性原则,31,(一)对照性原则,32,（自身对照） 对照组和实验组都在同一研究对象上进

24、行,质壁分离 和 复原实验,(一)对照性原则,质壁分离复原,质 壁 分 离,自身对照。指实验与对照在同一对象上进行,即不另设对照。如“植物细胞质壁分离和复原”实验,则是典型的自身对照。自身对照,方法简便,关键是要看清楚实验处理前后现象变化的差异,实验处理前的对象状况为对照组,实验处理后的对象变化则为实验组,33,（相互对照） 不单设对照组，而是几个实验组相互对照,不同盐浓度对哺乳动物红细胞的影响研究,(一)对照性原则,相互对照。指不另设对照组,而是几个实验组相互对比对照。如“植物激素与向光性向重力性实验”和“温度对唾液淀粉酶活性的影响的实验”中,所采用的都是相互对照,较好地平衡和抵消了无关变量

25、的影响,使实验结果具有说服力。,34,（条件对照） 给对照组部分实验因素，保证除了要 研究的变量不同外其他条件完全相同,燕麦实验法,(一)对照性原则,条件对照。指虽给对象施以某种实验处理,但这种处理作为对照意义的,或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的，或不是所要研究的处理因素。例如,“动物激素饲喂小动物”实验,其实验设计方案是:甲组:饲喂甲状腺激素(实验组);乙组:饲喂甲状腺抑制剂(条件对照组);丙组:不饲喂药剂(空白对照组)。显然,乙组为条件对照。该实验既设置了条件对照,又设置了空白对照,通过比较、对照,更能充分说明实验变量-甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。,35,小结,(一)对

26、照性原则,空白对照,36,控制变量法 在生物实验设计中的应用,单一变量原则是实验步骤设计中非常重要的原则。它有两层意思：一是确保”单一变量”的实验观测，即不论一个实验有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应一个反应变量；即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响。除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验条件要求做到前后一致。,(二)单一变量性原则,37,该实验一是要获得和解释温度变化（实验变量）与酶的活性（反应变量）的因果关系。二是确保变量唯一。即实验操作中要尽可能避免无关变量及额外变量的干扰。例如，上述实验中除实验变量（低温、适温、高温）以外，试管洁净程度、唾液新鲜

27、程度、可溶性淀粉浓度和纯度、试剂溶液的剂量、浓度和纯度，实验操作程序，温度处理的时间长短等等，都属于无关变量，要求对低温、适温、高温三组实验是等同、均衡、稳定的；如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件，对三个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定，则会在实验结果中产生额外变量，出现干扰，造成误差。,例：在”温度对淀粉酶活性的影响”的实验中，所给定的低温（冰快）、适温（37）、高温（沸水浴）就是实验变量。,由于低温、适温、高温的条件变化，唾液淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化，这就是反应变量。,(二)单一变量性原则,38,实验设计的思路,研究实验课题，依据科学的实验思维方法，找出其中的实验变量和反

28、应变量。 充分利用所给器材和试剂，构思实验变量的控制方法和实验结果的捕获方法。 选择适宜的实验材料(实验对象)，在注意实验步骤关联性的前提下表述实验步骤，并从不同的角度分析实验结果。,39,实验设计的方法,实验设计方案包括实验课题，实验目的，实验原理，实验对象，实验条件，实验材料、用具和装置、实验步骤、实验现象、实验结果的假设和预期，实验结果的分析和讨论。,40,探究性生物学实验应当要求同学们在明确，实验要求、目的的前提下，遵循实验设计“操作方便、程序合理、药品节约、依据现象推测结论”的原则进行设计，一般可分为以下几个环节： 1理论假设的提出 根据题目要求，确定实验的条件即实验变量X，实验中要

29、注意控制“变量”。一般只确定一个变量，即唯一一个对实验结果可能产生影响的变量。在此基础上提出理论假设，它常常可以描述为：“当条件X存在时，事件P(实验现象)可能发生当条件X改变时，若事件P发生，能得出何结论；当事件P不发生，能得出何结论。” 2设计探究性假设 分五个实验步骤进行： 实验准备，包括必要的实验器材及实验药品的准备； 满足条件X，设计一个实验，观察事件P能否发生； 条件X改变，设计一个实验，观察事件P能否发生，发生的程度如何?,探究性生物学实验的设计方法,41,一般科学研究方法的步骤,1.根据经验或对现象的观察提出问题，确定研究目标 2.观察并记录有关的实验数据、资料 3.根据观察数

30、据提出解释性假设，以解释观察到的现象 4.根据假说进行推演，构造理论体系，同时判断实验方案 5.用实际的实验对假设进行检验 6.根据实验所得结果，接受、修改或放弃假设,42,一个比较完整的实验设计方案，包括以下方面的内容,1.实验题目的确定 2.提出假设 3.设计实验方法和步骤 4.提出实验的预期结果 5.观察现象、结果及数据的搜集及处理方法,43,书写实验设计方案通常包括,1. 实验题目：实验研究的课题名称 包括：研究对象、研究其现象、作用于对象的因素。 如：生长素对玉米幼苗生长的影响,44,.实验目的,实验的最终目的、明确探究什么问题，探索哪些生物学规律,45,实验原理,即实验依据，实验依据的科学原理是什么？涉及到生物学及相关学科中的哪些原理？如：渗透作用