高三生物实验专题复习的几点思考

高三生物实验专题复习的

几点思考近年来高考的改革遵循“稳中求进”的方针，明确提出了以“能力立意”为目标，坚持“以情景作为背景，以知识作为载体，以能力考核作为目标”命题原则。其中，生物学实验一直是必考内容，所占比例越来越大，几乎占到了总分的三分之一，所以实验复习应是高三生物学复习的重中之中，如何高效、高质进行实验复习，应该是学生和教师关注的问题，本文主要就有关如何系统地进行生物学实验复习进行探讨。一、近年来高考生物实验试题特点分析1．试题通常以实验作为背景，题中通常包括了药品、仪器、实验装置、相关名称及实验过程的介绍，一般包括相关数据的统计图和表格等。2．试题内容一般和生命科学最新发展联系在一起，内容表现出强烈时代性，一般涉及生命科学最前沿的知识，如基因工程、细胞工程、航天育种等。3．试题往往加大了对实验思想、实验方法等内容的考核，加大了实验假设和验证的考核，变量和控制变量的考核，实验对照的考核，数据统计的考核等。一句话，加大了对整个实验过程的考核。4．试题往往体现了科学精神和人文精神的统一，试题加大了科学史和科学价值观的考核。5．试题加大了研究性学习和创造性思维考核的力度，如发散思维、逆向思维、辨证思维等。试题通过创设实验情景，学生通过分析、归纳、推理，考核学生应用知识分析问题和解决问题的能力。二、考纲对实验能力的要求1．能够在实验中合理应用实验原理研究历年来的高考题中的实验题和得分率表明：对实验原理的理解能力、实验条件的控制和对实验结果的归纳、总结能力是主要的设问角度且又是考生的弱点所在。实验原理是进行实验设计和操作的依据，是理论知识在实践中的指导应用和验证，实验原理在实验中的理解和应用是考查学生理论知识水平和实际理解应用的一种重要形式。解答此类题目时，要善于运用实验原理，有针对性地从题目中提供的各种特征入手，找到解题的切入点。2．能够对实验结果分析处理一般情况下，凡进行实验都有结果出现。这些结果形式有数据、颜色、气味、形态等等。在解答此类试题时，要善于根据题目中提供的实验结果进行科学的分析，看这种结果是由什么因素制约主导的，然后用学过的知识去判断、推理、解释出现这种结果的原因，并抓住其实质性的变化，从中提炼出解题要点。这就要求我们在平时实验中，既要重视实验结果，更应重视对结果分析。既要重视对成功实验的剖析，也要重视查找实验失败的原因（含对影响实验结果正确性的原因作决定性的判断）。训练这方面的能力，要求学生对每一个实验都要弄清楚实验的目的、原理，熟悉实验器材，掌握实验方法和步骤，能正确处理数据，对结果整理与计算，得出正确结论，能处理非预期现象。3．学会根据实验课题设计实验方案，并按照实验方案进行实验操作和小结从近几年的实验题在高考中题型变化来看，借助实验方法创设新情境，侧重考查学生对实验进行分析的能力成为命题趋势，其中设计型实验题更是热点。所谓实验设计，就是要求学生设计实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验现象。包括设计实验方案、设计实验步骤、设计实验改进方法等。主要考查学生是否理解实验原理和学会分析实验结果，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情境下迁移知识的能力。设计一个实验，一般要从以下几个方面入手：（1）了解题目要求：明确实验要验证的“生物学事实”是什么？要验证此“生物学事实”的哪一个方面？（2）分析实验原理：分析实验所依据的科学原理是什么？涉及到的生物学及相关学科中的哪些方法和原理？（3）确定实验器材的选择：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，准确判断和选取实验所需的用具及材料。不要少用或多用。（4）设置实验步骤：分析每一环节之间的关联性，或几个相关实验的延续性，安排实验的最佳程序。（5）预期结果和分析：分析应有的实验结果，对实验结果进行表达和处理。另外要注意的是，进行实验程序设计时，应遵循一些基本原则，如单因子变量原则，即控制其他因素不变，而只改变其中某一变量，观察其对实验结果的影响；平行重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果影响的程度；设置对照原则，即实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。4．根据实验要求，分析所提供的实验方案，对其中的不完善之处提出改进方案此类试题是实验设计中常出现的一种题型，设计实验改进方法。对于这类试题分析主要从以下几个方面进行：（1）科学性和严谨性。主要指实验设计必须要有充分的科学依据，在某些实验中要有对照实验；（2）实验条件的一致性和可重复性。在实验中除了要设计的变量以外，其他条件都要一致，并且一个实验不能是一次结果，必须要求有足够的实验次数，才能判断出实验结果的可靠性；（3）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，联系试题所提供的器材，准确判断和选取实验所需的用具和材料；（4）准确表达结果和进行数据处理。三、复习思路1．实验复习的时间安排由于实验能力是一种综合能力，不仅仅是有关实验的一些基本操作，而且还涉及到教材各个章节的许多基础知识，只有在完成了第一阶段复习即基础知识复习的基础上，才有可能复习好实验。因此建议把实验内容复习列在第一轮复习之后，把实验内容列为最重要的一个专题加以系统复习。2．实验专题复习的主要内容由于实验内容的考查，突出的是能力的考查，所以现在的高考实验题不再是那类靠死记硬背教材实验就能回答的题型，试题既可以是直接取材于教材上的某个实验，也可以是取材于教材之外，借助实验方法创设新情境，注重考查学生对实验的分析、设计能力，这明显反映出命题者的意图，即避免死记硬背，引导灵活运用和创新能力的提高。高考命题不再直接取材于教材实验，是否就应淡化教材实验的复习或干脆放弃复习教材实验呢？答案是否定的。因为教材是基础，也是高考命题的依据，高考命题虽然取材于教材之外，但所考查的基本实验方法、实验技术及实验思想，还是源于教材。因此，有关实验专题的复习，分为两大部分内容：第一部分是有关教材实验的复习，第二部分是有关实验分析和实验设计的复习，其中实验分析和设计是复习的中心内容。3．教材实验的复习主要包括18个实验：1、生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定2、高倍显微镜的使用和观察叶绿体3、细胞质流动的观察4、观察植物细胞的有丝分裂5、比较过氧化氢酶和Fｅ2＋的催化效率6、探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用7、温度对酶活性的影响8、叶绿体中色素的提取和分离9、观察植物细胞的质壁分离与复原10、植物向性运动的实验设计和观察11、设计实验，观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响12、DNA的粗提取与鉴定13、调查人群中的遗传病14、种群密度的取样调查15、设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性16、调查环境污染对生物的影响17、观察SO2对植物的影响18、学习微生物培养的基本技术（培养基制备、接种培养等技术）对于每个实验要求从两个方面来复习：一个方面是熟悉每个实验的常规内容，即了解每个实验的目的、原理、实验仪器和药品的使用、实验的方法步骤、实验现象的观察和分析以及实验结论的得出等基本内容。另一个方面，是引导学生站在一个全新的、应用的角度去重新分析已做过的每一个实验，从中提取出应真正要掌握的最重要的内容，主要包括两部分：一部分是有关每个实验的设计思想。重点引导学生去分析其设计思想，研究其设计思路，假如由我们自己来设计这个实验，应该怎样去设计，应考虑哪些问题，能否设计出比教材中更好的步骤来。通过这样的分析和研究，就可以使学生懂得为什么要这样做，这些步骤是如何设计出来的，这样就自然而然地提高了学生自身的实验分析和设计的能力。另一部分内容是每个实验中最基本的实验方法和技术，是我们在自己独立设计实验时也经常用到的。这样在我们自己进行实验设计时就能够迁移和利用这些基本的实验方法和技术。例如，在复习“叶绿体中色素的提取和分离”时，首先要引导学生分析此实验的设计思路：本实验的目的是什么？围绕此目的设计实验时应考虑哪些问题？应该取什么样的材料才能完成这个实验？完成此实验要对实验材料进行怎样的处理才能把色素提取出来？提取出来后再用什么样的方法才能把各种色素加以分离？其次要引导学生从此实验中提取出一些基本的实验方法和技术：如研磨过滤技术、纸层析技术等，这些基本的实验方法和技术是进行实验设计中经常用到的，一定要掌握其操作要领，如凡是需要从细胞中提取某些物质时，就应考虑是否要用到研磨和过滤，凡是需要分离溶解在溶液中的某些物质时则应考虑是否要用到纸层析技术。通过这样的分析，不但使学生领会了一些基本的实验思想，学会了设计此类实验的方法，而且掌握了一些基本的实验方法和技术。另外对于教材实验要注意进行分类复习，有些实验是引导学生学习设计对照实验的好材料，如“比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解作用”以及“温度对酶活性的影响”等，有些实验则是引导学生学会进行观察的好材料，如“观察细胞质的流动”、“观察植物细胞的有丝分裂”、“观察植物细胞的质壁分离和复原”等。4．实验的分析和设计问题的复习在复习完教材实验内容之后，对有关实验的分析和设计问题加以总结，可进一步提高学生的实验分析和设计能力，使学生能够解决各种综合性的实验分析和设计问题。实验设计中一般涉及以下方法和步骤：（1）认真审题明确题目要求，常见的实验题有三类：实验分析题、实验分析、设计题以及单纯的实验设计题。三类试题由简到难，实验分析题仅要求对实验原理、方法、步骤进行分析、评价、改进并补充实验步骤，前几年的理科综合高考试卷中有关生物学实验题全部是这种类型，由于此类题型给出的提示信息较多，因此较为简单。单纯的实验设计题由于题目中给出的提示信息较少，要求学生独立设计实验，对学生的要求较高，因此者一类题较为关键，若能独立设计实验，则实验分析应不成问题了。通过审题，要明确属哪类题型，是要求对实验进行分析还是设计，是要求写实验的思路、方案，还是要求写出详细的实验步骤。（2）明确实验目的无论是进行实验分析还是设计，明确实验目的都是非常重要的，实验目的是进行实验设计的中心问题，有关实验的其他方面如实验原理、器材、药品、方法、步骤等等都是围绕实验目的这个中心来进行设置的，实验目的一般都会在题目中给出，但审题时一定要非常认真地正确领会，明确实验到底要解决什么问题，要用到生物学上的哪些原理。（3）确定实验的设计思路在写出具体的实验步骤之前，必须先形成一个大致的实验设计思路。此思路的形成主要根据实验目的、原理、器材、药品和题目中给出的一切提示信息，特别是要善于挖掘题目中的一些隐含的提示信息，因为命题者为了降低难度或尽量保持答案的一致性，往往会对实验的设计给出某些提示或引导，这些提示作为非常重要的线索往往会成为解题的关键。（4）写出具有可操作性的实验步骤根据已形成的设计思路写出详细的操作步骤，对这些操作步骤的要求是必须具体，并体现出有关实验设计的基本原则，文字叙述要求简明、准确，要点清晰。对于题目中给出的器材和药品一般要求充分利用，但也不排除有些题目要求选择使用。除非题目允许，否则不能随意添加实验器材和药品。（5）记录实验现象和数据（6）分析现象得出结论5．精选习题，强化训练主要是对实验进行典型例题的分类讲评与训练。（1）设计实验方案题目给出实验目的及一些附加条件，让学生设计实验方案，写出实验原理。解答这类题首先要根据题目的要求和给出的条件，确定和书本相关的知识点及实验原理，构思相关的生物情景，然后再设计便于操作的实验方案。例1：设计一个室外空旷处进行的，在不用任何药剂、装置且不触及幼苗的情况下，使幼嫩植株长成一定形态的实验方案，并说明实验原理。（1）实验方案（2）实验设计原理解析：这是来源于生活中的习题，可采用方法很多，如利用向光性生长等，但题目作了许多限制，因此根据生活常识可设计为将生长的植株花盆侧放在地上，待其弯向上方生长后，在摆正花盆。其原理为利用茎的背地性生长的特点。（2）设计实验步骤根据题目要求给定的器材以及实验提出的目的，设计或补全实验步骤。这类题目体现了高考试题理论联系实际的原则，学以致用的去向。要求教学中要强化实验，培养学生“根据实验试题的要求和有关原理设计出简单实验方法”的能力，以及“通过分析和综合、比较和论证，选择解决问题的最佳方案”的能力。例2：请根据下列条件设计一实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实验步骤并分析实验结果。一瓶１０％的蔗糖溶液、一瓶30％的蔗糖溶液、２５ml烧杯一只、半透膜制成的透析袋一只、刻度玻璃管一支、细线一根、支架一个。（1）试验步骤（2）结果分析解析：这是一个要求设计实验来探索两瓶不同浓度的蔗糖浓度的高低。根据原理是渗透作用。其实验步骤可设计为：（1）将一瓶蔗糖溶液倒入烧杯中。（2）将另一瓶溶液装满透析袋，刻度玻璃管插入袋内溶液中，用线将袋口和玻璃管扎紧。（3）将插有刻度玻璃管的透析袋放入有溶液的烧杯中，垂直固定于支架上，记录玻璃管液面的刻度。（4）一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是升还是降。对结果分析为：如果液面升高，则透析袋中的溶度是３０％的蔗糖溶液，烧杯中的溶液是１０％的蔗糖溶液；反之，可推测透析袋中是１０％的蔗糖溶液，烧杯中的是３０％的蔗糖溶液。（3）设计实验改进方法此类试题主要考查学生实验设计的严密性和科学性，并以此为媒介，引导解决问题的最佳方法，进一步培养学生的科学素质和科学能力。例3：有人设计了一个实验来证明光合作用需要二氧化碳，他在两支试管里加入蓝色的BTB溶液（这种溶液在酸性条件下显黄色，碱性条件下显蓝色），向试管内吹入二氧化碳，溶液都变为黄色，在一号试管内加入绿色水草，放在阳光下；二号试管内也加入绿色水草，用黑纸包起来。一小时后，发现一号试管内BTB溶液变蓝，二号试管内液体仍为黄色。因此，他认为这个实验可以证明光合作用需要二氧化碳。你认为如何在上述实验装置的基础上加以改进，就可以使实验更加严密。解析：根据题述分析，本实验缺少对照实验，因此可增加１支黄色BTB溶液的试管，不放水草，但是给予光照，以排除BTB遇光变色的可能，使实验更加严密可信。例4：某同学由“高温能影响酶的活性”联想到“高温如何影响甲状腺激素的活性？”为了探索这一问题，他做了一个实验。在下述的实验步骤(1)(2)(3)中各有一处错误或不妥之处，请改正之并预测实验现象及结论。

实验步骤：(1)取三只相同的洁净玻璃缸编号为A、B、C，分别装上等量的蒸馏水、河水、自来水

(2)取发育状况不同的15只蝌蚪，分成三等份分别放入A、B、C玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。

(3)每天同时向A、B、C三只缸中分别投入普通饲料、甲状腺激素制剂拌匀的饲料、用沸水处理1小时的甲状腺激素制挤拌匀的饲料

(4)过一段时间后比较蝌蚪的发育状况

根据以上内容回答下列问题(一)对错误或不妥之处的改正

步骤(1)_______________________________________

步骤(2)_______________________________________步骤(3)_______________________________________(二)预测实验现象及结论

(1)现象：_______________________________。

结论：___________________________________(2)现象：_________________________________

结论：___________________________________

(3)现象：_________________________________

结论：___________________________________（4）根据实验原理和实验过程，预测实验结果例5：根据实验原理和材料用具，设计实验选择运载体质粒，明确质粒的抗菌素基因所抗的抗菌素类别。①实验原理：作为运载体的质粒，须有标记基因，这一标记基因是抗菌素抗性基因。故凡有抗菌素抗性的细菌，其质粒才可用作运载体。②材料用具：青霉素、四环素的10万单位溶液、菌种试管、灭菌的含细菌培养基的培养皿、酒精灯、接种环、一次性注射器、蒸馏水、恒温箱。③方法步骤：第一步：取三个含细菌培养基的培养皿并标为1、2、3号，在酒精灯旁，用三支注射器，分别注入1mL蒸馏水、青霉素液、四环素液，并使之分布在整个培养基表面。第二步：

。第三步：

。④预期结果：A、

。

B、

。

C、

。答案：实验步骤：第二步：将接种环在酒精灯上灼烧，并在酒精灯火旁取菌种，对三个培养皿分别接种。第三步：将接种后的三个培养皿放入37℃恒温箱培养24h预期结果：①1号培养皿细菌正常生长；②2、3号培养皿中，仅2中细菌能存活，说明细菌有青霉素抗性基因，而没有四环素抗性基因。③2、3号培养皿中，仅3中细菌能存活，说明细菌有四环素抗性基因，而没有青霉素抗性基因。④2、3号培养皿中都有存活，说明该菌质粒上有两种抗菌素的抗性基因。⑤2、3号培养皿中都不存活，说明该菌质粒上没有这两种抗菌素的抗性基因。（5）课题研究探索设计型例6：某研究性学习小组在进行“调查环境污染对生物的影响”课题研究时，确定了对“家庭煤炉对植物生长的影响”的子课题研究，并制定了研究方案。请回答下列问题：（1）你认为该研究方案应包括哪些内容？_____________________________________________________________________（2）简述该课题研究的两点主要意义：①_____________________________________________________________②_______________________________________________________________（3）你对该课题研究作出的假设是______________；预期是____________。（4）该小组开展研究的过程和结果如下：取两盆生长状况相似的葱，一盆（编号1）置于阳台，一盆（编号2）置于厨房煤炉旁，白天给予同样的护理，并进行同样的光照，经过一个月的观察，结果如下：项目编号原来形态一周后二周后三周后四周后长度14.85.15.86.78.125.15.35.76.16.6颜色1绿色绿色绿色绿色绿色2绿色绿色顶尖变黄黄色扩大顶尖枯掉①该课题采用的研究方法是___________________________________________。②你得出的初步结论是________________________________________________。（5）如果让你完成该课题的研究报告，你的报告中应含有的主要内容_____________________________。[解析]课题研究是新教材最具特色的一项内容，要求学生会制定课题研究的计划和方案，并按照计划和方案独立完成或协作完成课题研究任务。该课题研究的目的是让学生学会调查研究环境污染对植物影响的一般方法，了解大气污染对植物生长的不利影响。一个完整的课题研究方案应包括研究目的、内容、方法、形式、结论、研究报告等。该课题把研究的过程和结果以已知信息出现，降低