結(jié)合新教材談一談探究實驗的復(fù)習(xí)重點

1、生物材料結(jié)合新教材談一談探究實驗的復(fù)習(xí)大口屯高中郝仲喜1生物材料#生物材料新教材中最明顯的變化就是增加了很多的探究性實驗，每個章節(jié)或?qū)ｎ}的開始部分都是以問題來驅(qū)動，然后圍繞問題來組織教學(xué)，并且在單元或?qū)ｎ}的教學(xué)中都安排了很多的 探究性實驗。這是新課改在教學(xué)內(nèi)容上最明顯的變化，也是最能體現(xiàn)新課改精神的教學(xué)內(nèi) 容。對此，我們一定要加強研究教材探究活動（實驗）的設(shè)計，要從新課標(biāo)的高度組織實 驗教學(xué)，既要注重實驗的原理，更要注重實驗的方法和實驗的設(shè)計思路，從培養(yǎng)實驗?zāi)芰?的角度來組織實驗復(fù)習(xí)備考，注重挖掘教材潛在的實驗與探究因素。下面談一談我對探究實驗的復(fù)習(xí)：一提高對新教材中生物探究性實驗的認識高中生

2、物學(xué)必修新教材中的學(xué)生探究性試驗共有11個，課程標(biāo)準(zhǔn)將其教學(xué)要求劃分為I和n兩類具體內(nèi)容分別是：“理解實驗的目的、原理和方法步驟，初步掌握有關(guān)的操作技能，進一步理解有關(guān)的生物學(xué)知識”，“能夠獨立完成實驗或?qū)嵙?xí)，理解探索性試驗的基本過程，初步學(xué)會探索性實驗的一般方法”高中實驗題怎么也離不開課本，課本上的基本實驗是必須熟記的，因為萬變不離其宗。高中新教材實驗內(nèi)容的更新和擴充及 其教學(xué)要求的明確和提高，為生物學(xué)高考命題提供了足夠的空間和依據(jù)我們對教材中探 究實驗進行了總結(jié)如下：必修一植物細胞的吸水和失水P61影響酶活性的條件P83探究酵母菌的呼吸方式P91環(huán)境因素對光合作用強度的影響P104必修二脫

3、氧核苷酸序列與遺傳信息的多樣性P57自然選擇對種群基因頻率變化的影響P116 必修三P51P61探究生長素類似物促進扦插枝條生根的最適濃度探究用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物種群密度 探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化P68土壤中小動物類群豐富度的原因和研究P75土壤微生物的分解作用P102 另外在選修三中還有十幾個探究性的問題我就不一一列舉了。下面我舉了以課本探究試驗為基礎(chǔ)的兩個例題：例一某興趣小組對“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量與時間的變化關(guān)系”作了探究實驗。 I .實驗材料、用具菌種和無菌培養(yǎng)液、試管、血球計數(shù)板（2mm x 2mm方格）、滴管、顯微鏡等。n .酵母菌的顯微計數(shù)方法 血球計數(shù)板：

4、是帶有微小方格的刻度玻璃片，用于在顯微鏡下對微生物的計數(shù)。 將含有酵母菌的培養(yǎng)液滴在計數(shù)板上，計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量，再以此為根據(jù)，估算試管中的酵母菌總數(shù)。連續(xù)觀察7天，并記錄每天的數(shù)值。請據(jù)此回答下列問題：(1) 根據(jù)所學(xué)知識，該探究實驗的假設(shè)是：開始一段時間酵母菌呈J型增長，隨著時間的推移，由于 ，酵母菌呈S型增長。(2) 本實驗沒有另設(shè)置對照實驗，原因是 。該實驗是否需要重復(fù)實驗？， 試解釋原因 。(3) 在吸取培養(yǎng)液計數(shù)前，要將試管輕輕震蕩幾次，其原因是 。如果一個小方格內(nèi)酵母菌過多，難以數(shù)清，應(yīng)當(dāng)采取的措施(4) 請你設(shè)計表格處理實驗的數(shù)據(jù)。 (5) 在該實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)你對

5、影響酵母菌種群生長因素的推測，進一步確定下一個探究實驗的課題將是：。答案 (1)營養(yǎng)物質(zhì)的消耗、有害代謝產(chǎn)物的積累、PH值的改變(環(huán)境中資源和空間逐漸變得有限)該實驗在時間上形成前后自身對照為了提高實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性使酵母菌分布均勻增加稀釋倍數(shù)時間(天)次數(shù)1234567123平均酵母菌的種群數(shù)量與營養(yǎng)物質(zhì)(代謝廢物或 PH或溶氧等)的變化關(guān)系(其他答案合理即可得分)例二某生物興趣小組準(zhǔn)備對所處地區(qū)的花園和菜地土壤中小動物類群的豐富度進行研究。假定你是其中的一員，請回答：(1) 提出你們小組要探究的問題： ;(2) 進行這類調(diào)查常采用 法，而不適用 法，原因是 ;(3) 豐富度的統(tǒng)計方法通常有記

6、名計算法和 ，前者一般適用于 的群落；(4) 對土樣中的小動物進行采集時，在誘蟲器上方通常要放置并打開4060W的電燈，這樣做的目的是 ，采集到的小動物可以放入 溶液中保存，也可以放入 中。(5) 在觀察和分類的基礎(chǔ)上，若要用記名計算法對兩類土壤中的動物進行統(tǒng)計和分析，請你設(shè)計一個數(shù)據(jù)統(tǒng)計表：(6) 除了進行上述問題的探究外，你還可以從另外的角度進行土壤中小動物豐富度的調(diào)查，請你再提出一個要探究的問題： 。答案.(1) xx地區(qū)花園和菜地土壤中小動物類群的豐富度調(diào)查研究(2) 取樣器取樣樣方法和標(biāo)志重捕許多土壤動物有較強的活動能力，而且身體微小(3) 目測估計法個體較大，種群數(shù)量有限(4) 利

7、用了土壤動物趨暗、趨濕、避高溫的特性，使土壤動物從土樣進入誘蟲器下部的試管中，達到采集目的酒精試管(5) xx地區(qū)花園和菜地土壤中小動物類群的豐富度統(tǒng)計表、壤類別動物物種花園土壤菜地土壤（6）xx地區(qū)不同深度花園土壤中小動物類群的豐富度調(diào)查（或不同時間：白天或夜晚等 合理答案均可）所以我們要對課本中一些科學(xué)家的經(jīng)典實驗（肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗、噬菌體侵染細菌的實驗等）進行剖析，吸取其精華，并能應(yīng)用到自己的實驗設(shè)計當(dāng)中去。二 探究實驗設(shè)計的基本內(nèi)容1實驗名稱：是關(guān)于一個什么內(nèi)容的實驗。一般題干中可找到。2實驗?zāi)康模阂骄康哪骋皇聦崱?實驗原理：進行實驗依據(jù)的科學(xué)道理。4實驗對象：進行實驗的主要對象

8、。5實驗條件：根據(jù)實驗原理確定儀器和設(shè)備；要細心思考實驗的全過程。6實驗方法與步驟：實驗采用的方法及必需（最佳）操作程序，每一步驟都必須是科學(xué) 的；總結(jié)下面一條書寫模式，能夠使書寫條理，思路清晰。A選材：選材分組標(biāo)號（選材應(yīng)保持條件相同、研究對象、器皿等要分組標(biāo)號）設(shè)立實驗組和對照組；B實驗處理：實驗組是施加實驗變量處理， 對照組是施加非實驗變量處理或不處理， （在相 同適宜條件下培養(yǎng)）C （一段時間后）觀察、記錄7實驗結(jié)果預(yù)測及實驗結(jié)論：在實驗中要記錄實驗的事實、現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，即捕捉、記錄由實驗變量而帶來的反應(yīng)變量。然后，論證、說明實驗中的自變量與因變量的因果關(guān)系，從而得到實驗的結(jié)果。如果所獲

9、得的結(jié)果與假設(shè)相符，則肯定假設(shè)；如果結(jié)果與假設(shè)不相符，則否定假設(shè)；如果結(jié)果與假設(shè)無關(guān)，則無從判斷。最后得出結(jié)論。一般規(guī)律是： 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。 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（或發(fā)生程度改變），結(jié)論是。 若條件X存在事件P不能發(fā)生，條件X改變事件P能發(fā)生（或發(fā)生程度改變），結(jié)論是。運用舉例現(xiàn)有一種植物的種子，已經(jīng)知道它的萌發(fā)受水分、溫度和氧氣的影響，但不了解其萌發(fā) 與光是否有關(guān)。為探究光的有無對該種子萌發(fā)的影響，請你依據(jù)所給材料和用品設(shè)計實驗 的方法步驟，預(yù)測可能的實驗結(jié)果，并分別得出相應(yīng)的結(jié)論。方法步驟：，?？赡?/p>

10、的結(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論： :。實驗結(jié)果及相應(yīng)的結(jié)論： A組萌發(fā)，B組不萌發(fā)（或A組發(fā)芽率高于B組），光抑制 該植物種子的萌發(fā)； A組萌發(fā)，B組也萌發(fā)（或發(fā)芽率差異不顯著），該植物種子萌發(fā)不 受光的影響；A組不萌發(fā)，B組萌發(fā)（或A組發(fā)芽率低于B組），光是該植物種子萌發(fā)的 必要條件之一。另外，有些試驗結(jié)果要求用表格或坐標(biāo)表示，我們需要注意：A表格的設(shè)計：要理清設(shè)計思路：首先要讀懂題目要求在表格“工作區(qū)”記錄的內(nèi)容。（題目中有明確的要求）其次要明確表格的第一列寫什么？第一行寫什么？注意在第一列或第一行 中肯定要寫組別，即實驗組和對照組（相互對照中組數(shù)可能更多）。再繪制表格（切記：表格“工作區(qū)”是預(yù)留給所

11、設(shè)計的實驗中記錄到的數(shù)據(jù)，而不是要學(xué)生造出數(shù)據(jù)來填入其 中。因此只要設(shè)計完成一張空白表格即可。設(shè)計表格時，要先在草稿紙上畫出表格輪廓， 再寫入答題紙中。）表格設(shè)計好后，切勿忘記給表格添上題注（即表格名稱）。B坐標(biāo)圖的設(shè)計：要理清橫軸的含義？縱軸的含義？縱橫軸的單位？曲線的走勢？關(guān)鍵點？三 解決探究性試驗的方法1縱觀全題，審清題意做實驗題首先弄清試驗意圖與原理，這是最基本的要求順著出題者的意圖思考他要考 我什么，實驗設(shè)計題的邏輯性是很強的，題目中的每一個條件，每一個步驟，都有著緊密 的聯(lián)系。所以，遇到實驗設(shè)計題時， 不要草草讀完題目就急于動筆，應(yīng)沉住氣，通讀全題，仔細分析題目的每一個條件，每一個

12、題問，把握好題目前后的相關(guān)性，對題意做到一個總 體的了解，找出解題的方向。2探究性實驗和驗證性實驗的區(qū)別這類題目在實驗設(shè)計題中出現(xiàn)的頻率是很高的。 探究性實驗中的結(jié)論是不確定的， 會 有多種可能，而驗證性實驗是在已知實驗結(jié)論的前提下， 重新實驗，對其加以證實，所以， 結(jié)論只有一個。在大多數(shù)情況下，出現(xiàn) 探究”一詞的為探究性實驗， 出現(xiàn) 驗證”一詞的為驗 證性實驗。但有些情況并非如此，所以，判斷此類題目的依據(jù)不能只看是否有探究”或驗證”這兩個名詞，應(yīng)以題目的具體含義為準(zhǔn)。例如：現(xiàn)有純種有色飽滿籽粒的玉米與無色皺縮籽粒的玉米，請設(shè)計一個實驗方案，驗證這兩對性狀的遺傳是否符合自由組合定律。（實驗條件

13、滿足實驗要求）實驗方案實施步驟： 。方案1純種有色飽滿的玉米和純種無色皺縮的玉米進行雜交，獲得F1代.取F1植株10株，與無色皺縮的玉米進行雜交。收獲雜交后代種子并統(tǒng)計不同表現(xiàn)型的數(shù)量比 例.如四種表現(xiàn)型比例符合 1 : 1 : 1 ： 1,則符合自由組合規(guī)律. 若四種表現(xiàn)型比例不符合 1 : 1 : 1 ： 1,則不符合自由組合規(guī)律.方案2純種有色飽滿的玉米和純種無色皺縮的玉米進行雜交，獲得F1代。取F1植株的花粉進行植物組織培養(yǎng)，獲得單倍體植株幼苗；再用秋水仙素處理幼苗。收獲種子并統(tǒng)計不同表現(xiàn)型的數(shù)量比例。如四種表現(xiàn)型比例符合1 : 1 ： 1 ： 1，則符合自由組合規(guī)律若四種表現(xiàn)型比例不

14、符合1 ： 1 ： 1 ： 1，則不符合自由組合規(guī)律3認真分析實驗用具及材料的重要性認真分析實驗用具及材料是解答實驗設(shè)計題中的一個重要環(huán)節(jié)。首先，實驗用具及材料可以幫助我們準(zhǔn)確的安排實驗步驟。有些實驗的操作方法可能有多種，而不同的方法需要 不同的用具及材料。所以在選擇實驗方法時，應(yīng)以題目給出的用具及材料為準(zhǔn)。（例如，在探究酵母菌的呼吸方式的實驗中，其結(jié)論既可以通過澄清石灰水鑒定，也可以根據(jù)溴麝 香草芬蘭水溶液來證明?？墒侨绻麑嶒灢牧现袥]有給出澄清石灰水，那么實驗操作只能通 過溴麝香草芬蘭水溶液來證明，從而得出酵母菌確實進行了有氧呼吸。）另外，題目給出的實驗用具及材料，可能會依據(jù)實驗的具體操作需

15、要從中選擇使用，（例如，在檢測還原糖的實驗中，材料給出了梨，西瓜等，應(yīng)從中選擇最佳材料梨，而西瓜瓤的顏色為紅色，會掩蓋最后的磚紅色沉淀，造成現(xiàn)象不明顯。）但題目沒有給出的用具和材料，在實驗操作步驟中不能出現(xiàn)。4時時把握對照性原則：在實驗設(shè)計中，通常設(shè)置對照組，研究某種因素對實驗結(jié)果的影響。在審題時，要時 時想到有沒有對照組、或是空白對照還是自身對照還是相互對照、條件對照，要知道沒有 對照的結(jié)論，不可能是正確、全面的，這樣的結(jié)論不可能經(jīng)得起推敲的。所以做完題后必 須檢驗一下自已設(shè)計的實驗有無對照組。一般評卷老師看實驗設(shè)計的關(guān)鍵也是看有無對照 組。例如：（天津08年）為探究血糖調(diào)節(jié)的影響因素，設(shè)計

16、如下實驗流程。實驗中5只家兔的注射劑量和生理指標(biāo)均按單位體重計算。觀察并記錄現(xiàn)象據(jù)圖回答：（1）實驗中起對照作用的是 號家兔。（2）二次注射后，與號家兔相比，若號家兔產(chǎn)生尿素的量增加，原因是（3）二次注射后，低血糖癥狀最先得到緩解的是 號家兔：若號家兔出現(xiàn)糖尿，則該兔的尿量將會 ，原因是 。5緊扣實驗中的單一變量原則生物實驗設(shè)計中，反應(yīng)變量的確定非常重要，因為任何一個科學(xué)實驗的結(jié)論都是從反 應(yīng)變量所表現(xiàn)出的數(shù)量、質(zhì)量或狀態(tài)的事實中推導(dǎo)或分析出來的。生物實驗中很多反應(yīng)變 量就是實驗條件。設(shè)計實驗時，應(yīng)該根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒炘韥泶_定對實驗結(jié)果有影響的 反應(yīng)變量。同時，對其他無關(guān)變量或非研究變量應(yīng)進

17、行控制。對變量的控制所要遵循的原則是對 照原則，即控制其他因素不變，而只改變其中一個因素（反應(yīng)變量），觀察其對實驗結(jié)果 的影響。通過對照的建立，達到對變量的控制，這是生物實驗設(shè)計的靈魂。6時刻注意題目給出的條件題目給出的條件是解答實驗設(shè)計題的重要依據(jù)，所以一定要把握好。 在解答每一個小題時都應(yīng)該謹慎小心，防止漏用、誤用每一個條件。尤其是實驗設(shè)計題的條件都比較長， 可能有的同學(xué)在做到最后幾個小題時把前面給出的條件忘記了，所以，此時重讀題干，就 很有必要了。7注意敘述實驗設(shè)計過程用詞的嚴(yán)密性在書寫實驗步驟時， 一定要注意一些常用詞語的使用。如分組實驗時要編號，加試劑時要注意用到 相同”等量”平均”

18、等，試管試驗要強調(diào)試管的潔凈，這樣能保證實驗步驟的 嚴(yán)密性。如果所用的實驗材料為有生命的物質(zhì)，在完成實驗裝置的操作后，最后一步可以這樣解答， 放在適宜的條件下，培養(yǎng)一段時間，觀察記入”這一句話的使用頻率是相當(dāng)高的。當(dāng)然，還要根據(jù)具體的情況稍作變動。8注意實驗結(jié)果及實驗結(jié)論的合理性實驗結(jié)果也就是一種實驗現(xiàn)象， 而實驗結(jié)論是根據(jù)實驗結(jié)果推出來的，二者不可混淆。做題時，一定要看清題目的要求，問得是實驗結(jié)果還是實驗結(jié)論，二者要分開來答。驗證性的實驗結(jié)論只有一個，而探究性的實驗需要討論，但并不是把所有的可能結(jié)論全部 答出來，還要注意其合理性。四實驗設(shè)計的類型生物高考實驗設(shè)計基本題型1. 續(xù)寫實驗步驟的題

19、型這類題目的題干中已經(jīng)提供了比較多的信息，基本上劃定了答題的模式，目的明確， 前面的方法步驟等信息已為續(xù)答作了鋪墊，只要明確題目中的實驗變量和反應(yīng)變量，然后 設(shè)計對照組，再根據(jù)有關(guān)原理分析，一般就能比較正確地寫出答案。例如（07天津理綜 第31題）（10分）為研究“圓褐固氮菌對某種植物枝條生根作 用的影響”，設(shè)計相關(guān)實驗，結(jié)果如下圖。試管內(nèi)基質(zhì)為滅菌的珍珠巖（起固定、通氣和 吸水作用）。加入物嵐滅菌水滅藺培養(yǎng)液B滅藺水+主檜素C滅菌培養(yǎng)液+匾I揭固氮菌D請據(jù)圖回答：（1）為了排除其他微生物對實驗結(jié)果的影響，配制滅菌培養(yǎng)液在成分上應(yīng)具備的主要特點是。（2） A中枝條的下端切口處 （有/無）生長素

20、，A與C對比說明： （3）上述實驗綜合分析表明，圓褐固氮菌能促進該植物枝條生根。為進一步探究圓褐固氮菌是否分泌了促生根物質(zhì)”請完成下列實驗： 用滅菌培養(yǎng)液培養(yǎng)圓褐固氮菌 將培養(yǎng)物過濾，得到菌體和無菌濾過液 實驗分兩組：甲組試管中加入基質(zhì)和滅菌水；乙組取若干試管，加入相同基質(zhì)，再分別加入。 分別插入同類枝條，培養(yǎng)并觀察。結(jié)果分析：如果 ，則表明圓褐固氮團分泌了促生根物質(zhì)?！敬鸢浮浚?）不含氮源（2） 有只有適宜濃度的生長素才能促進該植物枝條生根（3） 不同稀釋濃度的等量濾過液甲組枝條不生根，乙組部分枝條生根2. 評價和糾正給定的實驗步驟的題型試題中既有合理成分，又有不合理成分，干擾因素較多，要求

21、在吸取原有設(shè)計的合理 成分的基礎(chǔ)上，提出自己的實驗設(shè)計思路。 這表面上是考查對實驗設(shè)計的分析與評價能力， 實質(zhì)上是全面檢測設(shè)計生物學(xué)實驗方案的能力，同時還考查考生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神方面的水準(zhǔn)。例如（06天津理綜 第31題）絕大多數(shù)微生物最適生長溫度為2537 C。為了探究培養(yǎng)溫度對谷氨酸棒狀桿菌代謝產(chǎn)物（谷氨酸）合成量的影響，設(shè)計如下實驗。在實驗中有4處錯誤，分別標(biāo)以、，請依次分析錯誤原因。第一步：設(shè)定培養(yǎng)溫度為 28C、29C、30C。第二步：將菌種接種到滅菌后的液體培養(yǎng)基中，分別在設(shè)業(yè)的溫度條件下密閉培養(yǎng)第三步：在衰亡期定時取樣，分別測定谷氨酸合成量，記錄結(jié)果并繪制曲線。實驗結(jié)果預(yù)測及結(jié)論：若在 30 C培養(yǎng)條件下，谷氨酸合成量最大，則認為，30 C為該細菌合成谷氨酸的最適培養(yǎng)溫度。 。 。 【答案】（1）對數(shù)；次級 穩(wěn)定（2）溫度設(shè)定范圍過窄 谷氨酸棒狀桿菌是好氧細菌，不應(yīng)密閉培養(yǎng) 從調(diào)整期至衰亡期均有谷氨酸的合成，故取樣時