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1、2022年高考生物復(fù)習(xí) 解題技巧17 生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的解題技巧教案
生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),就是要求同學(xué)們能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原理、選擇實(shí)驗(yàn)器材、安排實(shí)驗(yàn)步驟、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等。它不同于書本上的實(shí)驗(yàn)觀察,其目的主要考查學(xué)生是否理解實(shí)驗(yàn)原理,是否具有靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)知識(shí)的能力,是否具有在不同情境下遷移知識(shí)的能力。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰疾樵诮旮鞯馗呖贾械玫搅顺浞煮w現(xiàn),而生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題往往是學(xué)生感到很棘手的題項(xiàng),本文想談一談生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的解題技巧。
一. 了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的內(nèi)容
設(shè)計(jì)一個(gè)較完整的實(shí)驗(yàn)方案一般包括:
?。?)了解題目要求;??????(2)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?
?。?)分析實(shí)驗(yàn)原理;???
2、???(4)熟悉實(shí)驗(yàn)器材;
?。?)確定實(shí)驗(yàn)思路;??????(6)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟;
?。?)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果;??????(8)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
二. 明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類型
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般有兩種類型:驗(yàn)證性和探究性。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)具有明確的結(jié)果,通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證,結(jié)論往往只有一個(gè);而探究性實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果是未知的或不確定的,結(jié)論往往有多個(gè)。
三. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則
高中生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)最需要注意的有以下二個(gè)原則:
1. 對(duì)照性原則:在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中,通常設(shè)置對(duì)照組,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中可采用的對(duì)照方法很多,除了有條件對(duì)照、劑量對(duì)照、位置對(duì)照外,還可以相互對(duì)照、自身對(duì)照等。
2. 單因子
3、變量原則:?jiǎn)我蜃幼兞吭瓌t,即控制其他因素不變,只改變其中某一變量,觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。該變量應(yīng)為實(shí)驗(yàn)所研究的對(duì)象。這個(gè)變量可從實(shí)驗(yàn)題目中獲得啟示給予確定。除了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中欲處理的實(shí)驗(yàn)因素外,其他實(shí)驗(yàn)條件要求做到前后一致。
四. 其他需要注意的內(nèi)容
1. 實(shí)驗(yàn)順序和步驟一定要合理,方法要簡(jiǎn)便易行,效果要明顯。自己完成實(shí)驗(yàn)步驟后可以多讀幾遍體會(huì)一下。
2. 如果實(shí)驗(yàn)中用到幾組器材或需要分幾組實(shí)驗(yàn),切記進(jìn)行編號(hào),以保證不丟分。
3. 語言的敘述和表達(dá)要簡(jiǎn)潔明了,講的越多犯錯(cuò)誤的可能性就越大。
4. 題目中給你的器材一般都要用上,如果有器材沒有用上,那就表明可能你的
4、答案有問題。列出的器材還會(huì)給你一定啟示,如有凡士林則肯定有密封的要求。
五. 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題型范例
例1. 課題小組的研究性學(xué)習(xí)課題是“探究影響細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的因素”。他們?cè)谂囵B(yǎng)細(xì)菌的過程中,發(fā)現(xiàn)了某種細(xì)菌(R)的周圍其他細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖受到抑制。他們把R細(xì)菌接種到專門的培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng),一段時(shí)間后,他們除去R細(xì)菌,用該培養(yǎng)基再培養(yǎng)其他細(xì)菌,結(jié)果其他細(xì)菌仍然不能在這個(gè)培養(yǎng)基上生長(zhǎng)和繁殖。于是該同學(xué)就假設(shè)了“造成R細(xì)菌的周圍其他細(xì)菌不能生長(zhǎng)和繁殖的最可能的原因是:R細(xì)菌產(chǎn)生了不利于其他細(xì)菌生存的物質(zhì)”。
問題:參照上述題目中所給出的有關(guān)材料,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)該同學(xué)的假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。
5、 第一步:____________________________.
第二步:____________________________.
第三步:____________________________.
第四步:____________________________.
解析:本題的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證“R細(xì)菌產(chǎn)生了不利于其他細(xì)菌生存的物質(zhì)”。那么就要驗(yàn)證R細(xì)菌產(chǎn)生了一種物質(zhì),并且不利于其他細(xì)菌的生存。我們要觀察細(xì)菌的生長(zhǎng)情況只能通過培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基,所以要準(zhǔn)備好含有培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿。本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)應(yīng)抓以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):一是進(jìn)行對(duì)照組(R細(xì)菌的有無)的準(zhǔn)備,二是對(duì)照組的設(shè)置(注意
6、單一變量原則),三是對(duì)照組的使用,四是對(duì)照組控制條件的觀察。
第一步:取兩個(gè)培養(yǎng)皿,按相同營(yíng)養(yǎng)成分配制成甲乙兩個(gè)培養(yǎng)基。
第二步:在甲培養(yǎng)基上接種R細(xì)菌,培養(yǎng)一段時(shí)間后,除去細(xì)菌;乙培養(yǎng)基上不接種R細(xì)菌,作為對(duì)照。
第三步:在這兩個(gè)培養(yǎng)基上分別接種相同的其他細(xì)菌。
第四步:在相同條件下,讓甲乙兩個(gè)培養(yǎng)基上的細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖。
例2. 某同學(xué)進(jìn)行了溫度對(duì)酶活性影響的研究,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)步驟:
?。?)取三支試管,分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的可溶性淀粉溶液。
?。?)將試管分別放入25℃、60℃的水中和冰塊中,在三支試管中分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的淀粉酶溶
7、液,兩支試管中的pH=6.8,第三步試管中的pH=4,搖均后維持各自溫度5min.
?。?)在三支試管中各滴一滴碘液,并搖均。
觀察并記錄:(略)
結(jié)論:溫度過高或過低都影響酶的活性。請(qǐng)回答:
<1>該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊竦贸錾鲜鰧?shí)驗(yàn)結(jié)論?___________________.
<2>指出步驟中不正確之處,并在此基礎(chǔ)上加以糾正或補(bǔ)充相應(yīng)的內(nèi)容。
解析:本題是比較典型的實(shí)驗(yàn)評(píng)析題,從實(shí)驗(yàn)原則、過程順序、劑量等方面逐一排查就會(huì)得出結(jié)論。
<1>按此步驟不能得出以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
<2>不正確之一是試管上沒有做標(biāo)記,應(yīng)用字母或數(shù)字進(jìn)行標(biāo)記如三支試管上分別標(biāo)記A、B、C
8、.不正確之二是步驟(1)(2)中加入試管中的兩種溶液應(yīng)有量的描述,如步驟(2)中應(yīng)補(bǔ)充3%的可溶性淀粉2ml.不正確之三是實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組未遵循單一變量原則。兩組中存在酸堿度和溫度兩個(gè)變量,應(yīng)只有一個(gè)溫度變量,酸堿度應(yīng)一致,pH應(yīng)都為6.8.
例3. (09浙江卷)30.(26分)給正常成年實(shí)驗(yàn)兔注射甲藥物后,使其患了高血壓病,注射乙藥物可使高血壓癥狀緩解。為了驗(yàn)證甲、乙兩種藥物的上述作用,請(qǐng)您根據(jù)以下提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,并在下面的坐標(biāo)中畫出實(shí)驗(yàn)過程中該組兔的血壓變化示意曲線,標(biāo)注注射藥物的時(shí)間點(diǎn)。
材料與用具:一組正常成年實(shí)驗(yàn)兔、血壓測(cè)定儀、適宜濃度的甲藥物、適宜濃度的
9、乙藥物、注射器等。
(要求:答題時(shí)對(duì)該組實(shí)驗(yàn)兔不再分組;對(duì)動(dòng)物的手術(shù)過程與藥物的具體注射劑量不作要求)
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①
(2)在下面的坐標(biāo)中畫出實(shí)驗(yàn)過程中該組兔的血壓變化示意曲線,并標(biāo)注注射藥物的時(shí)間點(diǎn)。
答案:
(1)①用血壓測(cè)定儀對(duì)該組每只實(shí)驗(yàn)兔每隔一定時(shí)間測(cè)定血壓,計(jì)算血壓的平均速度作為對(duì)照。
②給該組每只實(shí)驗(yàn)兔注射等量的甲藥物,用血壓測(cè)定儀對(duì)每只實(shí)驗(yàn)兔每隔一定時(shí)間測(cè)
量血壓,計(jì)算血壓得平均值。
③當(dāng)該組實(shí)驗(yàn)兔患高血壓病后,給每只實(shí)驗(yàn)兔注射等量的乙藥物,用血壓測(cè)定儀對(duì)每只實(shí)驗(yàn)兔每隔一定時(shí)間測(cè)量血壓,計(jì)算血壓得平均值。
(2)
解析:本題考查通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證甲、乙兩種藥物的作用,因此應(yīng)遵循對(duì)照性原則、科學(xué)性原則和單一變量原則。
(1)實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)為:①用血壓測(cè)定儀對(duì)該組織每只實(shí)驗(yàn)兔每隔一定時(shí)間測(cè)定血壓,計(jì)算血壓的平均值作為對(duì)照。②給該組每只實(shí)驗(yàn)兔注射等量的甲藥物,用血壓測(cè)定儀對(duì)每只實(shí)驗(yàn)兔每隔一定時(shí)間測(cè)量血壓,計(jì)算血壓得平均值。③當(dāng)該組實(shí)驗(yàn)兔患高血壓病后,給每只實(shí)驗(yàn)兔注射等量的乙藥物,用血壓測(cè)定儀對(duì)每只實(shí)驗(yàn)兔每隔一定時(shí)間測(cè)量血壓,計(jì)算血壓得平均值。(2)血壓變化示意曲線見答案。