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生物实验结果的表达和处理 王海芳（浙江省衢州第一中学 324000）提纲 一、选什么选择这个主题？ 二、实验结果的文字表达1.典型例题2.实验结果的文字表达3.例析预期结果的典型错误 三、实验结果的处理和加工 1.为什么常用表格或图形表达实验结果？其优点？ 2.如何绘制表格？需要注意的问题？（1）表格设计典例（2）表格分析（3）例析表格设计的一般思路（4）表格设计需要关注的几个问题 3.实验结果如何加工成图形？需要注意的问题？ （1）图形绘制典例 （2）坐标图的规范要求 （3）例析曲线图的绘制 （4）例析柱形图的绘制 （5）其他图形的绘制 （6）绘制图形需注意的问题 四、实验复习还需关注的三个问题 1.逐一复习考试说明中规定的实验2.针对性地选择实验素材，怎么考怎么练3.有效利用学生生成的错误资源，精讲精练一、为什么选择这个主题？v 生物学研究过程最重要的环节，也包含了生物学研究的科学方法v 课程标准的明确要求（能力目标：发展科学探究能力，初步学会（1）（10）用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点）v 最关键的一点高考的要求，考试说明明确“能用文字、图表以及数学方式等多种表达形式准确地描述生物学方面的内容；能运用所学知识和观点，通过比较、分析与综合等方法对生物学问题进行解释、推理，作出合理的判断或得出正确的结论；能对实验现象和结果进行解释、分析和处理”。自主命题以来，浙江高考频繁出现：（2009浙江理综29）给正常成年实验兔注射甲药物后，使其患了高血压病，注射乙药物可使高血压症状缓解。为了验证甲、乙两种药物的上述作用，请您根据以下提供的实验材料与用具，设计实验步骤，并在下面的坐标中画出实验过程中该组兔的血压变化示意曲线，标注注射药物的时间点。（2010浙江理综29）为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化（2）设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表中。（2011浙江理综31）31.(12分)(1)实验分组：甲组：培养液+Y细胞+ 3H-TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)+生理盐水乙组：培养液+Y细胞+ 3H-TdR+X(生理盐水配制)每组设置若干个重复样品。（2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。（3）将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进行统计分析。（与说明，答题时用X、CRD、3H-TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞）请回答：（1）（2）预测实验结果及结论：_。（3）（2012浙江理综31）请以根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同的细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。（2）预测实验结果（用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示）；考试说明中的样卷也多次出现此种类型的小题。如（2010省样卷）（10分）为了验证甲状腺激素具有促进机体新陈代谢的作用，以耗氧量为测定指标，请你根据以下提供的实验材料与用具，设计实验步骤和表格，将预期的实验结果填入表中。对高考生物学实验题的命题趋向进行分析，今后实验题有以下特点：（1）继续注重考查实验的基本知识和技能，包括实验的过程、原理、现象和结果，能运用恰当的生物学术语阐述生物学现象、原理和方法；（2）创设新情境，联系生产、生活实际，利用图、表、曲线和数据等表达形式，考查学生掌握生物学实验的情况；（3）培养创新能力，考查学生科学思维的过程，涉及实验的思路和实验设计等内容的开放性实验将会加强。二、实验结果的文字表达1.典型例题：（2011浙江卷，31）为了探究某物质（X）的作用，研究者提出了以下实验思路：（1）实验分组： 甲组：培养液+Y细胞+ 3H-TdR（3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷）+生理盐水 乙组：培养液+Y细胞+ 3H-TdR+X（生理盐水配制） 每组设置若干个重复样品。（2）分别测定两组的CRD（细胞内的放射性强度），求每组的平均值。（3）将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定其CRD，求每组平均值并进 行统计分析。（要求与说明，答题时用X、CRD、3H-TdR表示相关名词； Y细胞是能增殖的高等动物体细胞） 请回答：（1）实验目的： 。（2）预测实验结果及结论： 。（3）实验中采用3H-TdR的原因： 。2.实验结果的文字表达区分实验现象、实验结果、实验结论。文字表达的原则：科学性、过程性、直观性。实验结果的表达就是实验数据的整合性、概括性的呈现, 是得出实验结论的最重要依据。它一方面要尽可能地表现出实验设计的过程和思维；另一方面也要注意直观性,这样才会让人一目了然, 抓住科学问题的本质, 启迪阅读者的思维。在设计实验时，需要根据实验原理，推测可能出现的结果，这称为预期。预期实验结果时，要明确实验的类型，即到底是探究性实验还是验证性实验。如果是验证性实验，一般有明确的结论， 实验结果或结果预测往往是题干要求我们“干什么”这句话。如果是探究性实验，则需要预测到几种可能出现的结果， 其解答格式多用“如果，则”的形式表达。不论是惟一结论还是几种可能结果， 都应根据每道题的实验原理作出灵活的判断，不应该僵化教条。另外，有时开放性的实验可能还会存在前测结果，容易漏答，这方面也需要关注。（引导学生明确：前测的作用是为实验结果提供一种实验前后的对照。如正常大白鼠，其活动量和耗氧量也是有所区别，只有进行前测，才能与实验结果进行比较，从而使实验结果说服力更强。如果实验起始阶段状态是确定的、已知的，就没必要前测。）3.例析预期结果的典型错误（1）“预期结果”与“预期结果及分析”混淆预期结果只要学生写出实验按照方案或步骤操作后出现或可能出现的现象即可，而预期结果及分析除了有结果，还要对结果产生的原因进行生物学解释，所以两者的要求不同，答案自然不同。例1（2011浙江调研卷）草履虫是水生单细胞原生动物，在适宜条件下增殖较快。现欲探究草履虫的种群增长方式，请根据以下提供的实验材料和用具，设计实验思路，绘制用于呈现实验数据的坐标，并预测实验结果。材料和用具：草履虫、培养液、显微镜、培养瓶等。 （要求：答题时对草履虫的具体计数方法不作要求）（1）实验思路： （2）绘制一个用于呈现实验数据的坐标，并注明坐标轴名称：（3）预测实验结果：预测实验结果部分的答案为：若在适宜条件下不断分瓶培养，其增长曲线呈“J”型，则草履虫种群增长方式为指数增长。（或在适宜条件下不分瓶、不断更换培养液培养，其增长曲线呈“S”型，则为逻辑斯谛增长。或若在适宜条件不分瓶、不更换培养液培养培养，其增长曲线先上升后稳定再下降。）从答案的表述上不难看出，除了第三种表述外，其他两种不仅叙述了预期的实验结果，还对实验结果进行了分析“指数增长”或者是“逻辑斯谛增长”。可见，连部分命题者都存在这样的混淆，更何况学生呢？题目要求写出预期结果，答为预期结果及分析就犯了画蛇添足的毛病；而若要求写出预期结果及分析，却只描述了实验结果，却也因为疏漏，不合题意。因此，在解题时一定要清楚题干中要求叙写的是实验“预期结果”还是“预期结果及分析”，不能将两者混淆。（2）“探究性实验预期结果”与“验证性实验预期结果”混淆探究性实验和验证性实验的预期结果是不同的。探究性实验，根据不同的假设，预测对应结果，所以应分类讨论，探究性实验的实验结果表述方式为“如果_，那么现象是_。”，这里的“如果_，”就是实验的假设；这里的“那么现象是_”就是实验的结果。一般而言，探究性实验预期结果会有多种可能的情况出现（但有时也可能是一种，这在本文后续还有论述）。而对于验证性实验来说，一个实验只对应一种最合理的结果，不需要分类讨论。例2 转基因技术可以使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某基因表达。假设A 基因通过控制赤霉素的合成来控制番茄的株高，请完成如下实验设计，以验证假设是否成立。（1） 实验设计：（借助转基因技术，但不要求转基因的具体步骤） 分别测定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。（2） 预期结果： 。（3）若假设成立，据此说明垂因控制性状的方式： 。本题由2008年山东理综卷26题的（4）小题作了较小的改编而来，原题（2）要求写出“支持上述假设的预期结果”，因此难度上改编后有所提升。在学生练习的过程中，笔者发现他们审题时普遍存在一个问题，就是在题干中看到有“探究”就认为是探究性实验，看到“验证”就认为是验证性实验。因此，在批改的过程中预期结果的错误非常多，答案大多类似于“与对照比较，正常植株在A基因表达被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低而A基因在矮生植株中过量表达后，该植株赤霉素含量增加，株高增加。”的表述。很明显这样的表述是验证性实验的结果表述方式，所以在教学中必须引导学生对实验性质是探究还是验证作出正确分析。（3）“预期结果”与“多种结果”混淆探究性实验由于大多数情况下，由于其结果的不可预测性，因此分析要全面，考虑到多种可能：如两组对照实验，大多有三种可能的结果：变量促进结果、变量抑制结果、变量与结果无关，或全部肯定、全部否定、一肯定一否定等。但需要注意的是，预期结果在基于一定的根据进行合理的推断后，也可能只有一种可能性，这时就无需将可能的、不可能的结果都写出来。如：例3 （2010浙江卷）为研究兔红细胞在不同浓度NaCl溶液中的形态变化，请根据以下提供的实验材料与用具，写出实验思路，设计记录实验结果及原因分析的表格，并填入相应内容。材料与用具：兔红细胞稀释液、质量分数为1.5%的NaCl溶液、蒸馏水、试管、显微镜等。（要求：答题时对NaCl溶液的具体配制、待观察装片的具体制作不作要求）（1）实验思路： （2）设计一张表格，并将预期实验结果及原因分析填入该表中。有的学生在答题时预期结果甚至出现“兔红细胞的等渗浓度高于1.5%，所有梯度均吸水膨胀等”这样的答案。事实上本题隐含着或者说默认兔红细胞生活的等渗溶液和人类是一样的，都是0.9%的生理盐水，所以在预期结果的时候，只需考虑低于一定浓度的NaCl溶液红细胞体积变大甚至胀破，一定浓度的NaCl溶液红细胞形态未变，而高于一定浓度的NaCl溶液红细胞皱缩，体积变小这一组情况即可，无需考虑兔红细胞的等渗浓度高于1.5%等情况，忽视了预期结果要合乎情理的要求，就难免出错了。同样的例子还有：例4 （2005广东生物）研究性学习小组的同学在某电镀厂排水口采集重金属污染液l000mL。利用以下实验材料和器材设计实验，探究不同浓度重金属污染液对水稻种子萌发和生长的影响。实验材料和器材：水稻种子：试管：培养皿；纱布：尺子（l00mm）；蒸馏水；恒温光照培养箱，温度设定为28，光强度为2000 Lux）；（实验材料和器材的数量不限）根据给出的实验材料和器材请设计实验方法和步骤预测实验结果并作出分析。（1）方法和步骤：（2）结果预测和分析：本题在练习中最常见的一种错误是学生按照自己对探究性实验的理解，写出了多种可能，如“水稻种子的萌发率为ABCDE，株高也是ABCDE；水稻种子的萌发率为A=B=C=D=E，株高也是A=B=C=D=E；水稻种子的萌发率为ABCDE，株高也是ABCDBCDE，株高是ABCD宽的矩形），可以使学生答案字体更大以便于阅卷，避免了字迹不清或字体过小不易批改而造成的不必要丢分。表中数据处理表格设计一般用于实验结果的记录，若相应的实验设计为探究性实验，则不能将数据填入表格当中,否则将因为违背了科学实验实事求是的原则而造成不必要丢分；若为验证性实验，且有相关数据，可以将数据填写入表格中。同类型数据的有效数位应统一，表中的数据应以小数点为基础进行数位对齐，以便于进行数据比较。如为分组资料的表格，通常应将对照组列为第一项，而对照组数据在相应的栏目标题下的首行列出。从以上几点可以看出，表格的设计，并非与实验设计脱节的，首要的任务还是要能清楚分析实验的目的、原理、变量（自变量、因变量、无关变量）等，只有清楚掌握这些内容，才能准确拟定表题以及表格最重要的行题和列题，一旦确定了这些表格最重要的组成，表格离完成已经不远了。（4）表格设计需要关注的几个问题在表格的编制中，还需要关注以下内容：在表内各项栏目不至于混淆的前提下，表线越少越好，尽量不要设计很复杂的大表，如例题中表格就是以科技论文中最常见的三线表形式出现的。表中文字一定要简明扼要，文字较少则居中书写，句中可使用标点，句末一律不加标点。表中各栏参数若有计量单位，标注方法为：参数写在左边（上），单位写在右边（下）的圆括号内，如“温度（）”；参数用符号表示时，可用斜线将两者分开，如“T/”。3.实验结果如何加工成图形？需要注意的问题？（1）典型例题例题1 （2012浙江卷31）请以根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同的细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。实验材料：培养液、正常体细胞、癌细胞、W、胰蛋白酶。（2）预测实验结果（用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示）；例题2 (2009年上海高考生物第41题部分)为证实两种体色的桦尺蛾因环境不同而数量比例不同，进行了如下探究。（3）实验结果：如表。根据表内数据在右下空白处绘制A、B两地区不同体色蛾回收率的柱形图。答案：（2）坐标曲线图、柱形图的规范要求 高考考查的绘制坐标图主要有两种形式，一种是绘制曲线图，另一种是绘制柱状图(或直方图)。但不管绘制的坐标图属于哪一种，都应有“自明性”，即只看图、图题和图例，不阅读正文，就可以理解图示含义。这两种图形的共性是：往往将横轴的变化量作为自变量，纵轴的变化量作为因变量；若在同一坐标中绘制两个或两个以上的自变量时，都要在图例中注明。但其应用范围有一定的差异。一般来说，当需要描述因变量随自变量变化而变化的趋势时，常采用曲线图；当需要描述因变量随自变量变化而呈现结果时，常采用柱状图。（3）例析曲线图的绘制以2012年高考题为例（2012浙江卷）31（12分）请根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，并预测实验结果。（2）预测实验结果（用坐标系和细胞数变化曲线示意图表示）。首先确定自变量和因变量，一般用横坐标表示自变量，纵坐标表示因变量，标出变量的名称与单位； 本实验的目的是：完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路，有两个自变量：是否加入生物制剂W、动物细胞的种类。设计时应遵循单一变量及对照实验原则，进行重复实验可减少误差并使实验结果更为准确可靠，故分组时应分4组分别进行实验。确定关键点，在相应位置描出曲线的起点、转折点、终点等关键点；绘制曲线时，应注意横纵坐标及各组合的最终高度。明确曲线的变化趋势； 趋势细胞数增多根据题目的要求用折线或圆滑线把关键点连接起来； 连线标名称，如果坐标上有2条或2条以上的曲线，要在各条曲线的对应位置标出相应的名称； 四条曲线对应的组别标上去，当然也可以是各种图像标注，然后分别解释标注含义。检查反思曲线图是否符合题目要求。（4）例析柱形图的绘制在近年高考生物试题的绘图题中，还经常出现的就是绘制柱状图。柱状图又称直方图，是建立在数据表格的基础上，把信息进一步转化，使数据更为直观化的一种图形。用柱状图可以将看似杂乱无章的资料，解析出规则性，比较直观地表示出自变量随因变量变化的结果。在绘制柱状图时，先将数据进行表格处理，在数字表格的基础上将信息进一步转化为柱状图，特别要注意柱状图所代表的量的大小和含义，同时注意注明纵轴、横轴的含义、图例和图名。 例1 (2009年江苏高考生物第27题部分)红豆杉是我国珍贵濒危树种。南京中山植物园于上世纪50年代从江西引进一些幼苗种植于园内。经过几十年的生长繁殖，现在已形成了一个种群。相关人员对红豆杉种群密度进行调查，将统计到的植株按高度(h)分为5级，每一级的植株数量见表。根据表中数据，在答题卡上的坐标图中画出该种群各级别的植株数量柱状图。答案：例2 （2013温州一模）植物中广泛存在着细胞分裂素，某生物兴趣小组调查发现，在幼苗期喷洒一次40g/mL细胞分裂素溶液。2周