高中生物实验专题复习教学设计

高中生物实验复习教学设计在每年的高考复习中，一般把必修实验和选修课结合起来作为一个专题来设计，使学生在归纳中掌握基本的实验技能，加强对生物学原理的理解。为此，我们用考纲和考试说明进行了研究设计，并对实验设计进行了专门审查。基本方法如下：一、考试大纲的解读考试大纲对高中生实验设计能力的要求如下：1.能够独立完成所列生物实验，包括理解实验的目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关操作技能，并能综合运用这些实验所涉及的方法和技能。2、有能力验证简单的生物学事实，并解释、分析和处理实验现象和结果。3.具备对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验和调查、假设推导、模型构建和系统分析等科学研究方法。4、能对一些简单的实验方案做出适当的评价和修改。二、实验设计的一般程序：1、明确实验的目的；2.分析实验原理；3、选择材料和用具；4.设计实验步骤；5.预测实验结果；6.观察和收集数据；7.通过分析和推理得出结论。三、实验设计遵循的原则：1.单变量原理(1)自变量和因变量自变量是实验者在实验中操纵的因素或条件，因变量是指由实验变量引起的变化的结果。两者之间的关系是前因和后果。实验的目的是获得和解释前因和后果。例如，在“唾液淀粉酶水解淀粉”实验中，低温(冰块)、适宜温度(37)和高温(沸水)是实验变量，由这些变量引起的实验结果是反应变量。本实验旨在获得并解释温度变化(自变量)和酶活性(因变量)之间的因果关系。自变量和附加变量自变量是指除实验变量外，影响实验结果和现象的因素或条件。由不相关的变量引起的变化称为额外变量。它们也是前因和后果。然而，它们的存在干扰了实验和反应变量的获取。例如，在“唾液淀粉酶实验”中，除了实验变量(温度)、试管的清洁度、唾液的新鲜度、淀粉浓度、温度处理的持续时间等。是独立变量。如果任意一个或几个自变量与三组实验不相等或不均衡，就会产生额外的变量，影响实验的真实结果。实验变量或独立变量是指实验假设中涉及的给定研究因素。反应变量，或因变量，指由实验变量引起的结果或结论。影响反应变量的其他因素称为自变量，观察它们对实验结果的影响。要强调的是，无论一个实验中有多少个实验变量，都应该确定一个实验变量，并相应地观察一个响应变量。这就是单变量原理，这是处理实验中复杂关系的标准之一。2.对比原则对照实验是指除受控因素外，其他条件与对照实验完全相同的实验。空白对照空白对照组是指未接受任何实验治疗的一组受试者。例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉”实验中，实验组滴加唾液淀粉酶溶液，而对照组只加等量蒸馏水，从而形成空白对照。条件控制条件控制是指尽管对受试者进行了一些实验处理，但该处理具有控制意义，或者该处理不具有实验假设给出的实验变量的意义，或者不是要研究的处理因素。也就是说，虽然一些实验因素被应用于对照组，但是它们不是所研究的实验因素。这种控制方法意味着实验组和对照组的受试者在不同的条件下接受治疗。目的是通过得出两个相反的结论来验证实验结论的正确性。例如，“动物激素喂养小动物”实验设计如下：a组：喂养甲状腺激素(实验组)；B组：喂养甲状腺抑制剂(条件对照组)；C组：不用药(空白对照组)。显然，b组是一个条件控制。在这个实验中，条件控制和空白控制都成立。通过比较和控制，实验变量甲状腺激素能促进蝌蚪的生长发育。自我控制自我控制意味着实验和控制是在同一个物体上进行的，也就是说，没有其他的控制。例如，“植物细胞质壁的分离与修复”实验就是一种典型的自我控制。自我控制，方法简便，关键是要看清楚实验治疗前后现象变化的差异，实验治疗前的对象状态是对照组，实验治疗后的对象变化是实验组。交叉引用交叉控制意味着没有其他控制组，但几个实验组相互比较。例如，“植物激素和向光性引力实验”和“温度对唾液淀粉酶活性的影响实验”都是交叉控制的，更好地平衡和抵消了不相关变量的影响，使实验结果令人信服。3.等量原则控制实验正确设置的关键是如何尽可能保证“其他条件完全平等”。具体来说，有以下四个方面：(1)所用的生物材料应相同，即所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理条件应相同或尽可能至少大致相同。(2)所用的实验仪器应相同，即试管、烧杯、水箱、广口瓶和其他仪器的尺寸和型号应完全相同。(3)所用的实验试剂应相同，即试剂的成分、浓度和体积应相同。特别注意等体积的问题。(4)处理方法应相同，如：保温或冷却：光照或黑暗；搅拌或摇动应一致。有时，虽然某种治疗对对照实验来说似乎没有意义，但最好做同样的治疗。4.科学原理四、实验设计的类型1.验证实验例1。生物膜形成细胞是选择性渗透膜。其特征是水分子可以自由通过，选定的小分子和离子可以通过，未选定的小分子和离子以及大分子物质不能通过。请根据提供的测试材料和工具，写下第二步和随后的实验步骤和结果，以验证活细胞膜的选择性渗透功能。实验材料和工具：鲜红月季；烧杯；玻璃铅笔； 15%盐酸；清水；量筒；等等实验步骤：(1)；(2)；(3 ).预期结果：结果分析：参考答案实验步骤：(1)分别用玻璃铅笔在两个相同大小的烧杯上标记A和B；将等量的新鲜红玫瑰花瓣分别加入两个烧杯中；(2)用量筒分别测量等量的清水和盐酸，并将等量的清水和盐酸分别加入两个烧杯A和B中；(3)一段时间后，观察烧杯中花瓣和溶液的颜色变化。预期结果：清水中的花瓣颜色不变，水是无色的。盐酸中的花瓣颜色逐渐变浅，溶液的颜色逐渐变红。结果分析：在盐酸溶液中，细胞膜结构被破坏，选择性渗透功能丧失，色素分子进入细胞膜实验组是：对照组是。2)预测四种可能的实验结果并得出相应的结论：。.回答实验组：将适量过期的生长激素溶液注入小鼠体内对照组：a组：给小鼠注射等量的正常生长激素溶液；B组：另一组注射等量生理盐水。(1)如果实验组中个体的大小(或体重)与对照组中个体的大小(或体重)相同，则表明过期的生长激素也具有完全正常的生物活性，可以使用；(2)如果实验组中的个体比对照组中的个体小，但比对照组中的个体大，则过期的生长激素仍具有一定的生物活性，可以使用。(3)如果实验组中个体的大小与对照组B中个体的大小相同，则意味着过期的生长激素已经失去其生物活性，没有使用价值。如果实验组个体在实验过程中死亡或出现不良反应，则不能使用过期生长激素。五、一些常见的实验方法(1)根据颜色来确定一种物质的存在：淀粉碘溶液(蓝色)；还原糖Fihrin试剂(砖红色)；脂肪苏丹三(橙色)或苏丹四(红色)；蛋白质缩二脲试剂(紫色)等荧光标记法证明细胞膜具有一定的流动性(3)同位素示踪法：光合作用产生的氧的来源；二氧化碳在光合作用中的命运：噬菌体感染细菌试验证明DNA是遗传物质；DNA的复制是半保守复制(4)获得无籽果实：的方法用适当浓度的生长素处理在芽期去雄的子房，如无籽番茄，以诱导染色体变异，如无籽西瓜。(5)确定某些激素功能的方法：喂养、切除和注射、阉割和移植、切除和口服。(6)确定传入和传出神经的功能：刺激和观察效应物的反应或测量神经上的电位变化。(7)植物杂交方法雌雄同体：蕾期去雄袋和开花期人工授粉袋雌雄花：蕾期雌花套袋，花期人工授粉套袋(8)确定显性个体基因型的方法：测交法；自交叉法。(9)确定性状是显性还是隐性的方法：具有一对相关性状的纯合子杂交/自交，观察后代是否有性状分离。确定某一物体是否具有抗性基因的方法：抗性接种试验确定小麦是否有抗锈病基因，并用锈菌感染它。一段时间后，观察是否出现锈斑。育种方法杂交育种；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。确定人口密度的方法：抽样法；标记再捕获方法五、实验设计的具体方法实验设计往往是解决实验问题的一个难点，但只要思路清晰，方法和突破点找到，它也能使事情变得容易。实验的设计可以遵循以下思路和方法。(1)首先，确定实验的目的，去除粗糙并细化，细化关键点，确定是验证性实验还是探究性实验。(2)运用所学知识找出实验原理，并彻底理解原理是实验设计的基础。理解实验原理在实验设计中的重要作用，每个生物实验材料的选择、实验装置的确定、实验步骤的安排和实验方法不是随机和盲目的，而是以其实验原理为基础的。对实验现象和结果的预期也是基于实验原理。(3)根据实验原理和对照实验的目的，通过初步分析，在课本上或脑海中寻找实验模型，初步形成一个总体方案。实验设计主要涉及单因素变量和控制实验。(4)根据实验给出的条件，选择合适的方法(简单性原则)并开始绘制细节看看你设置的实验中是否有科学原理，并根据实验原理仔细分析它们。是否有遗漏；是否有其他可能性，也就是测试的严密性和科学性。根据实验原理，实验设计的测试过程最终应回到实验目的。(6)实验设计中反应变量的确定和控制在生物实验的设计中，反应变量的确定是非常重要的，因为任何科学实验的结论都是从反应变量所代表的数量、质量或状态的事实中推导或分析出来的。生物学实验中的许多反应变量都是实验条件。设计实验时，应根据实验目的和实验原理确定影响实验结果的反应变量。同时，其他无关变量或非研究变量也应受到控制。控制变量应遵循的原则是控制原则，即控制其他因素不变，但只改变一个因素(反应变量)，并观察其对实验结果的影响。通过建立对比，实现对变量的控制，这是生物实验设计的灵魂。六、实验材料的选择(1)洋葱用于“观察洋葱根尖细胞的有丝分裂实验”和“原生质壁的分离和恢复实验”。两者的采样位置分别为。它们可以互换吗？为什么？(2)“还原糖鉴定实验”对材料的要求是。在这个实验中，可以选择像小麦和甘蔗这样含糖较多的植物组织吗？(3)一个生物学研究小组进行了一项关于动物在禁食状态和进食后血液中是否含有葡萄糖的实验研究。他们从一只健康的成年狗身上收集了以下实验材料：a:空腹血b:饭后一小时血。注释：柠檬酸钠(一种抗凝血剂)被添加到材料A和B中你能告诉我：材料甲和乙必须如何处理才能用菲林试剂测试吗？为什么这种治疗是必要的？参考答案(1)根尖和紫洋葱鳞片叶的分生组织细胞不能互换，因为前者可以经历强烈的有丝分裂，而后者是具有大液泡的分化细胞。(2)不能选择白色、无色或接近无色或白色的可溶性糖，因为小麦和甘蔗含有蔗糖，而不是还原糖。(3)均须离心(或静置24小时)，上清液为红色，会影响还原糖与Glalin试剂反应生成的砖红色沉淀，不便于观察显色反应。知识概要(1)科学、合理、简单、典型、有代表性。(2)足够的数量(避免因数量少而造成的意外错误)(3)实验组和对照组应该是平等的(1)物质等价物(类型、数量、生理条件等。)(2)处理方法是等效的(温度、光照、时间等)七.实验步骤的写作三部曲(1)材料和器具的准备：包括分组、编号、无条件处理等。两套规格相同的设备(或一些生长势相同的生物材料随机平均分成两套)分别标为甲、乙，数量相同.这一步强调了分组的等价原则(设备规格、生物材料的生长、分组的数量和随机性等)。)。该数字可用于实验设备或实验材料。一些非条件治疗需要写在条件治疗后的第二步。(2)设立实验组(单变量)和对照组(无单变量)加入适量的.在a组和等量的.在b组。这一步强调了各对照组病情治疗的对比原则和等效原则，用“适当量”和“等量”表示。在特定的实验设计中，可以使用特定的量，例如“向组a中添加2 ml.将2 ml加入b组.。应该注意的是，当一组加入试剂时，如果另一组不需要加入试剂，则必须加入相同量的蒸馏水或不影响实验结果的相应溶液；如果试管用于实验，每种溶液的总量加两组装置在相同且合适的环境中培养一段时间(或通过相应的方法处理，如振荡、加热等)。)。这一步强调了每个对照组外部治疗等效的原则。两套装置必须放置在相同且合适的环境中，以便比较实验结果。培养时间可根据具体实验确定或用“一段时间”来描述。(注：答：最好的写作程序是；规范语言准确描述。)八.实验结果的获取(1)直接观察(观察植物细胞质壁的分离和恢复，观察植物细胞的有丝分裂等。)(2)化学和物理方法(1)淀粉鉴定方法：碘溶液(2)可溶性还原糖的鉴定：菲林试剂或班克罗夫特试剂(3)脂肪鉴别：苏丹红三号染液或苏丹红四号染液蛋白质鉴定：缩二脲试剂(5) DNA鉴定：二苯胺试剂或甲