生物课中科学方法与技能的教学高中

生物课中科学方法与技能的教学高中第1页/共72页前言当前理科教育的一致目标是:全面提高学生的科学素养当前理科考试评价的趋势之一:用实验能力与科学探究能力的考察来加大选拔性考试的区分度,以考察学生获取未来知识的能力。第2页/共72页2009年福建卷26．（25分）回答下列Ⅰ、Ⅱ题Ⅰ.右图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。材料用具：保温桶（500mL）、温度计活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。实验假设：酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。（1）取A、B两装置设计实验如下，请补充下表中内容：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三A加入240ml的葡萄糖溶液加入10g活性干酵母①

B加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液②

加入石蜡油，铺满液面（2）B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是

，这是控制实验的

变量。（3）要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量，还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤：装置方法步骤一方法步骤二方法步骤三C③

④

加入石蜡油，铺满液面（4）实验预期：在适宜条件下实验，30分钟后记录实验结果，若装置A、B、C温度大小关系是：

（用“<、=、>”表示），则假设成立。Ⅱ.人体体温能够保持相对恒定，是由于产热量和散热量保持动态平衡的结果。请回答：（1）当身体的冷觉感受器受到寒冷刺激时，产生的兴奋由

传至下丘脑体温调节中枢，可引起

分泌增多，该激素作用于全身细胞，提高细胞代谢的速度，增加产热量；在38℃的高温环境中，人体主要通过

方式散热。（2）当体内有炎症时会出现发热现象，这有利于吞噬细胞和抗菌物质等转移炎症区，抵御病原体的攻击，此过程属于

免疫。人体注射乙型流感疫苗后，通过体液免疫和细胞免疫，产生的相应

不能识别并作用于侵入机体的甲型H1N1流感病毒。答案Ⅰ.（1）①不加入石蜡油②加入10g活性干酵母（2）去除氧气自（3）③加入240mL煮沸后冷却的葡萄糖溶液④不加入活性干酵母（4）A>B>CⅡ(1)传入神经甲状腺激素（或肾上腺素）汗液蒸发（2）非特异性抗体个效应T细胞第3页/共72页2009年上海卷41．（11分）桦尺蛾是一种栖息在密林中、白天停歇在树干上的昆虫，一般为浅色，它借助与环境相似的体色躲避鸟类天敌。在工业污染区，黑色花尺蛾的数量有增多的趋势。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。请完成下列探究方案。（1）假设：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（2）实验步骤：1）选择工业污染区A和＿＿＿＿＿＿＿地区B；

2）收集桦尺蛾，并在翅下用有色颜料分别标记黑色蛾和浅色蛾若干；

3）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

4）一段时间后用诱蛾灯诱捕，记录、统计结果。（3）实验结果：如表1。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。（4）结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（5）分析与讨论：1）人们观察到工业污染导致树皮变黑，从这个角度解释上述实验结果。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿2）已知桦尺蛾的体色由常染色体上的一对等位基因控制。为了进一步探究桦尺蛾的黑色与浅色的显隐性关系，有人将一对黑色蛾与浅色蛾杂交，F1中黑色蛾与浅色蛾的数量比为1∶1。请利用F1的蛾，在此基础上设计遗传实验完成探究。①实验步骤：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。②结果与分析：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。第4页/共72页一、生物科学素养的基本涵义1.能理解基本的生物学术语、概念及原理2.能理解科学研究的过程和方法3.能理解科学、技术与社会三者间的关系（1）从学习者的角度看还应具有在原有基础上不断提高自身科学素养的能力（2）如果我们仅仅把生物学当作知识教，则我们教给学生的是不完整的生物学（3）科学素养的提高主要是通过实验和科学探究的实践过程来实现的第5页/共72页二、科学探究的类型1.实验型探究2.测量型探究3.调查型探究4.逻辑推理型探究5.模型设计型探究6.资料分析型探究第6页/共72页

必修1科学探究活动一览表活动栏目类别活动内容在教科书中的位置实验使用高倍显微镜观察几种细胞

检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质

观察DNA和RNA在细胞中的分布

体验制备细胞膜的方法

用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体

比较过氧化氢在不同条件下的分解

绿叶中色素的提取和分离

细胞大小与物质运输的关系

观察根尖分生组织细胞的有丝分裂第1章第2节

第2章第1节

第2章第3节

第3章第1节

第3章第2节

第5章第1节（一）

第5章第4节（一）

第6章第1节

第6章第1节探究植物细胞的吸水和失水

影响酶活性的条件

探究酵母菌细胞呼吸的方式

环境因素对光合作用强度的影响第4章第1节

第5章第1节（二）

第5章第3节

第5章第4节（二）第7页/共72页资料搜集和分析干细胞研究进展与人类健康

社会老龄化的相关问题第6章第2节

第6章第3节思考与讨论生命系统的结构层次

原核细胞和真核细胞

组成细胞的化合物

氨基酸的结构特点

蛋白质的结构及其多样性

脂肪的分布和作用

细胞中无机盐的作用

哺乳动物红细胞的吸水和失水

对生物膜结构的探索历程1

对生物膜结构的探索历程2

被动运输

ATP的利用

光合作用的探究历程

光合作用的过程第1章第1节

第1章第2节

第2章第1节

第2章第2节

第2章第2节

第2章第4节

第2章第5节

第4章第1节

第4章第2节

第4章第2节

第4章第3节

第5章第2节

第5章第4节（二）

第5章第4节（二）模型建构尝试制作真核细胞的三维结构模型第3章第3节技能训练设计实验

解释数据

解读图表

解释现象

分析数据第2章第5节

第3章第3节

第4章第3节

第6章第1节

第6章第3节课外制作利用废旧物品制作生物膜模型第4章第2节资料分析生命活动与细胞的关系

细胞学说建立的过程

分泌蛋白的合成和运输

细胞核具有什么功能？

物质跨膜运输的特点

关于酶本质的探索

分析细胞呼吸原理的应用

叶绿体的功能

健康的生活方式与防癌第1章第1节

第1章第2节

第3章第2节

第3章第3节

第4章第1节

第5章第1节（一）

第5章第3节

第5章第4节（一）

第6章第4节第8页/共72页三、科学探究方法1.什么是科学方法在探究事物客观规律的过程中所采用的研究方式。包括哲学方法，科学探究的一般方法和各学科的特殊方法第9页/共72页三、科学探究方法2.为什么要注重科学方法的教育（1）科学教育的内涵所决定（2）科学技术的迅猛发展所决定从“学会学习”的意义上讲，从获取未来知识的意义上讲，从学生的可持续发展上来讲，掌握科学方法比掌握科学知识更重要第10页/共72页三、科学探究方法3.一般的科学方法类型（1）经验性科学方法：在科学探究过程中，为了获取经验材料和科学事实而采用的方法。观察法：指用各种感官去搜集各种信息或证据的过程，分定性观察和定量观察两类。科学观察有目的性、全面性、顺序性，要细致和实事求是，并及时作观察记录。第11页/共72页三、科学探究方法实验法：指为了验证某一结论或检验某种假设而进行的一系列收集数据，收集科学事实和证据的活动。根据实验结果的已知和未知，可分为验证性实验和探究性实验。验证性实验的作用：强化基本概念，理解实验原理，增强实验操作能力，提高观察能力。探究性实验的作用：培养实验设计和实验思维能力。第12页/共72页三、科学探究方法调查法：应用收集资料、收集数据、访谈或亲身实践等方式，研究某一客观事实的现状、发展趋势或规律的研究方法。调查法的特点：对研究对象不加任何干涉，适用于无法进行实验和反复进行研究的问题。调查法的一般步骤：明确调查目的→确定调查对象→制定调查计划（或问卷）→做好调查记录→整理和分析调查资料→撰写调查报告。第13页/共72页2007年广东41．(6分)“标志(记)重捕法”是动物种群密度调查中的一种常用取样调查法：在被调查种群的生存环境中，捕获一部分个体(M)全部进行标记后释放，经过一段时间后进行重捕，根据重捕中标记个体数(m)占总捕获数(r1)的比例，估计该种群的数量(N)。某研究机构对我国北方草原一种主要害鼠——布氏田鼠进行了调查。调查样方总面积为2hm。(1hm2=10000m2)，随机布设100个鼠笼，放置l夜后，统计所捕获的鼠数量、性别等，进行标记后放归；3日后进行重捕与调查。所得到的调查数据如下表。(1)假定重捕取样中标记比例与样方总数中标记比例相等，写出样方中种群总数(N)的计算公式▲。

(2)该草地布氏田鼠的平均种群密度为▲只／hm2。事实上田鼠在被捕捉过一次后更难捕捉，上述计算所得的平均种群密度与实际种群密度相比可能会偏▲。

(3)综合两次捕获情况，该田鼠种群的性别比例(♀／♂)为▲。

(4)在上述调查的同时，还对样方中布氏田鼠的洞口数进行了调查(假设样方中只有这一种鼠)，平均每100m2有3．6个洞口，洞口数与田鼠数的比例关系为▲。参考答案：41．(6分)(1)N=Mn／m(2)144高

(3)8／9(或32／36)(4)2．5：1捕获数／只标记数／只

雌性个体数雄性个体数

初捕32321418重捕3641818第14页/共72页三、科学探究方法模拟方法：指在进行实验时，由于种种原因致使研究对象不宜直接使用，而采用等效和近似的模型代替研究对象进行实验的方法。第15页/共72页例1.（2006年浙江中考题）

“某些传染病可以通过握手进行传播，而常洗手可以减少手粘染病原菌的数量”，为了验证这一结论，甲乙二位同学进行了如图实验。实验前，在培养皿内放入经灭菌处理的酵母菌培养基；甲乙都清洗并消毒自己的手。每次握手前，乙均用无菌棉醮取含酵母菌的培养液，擦遍自己的手。第一步：甲与乙握手，清洗手后用大拇指在1号培养基上按三下，立即盖上盖子。第二步：甲再次与乙握手后，不洗手直接用大拇指在2号培养基上按三下，立即盖上盖子。第三步：把两个培养皿同时放入培养箱中，在28℃条件下培养24小时，并观察。

第16页/共72页（2）根据上述实验，回答下列问题：（1）培养24小时后，如果在▲号培养皿内的培养基上酵母菌菌落数较多，则结论得以验证。（2）本实验用酵母菌代替致病微生物来验证这一结论，其目的在于▲。（3）实验中不是立刻观察甲手上的酵母菌，而是在培养基中培养一段时间后再进行观察，这种做法的好处在于▲。第17页/共72页参考答案：

（1）2（2）防止致病微生物侵入人体引起疾病（合理答案均给分）（3）使酵母菌数目增多和个体增大，便于实验观察，使实验更加准确。（合理答案均给分）第18页/共72页三、科学探究方法3.一般的科学方法类型（1）经验性科学方法（2）理性科学方法：指在科学探究过程中对概念、原理、事实、证据进行思维加工而采用的科学方法。比较法：把两种或两种以上的事物或现象加以对照，找出其相同点和不同点的方法。第19页/共72页三、科学探究方法分析法：把一个复杂事物分解成几个简单部分，再对各部分分别研究，从而认识事物的构成和本质的方法。综合法：在分析的基础上，把事物的各个部分和各个方面结合或统一起来加以研究，从而在整体上把握事物的本质和规律的方法。分类法：在比较的基础上，根据事物和现象的相似程度把他们分门别类的方法。第20页/共72页三、科学探究方法归纳法：从个别特殊知识概括和推理出一般知识和原理的科学方法。演绎法：从已知的一般原理推出新的结论的方法。假说：以一定的经验材料和已知事实为依据，用已有的科学理论和科学方法为指导，对未知事物的产生原因及规律所作的推测性解释。第21页/共72页三、科学探究方法3.一般的科学方法类型（1）经验性科学方法（2）理性科学方法（3）数学方法：运用数学语言表述事物的状态、关系和过程的方法第22页/共72页四、科学探究技能技能：指应用科学方法解决问题时的一些具体操作能力，包括实验操作能力，获取信息能力和科学探究能力三方面。1.提出问题科学问题：指能通过收集数据、资料和科学事实而回答的问题。第23页/共72页四、科学探究技能2.作出假设和预期假设：是针对所提出的问题,依据已有的科学知识和经验，通过思考，对所研究的问题的结果作出尝试性的推测。科学假设必须具备的条件：（1）科学性：要以一定的科学知识和经验为依据。（2）相关性：应与提出的问题相关。（3）可检验性：假设中所包含的变量应是可操纵、可测量、可鉴定和可检测的。第24页/共72页四、科学探究技能预期:指根据假设对实验结果所作出的符合逻辑的推论。第25页/共72页[必修1]p61植物细胞的吸水和失水该实验的侧重点：1、学会提出问题，作出假设2、学会预测结果，3、学会根据结果，得出结论第26页/共72页[2006广东文理综合](1)提出问题、进行推测插在水中的玫瑰花过几天就凋谢了，怎样让鲜花开得更久？观察调时的玫瑰花茎部的切口，发现有发黑和腐烂现象，这是由于

。由此推测，玫瑰切花凋谢的原因可能是

。

（2）查阅资料，获取信息针对提出的问题，查阅有关资料，发现海藻酸钠是比较合适的实验药品，海藻酸钠又称海藻胶，白色或淡黄色粉末，溶于水，其水溶液与钙离子反应时可形成粘胶膜，无毒，可用作食品添加剂，医药上作血浆代用品、止血剂、胶囊等。根据以上信息，选择海藻酸钠作为延长玫瑰切花保鲜期的比较合适的实验药品的主要依据是

。 （3）设计实验，实施探究实验一不同浓度海藻酸钠对玫瑰切花的保鲜实验实验分为5个组，第1组只用自来水处理，第2～5组分别用浓度为0.05mol/L、0.10mol/L、0.20mol/L和0.40mol/L的海藻酸钠溶液处理。实验过程：剪切玫瑰花的茎部→在酒精灯火焰上灼烧切口→将切口放入海藻酸钠溶液浸泡10分钟→放人1．2／氯化钙溶液浸泡10分钟→移入清水中→观察。实验中．一位同学不小心将燃着的酒精灯打翻，正确的处理方法是

。配制250ml

l.2%氯化钙溶液（溶液的密度近似于水的密度），需lrnol/L氯化钙溶液的体积为

rnL。

(可能需要的相对原子质量：Ca40Cl35.5，计算结果保留整数）

第27页/共72页实验二玫瑰花茎部切口处膜内外细菌总数检测用无菌水洗下膜内和膜外的细菌，再用微生物培养技术分别进行计数。（4）分析数据，得出结论

①实验一结果如右图。据图可以得出的结论是

a.

b.

图为不同组别玫瑰切花的保鲜期②实验二结果表明，经过海藻酸钠溶液处理的玫瑰花，茎部切口处膜外的细菌数大约是膜内细菌数的10倍，这说明玫瑰花茎部切口处的载胶膜具有

的作用。答案：（1）切口处微生物污染微生物感染影响水分吸收（2）海藻酸钠溶液与钙离子反应可形成签黏胶膜，无毒（3）撒细砂子扑灭或用湿布盖灭27（4）①a．0.10mol/l海藻酸钠对玫瑰切花的保鲜效果最好b.海藻酸钠对玫瑰切花保鲜的适宜浓度范围是0.05～0.20mol/l。②阻止细菌通过（过滤细菌或抑制细菌）第28页/共72页2008年山东卷26(19分）番茄（2n=24）的正常植株（A）对矮生植株（a）为显性，红果（B）对黄果（b）为显性，两对基因独立遗传。请回答下列问题：

(l）现有基因型AaBB与aaBb的番茄杂交．其后代的基因型有

种，

基因型的植株自交产生的矮生黄果植株比例级高．自交后代的表现型及比例为

。(2）在♀AA×♂aa杂交中，若A基因所在的同源染色体在减数第一次分裂时不分离，产生的雌配子染色体数目为

。这种情况下杂交后代的株高表现型可能是

。(3）假设两种纯合突变体X和丫都是由控制株高的A基因突变产生的．检侧突变基因转录的mRNA。发现X的第二个密码子中第二碱基由C变为U，Y在第二个密码子的第二碱基前多了一个U。与正常植株相比,

突变体的株高变化可能更大，试从蛋白质水平分析原因：

。

(4）转基因技术可以使某基因在植物体内过量表达，也可以抑制某基因农达。假设A基因通过控制赤排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）

a.分别侧定正常与矮生植株的赤霉素含量和株高。

b.

。

C.

。

②支持上述假设的预期结果：

。

③若假设成立，据此说明垂因控制性状的方式：

。(1)4aaBb矮生红果︰矮生黄果=3:1

(2)13或11正常或矮生

(3)Y

Y突变体的蛋白质中氮基酸的改变比X突变体可能更多（或：X突变体的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变，Y突变体的蛋白质氨基酸序列可能从第一个氮基酸后都改变）。

(4）①答案一：

b．通过转基因技术，一是抑制正常植株A基因的表达，二是使A基因在矮生植株过量表达。

c．侧定两个实验组植株的赤霉素含量和株高。

答案二：

b．通过转基因技术，抑制正常植株人基因的表达．侧定其赤拼素含量和株高。c．通过转基因技术，使A基因在矮生植株过里表达，测定其赤霉素含量和株高。（答案二中b和c次序不做要求）

②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；与对照比较，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。③基因通过控制酶的合成来控制代谢途径．进而控制生物性状。

第29页/共72页四、科学探究技能3.制定计划与设计实验（1）确定获取证据的方法（2）明确实验目的（3）区分三种变量第30页/共72页四、科学探究技能变量：能够影响实验结果的任何因素。实验变量（自变量）：该实验所要研究的，并对实验结果有影响的变量。无关变量：与该实验所要研究的目标无关，但同样对实验结果有影响的变量。反应变量（因变量）：在该实验中因实验变量的改变而随之发生改变的量。第31页/共72页四、科学探究技能3.制定计划设计实验（1）确定获取证据的方法（2）明确实验目的（3）区分三种变量第32页/共72页四、科学探究技能3.制定计划于设计实验（1）确定获取证据的方法。（2）明确实验目的（3）区分三种变量（4）运用控制变量法设计实验步骤第33页/共72页控制变量法：当研究某个因素的变化规律时，若该因素的变化受其他多个因素变化的影响，则必须人为控制其它因素均处于相同和恒定不变的状态，只研究这一个因素的变化所产生的影响，这种方法称为控制变量法。第34页/共72页实验设计的三要素：检测反应变量：运用物理或化学原理以及生物体代谢、生长发育规律、用反应变量的颜色变化、沉淀反应、温度变化、重量变化以及生物体的形态结构和生理特征的变化等作为观测指标来检测反应变量的变化规律。操纵实验变量：采用施加、去除、改变等方法，人为造成实验变量在种类、数量、强度、质量、大小等方面的差异，使实验结果是由于实验变量的差异所引起的。控制无关变量：人为控制所有无关变量均处于相同或恒定不变的状态，以消除无关变量对实验结果的影响。第35页/共72页[必修1]p78比较过氧化氢在不同条件下的催化效率

实验变量——温度的高低（1、2号试管）、催化剂的类型(3、4号试管)、催化剂的有无（１号与３、４号试管)无关变量——试管洁净度、底物的浓度和体积、催化剂的浓度和体积、反应时的PH值和温度(3、4号试管)等反应变量——过氧化氢的分解速率观测指标——气泡产生速率、卫生香燃烧的剧烈程度该实验的侧重点：1、学会确认三种变量、2、知道什么是对照实验3、学会根据实验结果得出结论第36页/共72页2007年江苏39．(8分)将一个土豆(含有过氧化氢酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放人盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的针筒中(如下图所示)，以探究酶促反应的相关问题。根据实验现象与数据分析答题。(1)若土豆片为4片时，每隔5分钟收集一次数据，根据数据绘制出如下曲线图。20分钟后，气体量不再增加的原因是▲。(2)若土豆片为8片时，和上述实验所得的曲线(实线)相比，实验结果的曲线最可能是下列▲图中的虚线。如果要获得更多的气体，在不改变溶液体积的条件下，可采取的方法是▲，其结果可用▲图中的虚线表示。

(3)为保证上述实验的科学性，需要控制的其他外界因素有▲。参考答案：39．(8分)(1)过氧化氢量有限

(2)c增加过氧化氢浓度a(3)温度(或光照或气压等)

第37页/共72页四、科学探究技能4.实施实验获取事实和证据操作实验、观察实验、记录结果、处理数据。[2002上海]某生物学兴趣小组开展“不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响”的课题研究。他们已将香烟和蒸馏水按照1︰1的重量比浸泡24小时，过滤后的滤液作为原液。如果你是其中一员，请回答：（1）采用何种测定指标来确定香烟浸出液对水蚤有无影响？（只要一种指标）（2）做该实验时必备的实验器材是：

（3）写出实验的主要操作步骤。（4）设计一张表格用于在实验时记录数据。第38页/共72页答案：（1）水蚤每分钟心脏跳动次数（2）显微镜、秒表（计时工具）、量筒、烧坏、载玻片、盖玻片等（3）①用蒸馏水稀释烟草浸出液原液，配成3种不同浓度的溶液②用吸管吸取水蚤，放于载玻片上，盖上盖玻片，调节光线，在显微镜低倍镜下观察：③用引流法引流，观察和记录一定时间内水蚤在蒸馏水（对照）及不同浓度烟草浸出液中心跳次数，重复三次；④整理实验资料，算出每分钟心跳的平均次数，做出评价。（4）不同浓度的烟草浸出液每分钟心跳次数第一次测量第二次测量第三次测量平均值浓度1浓度2浓度3蒸馏水（对照）第39页/共72页四、科学探究技能6.表达与交流5.检验与评价对比结果与假设，解释实验结果或分析结果与假设不一致的原因，提出修改建议。表述、听取、反思、得出结论。第40页/共72页[2007全国卷Ⅰ]Ⅱ.为了确定生长素类似物促进扦插枝条生根的适宜浓度。某同学用两种浓度的生长素类似物分别处理扦插枝条作为两个实验组，用蒸馏水处理是为对照组进行实验，结果发现三组扦插枝条生根无差异。回答下列问题：（1）参考该同学的实验，在下一步实验中你应该如何改进，才能达到本实验的目的？请说明理论依据。（2）在进行扦插枝条生根实验时，一般需要剪去扦插枝条上的一部分叶片，其主要目的是为了减少

，同时还应使扦插环境保持较高的

，避免扦插枝干枯。答案：（1）.改进方法：在某同学使用的两种浓度生长素类似物的基础上，分别在低浓度的范围内设置一组浓度梯度，高于高浓度的范围内设置一组浓度梯度，以及两浓度之间设置一组浓度梯度进行实验，从而找到促进枝条生根的适宜浓度。理论依据：生长素促进重要的浓度范围是一定的，浓度过高或过低都不能促进生根。（2）插条蒸腾作用湿度第41页/共72页[必修1]p83该实验的侧重点：1、学会自主提出问题，作出假设。2、学会获取实验证据的方法、3、知道定性探究与定量探究的区别第42页/共72页[必修1]p91该实验侧重点：1、如何操纵实验变量2、如何检测反应变量3、知道对比实验与对照实验的区别第43页/共72页[必修1]p104该实验侧重点：1、为什么要进行实验前的预处理。2、如何设计表格记录实验结果第44页/共72页[必修1]p110该实验侧重点：1、知道模拟探究的方法2、学会分析实验结果并进行表达与交流第45页/共72页五.科学方法与技能教学的实例：“假说——演绎法”与基因的分离定律的教学“假说——演绎法”：在观察和分析的基础上提出问题，然后运用推理和想象提出解释问题的假说，再根据假说进行演绎推理，最后通过实验来检验演绎推理的结论。如果实验结果与预期结论相符，就证明假说是正确的，并进而发展为新的科学理论；反之，则证明假说是错误的。第46页/共72页基因分离定律的发现过程：1、观察现象：2、提出问题：（1）为什么子一代只表现为显性性状？（2）为什么子二代出现3：1的性状分离比？3、提出假说（颗粒遗传假说），解释问题：（1）用显性原理解释子一代的性状表现；（2）用分离原理解释子二代相对性状的分离4、设计实验：测交实验第47页/共72页5、演绎推理，作出预期（1）子一代若确实是杂合体，必然产生两种数目相等的配子；（2）子一代若确实在形成配子时，成对的遗传因子发生了分离，则它与隐性亲本测交后代的性状分离比必然是1：1。6、实施实验，进行验证（1）子一代是否是杂合体？（2）子一代形成配子时成对的遗传因子果真分离了吗？7、得出结果，对比分析，判断假说真伪结果与预期相符，证明假说正确。8、得出结论，形成定律（1）子一代的体细胞中遗传因子确实成对存在，并呈杂合状态。（2）子一代形成配子时，成对的遗传因子确实发生了分离。从以上八个步骤可知：假说——演绎法主要包括理论推导和实验验证两部分，基因分离定律的发现过程，基本上运用了课标要求掌握的科学探究的各项技能。第48页/共72页2005年全国理综31题．（21分）已知牛的有角与无角为一对相对性状，由常染色体上的等位基因A与a控制。在自由放养多年的一群牛中（无角的基因频率与有角的基因频率相等），随机选出1头无角公牛和6头有角母牛，分别交配，每头母牛只产了1头小牛。在6头小牛中，3头有角，3头无角。（1）根据上述结果能否确定这对相对性状中的显性性状？请简要说明推断过程。（2）为了确定有角与无角这对相对性状的显隐性关系，用上述自由放养的牛群（假设无突变发生）为实验材料，再进行新的杂交实验，应该怎样进行？（简要写出杂交组合，预期结果并得出结论）参考答案31．（21分）（1）不能确定。①假设无角为显性，则公牛的基因型为Aa，6头母牛的基因型都为aa，每个交配组合的后代或为有角或为无角，概率各占。6个组合后代合计会出现3头无角小牛，3头有角小牛。②假设有角为显性，则公牛的基因型为aa，6头母牛可能有两种基因型，即AA和Aa。AA的后代均为有角。Aa的后代或为无角或为有角，概率各占，由于配子的随机结合及后代数量少，实际分离比例可能偏离。所以，只要母牛中具有Aa基因型的头数大于或等于3头，那么6个组合后代合计也会出现3头无角小牛，3头有角小牛。 综合上述分析，不能确定有角为显性，还是无角为显性。（2）从牛群中选择多对有角牛与有角牛杂交（有角牛×有角牛）。如果后代出现无角小牛，则有角为显性，无角为隐性；如果后代全部为有角小牛，则无角为显性，有角为隐性。（其他正确答案也给分）第49页/共72页六、科学方法与技能试题的例证及特点1.试题例证第50页/共72页2005上海（本大题共12分）科学的发现看似偶然，其实是必然的。青霉素的发现就是一个最好的例证。53．仔细阅读下列句子，按青霉素发现的过程进行排序写编号①弗莱明用一小滴青霉菌所产生的代谢物质，滴在正在生长的葡萄球菌上，几小时后葡萄球菌奇迹般地消失了。②弗莱明发现青霉菌落周围葡萄球菌不能生长。③或许是青霉菌的生长抢夺了葡萄球菌的营养，或许是有青霉菌产生了某种代谢物质杀死或抑制了葡萄球菌的生长。④他将青霉菌的代谢物质稀释1000倍进行实验仍然有效；并试着用青霉菌的代谢物质治疗局部多种细菌感染的伤口也获得成功。⑤他把这种代谢物质命名为青霉素。54．发现青霉素的过程与弗莱明的科学态度和思维方式有关。他采用青霉菌所产生的代谢物质进行实验，主要想验证的假设是）A．青霉菌的生长抢夺了葡萄球菌的营养B．青霉菌产生的某种代谢物质杀死或抑菌了葡萄球菌的生长C．青霉菌的生长是以葡萄球菌为营养D．青霉菌产生的某种代谢物质刺激了葡萄球菌的生长55．仔细分析53题的句子，归纳弗莱明在发现青霉素的过程中得到的三个实验结论。①

②

③

第51页/共72页2005年上海56．对弗莱明发现青霉素的整个过程进行总结，提出假设可以得出科学研究大致分为五个步骤。请在右侧每个小方框中填入科学研究的某个步骤，并用箭头（→）把方框连接起来。提出假设数据分析答案53．②③①④⑤

54．B55．1．青霉菌产生的代谢物质能杀死或抑制葡萄球菌的生长2．代浓度的青霉菌代谢物质仍然能杀死葡萄球菌的生长3．青霉菌的代谢物质不仅能杀死和抑制葡萄球菌，还能杀死或抑制其他细菌的生长发现问题得出结论提出假设数据分析设计实验或（实验验证、验证假设）第52页/共72页2004年江苏42．（11分）

（2）工业生产中产生的SO2是酸雨（pH＜5.6）形成的主要原因之一。有人设计实验研究酸雨对植物的毒害作用。实验过程如下图所示（除图中特别说明的外，其他条件甲、乙均相同）：实验结果表明，“酸雨”使植物叶片变黄，而对照实验中的植物没有变黄。该实验说明“酸雨”对植物的生长发育有影响。参照上述装置和试剂以小麦种子为实验材料尝试设计实验，探究2种不同pH的酸雨对种子萌发率的影响。①探究的问题：不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响。②作出的假设：______________________________。③实验步骤（简要叙述）：④实验预期结果与分析（实验预期结果多种多样，写出其中3种并加以分析）：第53页/共72页答案（2）②不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响程度不同（或相同）。③用上述实验装置和试剂，采用两种pH<5.6的“酸雨”进行实验，设置清水对照；在三个花盆中播种同样数量（例如50粒）的小麦种子；在相同而适宜的环境中培养；一段时间（7天）后，分别统计3个装置中的种子萌发率。④a．如果三个装置中种子萌发率没有差异，那么说明酸雨对种子萌发率没有影响b．如果三个装置中，pH越小，种子萌发率越低，说明酸雨对种子萌发有抑制作用，且随着pH的减小，抑制作用增大。C．如果三个装置中，pH越小，种子萌发率越高，说明酸雨对种子萌发有促进作用，且随着pH的减小，促进作用增大。第54页/共72页2009北京卷29．（18分）鸭蛋蛋壳的颜色主要有青色和白色两种。金定鸭产青色蛋，康贝尔鸭产白色蛋。为研究蛋壳颜色的遗传规律，研究者利用这两个鸭群做了五组实验，结果如下表所示。杂交组合第1组第2组第3组第4组第5组康贝尔鸭♀×金定鸭♂金定鸭♀×康贝尔鸭♂第1组的F1自交第2组的F1自交第2组的F1♀×康贝尔鸭♂后代所产蛋（颜色及数目）青色（枚）261787628294027301754白色（枚）1095810509181648请回答问题：（1）根据第1、2、3、4组的实验结果可判断鸭蛋壳的

色是显性性状。（2）第3、4组的后代均表现出

现象，比例都接近

。（3）第5组实验结果显示后代产青色蛋的概率接近

，该杂交称为

，用于检验

。（4）第1、2组的少数后代产白色蛋，说明双亲中的

鸭群混有杂合子。（5）运用

方法对上述遗传现象进行分析，可判断鸭蛋壳颜色的遗传符合孟德尔的

定律。答案：（1）青（2）性状分离3︰1（3）测交F1相关的基因组成（4）金定（5）统计学基因分离第55页/共72页2008年四川卷30．（24分）

Ⅰ．一般说来，细胞周期中的分裂间期和分裂期相比，持续时间短的时期是__________；动物细胞培养时，如果缺少氨基酸的供应，细胞一般会停留在细胞周期的________。假定体细胞的染色体数是10，将体细胞放入含有3H-胸腺嘧啶的培养液中培养，请推测其中一个细胞进行一次DNA复制后，该细胞在细胞分裂后期将有__________条染色体被标记。

Ⅱ．为确定人体在运动时呼出气体中的CO2浓度是否比静止时高，某同学进行了如下探究：作出假设：人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。实验过程：①在3个烧杯中，分别注入100mL蒸馏水，测定其pH。②实验者在安静状态（静坐2min）、中度运动（步行2min）以及剧烈运动（跳绳2min）后，立即分别向上述3个烧杯的水中吹入等量气体，测定pH。经多次重复实验，所得平均数据如下表：运动状态安静中度运动剧烈运动实验前pH6.16.16.1

实验后pH5.95.65.3

请回答：（1）作出上述假设的依据是______________________________________________（2）该实验的原理是______________________________________________________（3）从表中数据可以看出_____________越大，___________下降幅度越大，由此可以得出结论_____________________________________________，从而可以验证上述假设。（4）人体代谢产生的CO2，正常情况下来自三大类有机物的分解，这三大类物质是______________________。人体糖代谢产生CO2的细胞器是__________________。答案Ⅰ．分裂期分裂间期20Ⅱ．（l）由于人体在运动时耗能增加，呼吸作用加强，产生CO2的量增加，所以呼出CO2的浓度增加。（2）CO2在水中溶解后使水的pH下降，人在不同运动状态下产生的CO2不同，溶于水后也会导致pH不同，通过测定水pH的变化可以推测呼出气体中CO2浓度的变化。（3）运动强度pH随着运动强度的增加，呼出的CO2浓度增加（4）糖类、脂肪和蛋白质，线粒体第56页/共72页2008年北京卷31．（18分）水华可因蓝藻爆发所致。科研人员尝试利用某种细菌限制蓝藻数量，相关实验的示意图如下。图中①-⑥表示实验步骤。请回答问题：（1）从细胞结构的特点与复杂程度上看，蓝藻属于

细胞；从生态系统的营养结构上看，蓝藻处于

；蓝藻的代谢类型通常是

。（2）引发水华的蓝藻可产生蓝藻毒素。蓝藻毒素

（是、不是）蓝藻生长、繁殖所必需的物质。蓝藻毒素对人是一种致癌因子，可使原癌基因

，导致正常细胞发生癌变。（3）图中②、⑤通常使用的是①、④中已培养至

期的蓝藻和溶藻细菌。（4）图中⑤实验组在每个培养皿中，如果做三个重复实验，可采取的做法是：

。为完善实验设计方案，应增设对照组，可采取的做法是：

。（5）蓝藻通常呈蓝绿色。观察实验结果，发现培养皿中出现褪色空斑，说明蓝藻答案：（1）原核 第一营养级自养需氧型（2）不是从抑制状态变成激活状态（3）对数（4）在每个培养皿中，选择三个不同位置，各滴加等量菌液在每个培养皿中，选择三个不同位置，各滴加等量的、不含溶藻细菌的溶藻细菌培养液（5）被溶藻细菌裂解（死亡第57页/共72页2008年上海卷41．（11分）利用纤维素解决能源问题的关键，是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案，并回答相关问题。【实验目的】比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。【实验原理】纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖，用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小；用呈色反应表示葡萄糖的生成量。【实验材料】三种微生物（A～C）培养物的纤维素酶提取液，提取液中酶蛋白浓度相同。【实验步骤】（1）取四支试管，分别编号。（2）在下表各列的一个适当位置，填写相应试剂的体积量，并按表内要求完成相关操作。（3）将上述四支试管放入37℃的水浴，保温1小时。（4）在上述四支试管中分别加入

试剂，摇匀后，进行

处理。（5）观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。【实验结果】微生物A提取物微生物B提取物微生物C提取物颜色深浅程度＋＋＋＋＋＋【分析讨论】（1）该实验中的对照组是

号试管。（2）实验组试管均呈现的颜色是

，但深浅不同。（3）上述结果表明：不同来源的纤维素酶，虽然酶蛋白浓度相同，但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异，其可能原因是

。（4）你认为上述三种微生物中，最具有应用开发价值的是

。（5）从解决能源问题的角度，开发这种纤维素酶的意义在于

。答案：【实验步骤】（2）如下表（4）班氏加热（加热至沸腾）【分析讨论】（1）4（2）红黄色（3）不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空间结构不同）（4）微生物B（5）葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纤维素代替化石燃料（言之有理即给分）第58页/共72页2009年全国卷232.（14分）请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测试验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，斐林试剂、37℃恒温水浴锅、沸水浴锅。若“+”代表加入适量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计（把答案填在答题卡上相应的表格中）。实验步骤：按照上表中的设计，取试管、加溶液。结果预测：

结论：

在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时浅，其原因是

答案（1）液淀粉溶液蔗糖酶溶液淀粉酶溶液甲+—+—乙—+—+丙+——+丁—++—（2）②混匀。37℃恒温水浴一段时间③取出试管，分别加入适量的斐林解析，混匀，沸水水浴一段时间④观察实验现象并记录试验结果含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀酶的催化作用有专一性20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少第59页/共72页2009年浙江卷30.（26分）回答下列Ⅰ、Ⅱ小题：Ⅰ.（14分）请回答下列有关赤霉素的问题：（1）赤霉素有促进细胞分裂的作用。用适宜浓度的赤霉素处理植物芽尖细胞，其细胞周期的

期明显变短，此时期分子水平上所发生的变化主要是

和

。（2）植物体内赤霉素的合成主要在未成熟的种子、幼根和幼芽等

的部位。用赤霉素多次喷洒水稻植株后，引起其生长速度过快，将导致稻谷产量

。（3）赤霉素促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关。有人进行了CaCl2和赤霉素对某植物种子胚轴生长速率影响的实验，结果如右图所示。由图分析可知，一定浓度的CaCl2溶液对细胞壁的伸展起

作用；加入赤霉素溶液的时间在图中的

（A点、B点、C点）。根据上述实验分析赤霉素促进茎伸长的可能原因是

。Ⅱ.（12分）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。材料与用具：一组正常成年实验兔、血压测定仪、适宜浓度的甲药物、适宜浓度的乙药物、注射器等。（要求：答题时对该组实验兔不再分组；对动物的手术过程与药物的具体注射剂量不作要求）（1）实验步骤：①（2）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，并标注注射药物的时间点。答案Ⅰ（1）分裂间DNA复制有关蛋白质的合成（2）生长旺盛降低（3）抑制B点赤霉素降低了细胞壁上Ca2+的浓度Ⅱ（1）①用血压测定仪对该组每只实验兔每隔一定时间测定血压，计算血压的平均速度作为对照。②给该组每只实验兔注射等量的甲药物，用血压测定仪对每只实验兔每隔一定时间测量血压，计算血压得平均值。③当该组实验兔患高血压病后，给每只实验兔注射等量的乙药物，用血压测定仪对每只实验兔每隔一定时间测量血压，计算血压得平均值。（2）第60页/共72页2009年广东卷36.（8分）小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案，探究不同光照强度对大豆植株高度的影响，并预测实验结果。实验材料和用具：大豆种子（200粒）、光照培养箱（光照强度范围0—10000Lux，温度、湿度等均可自行设定）、培养皿、直尺等。实验方案：实验结果测试：答案：实验方案：1实验材料：选出180粒大小一致的种子，分成六祖，每组30粒，在培养皿中培养。2培养条件光照强度0、2000、4000、6000、8000、10000Lux温度25度，培养一周3测定指标用直尺测量植株高度，计算每组的平均值。注：要求至少分为三组（三个处理），每组有一定的种子数量，光照强度必须有0Lux（黑暗）实验结果测试：随光照强度增加，植株高度下降。解析：本题考查根据自然现象设计实验方案及预测实验结果的能力。在设计实验过程中，注意遵循对照原则，单一变量原则，平行重复原则等科学原则，所以至少分三组，且有黑暗作为对照，每组必须有一定的种子数量，且数量相等。预测实验结果要根据题中所给的自然现象，即黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多，即可得出正确答案。第61页/共72页2009年江苏卷31．(6分)酶解法制备原生质体的原理是利用酶溶液对细胞壁成分的降解作用。蜗牛酶液从蜗牛(以植物为食)消化腺中提取；果胶酶、纤维素酶从微生物中提取。为了研究不同酶液的酶解效果，某实验小组取无菌烟草幼叶，切成相同大小的小片，等量放入6支试管中，试剂用量和实验结果列于下表。请回答有关问题。试管编号项目IⅡⅢⅣVⅥ蒸馏水(mL)2O1111缓冲液(mL)0210.50.50.5果胶酶液(mL)O0O0.5O0蜗牛酶液(mL)O0OO0.50纤维素酶液(mL)0O0O00.5实验结果(绿色深浅程度)---+++++++++(注：“+”越多表示绿色越深，“一”表示颜色无显著变化)(1)实验过程中，需要轻摇试管，其目的是▲，使原生质体从叶小片中游离出来，以便观察悬浮液绿色的深浅。(2)从绿色的深浅可推测：蜗牛酶液酶解效果最好，原因是蜗牛酶液含有▲等多种酶。该实验中▲是空白对照组，其设置意义是△。(3)用网筛过滤原生质体到离心管内，离心后收集沉淀物，并用▲洗涤。(4)原生质体是否符合要求还需进行检验，其检验的方法是▲。答案31．(6分)(1)为了使细胞壁与酶充分接触，提高酶解效果

(2)果胶酶和纤维素酶I、Ⅱ、Ⅲ排除无关变量的干扰(3)等渗溶液

(4)低渗涨破法2009年江苏卷11．某小组为研究脱气对酵母菌在培养初期产气量的影响，进行了甲、乙2组实验，实验装置如右图所示，除图中实验处理不同外，其余条件相同。一段时间内产生总量的变化趋势是第62页/共72页2009年江苏卷19．某小组进行“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验时，同样实验条件下分别在4个试管中进行培养(见下表)，均获得了“s”型增长曲线。根据实验结果判断，下列说法错误的是试管号

I

Ⅱ

Ⅲ

Ⅳ培养液体积(mL)

10

5

10

5起始酵母菌数(103个)

10

5

5

10A．4个试管内的种群初始阶段都经历了“J”型增长B．4个试管内的种群同时达到K值

C．试管Ⅲ内种群的K值与试管Ⅱ不同

D．试管Ⅳ内的种群数量先于试管Ⅱ开始下降2009年江苏卷24．科研人员对江苏某地沿海滩涂米草群落和裸露泥滩的大型底栖(土壤)动物丰富度进行了对比研究。在相同取样条件下，利用一种常用底泥采样器(50cmX50cmX30cm)采得各动物类群的物种数和个体总数如下表。下列有关本研究的叙述，正确的有招潮蟹类厚蟹类沙蚕类泥螺类蛤类物种数个体总数物种数个体总数物种数个体总数物种数，个体总数物种数个体总数裸露泥滩

5

18

1

14

2

12

1

10

2

14米草群落

3

12

2

9

0

0

1

10

0

0A．裸露泥滩的大型底栖动物物种丰富度高于米草群落宗B．米草群落的大型底栖动物种群密度高于裸露泥滩C．改用另一规格的常用底泥采样器会影响对比研究的结论D．改变采样的时间会影响采集到的物种数和个体总数2009年江苏卷25．某研究性学习小组采用盆栽实验，探究土壤干旱对某种植物叶片光合速率的影响。实验开始时土壤水分充足，然后实验组停止浇水，对照组土壤水分条件保持适宜，实验结果如下图所示。下列有关分析正确的有

A．叶片光合速率随干旱时间延长而呈下降趋势B．叶片光合速率下降先于叶片叶绿素含量下降C．实验2-4天，光合速率下降是由叶片叶绿素含量下降引起的

D．实验2-4天，光合速率下降可能是由叶片内浓度下降引起的答案：11、C19、B24、AD25、ABD第63页/共72页2009年山东卷26.(15分)智能温室无土栽培作物，易于管理，优质高产。该项技术广泛应用于现代农业。（1）无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是_____________和________。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整____________。供作物__________性吸收无机盐离子。（2）营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低，植物仍可通过____________方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅，作物根部可能出现的症状是____________，其生理原因是____________。（3）下图表示温室内光照强度（E）与作物光合速率（v）的关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，当E<B时，增大光合速率的主要措施是____________；当B<E<C时，限制作物增产的主要因素是____________；当E>C时，可采取____________措施，保证作物的最大用合速率，如遇连阴天，温室需补光，选用____________光最有效。（4）用适宜浓度的2，4，-D处理番茄花蕾可提