高二生物实验能力的培养-PPT.ppt
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1、高二生物实验能力的培养一.生物学生物学常用的科学方法常用的科学方法所谓科学方法,是指通过各种手段从所谓科学方法,是指通过各种手段从客观世界中取得原始第一手的材料,客观世界中取得原始第一手的材料,并对这些材料进行整理、加工,从中并对这些材料进行整理、加工,从中找出规律性的东西找出规律性的东西2(一)观察(一)观察科学观察的最基本要求是客观地反应可观察科学观察的最基本要求是客观地反应可观察的事物,并且是的事物,并且是可以检验的、可重复的。可以检验的、可重复的。只只有可重复、可检验的观察结果,才是可靠的。有可重复、可检验的观察结果,才是可靠的。例如:观察植物细胞的质壁分离与复原,务必例如:观察植物细
2、胞的质壁分离与复原,务必要自始至终观察同一个细胞。要自始至终观察同一个细胞。观观察察实实验验不不仅仅需需要要掌掌握握相相应应观观察察工工具具的的使使用用,往往往往还还伴伴随随着着借借助助测测量量仪仪器器进进行行的的测测量量,并并对对数数据据进行随时地进行随时地记录记录,对记录结果进行统计处理。,对记录结果进行统计处理。3例例题题1.图图示示某某同同学学的的实实验验操操作作步步骤骤,与与此此相相关关的的叙叙述述中中,错错误的是误的是(A)图2A.步骤步骤B主要胞质大小及观察细细胞壁的位置主要胞质大小及观察细细胞壁的位置B.步骤步骤D的观察结果与步骤的观察结果与步骤B相比对相比对C.步骤步骤E滴加
3、的是清水滴加的是清水D.步骤步骤F与步骤与步骤B的观察结果应当相同的观察结果应当相同4例例题题2.2.(05.1105.11海海淀淀期期中中试试题题).小小白白鼠鼠是是恒恒温温动动物物。科科学学家家们们在在实实验验中中发发现现,如如果果破破坏坏了了小小白白鼠鼠的的下下丘丘脑,它就不再具有维持体温恒定的能力了。脑,它就不再具有维持体温恒定的能力了。(1 1)这这个个实实验验说说明明了了调调节节体体温温的的主主要要中中枢枢在在下下丘丘脑脑。本本实实验验的的参参照照是是 实实验验前前动动物物的的状状态态(或或小小白鼠被破坏下丘脑之前的状态)白鼠被破坏下丘脑之前的状态)。(3 3)研研究究者者如如何何
4、确确定定实实验验动动物物的的体体温温是是否否恒恒定定?多多次次等等时时间间间间隔隔测测量量动动物物体体温温 。若若研研究究者者要要对对实实验验鼠鼠被被破破坏坏下下丘丘脑脑之之前前2424小小时时和和破破坏坏下下丘丘脑脑以以后后2424小小时时的的体体温温分分别别进进行行测测量量记记录录(测测量量间间隔隔为为4 4小小时时),请你为该实验设计一个合理的体温记录表。,请你为该实验设计一个合理的体温记录表。5(4 4)若若研研究究者者仅仅根根据据一一只只小小白白鼠鼠实实验验结结果果便便做做出出了了前前面面的的结结论论,你你认认为为该该结结论论可可靠靠吗吗?为为什什么么?不不可可靠靠因因为为一一次次实
5、实验验具具有有偶偶然然性性,应应进进行行多多次次重重复复实实验验,如如均均得得到到相相同同的的结结果果,上上述述结结论论才才可可靠靠 。测量时间测量时间(间隔(间隔4 4小时)小时)第第一一次次第第二二次次第第三三次次第第四四次次第第五五次次第第六六次次第第七七次次处理前动物体温处理前动物体温处理后动物体温处理后动物体温6(二)假说和实验(二)假说和实验在人为地干预、控制所研究对在人为地干预、控制所研究对象的条件下进行的观察称为实象的条件下进行的观察称为实验。验。实验不仅意味着精确地操实验不仅意味着精确地操作,而且是一种作,而且是一种思考方式思考方式。7现现象象问问题题解解释释(假假说说或或假
6、假设设)设设计计实实验验检检验验假假说说(包包括括实实验验材材料料的的选选择择和和仪仪器器的的使使用)用)实验预期实验预期实验结果及实验结果及结论结论8大家学习辛苦了,还是要坚持继续保持安静继续保持安静9 现象(胚芽鞘向光弯现象(胚芽鞘向光弯曲生长)曲生长)提出问题(此提出问题(此现象是否与单侧、定向光照现象是否与单侧、定向光照有关)有关)假设(此现象与单假设(此现象与单侧、定向光照有关)侧、定向光照有关)设计设计实验(单侧定、向光照与常实验(单侧定、向光照与常态均匀光照对照)态均匀光照对照)结果结果(单侧、定向光照处理向光(单侧、定向光照处理向光弯曲生长,对照处理则直立弯曲生长,对照处理则直
7、立生长)生长)结论(证实了假设结论(证实了假设成立)。成立)。常态10 新发现的现象(向新发现的现象(向光弯曲的部位是尖端下光弯曲的部位是尖端下面一点)面一点)问题(此现问题(此现象是否与尖端有关?)象是否与尖端有关?)假设(向光弯曲生长假设(向光弯曲生长与尖端有关)与尖端有关)设计实设计实验(切掉尖端,单侧光验(切掉尖端,单侧光照)照)结果(不长也不结果(不长也不弯)弯)结论(假设成立)结论(假设成立)11 现象(上述两实验现象(上述两实验结果)结果)提出问题提出问题(尖端是否产生某种物(尖端是否产生某种物质,影响细胞的生长)质,影响细胞的生长)假设(尖端能产生假设(尖端能产生影响细胞生长的
8、物质)影响细胞生长的物质)设计实验(借助琼设计实验(借助琼脂,注意用空白琼脂对脂,注意用空白琼脂对照)照)结果(略)结果(略)结论(胚芽鞘尖端确结论(胚芽鞘尖端确实产生了促进细胞生长实产生了促进细胞生长的物质的物质)12现象:植物对单侧光照的现象:植物对单侧光照的刺激产生向光生长的反应。刺激产生向光生长的反应。问题:植物的何部位感受问题:植物的何部位感受单侧定向光照的刺激?单侧定向光照的刺激?解释(假说):植物感受解释(假说):植物感受单侧定向光照刺激的部位单侧定向光照刺激的部位是尖端下面的区域(是尖端下面的区域(b b 区区域),而非域),而非a a、c c区域。区域。实验处理:实验处理:结
9、论:结论:13 (三)模型实验(三)模型实验如如果果由由于于种种种种原原因因,直直接接用用研研究究对对象象进进行行实实验验非非常常困困难难,或或者者简简直直不不可可能能时时,可用模型代替研究对象来进行实验。可用模型代替研究对象来进行实验。用用动动物物模模型型对对人人体体进进行行实实验验激激素素的的生生理理功功能能由由于于内内分分泌泌腺腺的的分分泌泌物物很很难难直直接接收收取取,所所以以,只只能能采采取取间间接接迂迂回回的的方方法法。一一般般包包括括三三步:步:14(1)(1)将所研究的或怀疑有分泌激素功能的器官将所研究的或怀疑有分泌激素功能的器官或组织切除,观察因此而出现的症状。或组织切除,观
10、察因此而出现的症状。(2)(2)将另一同种动物的同样器官或组织移植到被将另一同种动物的同样器官或组织移植到被切除这一器官或组织的动物体内,观察该动物切切除这一器官或组织的动物体内,观察该动物切除某器官后出现的症状能否消失。如果症状消失,除某器官后出现的症状能否消失。如果症状消失,动物恢复正常,就说明该器官或组织有何种内分动物恢复正常,就说明该器官或组织有何种内分泌功能。泌功能。(3)(3)从该器官或组织中分离出化学物质,注射到被从该器官或组织中分离出化学物质,注射到被切除这一器官或组织的动物体内,如果症状消失,切除这一器官或组织的动物体内,如果症状消失,即说明该化学物质即是激素即说明该化学物质
11、即是激素15经经典典实实验验:1849年年德德国国生生理理学学家家Berthold将将幼幼雄雄鸡鸡的的睾睾丸丸切切除除,结结果果鸡鸡冠冠萎萎缩缩不不能能发发育育。然然后后,他他将将另另一一正正常常幼幼雄雄鸡鸡的的睾睾丸丸移移植植到到去去睾睾丸丸的的幼幼雄雄鸡鸡体体内内,不不久久鸡鸡冠冠发发育育,雄雄伟伟美美丽丽如如常常。他他由由此此认认为为,睾睾丸丸除除产产生生精精子子外外,还还分分泌泌某某些些物物质质,这这种种物物质质随随血血液液流流到到全全身身,决决定定雄雄性性的的第第二二性性征征的的发发育育。这这是是按按上上述述三三个个步步骤骤完完成成的的第第一一个个成功实验。成功实验。16 (四)调查
12、法(四)调查法 一般工作程序:一般工作程序:课题的选择与论证课题的选择与论证制订研究或调查计划方案制订研究或调查计划方案研究或调查的过程(获取信息、分析整研究或调查的过程(获取信息、分析整理信息)理信息)成果形式(论文或调查报告)成果形式(论文或调查报告)交流与答辩交流与答辩了解成果的价值了解成果的价值17例题例题3.(2001年上海理综)年上海理综)下面列出了三个研究课题名称:下面列出了三个研究课题名称:课课题题一一:上上海海市市民民加加入入“中中华华骨骨髓髓库库”新新心心态态的的剖剖析析课题二:上海地区太阳能利用的可行性研究课题二:上海地区太阳能利用的可行性研究课题三:上海地区降雨酸度的调
13、查研究课题三:上海地区降雨酸度的调查研究请请选选择择上上述述三三个个课课题题中中的的一一个个作作为为你你的的课课题题,并并回回答如下问题:答如下问题:写写出出所所选选课课题题名名称称,并并简简单单陈陈述述选选题题理理由由。简简 要要 列列 出出 你你 的的 研研 究究 计计 划划 与与 研研 究究 方方 法法。该课题最终的成果形式是:该课题最终的成果形式是:18例例题题4.(海海淀淀)(1)请请你你自自己己确确定定一一个个环环境境调查的课题,并简单陈述选题理由。调查的课题,并简单陈述选题理由。注注:要要注注意意所所选选课课题题开开展展调调查查研研究究的的可可行行性性,尽尽量量选选择择较较“小小
14、”的的题题目目。选选题题范范围围十十分分广广泛泛,可可涉涉及及我我们们生生存存环环境境的的各各种种因因素素,也也可可涉涉及及人人们们的的环环境境意意识识、环环境境责责任任、环环境境道道德德等等人人文领域。文领域。课题名称:课题名称:拟出可行的环境调查课题拟出可行的环境调查课题。选选题题理理由由:课课题题的的意意义义、本本人人的的兴兴趣趣、所所具具备的研究条件等备的研究条件等。19(2)简要拟订出你的调查方案。)简要拟订出你的调查方案。调查的对象(或内容):调查的对象(或内容):。调调查查的的方方法法(获获取取数数据据、信信息息的的方方法法):调查方案应与所选课题相对应调查方案应与所选课题相对应
15、注注:调调查查方方案案还还应应包包括括调调查查的的计计划划,本本卷不做要求。卷不做要求。(3)课课题题最最终终的的成成果果形形式式是是:调调查查报报告告或小论文或小论文。20(五)(五)实验设计的重要原则实验设计的重要原则变量的确认变量的确认与控制与控制 研研究究的的问问题题因因素素实实验验不不同同处处理理之之间间差异因素差异因素的确定与控制的确定与控制21a a 空白对照空白对照(结果是已知的)(结果是已知的)不给对照组任不给对照组任何处理因素何处理因素c c 相互对照相互对照(一般用于未知因素的探究)(一般用于未知因素的探究)不单设对照组,而是几个实验组相互对不单设对照组,而是几个实验组相
16、互对照照对照(实验组相应的参照实验组相应的参照)的常用处理:b b 自身对照自身对照对照和实验都在同一研究对象上对照和实验都在同一研究对象上进行进行22例例题题5.5.(海海淀淀06.1)我我国国科科学学工工作作者者研研究究的的针针对对SARS病病毒毒的的疫疫苗苗已已经经进进入入到到人人体体安安全全性性试试验验阶阶段段,数数十十名名志志愿愿者者报报名名接接受受安安全全性性试试验验。研研究究人人员员制制定定的的试验方案应是试验方案应是(D)A.志志愿愿者者全全部部注注射射疫疫苗苗,密密切切监监视视受受试试者者的的反反应应,随随时准备处理意外情况的发生时准备处理意外情况的发生B.志志愿愿者者全全部
17、部注注射射疫疫苗苗,密密切切监监视视受受试试者者的的反反应应,观观察、比较与常态人群的区别察、比较与常态人群的区别C.志志愿愿者者全全部部注注射射疫疫苗苗,观观察察、记记录录并并统统计计出出现现不不良良反应的个体所占的比例反应的个体所占的比例D.在在志志愿愿者者不不知知情情的的状状况况下下将将他他们们分分为为两两组组,一一组组注注射疫苗,一组注射生理盐水射疫苗,一组注射生理盐水23例例6.(04上上海海生生物物卷卷第第23题题)在在研研究究光光照照强强度度对对某某种种鸟鸟鸣鸣叫叫次次数数的的影影响响中中,下下列列设设计计不不符符合合研研究究要要求求的是的是()A.记录一天内不同时间同一地点该种
18、鸟鸣叫次数记录一天内不同时间同一地点该种鸟鸣叫次数B.记录同一时间不同天气该种鸟鸣叫次数记录同一时间不同天气该种鸟鸣叫次数C.记录繁殖季节该种鸟雌鸟和雄鸟鸣叫次数记录繁殖季节该种鸟雌鸟和雄鸟鸣叫次数D.记录不同季节同一地点该种鸟鸣叫次数记录不同季节同一地点该种鸟鸣叫次数C24例例7(海海淀淀06.1)现现有有如如下下实实验验材材料料和和用用具具,请请设设计实验,探究大豆苗生长的最佳日温和夜温组合。计实验,探究大豆苗生长的最佳日温和夜温组合。温度组合范围:日温温度组合范围:日温200C300C,夜温,夜温170C220C。处理编号处理编号日温日温夜温夜温设计意图设计意图组合组合1300C220C
19、高日温、高夜温高日温、高夜温组合组合2组合组合3组合组合4(3)组合组合处理的对照是处理的对照是_。其它组合其它组合25例题例题8.(海淀(海淀04一模)各种植物的开花都要求一模)各种植物的开花都要求一定的黑暗和光照时间,但一定的黑暗和光照时间,但“影响开花影响开花的关键性因素是黑暗期的长短的关键性因素是黑暗期的长短,还是光照还是光照期的长短期的长短”并不明确。人们很早就认识并不明确。人们很早就认识到,苍耳需要每天短于到,苍耳需要每天短于16h的日照才能开的日照才能开花,若日照时间长于花,若日照时间长于16h就不开花,就不开花,16h的光照是一个临界点。的光照是一个临界点。20世纪世纪30年代
20、,年代,有人将苍耳置于不同组合的光照期和黑有人将苍耳置于不同组合的光照期和黑暗期中进行实验,结果如图暗期中进行实验,结果如图16所示。所示。26图1(1)图图16所所示示实实验验中中,各各组组处处理理的的差差异异(变变量量)是是黑黑暗暗期期的的长长短短。根根据据本本实实验验的的结结果果,你你认认为为可以对前人的认识作何修正?可以对前人的认识作何修正?。影响苍耳开花的关键性因素不是光照时间影响苍耳开花的关键性因素不是光照时间短于短于16h,而是每天长于,而是每天长于8h的黑暗。或的黑暗。或苍苍耳开花不仅需要每天短于耳开花不仅需要每天短于16h的光照,还需的光照,还需要长于要长于8h的黑暗的黑暗2
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