2021-2022高中生物-科学方法微课调查类实验的方法学案-新人教版必修3.doc

2021-2022高中生物 科学方法微课调查类实验的方法学案 新人教版必修3

2021-2022高中生物 科学方法微课调查类实验的方法学案 新人教版必修3

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调查类实验的方法

1.调查类实验：为了调查一定环境中某个事件的发生率或某种生物的分布情况或某个因素的影响而展开调查的一类活动。
2.调查类实验的一般步骤：确定调查内容，了解相关要求→确定调查方法→选取调查对象→确定调查范围→制订记录表格→实施调查研究(避免随机性，获得足够的调查数据)→进行结果分析(汇总、统计数据，根据数据得出结论)→撰写调查报告。
3.归纳总结：
(1)常用的调查方法：
①种类：询问法、问卷调查法、取样调查法(样方法、标志重捕法、取样器取样法)、野外观察法、社会调查法、实验法等。
②举例：如调查人类红绿色盲的发病率用询问法或问卷调查法；调查土壤中螨虫的种群密度用取样器取样法。
(2)选取的调查对象和范围一定要科学合理。
(3)根据调查目的科学制订记录表格。
4.调查类实验的统计技术总结如表所示：
实验、研究性课题
调查对象
统计方法
计算公式
种群密度的取样调查
活动能力强的动物
标志重
捕法
=

植物
样方法

调查人群中遗传病
人类某种遗传病
汇总法
发病率=×100%
土壤中小动物类群丰富度的研究
土壤中的小动物
取样器
取样

调查环境污染对生物的影响
环境污染程度
汇总法
污染程度=×100%

“标志(记)重捕法”是动物种群密度调查中的一种常用的取样调查法，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，根据重捕中标记的个体数(m)占总捕获数(n)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2 hm2(1 hm2=10 000 m2)。随机布设100个鼠笼，放置一夜后，统计所捕获鼠的数量、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表所示：
项目
捕获
数/只
标记
数/只
雌性个
体数
雄性个
体数
初捕
32
32
14
18
重捕
36
4
18
18
(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________。该草地布氏田鼠的平均种群密度为 _____只/hm2。 
(2)事实上布氏田鼠在被捕捉过一次后更难被捕捉，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，该布氏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100 m2有3.6个洞口，洞口数与布氏田鼠数的比例关系为_____________。 

　(1)确定调查的统计方法：调查活动范围大的动物的种群密度常用的方法是标志重捕法，计算种群数量时利用公式计算。若将该地段种群个体总数记作N，其中标志数为M，重捕个体数为n，重捕中标志个体数为m，假定总数中标志个体的比例与重捕取样中标志个体的比例相同，则公式为M/N=m/n，即N=Mn/m。
(2)根据统计结果进行分析：根据公式N=Mn/m，再捕的布氏田鼠n中已经被捕的m比例少了，故计算所得的平均种群密度N比实际的高。
【解析】(1)标志重捕法的前提是标志个体与未标志个体在重捕时被捕的概率相等。据此可写出公式M/N=m/n，因此N=Mn/m。据此得出该草地布氏田鼠的平均种群密度为32×36÷4÷2=144只/hm2。
(2)再捕的布氏田鼠中已经被捕的比例少了，故计算所得的平均种群密度比实际的高。
(3)根据两次捕获的布氏田鼠中雌雄个体数可得，种群中性别比例为♀/♂=(14+18)÷(18+18)=8/9。
(4)因为平均每100 m2有3.6个洞口，则1 hm2有360个洞口，洞口数/布氏田鼠数=360÷144=2.5∶1。
答案：(1)N=Mn/m　 144
(2)高　(3)8/9　(4)2.5∶1

　为探究菖蒲(一种湿地植物)对污水的净化作用，某研究小组进行了以下实验：
①从4个不同地点采集生活污水(1号)、工业污水(2号)、混合污水(3号)、人工池塘水(4号)；
②分别测定4种水样的BOD(即水中有机污染物经微生物分解所需要的氧气量，单位：mg/L)和总氮含量(单位：mg/L)；
③取等量的上述4种水样，分别加入4个相同的透明玻璃容器中，再将等重量的4份菖蒲分别在4个容器中水培15天，定期观察、记录。结果表明菖蒲在各种水样中都生长良好。
④取经过菖蒲处理的4种水样，再次测定其BOD和总氮含量。数据整理后，如图所示：

请回答下列问题：
(1)4种水样中，有机污染物浓度最高的是_____。4号在实验中起________作用。 
(2)该实验中，可以通过观察菖蒲的________、_____________ (要求写出两项)等生理指标来比较其在各种水样中的生长程度。 
(3)其他研究发现，水浮莲、水花生、金鱼藻等湿地植物对污水的净化效果与菖蒲相似。由此看来，利用人工湿地来净化污水是可以取得良好效果的。但在实际操作中，对水浮莲、水花生这类外来物种的应用必须谨慎，以防止它们对当地生态系统造成危害。原因是这些物种______________________。 
【解析】(1)从4个不同的地点采集生活污水(1号)、工业污水(2号)、混合污水(3号)、人工池塘水(4号)，测定1号水样的BOD最高，即水中有机污染物经微生物分解所需要的氧气量最多，所以有机污染物浓度最高的是1号，4号是人工池塘水，为空白对照组；
(2)可以通过观察菖蒲的根数、根长、节长或叶数等生理指标来比较其在各种水样中的生长态势；
(3)在实际操作中，对水浮莲、水花生这类外来物种的应用必须谨慎，以防止它们对当地生态系统造成危害，原因是这些物种适应性强，繁殖率高，如果当地缺乏其天敌或强有力的竞争者，容易泛滥成灾。
答案：(1)1号　对照
(2)根数　根长(或节长或叶数，要求写出两项)
(3)适应性强，繁殖率高，如果当地缺乏其天敌和强有力的竞争者，容易泛滥成灾