高中生物教材实验归纳分析Word文件下载.docx

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水浴加热

生物组织中糖类的鉴定

淀粉

碘液

蓝色

脱色的叶片

还原糖

斐林试剂

砖红色

需要（加热煮沸）

含糖量高的白色或近白色的植物组织、尿液、血浆

蛋白质

的鉴定

双缩脲试剂

紫色

豆浆、牛奶、鸡蛋清、蛋白质类酶

3．实习和研究性课题

此类实验常通过调查法，调查法中常使用统计技术和测量技术。

实习、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

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

调查环境污染

对生物的影响

环境污染程度

4.探究性实验

此类实验需要对某些生物学现象作出合理化的假设并通过设计实验进行验证。

如教材中“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”、“温度对酶活性的影响”、“植物向性运动的实验设计和观察”等。

探究性生物学实验应当要求学生在明确实验要求、目的的前提下，遵循实验设计“操作方便．程序合理，药品节约．依据现象推测结论”的原则进行设计．一般可分以下几个环节：

（1）理论假设的提出

根据题目要求，确定实验的条件即实验变量X。

即惟一一个对实验结果可能产生影响的变量。

在此基础上提出理论假设．它常常可以描述为：

“当条件X存在时，事件P（实验现象）可能发生；

当条件X改变时，若事件P发生，能得出何结论；

当事件P不发生．能得出何结论。

”

（2）设计探究性实验

分五个实验步骤进行：

①实验准备，包括必要的实验器材及实验药品的准备；

②满足条件X，设计一个实验，观察事件P能否发生；

③条件X改变，设计一个实验，观察事件P能否发生，发生的程度如何；

④设计对照实验。

⑤梳理，实验是否遵循“单一变量”、“平行重复”原则。

（3）观察，记录和结论

仔细观察并准确记录实验现象．并根据实验现象做出相应的结论，一般规律是：

①若条件X存在，事件P能发生；

条件X改变，事件P不能发生（或发生程度改变）。

结论是……。

②若条件X存在，事件P能发生；

条件X改变，事件P能发生。

③若条件X存在，事件P不能发牛，条件X改变，事件P能发生。

二、探究性实验和验证性实验的区别:

1．概念

（1）探究性实验：

指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的—种认知活动。

（2）验证性实验：

指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。

2．比较

探究性实验

验证性实验

实验目的

探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系

验证研究对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系

实验假设

假设一般采用“如果A，则B”的形式表述，是根据现有的科学理论、事实，对所要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案、解释

因结论是已知的，因此不存在假设问题

实验原理

因探究内容而异

因验证内容而异

实验过程

应有的实验步骤，实际上并未完成．因探究内容而异

应有的实验步骤，可以是曾经做过或尚未做过的，因验证内容而异

实验现象

未知．可以不描述

已知．应准确描述

实验结果预测

对应假设，分类讨论

实验结论

对应实验结果，作出对应结论

对应实验目的做出肯定结论

三、教材中的部分经典实验

章节

内容

经典实验（部分）

生物的新陈代谢

酶的发现

1773年．意大利科学家斯帕兰札尼证明胃液具有消化作用的实验

光合作用的发现

①1771年，英国科学家普里斯特利发现植物可以更新空气的实验；

②1864年，德国科学家萨克斯证明光合作用产生淀粉的实验；

③1880年，美国科学家恩格尔曼证明叶绿体是光合作用场所的实验；

④20世纪30年代．美国科学家鲁宾和卡门证明光合作用释放的O2全部来自水的实验

生命活动的调节

生长素的发现

①1880年，达尔文研究向光性的实验；

②1928年荷兰科学家温特证明胚芽鞘尖端产生了生长索的实验

性激素的功能

摘除和相互移植公鸡和母鸡生殖腺证明性激素功能的实验

遗传和变异

证明DNA是遗传物质

①格里菲思和艾弗里的肺炎双球菌的转化实验；

②噬茁体侵染细菌的实验

遗传规律的发现

孟德尔的豌豆杂交试验

生物与环境

能量流动的特点

美国生态学家林德曼对生态系统能量流动的定量分析方法

生态系统的稳定性

“生物圈Ⅱ号”实验

细胞与细胞工程

生物膜功能上的联系

科学家在研究分泌蛋白的合成和分泌时用同位素标记亮氨酸的实验

单克隆抗

体的制备

杂交瘤细胞的筛选实验

四、以教材知识为背景的试验设计题材归纳总结

背景知识

实验设计题材

构成细胞

的化合物

①用干燥和潮湿的水稻种子设计实验：

探究细胞内自由水的含量与代谢强度的关系；

②探究B元素对花粉管萌发的影响；

③鉴定唾液淀粉酶是蛋白质

细胞膜、细胞分裂、细胞分化

①用荧光染料探究细胞膜的流动性；

②用红色花瓣、盐酸、清水等材料探究细胞膜的选择透过性；

③探究细胞分裂素促进植物细胞有丝分裂的作用；

④探究煤焦油引起细胞癌变；

⑤动物细胞培养方法检测物质毒性大小

ATP、光合作用、水分代谢、矿质营养、细胞呼吸

①探究萤火虫发光与ATP的关系；

②温度、光照、CO2浓度对植物光合作用的影响；

③探究光照强度、温度、空气湿度等对蒸腾作用的影响；

④探究溶液浓度与植物细胞渗透作用的关系；

⑤探究矿质元素与植物元索缺乏症的关系；

⑥探究影响酵母菌发酵速度的因素

激素调节及

神经调节

①探究生长素与细胞分裂素在植物组织培养中的作用；

②探究赤霉素对植物伸长生长的促进作用；

③探究胰岛素与尿糖的关系；

④神经传导的实验探究

被子植物的

个体发育

①验证种子是否有活性（纵剖、染色）②探究影响种子萌发的环境条件

染色体变异

探究药物对人体细胞的毒副作用

现代生物

进化理论

利用长翅果蝇与残翅果蝇探究觅食环境对果蝇类型的自然选择

种内斗争

利用油菜或蝌蚪探究影响种群密度的因素

光对植物影响

探究日照时间长短对植物开花期的影响

五、生物试验中的变量与设计原则分析

1．变量

在实验中，变量是指可被操纵的特定因素或条件，据其在实验中的作用，可分为两类：

实验变量与反应变量。

（1）实验变量：

也称为自变量。

指实验中由实验者所操纵的因素或条件。

反应变量：

亦称因变量。

指实验中由实验变量而引起的变化和结果。

（2）教材中相关实验中的变量

实验

自变量

因变量

比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率

催化剂的种类（过氧化氢酶、Fe3+）

催化效率的高低（以点燃但无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度或气泡产生速度表示）

探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用

底物的种类（淀粉、蔗糖）

淀粉酶将淀粉水解（处理后加斐林试剂，加热煮沸出现砖红色沉淀）。

但不能水解蔗糖（处理后加斐林试剂并加热煮沸，无砖红色沉淀出现）

温度对淀粉酶活性的影响

温度（60℃热水、沸水、冰块）

加碘液后溶液颜色的变化

观察植物细胞的质壁分离与复原

外界溶液的浓度（高渗及低渗溶液）

质墅分离（液泡失水缩小、颜色变深，原生质层与细胞壁分离）；

质壁分离复原（液泡修复原状、颜色变浅，原上质层恢复原状）

植物向性运动的实验设计和观察

①是否单侧光照、均匀光照②改变幼苗的空间位置以接受重力影响

①幼苗的弯曲状况②根的弯曲方向

观察二氧化硫对植物的影响

不同浓度的SO2

植物生长状态的变化

2．几个重要的设计原则

（1）科学性原则。

符合生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。

（2）平行重复原则。

必须有足够的实验次数，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果的影响程度。

（3）单一变量原则。

不论—个实验有几个实验变量，都应做到一个实验变量对应观测一个反应变量。

如酶高效性实验中，只有催化剂不同，而其他部分完全相同，反应结果的差异只是由催化剂不同引起。

（4）对照原则。

实验组接受自变量处理，对照组（控制组）不接受自变量处理。

对照类型：

①空白对照：

对照组为不作任何处理的对象组。

②自身对照：

实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组，如“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验；

实验处理前后的对象状况分别为对照组和实验组。

③条件对照：

给实验组某种处理。

给对照组另一条件的处理，如在“动物激素饲喂小动物的实验”中，存在以下实验组和对照组。

照织。

1号：

饲喂甲状腺激素（实验组）

2号：

饲喂甲状腺激素抑制剂（条件对照组）

3号：

对蝌蚪不作任何处理（空白对照）

④相互对照：

指不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照，如在“植物向性运动的实验设计和观察”中，如下图所示，2与1对照可证明感光部位在胚芽鞘尖端，3也可与1对照，4也可与1对照，也可与2对照。

六、常用仪器、试剂或药品的用途

1、NaOH：

用于吸收CO2或改变溶液的pH

2、Ca（OH）2：

鉴定CO2

3、CaCl2：

提高细菌细胞壁的通透性

4、HCl：

解离（15%）或改变溶液的pH

5、NaHCO3：

提供CO2、作为酸碱缓冲剂

6、酸碱缓冲剂（Na2CO3/NaHCO3，Na2HPO4/NaH2PO4）：

用于调节溶液pH

7、NaCl：

配制生理盐水（0.9%）

8、酒精：

用于消毒（75%）、提纯DNA（95%）、叶片脱色、配制解离液（95%的冷酒精）及洗去浮色（50%）

9、蔗糖：

配制蔗糖溶液，测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原

10、甲基绿：

检测DNA，呈绿色

11、吡罗红：

检测RNA，呈红色

12、斐林试剂（甲液0.1g/mLNaOH、乙液0.05g/mLCuSO4）鉴定可溶性还原性糖（沸水浴，砖红色沉淀）

13、双缩脲试剂：

用于蛋白质的鉴定（紫色）

14、苏丹Ⅲ染液（橘黄色）和苏丹Ⅳ染液（红色）：

用于脂肪鉴定

15、碘液：

用于鉴定淀粉（变蓝色）

16、龙胆紫溶液或醋酸洋红：

碱性染料，用于染色体染色时，前者呈深蓝色，后者呈红色

17、改良苯酚品红染液：

检测染色体，红色

18、健那绿B：

检测线粒体，专一性让线粒体染色呈蓝绿色

19、酸性重铬酸钾浓硫酸溶液：

检测酒精，呈灰绿色

20、溴麝香酚蓝水溶液：

检测CO2，由蓝变绿再变黄

21、卡诺氏固定液：

用于细胞有丝分裂根尖的固定

22、解离液（5%盐酸和95%酒精按1：

1的比例配成）：

有丝分裂中根尖的分离与固定

23、层析液：

用于叶绿素的分离，主要类型：

①由20份石油醚（在60～90℃下分馏出来的）、2份丙酮和1份苯混合而成；

②95%的酒精；

③93号汽油；

④9份体积分数为95%的酒精和1份苯混合；

⑤汽油或四氯化碳加少许无水硫酸钠。

24、20%新鲜肝脏研磨液：

含有H2O2酶，可促进H2O2分解产生O2

25、秋水仙素（C22H25O6N）：

用于单倍体育种，作用机理是可抑制植物细胞有丝分裂中纺缍体的形成，可导致细胞内染色体数目加倍。

是1937年发现的，是从百合科植物秋水仙的种子和球茎中提取出来的一种植物碱。

它是白色或淡黄色的粉末或针状结晶，有剧毒，使用时应特别注意。

26、滤纸：

过滤或纸层

27、纱布、尼龙布：

过滤，遮光

28、云母片：

阻止生长素传递

29、微电流计：

测量神经元受刺激时，神经元细胞内或细胞间的兴奋传递情况

七、实验技术

1、光学显微镜的使用：

包括显微镜的取送、放置、旋转、对光（反光镜及光圈的使用）、低倍观察、高倍观察、镜头的擦拭；

显微镜的放大倍数（是物体的长和宽，不是面积，也不是体积）、焦距问题、物镜离装片的远近、准焦螺旋的使用、显微镜使用时物象移动方向、显微镜使用时异物的判断（通常通过移动玻片、转动转换器或旋转目镜来判断）。

2、临时装片、切片和涂片的制作：

适用于显微镜观察，凡需在显微镜下观察的生物材料，必须先制成临时装片、切片和涂片，如“观察植物细胞的质壁分离和复原”中要制作洋葱表皮细胞的临时装片，在“生物组织中脂肪的鉴定”中要制作花生种子的切片，在“观察动物如人体血液中的细胞”中要制作血液的涂片等等。

3、研磨，过滤：

适用于从生物组织中提取物质如酶、色素等，要求学生熟练掌握研磨、过滤的方法，如研磨时要先将生物材料切碎，然后加入摩擦剂（常用二氧化硅）、提取液和其它必要物质，充分研磨之后，往往要进行过滤，以除去渣滓，所用过滤器具则根据需要或根据试题中提供的器材加以选用，如可用滤纸、纱布、脱脂棉、尼龙布等。

4、解离技术：

适用于破坏细胞壁，分散植物细胞，制作临时装片。

5、恒温技术：

适用于有酶参加的生化反应，一般用水浴或恒温箱，根据题目要求选用。

6、层析技术：

适用于溶液中物质的分离。

主要步骤包括制备滤纸条、划滤液细线、层析分离等。

7、植物叶片中淀粉的鉴定：

适用于光合作用的有关实验，主要步骤包括饥饿处理、光照、酒精脱色、加碘等。

8、根尖培养技术：

有丝分裂实验的材料

9、小动物饲养技术：

饲养小白鼠等实验动物

10、微电流测量技术：

用于刺激神经元细胞时，兴奋的传递情况。

刺激神经元的某一点时，相对于该神经元的刺激点而言，其两侧均有电位变化（用两表则可在两侧任意位置，用一表测定则相对于受刺激点不等距位置有两次偏转）可证明在同一神经元内具有双向传递性；

刺激突触前神经元时，突触后神经元可测得电位变化，刺激突触后神经元时，突触前神经元测不到电位变化，可证明突触传递具有单向传递性。

11、pH控制技术：

利用缓冲液调节pH，确保实验环境的pH相对稳定。

三、实验方法

1、显微观察法：

如“观察细胞有丝分裂”“观察叶绿体和细胞质流动”“用显微镜观察多种多样的细胞”等。

2、观色法：

如“生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”“观察动物毛色和植物花色的遗传”“DNA和RNA的分布”等。

3、同位素标记法（元素示踪法）：

如“噬菌体浸染细菌的实验”“恩格尔曼实验”等。

4、补充法：

如用饲喂法研究甲状腺激素，用注射法研究动物胰岛素和生长激素，用移植法研究性激素等。

5、摘除法：

如用“阉割法、摘除法研究性激素、甲状腺激素或生长激素的作用”“雌蕊受粉后除去正在发育着的种子”等。

6、杂交法：

如植物的杂交、测交实验等。

7、化学分析法：

如“番茄对Ca和Si的选择吸收”“叶绿体中色素的提取和分离”等。

8、理论分析法：

如“大、小两种草履虫的竞争实验”“植物向性动物的研究”等。

9、模拟实验法：

如“渗透作用的实验装置”“分离定律的模拟实验”等。

10、引流法：

临时装片中液体的更换，用吸水纸在一侧吸引，于另一侧滴加换进的液体。

11、实验条件的控制方法

⑴增加水中O2：

泵入空气或吹气或放入绿色植物；

⑵减少水中O2：

容器密封或油膜覆盖或用凉开水；

⑶除去容器中CO2：

NaOH溶液、Na2CO3溶液；

⑷除去叶中原有淀粉：

置于黑暗环境（饥饿）；

⑸除去叶中叶绿素：

酒精水浴加热（酒精脱色）；

⑹除去植物光合作用对呼吸作用的干扰：

给植株遮光；

⑺单色光的获得：

棱镜色散或透明薄膜滤光；

⑻线粒体提取：

细胞匀浆离心；

⑼消除叶片中脱落酸的影响：

去除成熟的叶片；

⑽消除植株本身的生长素：

去掉生长旺盛的器官或组织（芽、生长点）；

⑾补充植物激素的方法：

涂抹、喷洒、用含植物激素的羊毛脂膏或琼脂作载体；

⑿补充动物激素的方法：

口服（饲喂）、注射；

⒀阻断植物激素传递：

插云母片法。

12、实验结果的显示方法——实验现象的观测指标

⑴光合作用：

O2释放量或CO2吸收量或有机物生成量。

例：

水生植物可依气泡的产生量或产生速率；

离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目；

植物体上的叶片可依指示剂（如碘液）处理后叶片颜色深浅。

⑵呼吸作用：

O2吸收量或CO2释放量或有机物消耗量

⑶原子或分子转移途径：

同位素标记法或元素示踪法

⑷细胞液浓度大小或植物细胞活性：

质壁分离与复原

⑸溶液浓度的大小：

U型管+半透膜

⑹甲状腺激素作用：

动物耗氧量、发育速度等

⑺生长激素作用：

生长速度（体重、体长变化）

⑻胰岛素作用：

动物活动状态（是否出现低血糖症状——昏迷）

⑼胰高血糖素作用：

尿糖的检测（在尿液中加斐林试剂进行沸水浴，看是否出现砖红色沉淀）

⑽菌量的多少：

菌落数、血球计数板

⑾生长素作用及浓度高低的显示：

可通过去除胚芽鞘后补充生长素后的胚芽生长情况来判断（弯曲、高度）

⑿淀粉：

碘液（变蓝色）

⒀还原性糖：

斐林试剂/班氏试剂（沸水浴后生成砖红色沉淀）

⒁CO2：

Ca（OH）2溶液（澄清石灰水变浑浊）

⒂乳酸：

pH试纸

⒃O2：

余烬复燃

⒄蛋白质：

双缩脲试剂（紫色）

⒅脂肪：

苏丹Ⅲ染液（橘黄色）；

苏丹Ⅳ染液（红色）

⒆DNA：

甲基绿（染色后，呈绿色）

⒇RNA：

吡罗红（呈红色）