會考生物實驗設計題的解題思路

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會考生物實驗設計題的解題思路

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◆在進行實驗設計時,一般可遵循以下思路進行:明確實驗目的---確定實驗原理、方法---設計實驗步聚---預測(預期)實驗結果---檢查糾錯。

▌一、明確實驗目的

實驗目的就是指所要設計的實驗試圖發現或解決什麼問題,它是整個實驗的中心所在。依據實驗目的可將實驗分為三大類:

第一類是探究性實驗。探究者根據一定的實驗目的,利用現有的實驗條件,通過控制實驗變數來探究研究物件的未知屬性、特性以及其它因素的關係,依據實驗現象推測出結論的實

驗方法。由於探究者在實驗前提出的假說往往是比較模糊的,因此對實驗結果的預期也是不確定的,僅僅把可能出現的實驗現象考慮在內,再由各種現象來推測出最可能的實驗結論,而

事實上最後真正的實驗結果和相應的結論都只有一種。如:“探索小白鼠在低於適宜溫度的條件下能量代謝情況”、“探索光照對種子萌發的影響”、“探索死的大豆種子和活的大豆種

子誰的吸水力強”等等。

第二類是驗證性實驗。實驗者在實驗前已經知道了相關的實驗原理,並對實驗現象已經形成一定認識或提出了某種比較確定的假說,再通過具體實驗來驗證相應的生物學現象或事實

的實驗方法。由於實驗者在實驗前大都已掌握了實驗結果和實驗結論,因此,對實驗結果的和預期往往是唯一的。如:“驗證鎂是植物必需的礦質元素”、“驗證光合作用需要CO2”、

“驗證Ca2+在血液的凝固中具有重要作用”、“驗證脊髓的`背根具有傳入功能,腹根具有傳出功能”等。

第三類是設計一種程式或模型,如“設計一個育種程式”、“設計一個生態瓶”、“設計一個生態農業模型”等,這裡不再贅述。

明確實驗目的十分重要,它可以說是一個實驗能否設計成功的關鍵。例如在學習微生物的培養之後,遇到這樣一道題,“某山區有一條小溪,水質清澈,請你設計一個實驗來驗證該

水質是否受到糞便的汙染”。結果相當多的學生沒有明確實驗目的,將實驗設計為“鑑定水質是否符合飲用水的標準”,其實該實驗只需將待檢水樣在無菌條件下接種到伊紅—美藍培養

基上恆溫培養,觀察有無深紫色的大腸桿菌菌落產生即可。

▌二、明確實驗原理、實驗方法

明確實驗目的以後,就要依據實驗材料,恰當地確定實驗原理,它是實驗結果判定的依據。在大腦中快速提取儲存於大腦中的常規實驗原理,而後進行加工改造,設計出新的實驗

方案來。

常用的實驗原理如下:

Ⅰ、物質成分類

1、可溶性還原糖(如麥芽糖、果糖、葡萄糖)的鑑定用斐林試劑,實驗現象是磚紅色沉澱。

2、尿糖的鑑定可用班氏糖定性試劑,實驗現象是出現磚紅色沉澱。

3、脂肪的鑑定用蘇丹Ⅲ染液,顏色反應是橘黃色,或蘇丹Ⅳ,顏色為紅色。

4、蛋白質用雙縮脲試劑,顏色反應是紫色。

5、DNA用二苯胺試劑,顏色反應是藍色。

6、澱粉用碘-碘化鉀試劑,顏色反應是藍色。

7、水源是否符合飲用水的標準,判斷依據是將1000ml水樣進行過濾,無菌條件下接種到伊紅-美藍培養基上,觀察培養基上的大腸桿菌菌落數是否超過3個。

Ⅱ、酶的性質

1、酶的專一性

澱粉酶只能催化澱粉水解為麥芽糖,而不能水解蔗糖。麥芽糖是可溶性還原糖,蔗糖不是可溶性還原糖。故可用斐林試劑檢驗是否發生了催化反應。

2、酶的高效性。

酶作為有機催化劑,和無機催化劑相比具有高效性,可通過“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”驗證,實驗中必須注意:①必須用新鮮的肝臟做實驗材料,②肝臟製成研磨液,

加大接觸面積,③可適當提高溫度增加酶活性,④一定不要用同一吸管先後滴加兩液。

3、酶需要適宜的條件

酶活性的高低取決於酶結構的變化,故在設計酸、鹼、鹽、溫度、PH對酶活性的影響這類實驗時,要先為酶促反應創造好條件,最後再加入酶。

Ⅲ、植物生理方面

1、驗證是否進行了光合作用

因為光合作用的產物主要是澱粉,故可用碘—碘化鉀來檢驗是否進行了光合作用。因為正常葉片中都含有澱粉,故在實驗進行前都要將植物放在暗室中進行“飢餓”處理,因為葉綠

體中的色素是有機物,可溶於酒精中,故在用碘—碘化鉀檢驗是否有澱粉生成前,可用酒精水浴煮沸法將葉片進行脫色處理。如需判定是C3或C4植物,需用顯微鏡觀察葉片橫切面染色

部位。

2、探索光合作用強度

沉水植物(如黑藻)在進行光合作用時,會產生氣泡。故可用單位時間內產生氣泡的多少來判定光合作用強度的大小。

水生植物在進行光合作用時,會吸收水中的CO2,而CO2的吸收又會影響水的PH值,故如果試驗材料中給出了能靈敏指示PH值變化的試劑,就可依據PH值的變化判定光合作用速度

的大小。

3、驗證植物必需的礦質元素

採用溶液培養法,判斷依據是:在人工配置的營養液中,除去或加入某種礦質元素,然後觀察植物在營養液中生長髮育的狀況,如果除去某一種礦質元素後,植物的生長髮育仍正常,

就說明這種礦質元素不是植物必需的礦質元素;如果除去某一種礦質元素後植物的生長髮育不正常了,而補充這種礦質元素後,植物的生長髮育又恢復正常的狀態,就說明這種礦質是植物

必需的礦質元素。

4、植物激素有關的實驗

首先應該熟練掌握有關生長素產生、運輸、生理作用等方面的知識。在此基礎上還要理解其典型的實驗方法:瓊脂收集激素法,激素塗抹法、激素浸泡法、將產生生長素的枝條嫁接

到其它植物體上以觀察植物激素生理作用的方法等。此外,還要知道其它幾種常見激素的生理功能。

5、種子或其它植物組織呼吸強度

組織呼吸作用是一個消耗O2,產生CO2的過程,而NaOH可吸收CO2,故通常在密封玻璃罩內進行實驗。密封玻璃罩中氣壓變化反映出O2的變化情況,而O2的變化情況又反映出植

物組織呼吸強度,所以可以依據密封玻璃罩中氣壓變化情況判斷呼吸強度的變化情況。可以通過玻璃管中水滴的移動距離來判斷。

種子進行呼吸時會產生熱量。所以也可用測量溫度變化情況的方法來判斷組織呼吸強度的大小。

Ⅳ、動物生理方面

1、激素方面

常採用的研究方法有①切除內分泌腺法 ②移植內分泌腺法 ③注謝內分泌腺提取物法 ④飼餵法 ⑤注射激素法

2、神經生理方面

反射弧結構的完整性是反射發生的結構基礎;興奮在神經纖維上的傳導是以區域性電流的形式進行的,可以用測定電位的儀器來測定興奮的傳導情況;興奮在神經纖維上的傳導具有雙向

性;電刺激可引起神經纖維膜電位的變化,產生並傳導興奮;興奮在神經纖維上的傳導可以在機械切斷、機械壓迫、冷凍的作用下而阻斷。

興奮在神經元之間是通過突觸來傳遞的,具有單向性。是由神經遞質傳遞的,有些物質可阻斷或加強突觸的傳遞。

3、能量代謝方面

動物能量代謝強度可依據單位時間內的耗氧量或耗定量氧所用時間的多少來判定。實驗設計時通常在密封的玻璃罩中進行實驗。用鹼液吸收空氣中的CO2,密封玻璃罩中氣壓變化反

映出O2的消耗情況,而O2的消耗情況又反映出動物能量代謝強度。所以可以依據密封玻璃罩中氣壓變化情況判斷呼吸強度的變化情況。