1、高中生物教材实验归纳分析一、教学大纲规定的部分实验归类分析1观察类实验在此类实验中常综合运用显微观察技术、染色技术、玻片标本制作技术等。归类如下：实验名称观察方式观察对象显微镜玻片标本染色剂生物材料观察叶绿体原色观察叶绿体高倍临时装片无菠菜叶观察细胞质流动细胞质(以叶绿体作参照)高倍临时装片无黑藻嫩叶观察质壁分离与复原紫色大液泡高倍临时装片无洋葱表皮观察有丝分裂染色观察染色体高倍临时装片龙胆紫(醋酸洋红)洋葱根尖脂肪的鉴定脂肪高倍切片临时装片苏丹或苏丹染液花生种子2鉴别类实验在此类实验中，常利用某种试剂对生物体或细胞中成分进行鉴别针对不同的鉴别对象，采用不同的试剂。归类如下：实验名称鉴定对象试
2、剂颜色水浴加热生物材料生物组织中糖类的鉴定淀粉碘液蓝色无脱色的叶片还原糖斐林试剂(班氏试剂)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、血浆蛋白质的鉴定蛋白质双缩脲试剂紫色无豆浆、牛奶、鸡蛋清、蛋白质类酶DNA粗提取与鉴定DNA二苯胺试剂蓝色需要（加热煮沸）鸡血细胞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汇总法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
3、。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
4、行：实验准备，包括必要的实验器材及实验药品的准备；满足条件X，设计一个实验，观察事件P能否发生；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；设计对照实验。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：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。若条件X存在，事件P能发生；条件X改变，事件P能发生。结论是。若条件X存在，事件P不能发牛，条件X改变，事件P能发生。结论是。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
5、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
6、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，分类讨论无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1771年，英国科学家普里斯特利发现植物可以更新空气的实验；1864年，德国科学家萨克斯证明光合作用产生淀粉的实验；1880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；20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1
7、880年，达尔文研究向光性的实验；1928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是遗传物质格里菲思和艾弗里的肺炎双球菌的转化实验；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用干燥和潮湿的
8、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；探究B元素对花粉管萌发的影响；鉴定唾液淀粉酶是蛋白质细胞膜、细胞分裂、细胞分化用荧光染料探究细胞膜的流动性；用红色花瓣、盐酸、清水等材料探究细胞膜的选择透过性；探究细胞分裂素促进植物细胞有丝分裂的作用；探究煤焦油引起细胞癌变；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、细胞呼吸探究萤火虫发光与ATP的关系；温度、光照、CO2浓度对植物光合作用的影响；探究光照强度、温度、空气湿度等对蒸腾作用的影响；探究溶液浓度与植物细胞渗透作用的关系；探究矿质元素与植物元索缺乏症的关系；探究影响酵母菌发酵速度的因素激素调节及神经
9、调节探究生长素与细胞分裂素在植物组织培养中的作用；探究赤霉素对植物伸长生长的促进作用；探究胰岛素与尿糖的关系；神经传导的实验探究被子植物的个体发育验证种子是否有活性（纵剖、染色）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
10、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
11、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是否单侧光照、均匀光照改变幼苗的空间位置以接受重力影响幼苗的弯曲状况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
12、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： 空白对照：对照组为不作任何处理的对象组。 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。 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） 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
13、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、实验过程中常用试剂的作用、检测指标的设置及实验条件的调控1化学物质的常用检测试剂或方法（1）淀粉一碘液（2）还原糖一一斐林试剂或班氏试剂（沸水浴，砖红色沉淀）（3）CO2一一Ca（OH）2溶液或酸碱指示剂（4）乳酸一一pH试纸（5）O2一带火星木条复燃（6）无O2一火焰熄火（7）蛋白质一双缩脲试剂（不加热，紫色反应）（8）染色体一龙胆紫溶液、醋酸洋红液（9）DNA一二苯胺试剂（沸水浴，蓝色反应）（10）脂肪一一一苏丹染液（橘黄色）或苏丹染液（红色）2实验结果的显示方法（1）光合速率一一O2释放量或C
14、 O2吸收量或淀粉产生量（2）呼吸速率一一O2吸收量或C O2释放量或淀粉减少量（3）物质代谢途径放射性同位素示踪法（4）细胞液浓度大小质壁分离（5）细胞是否死亡质壁分离、细胞质流动（6）甲状腺激素的作用动物耗氧量，发育速度等（7）生长激素的作用生长速度（体重变化身高变化）（8）胰岛素的作用一一动物活动状态（9）菌量菌落数或亚甲基蓝溶液褪色程度（10）大肠杆菌伊红一一美蓝琼脂培养基（鉴别培养基）3实验条件的控制方法（1）增加水中氧气泵人空气或吹气或放人绿色植物（2）减少水中氧气容器密封或油膜覆盖或用凉开水（3）除去容器中的C O2NaOH溶液（4）除去叶片中原有淀粉置于黑暗环境中（饥饿处理）（
15、5）除去叶片中叶绿素酒精加热（6）除去光合作用对细胞呼吸的于扰给植株遮光（7）得到单色光棱镜色散或彩色薄膜滤光（8）血液抗凝加入柠檬酸钠（9）线粒体提取细胞匀浆离心（10）细胞膜提取清水处理哺乳动物红细胞（11）骨的脱钙盐酸溶液浸泡（12）灭菌方法培养基用高压蒸气灭菌：接种环用火焰灼烧灭菌；双手用肥皂洗净，擦干后用75酒精消毒；实验室或接种箱用甲醛蒸汽或紫外灯灭菌；整个接种过程都在实验室无菌区或酒精灯火焰旁进行。4实验中控制温度的方法（1）还原糖、DNA鉴定：沸水浴加热（2）酶促反应：水浴保温（3）用酒精溶解叶中的叶绿素：酒精要隔水加热（4）细胞和组织培养以及微生物培养：恒温培养七、中学生物实
16、验中包含的基本技术1玻片标本的制作：一般制作的是临时装片（1）压片法(如洋葱根尖细胞的有丝分裂)。压片的一般过程是：取材固定解离（对不易分散的材料用10%HCl处理)染色压片观察。（2）装片法（如高倍镜下观察叶绿体和细胞质的流动）。其过程是：将材料在载玻片水滴中展平放盖玻片时应从一侧慢慢盖在水滴上，防止气泡产生对材料染色或改变溶液浓度观察。2显微镜使用的基本技术：包括低倍镜和高倍镜的使用技术（1）使用低倍镜时应注意正确对光和焦距的调节（粗、细准焦螺旋的调节）。（2）高倍镜的使用方法包括：低倍镜下找到物像并移至视野中央；转动转换器，使高倍物镜正对通光孔；调节细准焦螺旋至物像清晰。3纸层析技术（如
17、叶绿体中色素的提取和分离）：制样液；制备滤纸条；点样液；层析，观察实验结果。4比色法（如生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定）：是利用生物组织中的有机物与某些化学试剂相互作用，产生特定的颜色反应。根据颜色反应鉴定生物组织中某些有机物的存在。5恒温技术（如探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用）（1）条件：水浴、恒温。（2）用途：此项技术主要用于酶的催化反应或细菌的培养等。6研磨、过滤技术（如叶绿体中色素的提取与分离）：研磨过程小加入SiO2是为了研磨充分，色素提取时加CaCO3是为了避免色素被破坏。其原因是叶绿体基质呈弱碱性，细胞液呈弱酸性，加人CaCO3是为了让弱碱性的CaCO3中和细胞液的酸性物质使色素分子在叶绿体破裂后仍处于弱碱性环境中使色素的结沟和性质维持稳定。
