2010高考二轮复习生物教案（13）基础实验

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2010高考二轮复习生物教案（13）
基础实验
【知识网络】
【教法指引】
生物学作为一门自然科学，各种生物学现象只有通过实验才能得到科学的解释，各种生物体的结构特征和生理功能必须通过实验才能观察和分析清楚。因此，实验教学在生物教学中具有不可动摇的重要地位。在人教版新课标高中生物教学大纲中，教材突出了实验内容多，实验形式广，实验要求高的特点。而在考试大纲中也对实验与探究能力提出了明确的要求。那么，在高三复习阶段，我们应该如何科学地在高一高二实验教学的基础上按考纲要求来进行实验的复习教学呢？21世纪教育网
1． 结合实际情况，完成考纲所列实验21世纪教育网
受到具体实验条件和教学课时安排的限制，许多实验可能按照课本的方法要求来做比较困难，但是这不应该成为不做实验的借口。如果能够进行恰当的教学处理，应该说所有的实验不但基本都能圆满完成，而且能够取得非常好的教学效果。我在具体的教学中主要采取以下几种处理方法：21世纪教育网
1.1将同类实验加以合并21世纪教育网
如实验器材相同的（分子与细胞部分的观察DNA、RNA在细胞中的分布；用显微镜观察多种多样的细胞；观察线粒体和叶绿体；观察细胞的有丝分裂；遗传和进化部分的观察细胞的减数分裂；稳态与环境部分的探究培养液中酵母菌数量的动态变化等都需要使用显微镜观察）；实验材料相同的（分子与细胞部分探究酵母菌的呼吸方式；稳态与环境部分的探究培养液中酵母菌数量的动态变化都是用酵母菌作为实验材料）；实验性质相同的（同属观察类实验，检测性实验，探究性实验，调查类实验，模拟性实验，应用性实验），都可以考虑进行适当的合并。作为复习，合理地合并实验不但可以节约实验教学时间，还有利于学生对相关知识的重点强化和建立合理的知识联系。比如哪些实验用到了显微镜（是否需要使用高倍镜）？哪些实验材料在实验前后都保持其生物活性？等等，在合并实验后学生对相关内容及其联系的印象非常深刻。21世纪教育网
1.2 拓展实验21世纪教育网
课本上有的实验内容比较简单，可以在原有的基础上进一步拓展延伸，这样既能够充分提高学生的实验兴趣，又可以使学生对相关问题的认识更加深入，很大程度上改进了复习的效果。例如:在必修一实验检测生物组织中的糖类，脂肪和蛋白质的基础上，可以做如下拓展:①。关于原理的问题拓展: 双缩脲反应只能用来检测蛋白质吗 ②。 实验材料种类的拓展:还可以提供哪些适合的动物组织作为选择对象 ③。 试剂的拓展:还原性糖和蛋白质还可以通过什么方法检测 检测淀粉的试剂可以替换成碘化钾溶液吗 21世纪教育网
1.3简化和改进实验21世纪教育网
对于部分操作较为繁杂的实验，使学生真正认识到课本上的实验在确定了实验原理之后，实验材料和用具，包括试剂药品的用量其实都是可以根据实际情况进行修改甚至简化的。这样就可以做到既节约实验时间，又不影响对实验的理解和掌握。例如：将叶绿体色素的提取和分离实验中的纸层析部分操作改成使用玻棒在干燥滤纸中心点样来实现；将DNA的粗提取部分操作改成：先将10毫升加了盐的洗洁精放入100克剁碎的洋葱中，捣碎后将洋葱过滤倒入烧杯，将澄清的溶液加入等量酒精后轻轻摇动，DNA将会以白色的“絮状物”出现 (洗洁精可以溶解洋葱的细胞壁，食盐保持溶液中的盐度与细胞液相当，酒精则可以萃取DNA。)
1.4 将原有演示实验和分组实验反置处理，以提高学生的实验兴趣，改善实验课堂教学效果。21世纪教育网
出于特殊的考虑，对部分耗时较长，操作较复杂的演示实验，可以不进行分组而改为老师协助学生演示。21世纪教育网
另外，对部分高一高二已经做过的简单实验，可以考虑播放实验视频(如显微镜的操作和使用)，并及时提出相关问题加以复习巩固。
1.5 适当补充实验21世纪教育网
由于必修二部分实验数量比较少，学生在复习到这里时总觉得理论的实验验证性不强。基于此，我们完全可以补充一些实验内容加以强化。例如，为了使学生较好地理解动物种群数量的调查方法标志重捕法，可以设计如下模拟实验:
实验步骤：
1) 在塑料糖果瓶中装入黑色围棋子100枚。
2) 随意从瓶中抓取棋子并清点记录其数量。21世纪教育网
3) 取相同数量的白色围棋子装入瓶中，加盖后摇动瓶子1min左右，使黑白棋子尽量混合均匀。
4) 打开瓶子，闭眼后从瓶子里随意抓取棋子，并分别清点记录抓得两种颜色棋子的数量。
5) 重复以上实验2次以上，将所得数据填入并完成下面表格：K.S.5.U
实验1 K.S.5.U 实验2 K.S.5.U 实验3 K.S.5.U 平均值K.S.5.U
第1次抓取数(标记总数a)
第2次抓取数(标记个数b/抓取数c)
实验估测总个数ac/b
实际总个数
2．重视学生通过实验对经典结论的验证，以及对试验现象和结果进行科学的解释、分析和处理
例如：在进行探究酵母菌的呼吸方式实验时，可以精心设置以下一组问题让学生自己设计实验进行验证，并对可能出现的现象和结果进行合理的解释、分析和处理：①温度会影响酵母菌的呼吸速率吗？为什么？②酵母菌在有氧和无氧条件下繁殖的速率一样吗？请设计实验进行分析。③酵母菌无氧发酵时能够使发酵液的酒精浓度不断升高吗？为什么？④你能设计实验证明酒精发酵过程中是否有二氧化碳的生成吗？通过讨论分析，学生能以温度作为自变量设计实验验证温度能明显影响酵母菌的呼吸速率，并能分析出是通过影响呼吸酶的活性而影响其呼吸速率的正确结论；能在稀释后镜检发现有氧呼吸和无氧呼吸的情况下酵母菌繁殖速率的差异，进而推导出能量对繁殖速率影响的结论；能够通过一段时间后酵母菌的大量死亡推导出酒精对酵母菌的毒害作用是导致发酵液酒精浓度不能持续升高的主要原因；能够用澄清石灰水检测二氧化碳的生成，进而确定酵母菌的无氧发酵产物有二氧化碳。
当然，可能学生通过实验不能得到正确的结论，例如在设置不同温度梯度的情况下酵母菌的呼吸都不明显时，就应该及时引导学生分析可能的原因：①从培养对象的角度分析：是否是选用的酵母活性太差？②从实验变量的角度分析：是否是温度梯度设置不够合理？如温度梯度太大或太小，导致每组的温度设置都远远偏离最适温度？（可以查资料确定酵母菌的适宜发酵温度为25～28℃）③从无关变量的角度分析：是否培养液中添加的营养物质过少？并针对可能的原因进行逐一分析，最终确定导致实验失败的真正原因。
3． 刻意培养学生运用科学的研究方法对生物学问题进行探究的能力
没有规矩，不成方圆。应该说，无论是使用哪一种研究方法对相关的生物学问题进行探究，都应该严格遵守实验设计的基本原则。如在实验步骤的具体设计上，是否遵守了单一变量原则，可重复性原则，对照性原则等等。在任何一个实验方案的实施过程中，都有必要反复强调这些原则，让学生象对待行为规范一样去遵守。
需要注意的是，除了以上原则以外，实验步骤设计的有序性也是非常重要的。先做什么，后做什么，一定要认真推敲。就比如我们在说话时，如果表达的颠三倒四前言不搭后语，是根本不可能解释清楚甚至会完全理解错误的。
4． 重视学生实验后的自我评价和成果交流
许多同学往往在实验成功之后就认为是万事大吉了，其实实验后对自己实验的评价，以及和其他同学进行实验成果的交流都是非常重要的。成功的经验可以共享，失败的教训也值得借鉴。只有通过认真的交流和探讨，才能真正理解实验从选材到操作的每一步要求的必要性。实验的主要目的不单单是为了成功完成实验过程，更重要的是为了知道如何才能成功；又有哪些因素可能导致实验失败。做到既动手，又动脑。
5．选择典型题目，进行拆解整合式训练
由于实验设计题型本身的特殊性．在具体的教学中如果直接进行整体训练，一开始可能大部分同学是无法接受的。所以不妨对一些典型的题目先进行拆解，让学生一次只解决题目中的一部分问题，最后再把整个题目整合给学生解答。必要时甚至于可以把参考答案编制成选择的形式让学生判断。这样做一方面可以降低难度，让学生能够做出准确的解答增强自信；另一方面，学生通过类似的练习，也有利于逐渐摸清实验设计题的一般命题意图和解题程序。
例题：近些年来，世界范围内蛙类数量迅速减少，尽管其原因是多方面的，但科学家认为一个重要因素是：臭氧层变薄，目光中紫外线增加，使蛙卵发育中基因突变的几率大大增加。请用下面所提供的材料和用具设计一个实验来判定上述观点的正误。
一、材料用具
蛙受精卵数百粒 玻璃水槽三个 紫外线发射器 水温调节棒 清水
小型空气泵 蝌蚪饲料 紫外线遮挡板
二、实验步骤：_____________________________________________
三、 实验的可能结果及其说明的结论
我们可以将上题先拆解为如下3个小题：
⑴． 臭氧层变簿，目光中紫外线增加，使蛙卵发育中基因突变的几率大大增加。为了确定紫外线的诱变作用，你认为对照组应该是( )
A使用紫外线发射器组 B使用紫外线遮挡板组
C正常目光照射组 D无对照组
⑵．下列能够影响蛙卵发育的环境因素包括：
A温度 B氧气 C紫外线 D水中的营养物质
⑶．如果基因突变会导致孵化率下降和畸形蝌蚪比例增加，各组的孵化率和畸形蝌蚪的比例有什么特点
通过实际课堂教学发现，在把上述3道小题练习完之后再做原题，效果就好的多。
综上所述不难看出，只要能够立足课本实验，把握考纲要求，合理分类、合并、拓展和加强设计方面的开放式训练，高三阶段的实验复习课完全可以上的有滋有味，高质高效。
【专题要点】
1．检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质实验。
经常考查检测试剂斐林试剂、苏丹染液和双缩脲试剂的名称及相应的反应的结果。斐林试剂和双缩脲试剂的组成成份相同，但浓度、鉴定的物质、原理、使用方法、反应条件和反应结果都不相同。鉴定还原性糖的实验中，应选择含糖量高且近于白色的组织。还原性糖：有还原性基团——游离醛基或酮基的糖，如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖等。双缩脲试剂不能写成双缩脲，双缩脲能在碱性条件下与CU2+作用形成紫色络合物，由于蛋白质子中含有很多与双缩脲结构相似的肽键，因此，蛋白质可与双缩脲试剂发生颜色反应，从而鉴定蛋白质的存在。
2 用显微镜观察多种多样的细胞
关键是显微镜的使用：取镜→安放→对光→压片→观察→收放。观察任何标本都必须先用低倍镜，且标本应透明。高倍镜使用：先使用低倍镜确定目标→移动装片，使目标位于视野中央→转动转换器，换用高倍镜→调焦（转动细准焦螺旋）(视野较暗,可调反光镜或光圈)。显微镜使用注意事项：
（1）成像特点：放大倒立的虚像。
（2）放大倍数计算：物镜的放大倍数×目镜的放大倍数。放大倍数指的是物体的长或宽。
（3）物像的移动方向与装片的移动方向相反。
（4）低倍镜下成像特点：物像小、细胞数目多、视野亮。
高倍镜下成像特点：物像大、细胞数目少、视野暗。
（5）物镜和目镜的判断方法：物镜有螺纹，目镜无螺纹。
（6）放大倍数的判断方法：
目镜：镜头长放大倍数小，镜头短放大倍数大。
物镜：镜头长放大倍数大，镜头短放大倍数小。
物镜与装片之间的距离：距离近放大倍数大，距离远放大倍数小。
3．用高倍镜观察线粒体和叶绿体
叶绿体在显微镜下观察，绿色球形或椭球形。用健那绿染液染色后的口腔上皮细胞中线粒体成蓝绿色,细胞质接近无色。藓类叶为单层细胞，菠菜叶下表皮略带一些叶肉也可，叶绿体呈椭圆形，可随细胞质的流动而流动。叶绿体在弱光下以最大面积（长轴）转向光源，在强光下以最小面积（短轴）转向光源。植物线粒体相对较少，叶绿体颜色易掩盖线粒体被染成的蓝绿色，所以一般不用植物细胞观察线粒体。
4．通过模拟实验探究膜的透性
某些半透膜（如动物的膀胱膜、肠衣等），可以让某些物质透过，而另一些物质不能透过。或者（玻璃纸）水分子可以透过，而蔗糖分子因为比较大，不能透过。可以用半透膜将不同浓度的溶液分隔开，然后通过观察溶液液面高低的变化，来观察半透膜的透性，进而类比分析得出生物膜的透性。实验中并未设置对照实验而是前后对照。所以在开始时要记下内外液面的高度，注意分析：漏斗管内的液面为什么会升高？（由于单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量多于从长颈漏斗渗出的水分子数量，使得管内液面升高）；如果用一层纱布代替玻璃纸，漏斗管内的液面还会升高吗？（用纱布替代玻璃纸时，因纱布的孔隙很大，蔗糖分子也可以自由通透，因而液面不会升高）如果烧杯中不是清水，而是同样浓度的蔗糖溶液，结果会怎样？（半透膜两侧溶液的浓度相等时，单位时间内透过玻璃纸进入长颈漏斗的水分子数量等于渗出的水分子数量，液面也不会升高）
5．观察植物细胞的质壁分离和复原
原理：①细胞液浓度>细胞外溶液浓度时，细胞吸水；细胞液浓度<细胞外溶液浓度时，细胞失水②细胞壁与原生质层的伸缩能力不同。条件：细胞内外溶液存在浓度差，活细胞且具有大液泡。紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞具紫色大液泡，是该实验的理想材料,不应选择具有无色或浅色液泡的组织细胞。结论：细胞外溶液浓度 ＞ 细胞液浓度时，细胞失水 ；质壁分离的细胞外溶液浓度 ＜ 细胞液浓度时，细胞吸水 ， 质壁分离复原。实验过程中关键是观察细胞壁、原生质层和液泡的体积颜色 。应用：可以用于测定细胞液的浓度 范围 ；可以用于判断细胞的死活，用于观察植物细胞的细胞膜；验证原生质层和细胞壁伸缩性的大小；比较未知溶液浓度的范围等。细胞发生质壁分离后，细胞壁与细胞膜之间的空隙充满的是0.3mg/mL蔗糖溶液；动物细胞能发生渗透作用但不会发生质壁分离。
6．探究影响酶活性的因素
影响酶活性的因素有很多，如温度、PH。实验过程中要严格控制好各种变量，用淀粉来探究温度对酶活性的影响时不宜用斐林试剂检验，因为斐林试剂与还原性糖只有在加热条件下才能生成砖红色沉淀，而实验需要严格控制不同的温度条件。
7．叶绿体色素的提取和分离
叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂丙酮或无水乙醇中，所以可以用上述溶剂来提取色素，提取过程中加入的碳酸钙和二氧化硅的作用也是常考的知识点。各种色素在层析液中的溶解度不同,随层析液在滤纸上扩散速度不同，画滤液细线一定要均匀、直、细，每次待干后重复若干次。分离色素时不能让滤液细线触及层析液，防止色素溶解在层析液中。
8．探究酵母菌的呼吸方式。
酵母菌在有氧条件下进行有氧呼吸,产生二氧化碳和水，在无氧条件下进行无氧呼吸,产生酒精和少量二氧化碳，实验中用到NaOH溶液、澄清石灰水的作用是重点考查的内容， 探究无氧呼吸产物实验时，如何控制无氧和有氧条件是一个难点。检测CO2的产生：使澄清石灰水变浑浊，或使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。检测酒精的产生：橙色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生反应，变成灰绿色。
9．观察细胞的有丝分裂
常考查的知识点有：制作流程：解离→漂洗→染色→制片；解离的方法和目的：使组织中的细胞相。整个实验中使细胞分散开来,有利于观察.的操作有：解离、用镊子尖弄碎根尖和压片。观察时要先在低倍镜下找到根尖分生区细胞并移到视野的中央再换用高倍镜观察。视野中处于分裂间期的细胞数目最多，原因是细胞分裂间期时间最长。由于在解离时细胞已被杀死，所以不能看到连续的分裂过程，要想看到各时期的细胞，必需移动装片找到各时期的图像。
10．观察细胞的减数分裂。
实验原理：
蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂：减数第一次分裂和减数第二次分裂。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
方法步骤：
11．调查常见的人类遗传病实验原理：
显性遗传病具有世代相传的特点，隐性遗传病隔代出现。伴X染色体隐性遗传病的遗传特点是交叉遗传，隔代出现，患者男性多于女性。伴X染色体显性遗传病的遗传特点是世代相传，患者女性多于男性。
方法步骤：
可以以小组为单位开展调查工作。其程序是：
组织问题调查小组→确定课题→分头调查研究→撰写调查报告→汇报交流调查结果（如右流程图）
12．探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用
实验原理：植物插条经植物生长调节剂处理后，对植物插条的生根情况有很大的影响，而且用不同浓度、不同时间处理其影响程度亦不同。其影响存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。
方法步骤：
（1）选择生长素类似物：2，4-D或α-萘乙酸（NAA）等。
（2）配制生长素类似物母液：5 mg/mL（用蒸馏水配制，加少许无水乙醇以促进溶解）。
（3）设置生长素类似物的浓度梯度：用容量瓶将母液分别配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5 mg/mL的溶液，分别放入小磨口瓶，及时贴上相应标签。NAA有毒，配制时最好戴手套和口罩。剩余的母液应放在4 ℃保存，如果瓶底部长有绿色毛状物，则不能继续使用。
（5）选择插条：以1年生苗木为最好（1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活）实验表明，插条部位以种条中部剪取的插穗为最好，基部较差，梢部插穗仍可利用。实验室用插穗长5～7 cm，直径1～1.5 cm为宜。
（6）处理插条：枝条的形态学上端为平面，下端要削成斜面，这样在扦插后可增加吸收塔水分的面积，促进成活。每一枝条留3-4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。
处理方法：1）浸泡法：把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3cm，处理几小时至一天。（要求的溶液浓度较低，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理）
（2）沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下（约5s），深约1.5cm即可。
13．探究培养液中酵母种群数量的动态变化
实验原理：
（1）在含糖的液体培养基（培养液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。
（2）养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素。
方法步骤：
提出问题→作出假设→讨论探究思路→制定计划→实施计划→按计划中确定的工作流程认真操作，做好实验记录→分析结果，得出结论→将记录的数据用曲线图表示出来
注意：1、提出的问题可以是：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？也可以提出其他的探究问题，例如，在不同温度（以及通氧、通CO2等）条件下酵母菌种群数量增长的情况如何？不同培养液（如加糖和不加糖）中酵母菌种群数量增长的情况如何？等等。
（2）本实验时间较长（7天），因此事前一定要做好周密的计划，定程序、定时间、定人员。
（3）酵母菌计数方法：抽样检测法。
先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。
（4）从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻震荡几次。
14．土壤中动物类群丰富度的动态变化实验原理：
土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些动物的良好栖息场所。研究土壤中动物类群的丰富度，操作简便，有助于理解群落的基本特征与结构。
本研究包括三个操作环节：取样、观察和分类、统计和分析。
（1）取样：取样可以在野外用取样器取样的方法进行采集、调查，即：用一定规格的捕捉器（如采集缺罐、吸虫器等进行取样），（不适于用样方法或标志重捕法）在实验室进行观察。
（2）采集小动物：使用诱虫器取样，比较方便，且效果较好，但时间可能要长一些。也可采用简易采集法：将采集到的土壤放在瓷盆内，用放大镜观察，同时用解剖针寻找。发现体形较大的动物，可用包着纱布的镊子取出；体形较小的动物可用吸虫管采集。采集到的小动物可放入酒精中，也可将活着的小动物放入试管中。
（3）观察和分类：“观察和分类”需要借助动物分类的专业知识。（P76）
（4）统计和分析：“统计和分析”，要求设计一个数据收集和统计表，并据此进行数据分析。
丰富度的统计方法：记名计算法和目测估计法。
记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。
目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。w.k.s.5.u.c
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低倍镜观察
在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞
高倍镜观察
先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目
根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图
绘图
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