2018屆高中生物實驗專題PPT演示課件

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專題八 實驗與探究,一、課本中的實驗,每一個實驗的目的、原理、方法和步驟了如指掌。并能夠應(yīng)用相關(guān)的原理，對其他實驗進(jìn)行設(shè)計和拓展。,考試說明對實驗與探究能力的要求,（1）能獨立完成“生物知識內(nèi)容表”所列的生物實驗，包括理解實驗?zāi)康?、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能綜合運用這些實驗涉及的方法和技能。 （2）具備驗證簡單生物學(xué)事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。 （3）具有對一些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究的能力，包括運用觀察、實驗與調(diào)查，假說演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。 （4）能對一些簡單的實驗方案做出恰當(dāng)?shù)脑u價和修訂。,考綱要求的實驗,（1）觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布 （2）檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質(zhì) （3）用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞 （4）用高倍鏡觀察線粒體和葉綠體 （5）通過模擬實驗探究膜的透性 （6）觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原 （7）探究影響酶活性的因素 （8）葉綠體色素的提取和分離 （9）探究酵母菌的呼吸方式 （10）觀察細(xì)胞的有絲分裂 （11）模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系 （12）觀察細(xì)胞的減數(shù)分裂 （13）低溫誘導(dǎo)染色體加倍 （14）調(diào)查常見的人類遺傳病 （15）探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用 （16）模擬尿糖的檢測 （17）探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化 （18） 土壤中動物類群豐富度的研究 （19）探究水族箱（或魚缸）中群落的演替,,,,,必修1,,,,,必修2,,,,,必修3,選修1： （20）DNA的粗提取與鑒定,網(wǎng) 絡(luò) 構(gòu) 建,第一類：顯微鏡觀察類實驗（7個）,用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞（1-P7） 觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布（1-P26) 觀察線粒體和葉綠體(1-P47) 觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原(1-P61) 觀察細(xì)胞的有絲分裂(1-P115) 觀察細(xì)胞的減數(shù)分裂(2-P21) 低溫誘導(dǎo)染色體加倍(2-P88),鏡筒,壓片夾,載物臺,遮光器與光圈,反光鏡,鏡座,鏡柱,鏡臂,細(xì)準(zhǔn)焦螺旋,粗準(zhǔn)焦螺旋,物鏡,目鏡,顯微鏡的結(jié)構(gòu)：,（一）使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞（1-P7）,顯微鏡的使用,2、取鏡安放,3、對光,4、放置玻片標(biāo)本,5、觀察,6、高倍顯微鏡的使用,1、顯微鏡的構(gòu)造,（1）使用順序：先低倍后高倍 （2）放大倍數(shù)： （3）目鏡、物鏡鏡頭長度與放大倍數(shù)關(guān)系： （4）成像特點：低倍鏡/高倍鏡 （5）物象移動方向與裝片移動方向關(guān)系（包括順逆時針問題） （6）視野光線亮度的調(diào)整與切片顏色、厚度的關(guān)系 （7）污染物位置的判斷,若在低倍鏡下看不到細(xì)胞，不可改用高倍物鏡繼續(xù)觀察。,注意：,1）正確使用低倍鏡：取鏡——對光——安放裝片——下降鏡筒——調(diào)焦。下降鏡筒時，必須雙眼注視物鏡和裝片的距離，以免壓壞裝片和碰壞物鏡。 2）正確使用高倍鏡：將低倍鏡下看到的物像移到視野中央——轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器，換用高倍物鏡——調(diào)整光圈和反光鏡，使視野亮度適宜——調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋，直至物像清晰。,（二）觀察DNA 、RNA在細(xì)胞中的分布(1-p26),實驗原理,吡羅紅,甲基綠,紅色,綠色,主要在細(xì)胞核，線粒體、葉綠體含少量,主要在細(xì)胞質(zhì),取口腔上皮細(xì)胞制片(將載玻片烘干） 水解 沖洗涂片 染色 觀察 （先低倍鏡再高倍鏡/選擇染色均勻、色澤淺的區(qū)域）,方法步驟,（8%的HCl，能改變細(xì)胞膜的通透性，同時使DNA與蛋白質(zhì)分離）,人口腔上皮細(xì)胞DNA、RNA分布,洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞DNA、RNA分布,（蒸餾水）,（0.9%的NaCl）,,,,,（三）觀察線粒體和葉綠體(1-p４7),一、實驗原理,1.高等綠色植物的葉綠體存在于細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中，葉綠體一般是 色的，扁平的 形或 形，可以用高倍顯微鏡觀察它的形態(tài)和分布。 2.健那綠染液是專一性的染線粒體的活細(xì)胞染料?？梢允够罴?xì)胞的線粒體呈現(xiàn) 色，而細(xì)胞質(zhì)幾乎為無色。,綠,藍(lán)綠,球,橢球,二、方法步驟與注意事項,觀察葉綠體裝片：,取材：,（葉片薄且葉綠體大，數(shù)目少）,,制片：,載玻片中央滴一滴清水，將葉片放入，加上蓋玻片， 制成臨時裝片（臨時裝片隨時保持有水狀態(tài)）,,觀察：,先 倍鏡找到葉片細(xì)胞后高倍鏡觀察葉綠體（形 態(tài)和分布）（光強(qiáng)度的變化與葉綠體的位置關(guān)系）,,繪圖：,用鉛筆畫一個葉綠體形態(tài)和分布情況清楚的葉肉細(xì)胞,蘚類小葉或黑藻葉或波菜葉稍帶葉肉的下表皮,低,黑藻細(xì)胞的葉綠體,人口腔上皮細(xì)胞的線粒體,1、原理：①細(xì)胞液濃度>細(xì)胞外溶液濃度時，細(xì)胞吸水； 細(xì)胞液濃度<細(xì)胞外溶液濃度時，細(xì)胞失水 ②細(xì)胞壁與原生質(zhì)層的伸縮能力不同。 2、條件：細(xì)胞內(nèi)外溶液濃度差，活細(xì)胞，大液泡 3、材料：紫色洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞（具紫色大液泡）， 質(zhì)量濃度0.3g/mL的蔗糖溶液（糖液濃度不能過高），清水等。 4、步驟：制片→觀察→蓋玻片一側(cè)滴蔗糖溶液,另一側(cè)用吸水紙吸引→觀察（液泡由大到小,顏色由淺變深,原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離）→蓋玻片一側(cè)滴清水, 另一側(cè)用吸水紙吸引→觀察（質(zhì)壁分離復(fù)原） 5、結(jié)論：（略） 6、應(yīng)用：①可以用于測定細(xì)胞液的濃度 ②可以用于判斷細(xì)胞的死活,(四）觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原(1-P61),觀察植物的質(zhì)壁分離與復(fù)原1,觀察植物的質(zhì)壁分離與復(fù)原2,Ⅰ、實驗原理 Ⅱ、方法步驟,(五)觀察植物細(xì)胞的有絲分裂（1-p115),(1) 根尖、莖尖的分生區(qū)、莖形成層、愈傷組織可觀察到有絲分裂。,(2)細(xì)胞核內(nèi)的染色體容易被堿性染料著色,（1）根尖培養(yǎng)（材料） （2）裝片制作：解離→漂洗→染色→制片（順序不能交換） （3）觀察：低倍鏡觀察 →高倍鏡觀察 （4）繪圖：,Ⅲ、 注意事項,①培養(yǎng)根尖：應(yīng)每天換水 (防止水中缺氧爛根),②取材：取生長旺盛、帶有分生區(qū)的根尖，長度 為根尖的2-3mm(時間：上午10時至下午2時最佳）,③解離：目的：使組織細(xì)胞分離開，殺死并固定細(xì)胞； 解離液：15%鹽酸∶95%酒精溶液＝1∶1； 時間：室溫3-5分鐘，至根尖酥軟（時間短則細(xì)胞沒有完全分離，長則可能使根尖爛掉）,④漂洗：用清水漂洗10min，目的是洗去組織中的解 離液，便于染色(防止酸堿中和)。,⑥壓片：目的是使細(xì)胞分散開。方法（用鑷子弄碎根尖，蓋上蓋玻片，再放上一塊載玻片，壓片）（壓片過重過猛可能將組織壓碎、壓爛；過輕則細(xì)胞未充分分散開而重疊。）,⑦低倍鏡觀察：找到分生區(qū)細(xì)胞（特點：細(xì)胞呈正方形，排列緊密，有的細(xì)胞正在分裂）,⑧高倍鏡觀察：找各時期細(xì)胞?？梢娞幱陂g期的細(xì)胞最多，中期最少。不能看到某個細(xì)胞連續(xù)分裂的過程，因細(xì)胞在解離時已被殺死。,⑤染色：染液（0.01g/mL的龍膽紫或0.02g/mL的醋酸洋紅）;時間為3－5分鐘；目的是使染色體或染色質(zhì)被堿性染料染成深色，便于觀察。,(六)觀察細(xì)胞的減數(shù)分裂(2-p21),實驗材料：,蝗蟲精巢精母細(xì)胞減數(shù)分裂固定裝片等,(七)低溫誘導(dǎo)染色體加倍(2-p88),進(jìn)行正常有絲分裂的植物分生組織細(xì)胞，在有絲分裂后期，染色體的著絲點分裂，子染色體在紡錘體的作用下，分別移向兩極，最終被平均分配到兩個子細(xì)胞中去。 用低溫處理植物分生組織細(xì)胞，能夠抑制紡錘體形成，以至影響染色體被拉向兩極，細(xì)胞也不能分裂成兩個子細(xì)胞，于是植物細(xì)胞染色體數(shù)目發(fā)生變化。（與秋水仙素作用類似）,一、實驗原理,低溫誘導(dǎo)： 固定形態(tài)： 制作裝片： 觀察：,,,,培養(yǎng)洋蔥根尖，待根長出約1cm左右將整個裝置放入冰箱低溫室內(nèi)（4 ℃）,誘導(dǎo)培養(yǎng)36小時,剪取誘導(dǎo)處理的根尖約0.5-1cm,放入卡諾氏液（甲醇∶冰醋酸=1∶1）浸泡0.5-1小時，以固定形態(tài)，然后用體積分?jǐn)?shù)95%酒精沖洗2次,解離→漂洗→染色（改良苯酚品紅染液） →制片（同有絲分裂）,視野中既有正常的二倍體細(xì)胞,也有染色體數(shù)目發(fā)生改變的細(xì)胞.,二、實驗過程,考點1 觀察類實驗,1.實驗歸類,2．顯微鏡相關(guān)的知識 (1)觀察：高倍鏡使用要訣——先低后高，找移轉(zhuǎn)調(diào),說明： (1)以上實驗除了“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”使用低倍鏡即可外，其余均需使用高倍鏡。 (2)鑒定類實驗中的“脂肪的切片法鑒定”、探究性實驗中的“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”都需用顯微鏡觀察。,(2)放大倍數(shù)與鏡頭長度及細(xì)胞數(shù)目的關(guān)系歸納 ①物像放大倍數(shù)＝目鏡的放大倍數(shù)×物鏡的放大倍數(shù)。 ②目鏡越短，放大倍數(shù)越大；物鏡越短，放大倍數(shù)越小，與玻片距離越遠(yuǎn)。 ③低倍鏡下視野中：細(xì)胞數(shù)多、細(xì)胞體積小、視野明亮。 高倍鏡下視野中：細(xì)胞數(shù)少、細(xì)胞體積大、視野較暗。 ④放大倍數(shù)的變化與視野中的細(xì)胞數(shù)量變化的關(guān)系： 第一種情況：一行細(xì)胞數(shù)量的變化，可根據(jù)放大倍數(shù)與視野成反比的規(guī)律計算。 第二種情況：圓形視野范圍內(nèi)細(xì)胞數(shù)量的變化，可根據(jù)看到的實物范圍與放大倍數(shù)的平方成反比的規(guī)律計算。,注意取材問題 (1)觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布不能選用哺乳動物成熟的紅細(xì)胞(無細(xì)胞核，也就幾乎不含DNA、RNA)； (2)不能用觀察葉綠體的材料來觀察線粒體(葉綠體中的色素顏色會掩蓋健那綠染色后的顏色變化)； (3)觀察細(xì)胞的有絲分裂或低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化時，應(yīng)注意觀察呈正方形的根尖分生區(qū)細(xì)胞(長方形的細(xì)胞可能是根尖的伸長區(qū)或成熟區(qū)的細(xì)胞，沒有分裂能力)；,(4)觀察細(xì)胞的減數(shù)分裂所選的材料可以是動物的精巢和植物的雄蕊，而不宜選用動物的卵巢和植物的雌蕊(雄配子的產(chǎn)生數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于雌配子，更容易觀察到減數(shù)分裂的細(xì)胞)； (5)觀察葉綠體時，若選用菠菜葉則取稍帶些葉肉的下表皮(靠近下表皮的葉肉細(xì)胞中的葉綠體較大而數(shù)目較少)； (6)觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原應(yīng)選取成熟的植物細(xì)胞(含有大的液泡)。,第二類：物質(zhì)的分離、（粗）提取及鑒定實驗(3個）,檢測生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)(1-p18) 葉綠體色素的提取和分離(1-p97) DNA的粗提取與鑒定（選1-p54),(八)檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)（1-p18),生物組織中脂肪的鑒定,(九)葉綠體色素的提取和分離(1-p97),捕獲光能的色素,,類胡蘿卜素,葉綠素,,胡蘿卜素,葉黃素,,葉綠素a,葉綠素b,(占1/4),(占3/4),,(十)模擬尿糖的檢測,一、實驗原理 葡萄糖試紙是一種酶試紙，由葡萄糖氧化酶、過氧化氫酶和某種無色的化合物固定于濾紙上制成。當(dāng)尿液滴加到酶試紙時，尿液中的葡萄糖在葡萄糖氧化酶的催化作用下生成葡萄糖酸和過氧化氫，過氧化氫在過氧化氫酶的催化作用下形成水和原子氧，原子氧可以將試紙上無色的化合物氧化成有色的化合物，使試紙呈現(xiàn)特定的顏色，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比，即可知道尿樣中葡萄糖的含量。,二、方法步驟 1．使用尿糖試紙測定尿糖濃度 (1)將5個分別裝有水、葡萄糖溶液、三份模擬“尿樣”的滴瓶和5條葡萄糖試紙分別對應(yīng)做好標(biāo)記，并在記錄本上設(shè)計好記錄表格。 (2)分別用滴管從5個滴瓶中吸取溶液，在對應(yīng)的葡萄糖試紙上各滴加2滴。 (3)觀察試紙的顏色變化并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比，判斷出“尿糖”的含量。 (4)將實驗結(jié)果記在記錄表中。 2．也可利用斐林試劑檢測尿糖,實驗：DNA的粗提取與鑒定（選1-p54),考點2　驗證（鑒定）類實驗,1．實驗歸類,2.生物學(xué)中常用的試劑和藥品,,,注意問題 (1)有關(guān)蛋白質(zhì)的鑒定 ①若用蛋清進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定時，需將雞蛋清用水稀釋，通常是0.5 mL蛋白液加入5 mL水，攪拌均勻。如果蛋白液稀釋程度不夠，與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)后會粘固在試管的內(nèi)壁上，使反應(yīng)不容易徹底，并且試管也不容易刷洗干凈。 ②鑒定蛋白質(zhì)時，向樣液中加入2 mL雙縮脲試劑A搖勻，再向樣液中加入3～4滴雙縮脲試劑B搖勻。其中雙縮脲試劑B不能過量，因為過量的雙縮脲試劑B會與試劑A反應(yīng)，使溶液呈藍(lán)色，從而掩蓋生成的紫色。,(2)葉綠體中色素的提取和分離 ①區(qū)分色素提取和分離的原理：色素提取的原理——無水乙醇提取法；色素分離的原理——紙層析法。 ②注意事項： a.濾液細(xì)線要畫得細(xì)且直，以防止色素帶重疊而影響分離效果；待濾液干燥后要再畫一兩次，目的是積累更多的色素，使分離后的色素帶明顯。 b.分離色素時，層析液不能沒及濾液細(xì)線，以防止色素溶解于層析液中而無法分離。,第三類實驗：探究類實驗（7個）,通過模擬實驗探究膜的透性 探究影響酶活性的因素（1-p83) 探究酵母菌的呼吸方式（1-p91) 模擬探究細(xì)胞表面及與體積的關(guān)系(1-p110) 探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用（3-p51） 探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化（3-p68） 探究水族箱（或魚缸）中群落的演替（3-p112）,,（十一）通過模擬實驗探究膜的透性,結(jié)果及分析 A燒杯中的蒸餾水變藍(lán)色，說明長頸漏斗中的銅離子可通過玻璃紙進(jìn)入燒杯內(nèi)的蒸餾水中。 B漏斗中的液面上升 (上升或下降或不變), B燒杯中的蒸餾水沒有變紅，說明水可以通過玻璃紙向漏斗內(nèi)擴(kuò)散，而漏斗中的蔗糖和紅墨水的染料分子不能透過玻璃紙。,1、比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率,（十二）　探究影響酶活性的因素,（高效性、專一性、溫度、pH）,2、探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用,3、溫度或pH對酶活性的影響,1.實驗原理 （1）酵母菌是單細(xì)胞真菌屬于兼性厭氧菌。 （2） CO2的檢測 CO2使澄清石灰水變渾濁 CO2使溴麝香草酚藍(lán)(BTB)水溶液由藍(lán)變綠再變黃 （3）酒精的檢測 橙色的重酪酸鉀溶液在酸性條件下與酒精發(fā)生反應(yīng)，變成灰綠色。,（十三）探究酵母菌的呼吸方式(1-p91),,（十三）探究酵母菌的呼吸方式(1-p91),2.實驗過程,實驗原理： 用瓊脂塊模擬細(xì)胞。瓊脂塊越小，其表面積越大，則其與外界效換物質(zhì)的表面積越大，經(jīng)交換進(jìn)來的物質(zhì)在瓊脂塊中擴(kuò)散的速度快；瓊脂塊中含有酚酞，與NaOH相遇，呈紫紅色，可顯示物質(zhì)（NaOH）在瓊脂塊中的擴(kuò)散速度。 實驗步驟： 1、切瓊脂塊 2、浸泡瓊脂塊 3、觀察測量 4、計算填表,(十四)模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系,,,,,,切成不同大小的瓊脂方塊,放入盛有NaOH溶液中浸泡,慢慢地， 酚酞的瓊脂隨著NaOH溶液的擴(kuò)散變紅,切開瓊脂方塊,你發(fā)現(xiàn)什么了嗎？,實驗步驟：1、切瓊脂塊 2、浸泡瓊脂塊 3、觀察測量 4、計算填表,結(jié)論：瓊脂塊的表面積與體積之比隨著瓊脂塊的增大而減?。籒aOH擴(kuò)散的體積與整個瓊脂塊的體積之比隨著瓊脂塊的增大而減小。,實驗結(jié)果：,1．實驗原理： 植物插條經(jīng)植物生長調(diào)節(jié)劑處理后，對植物插條的生根情況有很大的影響，而且用不同濃度、不同時間處理其影響程度亦不同。其影響存在一個最適濃度，在此濃度下植物插條的生根數(shù)量最多，生長最快。 2．實驗?zāi)康模?（1）了解植物生長調(diào)節(jié)劑的作用 （2）進(jìn)一步培養(yǎng)進(jìn)行實驗設(shè)計的能力,(十五) 探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用(3-p51),(十五) 探究植物生長調(diào)節(jié)劑對扦插枝條生根的作用(3-p51),4．設(shè)計實驗： 選擇生長素類似物—配制生長素類似物母液—設(shè)置生長素類似物的濃度梯度—制作插條—分組處理插條—進(jìn)行實驗—觀察記錄—分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論。 配制生長素類似物母液：5mg/ml（用蒸餾水配制，加少許無水乙醇以促進(jìn)溶解） 插條處理方法：浸泡法或沾蘸法,3、常用的生長素類似物： NAA(萘乙酸), 2,4-D, IPA(苯乙酸). IBA(吲哚丁酸)等,預(yù)實驗：本實驗的預(yù)實驗是：先設(shè)計一組濃度梯度較大的實驗進(jìn)行探索,在此基礎(chǔ)上設(shè)計細(xì)致的實驗.,5、步驟： 1）設(shè)置生長素類似物的濃度梯度：將生長素類似物母液分別配成濃度為0.2、0.4、0.6、08、1、2、3、4、5mg/ml的溶液，另有清水做空白對照。 2）制作插條：枝條剪成長約5-7cm的插條，插條的形態(tài)學(xué)上端為平面，下端要削成斜面，留3~4個芽。 3）分組處理：將制作好的插條，分成N組（每組不少于3個枝條），分別將其基部浸泡在上述不同濃度溶液以及清水中，處理幾小時至一天。 4）培養(yǎng)實驗：設(shè)置N個相同的水培裝置，加入等量的完全營養(yǎng)液，在相同的外界條件下，分別培養(yǎng)上述處理過的插條，注意保持溫度為25-30℃,（十六）探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化(3-p68),[方案設(shè)計] 一、提出問題 培養(yǎng)一種酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？ 二、猜想假設(shè) 酵母菌種群的數(shù)量隨時間呈S型增長變化。 三、設(shè)計實驗 ①全班同學(xué)分成甲、乙、丙等若干實驗組。②分別用等量培養(yǎng)液，在相同適宜環(huán)境中培養(yǎng)等量酵母菌。③每天用血球計數(shù)板，采用抽樣檢測的方法計數(shù)一個小方格內(nèi)的酵母菌數(shù)量并作記錄，連續(xù)7天。④7天后，各組向全班匯報本小組7天的數(shù)據(jù)，算出每一天數(shù)據(jù)的全班平均值，根據(jù)平均值畫出酵母菌種群數(shù)量的增長曲長。,一．實驗?zāi)康模?1．通過探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化，嘗試建構(gòu)種群增長的數(shù)學(xué)模型。 2．用數(shù)學(xué)模型解釋種群數(shù)量的變化。 3．學(xué)會使用血球計數(shù)板進(jìn)行計數(shù)。酵母菌計數(shù)方法：抽樣檢測法 二．實驗原理： 1．在含糖的液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一個封閉容器內(nèi)的酵母菌種群，通過細(xì)胞計數(shù)可以測定封閉容器內(nèi)的酵母菌種群隨時間而發(fā)生的數(shù)量變化。 2．養(yǎng)分、空間、溫度和有毒排泄物等是影響種群數(shù)量持續(xù)增長的限制因素。,（十六）探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化(3-p68),[方案設(shè)計] 一、提出問題 培養(yǎng)一種酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時間變化的？ 二、猜想假設(shè) 酵母菌種群的數(shù)量隨時間呈S型增長變化。,[實驗過程] 一、材料用具 菌種、無菌馬鈴薯培養(yǎng)液或肉湯培養(yǎng)液、試管、血球計數(shù)板（2mm×2mm×0.1mm方格）、滴管、顯微鏡等。 二、方法步驟和記錄 1、取相同試管若干支，分別加入5ml肉湯培養(yǎng)液，塞上棉塞。 2、用高壓鍋進(jìn)行高壓蒸汽 滅菌后冷卻至室溫，標(biāo)記甲、乙、丙等。 3、將酵母菌母液分別加入試管各5ml，搖勻后用_血球計數(shù)板計數(shù)起始酵母液個數(shù)，做好記錄。 4、將各試管送進(jìn)恒溫箱25℃下培養(yǎng)7天。,三、現(xiàn)象觀察 每天同一時間，各組取出本組的試管，用血球計數(shù)板計數(shù)酵母菌個數(shù)，并作記錄，連續(xù)觀察7天。,,,,(天),[誤區(qū)警示] 1、從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計數(shù)時，應(yīng)將試管振蕩幾次，以便使酵母菌均勻分布，提高計數(shù)的代表性和準(zhǔn)確性。 2、對于壓在小方格界線上的酵母菌應(yīng)計數(shù)同側(cè)相鄰兩邊上的菌體數(shù)，另兩邊不計數(shù)。,四、實驗結(jié)論 1、根據(jù)表格平均值作出培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量7天中的變化曲線。,,2、培養(yǎng)液酵母菌種群數(shù)量隨時間呈__型增長變化。,S,（十七）探究水族箱（或魚缸）中群落的演替(3-p112),一、實驗原理 在有限的空間內(nèi)，依據(jù)生態(tài)系統(tǒng)原理，將生態(tài)系統(tǒng)具有的基本成分進(jìn)行組織，構(gòu)建一個人工微生態(tài)系統(tǒng)是可能的。但同時，這個人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是有條件的，也可能是短暫的，它會發(fā)生群落的演替。,二、實驗步驟 1．在透明的瓶或缸內(nèi)放入生態(tài)系統(tǒng)各種成分，尤其要有各種生物成分，組成生物群落。水族箱必須是密封的,透明的,放置于室內(nèi)通風(fēng)、光線良好的地方，但要避免陽光直接照射。各生物成分的數(shù)量不宜過多，以免破壞食物鏈。 2．制好的水族箱(或魚缸)的群落后，應(yīng)貼上標(biāo)簽，寫上制作者姓名、日期、群落類型。 3．每天觀察記錄水域中生物類群的變化情況，并查閱相關(guān)資料，分析總結(jié)環(huán)境中生物的演替情況。,考點3　探究類實驗,注意問題,(1)探究溫度(pH)對酶活性的影響時，必須在達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度(pH)的條件下，再讓反應(yīng)底物與酶接觸，避免在未達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度(pH)時反應(yīng)底物已與酶接觸發(fā)生反應(yīng)，影響實驗結(jié)果。 (2)探究酵母菌的呼吸方式時：①新配制的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的葡萄糖溶液先加熱煮沸(殺死里面的微生物、除去溶液中的氧氣)，等冷卻(防止高溫殺死酵母菌)后再將食用酵母菌加入；②酵母菌培養(yǎng)液應(yīng)封口放置一段時間后，待酵母菌將瓶內(nèi)的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，以保證檢測到的一定是酵母菌無氧呼吸產(chǎn)生的CO2使澄清的石灰水變混濁。,(3)探究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度 ①裝置的設(shè)計應(yīng)有利于觀察，如觀察促進(jìn)生根的實驗可以用水培法。 ②所設(shè)組別除不同濃度的生長素類似物處理外，還要增加一組蒸餾水處理的做空白對照。,(4)探究培養(yǎng)液中的酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化 ①從試管中吸出培養(yǎng)液進(jìn)行計數(shù)之前，要輕輕震蕩幾次，使酵母菌均勻分布，以確保計數(shù)準(zhǔn)確，減少誤差。 ②該探究不需要設(shè)置對照，因為隨著時間的延續(xù)，酵母菌種群數(shù)量的變化，在時間上形成前后自身對照，但要獲得準(zhǔn)確的實驗數(shù)據(jù)，必須重復(fù)實驗，求得平均值。 ③對于壓在小方格界線上的酵母菌，應(yīng)只計算相鄰兩邊及其頂角的酵母菌。 ④實驗結(jié)束后，用試管刷蘸洗滌劑擦洗血球計數(shù)板的做法是錯誤的，正確的方法是浸泡和沖洗。,第四類實驗：調(diào)查類實驗（3個）,調(diào)查常見的人類遺傳病(2-p91) 種群密度的取樣調(diào)查 土壤中動物類群豐富度的研究（3-p75）,1．方法步驟： 可以以小組為單位開展調(diào)查工作。其程序是： 組織問題調(diào)查小組→確定課題→分頭調(diào)查研究→撰寫調(diào)查報告→匯報交流調(diào)查結(jié)果（如流程圖）,(十八)調(diào)查常見的人類遺傳病(2-p91),2、注意事項： （1）調(diào)查時，最好選取群體中發(fā)病率較高的單基因遺傳病，如紅綠色盲、白化病、高度近視（600度以上）等 （2）為保證調(diào)查的群體足夠大，小組調(diào)查的數(shù)據(jù)，應(yīng)在班級和年級中進(jìn)行匯總。 （3）,2.觀察調(diào)查類實驗的統(tǒng)計技術(shù)和測量技術(shù)的總結(jié)如下表,細(xì)胞學(xué)說的建立過程（必一P10） 對細(xì)胞核功能的探索（必一P52） 對生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程（必一P65） 關(guān)于酶本質(zhì)的探索（必一P81） 光合作用的探究歷程（必一P101） 孟德爾遺傳實驗的科學(xué)方法（必二P2-11） 基因位于染色體上的實驗證據(jù)（必二P28） 人類對遺傳物質(zhì)的探索過程（必二P42-46） DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程（必二P47） 促胰液素的發(fā)現(xiàn)（必三P23） 生長素的發(fā)現(xiàn)過程（必三P46） 另外：動物激素生理作用的研究；同位素示蹤技術(shù)；動植物雜交實驗等,二.課本經(jīng)典實驗及研究方法,（一）一些常見的實驗方法,1、用熒光標(biāo)記法來證明細(xì)胞膜具有一定的流動性 2、同位素示蹤法：光合作用產(chǎn)生氧氣的來源；光合作用中二氧化碳的去向；噬菌體侵染細(xì)菌實驗證明DNA是遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)；DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制。 3、確定某種元素為植物生長必需的元素的方法: 水培法（完全培養(yǎng)液與缺素完全培養(yǎng)液對照） 4、獲得無籽果實的方法： 用適宜濃度的生長素處理花蕾期已去雄的子房，如無籽蕃茄、誘導(dǎo)染色體變異，如無籽西瓜。 5、確定某種激素功能的方法： 飼喂法，切除注射法，閹割移植法，切除口服法。 6、確定傳入、傳出神經(jīng)的功能： 刺激+觀察效應(yīng)器的反應(yīng)或測定神經(jīng)上的電位變化。,7、植物雜交的方法 雌雄同花：花蕾期去雄+套袋 +開花期人工授粉+套袋 雌雄異花：花蕾期雌花套袋+開花期人工授粉+套袋 8、確定某一顯性個體基因型的方法： 測交； 該顯性個體自交。 9、確定某一性狀為顯性性狀或隱性性狀的方法： 具有一對相對性狀的純合體的雜交 自交，觀察后代是否有性狀分離。 10、育種的方法：雜交育種；人工誘變育種；人工誘導(dǎo)育種；單倍體育種；基因工程育種；細(xì)胞工程育種等。 11、測定種群密度的方法：樣方法； 標(biāo)志重捕法 12、分離微生物的方法：用選擇培養(yǎng)基培養(yǎng)；平板劃線法、稀釋涂布平板法。,（二）細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的檢測方法,淀粉——碘液 還原糖——斐林試劑、班氏試劑 CO2 ——Ca(OH)2溶液或酸堿指示劑或溴麝香草酚藍(lán)水溶液（藍(lán)變綠再變黃） 乳酸——pH試紙 O2——余燼木條復(fù)燃 無O2——火焰熄滅 蛋白質(zhì)——雙縮脲試劑 染色體——龍膽紫、醋酸洋紅溶液 DNA——甲基綠 脂肪——蘇丹Ⅲ或蘇丹IV染液 酒精——重鉻酸鉀（酸性條件） RNA——吡羅紅 線粒體——健那綠（活細(xì)胞染料）,（三）實驗條件的控制方法,增加水中氧氣——泵入空氣或吹氣或放入綠色植物 減少水中氧氣——容器密封或油膜覆蓋或用涼開水 提供CO2方法——NaHCO3 除去容器中CO2——NaOH溶液或KOH溶液 除去葉片中原有淀粉——置于黑暗環(huán)境一晝夜 除去葉片中葉綠素——酒精加熱 除去光合作用對呼吸作用的干擾——給植株遮光 如何得到單色光 ——棱鏡色散或彩色薄膜濾光 血液抗凝——加入檸檬酸鈉 線粒體提取——細(xì)胞勻漿離心 滅菌方法——微生物培養(yǎng)的關(guān)鍵在于滅菌，對不同材料，滅菌方法不同：培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌；接種環(huán)用火焰灼燒滅菌；雙手用肥皂洗凈，擦干后用75%酒精消毒；整個接種過程都在實驗室無菌區(qū)進(jìn)行。,（四）實驗結(jié)果的顯示方法,光合速率——O2釋放量或CO2吸收量或淀粉產(chǎn)生量 呼吸速率——O2吸收量或CO2釋放量或淀粉減少量 原子途徑——放射性同位素示蹤法 細(xì)胞液濃度大小——質(zhì)壁分離 細(xì)胞是否死亡——質(zhì)壁分離 甲狀腺激素作用——動物耗氧量，發(fā)育速度等 生長激素作用——生長速度（體重變化，身高變化） 胰島素作用——動物活動狀態(tài) 菌量——菌落數(shù),三.實驗設(shè)計及解題思路 了解科學(xué)探究和實驗設(shè)計的一些規(guī)律性的方法和原則，學(xué)會科學(xué)分析實驗現(xiàn)象，得出正確的結(jié)論，并準(zhǔn)確表述和呈現(xiàn)實驗的過程和結(jié)果。,(一)實驗方案的設(shè)計,實驗方案的設(shè)計著重考查：確定實驗原理，選擇實驗器材，安排實驗步驟，設(shè)計實驗數(shù)據(jù)的處理方法和分析實驗現(xiàn)象，得出正確的實驗結(jié)論，以及對提供的一些實驗方案進(jìn)行補(bǔ)充、完善等。? 在實驗方案的設(shè)計中，必須高度關(guān)注以下幾個方面：,實驗設(shè)計是解答實驗題的難點，要理清思路，找準(zhǔn)方法和突破口，才能化難為易。,1、 實驗必須遵循的三大基本原則：? ?（1）設(shè)置對照原則：?? ? ① 空白對照? 不給對照組任何處理因素。 如：在研究甲狀腺激素促進(jìn)蝌蚪發(fā)育實驗中，先取等量的同齡且發(fā)育狀態(tài)相同的小蝌蚪60只，分為兩組放入容積相同的兩個玻璃缸，加入等量的自然水和蝌蚪飼料；一組加入甲狀腺激素，另一組不加任何藥品，就是空白對照。? ? ② 條件對照? 給對照組施以部分實驗因素，但不是所要研究的實驗因素。 如：在上述空白對照的舉例中，如果取等量的同齡且發(fā)育狀態(tài)相同的小蝌蚪60只，分為三組（編號甲、乙、丙）放入容積相同的三個玻璃缸，加入等量的自然清水和蝌蚪飼料；甲組加入甲狀腺激素，乙組加入甲硫咪唑(甲狀腺抑制劑)，是條件對照，丙組不加任何藥品，是空白對照。? ? ③相互對照? 不單設(shè)對照組，而是幾個實驗組相互對照。 如：驗證植物根對礦質(zhì)離子有選擇吸收的特性，可把蕃茄和水稻分別培養(yǎng)在成分相同的培養(yǎng)液中，過一段時間后，測定培養(yǎng)液中各種礦質(zhì)元素離子濃度的變化，就會發(fā)現(xiàn)蕃茄吸收Ca多，吸收Si少；而水稻吸收Si多，吸收Ca少。以上就是兩個實驗組的相互對照。? ? ④自身對照? 對照和實驗都在同一研究對象上進(jìn)行。 如：要研究植物根具有向重力性，莖具有背重力性，可把某一植株橫放于培養(yǎng)基上，讓其自然生長，經(jīng)過一段時間后，便可觀察到根向重力生長，莖背重力生長。這里，對照和實驗都在同一個體上進(jìn)行，屬于自身對照。,分析下列實驗對照的類型：,（2）單一變量原則：控制其它因素不變，只改變其中一個因素，觀察其對實驗結(jié)果的影響。 如探索溫度對酶活性的影響時，只能改變反應(yīng)的溫度，其它如pH、酶濃度等因素就要完全相同且適宜。,①實驗變量（又稱自變量） ：是研究者主動操縱的條件和因子，是作用于實驗對象的刺激變量。自變量須以實驗?zāi)康暮图僭O(shè)為依據(jù)，應(yīng)具有可變性和可操作性。 ②反應(yīng)變量（又稱因變量）：是隨自變量變化而產(chǎn)生反應(yīng)或發(fā)生變化的變量，反應(yīng)變量是研究是否成功的證據(jù)，應(yīng)具可測性和客觀性。 ③二者關(guān)系：實驗變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，即具因果關(guān)系。 ④無關(guān)變量：與實驗?zāi)康臒o關(guān)、但控制不好，會干擾實驗結(jié)果 所謂單一變量原則，就是要盡可能控制無關(guān)變量的作用，以確保實驗變量的唯一性。,例： 為了驗證胰島素具有降低血糖含量的作用，在設(shè)計實驗時，如果以正常小鼠注射某種藥物前后小鼠癥狀作為觀察指標(biāo)，則下列對實驗組小鼠注射藥物的順序，正確的是 A．先注射胰島素溶液，后注射葡萄糖溶液? B．先注射胰島素溶液，再注射胰島素溶液 C．先注射胰島素溶液，后注射生理鹽水 D．先注射生理鹽水，后注射胰島素溶液 解題的簡要思路：本實驗是驗證胰島素是否具有降低血糖含量的作用，因而有無胰島素應(yīng)該是實驗中的唯一變量，也就是說，對照組中沒有胰島素，而實驗組中應(yīng)該有胰島素，且注射胰島素后血糖濃度應(yīng)該與實驗前發(fā)生變化。實驗的操作步驟應(yīng)該是：給對照組注射一定量的生理鹽水，給實驗組注射等量的用生理鹽水溶解的胰島素溶液；一段時間后觀察兩組小鼠的癥狀表現(xiàn)，可見對照組小鼠正常，而實驗組小鼠出現(xiàn)血糖降低的癥狀，再給實驗組小鼠注射一定濃度的葡萄糖溶液，可見實驗鼠的癥狀得以恢復(fù)。 ?答案：A,（3）等量原則：??? 對照實驗設(shè)置的正確與否，關(guān)鍵就在于如何盡量去保證“其它條件的完全相等”。有如下四個方面：??? ①所用生物材料要相同? 即所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點要盡量相同或至少大致相同。?? ②所用實驗器具要相同? 即試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小型號要完全一樣。??? ③所用實驗試劑要相同 ?即試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題。??? ④所用處理方法要相同? 如：保溫或冷卻：光照或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。有時盡管某種處理對對照實驗來說，看起來似乎是毫無意義的，但最好還是要作同樣的處理。。?? 此外，還應(yīng)注意科學(xué)性原則（指在設(shè)計實驗時，必須要有充分的科學(xué)依據(jù)，也就是要以前人的實驗為基礎(chǔ)，而不是憑空設(shè)想，主觀臆造）、簡便經(jīng)濟(jì)原則（如，裝置簡單、實驗步驟較少、使用材料用具少、實驗時間較短等），等等。,2 、區(qū)分探究性實驗和驗證性實驗,實例： 鑒定某人是否出現(xiàn)糖尿--------------------------探究性實驗 驗證某糖尿病患者尿液中含葡萄糖-----------驗證性實驗,3、 實驗設(shè)計（控制變量法）策略 （看清楚、想清楚、寫清楚）,