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1、生物探究实验设计第1页，本讲稿共16页1、图示一野外生长的、图示一野外生长的菜菜花植物图片，请你仔细观花植物图片，请你仔细观察该植物的生长状况，你察该植物的生长状况，你观察到了什么现象？观察到了什么现象？植物叶片发黄，植物叶片发黄，生长发育不良。生长发育不良。一、科学探究的一般过程一、科学探究的一般过程第2页，本讲稿共16页2、植物的生长发育为什么、植物的生长发育为什么会出现这种现象，根据你会出现这种现象，根据你学过的知识猜测可能的原学过的知识猜测可能的原因是什么？因是什么？3、分析以上列举的种种可能、分析以上列举的种种可能原因，请你分析并找出最可能原因，请你分析并找出最可能的原因是什么？的原
2、因是什么？4、用什么方法证明你的、用什么方法证明你的这种猜测？这种猜测？1 1、植物缺水发育不良、植物缺水发育不良2 2、光照不足发育不良、光照不足发育不良3 3、植物缺镁发育不良、植物缺镁发育不良4 4、植物缺氮发育不良、植物缺氮发育不良 5 5、植物缺镁发育不良植物缺镁发育不良设计实验设计实验第3页，本讲稿共16页5、请你设计实验方案探究引起该植物生长发育不良的原因、请你设计实验方案探究引起该植物生长发育不良的原因（土壤缺镁）（土壤缺镁），并预测最可能的实验结果和结论。（实验材并预测最可能的实验结果和结论。（实验材料和器具自选）料和器具自选）（1 1）取两株相同，健康生长状况良好的花菜，编
3、号）取两株相同，健康生长状况良好的花菜，编号A A、B B。（2 2）将）将A A培养在完全培养液中，将培养在完全培养液中，将B B培养在图示植物的土壤培养在图示植物的土壤浸出液中，置于相同且适宜的环境中，培养一段时间以后，浸出液中，置于相同且适宜的环境中，培养一段时间以后，在在B B植物培养液中加入适宜浓度的植物培养液中加入适宜浓度的MgMg2 2溶液，在溶液，在A A植物的培养植物的培养液中加入等量的蒸馏水。液中加入等量的蒸馏水。（3 3）观察）观察A A、B B植物的生长发育状况。植物的生长发育状况。最可能的实验结果：最可能的实验结果：B B植物一直正常，植物一直正常，A A植物长势先差
4、后正常植物长势先差后正常实验结论：实验结论：植物缺镁导致生长发育不良（缺绿）植物缺镁导致生长发育不良（缺绿）第4页，本讲稿共16页观观察察疑疑问问猜猜测测求求证证结结果果发现发现问题问题提出提出问题问题作出作出假设假设得出得出结论结论设计设计实验实验实验原实验原理方法理方法实验材实验材料用具料用具设计实设计实验步骤验步骤实验结实验结果结论果结论第5页，本讲稿共16页1、实验原理和方法、实验原理和方法所谓实验原理就是所谓实验原理就是实验方法、实验手段、实验实验方法、实验手段、实验操作过程以及实验结果分析操作过程以及实验结果分析等所依据的科学理等所依据的科学理论。论。（1）、实验原理）、实验原理
5、二、实验设计的命题方向和能力培养二、实验设计的命题方向和能力培养菜花这个实例我们设计实验的实验原理是什么？菜花这个实例我们设计实验的实验原理是什么？MgMg2 2是植物的必需矿质元素，植物缺镁会表现出相应是植物的必需矿质元素，植物缺镁会表现出相应的病症，补充的病症，补充Mg2后，植物的生长又会恢复正常。后，植物的生长又会恢复正常。第6页，本讲稿共16页例、为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状例、为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下：况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下：将正常小鼠随机分成将正常小鼠随机分成A A、B B两组，观
6、察并记录其活动状况。两组，观察并记录其活动状况。A A组小鼠注射适量胰岛素溶液，组小鼠注射适量胰岛素溶液，B B组注射等量生理盐水。组注射等量生理盐水。一段时间后，一段时间后，A A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，迷等低血糖症状，B B组活动状况无变化。组活动状况无变化。A A组小鼠出现低血糖症状后，分别给组小鼠出现低血糖症状后，分别给A A、B B两组小鼠两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A A组小鼠低血糖症状组小鼠低血糖症状缓解，缓解，B B组活动状况无变化。组活动状况无变化。该实验方案可以说
7、明胰岛素具有降低血糖的作用。该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。请回答：请回答：(1)(1)该实验原理是：该实验原理是：胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时，引起血糖下降，机体出现活动减量过高时，引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。过补充葡萄糖溶液得到缓解。第7页，本讲稿共16页（2）、实验方法）、实验方法实验方法是人们探索、解决问题与发展科学体系实验方法是人们探索、解决问题与发展科学体系的手段与工具，它是从科学实践中提炼出来并应的手段与工具，它
8、是从科学实践中提炼出来并应用于科学实践的方法。用于科学实践的方法。化学物质的检测方法化学物质的检测方法 蛋白质蛋白质 双缩脲试剂双缩脲试剂双缩脲试剂双缩脲试剂(紫色紫色紫色紫色)苏丹苏丹苏丹苏丹染液染液染液染液(橘黄色）橘黄色）橘黄色）橘黄色）脂肪脂肪DNA二苯胺二苯胺二苯胺二苯胺(蓝色蓝色蓝色蓝色)苏丹苏丹苏丹苏丹染液染液染液染液(红色）红色）红色）红色）淀粉淀粉 碘液碘液碘液碘液(蓝色蓝色蓝色蓝色)还原性糖还原性糖 斐林试剂斐林试剂斐林试剂斐林试剂/班氏试剂班氏试剂班氏试剂班氏试剂(砖红色砖红色砖红色砖红色)第8页，本讲稿共16页实验结果的显示方法实验结果的显示方法 光合速度光合速度O2释
9、放量或释放量或CO2吸收量或有机物生成量吸收量或有机物生成量原子或分子转移途径原子或分子转移途径放射性同位示踪放射性同位示踪细胞液浓度大小细胞液浓度大小质壁分离质壁分离实验条件的控制方法实验条件的控制方法除去容器中除去容器中CO2除去叶中原有淀粉除去叶中原有淀粉除去光合对呼吸干扰除去光合对呼吸干扰如何得到单色光如何得到单色光血液抗疑血液抗疑线粒体提取线粒体提取NaOH溶液溶液置于黑暗环境置于黑暗环境给植株遮光给植株遮光棱镜色散或透明薄膜滤光棱镜色散或透明薄膜滤光加入柠檬酸钠加入柠檬酸钠细胞匀浆离心细胞匀浆离心第9页，本讲稿共16页2 2、实验材料和用具、实验材料和用具如果在菜花这个实例中给定如
10、下材料：如果在菜花这个实例中给定如下材料：土壤浸出液、适宜浓度土壤浸出液、适宜浓度MgMg2 2、适宜浓度适宜浓度COCO3 32 2、蒸馏水、大试、蒸馏水、大试管若干、滴管，图示菜花，请你设计实验证明你的猜测。管若干、滴管，图示菜花，请你设计实验证明你的猜测。（土壤缺镁导致菜花生长发育不良）（土壤缺镁导致菜花生长发育不良）如果给定的材料中只有一棵图示菜花，其他材料不变，如果给定的材料中只有一棵图示菜花，其他材料不变，可以设计实验证明你的假设吗？如果可以的话该怎样可以设计实验证明你的假设吗？如果可以的话该怎样设计？设计？第10页，本讲稿共16页例、血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏
11、则血液不例、血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用，请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步淀，起抗凝作用，请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果及以后的实验步骤和实验结果一、实验材料和用具：（一、实验材料和用具：（1 1）家兔（）家兔（2 2）生理盐水）生理盐水 （3 3）酒精棉）酒精棉（4 4）适宜浓度的草酸钾溶液）适宜浓度的草酸钾溶液 （5 5）适宜浓度的氯化钙溶液（）适宜浓度的氯化钙溶液（6 6）试）试管、注射
12、器（针管、针头）管、注射器（针管、针头）二、实验步骤和实验结果：二、实验步骤和实验结果：第一步：在第一步：在A A、B B试管中分别加入等量的试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水（见右图）草酸钾溶液和生理盐水（见右图）第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血；第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血；第三步：立即将等量的新鲜血分别加入到第三步：立即将等量的新鲜血分别加入到A A、B B两试管中两试管中 经过一段时间后；经过一段时间后；结果：结果：A A管不凝固，管不凝固，B B管凝固管凝固将相等适量的将相等适量的CaClCaCl2 2溶液分别加入到溶液分别加入到A A、B B两试管中两试管中
13、A B A B 草酸钾草酸钾 生理生理溶液溶液 盐水盐水第四步：第四步：第11页，本讲稿共16页3 3、结果与结论、结果与结论结果结果结论结论实验现象实验现象支配现象的规律（本质）支配现象的规律（本质）第12页，本讲稿共16页例例 、“水往低处流水往低处流”，但是植物体内的水却往高处流，动力，但是植物体内的水却往高处流，动力从何而来？某同学为此做了两个实验：从何而来？某同学为此做了两个实验：实验一：将一枝条插实验一：将一枝条插入充满水的玻璃管中，入充满水的玻璃管中，玻璃管的另一端插入玻璃管的另一端插入盛有水银的容器中。盛有水银的容器中。不久水银柱上升，如不久水银柱上升，如图一所示。图一所示。实
14、验二：将同一植物在靠近茎的基部剪断，套上一个弯实验二：将同一植物在靠近茎的基部剪断，套上一个弯曲的玻璃管，管内装有水和水银。不久玻璃管内水分增曲的玻璃管，管内装有水和水银。不久玻璃管内水分增加，水银柱上升，如图二所示，请回答：加，水银柱上升，如图二所示，请回答：第13页，本讲稿共16页实验一说明实验一说明_ _。实验二说明实验二说明_。根据这两个实验，你对水在植物体内运输的动力有何新的认根据这两个实验，你对水在植物体内运输的动力有何新的认识？识？枝条蒸腾作用散失水分，能形成拉枝条蒸腾作用散失水分，能形成拉动水分在植物体内上升的动力。动水分在植物体内上升的动力。根吸收水分，能形成推动水分在植物体
15、内根吸收水分，能形成推动水分在植物体内上升的动力。上升的动力。凡能影响蒸腾作用或根吸水活动的各种因素，都会影响凡能影响蒸腾作用或根吸水活动的各种因素，都会影响水在植物体内的运输。水在植物体内的运输。在完整植物体内，蒸腾作用产生的拉力和根吸水活动形在完整植物体内，蒸腾作用产生的拉力和根吸水活动形成的压力，都是使水上升的动力。成的压力，都是使水上升的动力。第14页，本讲稿共16页三、小结三、小结实例分析实例分析科学探究科学探究的基本环的基本环节节发现问题发现问题提出问题提出问题作出假设作出假设得出结论得出结论设计实验设计实验剖析剖析理解掌握理解掌握能能力力的的提提升升第15页，本讲稿共16页第16页，本讲稿共16页