生物課中科學方法與技能的教學,江漢區(qū)教育局中學教研室 譚家蓉,前 言,當前制約高中生物教學的內因: 一是:教學標高的準確把握 二是:實驗教學,科學方法與技能教 學的落實 三是:試題的挑選與命制,前 言,當前理科教育的一致目標是: 全面提高學生的科學素養(yǎng),當前理科考試評價的趨勢之一: 用實驗能力與科學探究能力的考察來加大選拔性考試的區(qū)分度,以考察學生獲取未來知識的能力。,2009年福建卷26（25分）回答下列、題 .右圖表示的是測定保濕桶內溫度變化實驗裝置。某研究小組以該裝置探究酵母菌在不同條件下呼吸作用的情況。材料用具：保溫桶（500mL）、溫度計活性干酵母、質量濃度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蠟油。 實驗假設：酵母菌在有氧條件下呼吸作用比無氧條件下呼吸作用放出熱量更多。 （1）取A、B兩裝置設計實驗如下，請補充下表中內容： 裝置方法步驟一方法步驟二方法步驟三A加入240ml的葡萄糖溶液加入10g活性干酵母 B加入240ml煮沸后冷卻的葡萄糖溶液 加入石蠟油，鋪滿液面 （2）B裝置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ，這是控制實驗的 變量。 （3）要測定B裝置因呼吸作用引起的溫度變化量，還需要增加一個裝置C。請寫出裝置C的實驗步驟： 裝置方法步驟一方法步驟二方法步驟三C 加入石蠟油，鋪滿液面 （4）實驗預期：在適宜條件下實驗，30分鐘后記錄實驗結果，若裝置A、B、C溫度大小關系是： （用“”表示），則假設成立。 .人體體溫能夠保持相對恒定，是由于產熱量和散熱量保持動態(tài)平衡的結果。請回答： （1）當身體的冷覺感受器受到寒冷刺激時，產生的興奮由 傳至下丘腦體溫調節(jié)中樞，可引起 分泌增多，該激素作用于全身細胞，提高細胞代謝的速度，增加產熱量；在38的高溫環(huán)境中，人體主要通過 方式散熱。 （2）當體內有炎癥時會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，這有利于吞噬細胞和抗菌物質等轉移炎癥區(qū)，抵御病原體的攻擊，此過程屬于 免疫。人體注射乙型流感疫苗后，通過體液免疫和細胞免疫，產生的相應 不能識別并作用于侵入機體的甲型H1N1流感病毒。 答案.（1）不加入石蠟油 加入10g活性干酵母 （2）去除氧氣 自 （3）加入240mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液 不加入活性干酵母 （4）ABC (1)傳入神經 甲狀腺激素（或腎上腺素） 汗液蒸發(fā) （2）非特異性 抗體個效應T細胞,2009年上海卷41（11分）樺尺蛾是一種棲息在密林中、白天停歇在樹干上的昆蟲，一般為淺色，它借助與環(huán)境相似的體色躲避鳥類天敵。在工業(yè)污染區(qū)，黑色花尺蛾的數(shù)量有增多的趨勢。為證實兩種體色的樺尺蛾因環(huán)境不同而數(shù)量比例不同，進行了如下探究。請完成下列探究方案。 （1）假設：。 （2）實驗步驟：1）選擇工業(yè)污染區(qū)A和地區(qū)B； 2）收集樺尺蛾，并在翅下用有色顏料分別標記黑色蛾和淺色蛾若干； 3）； 4）一段時間后用誘蛾燈誘捕，記錄、統(tǒng)計結果。 （3）實驗結果：如表1。根據(jù)表內數(shù)據(jù)在右下空白處繪制A、B兩地區(qū)不同體色蛾回收率的柱形圖。 （4）結論： 。 （5）分析與討論： 1）人們觀察到工業(yè)污染導致樹皮變黑，從這個角度解釋上述實驗結果。 2）已知樺尺蛾的體色由常染色體上的一對等位基因控制。為了進一步探究樺尺蛾的黑色與淺色的顯隱性關系，有人將一對黑色蛾與淺色蛾雜交，F(xiàn)1中黑色蛾與淺色蛾的數(shù)量比為11。請利用F1的蛾，在此基礎上設計遺傳實驗完成探究。 實驗步驟：。 結果與分析：。,一、生物科學素養(yǎng)的基本涵義,1.能理解基本的生物學術語、概念及原理,2.能理解科學研究的過程和方法,3.能理解科學、技術與社會三者間的關系,（1） 從學習者的角度看還應具有在原有基礎上 不斷提高自身科學素養(yǎng)的能力,（2）如果我們僅僅把生物學當作知識教，則我們 教給學生的是不完整的生物學,（3）科學素養(yǎng)的提高主要是通過實驗和科學探 究的實踐過程來實現(xiàn)的,二、科學探究的類型,1.實驗型探究,2. 測量型探究,3. 調查型探究,4. 邏輯推理型探究,5. 模型設計型探究,6. 資料分析型探究,必修1科學探究活動一覽表,三、科學探究方法,1. 什么是科學方法,在探究事物客觀規(guī)律的過程中所采用的研究方式。包括哲學方法，科學探究的一般方法和各學科的特殊方法,三、科學探究方法,2. 為什么要注重科學方法的教育,（1）科學教育的內涵所決定,（2）科學技術的迅猛發(fā)展所決定,從“學會學習”的意義上講，從獲取未來知識的意義上講，從學生的可持續(xù)發(fā)展上來講，掌握科學方法比掌握科學知識更重要,三、科學探究方法,3. 一般的科學方法類型,（1）經驗性科學方法：在科學探究過程中，為了獲取經驗材料和科學事實而采用的方法。,觀察法：指用各種感官去搜集各種信息或證據(jù)的過程，分定性觀察和定量觀察兩類。,科學觀察有目的性、全面性、順序性，要細致和實事求是，并及時作觀察記錄。,三、科學探究方法,實驗法：指為了驗證某一結論或檢驗某種假設而進行的一系列收集數(shù)據(jù)，收集科學事實和證據(jù)的活動。根據(jù)實驗結果的已知和未知，可分為驗證性實驗和探究性實驗。,驗證性實驗的作用：強化基本概念，理解實驗原理，增強實驗操作能力，提高觀察能力。,探究性實驗的作用：培養(yǎng)實驗設計和實驗思維能力。,三、科學探究方法,調查法：應用收集資料、收集數(shù)據(jù)、訪談或親身實踐等方式，研究某一客觀事實的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢或規(guī)律的研究方法。,調查法的特點：對研究對象不加任何干涉，適用于無法進行實驗和反復進行研究的問題。,調查法的一般步驟：明確調查目的確定調查對象制定調查計劃（或問卷）做好調查記錄整理和分析調查資料撰寫調查報告。,2007年廣東41(6分) “標志(記)重捕法”是動物種群密度調查中的一種常用取樣調查法：在被調查種群的生存環(huán)境中，捕獲一部分個體(M)全部進行標記后釋放，經過一段時間后進行重捕，根據(jù)重捕中標記個體數(shù)(m)占總捕獲數(shù)(r1)的比例，估計該種群的數(shù)量(N)。某研究機構對我國北方草原一種主要害鼠布氏田鼠進行了調查。調查樣方總面積為2hm。(1hm2=10000m2)，隨機布設100個鼠籠，放置l夜后，統(tǒng)計所捕獲的鼠數(shù)量、性別等，進行標記后放歸；3日后進行重捕與調查。所得到的調查數(shù)據(jù)如下表。 (1)假定重捕取樣中標記比例與樣方總數(shù)中標記比例相等，寫出樣方中種群總數(shù)(N)的計算公式 。 (2)該草地布氏田鼠的平均種群密度為 只hm2。事實上田鼠在被捕捉過一次后更難捕捉，上述計算所得的平均種群密度與實際種群密度相比可能會偏 。 (3)綜合兩次捕獲情況，該田鼠種群的性別比例()為 。 (4)在上述調查的同時，還對樣方中布氏田鼠的洞口數(shù)進行了調查(假設樣方中只有這一種鼠)，平均每100m2有36個洞口，洞口數(shù)與田鼠數(shù)的比例關系為 。 參考答案：41(6分)(1)N=Mnm (2)144 高 (3)89(或3236) (4)25 ：1,三、科學探究方法,模擬方法：指在進行實驗時，由于種種原因致使研究對象不宜直接使用，而采用等效和近似的模型代替研究對象進行實驗的方法。,例1. （2006年浙江中考題） “某些傳染病可以通過握手進行傳播，而常洗手可以減少手粘染病原菌的數(shù)量”，為了驗證這一結論，甲乙二位同學進行了如圖實驗。實驗前，在培養(yǎng)皿內放入經滅菌處理的酵母菌培養(yǎng)基；甲乙都清洗并消毒自己的手。每次握手前，乙均用無菌棉醮取含酵母菌的培養(yǎng)液，擦遍自己的手。 第一步：甲與乙握手，清洗手后用大拇指在1號培 養(yǎng)基上按三下，立即蓋上蓋子。 第二步：甲再次與乙握手后，不洗手直接用大拇 指在2號培養(yǎng)基上按三下，立即蓋上蓋子。 第三步：把兩個培養(yǎng)皿同時放入培養(yǎng)箱中，在 28條件下培養(yǎng)24小時，并觀察。,（2）根據(jù)上述實驗，回答下列問題： （1）培養(yǎng)24小時后，如果在 號培養(yǎng)皿內的培養(yǎng)基上酵母菌菌落數(shù)較多，則結論得以驗證。 （2）本實驗用酵母菌代替致病微生物來驗證這一結論，其目的在于 。 （3）實驗中不是立刻觀察甲手上的酵母菌，而是在培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時間后再進行觀察，這種 做法的好處在于 。,參考答案： （1）2 （2）防止致病微生物侵入人體引起疾?。ê侠泶鸢妇o分） （3）使酵母菌數(shù)目增多和個體增大，便于實驗觀察，使實驗更加準確。（合理答案均給分）,三、科學探究方法,3. 一般的科學方法類型,（1）經驗性科學方法,（2）理性科學方法：指在科學探究過程中對概念、原理、事實、證據(jù)進行思維加工而采用的科學方法。,比較法：把兩種或兩種以上的事物或現(xiàn)象加以對照，找出其相同點和不同點的方法。,三、科學探究方法,分析法：把一個復雜事物分解成幾個簡單部分，再對各部分分別研究，從而認識事物的構成和本質的方法。,綜合法：在分析的基礎上，把事物的各個部分和各個方面結合或統(tǒng)一起來加以研究，從而在整體上把握事物的本質和規(guī)律的方法。,分類法：在比較的基礎上，根據(jù)事物和現(xiàn)象的相似程度把他們分門別類的方法。,三、科學探究方法,歸納法：從個別特殊知識概括和推理出一般知識和原理的科學方法。,演繹法：從已知的一般原理推出新的結論的方法。,假說：以一定的經驗材料和已知事實為依據(jù)，用已有的科學理論和科學方法為指導，對未知事物的產生原因及規(guī)律所作的推測性解釋。,三、科學探究方法,3. 一般的科學方法類型,（1）經驗性科學方法,（2）理性科學方法,（3）數(shù)學方法：運用數(shù)學語言表述事物的狀態(tài)、關系和過程的方法,四、科學探究技能,技能：指應用科學方法解決問題時的一些具體操作能力，包括實驗操作能力，獲取信息能力和科學探究能力三方面。,1. 提出問題 科學問題：指能通過收集數(shù)據(jù)、資料和科學事實而回答的問題。,四、科學探究技能,2. 作出假設和預期 假設：是針對所提出的問題, 依據(jù)已有的科學知識和經驗，通過思考，對所研究的問題的結果作出嘗試性的推測。,科學假設必須具備的條件：,（1）科學性：要以一定的科學知識和經驗為依據(jù)。,（2）相關性：應與提出的問題相關。,（3）可檢驗性：假設中所包含的變量應是可操縱、可測量、可鑒定和可檢測的。,四、科學探究技能,預期:指根據(jù)假設對實驗結果所作出的符合邏 輯的推論。,必修1p61 植物細胞的吸水和失水,該實驗的側重點： 1、學會提出問題，作出假設 2、學會預測結果， 3、學會根據(jù)結果，得出結論,2006廣東文理綜合 (1)提出問題、進行推測 插在水中的玫瑰花過幾天就凋謝了，怎樣讓鮮花開 得更久？觀察調時的玫瑰花莖部的切口，發(fā)現(xiàn)有發(fā)黑和腐爛現(xiàn)象，這是由于 。 由此推測，玫瑰切花凋謝的原因可能是 。 （2）查閱資料，獲取信息 針對提出的問題，查閱有關資料，發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉是比較合適的實驗藥品，海藻酸鈉又稱海藻膠，白色或淡黃色粉末，溶于水，其水溶液與鈣離子反應時可形成粘膠膜，無毒，可用作食品添加劑，醫(yī)藥上 作血漿代用品、止血劑、膠囊等。根據(jù)以上信息，選 擇海藻酸鈉作為延長玫瑰切花保鮮期的比較合適 的實驗藥品的主要依據(jù)是 。 （3）設計實驗，實施探究 實驗一 不同濃度海藻酸鈉對玫瑰切花的保鮮實驗 實驗分為5個組，第1組只用自來水處理，第25 組分別用濃度為 0.05 mol/L、0.10 mol/L 、 0.20 mol/L和 0.40 mol/L的海藻酸鈉溶液 處理。 實驗過程：剪切玫瑰花的莖部在酒精燈火焰上灼燒切口將切口放入海藻酸鈉溶液浸泡10分鐘 放人12氯化鈣溶液浸泡10分鐘移入清水中 觀察。 實驗中一位同學不小心將燃著的酒精燈打翻，正確的處理方法是 。配制250 ml l.2%氯化鈣溶液（溶液的密度近似于水的密度）， 需lrnol/L氯化鈣溶液的體積為 rnL。 (可能需要的相對原子質量：Ca 40 Cl 35.5，計算 結果保留整數(shù)）,實驗二 玫瑰花莖部切口處膜內外細菌總數(shù)檢測 用無菌水洗下膜內和膜外的細菌，再用微生物培養(yǎng)技術分別進行計數(shù)。 （4）分析數(shù)據(jù)，得出結論 實驗一結果如右圖。據(jù)圖可以得出的結論是 a. b. 圖為不同組別玫瑰切花的保鮮期 實驗二結果表明，經過海藻酸鈉溶液處理的玫瑰花， 莖部切口處膜外的細菌數(shù)大約是膜內細菌數(shù)的10倍，這說明玫瑰花莖部切口處的載膠膜具有 的作用。,答案： （1）切口處微生物污染 微生物感染影響水分吸收（2）海藻酸鈉溶液與鈣離子反應可形成簽黏膠膜，無毒（ 3）撒細砂子撲滅或用濕布蓋滅 27 （ 4） a 0.10 mol/ l海藻酸鈉對玫瑰切花的保鮮效果最好b.海藻酸鈉對玫瑰切花保鮮的適宜濃度范圍是0.050.20 mol/ l。阻止細菌通過（過濾細菌或抑制細菌）,2008年山東卷26 ( 19 分）番茄（2n =24 ）的正常植株（A ）對矮生植株（a ）為顯性，紅果（B ）對黃果（b）為顯性，兩對基因獨立遺傳。請回答下列問題： ( l ）現(xiàn)有基因型AaBB 與aaBb 的番茄雜交其后代的基因型有 種， 基因型的植株自交產生的矮生黃果植株比例級高自交后代的表現(xiàn)型及比例為 。 ( 2 ）在AAaa 雜交中，若A基因所在的同源染色體在減數(shù)第一次分裂時不分離，產生的雌配子染色體數(shù)目為 。這種情況下雜交后代的株高表現(xiàn)型可能是 。 ( 3 ）假設兩種純合突變體X 和丫都是由控制株高的A基因突變產生的檢側突變基因轉錄的mRNA。發(fā)現(xiàn)X 的第二個密碼子中第二堿基由C 變?yōu)閁， Y 在第二個密碼子的第二堿基前多了一個U。與正常植株相比, 突變體的株高變化可能更大，試從蛋白質水平分析原因： 。 ( 4 ）轉基因技術可以使某基因在植物體內過量表達，也可以抑制某基因農達。假設A 基因通過控制赤排素的合成來控制番茄的株高，請完成如下實驗設計以驗證假設是否成立。 實驗設計：（借助轉基因技術，但不要求轉基因的具體步驟） a.分別側定正常與矮生植株的赤霉素含量和株高。 b. 。 C. 。 支持上述假設的預期結果： 。 若假設成立，據(jù)此說明垂因控制性狀的方式： 。 ( 1 ) 4 aaBb 矮生紅果矮生黃果=3 : 1 ( 2 ) 13 或11 正?；虬?( 3 ) Y Y突變體的蛋白質中氮基酸的改變比X突變體可能更多（或：X突變體的蛋白質可能只有一個氨基酸發(fā)生改變，Y突變體的蛋白質氨基酸序列可能從第一個氮基酸后都改變）。 (4）答案一： b通過轉基因技術，一是抑制正常植株A基因的表達，二是使A基因在矮生植株過量表達。 c側定兩個實驗組植株的赤霉素含量和株高。 答案二： b通過轉基因技術，抑制正常植株人基因的表達側定其赤拼素含量和株高。 c通過轉基因技術，使A基因在矮生植株過里表達，測定其赤霉素含量和株高。 （答案二中b和c次序不做要求） 與對照比較正常植株在A基因表達被抑制后，赤霉素含量降低，株高降低；與對照比較，A基因在矮生植株中過量表達后，該植株赤霉素含量增加，株高增加。 基因通過控制酶的合成來控制代謝途徑進而控制生物性狀。,四、科學探究技能,3. 制定計劃與設計實驗,（1）確定獲取證據(jù)的方法,（2）明確實驗目的,（3）區(qū)分三種變量,四、科學探究技能,變量：能夠影響實驗結果的任何因素。,實驗變量（自變量）：該實驗所要研究的，并對實驗結果有影響的變量。,無關變量：與該實驗所要研究的目標無關，但同樣對實驗結果有影響的變量。,反應變量（因變量）：在該實驗中因實驗變量的改變而隨之發(fā)生改變的量。,四、科學探究技能,3. 制定計劃設計實驗,（1）確定獲取證據(jù)的方法,（2）明確實驗目的,（3）區(qū)分三種變量,四、科學探究技能,3. 制定計劃于設計實驗,（1）確定獲取證據(jù)的方法。,（2）明確實驗目的,（3）區(qū)分三種變量,（4）運用控制變量法設計實驗步驟,控制變量法：當研究某個因素的變化規(guī)律時，若該因素的變化受其他多個因素變化的影響，則必須人為控制其它因素均處于相同和恒定不變的狀態(tài)，只研究這一個因素的變化所產生的影響，這種方法稱為控制變量法。,實驗設計的三要素：,檢測反應變量： 運用物理或化學原理以及生物體代謝、生長發(fā)育規(guī)律、用反應變量的顏色變化、沉淀反應、溫度變化、重量變化以及生物體的形態(tài)結構和生理特征的變化等作為觀測指標來檢測反應變量的變化規(guī)律。,操縱實驗變量： 采用施加、去除、改變等方法，人為造成實驗變量在種類、數(shù)量、強度、質量、大小等方面的差異，使實驗結果是由于實驗變量的差異所引起的。,控制無關變量： 人為控制所有無關變量均處于相同或恒定不變的狀態(tài)，以消除無關變量對實驗結果的影響。,必修1p78 比較過氧化氫在不同條件下的催化效率,實驗變量溫度的高低（1、2號試管）、催化劑的類型(3、4號試管)、催化劑的有無（號與、號試管) 無關變量試管潔凈度、底物的濃度和體積、催化劑的濃度和體積、反應時的PH值和溫度(3、4號試管)等 反應變量過氧化氫的分解速率 觀測指標氣泡產生速率、衛(wèi)生香燃燒的劇烈程度,該實驗的側重點： 1、學會確認三種變量、 2、知道什么是對照實驗 3、學會根據(jù)實驗結果得出結論,2007年江蘇 39(8分)將一個土豆(含有過氧化氫酶)切成大小和厚薄相同的若干片，放人盛有一定體積和濃度的過氧化氫溶液的針筒中(如下圖所示)，以探究酶促反應的相關問題。根據(jù)實驗現(xiàn)象與數(shù)據(jù)分析答題。 (1)若土豆片為4片時，每隔5分鐘收集一次數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出如下曲線圖。20分鐘后，氣體量不再增加的原因是 。 (2)若土豆片為8片時，和上述實驗所得的曲線(實線)相比，實驗結果的曲線最可能是下列 圖中的虛線。如果要獲得更多的氣體，在不改變溶液體積的條件下，可采取的方法是 ，其結果可用 圖中的虛線表示。 (3)為保證上述實驗的科學性，需要控制的其他外界因素有 。 參考答案：39(8分)(1)過氧化氫量有限 (2)c 增加過氧化氫濃度 a (3)溫度(或光照或氣壓等),四、科學探究技能,4. 實施實驗獲取事實和證據(jù),操作實驗、觀察實驗、記錄結果、處理數(shù)據(jù)。,2002上海 某生物學興趣小組開展“不同濃度香煙浸出液對水蚤的影響”的課題研究。他們已將香煙和蒸餾水按照11的重量比浸泡24小時，過濾后的濾液作為原液。如果你是其中一員，請回答： （1）采用何種測定指標來確定香煙浸出液對水蚤有無影響？（只要一種指標） （2）做該實驗時必備的實驗器材是： （3）寫出實驗的主要操作步驟。 （4）設計一張表格用于在實驗時記錄數(shù)據(jù)。,答案： （1）水蚤每分鐘心臟跳動次數(shù) （2）顯微鏡、秒表（計時工具）、量筒、燒壞、載玻片、蓋玻片等 （3）用蒸餾水稀釋煙草浸出液原液，配成3種不同濃度的溶液 用吸管吸取水蚤，放于載玻片上，蓋上蓋玻片，調節(jié)光線，在顯微鏡低倍鏡下觀察： 用引流法引流，觀察和記錄一定時間內水蚤在蒸餾水（對照）及不同濃度煙草浸出液中心跳次數(shù)，重復三次； 整理實驗資料，算出每分鐘心跳的平均次數(shù)，做出評價。 （4）,四、科學探究技能,6. 表達與交流,5. 檢驗與評價,對比結果與假設，解釋實驗結果或分析結果與假設不一致的原因，提出修改建議。,表述、聽取、反思、得出結論。,2007全國卷 .為了確定生長素類似物促進扦插枝條生根的適宜濃度。某同學用兩種濃度的生長素類似物分別處理扦插枝條作為兩個實驗組，用蒸餾水處理是為對照組進行實驗，結果發(fā)現(xiàn)三組扦插枝條生根無差異?；卮鹣铝袉栴}： （1）參考該同學的實驗，在下一步實驗中你應該如何改進，才能達到本實驗的目的？請說明理論依據(jù)。 （2）在進行扦插枝條生根實驗時，一般需要剪去扦插枝條上的一部分葉片，其主要目的是為了減少 ，同時還應使扦插環(huán)境保持較高的 ，避免扦插枝干枯。,答案：（1）.改進方法：在某同學使用的兩種濃度生長素類似物的基礎上，分別在低濃度的范圍內設置一組濃度梯度，高于高濃度的范圍內設置一組濃度梯度，以及兩濃度之間設置一組濃度梯度進行實驗，從而找到促進枝條生根的適宜濃度。 理論依據(jù)：生長素促進重要的濃度范圍是一定的，濃度過高或過低都不能促進生根。 （2）插條蒸騰作用 濕度,必修1p83 該實驗的側重點： 1、學會自主提出問題，作出假設。 2、學會獲取實驗證據(jù)的方法、 3、知道定性探究與定量探究的區(qū)別,必修1p91 該實驗側重點： 1、如何操縱實驗變量 2、如何檢測反應變量 3、知道對比實驗與對照實驗的區(qū)別,必修1p104 該實驗側重點： 1、為什么要進行實驗前的預處理。 2、如何設計表格記錄實驗結果,必修1p110 該實驗側重點： 1、知道模擬探究的方法 2、學會分析實驗結果并進 行表達與交流,五. 科學方法與技能教學的實例： “假說演繹法”與基因的分離定律的教學,“假說演繹法”：在觀察和分析的基礎上提出問題，然后運用推理和想象提出解釋問題的假說，再根據(jù)假說進行演繹推理，最后通過實驗來檢驗演繹推理的結論。如果實驗結果與預期結論相符，就證明假說是正確的，并進而發(fā)展為新的科學理論；反之，則證明假說是錯誤的。,基因分離定律的發(fā)現(xiàn)過程： 1、觀察現(xiàn)象： 2、提出問題： （1）為什么子一代只表現(xiàn)為顯性性狀？ （2）為什么子二代出現(xiàn)3：1的性狀分離比？ 3、提出假說（顆粒遺傳假說），解釋問題： （1）用顯性原理解釋子一代的性狀表現(xiàn)； （2）用分離原理解釋子二代相對性狀的分離 4、設計實驗：測交實驗,5、演繹推理，作出預期 （1）子一代若確實是雜合體，必然產生兩種數(shù)目相等的配子； （2）子一代若確實在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生了分離，則它與隱性親本測交后代的性狀分離比必然是 1：1。 6、實施實驗，進行驗證 （1）子一代是否是雜合體？ （2）子一代形成配子時成對的遺傳因子果真分離了嗎？ 7、得出結果，對比分析，判斷假說真?zhèn)?結果與預期相符，證明假說正確。 8、得出結論，形成定律 （1）子一代的體細胞中遺傳因子確實成對存在，并呈雜合狀態(tài)。 （2）子一代形成配子時，成對的遺傳因子確實發(fā)生了分離。 從以上八個步驟可知：假說演繹法主要包括理論推導和實驗驗證兩部分，基因分離定律的發(fā)現(xiàn)過程，基本上運用了課標要求掌握的科學探究的各項技能。,2005年全國理綜31題（21分） 已知牛的有角與無角為一對相對性狀，由常染色體上的等位基因A與a控制。在自由放養(yǎng)多年的一群牛中（無角的基因頻率與有角的基因頻率相等），隨機選出1頭無角公牛和6頭有角母牛，分別交配，每頭母牛只產了1頭小牛。在6頭小牛中，3頭有角，3頭無角。 （1）根據(jù)上述結果能否確定這對相對性狀中的顯性性狀？請簡要說明推斷過程。 （2）為了確定有角與無角這對相對性狀的顯隱性關系，用上述自由放養(yǎng)的牛群（假設無突變發(fā)生）為實驗材料，再進行新的雜交實驗，應該怎樣進行？（簡要寫出雜交組合，預期結果并得出結論） 參考答案 31（21分） （1）不能確定。 假設無角為顯性，則公牛的基因型為Aa，6頭母牛的基因型都為aa，每個交配組合的后代或為有角或為無角，概率各占。6個組合后代合計會出現(xiàn)3頭無角小牛，3頭有角小牛。假設有角為顯性，則公牛的基因型為aa，6頭母牛可能有兩種基因型，即AA和Aa。AA的后代均為有角。Aa的后代或為無角或為有角，概率各占，由于配子的隨機結合及后代數(shù)量少，實際分離比例可能偏離。所以，只要母牛中具有Aa基因型的頭數(shù)大于或等于3頭，那么6個組合后代合計也會出現(xiàn)3頭無角小牛，3頭有角小牛。 綜合上述分析，不能確定有角為顯性，還是無角為顯性。 （2）從牛群中選擇多對有角牛與有角牛雜交（有角牛有角牛）。如果后代出現(xiàn)無角小牛，則有角為顯性，無角為隱性；如果后代全部為有角小牛，則無角為顯性，有角為隱性。（其他正確答案也給分）,六、科學方法與技能試題的例證及特點,1. 試題例證,2005上海（本大題共12分） 科學的發(fā)現(xiàn)看似偶然，其實是必然的。青霉素的發(fā)現(xiàn)就是一個最好的例證。 53仔細閱讀下列句子，按青霉素發(fā)現(xiàn)的過程進行排序寫編號 弗萊明用一小滴青霉菌所產生的代謝物質，滴在正在生長的葡萄球菌上，幾小時后葡萄球菌奇跡般地消失了。 弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉菌落周圍葡萄球菌不能生長。 或許是青霉菌的生長搶奪了葡萄球菌的營養(yǎng)，或許是有青霉菌產生了某種代謝物質殺死或抑制了葡萄球菌的生長。 他將青霉菌的代謝物質稀釋1000倍進行實驗仍然有效；并試著用青霉菌的代謝物質治療局部多種細菌感染的傷口也獲得成功。 他把這種代謝物質命名為青霉素。 54發(fā)現(xiàn)青霉素的過程與弗萊明的科學態(tài)度和思維方式有關。他采用青霉菌所產生的代謝物質進行實驗，主要想驗證的假設是） A青霉菌的生長搶奪了葡萄球菌的營養(yǎng) B青霉菌產生的某種代謝物質殺死或抑菌了葡萄球菌的生長 C青霉菌的生長是以葡萄球菌為營養(yǎng) D青霉菌產生的某種代謝物質刺激了葡萄球菌的生長 55仔細分析53題的句子，歸納弗萊明在發(fā)現(xiàn)青霉素的過程中得到的三個實驗結論。 ,2005年上海 56對弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素的整個過程進行總結，提出假設可以得出科學研究大致分為五個步驟。請在右側每個小方框中填入科學研究的某個步驟， 并用箭頭（）把方框連接起來。,答案 53 54B 551青霉菌產生的代謝物質能殺死或抑制葡萄球菌的生長 2代濃度的青霉菌代謝物質仍然能殺死葡萄球菌的生長 3青霉菌的代謝物質不僅能殺死和抑制葡萄球菌，還能殺死或抑制其他細菌的生長,2004年江蘇42（11分） （2）工業(yè)生產中產生的SO2是酸雨（pH5.6）形成的主要原因之一。有人設計實驗研究酸雨對植物的毒害作用。實驗過程如下圖所示（除圖中特別說明的外，其他條件甲、乙均相同）： 實驗結果表明，“酸雨”使植物葉片變黃，而對照實驗中的植物沒有變黃。該實驗說明“酸雨”對植物的生長發(fā)育有影響。 參照上述裝置和試劑以小麥種子為實驗材料嘗試設計實驗，探究2種不同pH的酸雨對種子萌發(fā)率的影響。 探究的問題：不同pH的酸雨對小麥種子萌發(fā)率的影響。 作出的假設：_。 實驗步驟（簡要敘述）： 實驗預期結果與分析（實驗預期結果多種多樣，寫出其中3種并加以分析）：,答案 （2）不同pH的酸雨對小麥種子萌發(fā)率的影響程度不同（或相同）。 用上述實驗裝置和試劑，采用兩種pH5.6的“酸雨”進行實驗，設置清水對照； 在三個花盆中播種同樣數(shù)量（例如50粒）的小麥種子； 在相同而適宜的環(huán)境中培養(yǎng)； 一段時間（7天）后，分別統(tǒng)計3個裝置中的種子萌發(fā)率。 a如果三個裝置中種子萌發(fā)率沒有差異，那么說明酸雨對種子萌發(fā)率沒有影響 b如果三個裝置中，pH越小，種子萌發(fā)率越低，說明酸雨對種子萌發(fā)有抑制作用，且隨著pH的減小，抑制作用增大。 C如果三個裝置中，pH越小，種子萌發(fā)率越高，說明酸雨對種子萌發(fā)有促進作用，且隨著pH的減小，促進作用增大。,2009北京卷 29（18分） 鴨蛋蛋殼的顏色主要有青色和白色兩種。金定鴨產青色蛋，康貝爾鴨產白色蛋。為研究蛋殼顏色的遺傳規(guī)律，研究者利用這兩個鴨群做了五組實驗，結果如下表所示。 雜交組合第1組第2組第3組第4組第5組康貝爾鴨金定鴨金定鴨康貝爾鴨第1組的F1自交第2組的F1自交第2組的F1康貝爾鴨后代所產蛋（顏色及數(shù)目）青色（枚）261787628294027301754白色（枚）1095810509181648請回答問題： （1）根據(jù)第1、2、3、4組的實驗結果可判斷鴨蛋殼的 色是顯性性狀。 （2）第3、4組的后代均表現(xiàn)出 現(xiàn)象，比例都接近 。 （3）第5組實驗結果顯示后代產青色蛋的概率接近 ，該雜交稱為 ，用于檢驗 。 （4）第1、2組的少數(shù)后代產白色蛋，說明雙親中的 鴨群混有雜合子。 （5）運用 方法對上述遺傳現(xiàn)象進行分析，可判斷鴨蛋殼顏色的遺傳符合孟德爾的 定律。 答案： （1）青 （2）性狀分離 31 （3） 測交 F1相關的基因組成 （4）金定 （5）統(tǒng)計學 基因分離,2008年四川卷30（24分） 一般說來，細胞周期中的分裂間期和分裂期相比，持續(xù)時間短的時期是_；動物細胞培養(yǎng)時，如果缺少氨基酸的供應，細胞一般會停留在細胞周期的_。假定體細胞的染色體數(shù)是10，將體細胞放入含有3H-胸腺嘧啶的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，請推測其中一個細胞進行一次DNA復制后，該細胞在細胞分裂后期將有_條染色體被標記。 為確定人體在運動時呼出氣體中的CO2濃度是否比靜止時高，某同學進行了如下探究： 作出假設：人體在運動時呼出氣體中CO2的濃度比靜止時高。 實驗過程： 在3個燒杯中，分別注入100 mL蒸餾水，測定其pH。 實驗者在安靜狀態(tài)（靜坐2 min）、中度運動（步行2 min）以及劇烈運動（跳繩2 min）后，立即分別向上述3個燒杯的水中吹入等量氣體，測定pH。經多次重復實驗，所得平均數(shù)據(jù)如下表： 運動狀態(tài) 安 靜 中度運動 劇烈運動 實驗前pH 6.1 6.1 6.1 實驗后pH 5.9 5.6 5.3 請回答： （1）作出上述假設的依據(jù)是_ （2）該實驗的原理是_ （3）從表中數(shù)據(jù)可以看出_越大，_下降幅度越大，由此可以得出結論_，從而可以驗證上述假設。 （4）人體代謝產生的CO2，正常情況下來自三大類有機物的分解，這三大類物質 是_。人體糖代謝產生CO2的細胞器是_。 答案 分裂期 分裂間期 20 （l）由于人體在運動時耗能增加，呼吸作用加強，產生CO2的量增加，所以呼出CO2的濃度增加。 （2）CO2在水中溶解后使水的pH下降，人在不同運動狀態(tài)下產生的CO2不同，溶于水后也會導致pH不同，通過測定水pH的變化可以推測呼出氣體中CO2濃度的變化。 （3）運動強度 pH 隨著運動強度的增加，呼出的CO2濃度增加 （4）糖類、脂肪和蛋白質，線粒體,2008年北京卷31（18分）水華可因藍藻爆發(fā)所致。科研人員嘗試利用某種細菌限制藍藻數(shù)量，相關實驗的示意圖如下。圖中-表示實驗步驟。 請回答問題： （1）從細胞結構的特點與復雜程度上看，藍藻屬于 細胞；從生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結構上看，藍藻處于 ；藍藻的代謝類型通常是 。 （2）引發(fā)水華的藍藻可產生藍藻毒素。藍藻毒素 （是、不是）藍藻生長、繁殖所必需的物質。藍藻毒素對人是一種致癌因子，可使原癌基因 ，導致正常細胞發(fā)生癌變。 （3）圖中、通常使用的是、中已培養(yǎng)至 期的藍藻和溶藻細菌。 （4）圖中實驗組在每個培養(yǎng)皿中，如果做三個重復實驗，可采取的做法是： 。 為完善實驗設計方案，應增設對照組，可采取的做法是： 。 （5）藍藻通常呈藍綠色。觀察實驗結果，發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)皿中出現(xiàn)褪色空斑，說明藍藻,答案： （1）原核 第一營養(yǎng)級 自養(yǎng)需氧型 （2）不是 從抑制狀態(tài)變成激活狀態(tài) （3）對數(shù) （4）在每個培養(yǎng)皿中，選擇三個不同位置，各滴加等量菌液 在每個培養(yǎng)皿中，選擇三個不同位置，各滴加等量的、不含溶藻細菌的溶藻細菌培養(yǎng)液 （5）被溶藻細菌裂解（死亡,2008年上海卷41（11分）利用纖維素解決能源問題的關鍵，是高性能纖維素酶的獲取。請完善實驗方案，并回答相關問題。 【實驗目的】比較三種微生物所產生的纖維素酶的活性。 【實驗原理】纖維素酶催化纖維素分解為葡萄糖，用葡萄糖的產生速率表示酶活性大??；用呈色反應表示葡萄糖的生成量。 【實驗材料】三種微生物（AC）培養(yǎng)物的纖維素酶提取液，提取液中酶蛋白濃度相同。 【實驗步驟】 （1）取四支試管，分別編號。 （2）在下表各列的一個適當位置，填寫相應試劑的體積量，并按表內要求完成相關操作。 （3）將上述四支試管放入37的水浴，保溫1小時。 （4）在上述四支試管中分別加入 試劑，搖勻后，進行 處理。 （5）觀察比較實驗組的三支試管與對照組試管的顏色及其深淺。 【實驗結果】 微生物A提取物微生物B提取物微生物C提取物顏色深淺程度【分析討論】 （1）該實驗中的對照組是 號試管。 （2）實驗組試管均呈現(xiàn)的顏色是 ，但深淺不同。 （3）上述結果表明：不同來源的纖維素酶，雖然酶蛋白濃度相同，但活性不同。若不考慮酶的最適pH和最適溫度的差異，其可能原因是 。 （4）你認為上述三種微生物中，最具有應用開發(fā)價值的是 。 （5）從解決能源問題的角度，開發(fā)這種纖維素酶的意義在于 。 答案： 【實驗步驟】（2）如下表 （4）班氏 加熱（加熱至沸騰） 【分析討論】（1）4 （2）紅黃色 （3）不同酶的氨基酸序列不同（不同酶的空間結構不同） （4）微生物B （5）葡萄糖可用作制取酒精的原料；用纖維素代替化石燃料（言之有理即給分）,2009年全國卷2 32. （14分） 請用所給的實驗材料和用具，設計實驗來驗證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。要求完成實驗設計、補充實驗步驟、預測試驗結果、得出結論，并回答問題。 實驗材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液，斐林試劑、37恒溫水浴鍋、沸水浴鍋。 若“+”代表加入適量的溶液，“-”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標號，請用這些符號完成下表實驗設計（把答案填在答題卡上相應的表格中）。 實驗步驟： 按照上表中的設計，取試管、加溶液。 結果預測： 結論： 在上述實驗中，如果僅將37恒溫水浴鍋的溫度調到20，而在其他條件不變的情況下重做上述實驗，出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色會比37時淺，其原因是 答案 （1）液淀粉溶液蔗糖酶溶液淀粉酶溶液甲+乙+丙+丁+（2）混勻。37恒溫水浴一段時間 取出試管，分別加入適量的斐林解析，混勻，沸水水浴一段時間 觀察實驗現(xiàn)象并記錄試驗結果 含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀 酶的催化作用有專一性 20低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產生的還原糖少,2009年浙江卷30.（26分）回答下列、小題： .（14分）請回答下列有關赤霉素的問題： （1）赤霉素有促進細胞分裂的作用。用適宜濃度的赤霉素處理植物芽尖細胞，其細胞周期的 期明顯變短，此時期分子水平上所發(fā)生的變化主要是 和 。 （2）植物體內赤霉素的合成主要在未成熟的種子、幼 根和幼芽等 的部位。用赤霉素多次噴灑水稻植株后，引起其生長速度過快，將導致稻谷產量 。 （3）赤霉素促進莖的伸長主要與細胞壁的伸展性有關。有人進 行了CaCl2和赤霉素對某植物種子胚軸生長速率影響的實驗，結果如右圖所示。由圖分析可知， 一定濃度的CaCl2溶液對細胞壁的伸展起 作用； 加入赤霉素溶液的時間在圖中的 （A點、B點、C點）。 根據(jù)上述實驗分析赤霉素促進莖伸長的可能原因是 。 .（12分）給正常成年實驗兔注射甲藥物后，使其患了高血壓病，注射乙藥物可使高血壓癥狀緩解。為了驗證甲、乙兩種藥物的上述作用，請您根據(jù)以下提供的實驗材料與用具，設計實驗步驟，并在下面的坐標中畫出實驗過程中該組兔的血壓變化示意曲線，標注注射藥物的時間點。 材料與用具：一組正常成年實驗兔、血壓測定儀、適宜濃度的甲藥物、適宜濃度的乙藥物、注射器等。 （要求：答題時對該組實驗兔不再分組；對動物的手術過程與藥物的具體注射劑量不作要求） （1）實驗步驟： （2）在下面的坐標中畫出實驗過程中該組兔的血壓變化示意曲線，并標注注射藥物的時間點。 答案（1）分裂間 DNA復制 有關蛋白質的合成 （2）生長旺盛 降低 （3）抑制 B點 赤霉素降低了細胞壁上Ca2+的濃度 （1）用血壓測定儀對該組每只實驗兔每隔一定時間測定血壓，計算血壓的平均速度作為對照。 給該組每只實驗兔注射等量的甲藥物，用血壓測定儀對每只實驗兔每隔一定時間測 量血壓，計算血壓得平均值。 當該組實驗兔患高血壓病后，給每只實驗兔注射等量的乙藥物，用血壓測定儀對每只實驗兔每隔一定時間測量血壓，計算血壓得平均值。 （2）,2009年廣東卷36.（8分） 小王發(fā)現(xiàn)黑暗中生長的大豆幼苗比陽光下生長的大豆幼苗高得多。請設計一個實驗方案，探究不同光照強度對大豆植株高度的影響，并預測實驗結果。 實驗材料和用具：大豆種子（200粒）、光照培養(yǎng)箱（光照強度范圍010000Lux，溫度、濕度等均可自行設定）、培養(yǎng)皿、直尺等。 實驗方案： 實驗結果測試： 答案： 實驗方案： 1 實驗材料：選出180粒大小一致的種子，分成六祖，每組30粒，在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)。 2培養(yǎng)條件 光照強度 0、2000、4000、6000、8000、10000Lux 溫度25度，培養(yǎng)一周 3 測定指標 用直尺測量植株高度，計算每組的平均值。 注：要求至少分為三組（三個處理），每組有一定的種子數(shù)量，光照強度必須有0 Lux（黑暗） 實驗結果測試：隨光照強度增加，植株高度下降。 解析：本題考查根據(jù)自然現(xiàn)象設計實驗方案及預測實驗結果的能力。在設計實驗過程中，注意遵循對照原則，單一變量原則，平行重復原則等科學原則，所以至少分三組，且有黑暗作為對照，每組必須有一定的種子數(shù)量，且數(shù)量相等。預測實驗結果要根據(jù)題中所給的自然現(xiàn)象，即黑暗中生長的大豆幼苗比陽光下生長的大豆幼苗高得多，即可得出正確答案。,2009年江蘇卷31(6分)酶解法制備原生質體的原理是利用酶溶液對細胞壁成分的降解作用。蝸牛酶液從蝸牛(以植物為食)消化腺中提取；果膠酶、纖維素酶從微生物中提取。為了研究不同酶液的酶解效果，某實驗小組取無菌煙草幼葉，切成相同大小的小片，等量放入6支試管中，試劑用量和實驗結果列于下表。請回答有關問題。 試管編號項目IV蒸餾水(mL)2O1111緩沖液(mL)0210.50.50.5果膠酶液(mL)O0O0.5O0蝸牛酶液(mL)O0OO0.50纖維素酶液(mL)0O0O00.5實驗結果(綠色深淺程度)-+ (注：“+”越多表示綠色越深，“一”表示顏色無顯著變化) (1)實驗過程中，需要輕搖試管，其目的是 ，使原生質體從葉小片中游離出來，以便觀察懸浮液綠色的深淺。 (2)從綠色的深淺可推測：蝸牛酶液酶解效果最好，原因是蝸牛酶液含有 等多種酶。該實驗中 是空白對照組，其設置意義是 。 (3)用網篩過濾原生質體到離心管內，離心后收集沉淀物，并用 洗滌。 (4)原生質體是否符合要求還需進行檢驗，其檢驗的方法是 。 答案31(6分)(1)為了使細胞壁與酶充分接觸，提高酶解效果 (2)果膠酶和纖維素酶 I、排除無關變量的干擾 (3)等滲溶液 (4)低滲漲破法,2009年江蘇卷11某小組為研究脫氣對酵母菌在培養(yǎng)初期產氣量的影響，進行了甲、乙2組實驗，實驗裝置如右圖所示，除圖中實驗處理不同外，其余條件相同。一段時間內產生,總量的變化趨勢是,2009年江蘇卷19某小組進行“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”實驗時，同樣實驗條件下分別在4個試管中進行培養(yǎng)(見下表)，均獲得了“s”型增長曲線。根據(jù)實驗結果判斷，下列說法錯誤的是,A4個試管內的種群初始階段都經歷了“J”型增長 B4個試管內的種群同時達到K值,C試管內種群的K值與試管不同 D試管內的種群數(shù)量先于試管開始下降,2009年江蘇卷24科研人員對江蘇某地沿海灘涂米草群落和裸露泥灘的大型底棲(土壤)動物豐富度進行了對比研究。在相同取樣條件下，利用一種常用底泥采樣器(50cm X 50cm X 30cm)采得各動物類群的物種數(shù)和個體總數(shù)如下表。下列有關本研究的敘述，正確的有,A裸露泥灘的大型底棲動物物種豐富度高于米草群落宗 B米草群落的大型底棲動物種群密度高于裸露泥灘 C改用另一規(guī)格的常用底泥采樣器會影響對比研究的結論D改變采樣的時間會影響采集到的物種數(shù)和個體總數(shù),2009年江蘇卷25某研究性學習小組采用盆栽實驗，探究土壤干旱對某種植物葉片光合速率的影響。實驗開始時土壤水分充足，然后實驗組停止?jié)菜瑢φ战M土壤水分條件保持適宜，實驗結果如下圖所示。下列有關分析正確的有,A葉片光合速率隨干旱時間延長而呈下降趨勢 B葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降 C實驗2-4天，光合速率下降是由葉片葉綠素含量下降引起的 D實驗2-4天，光合速率下降可能是由葉片內濃度下降引起的,答案：11、C 19、B 24、AD 25、ABD,2009年山東卷26.(15分)智能溫室無土栽培作物，易于管理，優(yōu)質高產。該項技術廣泛應用于現(xiàn)代農業(yè)。 （1）無土栽培所用營養(yǎng)液中的無機鹽在植物體內的作用是_和_。植物因種類和生長發(fā)育階段不同對無機鹽的需求也不同，所以應視具體情況調整_。供作物_性吸收無機鹽離子。 （2）營養(yǎng)液中某些無機鹽離子濃度比根細胞內的低，植物仍可通過_方式吸收。若栽培池內較長時間通氣不暢，作物根部可能出現(xiàn)的癥狀是_，其生理原因是_。 （3）下圖表示溫室內光照強度（E）與作物光合速率（v）的關系。在溫度、水分和無機鹽均適宜的條件下，當EC時，可采取_措施，保證作物的最