生物高考实验设计专题文档格式.docx
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考试大纲对实验与探究能力考查的具体目标与要求是：
（1）能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
（2）具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
（3）具备对一些生物学问题进行初步探究的能力，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。
（4）能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。
2．掌握基础知识和学会基本技能是颠扑不破的真理
07考纲中有19个实验和探究活动，考试大纲对的考查目标与要求之一就是：
能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验（已经印发在2张半纸），包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
基于此，教师在实验的复习教学中一定要设法使学生熟悉各实验的目的要求、材料用具及方法步骤，重视实验过程中现象的观察，掌握实验的原理及运用，懂得分析实验现象、实验程序、实验结果，学会设置对照实验，明确设计实验的基本原则——科学性原则、控制实验变量的原则、随机性原则、重复性原则、简约性原则和可行性原则，学会实验设计的基本程序——确定实验目的（课题）→提出假设→制订实验方案→预期结果，掌握实验设计的基本技巧——清楚实验的起始状态、明白实验的目标状态、分析实验设计的障碍、合理安排步骤的书写顺序、尽量用规范的专业术语叙述、语言表达要形象和直观、尽量用简图（表）或曲线或流程图（线）来表示实验的步骤和结果以及分组要编号等等。
3.将创新思维的培养融会于日常复习备考活动中
在必修1的教师教学用书中，北京师范大学何克抗教授提出创造性思维结构的六要素：
发散思维、形象思维、直觉思维、逻辑思维、辩证思维和横纵思维。
还指出：
（1）具有寻的（指向）作用的是发散思维──“一个指向”；
（2）具有明察事物的对立统一和进行联系、比较、整合作用的分别是辩证思维和横纵思维──“两条策略”；
（3）形象思维、直觉思维和逻辑思维──“创造性思维的主体”。
回到我们的教学中，想一想，这六要素是否都在我们的视野之中？
是否在教学中处理好“指向”、“主体”和“策略”的相互关系？
让我们还是以必修1为例来说明：
（1）在几个重大科学发现，如“细胞学说的建立”、“对生物膜结构的探索历程”、“关于酶本质的探索”、“光合作用的探究历程”，它们每前进一步，都要冲破固有的思想、观念、理论的束缚，每一步的前进都是发散思维的胜利。
（2）层层递进地认识“细胞的多样性和统一性”，需要的是辩证思维、横纵思维；
“细胞器──系统内的分工合作”充满了辩证的思维；
“细胞膜──系统的边界”一开始就推论其功能，似在为难学生，实际是训练直觉思维──整体把握、快速判断；
而到了“物质跨膜运输的实例”、“生物膜的流动镶嵌模型”、“物质跨膜运输的方式”，则凸显形象思维、直觉思维和逻辑思维的创造性思维主体和过程。
（3）第5章《细胞的能量供应和利用》，是严密的逻辑思维。
从“降低化学反应活化能的酶”到“细胞的能量‘通货’──ATP”，接着“ATP的主要来源──细胞呼吸”，再到“能量之源──光与光合作用”的安排，既符合认识的过程，更训练逻辑思维的能力。
（4）从“细胞不能无限长大”到“细胞通过分裂进行增殖”；
从细胞分化实现专一性到细胞的全能性，从脱分化到再分化；
从细胞衰老到个体寿命的有限性；
从细胞凋亡的不可避免到凋亡对正常生长发育、维持稳态的必要性等，充满了辩证的思维。
上述例子，只是举其大者，实际上任何一节内容的学习，任何一个问题的解决，都有训练创造性思维的不同价值，或是不同要素，或是深度不一。
全赖我们在复习教学中用心处理。
4．领悟和运用科学方法对发展学生科学探究能力至关重要
例如在必修2的“孟德尔遗传实验的科学方法”复习中就有助于学生“领悟假说演绎、建立模型等科学方法及其在科学研究中的应用（考查探究能力的具体要求之一）”。
这也是该模块在培养学生于科学探究活动中学习、掌握和应用科学方法的侧重点。
就思维过程的方法论而言，归纳和演绎都是重要的科学方法，前者是从特殊事实中概括出一般原理的推理形式和思维方法，后者是从一般到特殊，根据一类事物都有的一般属性、关系、本质来推断该类中的个别事物所具有的属性、关系和本质的推理形式和思维方法。
二者是互为补充、相辅相成的。
从近代科学到现代科学，以观察（实验）—归纳为主的方法逐渐让位给以假说—演绎为主的方法。
这是因为现代科学从总体上来说，已经不是处在经验材料的收集阶段，而是处于高度的理论概括和演绎的阶段。
由于数学、计算机科学等工具学科的发展，人们能够凭借这些工具提出假说，然后演绎出理论体系或具体推论，再通过观察和实验来检验。
当然，在应用假说—演绎法时，仍需要以经验归纳法作补充，以一定的实验事实为根据。
在《遗传因子的发现》和《基因和染色体的关系》两章中就分别体现了假说—演绎法和类比推理法的内容。
此外模型方法也是现代生物科学研究的重要方法，复习必修1《分子与细胞》时我们应该侧重物理模型和概念模型的构建，如真核细胞三维结构模型和细胞膜的流动镶嵌模型；
复习必修2《遗传与进化》时我们应该侧重物理模型和数学模型的构建，如DNA分子的双螺旋结构模型、减数分裂中染色体数目和行为变化的模型和种群基因频率变化的数学模型；
复习必修3《稳态与环境》时我们则是在必修1、2模型构建训练的基础上进一步强化练习以上各类模型的构建。
通过针对性的复习可令学生在逻辑推理（如归纳、演绎、类比）能力、数学方法的运用能力、实验材料的选择及实验数据的处理能力等方面得到一个相对全面的提高。
5.务求重视生物科学史的复习教学
重视科学本质，重视理解科学研究过程，重视学习科学研究方法是新课标理念重要思想内容之一。
在生物科学史中，不仅记载着生物科学知识的形成的过程，而且蕴涵着科学家的创造性思维方式和灵活多样的科学方法，体现着科学家尊重事实，服从真理和实事求是的科学态度。
因此，在备考中必须注重科学史的复习，要充分挖掘教材内在因素，从学生的认知水平出发，适当选取或处理相关史料，实施有效复习策略，让学生领会科学家是怎样发现问题、分析问题、解决问题和提出新问题的，使学生在科学态度和科学方法乃至创造性思维方面多些感悟。
比如，“植物生长素的发现史”、“DNA是遗传物质的发现史”等内容，都蕴涵培养学生科学素养的素材。
例如在“肺炎双球菌的转化实验中”，教师可以让学生仔细阅读观察课本上的四组实验：
（1）把无毒性的R型活细菌注射入小鼠体内；
（2）把有毒性S型活细菌注射入小鼠体内；
（3）把加热杀死的S型活细菌注射入小鼠体内；
（4）把无毒性R型活菌与加热杀死的S型细菌混合后分别注射入小鼠体内，引导学生形成自己的推想，再将推想与格林菲斯的推想相比较。
又如达尔文怀疑“特创论”和“用进废退”学说而创立了达尔文进化论的科学史，易于激发了学生的好奇心，培养了学生敢于怀疑和独立思考的科学品质。
还有上面提到的孟德尔豌豆杂交实验，让学生体会假说—演绎法的研究思路和数学方法的应用，以及萨顿的假说，让学生体会类比推理的方法，等等，这样的复习教学，可以大大激发学生的创造热情和探究精神，既培养了学生科学思维的习惯，又利于学生掌握科学研究的方法。
6.主动创设学生自主探讨情境
如果所有的问题拓展都有教师来完成，学生本身没有强烈的问题意识的话，学生的自主学习就难以顺利展开。
所以，创设一个自主的探讨环境，才能真正锻炼或者说更高层次地进行思维。
教师毕竟只是一个引导者，学生才是真正的主体。
在教师创设学生自主探讨环境时，一定要有耐心，不要因为课堂时间的关系而不屑等待，有效地延长这种等待时间，有利于学生创新思维更好地进行，这种影响是深远的。
在复习教学中，就某个生物学原理教师只需提出一个或几个关键问题，学生可由此问题或在解答此问题过程中自己提出另一些疑问，然后再进行思考。
所以，问题拓展应由师生共同来完成，教师的参与不可过多、过频繁。
如在“生长素的发现”知识点复习中，有教师一口气提出了以下问题：
向光弯曲与什么有关？
是胚芽鞘尖端还是以下一段？
如是尖端，又与什么有关？
看似非常循序渐进的问题，但这样使学生头晕目眩！
还没听清上一题是什么或还没思考过，下一问题又接上了。
更有趣的是，下一问题有些竟然是上题答案。
这样的复习提问不仅没有实效，而且不能激起学生的思维过程。
如果换种方法，帮助学生创设一个自主探讨环境可能结果就完全不一样了。
要创设自主学习环境，还必须要让学生说出自己想法，所以得尊重学生的直觉思维，并及时适当进行引导。
当教师提出一些问题时，有些学生脱口而出一个答案，如果不太准确那我们该如何处理？
对于这种脱口而出的想法，我们应给予非常的重视，因为这是直觉思维的结果。
学生只有在对知识的熟练掌握的程度上，才能对问题进行大胆的猜想。
所以，不论其错对都要有所评价，且以正面评价为主，这样才能增加他的自信心和勇气。
如果对学生进行责难或讥讽，就会大大挫伤他的积极性和自尊心，久而久之，就会使学生失去运用直觉思维的动力，使他宁愿按照教师或教材的程式对问题作出一般性的回答，不愿讲出自己别出心裁的想法。
充分尊重学生，把学生当作是解决问题的合作者，才会有学生创造性思维的出现。
7．充分利用好教科书上设置的各种功能多样的栏目和科学探究活动
例如有些问题，教材不是直接给出答案，而是让学生通过“资料分析”、“思考与讨论”、“探究”等活动寻求答案；
有些问题，教材并未叙述得面面俱到，而是提出要求，让学生自己搜集信息；
有时教材只提供背景资料和提示，引导学生自主设计探究方案，并通过讨论题来引导学生总结和反思；
教材亦会介绍生物科学上尚未解决的疑难问题或存在的争议，以此体现科学体系的开放性；
甚至有些练习题的答案不惟一等等，这些都有利于教师引导学生提出问题、分析问题、通过各种途径寻求答案，有利于教师在解决问题的思路和科学方法上加强对学生的点拨和引导，有利于学生适应高考试题的开放性和延伸性。
附件1“各模块科学探究活动的类型、特点和能力目标”
探究活动类型
特点
能力目标侧重点
实验
说明材料用具、方法步骤等
培养操作技能和观察能力
探究
学生自行制订探究方案，学生自主探究的空间大
全面提高科学探究能力
模型
建构提供一定的指导，由学生动手动脑建构模型
领悟和运用建构模型的方法
资料分析
提供让学生分析的资料
培养信息处理能力
资料搜集和分析
让学生搜集资料
培养信息搜集和处理能力
思考与讨论
提出要讨论的问题
培养思维能力
技能训练
就科学探究的某一环节创设情境，提出问题
训练过程技能
调查
提出要求和提示，让学生到自然界或社会中进行调查
培养调查能力
附件2“各模块设置的各种栏目及其功能”
栏目名称
栏目功能
本节聚焦
提出本节要探讨的问题，明确学习目标
旁栏思考题
深入理解正文主栏内容，活跃思维，培养求异思维和发散思维
相关信息
正文主栏内容的补充和延伸，一般不要求记忆
知识链接
不同章节前后呼应，形成概念间的逻辑联系
学科交叉
体现生物学与其他学科的交叉渗透，利于知识综合，形成知识网络
想像空间
体现知识迁移，培养想像能力
批判性思维
培养独立思考的精神和批判性思维能力
训练科学探究技能，相当于作业
●考纲考查的教材实验：
一、物质提取、鉴定类：
（1）生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定
（2）DNA的粗提取与鉴定
（3）叶绿体中色素的提取和分离
□鉴别类实验
（l）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。
归类如右：
（2）鉴别类实验应注意的问题
①实验结论常根据特定的颜色反应来确定。
②有些可不设立对照实验，若需设立，应增设一组，加入已知的待检测物质，如验证唾液淀粉酶是蛋白质，对照组可加入稀释的鸡蛋清。
③注意选择合适的试剂，并注意试剂使用的特殊要求，如加热煮沸等。
二、显微观察类：
（1）观察DNA、RNA在细胞中的分布
（2）用高倍显微镜观察多种多样的细胞（3）用高倍显微镜观察线粒体和叶绿体（4）观察植物细胞的质壁分离与复原（5）观察植物细胞的有丝分裂（6）观察细胞的减数分裂（7）低温诱导染色体数目的变化
□观察类实验
（1）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。
归类如表：
（2）观察类实验应注意的问题
①注意取材；
根据观察对象采用合适的材料，如观察有丝分裂应选取根尖分生区细胞；
观察质壁分离与复原应选取成熟的植物细胞等。
②注意材料处理：
根据不同材料，不同的观察对象，做不同的材料处理，如浸泡、染色、解离、保持生活状态等。
③注意制片方法：
显微观察实验要用装片，不同材料用不同的制片方法。
装片法（把整个实验材料制成装片，如用葫芦藓观察叶绿体），切片法（把材料切成薄片，以便观察，如脂肪鉴定），压片法（把材料压碎成一薄层．以便观察，如观察根尖有丝分裂）。
④注意光学显微镜的使用方法。
三、实验探究类：
（1）探究影响酶活性的因素
（2）探究酵母菌的呼吸方式（3）模拟探究细胞表面积与体积的关系（4）探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用（设计类实验）（5）探究培养液中酵母菌数量的动态变化（6）探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替
（1）比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率
（2）探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用
（3）温度对酶活性的影响（4）植物向性运动的实验设计和观察（设计类实验）
（5）设计实验观察生长素或其类似物对植物生长发育的影响（设计类实验）
□探究性和验证性实验
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。
如教材中探索性实验:
“比较过氧化氢酶与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与观察”等。
验证性实验:
生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定；
观察植物细胞的有丝分裂；
观察植物细胞的质壁分离和复原；
叶绿体中色素的提取和分离等。
这类实验要求高，开放性强。
复习探究和验证性实验要注意的问题：
（1）分清实验组和对照组。
（2）分析实验设计中的单一变量。
（3）注意实验操作步骤的前后顺序要有逻辑性（前因后果），步步有理，环环相扣，各步骤要严密、完整。
（4）注意实验用具与试剂及需要控制的实验条件。
（5）注意实验结果的观察、记录、分析和结论，确定对实验结果的观察内容和合适的观察方法，最后对结果作出科学的解释并得出正确的结论。
四、模拟制作与实习调查类：
（1）调查人群中的遗传病
（2）种群密度的取样调查（3）性状分离比的实验（4）制作DNA双螺旋结构模型（4）调查环境污染对生物的影响（5）观察SO2对植物的影响（6）设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性（设计类实验）＊（7）设计农业生态系统＊
□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。
●实验考查中应该注意的问题：
一、重要知识回顾：
1．显微观察实验
（1）临时装片制作取清洁载玻片→向载玻片中央滴一滴清水或生理盐水→取材并置于液滴中→加盖盖玻片（注意防止气泡产生）→显微观察。
（2）高倍显微镜的使用先在低倍镜下观察（注意使用较大光圈，用左眼注视目镜内的视野），找到目标后，将目标移至视野中央（装片移动方向与物像所处位置对应）后，换高倍镜观察（注意调节细准焦螺旋和视野亮度，直到物像清晰）。
（3）显微镜观察结果比较
视野范围
细胞数目
视野明暗度
细胞结构
物镜与玻片距离
高倍镜比低倍镜
小
少
暗
清晰
（4）几个显微观察实验的材料选择
Ⅰ观察叶绿体和细胞质流动一般选择藓类小叶或新鲜的蚕豆叶下表皮（稍带叶肉）等叶绿体较大且丰富的材料。
Ⅱ质壁分离复原实验选择紫色洋葱表皮（成熟的植物表皮细胞）。
Ⅲ观察有丝分裂实验洋葱根尖或马蛔虫受精卵（分裂旺盛的组织或细胞）
植物细胞有丝分裂：
解离→漂洗→染色→制片（特别：
压片）→观察
2．物质的鉴定
物质
还原性糖
淀粉
脂肪
蛋白质
DNA
试剂
斐林试剂、班氏糖定性试剂
碘酒
苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ
双缩脲试剂
二苯胺
特殊
要求
新制斐林试剂、水浴加热煮沸2min，加热过程中观察
若材料具有颜色需先脱色
显微观察
先加试剂A（0.1g/mLNaOH）摇匀后，再加试剂B（0.01g/mLCuSO4）
设置对照；
加入0.015mol/mLNaCl搅拌后加试剂，沸水中加热5min，冷却观察
特征
现象
溶液颜色：
浅蓝色→棕色→砖红色沉淀
呈蓝色
橘黄色或红色
出现紫色
出现蓝色
拓展：
运用免疫学原理可以鉴定细胞中特定的蛋白质（原理：
抗体能与抗原发生特异性结合）；
运用基因探针可鉴定某种特定基因（原理：
DNA分子杂交原理）。
常用化学试剂功能：
①NaOH：
用于吸收CO2或改变溶液的pH；
②澄清石灰水：
鉴定CO2；
③10℅HCl：
解离（使植物根尖细胞分离）或用于改变溶液pH；
④NaHCO3：
提供CO2；
⑤NaCl：
配制生理盐水（人：
0.9℅），可用于提取DNA（2mol/L溶解后加水至0.14mol/L）；
⑥酒精：
用于消毒处理（75%）、去除DNA中的杂质（95%冷酒精）、脂肪鉴定中洗去浮色（50%）、叶片脱色及配制解离液；
⑦龙胆紫溶液或醋酸洋红：
碱性染料，用于染色体﹝质﹞染色，使于观察染色体；
⑧柠檬酸钠：
血液抗凝剂。
3．实验材料的选择与处理：
※显色实验（如物质鉴定）：
材料最好不带色或颜色浅，或实验中脱色处理。
※材料选择：
满足实验要求，如①可溶性还原性糖鉴定中不宜选择甜菜、甘蔗等，因为这些材料中主要的糖类为不具还原性的蔗糖；
②观察叶绿体和细胞质流动时，选择菠菜叶下表皮稍带叶肉（叶表皮细胞没有叶绿体，而靠近下表皮的叶肉细胞中含少而较大的叶绿体）或用藓类（叶片薄、叶绿体大），观察时应选择靠近叶脉部位细胞（叶脉附近细胞中水含量丰富，细胞质流动明显）；
③观察有丝分裂实验时，选择幼小根尖或动物受精卵；
④观察质壁分离和复原实验中选择紫色洋葱表皮（液泡呈紫色，便于观察）；
⑤进行DNA提取和鉴定实验时不能选用哺乳动物红细胞作为材料；
⑥叶绿素提取实验中选择新鲜绿叶（叶绿素含量丰富）等。
※实验材料处理：
如通过升温、损伤等手段加速细胞质流动；
研磨肝脏细胞以释放出细胞中的过氧化氢酶；
向血细胞悬液中加入清水，使细胞吸水破裂等。
4．几种重要的生物学实验研究方法
（1）显微观察法：
利用显微镜观察生物体的细微结构或微观的生命活动。
如观察植物细胞的有丝分裂；
观察植物细胞的质壁分离和复原的实验；
观察花粉管萌发状况。
（2）同位素标记法：
用放射性同位素标记某些物质中的某种原子，追踪其变化的过程和途径。
如噬菌体侵染细菌的实验；
用18Ｏ标记Ｈ2Ｏ研究光合作用O2来源；
用14C标记CO2追踪光合作用中碳原子转移途径的实验；
以3H标记的胸苷研究细胞分裂过程中DNA复制时期、强度；
以15N标记的尿嘧啶核苷酸研究蛋白质合成时期、场所等。
（3）等组实验法（主要是单因子的等组实验）：
实验组与对照组的设置，只有一个单一因素不同，而其它各种条件均应适宜且相同，以此来研究单一因素在生命活动中的作用。
如研究生长素的产生的部位、向光性实验等。
（4）加法创意：
研究某种物质在生命活动中的作用时，增加物质的量，看其作用的变化。
如利用饲喂法、注射法、移植法研究各种动物激素作用的实验；
植物授粉前用生长素处理雌蕊培育无子果实的实验等。
（5）减法创意：
与加法创意相反，研究某种物质在生命活动中的作用时，减少物质的量，看其作用的变化。
如利用摘除法、阉割法研究各种动物激素作用的实验；
植物雌蕊授粉后除去正在发育的种子以证明果实发育与幼嫩种子产生的生长素有关的实验等。
（6）杂交实验法；
利用杂交技术研究生物性状的遗传和变异，以及进行育种的研究。
如孟德尔发现两个遗传基本规律的杂交、测交实验；
其它的各种动植物的遗传实验和育种实验等。
（7）化学分析法：
用化学分析的方法研究生命活动中物质的变化和生物体结构的化学成分。
如叶绿体中色素的提取和分离（利用的是层析法）的实验、大肠杆菌鉴定等。
（8）模拟实验法：
创造出类似于生命活动的各种条件来研究生命活动，或给生命活动建立模型来研究生命活动。
如渗透作用的实验装置（可以理解为模拟植物细胞发生渗透作用时的条件，也可以理解为给植物细胞渗透作用所建立的模型）、大小两种草履虫单独培养和混合培养证明两者的竞争关系。
1.常规实验方法
教材中的实验方法可大致归纳为以下10种：
显微观察法。
如观察植物细胞有丝分裂的实验，观察植物细胞的质壁分离与复原实验等。
观色法：
如动物毛色和植物花色的遗传实验。
同位素示踪法。
如噬菌体侵染细菌的实验，用18O2和14CO2追踪光合作用中氧原子和碳原子转移途径的实验等。
等组实验法。
如小麦淀粉酶催化淀粉的实验，发现生长素的燕麦胚芽鞘实验等。
加法创意。
如用饲喂法研究甲状腺激素的实验，用注射法研究生长激素的实验，用移植法研究性激素的实验等。
减法创意。
如用阉割法或摘除法研究性激素、甲状腺激素和生长激素的实验，雌蕊受粉后除去正在发育的种子的实验等。
杂交实验法。
如孟德尔发现遗传定律的豌豆杂交、测交的实验，小麦的杂交实验等。
化学分析法。
如番茄和水稻对钙和硅选择吸收的实验，叶绿体中色素的提取和分离实验等。
理论分析法。
如大、小两种草履虫的竞争实验，植物根向地生长、茎背地生长的实验，植物向光性实验等。
模拟实验法。
如渗透作用的实验装置，分离定律的模拟实验等。
上述内容基本上可以包括一般的实验方法，通过复习理解了这些实验方法将有利于认识、分析和设计新的实验。
此外上述多数的实验方法有一个共同的特点，就是实验结论的得出，都是一个逻辑推理过程，或者说都是一个透过现象看到本质的思维过程。
因此复习中要充分体会和体验这个过程。
可以说构建实验的方法体系，为分析、解决和设计新的实验，以及形成实验能力，奠定了良好的方法基础和思维基础。
2.实验材料的常用处理方法和
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