新课程标准下高考生物实验设计题解题规律
汉川实验高中 秦 晶
如何提高学生高考得分率,尤其是高考生物实验设计题中,怎样建立正确的解题思路,怎样形成正确的解题规律,是我们教学中一直面临的难题,如何解决这些问题,要在教材中找答案,要在习题训练中找规律。
首先高中生物教材的变动,让我们感受到了很多新气息:教材编排模块化,加入创新探索,添加与生活的联系,各种迹象表明,在教学的过程中,要充分提高学生的主观能动性,让他们主动思考主动获取知识,尤其是在实验探究方面,重视对实验现象的描述;其次在解题的时候,要注重引导学生根据题目中所给的条件,充分获取题目信息,得出正确的实验结论,提高得分率。根据本人的教学经验,对实验设计分成一般实验设计题,和遗传实验设计题两大类。
一、一般实验设计题
以题干中实验目的出发,找到实验变量(自变量)和反应变量(因变量或者检测指标),根据实验原理,确定检测指标或者观察对象,根据自变量,合理设置对照,完成实验步骤。
一般说来,实验设计中都含有“验证„„(自变量)和„„(因变量)的关系”;“探究„„(自变量)对„„(因变量)的影响”等命题。根据命题可确定实验变量和反应变量,再分析推理确定实验步骤。反应变量也可以看作是检测指标的变化,通常在实验原理中会有出现。
例1:温度对酶活性的影响
自变量:温度;
因变量:酶活性;
检测指标:酶促反应速度或者底物的剩余量或者产物的生成量。
根据实验原理,用斐林试剂作为实验原理检验产物生成量,只需观察滴加指示剂后颜色的变化或者颜色深浅即可。
例2:不同生长素的浓度对植物扦插枝条生根的影响
自变量:不同浓度生长素;
因变量:枝条生根数目;
检测指标:生根数目。
类似这样的实验设计题都可以这样处理。
例3自变量和因变量隐藏较深
(2014孝感市二统)31.(9分) 利用发光细菌,对海水是否受到重金属污染及其污染程度,可以进行生物监测。请完善下列实验设计,并回答问题。
(一) 实验原理:生活在海洋中的发光细菌,当海水受到重金属污染时,其代谢会受到影响,导致发光受到抑制,其抑制的程度可用抑光率(发光被抑制的百分率) 来表示。
(二) 实验材料及器具:发光细菌悬液、受重金属污染的海水水样、3%NaCl 溶液、荧光分光光度计(用于测定细菌发光强度) 、试管等。
解析
实验目的:利用发光细菌,对海水是否受到重金属污染及其污染程度,可以进行生物监测;
实验原理:生活在海洋中的发光细菌,当海水受到重金属污染时,其代谢会受到影响,
导致发光受到抑制,其抑制的程度可用抑光率(发光被抑制的百分率) 来表示;
自变量:重金属在海水中的浓度;
因变量(检测指标):发光细菌的发光率或者抑光率
其他因素作为无关条件,应设置为等量。如:每组试管内溶液的总体积,发光细菌的量,培养条件等。
以对照组的发光强度作为标准,与各实验组的发光强度的差值为抑光强度,
抑光率=对照组发光强度一实验组发光强度 100 对照组发光强度
二、遗传类实验设计题
这一类型的题目,逐渐从育种专题中转移出来,从原本直接考查学生利用遗传规律写出遗传图解的考点,转变成根据所出现的表现型新类型,让学生设计遗传实验,分析产生该变异类型的原因,是否为突变,或者是仅由环境因素影响形成。这类型的题,原理仍然是基因的分离规律和基因的自由组合规律,在讲授的时候,要按照教材要求,应用假说推理法去研究性学习,描述实验现象,得出实验结论。
例1:2013全国理综卷31题
一对相对性状可受多对等位基因控制,如某种植物花的紫色(显性)和白色(隐性)。这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系,且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时,偶然发现了1株白花植株,将其自交,后代均表现为白花。 例2: 2014孝感市高三二统30题
果蝇体表硬而长的毛称为刚毛,一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中,偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。
解析:
题干中清楚交代某种相对性状的不同表现,用不同的提问方式提醒学生深入思考,目的是为了探究该变异个体产生的原因。
我们应该利用平时学习的过程中学到的假说演绎法,进行综合分析。
1假说:基因突变产生
(1)建立实验设计,用一对相对性状的亲本杂交或者题干知识中交代的杂交组合,从能出现分离的组合类型,判断显隐性关系,再假设遗传方式,常染色体遗传或者性染色体遗传。
(2)利用合理的实验材料,重新设置杂交组合,检验之前的判断是否正确,一般用测交来验证,若为伴性遗传则会伴随性状与性别呈正相关的分离规律。
(3)若有致死的条件存在,此时要尤其谨慎,认真阅读题干,找出致死的根源,再合理假设,通过各类遗传杂交,验证假说。
2 假说:染色体变异产生
若题目条件中交代果蝇会出现各类染色体变异的类型及生活方式,
例如:2013年孝感市高三二统31题
已知: XXX和YO (细胞中只有一条Y 染色体,没有X 染色体)时表现为胚胎期致死,XXY 表现为雌性可育,XYY 表现为雄性可育,而XO (细胞中只有一条X 染色体,没有Y 染色体)表现为雄性不育。
则该题干中一定会设置相应提问。
3 假说:环境因素影响
已知:一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊花,分别生长在海拔10m 、500m 、1000m 处的同一山坡上。在相应生长发育阶段,同一海拔的野菊株高无显著差异,但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响,请完成以下实验设计。
解析
在设置实验时,注意等量对照,不同的海拔的野菊株若干,放在同一海拔:10m 、500m 、1000m 处同时培养,观察株高。
综上,所有的实验设计题,一般都是要在平时在授课过程中养成好的读题习惯,针对教材中出现的各类实验设计题,一定要从实验目的,实验原理中仔细推敲。针对遗传实验设计题,一定要用假说演绎法归纳推理,审题严谨仔细,思考周全严密,正确获取题目信息,将信息进行有效转化,提高得分率。
新课程标准下高考生物实验设计题解题规律
汉川实验高中 秦 晶
如何提高学生高考得分率,尤其是高考生物实验设计题中,怎样建立正确的解题思路,怎样形成正确的解题规律,是我们教学中一直面临的难题,如何解决这些问题,要在教材中找答案,要在习题训练中找规律。
首先高中生物教材的变动,让我们感受到了很多新气息:教材编排模块化,加入创新探索,添加与生活的联系,各种迹象表明,在教学的过程中,要充分提高学生的主观能动性,让他们主动思考主动获取知识,尤其是在实验探究方面,重视对实验现象的描述;其次在解题的时候,要注重引导学生根据题目中所给的条件,充分获取题目信息,得出正确的实验结论,提高得分率。根据本人的教学经验,对实验设计分成一般实验设计题,和遗传实验设计题两大类。
一、一般实验设计题
以题干中实验目的出发,找到实验变量(自变量)和反应变量(因变量或者检测指标),根据实验原理,确定检测指标或者观察对象,根据自变量,合理设置对照,完成实验步骤。
一般说来,实验设计中都含有“验证„„(自变量)和„„(因变量)的关系”;“探究„„(自变量)对„„(因变量)的影响”等命题。根据命题可确定实验变量和反应变量,再分析推理确定实验步骤。反应变量也可以看作是检测指标的变化,通常在实验原理中会有出现。
例1:温度对酶活性的影响
自变量:温度;
因变量:酶活性;
检测指标:酶促反应速度或者底物的剩余量或者产物的生成量。
根据实验原理,用斐林试剂作为实验原理检验产物生成量,只需观察滴加指示剂后颜色的变化或者颜色深浅即可。
例2:不同生长素的浓度对植物扦插枝条生根的影响
自变量:不同浓度生长素;
因变量:枝条生根数目;
检测指标:生根数目。
类似这样的实验设计题都可以这样处理。
例3自变量和因变量隐藏较深
(2014孝感市二统)31.(9分) 利用发光细菌,对海水是否受到重金属污染及其污染程度,可以进行生物监测。请完善下列实验设计,并回答问题。
(一) 实验原理:生活在海洋中的发光细菌,当海水受到重金属污染时,其代谢会受到影响,导致发光受到抑制,其抑制的程度可用抑光率(发光被抑制的百分率) 来表示。
(二) 实验材料及器具:发光细菌悬液、受重金属污染的海水水样、3%NaCl 溶液、荧光分光光度计(用于测定细菌发光强度) 、试管等。
解析
实验目的:利用发光细菌,对海水是否受到重金属污染及其污染程度,可以进行生物监测;
实验原理:生活在海洋中的发光细菌,当海水受到重金属污染时,其代谢会受到影响,
导致发光受到抑制,其抑制的程度可用抑光率(发光被抑制的百分率) 来表示;
自变量:重金属在海水中的浓度;
因变量(检测指标):发光细菌的发光率或者抑光率
其他因素作为无关条件,应设置为等量。如:每组试管内溶液的总体积,发光细菌的量,培养条件等。
以对照组的发光强度作为标准,与各实验组的发光强度的差值为抑光强度,
抑光率=对照组发光强度一实验组发光强度 100 对照组发光强度
二、遗传类实验设计题
这一类型的题目,逐渐从育种专题中转移出来,从原本直接考查学生利用遗传规律写出遗传图解的考点,转变成根据所出现的表现型新类型,让学生设计遗传实验,分析产生该变异类型的原因,是否为突变,或者是仅由环境因素影响形成。这类型的题,原理仍然是基因的分离规律和基因的自由组合规律,在讲授的时候,要按照教材要求,应用假说推理法去研究性学习,描述实验现象,得出实验结论。
例1:2013全国理综卷31题
一对相对性状可受多对等位基因控制,如某种植物花的紫色(显性)和白色(隐性)。这对相对性状就受多对等位基因控制。科学家已从该种植物的一个紫花品系中选育出了5个基因型不同的白花品系,且这5个白花品系与该紫花品系都只有一对等位基因存在差异。某同学在大量种植该紫花品系时,偶然发现了1株白花植株,将其自交,后代均表现为白花。 例2: 2014孝感市高三二统30题
果蝇体表硬而长的毛称为刚毛,一个自然繁殖的直刚毛果蝇种群中,偶然出现了一只卷刚毛雄果蝇。
解析:
题干中清楚交代某种相对性状的不同表现,用不同的提问方式提醒学生深入思考,目的是为了探究该变异个体产生的原因。
我们应该利用平时学习的过程中学到的假说演绎法,进行综合分析。
1假说:基因突变产生
(1)建立实验设计,用一对相对性状的亲本杂交或者题干知识中交代的杂交组合,从能出现分离的组合类型,判断显隐性关系,再假设遗传方式,常染色体遗传或者性染色体遗传。
(2)利用合理的实验材料,重新设置杂交组合,检验之前的判断是否正确,一般用测交来验证,若为伴性遗传则会伴随性状与性别呈正相关的分离规律。
(3)若有致死的条件存在,此时要尤其谨慎,认真阅读题干,找出致死的根源,再合理假设,通过各类遗传杂交,验证假说。
2 假说:染色体变异产生
若题目条件中交代果蝇会出现各类染色体变异的类型及生活方式,
例如:2013年孝感市高三二统31题
已知: XXX和YO (细胞中只有一条Y 染色体,没有X 染色体)时表现为胚胎期致死,XXY 表现为雌性可育,XYY 表现为雄性可育,而XO (细胞中只有一条X 染色体,没有Y 染色体)表现为雄性不育。
则该题干中一定会设置相应提问。
3 假说:环境因素影响
已知:一种以地下茎繁殖为主的多年生野菊花,分别生长在海拔10m 、500m 、1000m 处的同一山坡上。在相应生长发育阶段,同一海拔的野菊株高无显著差异,但不同海拔的野菊株高随海拔的增高而显著变矮。为检验环境和遗传因素对野菊株高的影响,请完成以下实验设计。
解析
在设置实验时,注意等量对照,不同的海拔的野菊株若干,放在同一海拔:10m 、500m 、1000m 处同时培养,观察株高。
综上,所有的实验设计题,一般都是要在平时在授课过程中养成好的读题习惯,针对教材中出现的各类实验设计题,一定要从实验目的,实验原理中仔细推敲。针对遗传实验设计题,一定要用假说演绎法归纳推理,审题严谨仔细,思考周全严密,正确获取题目信息,将信息进行有效转化,提高得分率。