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1、名校名 推荐专题十实验、实习和研究性学习第 4 课时实习和研究性学习冯小勇 复习范围 （11）设计实验，观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响（13）调查人群中的遗传病（14）种群密度的取样调查（15）设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性（16）调查环境污染对生物的影响 典题导引 例 1湖南某乡镇被大山隔为多个相对集中的村落，因为经济、文化、交通等到因素的影响，加上传统的婚俗，发现该地区遗传病发病率较高。为此，该乡镇中学准备组织学生对本地5 个自然村落进行了一次遗传病调查，目的是提醒人们改变传统的婚姻习惯，以降低遗传病发病率，提高人口素质。请根据本次活动目的，确定一个调查课题，并简述
2、选题理由。研究课题名称： _ 。选题理由： _。简要拟订出你的调查方案：调查对象（或内容） _ 。调查方法（获取数据、信息的方法）_ 。调查结果呈现方式_ 。在实验结果分析中，为了能证明该种遗传在本乡镇发病率高与传统俗中近亲结婚有关，应特别注意从哪些方面分析调查结果，并预期能够支持这一观点的可能结果。_ 。调查中，对与患病个体的交往你有何建议？_ 。课题最终的成果形式是： _ 。试谈谈开展这项调查研究的意义：_ 。 解析 根据题干要求： 本次调查的目的是 “提醒人们改变传统婚俗习惯（近亲婚配），以降低发病率” ，调查研究范围是“本地5 个自然村”，在选择调查的遗传病类型时应以调查群体中发病率较
3、高的隐性遗传病为主，因为隐性遗传病在近亲婚配与非近亲婚配时，后代发病率存在明显差异。对于遗传病调查的方法可以是逐个家庭（或家系）调查，调查群体中应注意调查对象之间的亲缘关系，特别注意近亲婚配家系的调查研究。当然，如有可能可与当地卫生保健部门搞联合调查，以增强调查的实用性、技术的可靠性和调查对象的信任度等。对于遗传病调查结果一般采用家系图形式直观表现患病个体之间的关系，便于分析可能的遗传方式（如：显、隐性遗传，是否具有伴性遗传的特点等）；调查类研究不同于实验类研究之处在于需要与被调查人进行交往，除了需要调查小组成员之间的团结合作外，还应特别注意与被调查对象的交往，通过努力让被调查对象主动配合，当
4、然对调查者信息中涉及个人隐私部分应注意保密，不要随意扩大咨询范围等。在探究性研究中，不仅培养科学探究的能力，面且也让学生在参与中获得合理的态度、情感、价值观。答案 近亲婚配与白化病（或调查人群中患者较多的遗传病）本地区该种遗传病在5 个村落中较多，且发病率呈明显上升趋势 5 个村落中全体村民（或5 个落有该种遗传病的家庭）逐户调查1名校名 推荐绘制遗传家系图统计该种遗传病在5 个村落人群中的发病率明显高出正常人群（如全国）的发病率，统计 5 个村落中近亲婚配后代发病率明显高于非近亲婚配后代发病率应主动向被调查者说明调查目的、并对个人信息作出保密保证等（只要合理均可）调查报告通过调查研究研究活动
5、，让学生熟悉了科学研究过程，初步学会调查和统计人类遗传病的基本方法；加深对课堂中学习到的遗传学知识的理解；培养费学生的合作精神、实践能力和创新精神；调查结果可以为当地遗传病研究提供数据资料等。 例 2 某生物学兴趣小组开展“不同浓度香烟对水蚤的影响”的课题研究。他们已将香烟和蒸馏水按照 1 1 的重量比浸泡 24h，过滤后的滤液作为原液。如果你是其中一员，请回答：（ 1) 采用何种测定指标来确定香烟浸出液对水蚤有无影响？（ 2) 做该实验时必备的实验器材是。（ 3) 写出实验的主要操作步骤。（ 4）设计一张表格用于实验时记录数据。解析 （ 1）香烟浸出液对水蚤的影响是多方面的，如何测定其影响呢
6、？首先需要确定测量的指标，而这指标必须是可度量的。活动强度、代谢强度、水蚤体积的变化等都缺少可度量性，必须将其转化为可检测性。实验结果的可度量性，应该是考虑实验设计时的一个重要的因素。对于水蚤而言，每分钟心跳的次数，单位时间死亡的数量等都是可度量的。（ 2）要确定实验必须的器材，需要根据实验操作步骤来确定，所以思考时可首先根据实验目的、原理以及检测方法来确定实验步骤。实验是要研究不同浓度的香烟浸出液对水蚤的影响，所以必须配置不同浓度的香烟浸出液。题目条件提供的是香烟浸出液，所以必须稀释。同时要设置对照，可用清水代替香烟浸出液。如何对水蚤进行观察？水蚤体积很小，必须借助显微镜，这就需要制作装片。
7、装片制好后要进行观察和记录，并对实验资料进行处理。（ 3）由于需要配制不同浓度的香烟浸出液，所以需要配置浓度所须的量度器材，如量筒、烧杯等；由于需要制作装片进行显微观察，所以需要显微镜、载玻片和盖玻片等材料；如果要统计单位时间内的心跳次数，那就得有记时的工具等等。（ 4）要设计一张表格用于实验是记录数据，就得考虑实验数据要反映什么。实验的目的是研究不同浓度香烟浸出液对水蚤的影响，这里面反映了自变量和因变量的关系：香烟浸出液的浓度是自变量，而水蚤（如心率）的变化就是因变量。答案 （ 1）水蚤每分钟心脏跳动次数（2）显微镜，秒表（记时工具），量筒，烧杯，载玻片，盖玻片等（ 3）用蒸馏水稀释香烟浸出
8、液原液，配3 种不同浓度的溶液。用吸管吸取水蚤，放在载玻片上，盖上盖玻片，调节光线，在显微镜低倍镜下观察。用引流法引流，观察和记录一定时间内水蚤在蒸馏水（对照）及不同浓度香烟浸出液中心跳次数，重复 3 次。整理实验资料，算出每分钟心跳的平均次数，做出评价（ 4）见下表：不同浓度的香烟浸出液香烟浸出液第一次测量第二次测量第三次测量第四次测量浓度 1浓度 1浓度 1蒸馏水（对照）例 3某校研究性学习小组的同学以“不同浓度的生长素似物对植物生长的作用不同”为研究课题。三位同学提出了甲、乙、丙设计方案，其主要步骤如下：甲方案：将生长素类似物配制成10-8mol L -1、10-4mol L -1、10
9、-2mol L -1 三种浓度，剪取某种植株的枝条若干，分为A 、B 、 C 三组， A 组枝条浸泡在 10-8mol L -1 溶液中 10min,B 组枝条浸泡在 10-4 mol L -1溶液中 20min,C组枝条浸泡在 10-2 mol L -1 溶液中 30min ，然后将其扦插在校园生物角的土壤中，观察枝条的长势情况。分析实验结果，得出促进植物生长素类似物的最适浓度。乙方案：将生长素类似物制成10-4mol L-1 浓度，剪取三种植株的枝条若干，分为A 、B 、C 三组，浸泡一定时间，将其扦插在校园生物角的土壤中，观察枝条的长势情况。分析实验结果，得出促进植物生长的生长素类似物的
10、最适浓度。2名校名 推荐丙方案：将生长素类似物配制成 10-8mol L -1、10-4mol L -1、10-2mol L -1 三种浓度，剪取某种植株和枝条若干，分为 A 、B 、C、三组，浸泡一定时间，然后将其扦插在校园生物角的土壤中，观察枝条的长势情况。分析实验结果，得出促进植物生长素类似物的最适浓度。上述三种方案是否都合理？请说明理由。（ 1）甲方案：（ 2）乙方案：（ 3）丙方案：解析 进行实验程序设计时，应遵循一些基本原则，如单因子变量原则，即控制其他因素不变，只改变其中某一变量，观察对实验结果的影响；平等重复原则，即控制某种因素的变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对实验结果
11、影响的程度；设置对照原则，即实验中设立对照组，使实验结果具有说服力。答案 （ 1）不合理，甲方案中具有浓度和时间两个变量，不符合实验设计要求。（ 2）不合理，乙方案中未设置浓度对照组，不符合题意要求。（ 3）合理，丙方案设计中即控制单一变量，又有对照实验，是完全可行的实验方案。例 4（预测题）为了证明光照和重力两种因素对生长素在植物体内的分布哪个影响更大，某研究性学习小组进行了如下探究：材料用具：品种、大小相同的泡胀玉米种子若干，空易拉罐四个，沙土，不透光的牛皮纸，剪刀等。方法步骤：取四个空易拉罐，分别剪去顶盖，装入温润沙土并分别标号（甲、乙、丙、丁）；在每个易拉罐内植入三颗玉米种子，放在温度
12、适宜的阴暗处培养，待幼苗长到2cm 左右时备用。将甲、乙、丙、丁均用不透光的牛皮纸包严（留出幼苗生长的足够空间），放在实验台上，甲、乙直立放置，在乙装置的一侧开直径1cm 左右的小口，在它们的侧面0.5m 处用 100W 的白炽灯连续照射；丙、丁水平放置，在丙装置的正对地面处开直径1cm 左右的小口，在它们的下方0.5m 处用 100W 的白炽灯连续照射（装置如图 3-2 所示）；甲、乙、丙、丁的其他条件相同。实验现象：两昼夜后，实验结果如图所示。甲直立生长；乙向光弯曲生长；丁向上弯曲生长；丙也向上弯曲生长，但与丁相比，弯曲度要小一些。 图 3-2 请根据实验现象分析原因并得出结论：由甲、乙装
13、置内的玉米苗生长情况可知玉米苗具有 _特性，最可能的原因是： _ 。由甲、丁装置内的玉米苗生长情况可知玉米苗具有_特性，最可能的原因是：_ 。由乙、丙、丁装置内的玉米苗生长情况可知：_ 。如果实验开始后使整个实验装置失去重力，甲、乙、丙、丁四个装置的幼苗生长方向将是：甲_ ，乙 _，丙 _，丁 _ 。解析 植物茎的向光生长是由于单侧光引起生长素分布不均，单侧光使生长素在背光一侧比向光一侧分布多，从而使背光一侧的细胞纵向伸长比向光一侧的快，结果使茎向生长慢的一侧（向光源一侧）弯曲生长，表现出向光性。由甲、乙装置内的玉米苗生长情况可知玉米苗具有向光性，这主要与单侧光引起生长素分布不均有关；由甲、丁装置内的玉米苗生长情况可知玉米苗有向背地方向生长的特性，这主要是受重力影响；由乙、丙、丁装置内的玉米苗生长情况可知，重力对芽长生的影响大于光照对芽生长的影响，这主要通过观察图中玉米苗生长弯
