例析繪制類實驗試題

非實驗試題中往往給學(xué)生展現(xiàn)一些表格、坐標(biāo)圖，讓學(xué)生分析回答其中隱藏的生物學(xué)問題，來考察學(xué)生的分析、思維、觀察能力。相反在實驗性試題中讓學(xué)生列表、繪坐標(biāo)系對實驗結(jié)果進行總結(jié)概括，來考察學(xué)生的繪制、總結(jié)、歸納能力。繪制表格、坐標(biāo)系，能讓學(xué)生簡單、明了地看到實驗結(jié)果。這也是實驗考察的一個重要方面，也是學(xué)生的一個薄弱環(huán)節(jié)。教師培養(yǎng)學(xué)生的這種能力也是為學(xué)生將來進行科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。

下面通過2道試題來進一步了解這類實驗試題。

【例1】 某校生物興趣小組學(xué)生開展“不同濃度的工業(yè)廢水對細(xì)胞分裂過程中染色體行為的影響”的課題研究。他們到一造紙廠污水排出口采集了水樣，并將過濾后的濾液作為原液。

（1） 實驗原理：蠶豆根在生長過程中吸收污染物后，根尖分生區(qū)細(xì)胞通常會出現(xiàn)染色體斷裂。這些斷裂的染色體會與細(xì)胞核分開，單獨存在于細(xì)胞質(zhì)而成為微核。

（2） 材料用具：蠶豆種子、10％的鹽酸解離液、龍膽紫染液、蒸餾水、培養(yǎng)皿、量筒、顯微鏡、載玻片、蓋玻片等。

（3） 方法步驟；

① 將蠶豆種子用蒸餾水浸泡1 d，吸水膨脹后放在培養(yǎng)皿中，保持溫暖濕潤，待其發(fā)根。

② 用蒸餾水稀釋原液，__________________。

③__________________。

④ 一段時間后，規(guī)范制作臨時裝片。

⑤__________________。

（4） 預(yù)計結(jié)果并分析：

①__________________。

②__________________。

③__________________。

（5） 若從每個培養(yǎng)皿中選取3條根，在制作的每個裝片中觀察1 000個細(xì)胞。請設(shè)計一張表格，用于記錄實驗數(shù)據(jù)。

解析：此實驗是研究不同濃度的工業(yè)廢水對細(xì)胞分裂過程中染色體行為的影響，因此至少要配制3種不同濃度的工業(yè)廢水，同時還要用蒸餾水作為對照組。此外還要注意單一變量原則，既這4組實驗除了廢水濃度不同外，其他都要相同。如：生長狀況相同的蠶豆種子，它們所處環(huán)境的溫度、光照等也要相同，培養(yǎng)的時間也要相同；使用顯微鏡時，要先用低倍鏡，再用高倍鏡；相同濃度下培養(yǎng)的根，要制作幾個裝片，要求出幾個裝片所觀察的微核細(xì)胞的平均值。

對于預(yù)測結(jié)果的分析，由于受思維定勢的影響，往往很易想到一個最可能的結(jié)果：廢水濃度越高，具微核的細(xì)胞越多。由于是預(yù)測，所以還要增加2個可能的結(jié)果：廢水濃度越高，具微核的細(xì)胞越少;廢水與具微核的細(xì)胞數(shù)之間無規(guī)律性。

對于制作表格，可以按以下思路進行。配制了3種濃度的廢水與蒸餾水對照，這一點在表格中很易體現(xiàn)，既確定了表格要5行，此外一定注意題目中的條件 “若從每個培養(yǎng)皿中選取3條根，在制作的每個裝片中觀察1 000個細(xì)胞”因此就要在表格中體現(xiàn)出，每個濃度要制作3個裝片進行觀察（每個裝片含一個根），然后求3個裝片的微核細(xì)胞平均值，即確定了表格要5列。第一行與第一列的交叉位置要寫上“不同濃度的工業(yè)廢水”;第一行與第二、三、四、五列的交叉位置要寫上“每裝片、每1 000個細(xì)胞中具有微核的細(xì)胞數(shù)”。

參考答案：（3） ② 配制3種不同濃度的溶液置于若干個培養(yǎng)皿中并編號 ③ 將等量的生根狀態(tài)相同的蠶豆種子移入盛有不同濃度廢水的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)一段時間;另取等量的生根狀態(tài)相同的蠶豆種子浸泡在與廢水等量的蒸餾水中培養(yǎng)相同的時間，作為對照 ⑤ 在低倍鏡下找到分生區(qū)細(xì)胞，再換高倍鏡觀察，找到具有微核的細(xì)胞進行計數(shù)，求平均值。

（4） ① 廢水濃度越高，具微核的細(xì)胞越多。這說明廢水濃度對細(xì)胞分裂過程中染色體的行為影響大。② 廢水濃度越高，具微核的細(xì)胞越少。這說明廢水濃度對細(xì)胞分裂過程中染色體的行為影響小。③ 廢水與具微核的細(xì)胞數(shù)之間無規(guī)律性，則無法判斷。

（5） （略）

【例2】 蝌蚪到蛙的發(fā)育過程為變態(tài)發(fā)育（其中包括前后肢伸出、尾部消失、體型變化等），甲狀腺激素對這一過程有促進作用。現(xiàn)有實驗材料與用具：15只同種并同時孵化的、體長約20 mm的蝌蚪（尾部不再長長，并開始消失），新鮮水草，3個金魚缸，小網(wǎng)，坐標(biāo)紙，培養(yǎng)皿，甲狀腺激素，甲狀腺抑制劑，提前晾曬3～4 d的自來水。請設(shè)計一個實驗證明甲狀腺激素對蝌蚪的發(fā)育具有促進作用。

（1） 完成實驗步驟。

① 將3個金魚缸分別編為1號、2號、3號，分別放入2 000 mL提前晾曬3～4 d的自來水和等量的新鮮水草。每個缸內(nèi)各放入5只蝌蚪。

②__________________。

③__________________。

④__________________。

（2） 將預(yù)期的實驗結(jié)果，用坐標(biāo)圖來描述3組蝌蚪的尾長變化。

解析：此題要根據(jù)實驗材料，設(shè)計3組實驗相互對照，分別加入等量甲狀腺激素、加入甲狀腺抑制劑和蒸餾水；實驗用的蝌蚪大小、發(fā)育狀況都要相同；蝌蚪所處環(huán)境，這3組實驗除了所加制劑不同外，其他都要相同，既要遵循單一變量原則。

繪坐標(biāo)系時，教師要引起學(xué)生注意：甲狀腺激素能促進個體發(fā)育，發(fā)育快；甲狀腺抑制劑抑制蝌蚪的發(fā)育，發(fā)育慢，所以在相同時間時里，加入甲狀腺抑制劑的蝌蚪比加入甲狀腺激素的蝌蚪尾要長。加入蒸餾水的（對照組）蝌蚪尾長介于它們之間。

答案 （1） ② 在1號金魚缸中加適量甲狀腺激素，2號缸中加入等量甲狀腺抑制劑，3號缸中不加藥，作對照。③ 連續(xù)培養(yǎng)幾天，每天換水、喂食，并在1、2號缸中等量投藥。④ 每2 d觀察1次，并用坐標(biāo)紙測量尾長變化并記錄結(jié)果。