非實驗試題中往往給學生展現一些表格、坐標圖,讓學生分析回答其中隱藏的生物學問題,來考察學生的分析、思維、觀察能力。相反在實驗性試題中讓學生列表、繪坐標系對實驗結果進行總結概括,來考察學生的繪制、總結、歸納能力。繪制表格、坐標系,能讓學生簡單、明了地看到實驗結果。這也是實驗考察的一個重要方面,也是學生的一個薄弱環節。教師培養學生的這種能力也是為學生將來進行科學研究打下基礎。
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生開展“不同濃度的工業廢水對細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,根尖分生區細胞通常會出現染色體斷裂。這些斷裂的染色體會與細胞核分開,單獨存在于細胞質而成為微核。
(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皿中,保持溫暖濕潤,待其發根。
② 用蒸餾水稀釋原液,__________________。
③__________________。
④ 一段時間后,規范制作臨時裝片。
⑤__________________。
(4) 預計結果并分析:
①__________________。
②__________________。
③__________________。
(5) 若從每個培養皿中選取3條根,在制作的每個裝片中觀察1 000個細胞。請設計一張表格,用于記錄實驗數據。
解析:此實驗是研究不同濃度的工業廢水對細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,它們所處環境的溫度、光照等也要相同,培養的時間也要相同;使用顯微鏡時,要先用低倍鏡,再用高倍鏡;相同濃度下培養的根,要制作幾個裝片,要求出幾個裝片所觀察的微核細胞的平均值。
對于預測結果的分析,由于受思維定勢的影響,往往很易想到一個最可能的結果:廢水濃度越高,具微核的細胞越多。由于是預測,所以還要增加2個可能的結果:廢水濃度越高,具微核的細胞越少;廢水與具微核的細胞數之間無規律性。
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,既確定了表格要5行,此外一定注意題目中的條件 “若從每個培養皿中選取3條根,在制作的每個裝片中觀察1 000個細胞”因此就要在表格中體現出,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個細胞中具有微核的細胞數”。
參考答案:(3) ② 配制3種不同濃度的溶液置于若干個培養皿中并編號 ③ 將等量的生根狀態相同的蠶豆種子移入盛有不同濃度廢水的培養皿中培養一段時間;另取等量的生根狀態相同的蠶豆種子浸泡在與廢水等量的蒸餾水中培養相同的時間,作為對照 ⑤ 在低倍鏡下找到分生區細胞,再換高倍鏡觀察,找到具有微核的細胞進行計數,求平均值。
(4) ① 廢水濃度越高,具微核的細胞越多。這說明廢水濃度對細胞分裂過程中染色體的行為影響大。② 廢水濃度越高,具微核的細胞越少。這說明廢水濃度對細胞分裂過程中染色體的行為影響小。③ 廢水與具微核的細胞數之間無規律性,則無法判斷。
(5) (略)
【例2】 蝌蚪到蛙的發育過程為變態發育(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,坐標紙,培養皿,甲狀腺激素,甲狀腺抑制劑,提前晾曬3~4 d的自來水。請設計一個實驗證明甲狀腺激素對蝌蚪的發育具有促進作用。
(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。每個缸內各放入5只蝌蚪。
②__________________。
③__________________。
④__________________。
(2) 將預期的實驗結果,用坐標圖來描述3組蝌蚪的尾長變化。
解析:此題要根據實驗材料,設計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、發育狀況都要相同;蝌蚪所處環境,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。
繪坐標系時,教師要引起學生注意:甲狀腺激素能促進個體發育,發育快;甲狀腺抑制劑抑制蝌蚪的發育,發育慢,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 連續培養幾天,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,并用坐標紙測量尾長變化并記錄結果。
