解析:这是来源于生活中的习题,可采用的方法很多,如利用向光性生长等,但题目作了许多限制,因此根据生活常识可设计为将正常生长的植株花盆侧放在地上,待其弯向上方生长后,再摆正花盆。其原理为利用茎的背地性生长的特性。
2.设计实验步骤:
根据题目要求给定的器材以及实验提出的目的,设计或补全实验步骤。这类题目体现了高考试题理论联系实际的原则和学以致用的趋向。要求教学中要强化实验,培养学生“根据实验试题的要求和有关原理设计出简单实验方法”的能力,以及“通过分析和综合、比较和论证,选择解决问题的最佳方案的评价能力”。
例2 现提供新鲜柑桔60个,塑料桶(篮)数个,松树针叶适量,蒸馏水、清水、无色透明保鲜袋若干,医用APC(保鲜剂)、温湿计、台式天平、量筒、空调机等。请你设计一个实验方案,在室温24℃的条件下,研究松树针叶是否有保鲜作用。
解析:
(1)将柑桔分成甲、乙、丙三等份,称好每份的重量。
(2)分组处理。
甲组:不经任何处理,用一塑料桶(篮)把一份柑桔装好,放在室内桌架上。
乙组:在一塑料桶(篮)底铺上适量的松树针叶,放上一层柑桔再铺上一层针叶,如此重复直至把一份柑桔放完,上面再用松针叶覆盖好,放室内保存。
丙组:用适量医用APC(保鲜剂)溶解于蒸馏水配成一定浓度的溶液,把一份柑桔放入浸泡适当的时间。取出后晾干水分,用保鲜袋包装好放塑料桶(篮)中保存。
(3)观察与记录。利用空调机将室温调节为24℃,定时观察各组出现斑点和软腐的情况,做好详细的记录。试验进行到柑桔完全失去食用价值时结束。
(4)实验结果分析。在三组处理中,只要乙组的柑桔保鲜期优胜于甲组,说明松树针叶有保鲜作用,而乙组的保鲜期接近、相等或优于丙组,则说明松树针叶有良好的保鲜作用。
3.设计实验改进方法:
此类试题主要考查学生对实验设计的严密性和科学性,并以此为媒介,引导解决问题的最佳方法,进一步培养学生的科学素质和科学能力。
例3 引起50%左右细胞发生初始质壁分离的浓度,我们称之为细胞液的等渗浓度。为了测定洋葱表皮细胞的等渗浓度,有人把剪成小块的洋葱表皮细胞分别(等量)依次放入下面各组溶液中,并记录结果如表(1):
(1)该洋葱表皮细胞的等渗浓度为多少?
(2)如果再给你4组实验材料,请设计出可以更精确地测出细胞等渗浓度的方法。
解析:这类试题并不单纯以实验能力为考查目的,而是以实验作为问题情境,考查学生的综合分析能力。根据题设条件可知该洋葱表皮细胞的等渗浓度为0.5-0.6mol/L之间。如何设计一个更加精确的测定方法,从题中的设计思路推知,可采用缩小各组蔗糖溶液的浓度梯度加以测定。因此可分别配置浓度为0.52mol/L、0.54mol/L、0.56mol/L、0.58mol/L的4组蔗糖溶液进行类似实验。或先配置浓度为0.55mol/L的蔗糖溶液进行实验,如果发生初始质壁分离的超过50%,则再配置0.53mol/L的蔗糖溶液,如果没有达到50%,则再配置0.58mol/L的蔗糖溶液。依次类推,先后进行4次实验。
4.综合实验设计型:
这类试题完全为开放性试题,其条件、方法和方案均具有不确定性。要求根据题型要求自行设计。
例4 某地种、养殖品种及生产的某些因素如表(2)。请依生态学原理,选择种、养殖生物各两种,设计一个良性循环的生态系统(以物质循环示意图方式展示,如有必要请做简要说明)。
解析:本题要求学生运用生态学知识,根据生态平衡原理,设计一个良性循环的生态系统,其条件、方法和方案具有不确定性。其要点是做到投入少、产量高,要有效避免或减轻环境污染,要以生物能转化的废弃物循环利用为基准点。根据题设要求,种植和养殖可随意选取两种,同时可考虑设置沼气池将秸秆和粪便入沼气池发酵产生沼气,供家庭生活使用。沼渣供植物作肥料,植物草茎可作为养殖动物的饲料。施肥要求用农家肥,防止环境污染不用化肥。同样为避免环境污染,治理虫害不用农药,而采取生物防治方法,甚至可采用转基因技术,将抗虫基因导入农作物体内,从而具备抗虫功能。