【研究性课题】调查媒体对生物科学技术发展的报道
一、教学目的
1.通过对近期报刊杂志等媒体的调查，了解生物科学技术发展的近况及其对人类社会的影响。
2.初步学会收集和处理生物科学技术信息的方法。
3.通过在班级内做交流报告和讨论，提高语言表达能力和信息交流能力。
二、教学建议
教师在指导学生进行本课题研究时，应注意以下几点。
1.为学生提供本校或本地区所拥有的报道生物科学技术发展的媒体种类名称，如报纸、杂志、书籍、电视节目、广播节目、互联网，并引导学生分析不同的媒体报道的信息特点，重点比较它们在及时性、准确性、通俗性和权威性等方面的差异。
2.为了尽可能减少学生的重复性劳动，教师应将学生分成若干小组，至少分成6组，分别调查不同媒体对生物科学技术发展的报道。
3.最好规定调查媒体报道的时间范围，如近1～2年内的消息报道。
4.教师应对收集信息的范围作大致规定，如新发现、新发明、新技术、新进展等。还应要求学生同时收集其他自然学科的新进展，用以与生物科学技术的新进展作量化比较。
5.对学生通过媒体调查获得的信息，组织学生进行讨论，并引导学生进行归类(可有不同的归类方法)。
6.教师应指导学生独立完成交流报告，报告的形式可不作统一规定，应鼓励学生发挥自己的聪明才智，确定能发挥自己特长的报告形式。例如，文字说明，能图文并茂表示最好；绘制图表，要求简明扼要，能说明问题；制作投影片，可集图片、图表、简要文字说明为一体；制作录像带，可将有关电视节目中播放的同类内容加以组合，自制成录像片段，最好配有画外音加以说明；也可以制作计算机课件。
7.报告的交流、展示方式，可以根据本校的条件来安排。例如利用班内的板报，定期登载学生收集到的生物科学技术发展信息。也可以以生物科学技术发展信息小报的形式，集中展示，并组织班内、班际之间学生参观阅览。还可以利用1个小时左右的课外活动时间，集中播放学生自制的录像片段或课件，由学生自己进行讲解。有条件的学校，还可以组织学生召开“新闻发布会”或进行“学术报告”。
8.组织学生讨论时，要求学生对自己收集到的信息的时效性和权威性做出评价。
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【研究性课题】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
一、教学目的
1.初步学会设计一个观察生长素或生长素类似物对植物生长发育影响的实验方法。
2.学会观察实验中产生的现象,分析观察到的现象,得出你的结论。
二、教学建议
教师在指导学生进行该研究性课题时,应注意以下几点。
1.教师要为学生设计实验方案、进行实验做好必要的准备工作。
(1)给学生介绍一些有关的参考资料,如大学的《植物生理学》教材、《生物学通报》、中学生物实验类书籍、生物科技活动类书籍、花卉栽培类书籍等。
(2)给学生介绍一些常用的生长素及其类似物的中文名与英文缩写的简称对照。例如,吲哚乙酸(IAA)、吲哚丙酸(IPA)、吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)。
(3)给学生介绍生长素和几种生长素类似物的特点,为学生设计实验提供选材依据。
IAA:在植物体内不稳定,容易被强光分解,效果不稳定,不如IBA和NAA。
IBA:不易被氧化分解,容易保留在被处理的部位。作用强烈,作用时间长,诱发的根多而长,但价格较贵。
NAA:效果与IBA相似,诱发的根少而粗。价格便宜,使用安全。
(4)介绍生长素及其类似物的使用方法。进行实验时,常用水溶液、粉剂或含药物的羊毛脂软膏这三种不同的物质进行处理,其浓度单位为mg/L。使用时,将需要处理的植物器官部位在水溶液中浸泡一定时间,或蘸取粉剂,或涂抹羊毛脂软膏。
2.设计实验之前,教师应教给学生设计实验的思路。
(1)确定课题 因为该“研究性课题的题目范围较大,教师可以根据当地实际情况和本校的条件,指导学生选择一个较小的合适课题进行研究,如“NAA对××植物插条生根的影响”或“2,4-D对××植物结果的影响”等。
(2)提出假设 对自己的实验内容提出假设。如NAA可以使插条基部(经NAA处理过)的薄壁细胞恢复分裂能力,产生愈伤组织,长出不定根。
(3)设计对照实验 在本课题的研究中,为了探索某种生长素类似物在何种浓度范围内对植物的生长发育产生影响,必须多设计几个不同浓度的实验组作为相互对照。设计实验装置时,须提醒学生装置的设计应有利于观察,如观察促进生根的实验可以用水培法。
(4)观察和记录 实验中要注意观察现象或结果,认真记录。
(5)验证 实验完成后,如果时间允许,最好将原实验重复一遍。如能重复成功,说明假设成立。
3.为了尽可能减少学生之间的重复实验,教师应将实验内容(子课题)尽量分配开。如同一种生长素类似物对不同种植物生长发育的影响,对同种植物不同器官生长发育的影响,不同种的生长素类似物对某种植物某一器官生长发育的影响。实验结束时,再组织同一实验内容或同类实验内容的学生进行比较分析。
4.教师应要求学生在实验过程中认真进行观察,如实做好记录,包括实验前、实验中和实验后植物生长发育的变化。不但要记录与预期一致的现象,还要记录与预期不一致的现象。对于实验过程中能采集到的数据,应尽量多采集。
5.实验结束之后,教师要教给学生认真分析实验结果,科学处理实验数据的方法,如尽量用列表式或函数图表式表示。还要引导学生利用实验事实进行科学推理,得出相应的结论。最后完成实验报告。
6.本课题的实验部分,全部安排在课外或家中进行。
7.课题报告完成之后,教师应组织学生进行交流。教师在组织学生交流报告时,不但要让学生交流自己所做的实验报告,还要让学生汇报完成本课题的体会,如经验、教训、克服困难的方法等。
三、参考资料
IAA的生理作用
1.促进作用。IAA促进不定根和侧根的形成,茎的伸长,叶片扩大,老叶脱落,某些植物花的形成,雌花增加,子房壁生长,单性结实,果实生长,某些果实座果,种子生长,种子萌发。
2.抑制作用。IAA使侧枝生长,块茎形成,幼叶脱落,花的脱落,果实脱落。
IAA对叶片的脱落是促进还是抑制,取决于IAA的来源。若IAA沿茎向叶片运输,促进老叶脱落若IAA从叶片向茎运输,则抑制它本身叶片的脱落。IAA对果实脱落的促进和抑制,也有类似情况。
生长素类似物的生理作用
1.IBA、NAA和2,4-D均可促使一些不易生根的植物(如油桐、苹果、梨、梅、杏)插条顺利生根,使用浓度一般为10～100 mg/L。
2.促进结实。用10 mg/L的2,4-D溶液喷洒番茄花簇,可以促进座果,促进无子果实的形成。
3.促进菠萝开花。凡是达到14个月营养生长期的菠萝植株,在一年内的任何月份,用5～10 mg/L的NAA或2,4-D处理,都可以在2个月后开花。
4.阻止器官脱落。施用10 mg/L的NAA或1 mg/L的2,4-D,可使棉花保蕾保铃。
5.抑制花芽分化,延迟开花。用0.01mg/L的2,4-D喷洒的菊花,花蕾呈初花状态；用0.1 mg/L的2,4-D喷洒的菊花,花蕾膨大而透色；用5 mg/L的2,4-D喷洒菊花的花蕾,花蕾尚小；而对照组菊花则盛开。
用250 mg/L的IBA喷洒落地生根植株,可延长开花2周。
用50 mg/L 的NAA在蕾期喷洒离层部位,可延长盆栽叶子花的花期20d。
6.抑制果实成熟。用10 mg/L的2,4-D在蕾期或幼果期喷洒盆橘,可延长挂果时间。
含有生长素类似物的水溶液、粉剂和羊毛脂软膏的配制方法
1.水溶液(以NAA为例)
NAA为无色粉剂,纯度为99%或80%不等。难溶于冷水,而易溶于酒精、醋酸和沸水。配制某浓度的药液需要多少某一纯度的NAA粉剂,可由下面的公式算出:
原药含量×原药用量(mg)=使用浓度(mg/L)/1 000×使用药液量(mL)。例如,配制浓度为1000 mg/L的100 mL NAA母液时,先算出需要多少99%的NAA粉剂:99%×x=1 000/1 000×100,x=101 mg。然后,称取101 mg 99%的NAA粉剂,溶于少量体积分数为95%的酒精溶液中,再用蒸馏水稀释到100mL,就可以得到1000 mg/L的NAA母液。
不同浓度的NAA溶液,可用NAA母液配制。如配制40 mg/L的NAA溶液,可吸取4 mLNAA母液,用蒸馏水稀释到100mL就可以了。
2.粉剂
首先将药剂溶解在体积分数为95%的酒精溶液中,然后将配制的酒精药液均匀地搅拌在惰性粉(如滑石粉)中,适当加热,待酒精全部挥发掉,就得到粉剂了。
3.羊毛脂软膏
先将药剂配制成一定浓度的水溶液,再与熔化的羊毛脂混匀就可以了。例如,配制1500 mg/L NAA羊毛脂软膏时,先称取1.5 gNAA,溶于1 mL体积分数为95%的酒精溶液中,然后倒入大烧杯内,加蒸馏水至1000 mL,加热搅拌至充分溶解,如因加热使体积减少,应补足到1 000 mL；再取500 g羊毛脂,放入1000 mL大烧杯中,微微加热,使它熔化然后取250 mL的1500 mg/L NAA溶液,注入熔化的羊毛脂中,充分搅匀,就得到1 500 mg/L的NAA羊毛脂软膏。
几种生长素类似物制剂的使用方法
1.喷洒 如用2,4-D水溶液喷洒花和果实。
2.浸泡 如用NAA的水溶液浸泡插条基部。
3.蘸取 如用插条基部蘸取NAA的粉剂。
4.涂抹 如用NAA羊毛脂软膏涂抹处理部位(如茎),外面最好用棉花轻轻包住。
生长素类似物对植物生长发育影响的实验设计示例
1.实验题目:IAA对种子萌发和幼苗生长的影响。
2.实验原理:IAA对种子的萌发和幼苗生长有促进作用。
3.目的要求:(1)初步学会设计观察NAA对种子萌发和幼苗生长影响的方法。
(2) 观察分析实验中的现象,得出适当结论。
4.材料用具:种子(如萝卜种子),试管,移液管,培养皿,滤纸,IAA溶液。
5.实验假设:一定浓度的IAA溶液对种子的萌发和幼苗生长有促进作用。
6.实验预期:经不同浓度的IAA溶液处理过的种子,1周之后种子的萌发和幼苗的生长会有所区别。
7.方法步骤:
(1)配制浓度分别为1000 mg/L、10 mg/L、0.1 mg/L、1 μg/L、0.01 μg/L的IAA溶液。
(2)取6个试管,编号。在1～5号试管中,分别加入5 mL不同浓度的IAA溶液,6号试管中加入5 mL蒸馏水。
(3)在6个试管中各放入20粒种子。
(4)24 h后取出种子。取6个培养皿编号(1～6号),每个培养皿内事先都垫上滤纸,1～5号分别用不同浓度的IAA溶液浸湿(序号应与试管号对应),6号培养皿内的滤纸用蒸馏水浸湿。将从1～6号试管中取出的种子,分别放入与之对应的1～6号培养皿中,均匀摆放。盖上培养皿盖,放暗处培养。
(5)观察统计。1周后进行观察,测量,统计。
8.实验记录:
9.实验结果和结论:
(1)分析实验结果
①分析数据的可靠性。
②根据所得数据绘制函数图表。
③根据函数图表分析萝卜种子的发芽率和幼根、胚轴的生长状况(长度)与IAA浓度的关系。
④找出促进萝卜种子萌发和幼苗生长的IAA溶液最适浓度。
(2)推导结论 根据对实验结果的分析,得出相应的结论。
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【研究性课题】 调查人群中的遗传病
一 教学目的
1.初步学会调查和统计人类遗传病的基本方法。
2.通过调查，了解某些人类遗传病的发病情况。
3.培养接触社会，并从社会中直接获取资料的能力。
二 教学建议
教师在指导学生进行该课题研究时，应注意以下几点。
1.课题研究的组织形式，以小组为单位进行研究。每个小组的组成以自愿结合为好，人数不宜太多。
2.在调查研究之前，要求每组根据当地实际情况，确定课题，并制定出切实可行的调查方案，包括调查目的、方法、分工、完成时间、报告交流形式。另外，教师一定要做好学生的思想工作，让学生以科学的态度来完成本课题的研究任务，不要有任何顾虑；同时，应教育学生不要对患有某种遗传病的人(或同学)有任何不敬或不正确的看法。
3.调查之前教师应向学生讲清调查时的注意事项。
(1)调查时要详细询问，如实记录。
(2)不搞重复调查，以免影响统计结果。
(3)对某个家庭进行调查时，被调查成员之间的血缘关系必须写清楚，并注明性别。
4.社会调查结束之后，教师要引导学生对调查结果进行分析。
(1) 必须统计被调查的某种遗传病在人群中的发病率。
(2) 如有可能，最好对某个典型家族作具体分析，探索被调查遗传病的遗传方式，以及遗传病的类型。
5.如有可能，可以与当地卫生保健部门搞联合调查，这样实用性更强，效果会更好。
三 参考资料
常见的单基因遗传病和多基因遗传病
多基因遗传病——唇裂、各种先天性心脏病
调查示例
1.调查目的 调查中学生中的红绿色盲发病情况。
2.调查对象 天津市三十一中初三年级学生，天津市一H九中学98届初二年级学生、99届初三年级学生。
3.调查方法 生物教师与本校医务室老师联合调查，对学生逐个进行红绿色盲检查。
4.调查结果
(1) 天津市两所中学部分初中学生红绿色盲调查表
(2)两个色盲男生家族遗传病史调查
学生甲:父亲、母亲、祖父、祖母、外祖父均正常，外祖母色盲。
学生乙:父亲、祖父、祖母、外祖母均正常，母亲、外祖父均色盲。
5.调查结果分析
(1)红绿色盲的发病率
被调查人数为2 747人，其中色盲患者为38人(男性37人，女性1人)，红绿色盲的发病率为1.38%。男性红绿色盲的发病率为1.35%，女性红绿色盲的发病率为0.03%。二者均低于我国社会人群男女红绿色盲的发病率。
(2)红绿色盲的男女比例
男:女135:345:1，此比例也低于我国社会人群中红绿色盲的男女比例(14:1)。
(3)从两个男生家族遗传病史调查中分析，可知红绿色盲的遗传符合该病的遗传特点。
6.结论 我国社会人群中，红绿色盲患者男性明显多于女性。
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【研究性课题】调查环境污染对生物的影响
一、教学目的
1．通过调查，了解环境污染对生物的不利影响。
2．初步学会调查环境污染对生物影响的基本方法。
二、教学建议
教师在指导学生进行课题研究时，应注意做好以下几点。
1．课题研究开始之前，教师应该将学生分成若干个小组，或者由学生自愿结合组成若干小组，以小组为单位进行调查，并由小组长负责本组的课题研究工作。
2．教师应根据当地条件及本校学生的实际情况，指导学生选择适宜的调查题目，并确定具体的调查方法。调查方法可采用野外观察法、社会调查法、文献调查法、或三者相结合的方法，也可以采用走访当地环境保护部门与查阅资料相结合的方法。城市中学和农村中学在选择调查方法上可以有所侧重，如居住在城市或人口密集地区的学生，可以看重调查污染物（如生活污水、厨房里及煤燃烧等产生的废气、生活垃圾、噪声）对人类的不利影响；居住在农村的学生，可侧重调查水污染和土壤污染对农作物产生的不利影响。如果是调查环境污染对生物的不利影响，一般可采用野外观察法，以获取第一手资料。观察时，要嘱咐学生认真观察生物体受污染后某些部位所发生的变化，以及异常生理反应的表现。
3．由于环境污染涉及面广，教师在指导学生确定课题时，一定要提醒学生注意调查的题目不宜过大，每个小组以一个题目（或内容）进行调查为宜，各小组之间的调查题目如能错开最为理想。
4．教师应指导学生制定好调查方案。调查方案一般包括调查课题、调查方法、调查结果等。如采用野外观察法进行调查，还应包括调查时间、调查路线、结果分析、结论等。
5．对于采用文献调查法进行调查的学生，教师可为学生提供一些参考资料（见“参考资料”），或指导学生从何处（如图书馆、互联网等）去查阅资料。
6．对于采用野外观察法进行课题研究的学生，教师应指导学生从某种生物受污染的具体症状入手，进行仔细观察，然后再调查污染物的来源（污染源）。如果有多个污染源，则需进一步查明各污染源的大小、远近等，最后确定主要的污染源。教师应提醒学生，在调查、观察过程中，如有条件应尽可能地照像或录像。
7．调查工作结束之后，教师应指导学生对收集到的资料进行整理加工，以小组为单位完成调查报告，并及时在班内交流。调查报告可有文字报告、文字与图片相结合、照片说明、播放自制录像片等形式。
8．凡采用野外观察法进行课题研究的小组，教师应指导学生在报告中增加一项“防治环境污染的建议”，以便供有关部门参考。
三、参考资料
野外观察法示例
1．研究课题 调查马路餐饮业煤炉的热辐射和烟尘对行道树的危害。
2．调查目的 调查马路餐饮业对行道树的危害。
3．调查方法 野外实地调查、观察。
4. 调查时间 1996年6月3日至6月7日。
5. 调查地点 天津市南开区某农贸市场中段。
6. 调查结果
（1）调查地段概况
该农贸市场中段长540 m，马路两侧的行道树全为白蜡树，共156株。马路南侧餐厅、早点部共12个，马路北侧餐厅9个，共计21个。污染源是餐厅和早点部的煤炉，其污染物主要是热辐射和烟尘。
(2）观察记录
将观察到的现象记录在下表中。
3）结果
①不同餐饮部门排放的污染物对行道树的危害程度。
7个早点部排放的污染物危害行道树：6轻1重（树木死亡）。
13个餐厅排放的污染物危害行道树：3轻10重（树木死亡或部分死亡）。
1个烤鸭店排放的污染物危害行道树：较轻。
②污染物的排放量与行道树受害的关系。
路南的餐饮部门多于路北，污染物的排放量路南多于路北，行道树受害程度路南明显高于路北。
③行道树受害程度和行道树与烟囱的距离成反比关系。
④行道树的受害率。156株白蜡树中有39株受害，受害率为25％。
7. 调查结果分析
(1）早点部和烤鸭店周围的行道树，受害程度低于餐厅周围的行道树。其原因是，早点部和烤鸭店的营业时间短，热辐射时间短，排放的污染物数量较少；而餐厅的营业时间长，热辐射时间长，排放的污染物数量较多。
（2）离烟囱远的行道树受害较轻，离烟囱近的或烟囱上方的行道树受害严重，这说明煤炉对行道树的危害，主要是由热辐射造成的。热辐射将枝叶烤灼、致死，而枝叶变黑是由煤炉排放的烟尘造成的。
8. 结论
马路两侧餐饮部的煤炉（污染源），其热辐射和排放的烟尘（污染物）严重危害行道树，轻则使其枝叶变黑，重则使其技死叶亡。
9．建议
建议有关部门明令禁止在行道树旁经营餐饮业，对已开业的餐饮部应予以取缔，并对当事人进行教育和处以罚款，并补栽行道树。
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