ib生物课程中的内部评估(ia)占总评分的20%,需要学生自己设计并完成一定的生物实验。为了帮助ib生物学生更好地完成ia,本文将介绍ib考试中必考的12项关键生物实验。这12项实验涉及从血液循环、有性生殖、药物应用到dna双螺旋结构等生物学多个领域,都是历史上影响深远的实验。了解这些实验的实验过程,可以帮助ib生物学生更好地理解概念,掌握知识点,并在面对类似ia实验设计时有借鉴。
Harvey利用解剖实验首次发现人体血液的双循环系统
Harvey通过解剖实验,发现人体血液循环包括两个循环系统:一个系统性循环系统和一个肺循环系统。他否定了过去盛行的“自然血”和“热量”分开循环的错误理论。Harvey的双循环发现推翻了传统观点,奠定了正确的人体生理学基础。这项发现被视为生理学史上的重要进步。Harvey的实验具有划时代意义,值得ib生物学生深入理解和关注。
Harvey利用解剖鹿生殖系统实验证明有性生殖过程
Harvey设计了一个略显残忍的实验——解剖母鹿的生殖系统,观察不同时期的变化,由此推翻了Aristotle关于有性生殖的错误理论。Harvey发现胚胎是在交配后6周左右才开始形成,因此否定了月经血参与有性生殖、胚胎来自男女种子结合等传统观点。尽管Harvey没能完全证明有性生殖的真正过程,但他的实验和发现否定了错误理论,为有性生殖生理学奠定了基础。这也是ib生物必考的重要实验之一。
Florey和Chain验证了青霉素可特异性杀死病原体
Florey和Chain设计了一个验证青霉素杀菌特异性的实验:使两组小鼠感染致命菌,一组注射青霉素一组不注射。结果显示青霉素组小鼠全部存活,对照组小鼠全部死亡。该实验证明了青霉素可以特异性杀死病原菌,同时不伤害宿主正常细胞。这项研究奠定了抗生素时代的开端,拯救了无数生命。作为ib生物必考实验之一,该研究价值巨大,学生需要深入理解。
Cairns使用放射自显影术准确测量DNA双螺旋长度
Cairns采用放射自显影术(autoradiography)这个技术手段,成功在染色体伸展状态下可视化DNA双螺旋结构,并准确测量其长度。这克服了过去只能在超螺旋状态下粗略测量长度的限制。该实验结果也直接证明了DNA的双向复制模式。Cairns的这项实验成果,不仅提高了测量和研究DNA的效率,也使我们更准确地理解了遗传物质的本质,是ib生物必考的重要实验。
Calvin“棒棒糖”实验解析光合作用中的Calvin循环
Calvin使用放射性同位素标记技术,设计了利用类似棒棒糖结构的特制容器培养绿藻,在不同光照时间收集样品的“棒棒糖”实验。这项实验结果分析了光合作用合成过程中不同碳化合物的产生顺序,解释了Calvin循环反应的机制,开启了对光合作用研究的新纪元。“棒棒糖”实验难度较大,但思路独特,为后人理解光合作用奠定基础。
Jenner利用痘苗病毒引发免疫应答奠定疫苗理论基础
Jenner进行的一个涉及未成年小孩的有争议实验,验证了痘苗病毒可以激发人体产生抗体从而获得疾病免疫力这一假说。尽管实验本身有伦理风险,但 Jenner证明了病原体可用于预防疾病的理论,这为后来疫苗接种技术的广泛应用奠定了基础。本实验启发深远,是ib生物课必考的重要实验之一。
Franklin和Wilkins X射线衍射实验推导DNA双螺旋结构
Franklin 和Wilkins将DNA晶体进行X射线衍射,产生的图样显示DNA属双链结构,核苷酸碱基紧密排列,与之相对的是外层的磷酸骨架结构。他们根据实验结果提出DNA以每34埃的间距扭曲形成螺旋,即著名的双螺旋结构模型。这项实验奠定了分子生物学基础,也是ib生物课必考的重要实验内容之一。
ib考试中必考的12个关键生物实验涵盖了生物学多个领域,都具有划时代的意义。这些实验奠定了从血液循环到DNA结构等多个生物学理论基础,值得ib生物学生重点关注,深入理解。通过学习这些实验,不仅可以加深对生物概念的理解,还可以在自己ia实验设计中得到启发和借鉴。
