從近幾年高考的全國理綜生物試題來看，實驗題作為考查學生的能力，每年必考，分值較大，是高考復課的重中之重。

 

1．實驗組和對照組的確認

 

（1）舉例：為了驗證光是植物生長發(fā)育的必要條件，設計如下實驗：選擇生長狀況一直的小麥幼苗200株，隨機均分為實驗組和對照組，分別處理并預期結果。下面是關于實驗組或對照組的處理方法和預期結果的幾種組合，其中正確的是：

 

①實驗組  ②對照組  ③黑暗中培養(yǎng)  ④在光下培養(yǎng)  ⑤生長良好  ⑥生長不良

 

A． ②③⑤  B． ①③⑥ C． ①④⑤ D． ②④⑥

 

答案：B

 

自然狀態(tài)（未加處理）的實驗稱為對照組；進行特定處理的實驗稱為實驗組。怎樣確認？

 

（2）條件控制原理（加法原理和減法原理）簡介：

 

加法原理就是設法給研究對象施加干擾（添加條件），使研究對象在被激發(fā)狀態(tài)中反映其某些特征。即，與常態(tài)相比，認為增加某種影響因素，這種添加控制組為實驗組。

 

減法原理就是設法排除某種因素（減少條件）對研究對象的干擾，從而在比較純粹的狀態(tài)下反映對象。即，就是與常態(tài)相比，認為去除某種因素，這種去除控制組為實驗組。

 

運用減法原理對上述實驗可以做出解釋：小麥在自然條件下總是要見光的，因此在黑暗中培養(yǎng)應為去除控制組，即為實驗組；在光下培養(yǎng)應屬于常態(tài)組，即對照組。

 

[練習-1] 1864年，德國科學家薩克斯將綠色葉片放在暗處幾小時，然后把此葉片一半遮光，一般曝光。經過一段時間后，用碘蒸汽處理葉片，成功地證明綠色葉片在光合作用中產生了淀粉。薩克斯對這個實驗的設計具有嚴密的邏輯性，具體體現(xiàn)在（  ）

 

A．沒有對照實驗               B．本實驗不需要設對照組

 

C．曝光處作為對照組           D．遮光處作為對照組

 

[解析]薩克斯所作的證明光合作用產生淀粉的實驗：對天竺葵進行“饑餓”處理后，讓葉片的一半曝光，一半遮光，過一段時間用碘蒸汽處理。首先應該對實驗的常態(tài)做出判斷。此實驗在然狀態(tài)下是有光照的，即有光照為常態(tài)，認為將光遮起來就是運用了減法原理，遮光為去除控制組，即為實驗組；曝光組為常態(tài)組，即對照組。答案：C。

 

[練習-2]  為了解土壤微生物是否能分解農藥，并盡快得出實驗結論，有人用“敵草隆”（一中除草劑）進行了試驗。取等量砂土分裝于相同的兩個容器中，a組高壓滅菌，b組不滅菌，下列有關事項的敘述不正確的是（  ）

 

A．a組為對照組，b組為實驗組

 

B．向a、b中噴入等量敵草隆，預計a組敵草隆含量不變

 

C．檢測敵草隆消失的情況，預計a組敵草隆含量不變，b組的全部消失

 

D．只用砂土，實驗效果不如幾種典型土壤混合后的好

 

[解析]該題同樣可以用減法原理來解釋，為了解土壤微生物能否分解農藥，首先確定常態(tài)，在自然情況下，土壤中是存在微生物的，存在微生物的即為常態(tài)。a組高壓滅菌，運用的是減法原理。讓土壤微生物處于缺失狀態(tài)，是一種去除控制。A組為實驗組；b組由微生物存在，是常態(tài)組，即對照組。答案為A。

 

區(qū)分實驗組和對照組時，運用加法原理設計的試驗，容易理解和確認。如“比較過氧化氫酶在不同條件下的分解”實驗就是運用了加法原理。

 

2．高考實驗設計題類型

 

（1）補充設計題

 

試題明確給出部分實驗設計步驟，要求把其他步驟或原理補充完整。這類題型近幾年出現(xiàn)頻率最高。題干已提供較多信息，基本劃定了答題模式，目的明確，前面的原理、方法、步驟等已為后續(xù)做答作了鋪墊，只要明確變量，在分析有關的實驗原理，結合題干信息，即可做出正確解答，難度較低。

 

例1：（2007重慶）甘薯和馬鈴薯都富含淀粉，但甘薯吃起來比馬鈴薯甜，為探究其原因，某興趣小組以甘薯塊莖為材料，在不同溫度、其他條件相同的情況下處理30 min后，測定還原糖含量，結果表明馬鈴薯不含還原糖，甘薯的還原糖含量見下表：

處理溫度（℃）

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

甘薯還原糖含量(mg/g)

22．1

23．3

25．8

37．6

40．5

47．4

54．7

68．9

45．3

28．6

 

(1)由表可見，溫度為70 ℃時甘薯還原糖含量最高，這是因為                 。

 

(2)馬鈴薯不含還原糖的原因是                       。

 

(3)為了確認馬鈴薯不含還原糖的原因，請完成以下實驗：

 

實驗原理：①                                 ；

 

②                                            。

 

備選材料與用具：甘薯提取液(去淀粉和還原糖)，馬鈴薯提取液(去淀粉)，二苯胺試劑，斐林試劑，雙縮脲試劑，質量分數(shù)為3%的淀粉溶液和質量分數(shù)為3%的蔗糖溶液等。

 

實驗步驟：

 

第一步：取A、B兩支試管，在A管中加入甘薯提取液，B管中加入等量的馬鈴薯提取液。

 

第二步：70℃水浴保溫5 min后，在A、B兩支試管中各加入  _________     。

 

第三步：70℃水浴保溫5 min后，在A、B兩支試管中再各加入  _______     。

 

第四步：             ____________________________________    。

 

實驗結果：                    _________________________           。

 

（4）馬鈴薯不含還原糖，但吃起來略帶甜味，這是由于             的作用，食用馬鈴薯后消化分解成的葡萄糖，被小腸上皮細胞吸收后發(fā)生的代謝變化是             。

 

[解析]此實驗是以教材“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”為藍本，源于教材又高于教材，同時也結合了酶的有關知識，是一道基礎性較強的綜合題，旨在考察學生利用可本實驗基礎知識對新情景材料的分析和探究能力。

 

解答該題時要從整體把握，分析題目中所給的材料及相關的步驟，明確實驗所要達到的目的，依據(jù)的原理。如：甘薯提取液（去淀粉和還原糖），馬鈴薯提取液（去淀粉）這2種材料是為了證明甘薯提取液中含有能將淀粉水解為還原糖的酶，馬鈴薯種不含有。再結合設計實驗的基本原則，完善實驗步驟及實驗預設結果。

 

[答案] (1)還原糖的產生是酶作用的結果，酶具有最適溫度。  (2)不含淀粉酶。  (3)實驗原理：①淀粉酶水解淀粉產生還原糖；②還原糖與斐林試劑反應，產生磚紅色沉淀。 

 

實驗步驟：

 

第二步：等量淀粉溶液

 

第三步：等量斐林試劑

 

第四步：沸水浴加熱煮沸1-2 min

 

實驗結果：A管磚紅色，B管藍色

 

(4)唾液淀粉酶    代謝變化是：氧化分解為CO2、H2O及釋放能量；合成糖元(肝糖元、肌糖元)；轉變成非糖物質(脂肪、某些非必需氨基酸)。

 

（2）全程設計題

 

試題明確給出或隱含相應的實驗目的和原理，要求學生通過步驟的設計，驗證或探究一個實驗目的，得到相應的結果和結論。這類題出現(xiàn)頻率也比較高，難度較大。要求學生除有嚴謹?shù)目茖W態(tài)度外，還要能用課本所學知識來解決生活與生產中存在的現(xiàn)象、問題等，要求必須具備較高的實驗能力。題目有一定的開放性，便于考生發(fā)揮個性特長。

 

例2：近期統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，癌癥已經成為我國城鄉(xiāng)居民的首要死因。請根據(jù)提供的材料回答問題：

 

（1）體外分別培養(yǎng)某癌細胞和正常體細胞，圖中代表癌細胞生長曲線的是    。在體內，癌細胞可能侵襲周圍正常組織，說明癌細胞具有         的特性。

 

（2）細胞癌變后，膜表面會出現(xiàn)一些不同于正常細胞的蛋白質，這些蛋白質會成為         ，引起機體的免疫應答，在應答中直接使癌細胞裂解的免疫細胞是            。

 

（3）端粒酶是與染色體末端結構相關的一種細胞組分。表中數(shù)據(jù)顯示細胞癌變可能與端粒酶的活性有關，請完成下面的探究實驗：

 

細胞類型

增殖代數(shù)

端粒酶活性

正常體細胞

50～60

無

癌細胞

無限

有

 

 

 

 

實驗目的：探究端粒酶與細胞癌變的關系。

 

實驗材料：癌細胞、端粒酶抑制劑、細胞培養(yǎng)液等。

 

實驗步驟：

 

①____________________________________________________________。

 

②____________________________________________________________。

 

③____________________________________________________________。

 

結果預測及分析：______________________________________________________。

 

（4）請根據(jù)上述內容，提出一種治療癌癥的新思路：_________________。

 

[解析]課題研究是新課改的一項特色，要求會制定課題研究的計劃和方案，并按照計劃和方案獨立完成或協(xié)作完成研究任務。該題主要考察細胞癌變、免疫等有關知識和實驗設計能力。解答時要注意對照原則，而且由于是探究實驗，要對實驗結果及結論進行分類討論。一個完整的課題研究方案應包括研究目的、內容、方法、形式、結論和研究報告等。該課題已經提供了細胞癌變、免疫等相關信息，降低了題目的難度，只要從題目中獲取有關信息，把握好設計的基本方法即可�！澳軌驅σ恍┥�物學問題進行初步的探究性研究，并制定課題的研究方案”是高考能力考察的高層次要求，也應該成為高考命題的重要題型之一。

 

[答案]（1） a     擴（分）散轉移     （2） 抗原    效應T細胞    

 

（3）實驗步驟：①將癌細胞分成A、B兩組。②A組加入端粒酶抑制劑，B組不加，進行培養(yǎng)。③記錄并比較A、B兩組的增殖代數(shù)（分裂次數(shù)）。結果預測及分析：A組比B組增殖代數(shù)減少，說明端粒酶與細胞癌變（連續(xù)分裂）有關；A組仍然無限增殖，說明端粒酶與細胞癌變（連續(xù)分裂）無關。（4）抑制癌細胞中端粒酶的活性（或抑制細胞分裂）或免疫治療（輸入淋巴因子、DNA疫苗）。

 

（3）設計改錯題

 

試題明確給出了實驗的目的、原理和設計步驟，要求把步驟中的錯誤之處指出來并加以改正。主要考察是否具備驗證簡單生物事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象、結果解釋和分析以及理解探索性實驗的一般方法的能力。試題中既有合理成分，又有不合理成分，干擾因素較多，要求在吸取原有設計的合理成分基礎上，提出自己的實驗設計思路。表面上是考察對實驗設計的分析與評價能力，是只是全面檢測設計生物學實驗方案的能力。

 

例3：為證明“唾液淀粉酶對淀粉有消化作用”，某同學制定了下列實驗方案。

 

1）實驗目的（略）。

 

2）實驗材料和用具（略）。

 

3）實驗方法和步驟：

 

①取2支試管，編號為A和B，各注入2mL漿糊。

 

②用涼開水漱口后，用小燒杯收集唾液。

 

③向A試管內加入2mL唾液。

 

④向2支試管中各滴加2滴碘液。

 

⑤將2支試管振蕩后放在37℃水中恒溫10min，同時取出2支試管，觀察試管內溶液顏色的變化。

 

3） 結論：唾液中含有淀粉酶，能將淀粉分解為麥芽糖。

 

該實驗的方法和步驟以及結論有沒有錯誤？如果有請指出并改正。

 

[解析]該題型是對“探究影響酶活性的條件”這一實驗的延伸和重要補充。

 

[答案]實驗方法和步驟中的錯誤：第③步應在B試管中加入2Ml清水；第④步和第⑤步應作對調，以排除碘液對淀粉分解的影響。結論錯誤：本實驗只能證明唾液對淀粉的分解作用，但不能證明具體分解后的產物是什么。

 

3．高考實驗題的解題思路

 

（1）了解題目要求；

 

（2）明確實驗目的；

 

（3）分析實驗原理；

 

（4）確定實驗思路；

 

（5）設計實驗步驟；

 

（6）預期結果和得出結論。

 

口訣：分組編號設對照，確定方法選材料，控制變量定常量，觀察記錄找指標。

 

例4：將青蛙腦破壞保留脊髓，在脊柱下部打開脊椎骨，剝離出脊髓一側的一對脊神經根（包含一個脊神經根和一個腹根，見圖）。分別電刺激背根與腹根均可引起蛙同側后肢發(fā)生運動反應。已知背根含有傳入神經，腹根含有傳出神經，背根和腹根合并成脊神經。請根據(jù)上述提供的實驗材料（實驗用具自選）設計實驗步驟，并預測實驗結果，以分別驗證背根具有傳入功能，腹根具有傳出功能。 

 

[解析]該題目要求設計實驗步驟和預測實驗結果，實驗目的是驗證背根、腹根功能，實驗原理在題目中以信息形式給出：分別電刺激背根與腹根均可引起蛙同側后肢發(fā)生運動反應；背根含有傳入神經，腹根含有傳出神經。我們知道：傳入神經的功能是將感受器發(fā)生的神經沖動傳至神經中樞；傳出神經的功能是將神經中樞發(fā)出的沖動傳至效應器。如果剪斷背根或者腹根后，傳導將受阻，電刺激其外周段和向中段，肌肉就會有不同的反應。有了以上思路就可以設計出相應的實驗步驟。

 

[答案]實驗步驟1：在背根中央處剪斷（或用麻醉藥阻斷），分別電刺激背根向中段、外周段，觀察蛙后肢是否發(fā)生運動反應。  預期結果：電刺激背根向中段發(fā)生蛙后肢運動反應；電刺激背根外周段不發(fā)生反應，說明背根具有傳入功能。

 

實驗步驟2：在腹根中央處剪斷（或用麻醉藥阻斷），分別電刺激腹根向中段、外周段，觀察蛙后肢是否發(fā)生運動反應。  預期結果：電刺激腹根向中段不發(fā)生反應，電刺激腹根外周段應發(fā)生蛙后肢運動反應，說明腹根具有傳出功能。

 

例5．構成細胞的生物膜是選擇透過性膜，其特點是水分子可以自由通過，被選擇的小分子和離子可以通過，不被選擇的小分子和離子及大分子物質不能通過。請根據(jù)提供的實驗材料和用具，簡要寫出第2步及以后的實驗步驟和實驗結果，驗證細胞膜的選擇透過性的功能。

 

實驗材料和用具：新鮮的紅色康乃馨、燒杯、玻璃鉛筆、質量分數(shù)為15%的鹽酸、清水、量筒。

 

實驗步驟：

 

第1步：選取2只大小相同的燒杯，并用玻璃鉛筆分別標為A和B。

 

第2步：_________________________________________________。

 

第3步：_________________________________________________。

 

實驗結果：_______________________________________________。

 

[解析]實驗目的是驗證細胞膜具有選擇透過性，原理是選擇透過性。實驗思路，首先分析選擇透過性的含義是水可以自由通過，要選擇吸收的離子和小分子可以通過，而其他的離子、小分子和大分子不能通過；其次題目提供的是具有色素的活細胞，色素為大分子不能通過細胞膜，本實驗的思路應該以色素能不能從細胞中出來作為細胞膜是否具有選擇透過性的標志。

 

[答案] 第2步：在A燒杯中加入一定量的15%的鹽酸，在B燒杯中加入等量清水。

 

第3步：選取等量的紅色康乃馨花瓣，分別放入A、B燒杯中，經過一段時間后，觀察顏色的變化。

 

實驗結果：A燒杯中的花瓣顏色逐漸褪去，溶液變紅；B燒杯中的花瓣仍為紅色，溶液為無色。

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