例析高考生物實(shí)驗(yàn)與探究題解題技巧

寧夏 李曉成

例析高考生物實(shí)驗(yàn)與探究題解題技巧

寧夏 李曉成

實(shí)驗(yàn)與探究是歷年來(lái)高考的重點(diǎn)和難點(diǎn)，試題?？汲Ｐ?，題量多，分值高，區(qū)分度大，綜合性強(qiáng)，靈活性高。下面結(jié)合課標(biāo)、考試說(shuō)明及例題進(jìn)行分類(lèi)點(diǎn)撥，希望對(duì)廣大備考考生有所啟示。

一、課程標(biāo)準(zhǔn)和考試說(shuō)明對(duì)實(shí)驗(yàn)的考試要求

1.能獨(dú)立完成“生物知識(shí)內(nèi)容表”所列的生物實(shí)驗(yàn)，包括理解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方法和操作步驟，掌握相關(guān)的操作技能，并能將這些實(shí)驗(yàn)涉及的方法和技能進(jìn)行綜合運(yùn)用。

2.具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理。

3.具有對(duì)一些生物學(xué)問(wèn)題進(jìn)行初步探究的能力，包括運(yùn)用觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)與調(diào)查、假說(shuō)演繹、建立模型與系統(tǒng)分析等科學(xué)研究方法。

4.能對(duì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案做出恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)和修訂。

二、實(shí)驗(yàn)與探究常見(jiàn)題型及解題技巧

一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)與探究題常包括：課題、目的、原理、材料用具、步驟、結(jié)果和結(jié)論等內(nèi)容，因此實(shí)驗(yàn)與探究題的問(wèn)題設(shè)置不外乎以上內(nèi)容。

常見(jiàn)考點(diǎn)一：分析實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)原理是選擇實(shí)驗(yàn)材料、藥品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果的依據(jù)。高考題中一般不會(huì)要求學(xué)生直接去寫(xiě)，常隱藏在實(shí)驗(yàn)題干中，有的需要聯(lián)系課本中的生物學(xué)理論知識(shí)提取出相關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理。

書(shū)本知識(shí)是我們找出實(shí)驗(yàn)原理的依據(jù)和支撐，因此對(duì)教材中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的原理是否理解透徹是做此類(lèi)題的關(guān)鍵。

【例1】（2015·四川卷）下列是以酵母菌為材料進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 （ ）

A. 探究酵母菌的呼吸方式，可用溴麝香草酚藍(lán)檢測(cè)產(chǎn)生的CO2

B. 用酵母菌發(fā)酵釀制果酒，選擇酸性重鉻酸鉀檢測(cè)產(chǎn)生的酒精

C. 探究酵母菌種群數(shù)量變化，應(yīng)設(shè)空白對(duì)照排除無(wú)關(guān)變量干擾

D. 用稀釋涂布平板法培養(yǎng)計(jì)數(shù)，應(yīng)選擇有30～300菌落數(shù)的平板

【解析】溴麝香草酚藍(lán)可用來(lái)檢測(cè)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的CO2，A正確；酵母菌發(fā)酵釀制果酒時(shí)會(huì)有酒精生成，因此可選擇酸性重鉻酸鉀進(jìn)行檢測(cè)，B項(xiàng)正確；探究酵母菌群數(shù)量變化實(shí)驗(yàn)中形成前后對(duì)照，不需要設(shè)置空白對(duì)照，C錯(cuò)誤；用稀釋涂布平板法培養(yǎng)計(jì)數(shù)，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠，應(yīng)選擇有30～300菌落數(shù)的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，D項(xiàng)正確。此題涉及相關(guān)原理較多，仔細(xì)觀(guān)察不難發(fā)現(xiàn)該題考查的就是學(xué)生對(duì)教材涉及的實(shí)驗(yàn)理解和記憶程度。

【答案】C

常見(jiàn)考點(diǎn)二：找準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)變量

根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮?，找?zhǔn)實(shí)驗(yàn)中的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量。自變量即人為改變的變量，因變量即能夠具體測(cè)量的指標(biāo)或者能直觀(guān)觀(guān)察到的現(xiàn)象，無(wú)關(guān)變量即除自變量外會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素、條件，無(wú)關(guān)變量所引起的變化和結(jié)果會(huì)對(duì)因變量有干擾作用，因此在實(shí)驗(yàn)中要嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

【例2】某興趣小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^甲、乙、丙三種微生物所產(chǎn)生的淀粉酶的活性

實(shí)驗(yàn)步驟：a．取四支試管，分別編號(hào)；

b．按下表內(nèi)要求進(jìn)行操作；

_______________試管1____試管2___________________試管__________________3試管4 p H=8緩沖液_0.5 mL___0.5 mL___0.5 m______L___________________0.5_mL___淀__________粉溶液__________1_mL__1m__L_______________________1___________________mL1mL_甲生物提取液____0.3 mL___________________0.3 mL蒸餾水_乙生物提取液____________0.3 mL____________丙生物提取_____________________液_________________________________________________________0.3_mL

c．將上述四支試管放入37℃的水浴，保溫1小時(shí)；

d．在上述四支試管冷卻后滴入等量的碘液；

e．觀(guān)察比較實(shí)驗(yàn)組的三支試管與對(duì)照組試管的顏色及其深淺；此實(shí)驗(yàn)的自變量、因變量和無(wú)關(guān)變量分別是什么？

【解析】此實(shí)驗(yàn)研究的是不同淀粉酶的活性，是根據(jù)底物剩余量即加碘液顏色深淺作為衡量的依據(jù)；在此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，pH、溫度、加入提取物的量和濃度、淀粉溶液的量和濃度等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，但都不是此題要研究的問(wèn)題，所以要嚴(yán)格控制。

【答案】該實(shí)驗(yàn)的自變量：不同的淀粉酶提取液；因變量：底物的剩余量（以加碘液顏色深淺作為判斷的依據(jù)）；無(wú)關(guān)變量：pH、溫度、加入提取物的量和濃度、淀粉溶液的量和濃度等。

常見(jiàn)考點(diǎn)三：補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟

此類(lèi)題目重在考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和對(duì)操作步驟的分析能力。一般考查驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其遵循“對(duì)照、單一變量、平行重復(fù)”的原則，是給出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、試劑和有關(guān)實(shí)驗(yàn)用品后，要求學(xué)生據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或補(bǔ)充不完整的實(shí)驗(yàn)，用來(lái)驗(yàn)證某一事實(shí)或原理。該類(lèi)題目大多是針對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)置問(wèn)題，因此要特別關(guān)注設(shè)計(jì)驗(yàn)證假設(shè)的實(shí)驗(yàn)步驟，具體如下：

第一步：實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，包括必要的實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)用品的準(zhǔn)備以及排出無(wú)關(guān)變量的影響。

第二步：滿(mǎn)足條件x，設(shè)計(jì)一個(gè)能使事件y發(fā)生的實(shí)驗(yàn)，并有簡(jiǎn)單的事實(shí)證明。

第三步：改變條件x，設(shè)計(jì)一個(gè)使事件y不能發(fā)生或程度發(fā)生改變的實(shí)驗(yàn)，亦有簡(jiǎn)單的事實(shí)證明。

第四步：設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。對(duì)照原則是實(shí)驗(yàn)的方法步驟設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循的原則。

【例3】植物生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)“幼嫩葉片可產(chǎn)生生長(zhǎng)素；生長(zhǎng)素可阻止葉柄脫落”。請(qǐng)你設(shè)計(jì)完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)該結(jié)論。

材料用具：某種健康植物若干，一定濃度的生長(zhǎng)素溶液，剪刀等。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①取同一品種、生長(zhǎng)狀況相同且健康的三組植物，均去掉頂芽。

②第一組： ___________________________________；

第二組：__________________ __________________；

第三組：__________________ __________________。

③_________________________________________。

【解析】要想證明幼嫩的葉片可以產(chǎn)生生長(zhǎng)素，生長(zhǎng)素可以阻止葉柄脫落，首先要排除植物自身產(chǎn)生的生長(zhǎng)素的影響，即嚴(yán)格控制無(wú)關(guān)變量對(duì)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說(shuō)服力。所以實(shí)驗(yàn)前要選取同一品種、生長(zhǎng)狀況相同且健康的三組植物，均去掉頂芽（生長(zhǎng)素產(chǎn)生部位）；設(shè)置第一組實(shí)驗(yàn)：去掉幼嫩的葉片，只留下葉柄，并在葉柄橫斷面上涂一定濃度的生長(zhǎng)素溶液。第二組實(shí)驗(yàn)：只去掉幼嫩的葉片，不涂生長(zhǎng)素溶液，如果第一組葉柄脫落的時(shí)間比第二組葉柄脫落的時(shí)間晚（或第一組葉柄不脫落，第二組葉柄脫落），則能說(shuō)明生長(zhǎng)素可阻止葉柄脫落，但通過(guò)這兩組實(shí)驗(yàn)不能說(shuō)明幼嫩的葉片可以產(chǎn)生生長(zhǎng)素，所以還需要設(shè)置第三組實(shí)驗(yàn)，即：不去掉幼嫩的葉片，作為對(duì)照組，如果第一組葉柄脫落的時(shí)間與第三組葉柄脫落的時(shí)間相差不大（或第一組葉柄不脫落，第三組葉柄也不脫落），就能說(shuō)明幼嫩的葉片可以產(chǎn)生生長(zhǎng)素。

【答案】 去掉葉片（幼嫩葉片），并在葉柄橫斷面上涂一定濃度的生長(zhǎng)素溶液 去掉葉片（幼葉），但不涂生長(zhǎng)素不去葉片（幼葉） 觀(guān)察三組植物的幼葉葉柄的脫落情況

常見(jiàn)考點(diǎn)四：描述（或預(yù)測(cè)）實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果是指實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所觀(guān)察到的各種現(xiàn)象和收集到的數(shù)據(jù)，是根據(jù)實(shí)驗(yàn)直接得出的第一手資料，而實(shí)驗(yàn)結(jié)論是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果經(jīng)過(guò)一系列的理論推導(dǎo)得出的一個(gè)普遍事實(shí)或規(guī)律。

對(duì)于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果和結(jié)論只有一個(gè)，就是要驗(yàn)證的內(nèi)容。探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和結(jié)論是開(kāi)放的，要根據(jù)所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)正確預(yù)測(cè)所有可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

【例4】華北某地區(qū)經(jīng)常出現(xiàn)蘋(píng)果小葉病，有人認(rèn)為是土壤中缺鋅引起的，有人認(rèn)為是土壤中缺鎂引起的?，F(xiàn)有如下材料，請(qǐng)你完成下列實(shí)驗(yàn)，證實(shí)上面的猜測(cè)哪個(gè)是正確的。（材料略）

方法步驟：

①首先配制各相應(yīng)培養(yǎng)液。

②按照表中程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

?

請(qǐng)預(yù)測(cè)該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果或補(bǔ)充結(jié)論：

若B組蘋(píng)果幼苗表現(xiàn)出小葉病，而C組沒(méi)有，則說(shuō)明____________________________；若C組蘋(píng)果幼苗表現(xiàn)出小葉病，而B(niǎo)組沒(méi)有，則說(shuō)明____________________________；若，_____________________________則說(shuō)明蘋(píng)果小葉病與缺鋅和缺鎂都有關(guān)；若_____________，______________則說(shuō)明蘋(píng)果小葉病與缺鋅和缺鎂都無(wú)關(guān)。

【解析】該實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的自變量是培養(yǎng)液中礦質(zhì)元素的不同，因變量是蘋(píng)果幼苗生長(zhǎng)發(fā)育狀況，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用全素培養(yǎng)液作為對(duì)照，設(shè)置缺鋅和缺鎂的培養(yǎng)液為實(shí)驗(yàn)組，其他培養(yǎng)條件都相同，通過(guò)比較蘋(píng)果幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育狀況即可得出結(jié)論。

【答案】蘋(píng)果小葉病是由缺鋅引起的 蘋(píng)果小葉病是由缺鎂引起的 B、C兩組的幼苗都表現(xiàn)為小葉病 B、C兩組幼苗都不表現(xiàn)為小葉病

總之，在解答生物實(shí)驗(yàn)與探究題時(shí)，審題要“三明確”即明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)變量，作答要“兩環(huán)節(jié)”即實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析得出結(jié)論。

（作者單位：寧夏固原市涇源縣涇源高級(jí)中學(xué)）