高三生物《高考》的试题如何考查生物实验(共123张)课件.ppt

高考 的试题如何考查生物实验 人大附中xxx 生物学本身就是一门实验性的科学 生物学中的概念 原理和规律大多是由实验推导和论证的 理科综合 考试大纲 中生物部分实验与探究能力的要求是 1 能独立完成 生物知识内容表 所列实验 包括理解实验目的 原理 方法和操作步骤 掌握相关的操作技能 并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用 2 具备验证简单生物学事实的能力 并能对实验现象和结果进行解释 分析和处理 3 具有对一些生物学问题进行初步探究的能力 包括确认变量 作出假设和预期 设计可行的研究方案 处理和解释数据 根据数据作出合理的判断等 4 能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改 高考大纲的要求中 生物学实验 实习和研究性课题中都包含着一定的实验思想和方法 这些思想和方法被广泛地应用于生物科学的研究当中 能否将学到的实验思想和方法迁移到新的实验情景中或相关的生物探究实验中 是高考对考生实验能力考查的具体体现 近几年的高考理综测试题中 生物部分已形成了相对固定的模式 即第 卷中必有一道生物实验题 主要包括观察实验 分析实验和设计实验等形式 此外 第 卷的选择题中 实验试题也占有一定的位置 与实验相关的试题从分数上看 在生物部分的72分里 实验题一般在30分左右 如08年全国卷 理综的第1题6分 第30题25分 都是直接考查实验的试题 还不算其他试题中间接涉及实验的部分 这两题就是31分 回忆整个生物学的发展史 就是一部实验的历史 只有掌握了人们在认识生命科学的实践活动中 发展出来的科学实验方法和思维方法 才能在新的情境中正确分析问题 解决问题 形成创新能力 实验能力也是理科考生未来从事科学研究的基础 所以在高考试题中加强对实验的考查是必然的 而且今后还会逐年加强 中学生的实验能力是在从初中到高中 通过长期的实验活动的实践培养起来的 是连续的学习和实践过程 绝不是 背实验 所能够获得的能力 平时经常参加生物实验小组和社会实践活动的学生在高考 理科综合能力测试 的考查中 越来越表现出明显的优势 高考 理综 的试题中 生物实验试题已不仅仅限于教材中的实验 由于素材来自生活 生产和高新科技 其特点是具有广泛性 新颖性 这主要是对学生实验理念和实验能力的测试 同时实验试题素材的不可预测性 使得考生非常容易丢分 因为任何生命现象均可以用实验的形式展示 命题的素材和角度可以多种多样 往往具有一定的陌生度 考生常常感到无从下手 如何复习好生物实验的相关内容 我认为 教材中的实验给我们的应该是一种实验模式 它是通过实验来培养我们 生物学是实验科学 的观念 要我们通过实践来掌握实验的一般方法和规律 技能与手段 因此 要对课本中的生物实验认真操作 认真分析 总结出生物实验的一般规律 实验程式 实验方法 以及对实验进行分析评价得出正确的实验结论 关键是学会举一反三 提高解实验试题的能力 再有 就是了解近年来高考中实验试题的命题思路 素材的使用 设问的方式等的变化 甚至还能发现它们之间的内在联系 找出其中的内在联系 例如 04年广西高考试卷的第36题和05年全国卷 第30题的第 1 小题 是用不同的素材 从不同的角度 以不同的方式考查教材中第三章的 实验七 观察植物细胞的质壁分离与复原的实验原理和相关技能 以及考生的知识迁移能力 04年广西高考试卷的第36题 某同学用普通光学显微镜观察植物叶肉细胞时 若要进一步确认这些细胞是否为活细胞 请你为该同学介绍一种判断方法 简述该方法的操作过程和出现的现象 并说明该方法能判断这些细胞是活细胞的理由 本题主要考查的知识和技能是细胞的结构和质壁分离的原理 以及利用这些知识设计相关实验的能力 答案 1 运用质壁分离的方法 2 先观察细胞的形态 然后使叶肉细胞处于较高浓度的蔗糖溶液中 观察植物细胞是否出现质壁分离的现象 如果出现质壁分离的现象 则可以判断的活细胞 3 因为活细胞能够发生渗透作用 死细胞不能 所以可以用质壁分离的方法进行判断 05年全国卷 第30题的第 1 小题 植物叶片表皮上分布有大量的气孔 气孔的结构如图所示 当气孔的细胞 保卫细胞 吸水后 会膨胀变形 气孔开启 反之细胞失水收缩 气孔关闭 请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验 证明气孔具有开启和关闭的功能 要写出实验材料与主要用具 实验步骤 预期实验结果并作出解析 实验材料与主要用具 菠菜 清水 浓盐水 载玻片 盖玻片 显微镜 吸水纸 滴管 镊子等 实验步骤 预期实验结果并作出解析 解析 试题 1 是以气孔的结构和开闭原理为素材 考查细胞渗透吸水的实验原理和相关技能 如果初中植物学部分基础较好 知道保卫细胞靠近气孔内侧的细胞壁较厚 结合高中细胞渗透原理的知识 当保卫细胞吸水膨胀时 由于保卫细胞形态不均匀的改变 气孔开启 考生在答题过程中必然很从容 可见中学的生物学知识也是有着连续性和系统性的 实验步骤 取菠菜叶 用镊子剥取表皮 2分 在载玻片上滴一滴清水 将表皮放入清水中 盖上盖玻片 制成临时装片 2分 将临时装片放在显微镜的载物台上 先在低倍镜下找到气孔 移动到视野中央 再换高倍镜进行观察 记录观察到的气孔状态 4分 在盖玻片的一侧滴上浓盐水 在另一侧用吸水纸吸取盖片下的液体 反复做几次 继续观察气孔的变化 并做记录 1分 预期实验结果并作出解析 在清水中气孔应开启 因为当细胞液浓度大于细胞外溶液浓度时 保卫细胞吸水膨胀变形 气孔开启 在浓盐水中气孔应关闭 因为当细胞液浓度小于细胞外溶液浓度时 保卫细胞失水收缩变形 气孔关闭 08年广东卷第3题 观察在0 3g mL蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞 发现中央液泡逐渐变小 说明A 细胞壁相当于一层半透膜B 洋葱表皮细胞是活的C 此时蔗糖溶液浓度小于细胞液浓D 细胞壁收缩导致中央液泡失水答案 B原生质层相当于一层半透膜 此时蔗糖溶液浓度大于细胞液浓度 细胞渗透失水收缩 中央液泡逐渐变小 能说明洋葱表皮细胞是活的 如果广东学生在08年的备考中认真分析了04年广西高考试卷的第36题和05年全国卷 第30题 并能举一反三 那么 遇到08年的第3题之类的试题 你在考试中必然占有优势 近几年高考理综测试题 主要形式为观察实验题 实验分析题 设计实验 或评价实验设计方案 和探究性课题等形式 今后实验教学在新课程改革后的理科学习中所占的比重会越来越大 改革实验教学的迫切性也越来越突出 学校实验教学状况如何 会在考生试卷中反映出来 学生做与不做实验 高考的成绩绝不一样 开放式的做实验与封闭式在教师控制下做实验效果也不会一样 是否鼓励学生设计探究性实验 并独立去实践 效果就会更不一样 所以在平时复习实验的过程中 要理解实验程序 分析实验中每一步骤的作用 以及各步骤之间的联系 从中学会研究事物 解决问题的方法 培养学生的探究能力 同时 要善于对实验现象和结果进行深入分析 并从中得出正确的结论 通过实验能力的培养 形成善于开展科学实验的良好习惯 在高二上实验课时 学生往往不够认真 可是在高考复习阶段 又没有时间重新再做实验 可以利用相关实验的录相进行回忆和复习 甚至还要提高对实验原理的理解和熟悉操作过程 并且通过对现象和数据的分析处理 把握住应该得出的正确结论 进一步还要提出更多的相关问题 达到举一反三的效果 放一段实验的录相 具体分析复习方法 录相 蛋白质的鉴定 dat本实验最后还通过斐林试剂与双缩脲试剂的对比 使学生加深理解这两个实验的原理和操作 例 07年江苏试题 若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验 发现蛋白液与双缩尿试剂发生反应后会粘固在试管壁上 下列关于这一现象形成原因的描述中正确的是A 鸡蛋蛋白液稀释不够 搅拌不匀B 只添加了双缩尿试剂A 未添加双缩尿试剂BC 鸡蛋蛋白液不是合适的实验材料D 蛋白液与双缩尿试剂的反应时间不够长答案 A 本题主要考查考生是否做过蛋白质鉴定实验 对实验的原理是否理解 对操作过程是否熟悉 我们平时说到实验 一般是指教材中的必做实验 实际上 课本在讲述某一知识点时 往往都由实验引入或加以验证 这些实验 课本中虽未明确注明 却是科学家们研究过程的再现 我们把它称为经典实验 经典实验在生物学发展史中 深刻地影响着生物学思想的发展 推动着生物学理论的建立 如必修本中孟德尔的豌豆实验 酶发现的一组实验 光合作用发现的一组实验 生长素发现的一组实验 肺炎双球菌的转化实验等等 对于这些实验 可以通过阅读课本 从中感悟科学家的探索过程 培养科学的思维方法 学会实验的安排和设计等 例 08年江苏生物卷 某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验 进行了以下4个实验 S型菌的DNA DNA酶 加入R型菌 注射入小鼠 R型菌的DNA DNA酶 加入S型菌 注射入小鼠 R型菌 DNA酶 高温加热后冷却 加入S型菌的DNA 注射入小鼠 S型菌 DNA酶 高温加热后冷却 加入R型菌的DNA 注射入小鼠以上4个实验中小鼠存活的情况依次是A 存活 存活 存活 死亡B 存活 死亡 存活 死亡C 死亡 死亡 存活 存活D 存活 死亡 存活 存活答案 D 隐含在课本中的实验 除经典实验外 还有一些诸如观察 验证 应用等类型的实验 这类实验不仅包含在课本的正文中 在课本的小资料栏目以及复习题中也有一些 也应当让考生认真阅读 并加以分析 处在改革中的生物学课程 研究性学习成为新的内容 从大纲的研究性学习内容来看 基本上都是探究性课题 这些内容为课堂教学改革 推进素质教育提供了有利条件 这种变化必然也会在高考的试题中有所反映 特别是设计实验题型已成为高考试题的一个热点 多次在不同地区的试题中出现 设计实验型试题主要考查学生是否理解教材中学习过的实验原理 是否具有灵活运用实验原理的能力 是否具有在不同情境下迁移知识的能力和创新能力 能否在给定的条件下 根据所问的问题设计实验 或者对实验方案进行评价 分析实验方案中的不合理和不科学的部分 包括科学性 实验设计的严谨性 实验条件的一致性 单变量原则 对照性原则 实验器材的选择 实验结果表达 数据处理和是否能得出正确结论等 要注意把实验中的探究放在重点位置 在高考试题中 考查实验的试题主要有以下三种形式 一 考查观察实验和相关操作过程的试题大纲要求考生 能独立完成 生物知识内容表 所列实验 包括理解实验目的 原理 方法和操作步骤 掌握相关的操作技能 并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用 一般都与教材中的实验密切相关 主要考查操作过程中的原理和技能 如在显微镜下的观察实验 包括显微镜的操作和使用 材料的选择和培养 对标本的处理 装片的制作和观察条件的控制等 如果没有对这些实验的亲手实践 往往很难做出正确的答案 例 2000年的生物高考试题 用显微镜的一个目镜分别和4个不同倍数的物镜组合起来观察血细胞涂片 当成像清晰时 每一物镜与载片的距离如图所示 如果载片位置不变 用哪一物镜在一个视野中看到的细胞最多 解析 本题考核的知识和技能是显微镜的使用方法 回答此题需要学生具有使用显微镜的实践经验 应当知道 低倍物镜与观察的标本间的距离大 视野宽 物镜倍数越高 它与观察的标本间的距离小 视野窄 图中显示D的工作距离最大 应是倍数最低的物镜 视野最大 比用其它物镜所看到的血细小 但胞数目多 答案 D 此题图中物镜的大小有什么不科学的地方 通过这个问题也可以看出你对显微镜结构的了解情况和使用技能 在同一台显微镜上 不同倍数的物镜的结构大小一样吗 显微镜的结构和使用 DAT 例 08年广东高考试题 用高倍显微镜观察黑藻叶绿体时 可见叶绿体A 具有双层膜B 呈绿色带状C 内部有许多基粒D 呈绿色椭球形答案 D黑藻叶绿体呈绿色椭球形 水绵叶绿体呈绿色带状 凡是做过观察实验的学生一般都能答对 例 04年广东生物卷 取生长健壮的小麦根尖 经过解离 漂洗 染色 制片过程 制成临时装片 放在显微镜下观察 欲观察到细胞有丝分裂的前 中 后 末几个时期A 应该选一个处于间期的细胞 持续观察它从间期到末期的全过程 B 如果在低倍镜下看不到细胞 可改用高倍物镜继续观察 C 如果在一个视野中不能看全各个时期 可移动装片从周围细胞中寻找 D 如果视野过暗 可以转动细准焦螺旋增加视野的亮度 解析 本题主要考查的知识和技能是显微镜的使用 植物细胞有丝分裂的观察过程 没有动手做过实验的学生很难作出准确的回答 因为实验材料在处理过程中已经死亡 其中的A项 应该选一个处于间期的细胞 持续观察它从间期到末期的全过程 明显不对 B项 如果在低倍镜下看不到细胞 可改用高倍物镜继续观察 操作程序不对 应该是在低倍镜下找到要观察的细胞 才能进一步改用高倍物镜继续观察 如果视野过暗 应该调整光圈或反光镜 绝不是转动细准焦螺旋增加视野的亮度 答案 C 例 05年理综 卷 将小麦种子分别置于20 和30 培养箱中培养4天 依次取等量的萌发种子分别制成提取液 和提取液 取3支试管甲 乙 丙 分别加入等量的淀粉液 然后按下图加入等量的提取液和蒸馏水 45 水浴保温5分钟 立即在3支试管中加入等量斐林试剂并煮沸2分钟 摇匀观察试管中的颜色 结果是A 甲呈蓝色 乙呈砖红色 丙呈无色B 甲呈无色 乙呈砖红色 丙呈蓝色C 甲 乙皆呈蓝色 丙呈砖红色D 甲呈浅砖红色 乙呈砖红色 丙呈蓝色 解析 本题主要考查的知识点是种子萌发的适宜条件 温度对产生酶的数量和活性的影响 测定还原性糖的方法和原理 以及在此基础上的分析推理能力 由于小麦种子分别置于20 和30 培养箱中培养4天 依次取等量的萌发种子分别制成提取液 和提取液 提取液 和提取液 中虽然都能产生淀粉酶 但30 条件更有利于小麦种子的萌发 新陈代谢旺盛 所以提取液 中的淀粉酶更多活性也更强 分解淀粉产生的麦芽糖必然多于取液 在等量斐林试剂的作用下 甲呈浅砖红色 乙呈砖红色 而丙试管中淀粉不会分解 加入斐林试剂后 仍然显现斐林试剂的蓝色 答案 D 例 05年广东试题 生物组织中还原糖 脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验中 以下操作错误的是A 可溶性还原糖的鉴定 可用酒精灯直接加热产生砖红色沉淀B 只有脂肪的鉴定需要使用显微镜C 用双缩脲试剂检测蛋白质不需要加热D 使用斐林试剂和双缩脲试剂最好是现配现用 解析 本题主要考查还原糖 脂肪和蛋白质三种有机物的鉴定实验原理和操作过程 只要认真做过实验 此题是非常容易的 其中A项应该用水浴加热 用酒精灯直接加热是非常危险的 答案 A ABCDEF甲组 20 乙组 40 丙组 100 例 07宁夏理综试卷 将某种玉米子粒浸种发芽后研磨匀浆 过滤 得到提取液 取6支试管分别加入等量的淀粉溶液后 分为3组并分别调整到不同温度 如图所示 然后在每支试管中加入等量的玉米子粒提取液 保持各组温度30分钟后 继续进行实验 提取液中还原性物质忽略不计 1 若向A C E三支试管中分别加入适量的班氏试剂或斐林试剂 沸水浴一段时间 观察该三支试管 液体颜色呈砖红色的试管是 砖红色较深的试管是 颜色较深的原因是 不变色的试管是 不变色的原因是 1 A和CC淀粉酶在40 时活性相对较高 淀粉酶催化淀粉水解产生的还原糖多E酶失活 2 若向B D F三支试管中分别加入等量的碘液 观察三支试管 发现液体的颜色是蓝色 产生该颜色的原因是 2 剩余的淀粉遇碘变蓝 3 以上实验的三种处理温度不一定是玉米子粒提取液促使淀粉分解的最适温度 你怎样设计实验才能确定最适温度 只要求写出设计思路 在20 和100 之间每隔一定温度设置一个实验组 其它实验条件保持一致 以反应液和上述试剂 或答碘液或答斑氏试剂或答斐林试剂 发生颜色反应的程度为指标确定最适温度 例 07年江苏试题 在采用鸡血为材料对DNA进行粗提取的实验中 若需进一步提取杂质较少的DNA 可以依据的原理是A 在物质的量浓度为0 14mol L的氯化钠溶液中DNA的溶解度最小B DNA遇二苯胺在沸水浴的条件下会染成蓝色C DNA不溶于酒精而细胞中的一些物质易溶于酒精D 质量浓度为0 1g mL的柠檬酸钠溶液具有抗凝血作用答案 C 本题又是考查考生是否做过相关的实验 对实验的原理是否理解 对操作过程是否熟悉 其中A项是用于析出含DNA的粘稠物质 B项是利用颜色反应确定是否得到了DNA C项可以进一步提取杂质较少的DNA D项与题干没有关系 2 实验分析题大纲要求考生 具备验证简单生物学事实的能力 并能对实验现象和结果进行解释 分析和处理 从近几年的实验试题在高考中的题型变化来看 命题人借助创设实验方法和过程的新情境 但绝不是无根据的编实验 一般素材都来自编题者的实践 相关教材或具权威性的资料 着重考查学生对实验观察到的现象或数据进行归纳和分析的能力已成为命题的重要形式之一 例 06年北京理综卷 夏季 在晴天 阴天 多云 高温干旱四种天气条件下 猕猴桃的净光合作用强度 实际光合速率与呼吸速率之差 变化曲线不同 表示晴天的曲线图是 解析 本题主要考查的知识点是光合作用强度与光线强弱的关系 此题实际是考查对实验数据进行处理 结合所学相关知识进行分析综合和推理的能力 如在夏季晴天植物的光合作用强度比较大 可是在夏天的中午 不仅光线很强 而且温度也很高 在高温下植物的蒸腾量非常大 此时植物往往关闭气孔以减少水分的散失 与此同时必然会影响CO2的吸收 此时光合作用强度就会下降 曲线在较高水平基础上相应部位形成一个低谷 这样就有可能在4个曲线图中 通过分析比较判断出晴天的曲线图是B 例 06年天津理综卷 紫外线具有杀菌和诱变功能 用相同剂量 不同波长的紫外线处理两组等量的酵母菌 结果见下表 据表推断 在选育优良菌种时 应采用的紫外线波长及依据是A 260nm 酵母菌存活率较低B 260nm 酵母菌突变数多C 280nm 酵母菌存活率高D 280nm 酵母菌突变数少 解析 本题主要考查通过对实验数据的处理和实验现象的分析得出正确结论的能力 由于试题中的变量较少 比较容易综合与推理 属于较容易的试题 答案应选择B 本题主要考查的知识点是植物的组织培养 细胞的全能性 植物的个体发育 秋水仙素的生理作用 生长素生理作用的两重性等 以及考生对对实验的设计和数据处理能力 分析综合能力 例 06年重庆理综卷 植物甲 乙是两种濒危药用植物 二倍体 请按要求回答问题 1 以植物甲 乙的茎尖和叶片为材料 通过组织培养获得了再生植株 解决了自然繁殖率低的问题 这表明植物细胞具有 由叶片等材料形成的愈伤组织的形态结构特点是 答案 1 全能性 细胞排列松散 高度液泡化 薄壁细胞 2 题31图1和题31图2分别是植物甲 乙的萌发花粉粒和未受精胚珠的示意图 在分离珠被细胞的原生质体时 通常使用纤维素酶和果胶酶破除细胞壁 其原理是利用了酶的 性质 如果将题31图1中的1个精子与题31图2中的1个 细胞或2个 融合 可培育出三倍体植株 答案 2 专一性 珠被 不能是卵 极核 秋水仙素的作用机理是 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤丝 体 的形成 3 植物乙自然结实率低 主要原因是花粉粒萌发后多数花粉管不能伸长 为探究生长素对植物乙花粉管伸长的影响 某生物兴趣小组进行了课外实验 得到下表结果 请结合表中数据对实验结果进行简要分析 根据上述分析 可以得出的结论是 3 分析 生长素浓度为3 0mg L时 花粉管平均长度最长 表明最适生长素浓度为3 0mg L 生长素浓度低于3 0mg L 0 3 0mg L 阶段 对花粉管的促伸长作用随浓度的增加逐渐增强 生长素浓度高于3 0mg L 3 0 5 0mg L 时 对花粉管的促伸长作用随浓度的增加逐渐减弱 生长素浓度等于或高于6 0mg L时 对花粉管伸长起抑制作用 注 在解 3 题时要注意 生长素浓度为0mg L时 花粉管可以长到0 5mm 而生长素浓度等于或高于6 0mg L时 花粉管只能长到0 4mg L或更短 反而短于生长素浓度为0mg L时 所以此时是抑制 结论 生长素对花粉管伸长的作用具有两重性 促进或抑制作用 例 08年北京理综试题 北京地区青蛙的生殖季节是4 6月 在一年中的其他一些月份 要促进卵的成熟和排放 可用人工方法 向已怀卵的雌蛙腹腔内注射蛙垂体悬浮液 表中列出了某些月份 制备注射到每只青蛙体内的雌蛙垂体悬浮液所需的垂体个数 请回答问题 1 表中显示 越接近生殖季节 所需垂体个数越少 从蛙卵的发育程度看 其原因是 1 蛙卵逐渐发育成熟 2 雌蛙垂体悬浮液中含有的 可作用于卵巢 促进蛙卵的成熟和排放 2 促性腺激素 3 如果向已怀卵的雌蛙腹腔内注射适量雄蛙的垂体悬浮液 实验结果是 原因是 3 雄蛙垂体悬浮液可促进蛙卵的成熟和排放雄蛙垂体也能合成和分泌促性腺激素 4 蛙卵受精后发育成蝌蚪 若在饲料中添加适量的 激素 将促进蝌蚪发育为蛙 在蛙体内 该激素的合成和分泌 受垂体合成和分泌的 调控 4 甲状腺促甲状腺激素解析 垂体悬浮液含有促性腺激素 促性腺激素可促进性腺的生长发育 调节性激素的合成和分泌等 越接近生殖季节 性腺发育越成熟 随着蛙卵的成熟和排放 需要的促性腺激素越少 甲状腺激素对幼小动物的发育有明显的促进作用 如给蝌蚪饲喂甲状腺激素 会在较短时间内使蝌蚪发育成超小型小青蛙 例一位农民种植的某块农田小麦产量总是比邻近地块的低 他怀疑该农田可能是缺少某种元素 为此将该块肥力均匀的农田分成面积相等的五小块 进行田间实验 除施肥不同外 其他田间管理措施相同 从表中可判断 该农田最可能缺少的元素是 A KB NC PD S 实验结果如下 从表中可判断 该农田最可能缺少的元素是 A KB NC PD S 实验结果如下 A 解析 本题是典型的实验分析题 需要从图表中获取必要信息 乙地块的产量明显高于其他地块 很显然是磷酸二氢钾的作用 还要再分析到底是磷酸二氢钾中的P还是K的作用呢 与丙项再对比结论就出来了 例分别刺激下图 四处 能引起肌肉收缩的是 A B C D 例分别刺激下图 四处 能引起肌肉收缩的是 A B C D A B C 解析 本题考查的知识点包括神经元 神经细胞 的结构和生理功能 并且要熟悉生理实验的一般操作和技能 例 04年天津高考理综试卷 1 人们不会在热泉中发现活着的嗜冷海藻 而经常可以在冷水环境中分离出嗜热微生物 请根据酶的特性分析产生这种现象的原因 答案 嗜冷海藻体内的酶遇到高温后 酶的分子结构被破坏而失去活性 海藻很快会死亡 而嗜热微生物体内的酶遇到低温环境 酶的活性只是降低 但酶分子结构没有被破坏 遇到合适的温度又可以恢复其活性 2 淀粉酶可以通过微生物发酵生产 为了提高酶的产量 请你设计一个实验 利用诱变育种方法 获得产生淀粉酶较多的菌株 写出主要实验步骤 根据诱发突变率低和诱发突变不定向性的特点预期实验结果提示 生产菌株在含有淀粉的固体培养基上 随着生长可释放淀粉酶分解培养基中的淀粉 在菌落周围形成透明圈 解析 本题是2004年天津 理综 高考试题 考查的知识点是酶的特性 基因突变以及设计实验的一般原理和过程 解题时应注意题干的提示 这是教材中未讲过的知识 又是解题的一个关键 主要实验步骤 第一步 将培养好的生产菌株分为两组 一组用一定剂量的诱变剂处理 另一组不处理做对照 第二步 制备含淀粉的固体培养基 第三步 把诱变组的大量菌株接种于多个含淀粉的固体培养基上 同时接种对照组 相同条件下培养 第四步 比较两组菌株菌落周围透明圈的大小 选出透明圈变大的菌株 预期实验结果 a 由于诱发突变率低 诱变组中绝大多数菌落周围的透明圈大小与对照组相同 b 由于诱发突变不定向性 诱变组中极少数菌落周围的透明圈与对照组相比变大或变小 例 2005年理综 取生长状态相同的两组番茄幼苗 置于表中所列A B两种培养液中 在相同的适宜条件下培养 甲组用A培养液 乙组用B培养液 解析 1 小题主要考查的知识点是Mg对绿色植物的重要作用 了解矿质元素对植物的营养作用实验的一般方法 考生必须善于从提供的实验数据的图表中获取信息 处理信息 从这些信息中找出解决问题的突破点 Mg是叶绿素的重要组成成分 培养液缺少Mg植物的叶绿素不能合成 所以甲组呈绿色 乙组呈黄色 分离叶绿体色素 通过层析结果表明 两组叶片的胡萝卜素颜色相同 但是乙组叶绿素的含量少所以总的来看颜色浅 但乙组的尖端幼嫩叶片叶绿素含量可能并不低 因为下部老叶片叶绿素分解 Mg被运至上部叶片中去 该实验采用的方法还可用来研究什么 某种元素是否为植物所必需的矿质元素 这是考查考生的发散思维和知识迁移能力 若干天后发现 两组番茄苗下部叶片颜色不同 甲组呈 乙组呈 为了证明发生此现象的原因 分别取两组不同颜色的等量叶片提取 分离叶绿体色素 层析结果表明 两组叶片的胡萝卜素颜色相同 但是乙组叶绿素的 其原因是 该实验采用的方法可用来研究 若干天后发现 两组番茄苗下部叶片颜色不同 甲组呈绿色 乙组呈黄色 为了证明发生此现象的原因 分别取两组不同颜色的等量叶片提取 分离叶绿体色素 层析结果表明 两组叶片的胡萝卜素颜色相同 但是乙组叶绿素的 浅 其原因是缺Mg导致下部叶片叶绿素分解 Mg被运至上部叶片中 造成下部叶片叶绿素减少 该实验采用的方法可用来研究某种元素是否为植物所必需的矿质元素 例 07年重庆理综试题 21分 甘薯和马铃薯都富含淀粉 但甘薯吃起来比马铃薯甜 为探究其原因 某兴趣小组以甘薯和马铃薯块茎为材料 在不同温度 其他条件相同的情况下处理30min后 测定还原糖含量 结果表明马铃薯不含还原糖 甘薯的还原糖含量见下表 1 由表可见 温度为70 时甘薯还原糖含量最高 这是因为 1 还原糖的产生是酶作用的结果 酶具有最适温度 2 马铃薯不含还原糖的原因是 2 不含淀粉酶 3 为了确认马铃薯不含还原糖的原因 请完成以下实验 实验原理 淀粉酶水解淀粉产生还原糖 还原糖与斐林试剂反应 产生砖红色沉淀 备选材料与用具 甘薯提取液 去淀粉和还原糖 马铃薯提取液 去淀粉 二苯胺试剂 斐林试剂 双缩脲试剂 质量分数为3 的淀粉溶液和质量分数为3 的蔗糖溶液等 实验步骤 第一步 取A B两支试管 在A管中加入甘薯提取液 B管中加入等量的马铃薯提取液 第二步 70 水浴保温5min后 在A B两支试管中各加入 第二步 等量淀粉溶液第三步 70 水浴保温5min后 在A B两支试管中再各加入 第三步 等量斐林试剂 第四步 第四步 沸水浴加热煮沸1 2min实验结果 A管砖红色 B管蓝色 4 马铃薯不含还原糖 但吃起来略带甜味 这是由于 的作用 食用马铃薯后消化分解成的葡萄糖 被小肠上皮细胞吸收后发生的代谢变化是 4 唾液淀粉酶氧化分解为CO2 H2O及释放能量 合成糖元 肝糖元 肌糖元 转变成非糖物质 脂肪 某些非必需氨基酸 例 07年北京卷 科学家研究CO2浓度 光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响 得到实验结果如下图 请据图判断下列叙述不正确的是A 光照强度为a时 造成曲线II和III光合作用强度差异的原因是CO2浓度不同B 光照强度为b时 造成曲线I和II光合作用强度差异的原因是温度不同 C 光照强度为a b 曲线I和II光合作用强度随光照强度升高而升高D 光照强度为a c 曲线I III光合作用强度随光照强度升高而升高答案 D 本题要求考生能够利用题干提供的数据 进行分析和归纳 得出正确结论 光照强度为a c中 曲线III从a后面一点开始 光合作用强度不再随光照强度升高而升高 而是稳定在同一个水平 也就是零增长 三 考查设计实验和探究性课题方面的试题大纲要求考生 具有对一些生物学问题进行初步探究的能力 包括确认变量 作出假设和预期 设计可行的研究方案 处理和解释数据 根据数据作出合理的判断等 并且 能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修改 2000年第一次尝试了实验设计能力的考查 此后 年年都有不同形式的考查实验设计和分析的试题 而且花样翻新 逐渐发展为对未知答案的问题进行探究 考查探究能力的试题其结论是未知的或不确定的 需要通过实验设计或其他方式得出 例 07年北京卷 疫苗对预防传染病具有重要意义 为研制抗某种病毒的灭活病毒疫苗 研究人员设计实验方案如下 1 制备疫苗将纯化的某种病毒在特定的 中培养 增殖 收获病毒后用灭活剂杀死 但要确保灭活病毒的 不被破坏且能被免疫细胞识别 这样得到的灭活病毒即为本实验所用的疫苗 答案 活细胞抗原决定簇 解析 1 活细胞 过去一般使用鸡胚或动物活体 现在多用相应的 敏感细胞 随着细胞培养技术的发展 首先在病毒学研究方面获得了广泛的应用 为病毒的繁殖 鉴定提供了来自不同动物和人 不同组织的细胞来源 通过敏感性筛选 目前绝大多数病毒均可有相应的敏感细胞 为病毒的分离 鉴定和增殖创造了条件 同时也为病毒的大量生产提供了细胞来源 随着细胞大量生产技术的发展 因此对病毒来说只要有敏感的细胞 就可以进行大规模生产 抗原决定簇 此处不能答核酸 因为中学教材还没有涉及DNA免疫 DNA疫苗又称核酸疫苗或基因疫苗 是编码免疫原或与免疫原相关的真核表达质粒DNA 有时也可是RNA 它可经一定途径进入机体内 被宿主细胞摄取后能转录和翻译表达出抗原蛋白 此抗原蛋白不会使人得病 但能够刺激机体产生非特异性和特异性两种免疫应答反应 从而起到免疫保护作用 病毒疫苗的种类 doc 2 用实验动物检测疫苗刺激机体产生抗体的能力 实验原理 通过接种疫苗 灭活病毒进入实验动物体内可刺激B细胞 使之增殖 分化形成效应B细胞并产生相应的 当 病毒再次入侵时 机体能产生更强的特异性免疫反应 包括 抗体同种细胞免疫和体液免疫知识拓展 灭活病毒具有抗原性的是 蛋白质 部分 进入实验动物体内后不能进入细胞 但可刺激B细胞产生抗体和记忆细胞 与此同时也产生效应T细胞和记忆细胞 实验过程 将健康的实验动物分成对照组和多个实验组 每组若干只动物 对照组的处理 接种不含疫苗的接种物 一段时间后再 实验组的处理 接种 一段时间后再接种病毒 为确定疫苗的有效浓度 不同实验组的动物需接种 的疫苗 接种病毒疫苗 含疫苗的接种物 不同浓度 分析结果 统计实验组和对照组动物的发病率 存活率 若该疫苗可以刺激机体产生足够的抗体 则实验组比对照组发病率 存活率 低高本题虽然不是直接考查实验设计 但是整个试题叙述的本身就是实验设计的一般思路和过程 评价和设计型实验题在近几年的高考试题中可以说是一个热点 多次在不同地区的试题中出现 设计实验试题主要考查学生是否理解教材中学习过的实验原理 是否具有灵活运用实验原理的能力 是否具有在不同情境下迁移知识的能力和创新能力 能否在给定的条件下 根据所问的问题设计实验 或者对实验方案进行评价 分析实验方案中的不合理和不科学的部分 包括科学性 实验设计的严谨性 实验条件的一致性 单变量原则 对照性原则 实验器材的选择 实验结果表达 数据处理和是否能得出正确结论等 例 06年天津理综卷 31 14分 解析 本题主要考查的知识点是细菌培养过程中的生长曲线 不同时期的代谢特点等 以及对探究实验设计方案进行评价和修改的能力 如果考生没有做过相关实验 或者是对设计实验的基本原则不熟悉 此题也是很容易丢分的 1 下图为某种细菌的生长曲线及A B两种代谢产物积累曲线 请据图回答问题 A产物合成始于细菌生长曲线的 期 属于 代谢产物 1 对数次级 B产物的积累量在细菌生长曲线的 期最大 稳定 2 绝大多数微生物的最适生长温度为25 37 为了探究培养温度对谷氨酸棒状杆菌代谢产物 谷氨酸 合成量的影响 设计如下实验 在实验中有4处错误 分别标以 请依次分析错误原因 第一步 设定培养温度为28 29 30 答案 2 温度设定范围过窄 第二步 将菌种接种到灭菌后的液体培养基中 分别在设定的温度条件下密闭培养 答案 谷氨酸棒状杆菌是好氧细菌 不应密闭培养 第三步 在衰亡期定时取样 分别测定谷氨酸合成量 记录结果并绘制曲线 答案 从调整期至衰亡期均有谷氨酸的合成 故取样时期有漏洞 实验结果预测和结论 若在30 培养条件下谷氨酸合成量最大 则认为 30 为该细菌合成谷氨酸的最适培养温度 答案 实验结果有局限性 合成谷氨酸的最适培养温度有可能高于30 例 07年全国卷 为了确定生长素类似物促进扦插枝条生根的适宜浓度 某同学用两种浓度的生长素类似物分别处理扦插枝条作为两个实验 用蒸馏水处理作为对照组进行实验 结果发现三组扦插枝条生根无差异 回答下列问题 1 参考该同学的实验 在下一步实验中你应该如何改进 才能达到实验的目的 请说明理论依据 答案 1 改进方法 在某同学使用的两种浓度生长素类似物的基础上 分别在低于浓度的范围设置一组浓度梯度 高于浓度的范围设置一组浓度梯度 以及两浓度之间设置一组浓度梯度进行实验 从而找到促进枝条生长的适宜浓度 理论依据 生长素促进生根的浓度范围是一定的 浓度过高或过低都不能促进生根 2 在进行扦插枝条生根实验时 一般需要剪去扦插枝条上的一部分叶片 其主要目的是为了减少 同时还要使其中扦插环境保持较高的 避免扦插枝条干枯 2 插条蒸腾失水湿度本题又是对原设计方案进行修改的试题 一 生物实验设计的主要原则1 对照性原则 在实验设计中 通常设置对照组 通过干预或控制研究对象以消除或减少实验误差 鉴别实验中的处理因素同非处理因素的差异 这项原则在高考试题中出现的频率最高 实验设计中可采用的对照方法很多 但通常采用的有空白对照的原则 即不给对照组以任何处理因素 条件对照原则 给对照组以部分实验因素 但不是要研究的处理因素 自身对照原则 实验和对照都在同一研究对象上进行 可以是不同时间或部位 相互对照原则 不单独设对照组 而是几个实验组相互对照 等 例 02年全国理综卷 为验证 镁是植物生活的必需元素 三位同学进行了实验设计 下列是实验的基本思路 请分别指出三个实验思路能否达到实验目的 为什么 再写出你的设计思路 1 实验一 取生长状况一致的大豆幼苗 用符合实验要求的容器进行培养 对照组容器内只盛有蒸馏水 实验组盛有用蒸馏水配制的镁盐溶液 两组置于相同的适宜条件下培养 并对溶液通气 观察比较两组植物的生长发育情况 2 实验二 取生长状况一致的大豆幼苗 栽培在盛有砂性土壤的容器中 砂性土壤肥力均匀 容器符合实验要求 对照组浇以蒸馏水 实验组浇以蒸馏水配制的镁盐溶液 两组置于相同的适宜条件下培养 观察比较两组植物的生长发育情况 3 实验三 取生长状况一致的大豆幼苗 栽培在盛有砂性土壤的容器中 砂性土壤肥力均匀 容器符合实验要求 对照组浇以含有植物必需的各种元素的完全营养液 实验组浇以不含镁离子的完全营养液 两组置于相同的适宜条件下培养 观察比较两组植物的生长发育情况 4 下面由你进行实验设计 请写出你的设计思路 解析 本题考查了设计和完成实验能力 以及对实验方案的评价与修改等内容 属于中等难度 本题虽然是为了验证 镁是植物生活的必需元素 进行的实验设计 但它的探究性很强 主要是对设计方案的探究 是科学实验方法的探究 考查能否根据要求灵活运用已学过的自然科学理论 实验方法和仪器 设计简单的实验方案并处理相关的实验问题 本题也体现了考生的继承和协作意识 考生必须在总结前三者失败教训的基础上 才能很好的归纳出自己的设计方案 从逻辑关系和科学性上分析 实验一的设计者忽略了植物生长发育所必需的其它元素 两组植物均不能正常生长 实验失败 实验二和实验三的设计者均失误在忽略了题干中 砂性土壤肥力均匀 的重要提示 既便没有这个提示 也应该考虑到砂性土壤本身就具有一定的植物生长发育所必需的元素 这对实验会造成极大的干扰 使对照组失去对照的意义 实验必定失败 答案 考生应在总结前三者失败教训的基础上 归纳出自己的设计方案 取生长状况一致的大豆幼苗 用符合实验要求的容器进行液体条件下的培养 对照组是盛有植物必需的各种元素的完全营养液 实验组盛有不含镁离子的完全营养液 准确的说应该是只缺少镁元素的 不完全培养液 两组置于相同的适宜条件下培养 并对溶液通气 观察比较两组植物的生长发育情况 经分析得出正确结论 例为了研究哺乳动物胰腺的胰液分泌调节 某人从1只实验兔的一段小肠上刮下黏膜 将该黏膜放入稀盐酸中浸泡 把过滤后的提取液分别注入实验组另外5只性状基本一致的成年雄性兔的静脉 结果引起了其中4只实验兔胰液的大量分泌 而有1只不明显 并由此得出 小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质 的结论 实验中除了没有设置对照实验之外 还有不足之处 1 实验组为什么不用1只而是要用5只性状基本一致的成年雄性实验兔 答案 1 原则上实验组兔越多越具有代表性 排除个别的不确定因素的影响 题干中有1只实验兔没有大量分泌胰液 就很可能是兔本身有问题 如没有注意到的性状差异 或者是在实验的操作中出了问题所造成的误差 2 补充设计对照实验如下 取5只性状基本一致的成年雄性兔作为对照组 对照组与实验组相比的基本条件是 其品种 等越相同越好 大小 体重 年龄 健康状况等 其他正确答案也得分 把稀盐酸分成两份 1份放入从1只实验兔的一段小肠 小肠内为碱性环境 上刮下的黏膜进行浸泡 保留过滤后的提取液待用 另1份稀盐酸应做的处理是 排除因 不同 干扰了 作用 通过调节使其pH与提取液相同pH对照 把过滤后的提取液分别注入实验组另外5只性状基本一致的成年雄性兔的静脉 对照组注射的是 两组放在 条件下喂养 调整了pH后的稀盐酸完全相同且适宜 如果观察到的现象与 一致 就可得出 的结论 题干的叙述小肠黏膜中存在促进胰液分泌的某种物质 否则结论会相反 解析 本题是由2004年春季高考的第28题衍生出来的一道练习题 是对实验设计进行评价和补充的试题 以及相关的实验与探究能力 需要掌握相关的操作技能 并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合的运用 并能对实验现象和结果进行解释 分析和处理 本题主要涉及实验的对照性原则 针对实验方案作出恰当的评价和修改 2 随机性原则 实验设计中的随机性原则 是指被研究的样本是从总体中任意抽取的 这样做的意义在于 一是可以消除或减少系统误差 二是平衡各种条件 避免实验结果中由于不确定因素造成的偏差 例为了研究萘乙酸 人工合成的生长素类似物 是否对植物的开花具有影响 有人设计了以下实验 取20个水仙头 随机分成两组 一组10个不做任何处理 任其自然生长 作为对照 另一组10个水仙头均剥去部分鳞片叶 露出花芽 并用0 1mg ml的萘乙酸处理 两组放在相同温度和湿度环境下培养 实验组的10个水仙头除1个死亡外 其它9个分别在6 9天时间内开花 平均比对照组早开花一个月 1 若据此得出萘乙酸可以促进水仙开花的结论 实验还有哪些不够严密之处 这会对实验造成什么干扰 1 对照组也应与实验组一样剥去部分鳞片叶 条件对照 两组放在相同环境下培养 其条件不仅是温度和湿度 还有光照 PH值等 水仙的品种和大小应当一致 其它合理的答案也给分 2 若要完成本实验 请你重新进行设计合理方案 2 针对以上问题 取20个相同品种 大小一致的水仙头 随机分成两组 实验组10个水仙头均剥去部分鳞片叶 露出花芽 并用0 1mg ml的萘乙酸处理 对照组10个处理方式除不用萘乙酸处理外 其它均与实验组相同 作为对照 两组放在完全相同的适宜环境下培养 进行观察 3 平行重复性原则 平行重复原则 即控制某种因素的变化幅度 在同样条件下重复实验 观察其对实验结果影响的程度 如只改变温度 在同样条件下重复唾液淀粉酶的催化效率实验 观察温度对实验结果影响的程度 这样就避免了偶然因素的影响 另一方面 任何新发现 新理论的实验依据 都必须是能够重复 才能为别人所认可 这是具有科学性的标志 前面讲过的随机性原则虽然要求随机抽取样本 能够在相当大的程度上抵消非处理因素所造成的偏差 但不能消除它的全部影响 平行重复的原则就是为进一步解决这个问题而提出的 孟德尔在植物杂交实验中 选择了7对相对性状 重复做同一样的杂交实验 而且每1对相对性状也要重复实验许多次 分别获取相应数据 进行统计分析 获得了同样的结果 再用其他植物或动物也做同一类型的实验 进行统计分析 其结果也是一样 才能总结出遗传的基本规律 这是实验中平行重复原则的典型范例 如用碘液滴定法测果蔬组织提取液中维生素C的含量时 需要重复滴定两次 求其平均值 也是利用平行重复原则使得实验结果相对准确 测肺活量也要连续测试3次 可不是取平均值 4 等同性和单变量原则 等同性和单变量原则 即控制其他因素不变 只改变其中某一变量 观察其对实验结果的影响 除了整个实验过程中欲处理的实验因素外 其他实验条件要求做到前后一致 等同性原则 尤其在对照实验过程中 要特别注意等同性和单变量原则 下面的例题是2003年春季理科综合能力测试试题 是主要通过种子的萌发条件 考查学生是否具有独立完成实验的能力 包括理解实验原理 实验目的及要求 了解材料 用具 掌握实验方法步骤 会控制实验条件和使用实验仪器 会观察 分析解释实验中产生的现象 并得出合理的实验结论 本题体现了实验材料和培养条件的等同性原则和实验项目条件的单变量原则 实验中有光组和无光组互为对照 其他条件完全相同 这里体现了对照性 等同性和单变量原则 考查考生对探究实验的一般设计能力 是否能拿出正确的方法和思路 设计方案不仅要有严谨的逻辑性 而且还要考虑其可操作性 属于中等难度的试题 例现有一种植物的种子 已经知道它的萌发受水分 温度和氧气的影响 但不了解其萌发与光是否有关 为探究光的有无对该种子萌发的影响 请你依据所给材料和用品设计出实验的方法步骤 预测可能的实验结果 并分别得出相应的结论 材料和用品 数量充足的铺有滤纸的培养皿 无菌水 表面消毒过的种子等方法步骤