專題十二生物實驗【重點知識聯系與剖析】近幾年上海、廣東的高考生物試卷和全國的理科綜合試卷分析中發現：有關實驗能力的試題，從所占的比例來看有逐漸增加的趨勢從題目設計的認知層次來看有逐漸提高的趨勢從覆蓋的知識范圍來分析，有涉及高中課本內的知識，也有不涉及高中所學的內容，所要驗證的生物學事實是由題目提供的從知識內容分析，試題涉及生物學基本原理、概念、解剖和生理知識。實驗目的、材料的使用。實驗操作、方法步驟、對實驗現象的分析、實驗設計和結果預測等多個方面。一、按照認知層次設計實驗試題從設計實驗試題的認知層次分析，一般分為3個層次：識記、理解和綜合運用。1．識記層次的實驗試題一般都是以高中生物教材上的內容作為命題的基本素材，不要求考生有一個復雜的推理過程，只要求學生能在問題情境中識別它們即可。如：通過紙層析法分離葉綠體色素，結果在濾紙條上出現4條色素帶，從上而下依次為（A）A．胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素bB．胡蘿卜素、葉綠素a、葉綠素b、葉黃素C．葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素、葉黃素D．葉黃素、葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素這道題只要求學生對已做過的實驗結果進行回憶，即能找到正確的答案。2．理解層次的實驗試題一般要求學生根據實驗的基本原理，進行科學的推理，才能導出正確的實驗步驟或實驗結果。如：將制作的裝片在顯微鏡下觀察時，發現細胞的透明度較大，為便于觀察，應采取下列何種措施（A）

A．用平面反光鏡，縮小光圈

B．用平面反光鏡，放大光圈

C．用凹面反光鏡，縮小光圈

D．用凹面反光鏡，放大光圈這道題目要求學生用顯微鏡的工作原理和顯微鏡的使用過程來綜合分析，細胞的透明度太大，說明光線太強。學生能理解到這一點，就不難找到正確答案。3．綜合運用層次的實驗題這類題目難度一般較大。要求學生根據實驗原理和實驗目的，設計實驗步驟，或根據實驗原理設計實驗步驟、預測實驗結果，或對實驗結果提出合理的解釋等，這類題目不僅僅考查學生對生物學知識掌握和理解的程度，對學生的文字表達能力也有較高的要求。為驗證pH值對唾液淀粉酶活性的影響，實驗如下：(1)操作步驟：①在1～5號試管中分別加入0．5％的淀粉液2mL。②加完淀粉液后，向各試管中加入相應的緩沖液3．00mL，使各試管中反應液的pH值依次穩定在5．00．6．20．6．80.7．40．8．00。③分別向1～5號試管中加入0．5％唾液1mL，然后進行37℃恒溫水浴。④反應過程中，每隔1min從第3號試管中取出一滴反應液，滴在比色板上，加一滴碘液顯色，待呈橙黃色時，立即取出5支試管，加碘液顯色并比色，記錄結果。(2)結果見表12-1。請回答：(1)實驗過程為什么要選擇37℃恒溫？(2)3號試管加碘液后出現橙黃色，說明什么？(3)如果反應速度過快，應當對唾液做怎樣的調整？

(4)該實驗得出的結論是什么？答案(1)在該實驗中，只有在恒溫的條件下，才能排除溫度因素對結果的干擾；37℃是唾液淀粉酶起催化作用的適宜溫度(2)淀粉已完全水解(3)提高唾液的稀釋倍數(4)唾液淀粉酶的最適pH值是6．8，高于或低于此pH值時，酶的活性逐漸降低二、按照實驗過程來設計的實驗試題按照實驗過程來設計的實驗試題，從認知層次的角度分析，一般都屬于較高的認知層次。要求學生根據已學過的生物學知識，對實驗的基本原理、實驗目的、實驗步驟等有較為深刻的理解；要求學生能夠從新的題目情境中收集處理信息，通過推理、想象，最后用恰當的文字、圖或表的形式予以正確表達。1．根據實驗結果提出合理解釋設計這類題目的：理論知識一般是以高中生物教材上的有關理論為知識背景，但實驗的材料、實驗的方法和步驟往往是書本外的，題目的情境設置很新穎。但只要撩開新情境的面紗，抓住實驗的基本原理和實驗結果，結合所學的理論知識，就不難得出正確的答案。如：在淀粉塊上的5個圓點位置，分別用不同的方法處理如圖12-1所示：將該實驗裝置放入37℃恒溫箱中，保溫處理24小時后，用碘液沖浸淀粉一瓊脂小塊，其結果記錄于表12-2。淀粉圓點實驗處理方法磺液處理后顏色反應A新鮮唾液與鹽酸混合藍黑色B經過煮沸的新鮮唾液藍黑色C只有新鮮唾液紅棕色D接種面包霉紅棕色E只有2%蔗糖酶液？請你仔細分析后回答下列問題：(1)你對圓點A和B的顏色變化的解釋是___________。(2)圓點D的顏色變化與圓點C一致，你的解釋是_____________。(3)你認為圓點E應呈現_______色，其理由是蔗糖酶__________。(4)上述實驗裝置要放入37℃恒溫箱中進行保溫處理，你提出兩個理由加以解釋：①______________；②_______________。答案(1)強酸和強堿使唾液淀粉酶失活(2)面包霉分泌淀粉酶(3)藍色不能催化淀粉水解(4)利于面包霉生長提高酶的活性2．根據實驗結果確定實驗控制的條件設計這類題，一般是以影響某種生理過程的因素或生物體內的各種生物化學反應的原料或產物作為知識背景，重點考查學生對已學過的知識理解和掌握的程度。如：在研究光合作用的光反應和暗反應的過程中，當控制了某種條件后，發現葉肉細胞中的五碳化合物的含量突然上升，試問：控制的條件是（C）

A．突然停止光照 B．突然降低溫度

C．突然停止CO2的供應 D．突然升高或降低pH值3．根據實驗原理和實驗過程，預測實驗結果這類題目，一般都是以已學過的知識背景作為設計題目的根據，重點考查學生綜合運用和知識遷移的能力。如：在表12-3所列內容的實驗中，試管內容物變成藍色的是（D試管號試管內容物條件檢驗12mL漿糊+2ml純唾液37℃10min3滴碘液22mL漿糊+2ml清水37℃10min3滴碘液32mL漿糊+2ml稀釋10倍唾液37℃10min3滴碘液42mL漿糊+2ml純唾液95℃10min3滴碘液52mL漿糊+2ml純唾液+2滴濃HCl37℃10min3滴碘液A.1、2、3 B．2、3、4 C．3、4、5 D．2、4、54，根據實驗原理和所要驗證的生物學事實，設計實驗步驟和預測實驗結果設計為這類題目的知識背景，可以是來源于高中生物教材上的內容，也可以是書本外的知識，要驗證的生物學事實是由題目提供的材料告知的。需要學生閱讀材料，弄清問題的來龍去脈，再通過分析、推理，設計出嚴密的實驗方案，確定實驗的操作步驟。實驗設計的邏輯嚴密性主要體現在對實驗對照的設計。對照常用的方法有：

空白對照：不給對照組任何處理因素。

條件對照：雖然給對照組施以部分實驗因素，但不是所要研究的處理因素。

自身對照：對照和實驗都在同一研究對象上進行。相互對照：不單設對照組，而是幾個實驗組相互對照。在實驗中要注意“變量”的控制，一般只有確認一個變量，即對實驗結果有影響的變量。其余的因素都控制使其不變而成為常量。如：有人設計了下列實驗，試圖證明“生長素阿(IAA)在植物體內的運輸，主要是從植物體形態學上端（頂端）向下端（基端）運輸，而不能倒轉過來運輸（如生長素只能從胚芽鞘的上端向下端運輸）”。

一、材料用具：胚芽鞘、瓊脂、刀片等。二、方法、步驟與結果：（一）制備瓊脂塊(如圖12-2所示)（二）取一段胚芽鞘中間部分，上面放合IAA的瓊脂塊，下面放空白瓊脂塊。(如圖12-3所示)（三）取步驟（二）下面瓊脂塊a的一部分放在去尖的胚芽鞘一側。(如圖12-4所示)三、結論：以上實驗證明了“生長素(IAA)在植物體內的運輸，主要是從植物體形態學上端（頂端）向下端（基端）運輸，而不能倒轉過來運輸”。我們認為，僅用該實驗步驟（一）、（二）、（三）還不足以嚴密論證以上結論，請在上述實驗的基礎上補充相應的實驗方法、步驟和結果。答案補充方法、步驟與結果（一）:另取一段胚芽鞘中間部分倒放。上面放含IAA的瓊脂塊，下面放空白瓊脂塊。（如圖12-5所示）補充方法、步驟與結果（二）:取補充步驟（一）下面瓊脂塊b的一部分放在去尖的胚芽鞘一側。（如圖12-6所示）三、生物實驗對象的結構層次和知識范圍1在許多生物實驗中都需要活的細胞作實驗材料，否則得不到預期的效果，下列處于活狀態的細胞有（）①浸在30％的蔗糖溶液中的洋蔥表皮細胞②放在10％的HCl溶液中，浸泡10～15分鐘的洋蔥根尖生長點細胞③放在0．1％的鹽水中的人的紅細胞④洋蔥根尖浸在0．01％的亞甲基藍溶液中20分鐘A．①② B．①④ C．②④ D．②③B2放在30％的蔗糖溶液中會發生質壁分離的細胞是（）

A．人的口腔上皮細胞

B．洋蔥根尖生長點細胞

C．洋蔥表皮細胞

D．干種子細胞C3用純唾液和用稀釋10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化實驗，其效果完全相同，這說明酶具有（）A．催化性 B．專一性 C．高效性 D．穩定性C4將4片等重的牛肉分別置于下列等量的不同消化液中，消化速度最快的是（）

A．20mL胃液