届二轮复习破解实验大题审答各有绝技教案适用全国.docx

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届二轮复习破解实验大题审答各有绝技教案适用全国

第3课时　破解实验大题，审答各有绝技

实验题是高考生物试题中常考不衰的题型之一，在近年高考生物试题中所占分值较大，其在考查基础知识的同时，对考生的能力进行了全方位的考查，体现了考纲中“实验与探究能力”的4个基本要求。

其中，分析与设计类实验题成为近年高考生物常考题型之一。

试题背景常常来自科研实验，命题视角较高，考生解答时常常存在“看不懂题”“没有思路”，对实验原理的阐述、实验思路的表达、实验步骤的完善、实验方案的评价一筹莫展，从而得分率极低。

为攻克这一难点，本书从“如何破题”和“如何答题”两方面给予重点指导，让考生入题快、答题准。

（一）审题入题——从4个方向寻找解题思路

从实验程序寻找解题思路

在寻找解题思路时，实验程序能起到“定位导航”的作用，能避免答题时失去方向。

但在实际解题过程中，实验程序却常常被忽视，主要原因是对探究性实验程序理论不太重视和在解题过程中急于求成，只专注于回答问题，不考虑答案的搜索范围。

这样会导致不仅得不到分数，而且浪费宝贵的答题时间。

[典例1]　（2016·全国卷Ⅰ）为了探究生长条件对植物光合作用的影响，某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组，置于人工气候室中，甲组模拟自然光照，乙组提供低光照，其他培养条件相同。

培养较长一段时间（T）后，测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度（即单位时间、单位叶面积吸收CO2的量），光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。

回答下列问题：

（1）据图判断，光照强度低于a时，影响甲组植物光合作用的限制因子是______________。

（2）b光照强度下，要使甲组的光合作用强度升高，可以考虑的措施是提高______________（填“CO2浓度”或“O2浓度”）。

（3）播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同。

根据这一结果能够得到的初步结论是_____________________________________________________________。

[解题观摩]　（3）小题的解答是难点，有的考生可能完全没有解题思路。

实际上，解题思路来源于对实验程序的分析。

一个探究性实验共有六个环节：

提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、分析结果并得出结论、表达和交流。

试题中“播种乙组植株产生的种子，得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后，再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度，得到的曲线与甲组的相同”的阐述，显然属于“设计实验”后的“进行实验”。

本小题所述实验对前一个探究实验中“乙组植株”进行了进一步研究。

乙组植株与甲组植株有什么区别？

区别是低光照条件下培养的乙组植株即使提供正常光照，光合作用强度也依然很低。

显然，研究者发现了一个现象：

低光照条件下培养的该品种植物即使恢复正常光照也无法恢复正常光合作用强度。

进而推出这是一种变异现象。

那么，这种变异是可遗传变异还是不遗传变异？

如果是可遗传变异，那么乙组植株的后代应依然具有亲代的特点，对乙组植株的有性生殖后代进行与甲组条件相同的实验探究，即可判明。

在基于以上实验程序的分析后，解题思路便清晰了，实验结论应该落点于“低光照条件下培养的乙组植株的光合作用强度在正常光照下难以恢复正常是不遗传变异，只是由低光照培养条件引起的。

”

[答案]　

（1）光照强度　

（2）CO2浓度　（3）乙组光合作用强度与甲组的不同是由环境因素低光照引起的，而非遗传物质的改变造成的

实验题常常提供局部的实验信息，这个局部信息一定位于一个整体的探究性实验中，要基于“探究性实验程序”去分析实验信息，最终明确这个探究性实验提出的问题，因为一切探究性实验活动皆由提出的问题而来。

从实验材料寻找解题思路

探究性实验若考查一些操作细节，大多会提供较为详细的“材料清单”，有些材料清单直接列出，有些则在题干信息中一笔带过。

为什么试题要提供这些实验材料的信息呢？

因为对于某一问题的探究实验，并非只有一个，但往往“殊途同归”，而试题的答案表述又不可能过于开放，否则会造成众多考生“殊途”太多而难以统一评判标准。

这就意味着，通过分析实验材料获得命题线索，更容易找到解题思路。

[典例2]　在小鼠中，有位于常染色体上的关于毛色的复等位基因：

A控制黄色，a1控制灰色，a2控制黑色，A对a1、a2为显性，a1对a2为显性。

基因型为AA的个体在胚胎期死亡，灰色小鼠为野生型。

现有一只黄色雄鼠和多只其他各色的雌鼠，拟利用杂交方法检测出该黄色雄鼠的基因型，请完善实验设计思路和结果预测。

（1）实验思路：

①_____________________________________________________________________；

②观察______________________________________________________________。

（2）结果预测：

①如果后代表现______________________________，则该黄色雄鼠的基因型为Aa1。

②如果后代表现______________________________，则该黄色雄鼠的基因型为Aa2。

[解题观摩]　实验设计题难度较大，遗传实验设计题更是难上加难。

没有正确解题思路的同学会毫不犹豫地选择测交，偶尔会因巧合得到部分分值。

实际上，遗传实验设计题的解题思路也可以从“实验材料”中寻找。

本题中需要探究的问题是“该黄色雄鼠的基因型是什么？

”首先需要思考的是为什么要对“黄色雄鼠”进行基因型鉴定？

黄色鼠的基因型有几种？

其次，在实验设计中，必须对“该黄色雄鼠”进行杂交实验，那么与该黄色雄鼠杂交的雌鼠是何种体色呢？

这时，需要分析试题所给的实验材料。

从“现有一只黄色雄鼠和多只其他各色的雌鼠”可知，雌鼠体色是除黄色以外的其他颜色。

那么，小鼠的体色除了黄色还有什么颜色，基因型都是什么呢？

通过试题信息可知，小鼠体色有黄色、灰色和黑色，表现型和基因型的关系是黄色（Aa1、Aa2）、灰色（a1a1、a1a2）、黑色（a2a2）。

由此可知，被检测黄色雄鼠的基因型有两种可能：

Aa1、Aa2；可用于杂交实验的雌鼠有三种，体色和基因型分别是灰色（a1a1、a1a2）和黑色（a2a2）。

由于被检测的黄色雄鼠基因型无法确定，故只能选用纯合黑色雌鼠与该黄色雄鼠杂交。

由于灰色对黄色为隐性性状，故不能将实验设计为“让该黄色雄鼠与隐性个体进行测交”，而应准确表述为“让该黄色雄鼠与多只黑色雌鼠进行杂交”。

分别写出黄色雄鼠基因型为Aa1和Aa2时，与黑色雌鼠杂交的遗传图解，即可完成结果预测。

[答案]　

（1）①让该黄色雄鼠与多只黑色雌鼠进行杂交　②后代的毛色　

（2）①黄色和灰色（或黄色∶灰色＝1∶1）　②黄色和黑色（或黄色∶黑色＝1∶1）

实验与探究能力的考查，离不开具体的探究实验，探究实验必然有实验材料，尤其是遗传实验设计题，由于遗传实验材料存在表现型和基因型的不同，故遗传实验设计题的解答必然要从实验材料的分析开始，实验材料在解遗传实验设计题中的作用绝对不可小觑。

实验材料、用具和试剂可分为三类：

生物材料——小鼠、绿色植物等。

特殊试剂或用具——斐林试剂、密闭容器、注射器等。

一般用具和试剂——烧杯、试管，蒸馏水等，题中没有特殊说明的用具、试剂，也就是实验室常用用具、试剂。

从实验目的寻找解题思路

有些探究性实验题，命题者提供的信息非常少，但命题者一定会通过少量的信息，给考生提供一个重要的信息：

实验目的。

因为一个探究性实验，实验目的是其核心，找到这个核心，就能辐射出其他细节。

因此，当考生面对一道试题毫无头绪时，就可以从确定实验目的开始。

[典例3]　某同学测得某品种小麦在温度为A，光照强度为a时的真正光合速率为Z（以密闭透光容器内气体体积变化量表示，不考虑无氧呼吸）。

（1）为获得此数据，至少需要设计两组实验：

甲组将小麦置于__________________条件下，测得呼吸速率为X。

乙组将生长状况与甲组相同的小麦置于__________________________条件下的密闭环境中，测得数值为Y。

甲组和乙组密闭装置中可分别放置____________、____________（填“NaOH溶液”或“NaHCO3溶液”）。

（2）若该同学测得的Z为负值，则因变量是通过记录密闭容器内________________测得的，且X一定为________（填“正值”“负值”或“0”），Y可能为________（填“正值”“负值”或“0”）。

[解题观摩]　从题干信息可知，该同学的实验目的是“测得某品种小麦在温度为A，光照强度为a时的真正光合速率”，若要达到实验目的，需要获得两个数据：

温度为A时该品种小麦的呼吸速率，温度为A、光照强度为a时该品种小麦的净光合速率。

由此，根据问题提示分析：

（1）将甲组小麦置于温度为A、黑暗条件下，测得呼吸速率为X，将乙组小麦置于温度为A、光照强度为a条件下测得净光合速率为Y。

通过测定密闭容器中气体体积变化量获得呼吸速率和净光合速率，进而计算出该品种小麦的真正光合速率。

在密闭容器中，若植物只进行有氧呼吸，则气体总体积不会发生改变，CO2的变化量难以通过气体体积变化获得，根据试题提示，可考虑在装置内放置吸收CO2的液体，如NaOH溶液，密闭容器内气体总量会减少，减少量即有氧呼吸消耗的O2量，也是CO2的释放量。

同时，为了保证温度为A、光照强度为a条件下CO2的供应，以获得准确的净光合速率数值，可在装置中放置NaHCO3溶液。

（2）由题干信息“以密闭透光容器内气体体积变化量表示”可知，该实验最终要以“O2或CO2的体积变化量”来表示真正光合速率，由于小麦进行光合作用过程中吸收CO2（或释放O2），若记录值Z为负值，说明在进行实验记录时，将CO2的释放量（或O2的吸收量）定义为正值，又因细胞有氧呼吸过程中释放CO2（或吸收O2），因此X一定为正值；乙组中，由于小麦真正光合速率和呼吸速率大小未知，Y可能为正值、负值或0。

[答案]　

（1）温度为A、黑暗　温度为A、光照强度为a　NaOH溶液　NaHCO3溶液　

（2）CO2的释放量（或O2的吸收量）　正值　正值、负值或0

在探究性实验中，实验目的是核心：

问题的提出、假设的作出最终将由“有明确实验目的”的实验完成；设计实验思路、写出实验步骤是“有明确实验目的”的实验完成的保障；实验结果、实验结论、表达与交流则是“有明确实验目的”的实验操作后的全方位分析。

因此，探究性实验题无论提供什么信息，都会“透露”实验目的这个核心信息，考生无论面对何种实验试题，都要明确实验目的，当然，实验目的的明确，有时会从实验程序、实验材料、实验结果、实验结论入手。

从答题流程寻找解题思路

在解答难度较大的综合性实验题的时候，可以按照下面的思路进行：

思路

具体思考内容

作用

第一步

明确实验目的

↓

不仅要找到或分析出实验目的，还要明确实验到底要解决什么问题，自变量和因变量是什么，哪些因素是无关变量等

一个实验的所有操作都应围绕实验目的进行，一道实验题的所有分析和阐述都要围绕实验目的展开，所以，明确实验目的是答案“不跑偏”的保证

第二步

分析实验材料、用具和试剂

↓

要特别关注试题中给出的实验材料、用具和试剂，并将其分为三类：

生物材料、一般用具和试剂、特殊用具和试剂

实验材料、试剂和用具既是设计实验的限制条件，也是设计实验的启示点，尤其是特殊用具或试剂，常常是解题的突破口

第三步

反复通

读题目

实验题的解答不必按部就班地从头到尾逐一填写答案，在没有解题思路的时候，可以反复阅读试题，包括题干和问题在内的所有信息

由易到难地解决问题的同时，获得更多的解题信息，“天堑”问题也会变“通途”

[典例4]　研究发现，在有光、较高O2浓度等条件下，水稻叶肉细胞的叶绿体能吸收O2，O2能与C5结合，形成C3与C2（一种二碳化合物），C2在其他细胞器的参与下，经一系列反应，最终生成CO2，这一过程称为光呼吸。

某同学利用下列实验材料与用具，设计实验，拟对水稻叶肉细胞的光呼吸现象进行验证。

请填写相关内容，完成实验设计。

（1）实验材料与用具：

新鲜水稻叶肉细胞、________、BTB溶液（即溴麝香草酚蓝溶液，BTB对光不敏感，当被测溶液为中性或偏碱时呈淡蓝色，被测溶液为弱酸性时呈淡黄色）、照明灯、氧气瓶等。

（2）实验步骤：

①将__________________放入培养液中，提供____________等条件。

②往培养液中滴加________________，观察________________并记录。

③用________等装置持续往培养液中通入氧气。

④一段时间后，_________________________________________________________。

（3）实验结果及结论：

____________________________________________________。

（4）本实验设计需要对照实验，应该增加的是____________________________________。

[解题观摩]　

第一步：

明确实验目的。

该实验的目的是“对水稻叶肉细胞的光呼吸现象进行验证”，由题干信息可知光呼吸的含义。

由此可知，该实验的自变量为O2浓度（包括较高O2浓度，适宜O2浓度）；除O2浓度外，其他所有能影响水稻叶肉细胞光合作用的因素都是无关变量，如光照、温度等。

光呼吸现象是否发生为该实验的因变量，具体测量的指标是CO2的产生与否，判断是否有CO2产生的依据是BTB溶液的颜色是否从淡蓝色变为淡黄色。

第二步：

分析实验材料、用具和试剂。

对给出的实验材料、用具和试剂进行分类：

实验材料——新鲜水稻叶肉细胞；特殊实验用具和试剂——BTB溶液、照明灯、氧气瓶；一般实验用具——没有特殊说明，即实验室常用用具、试剂。

第三步：

反复通读题目。

从实验步骤中的“①将________放入培养液中”的信息可知，实验材料与用具中需要补充“培养液”；且从题中所给的光呼吸的过程及BTB溶液的显色条件等新信息中，可判断所需补充的“培养液”初始状态下应该呈中性或偏碱性。

用“取材、处理、（培养）观察与记录”的实验操作步骤分析本题的实验操作，经过反复阅读，可完成需补充的步骤。

具体说明如表所示：

操作步骤

操作环节

答案

突破点

①将______放入培养液中，提供________等条件

取材和处理

适量新鲜水稻叶肉细胞

对实验材料的分析

适宜的光照

对实验无关变量的分析

②往培养液中滴加______，观察________并记录

处理；观察与记录

适量的BTB溶液；培养液的颜色呈淡蓝色

对实验材料的分析

③用________等装置持续往培养液中通入氧气

处理

氧气瓶

对特殊实验材料的分析

④一段时间后，________

（培养）观察与记录

观察培养液颜色的变化情况，并记录

对实验目的中因变量的分析；对特殊实验材料的分析

[答案]　

（1）呈中性或偏碱性的培养液　

（2）①适量新鲜水稻叶肉细胞　适宜的光照　②适量的BTB溶液　培养液的颜色（呈淡蓝色）　③氧气瓶　④观察培养液颜色的变化情况，并记录　（3）培养液颜色由淡蓝色变为淡黄色，表明在适宜光照、较高O2浓度条件下，新鲜水稻叶肉细胞中存在光呼吸现象　（4）O2浓度适宜的对照组

（二）规范答题——从3个角度提高文字表述的准确性

怎样完整写出实验思路与实验步骤

实验思路与实验步骤是进行实验前必须确定的内容。

实验思路是“粗线条”的思考过程，实验步骤是“细节化”的操作流程，二者都能很好地反映出考生的实验与探究能力。

在探究性实验中，实验思路和实验步骤具有高度的统一性；在试题解答中，二者具有高度的相似性。

因此，这里将实验思路和实验步骤作为一个角度进行说明，更有利于考生掌握答题技巧。

[典例1]　现有一种细菌M，能够合成某种酶，并能分泌到细胞外。

为了研究其培养时间与细胞数、细胞外酶浓度及总酶浓度的关系，请根据以下提供的实验材料写出实验思路，并预测实验结果。

实验材料：

若干个培养瓶、培养液、细菌M。

（要求与说明：

实验仅设一组；实验仪器、试剂、用具及操作不作具体要求；实验条件适宜）

请回答问题。

（1）实验思路：

①___________________________________________________________。

（2）预测实验结果（设计一个坐标系，并绘制预测的细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化曲线）。

（3）测定总酶浓度时，应对细胞做________处理。

[解题观摩]　由试题信息可知，该实验的目的是探究细菌M培养时间与细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的变化关系，其中自变量为“培养时间”，因变量为“细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度”，无关变量为培养条件等。

结合实验操作中“取材（共性处理）、处理（变量处理）、（培养）观察与记录（实验结果处理）”的环节，可写出实验的大致思路：

取细菌M，置于培养瓶中，每隔一段时间，进行细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度的测定并记录。

但由于试题在实验思路中给出了“①”的提示，说明命题者要求应按照实验操作的顺序进行实验思路的描述，还应该按照该提示对实验思路尽可能地详细描述，尤其是无关变量的描述。

如要取等量细菌接种，各个培养瓶中需要含有相同成分的等量的培养液，培养温度要相同且适宜等。

[答案]　

（1）①取细菌M，稀释后，分别等量接种于若干个含等量相同培养液的培养瓶中。

②取其中的培养瓶，分别测定细胞数、细胞外酶浓度和总酶浓度，并记录。

③在培养过程中，每隔一段时间重复②。

④对所得实验数据进行分析与处理

（2）如图：

（3）破碎

[典例2]　请用所给的实验材料和用具，补充相关内容，完成实验设计，验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。

实验材料与用具：

适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4种溶液，现配斐林试剂、试管、37℃恒温水浴锅、60℃恒温水浴锅。

（1）若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号。

请用这些符号完成表中所示实验设计。

　　溶液

试管　　

蔗糖溶液

淀粉溶液

蔗糖酶溶液

唾液淀粉酶溶液

甲

＋

－

＋

－

乙

丙

丁

（2）实验步骤：

①按照表中所示的设计，取试管编号，并按表格所示向各试管中加溶液（所加溶液均已在37℃恒温水浴锅中保温适当时间）。

__________________________________________________________________________。

（3）结果预测：

________试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀。

（4）实验结论：

蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。

[解题观摩]　该题虽然给出实验目的“验证蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性”，但实验自变量和因变量并没有体现，可拆解实验目的为验证蔗糖酶只能催化蔗糖的水解和验证淀粉酶只能催化淀粉的水解。

根据实验材料和表格提示，可以进一步分析。

验证蔗糖酶只能催化蔗糖水解的实验中，自变量是底物的种类（蔗糖和淀粉），验证淀粉酶只能催化淀粉水解的实验中，自变量也是底物的种类（蔗糖和淀粉），因此，四支试管中需要添加的溶液组合必须构成两两对照：

验证蔗糖酶只能催化蔗糖水解的实验需要两组，底物分别是蔗糖溶液和淀粉溶液；验证唾液淀粉酶只能催化淀粉水解的实验也需要两组，底物也分别是蔗糖溶液和淀粉溶液。

（1）若甲、乙构成一组对照实验，丙、丁构成一组对照实验，相应表格内容见答案。

（2）无关变量必须满足两点：

适宜且相同。

因此，在实验步骤的文字表述中，要着重强调无关变量的控制：

①按照

（1）中表格的设计，取试管编号，并按表格所示向各试管中加溶液。

②将各试管摇匀，在37℃恒温水浴锅中保温适当时间。

③取出试管，分别加入适量的现配斐林试剂，混合均匀，再在60℃恒温水浴锅中保温一定时间。

④观察实验现象并记录实验结果。

（3）实验结果预测：

在含有蔗糖溶液和蔗糖酶溶液的甲试管以及含淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液的丁试管中出现砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀。

[答案]　（本题答案不唯一）

（1）

　　溶液

试管　　

蔗糖溶液

淀粉溶液

蔗糖酶溶液

唾液淀粉酶溶液

甲

＋

－

＋

－

乙

－

＋

＋

－

丙

＋

－

－

＋

丁

－

＋

－

＋

（2）②将各试管摇匀，在37℃恒温水浴锅中保温适当时间。

③取出试管，分别加入适量的现配斐林试剂，混合均匀，再在60℃恒温水浴锅中保温一定时间。

④观察实验现象并记录实验结果　（3）甲、丁

[技法点拨]

1．实验思路与实验步骤的异同

要求写出或补充实验思路与实验步骤是探究性实验题最为常见的考查形式，完美答案呈现的前提是突破一个难点：

实验思路与实验步骤有何异同？

现以“植物细胞的吸水和失水”中植物细胞的失水过程为例，分析如下：

表述范例

主要特点

考题特点

得分要点

区分要点

实验思路

将植物细胞浸润在较高浓度的蔗糖溶液中，观察其变化

言简意赅

多数试题要求“写出”实验思路，很少要求“补充”实验思路

必须体现“自变量”和“因变量”，对“无关变量”表述时注意体现“适宜且相等”

思路，是“想”法

实验步骤

制作洋葱鳞片叶外表皮的临时装片。

用低倍显微镜观察洋葱鳞片叶外表皮细胞中紫色的中央液泡的大小。

从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，重复几次。

用低倍显微镜观察，看细胞的中央液泡是否逐渐变小

精准

细微

常常要求“补充部分”实验步骤，很少要求“写出全部”

必须体现“自变量”如何设置、“因变量”如何获得、“无关变量”如何保证相同且适宜

步骤，是“做”法

2．注意事项

要求写出实验思路和实验步骤的试题，都要注意“无关变量”的描述，尤其是写出实验步骤类试题。

因为无关变量是决定实验成败的关键因素，写实验步骤时，必须要对无关变量的操作作出说明。

在一个实验中，人为设置的变量，除了自变量，都是无关变量，若已经学习过无关变量的具体内容（如某种酶发挥作用的最适温度为37℃），则需明确写出；若没有学习过无关变量的具体数值（如保温时间），则可用“适宜且相等”“理想条件下”等文字表述。

如何分析与评价实验方案

实验方案的分析与评价类试题，是难度较大的一类试题，考生遇到这类题时往往感觉无从下手，不知该如何评价。

实际上，实验方案的分析与评价，是“实验设计”的一个环节，所有实验结束后，都需要进行自我或他人的分析与评价，这就意味着“分析与评价”的内容与“实验设计”的内容紧密相关。

因此，遇到这类题时，考生需要从“实验目的”“自变量”“因变量”“无关变量”的角度，按照科学性原则、单一变量原则逐一进行评价。

[典例3]　某研究者取一段燕麦的胚芽鞘，切去顶端2mm，使胚芽鞘不再产生生长素，在形态学上端放一块有生长素的琼脂，形态学下端放一块不含生长素的琼脂，将胚芽鞘形态学上端朝上，过一段时间同时检测形态学上端和形态学下端的琼脂块，发现形态学上端的琼脂块生长素含量明显减少，形态学下端的琼脂块含有生长素且含量随时间延长而增加。

该研究者认为可以得出实验结论：

生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。

该实验设计是否严谨？

理由是什么？

[解题观摩]　分析和评价某实验的关键是明确实验目的。

若题干已经给出实验目的，则以自变量为突破口，从“三种变量”的角度