淺析高考生物實驗題

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。對實驗的重視和復(fù)習(xí)是高考復(fù)習(xí)的重要一環(huán)。從對近幾年各地高考生物試卷和全國理科綜合試卷的分析中發(fā)現(xiàn)：有關(guān)實驗?zāi)芰Φ脑囶}，從所占的比例來看，有逐漸增加的趨勢；從題目設(shè)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(nèi)的知識，也有不涉及高中所學(xué)的內(nèi)容，而所要驗證的生物學(xué)事實則是由題目提供的；從知識內(nèi)容分析，試題涉及生物學(xué)基本原理、概念、解剖和生理知識、實驗?zāi)康摹⒉牧系氖褂谩嶒灢僮鳌⒎椒ú襟E、對實驗現(xiàn)象的分析、實驗設(shè)計和結(jié)果預(yù)測等多個方面。

【例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(yù)期的效果。下列處于活態(tài)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 min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 浸在0．01％的亞甲基藍溶液中20 min的洋蔥根尖

A． ①②B． ①④

C． ②④D． ②③

解析：這是一道考查高中生物教材上有關(guān)實驗知識的試題。題目的要求是實驗中需要活的細胞作實驗材料，如果細胞死掉就得不到預(yù)期的實驗效果。也就是說在提供的4種條件下，必須確保細胞是活的。浸在30％的蔗糖溶液中的洋蔥表皮細胞，細胞會發(fā)生質(zhì)壁分離，能發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞一定是活細胞。放在10％的HCl溶液中的細胞，HCl的作用是對植物組織進行解離，使組織中的細胞分散。鹽酸是強酸，因此處在強酸中的細胞肯定無法存活。放在0．1％的鹽水中的紅細胞也將會死亡。因為人的紅細胞的等滲溶液是0.9％的生理鹽水，0．1％的鹽水的滲透壓與0．9％的生理鹽水的滲透壓相比較，低得太多，所以細胞會膨脹破裂。當(dāng)洋蔥根尖浸在0．01％的亞甲基藍溶液中，由于亞甲基藍是一種活體染色劑，一般不影響細胞正常的新陳代謝，所以浸在0．01％的亞甲基藍的溶液中的洋蔥根尖細胞還是活細胞。

答案：B。

【例2】 放在30％的蔗糖溶液中會發(fā)生質(zhì)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

解析：這是一道認知層次比較低的實驗試題，考查的內(nèi)容是選擇實驗材料。解答本題必須掌握2個基礎(chǔ)知識：一是能夠發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞應(yīng)通過滲透作用吸水或失水的活細胞；二是質(zhì)壁分離是指原生質(zhì)層與細胞壁之間的分離，即必須是具有細胞壁和液泡的細胞。人的口腔上皮細胞屬動物細胞，無細胞壁。干種子細胞和洋蔥根尖生長點細胞均無大的液泡，不能發(fā)生滲透作用，即便失水也很難觀察到原生質(zhì)層的變化。而洋蔥表皮細胞具有大的液泡和細胞璧，因此在30%的蔗糖溶液中，由于滲透作用失水會發(fā)生質(zhì)壁分離。

答案：C。

【例3】 有甲、乙、丙、丁4盆長勢均勻的植物置于陽光下，甲添加品紅色光；乙添加綠色光；丙添加品紅色濾光片A；丁添加綠色濾光片B（圖1）。經(jīng)過一段時間，各盆中長勢最旺的和長勢最差的是下列哪一組（）

A. 甲和乙B． 乙和丙

C． 甲和丁D． 丙和丁

解析：本實驗是研究不同波長的光對光合作用的影響的實驗。葉綠素的吸收光譜是紅光和藍紫光，綠色植物的作用光譜與吸收光譜基本是一致的。在同一陽光照射的條件下，甲添加品紅色光，這種光在葉綠素的吸收光譜范圍內(nèi)，比單獨在陽光下的光合作用要有所增強；乙添加的是綠色光，不在葉綠素的吸收光譜范圍內(nèi)，對植物的光合作用來說屬于無效光，對光合作用幾乎沒有影響；丙添加了品紅色濾光片，這種濾光片只能讓品紅色光通過，其余的光很少或不能通過，特別是藍紫光不能通過，所以光合作用相對較弱；丁添加的是綠色濾光片，這種濾光片只能讓綠色光通過，而綠色光不在葉綠素的吸收光譜內(nèi)，所以丁植物幾乎不進行光合作用。

答案：C。

【例4】 如圖2所示，在a、b試管內(nèi)都加入含30個堿基對的DNA，c、d試管中加入RNA，4只試管內(nèi)都有產(chǎn)物生成，請據(jù)圖回答下列問題：

（1） a、d兩試管內(nèi)的產(chǎn)物是相同的，但a試管內(nèi)模擬的是______的過程，d試管內(nèi)模擬的是______的過程。

（2） b、c試管內(nèi)的產(chǎn)物都是______，b試管內(nèi)模擬的是______過程，c試管內(nèi)模擬的是______過程，但b試管的產(chǎn)物中最多含有個堿基，有 個密碼子。

（3） d試管內(nèi)加入的酶比a試管加入的酶多了______。

解析：本實驗是研究遺傳信息的流動過程，即“中心法則”的內(nèi)容。依據(jù)各試管中加入的物質(zhì)及原料可推斷模擬的過程，依據(jù)加入DNA中的堿基數(shù)可推斷各產(chǎn)物中的堿基數(shù)或密碼子數(shù)。

答案：（1） DNA復(fù)制 逆轉(zhuǎn)錄 （2） RNA 轉(zhuǎn)錄 RNA的復(fù)制 30 10 （3） 逆轉(zhuǎn)錄酶

【例5】 圖3表示在燒杯中加入一些枯草桿菌，過幾天后放入大草履蟲，再過幾天后放入雙小核草履蟲，它們都是以枯草桿菌為食的。根據(jù)圖示結(jié)果回答下列問題：

（1） 枯草桿菌和草履蟲的關(guān)系是________________________，兩種草履蟲的關(guān)系是________________________。

（2） A和B兩條曲線分別表示________________________和__________________的數(shù)量變化情況。

（3） 曲線A在ab段下降的原因是____________________________________。

（4） 曲線C在cd段下降的原因是____________________________________。

（5） 如果在一個池塘生態(tài)系統(tǒng)中，大草履蟲和雙小核草履蟲能否共存？試解釋其原因？

______________________________________________________。

解析：這是一道根據(jù)實驗過程分析實驗結(jié)果的試題。大草履蟲和雙小核草履蟲都以細菌為食，所以草履蟲與枯草桿菌之間的關(guān)系應(yīng)屬于捕食關(guān)系；大草履蟲與雙小核草履蟲的生態(tài)需求是基本一致的，都以細菌為食，所以它們之間為爭奪食物而進行激烈的種間競爭。但雙小核草履蟲的繁殖速度比大草履蟲快，種群發(fā)展迅速，能在較短的時間內(nèi)迅速占據(jù)整個生存空間，因此雙小核草履蟲以種群的群體優(yōu)勢，在爭奪食物和空間的斗爭中獲勝，大草履蟲則被淘汰出局。

答案：（1） 捕食 競爭 （2） 枯草桿菌 雙小核革履蟲 （3） 大草履蟲加入后大量繁殖，導(dǎo)致枯草桿菌減少 （4） 雙小核草履蟲在爭奪食物等生態(tài)資源方面占有優(yōu)勢，使大草履蟲被淘汰 （5） 能。原因是在一個自然的池塘生態(tài)系統(tǒng)中，存在著草履蟲的捕食者，如櫛毛蟲等，通過捕食者控制著草履蟲的數(shù)量，所以雙小核草履蟲在池塘生態(tài)系統(tǒng)中的種群數(shù)量不可能占有絕對的優(yōu)勢。

【例6】 有人設(shè)計了下列實驗，試圖證明“生長素（IAA）在植物體內(nèi)的運輸，主要是從植物體形態(tài)學(xué)上端（頂端）向下端（基端）運輸，而不能倒轉(zhuǎn)過來運輸（如生長素只能從胚芽鞘的上端向下端運輸）”。

（1）材料用具：胚芽鞘、瓊脂、刀片等。

（2）方法、步驟與結(jié)果：

①制備瓊脂塊，如圖4所示。

②取一段胚芽鞘中間部分，上面放含IAA的瓊脂塊，下面放空白瓊脂塊，如圖5所示。

（3）結(jié)論：以上實驗證明了“生長素(IAA)在植物體內(nèi)的運輸，主要是從植物體形態(tài)學(xué)上端（頂端）向下端（基端）運輸，而不能倒轉(zhuǎn)過來運輸”。

我們認為，僅用該實驗步驟①、②、③還不足以嚴密論證以上結(jié)論，請在上述實驗的基礎(chǔ)上補充相應(yīng)的實驗方法、步驟和結(jié)果。

解析：實驗設(shè)計中的不嚴密之處是沒有設(shè)對照實驗。本實驗的目的是驗證植物對生長素的運輸具有極性運輸?shù)奶攸c，即只能從形態(tài)學(xué)的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端，不能倒轉(zhuǎn)過來運輸。題中已給予的實驗是證明生長素能夠從形態(tài)學(xué)的上端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的下端。但不能說明生長素不能從形態(tài)學(xué)的下端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的上端。所以要設(shè)一個對照實驗，證明生長素不能從形態(tài)學(xué)的下端運輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)的上端。對照實驗的設(shè)計是在題中提供的實驗基礎(chǔ)上，將胚芽鞘中間段的上下端顛倒即可，然后觀察其實驗結(jié)果。預(yù)測的結(jié)果應(yīng)是胚芽鞘不彎曲。

答案：補充方法、步驟與結(jié)果①: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7所示。

補充方法、步驟與結(jié)果②:取補充步驟①下面瓊脂塊b的一部分放在去尖的胚芽鞘一側(cè)，如圖8所示。

【例7】 表1為某校生物興趣小組進行動物激素飼喂小動物的實驗，請分析回答。

注：① 每天需喂等量飯粒少許；② 甲硫咪唑為甲狀腺激素合成抑制劑。

（1） 自來水必須經(jīng)過________處理，以減少自來水中的________。

（2） 每天換一次水，每次換3/4的水，目的是________________。

（3） 此實驗的實驗假設(shè)是________。增加C組的目的是________。

（4） 此實驗以青蛙作為實驗材料的優(yōu)點是________。欲在實驗室觀察蛙發(fā)育的過程，適宜的條件是________。

① 適宜的溫度；② 低溫；③ 玻璃缸密閉；④ 玻璃缸敞口，并放入水草；⑤潔凈的河水；⑥ 自來水。

（5） 預(yù)測實驗結(jié)果是：A組________________；B組________________；C組________________。

（6） 實驗結(jié)論是________________________________。

解析：本題以探究甲狀腺激素能促進動物的個體發(fā)育為背景。以蝌蚪作為研究的最佳實驗材料，主要是因為青蛙的個體發(fā)育為變態(tài)發(fā)育，幼體與成體差別很大，而且是在短時間內(nèi)完成的，有利于實驗現(xiàn)象的觀察。探究性學(xué)習(xí)的基本過程為假設(shè)→預(yù)期→設(shè)計實驗→結(jié)果分析→得出結(jié)論。本題以甲狀腺激素能促進動物的個體發(fā)育為假設(shè)，通過甲狀腺激素對蝌蚪變態(tài)的影響，來驗證這一假設(shè)。通過A、B、C組實驗的研究，預(yù)測其結(jié)果是A組中由于含有甲狀腺激素，蝌蚪的發(fā)育變化迅速，在比較短的時間內(nèi)就變成了一個小型青蛙；B組由于含有甲狀腺激素合成抑制劑，則蝌蚪因缺少甲狀腺激素而發(fā)育停止，不能形成青蛙；C組作為對照，蝌蚪正常發(fā)育。

答案：（1） 晾曬氯氣（次氯酸）（2） 去除水中的代謝廢物（3） 甲狀腺激素能促進幼小動物的發(fā)育對照（4） 青蛙的個體發(fā)育為變態(tài)發(fā)育，幼體與成體差別很大，而且是在短時間內(nèi)完成的，有利于實驗現(xiàn)象的觀察①④⑤（5） 蝌蚪的發(fā)育變化迅速，比較短的時間內(nèi)就變成了一個小型青蛙蝌蚪發(fā)育停止，不能形成青蛙 蝌蚪正常發(fā)育 （6）甲狀腺激素能促進幼小動物體的發(fā)育