“分子與細胞”高考大題解題分析及備考策略

田奇林

“分子與細胞”的知識考查歷來是高考試題命制的重點和復習中的難點，這部分內容是考查學生理解能力、獲取信息能力、實驗探究能力和綜合運用能力的重要素材。從高考評卷的情況來看，這部分的失分現象比較明顯，為了幫助考生在復習中學會運用正確的解答思維方法，避免不必要的失分，現以近年來的幾道典型的高考題為例，就考生在高考答題中出現的失誤歸因和規避答題失分的備考策略進行探討，希望這對備考中的考生有所幫助。

一、分子與細胞類大題解答及失誤分析

【例1】（2013·江蘇卷·27）下圖為研究滲透作用的實驗裝置，請回答下列問題：

（1）漏斗內溶液（S1）和漏斗外溶液（S2）為兩種不同濃度的蔗糖溶液，漏斗內外起始液面一致。滲透平衡時的液面差為△h，此時S1和S2濃度大小關系為 。

（2）圖中半透膜模擬的是成熟植物細胞中的 ，兩者在物質透過功能上的差異是 。

（3）為進一步探究兩種膜的特性，某興趣小組做了以下實驗。

實驗材料：紫色洋蔥。

實驗器具：如圖所示的滲透裝置（不含溶液），光學顯微鏡，載玻片，蓋玻片，鑷子，刀片，吸水紙，擦鏡紙，滴管，記號筆等。

實驗試劑：蒸餾水，0.3 g/mL的蔗糖溶液和與其等滲的KNO3溶液。部分實驗步驟和結果如下：

①選兩套滲透裝置，標上代號X和Y。在兩個燒杯里均加入一定量的蒸餾水，分別在裝置X和Y的漏斗內加入適量的蔗糖溶液和KNO3溶液，均調節漏斗內外液面高度一致。滲透平衡時出現液面差的裝置有 （填代號）。

②選兩片潔凈的載玻片， ，在載玻片中央分別滴加 ，制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片并分別觀察裝片中細胞的初始狀態。

③觀察臨時裝片中浸潤在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋蔥鱗片葉外表皮細胞發生的變化，兩者都能出現的現象是 。

（4）上述實驗中最能體現兩種膜功能差異的實驗現象是 。

【解題思路】本題綜合考查滲透裝置、植物細胞吸水和失水的條件、質壁分離及復原實驗的操作以及生物實驗設計的對照原則等知識。

（1）兩側溶液的濃度并不相等，因為液面高的一側形成的靜水壓，會阻止溶劑由低濃度一側向高濃度一側擴散，故兩者濃度關系仍是S1>S2。

（2）圖中半透膜模擬成熟植物細胞的原生質層，從功能上，半透膜只是利用孔徑大小控制物質進出；原生質層是選擇透過性膜，可靠能量和載體控制物質出入，具有生物活性，能夠完成逆濃度梯度的主動運輸。

（3）①蔗糖分子不能通過半透膜，而KNO3能夠通過半透膜，滲透平衡時裝置X能出現液面差，裝置Y不能出現液面差。

②洋蔥鱗片葉表皮細胞為成熟植物細胞，能夠發生質壁分離和質壁分離復原現象，選潔凈的載玻片分別編號，在載玻片中央分別滴加蒸餾水，制作臨時裝片后觀察洋蔥表皮細胞的初始狀態。

③蔗糖分子不能透過原生質層，蔗糖溶液中的細胞發生質壁分離后不會自動復原。較高濃度的KNO3溶液能夠引起細胞失水發生質壁分離，因KNO3能被細胞主動吸收，造成細胞液濃度最終大于外界溶液的濃度而導致細胞吸水，從而發生質壁分離自動復原的現象。

【答案】（1）S1>S2 （2）原生質層 原生質層能主動轉運有關物質而半透膜不能 （3）① X ②標號 蒸餾水 ③質壁分離 （4）KNO3 溶液中的細胞質壁分離后會自動復原

【失誤歸因】基礎知識掌握不牢。沒有掌握液面高的一側形成的靜水壓，會阻止溶劑由低濃度一側向高濃度一側擴散，誤認為兩者濃度關系為S1=S2。沒有弄清原生質層與半透膜的本質區別，不能解釋兩者在物質透過功能上存在差異的原因。可以看出，沒有掌握滲透作用原理，不重視基礎知識的疏理和拓展。

審題不認真。第（3）問第①小題要求用試題規定的代號X和Y回答，而部分同學沒有用規定代號作答而失分。

不注意細節。試題（1）要求寫出“原生質層”，有部分考生卻答作“原生質”或“原生質體”。第（4）問要求回答實驗現象的差異，而部分同學答成體現兩種膜功能差異的實驗原理。這反映了學生在學習過程中缺乏必要的規范化訓練。

沒有掌握實驗設計的一般流程和實驗原理。在解答第（3）問第②小題時，不知道要標號，不清楚制片時要在載玻片中央分別滴加蒸餾水。在解答第（3）問第③小題時沒有弄清蔗糖溶液和KNO3溶液在跨膜運輸過程中對質壁分離現象的異同。反映出考生缺乏實驗操作技能訓練和實驗分析能力的培養。

【例2】（2012·新課標卷·29）將玉米種子置于25℃、黑暗、水分適宜的條件下萌發，每天定時取相同數量的萌發種子，一半直接烘干稱重，另一半切取胚乳烘干稱重，計算每粒的平均干重，結果如圖所示，若只考慮種子萌發所需的營養物質來源于胚乳，據圖回答下列問題。

（1）萌發過程中胚乳組織中的淀粉被水解成

，通過 作用為種子萌發提供能量。

（2）萌發過程中在 小時之間種子的呼吸速率最大，在該時間段內每粒種子呼吸消耗的平均干重為 mg。

（3）萌發過程中胚乳的部分營養物質轉化成幼苗的組成物質，最大轉化速率為 mg·粒-1·d-1。

（4）若保持實驗條件不變，120小時后萌發種子的干重變化趨勢是 ，原因是 。

【解題思路】（1）淀粉被分解成葡萄糖才能被細胞呼吸利用，為種子萌發提供能量。

（2）衡量種子的呼吸速率應以種子的干重減少量作為指標。由曲線可以看出，在72～96小時之間，單位時間內種子干重減少的最多，該時間段（24小時）內每粒種子呼吸消耗的平均干重為（204.2-177.7）=26.5 mg。

（3）子葉從胚乳中吸收營養物質，一部分轉化為幼苗的組成物質，一部分用于呼吸作用，為生命活動提供能量，因此，呼吸作用所消耗的有機物量=胚乳減少的干重量-轉化成幼苗的組成物質，轉化速率 = （胚乳減少的量-種子干重減少的量）/單位時間。在72～96小時內，轉化速率為（161.7-118.1） - （204.2-177.7） = 17.3 mg·粒-1·d-1，96～120小時內，轉化速率為（118.1-91.1） - （177.7-172.7） = 22 mg·粒-1·d-1，最大轉化速率為22 mg·粒-1·d-1。

（4）黑暗條件下，萌發種子只能進行細胞呼吸消耗有機物而不能進行光合作用，因而種子干重持續下降。

【答案】（1）葡萄糖 呼吸 （2）72～96 26.5 （3）22 （4）下降 幼苗呼吸作用消耗有機物，且不能進行光合作用。

【失誤歸因】審題不清，理解不到位。圖中描述的是玉米種子的干重和胚乳的干重的變化，很多考生沒有弄清這兩種干重變化之間的內在聯系，以及這兩種變化與呼吸作用之間的關系，故無法解答第（2）小題和第（3）小題。有的考生沒有留意第（3）小題設問的最大轉化速率后面的單位，而錯誤地答成分數或百分比。第（4）小題的條件和設問是“若保持實驗條件不變，120小時后萌發種子的干重變化趨勢是”。不少考生沒有注意到這個實驗的黑暗條件而錯誤地認為此時還能夠進行光合作用。第（4）小題要求回答變化趨勢，即當用“下降、減少、降低”等，但卻有的回答“先減少后增加、變化緩慢、平緩、趨于平緩、趨于穩定、變化速率增大、變化速率減小”等；第二空要求回答種子干重下降的原因時，很多考生答“當胚乳干重減少至0，胚乳的營養物質消耗完畢，種子可進行光合作用”；“營養物質基本上已消耗，不進行正常生命活動”；“來源于胚乳，胚乳干重減少了”；“萌發的種子進行光合作用合成有機物”；“時間越長，種子所需水分越多，當水分被烘干時，種子越輕”；“胚乳大量減少供應趨于平穩”；“胚乳消耗完了，沒有營養物質；萌發的種子分化成幼苗”等，這些都是不對的。

【例3】（2013·新課標Ⅰ卷·29）某油料作物種子中脂肪含量為種子干重的70%。為探究該植物種子萌發過程中干重及脂肪的含量變化，某研究小組將種子置于溫度、水分（蒸餾水）、通氣等條件適宜的黑暗環境中培養，定期檢查萌發種子（含幼苗）的脂肪含量和干重，結果表明：脂肪含量逐漸減少，到第11d時減少了90%，干重變化如圖所示。回答下列問題：

（1）為了觀察胚乳中的脂肪，常用 染液對種子胚乳切片染色，然后在顯微鏡下觀察，可見 色的脂肪微粒。

（2）實驗過程中，導致種子干重增加的主要元素是 （填“C”“N”或“O”）。

（3）實驗第11d如果使萌發種子的干重（含幼苗）增加，必須提供的條件是 和 。

【解題思路】（1）根據實驗檢測生物組織中的脂肪可知，用蘇丹Ⅲ（或蘇丹Ⅳ）染液可以將細胞中的脂肪顆粒染成橘黃色（或紅色）。

（2）脂肪的含氧原子相對較少，而糖的含氧原子相對較多。由圖可推知，在種子萌發過程中脂肪先轉化為糖，在由脂肪轉化為糖的過程中造成O原子的含量增加，最后使得種子干重先增加。

（3）第11d時，種子已萌發成幼苗。如果要使萌發的種子干重增加，那么它的條件是萌發的種子要進行光合作用，且光合作用大于呼吸作用。影響光合作用的因素有光照、水、二氧化碳濃度、所需的礦質元素離子等。由于種子置于溫度、水分（蒸餾水）、通氣等條件適宜的黑暗環境中培養，因此必須另外提供光合作用所需的光照條件和礦質元素。

【答案】（1）蘇丹Ⅲ（或蘇丹Ⅳ） 橘黃（或紅） （2）O （3）光照 所需的礦質元素離子。

【失誤歸因】審題不清，理解能力欠缺。第（1）問考查考生對脂肪鑒定實驗的識記能力，考生理應掌握運用蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ對脂肪的鑒定方法，但不少考生卻答成“雙縮尿”“甲基藍”“碘”等。圖中描述的是種子干重的增加，不少考生沒有弄清干重增加的原因，而無法作答。第（3）問考查的是影響光合作用的因素，不少考生沒讀懂題干中已經排除CO2和水份這些因素，錯誤答作“CO2”和“水份”。書寫錯誤，將“蘇丹”寫成“蘇單”“蘇膽”等；寫不出“橘黃”中的“橘”字。

二、規避答題失分的備考策略

1.夯實基礎，加強主干知識的學習。生物高考試題，主要來自生物學的核心內容，試題緊扣教材。復習時要依據考綱，圍繞教材，將教材中的生物學基本事實、概念、規律、原理等知識進行歸納整理，在熟知主干知識的基礎上構建完整的知識網絡。復習時要養成正確書寫基本概念、基本術語、學科名詞的習慣。復習時：

（1）從局部到整體，建立完整的知識體系。如在復習酶的作用本質時，既要重視單個的知識，也要重視整體的理解。善于從比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗中完整地理解酶的本質和特性。

（2）注意共性和特異性的結合，理清易于混淆和容易弄錯的概念。如復習時要深刻理解：所有的生物膜結構基本都是相同的；絕大多數細胞器都是具膜結構，但核糖體和中心體除外，表明核糖體和中心體比其他細胞器要低等；植物、細菌、真菌細胞壁的成分不同；葉綠體和大液泡并不是每個植物細胞都有；光合作用的場所不一定都是葉綠體；呼吸作用的場所不一定是線粒體等。

（3）理清單元知識的重點，強化核心概念的復習。如對代謝的復習要強化對物質的跨膜運輸方式、酶的本質特性與探究性實驗、細胞呼吸過程運用、外界因素對光合作用的影響、細胞呼吸和光合作用的綜合運用及細胞代謝實驗等核心概念的深入理解。

（4）注意知識的廣度和深度之間的關系，依照考綱弄清哪些知識需要拓展深度。對具有良好知識結構的知識要拓展。如各種細胞器之間的分工協作、光合作用和呼吸作用的過程及影響因素與相互聯系，具備良好的知識結構。

（5）注重知識內容復習的層次性和邏輯性，形成更加系統的知識體系。在復習光合作用和呼吸作用時要弄清：光合作用和呼吸作用的過程及其內部聯系；影響因素及其實踐中的應用；有關探究實驗（包括如何測量）。如在探究酵母菌呼吸作用類型的實驗中，就要形成如下表所示知識體系（下頁）。

這個實驗，如果將“酵母菌”替換為“發芽的種子”，實驗過程也一樣。只需將“發芽的種子”代替“酵母菌”就行，可見，觸類可以旁通。

（6）回歸教材，掌握核心概念的書寫方法。在高考答卷中，有不少學生因為沒能正確地記憶、理解這些基本知識，常常把一些基本概念、生物學基本術語寫錯或寫成錯別字，導致不必要的失分。因此在高考復習中必須重視教材，回歸教材，掌握教材中的核心概念和主干知識。

2.圖表信息歷來是生物學高考的重要知識載體。圖表信息題型著重于表格、圖表、曲線的分析和繪制等能力的考查，其特點是情境新、靈活性強，通過圖表創設新情景，以圖表方式展示生理原理、過程、功能等。復習時必須重視獲取和處理信息能力的培養。

3.重視解題技巧，用科學、規范的語言答題。做到審題迅速，獲取信息正確，分析到位，書寫語言嚴謹、規范。

4.加強實驗，重視實踐，培養能力。實驗與探究能力是生物科學素養中的一個核心要素，也是高考的基本能力要求。復習過程中要始終以課本實驗為基礎，通過實踐活動來增強自身的動手操作和實驗探究能力；加強教材的經典實驗和分組實驗的學習，提高實驗分析和實驗設計能力；在創設的新情景中，再現實驗過程，培養思維的嚴密性。此外，還將中學生物實驗分類歸納，以啟發實驗設計思路，總結生物實驗的技能和方法，提高自身實驗探究能力。

高考試題具有典型性、示范性和深刻性，蘊含豐富的知識和技能，給師生留下了廣闊的思維空間和探究空間。復習時我們既要增強正面示范意識，加強對歷年高考真題中各類題型答題的范型拓展研究，借助解題模板，學會規范作答。又要比照解答各題型試題常見錯誤，分析教材習題的命制思想和歷年高考真題的評卷細則，學會反思，強化解題技巧，總結解題規律，找準自己答題的缺陷和失分的原因，科學、真實地檢測自己對基礎知識的掌握程度和審題、解題能力，制訂行之有效的增分策略。