例析高考生物实验与探究题解题技巧

宁夏 李晓成

例析高考生物实验与探究题解题技巧

宁夏 李晓成

实验与探究是历年来高考的重点和难点，试题常考常新，题量多，分值高，区分度大，综合性强，灵活性高。下面结合课标、考试说明及例题进行分类点拨，希望对广大备考考生有所启示。

一、课程标准和考试说明对实验的考试要求

1.能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验，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，包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法。

4.能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。

二、实验与探究常见题型及解题技巧

一个完整的实验与探究题常包括：课题、目的、原理、材料用具、步骤、结果和结论等内容，因此实验与探究题的问题设置不外乎以上内容。

常见考点一：分析实验原理

实验原理是选择实验材料、药品，设计实验步骤和预期实验结果的依据。高考题中一般不会要求学生直接去写，常隐藏在实验题干中，有的需要联系课本中的生物学理论知识提取出相关的实验原理。

书本知识是我们找出实验原理的依据和支撑，因此对教材中的经典实验的原理是否理解透彻是做此类题的关键。

【例1】（2015·四川卷）下列是以酵母菌为材料进行的实验，有关叙述错误的是 （ ）

A. 探究酵母菌的呼吸方式，可用溴麝香草酚蓝检测产生的CO2

B. 用酵母菌发酵酿制果酒，选择酸性重铬酸钾检测产生的酒精

C. 探究酵母菌种群数量变化，应设空白对照排除无关变量干扰

D. 用稀释涂布平板法培养计数，应选择有30～300菌落数的平板

【解析】溴麝香草酚蓝可用来检测细胞呼吸产生的CO2，A正确；酵母菌发酵酿制果酒时会有酒精生成，因此可选择酸性重铬酸钾进行检测，B项正确；探究酵母菌群数量变化实验中形成前后对照，不需要设置空白对照，C错误；用稀释涂布平板法培养计数，为保证实验结果可靠，应选择有30～300菌落数的平板进行计数，D项正确。此题涉及相关原理较多，仔细观察不难发现该题考查的就是学生对教材涉及的实验理解和记忆程度。

【答案】C

常见考点二：找准实验变量

根据实验目的和原理，找准实验中的自变量、因变量和无关变量。自变量即人为改变的变量，因变量即能够具体测量的指标或者能直观观察到的现象，无关变量即除自变量外会影响实验结果的因素、条件，无关变量所引起的变化和结果会对因变量有干扰作用，因此在实验中要严格控制无关变量对实验结果的影响。

【例2】某兴趣小组进行了如下实验。

实验目的：比较甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性

实验步骤：a．取四支试管，分别编号；

b．按下表内要求进行操作；

_______________试管1____试管2___________________试管__________________3试管4 p H=8缓冲液_0.5 mL___0.5 mL___0.5 m______L___________________0.5_mL___淀__________粉溶液__________1_mL__1m__L_______________________1___________________mL1mL_甲生物提取液____0.3 mL___________________0.3 mL蒸馏水_乙生物提取液____________0.3 mL____________丙生物提取_____________________液_________________________________________________________0.3_mL

c．将上述四支试管放入37℃的水浴，保温1小时；

d．在上述四支试管冷却后滴入等量的碘液；

e．观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅；此实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么？

【解析】此实验研究的是不同淀粉酶的活性，是根据底物剩余量即加碘液颜色深浅作为衡量的依据；在此实验过程中，pH、温度、加入提取物的量和浓度、淀粉溶液的量和浓度等都会影响实验的结果，但都不是此题要研究的问题，所以要严格控制。

【答案】该实验的自变量：不同的淀粉酶提取液；因变量：底物的剩余量（以加碘液颜色深浅作为判断的依据）；无关变量：pH、温度、加入提取物的量和浓度、淀粉溶液的量和浓度等。

常见考点三：补充实验步骤

此类题目重在考查学生的实验设计能力和对操作步骤的分析能力。一般考查验证性实验，其遵循“对照、单一变量、平行重复”的原则，是给出实验目的、试剂和有关实验用品后，要求学生据此设计实验或补充不完整的实验，用来验证某一事实或原理。该类题目大多是针对实验步骤设置问题，因此要特别关注设计验证假设的实验步骤，具体如下：

第一步：实验准备，包括必要的实验器材及实验用品的准备以及排出无关变量的影响。

第二步：满足条件x，设计一个能使事件y发生的实验，并有简单的事实证明。

第三步：改变条件x，设计一个使事件y不能发生或程度发生改变的实验，亦有简单的事实证明。

第四步：设计对照实验。对照原则是实验的方法步骤设计时必须遵循的原则。

【例3】植物生理学的实验证实“幼嫩叶片可产生生长素；生长素可阻止叶柄脱落”。请你设计完成一个实验来证实该结论。

材料用具：某种健康植物若干，一定浓度的生长素溶液，剪刀等。

实验步骤：

①取同一品种、生长状况相同且健康的三组植物，均去掉顶芽。

②第一组： ___________________________________；

第二组：__________________ __________________；

第三组：__________________ __________________。

③_________________________________________。

【解析】要想证明幼嫩的叶片可以产生生长素，生长素可以阻止叶柄脱落，首先要排除植物自身产生的生长素的影响，即严格控制无关变量对本实验结果的影响，增强实验结果的说服力。所以实验前要选取同一品种、生长状况相同且健康的三组植物，均去掉顶芽（生长素产生部位）；设置第一组实验：去掉幼嫩的叶片，只留下叶柄，并在叶柄横断面上涂一定浓度的生长素溶液。第二组实验：只去掉幼嫩的叶片，不涂生长素溶液，如果第一组叶柄脱落的时间比第二组叶柄脱落的时间晚（或第一组叶柄不脱落，第二组叶柄脱落），则能说明生长素可阻止叶柄脱落，但通过这两组实验不能说明幼嫩的叶片可以产生生长素，所以还需要设置第三组实验，即：不去掉幼嫩的叶片，作为对照组，如果第一组叶柄脱落的时间与第三组叶柄脱落的时间相差不大（或第一组叶柄不脱落，第三组叶柄也不脱落），就能说明幼嫩的叶片可以产生生长素。

【答案】 去掉叶片（幼嫩叶片），并在叶柄横断面上涂一定浓度的生长素溶液 去掉叶片（幼叶），但不涂生长素不去叶片（幼叶） 观察三组植物的幼叶叶柄的脱落情况

常见考点四：描述（或预测）实验结果、得出结论

实验结果是指实验过程中所观察到的各种现象和收集到的数据，是根据实验直接得出的第一手资料，而实验结论是根据实验结果经过一系列的理论推导得出的一个普遍事实或规律。

对于验证性实验，结果和结论只有一个，就是要验证的内容。探究实验的结果和结论是开放的，要根据所学习的理论知识正确预测所有可能的实验结果并得出相应的实验结论。

【例4】华北某地区经常出现苹果小叶病，有人认为是土壤中缺锌引起的，有人认为是土壤中缺镁引起的。现有如下材料，请你完成下列实验，证实上面的猜测哪个是正确的。（材料略）

方法步骤：

①首先配制各相应培养液。

②按照表中程序进行实验：

?

请预测该实验的结果或补充结论：

若B组苹果幼苗表现出小叶病，而C组没有，则说明____________________________；若C组苹果幼苗表现出小叶病，而B组没有，则说明____________________________；若，_____________________________则说明苹果小叶病与缺锌和缺镁都有关；若_____________，______________则说明苹果小叶病与缺锌和缺镁都无关。

【解析】该实验为探究性实验，实验的自变量是培养液中矿质元素的不同，因变量是苹果幼苗生长发育状况，设计实验时，利用全素培养液作为对照，设置缺锌和缺镁的培养液为实验组，其他培养条件都相同，通过比较苹果幼苗的生长发育状况即可得出结论。

【答案】苹果小叶病是由缺锌引起的 苹果小叶病是由缺镁引起的 B、C两组的幼苗都表现为小叶病 B、C两组幼苗都不表现为小叶病

总之，在解答生物实验与探究题时，审题要“三明确”即明确实验目的、实验原理和实验变量，作答要“两环节”即实验步骤和实验结果及分析得出结论。

（作者单位：宁夏固原市泾源县泾源高级中学）