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2017高考:99%的理科生都抱怨的生物实验题这样提分!

来源:233网校  2016年12月25日   【233网校:教育考试门户网站
生物考试得实验者得天下。深入研究近几年的新课标全国卷,会发现每年的生物试题中,涉及实验的命题大多有一道选择题和一道非选择题,这些试题形式虽多种多样,但中心命题点是不变的,都是以教材涉及的实验方法和技能为基石。本文在梳理近5年新课标全国卷实验命题的基础上,系统归纳了教材实验知识、高考热门题型及其解题方法。

    一、五年考情详解

99%的理科生都抱怨的生物实验题这样提分!

    由上面的分析可知:

    (1)考查实验变量分析的试题较为常见。因教材中介绍了自变量、因变量及无关变量的概念,故试题常会考查实验变量的区分。

    (2)对实验原理的考查也是近几年高考的高频考点,通常以教材中的实验为基础进行拓展延伸,需要考生利用所学知识进行分析、整合、解决新情境问题。

    (3)实验结果的综合分析题通常是高考生物实验压轴题,这类题目要求考生从实验取材、药品试剂、步骤及操作、结果及预测等方面分析实验,综合性强,对能力要求高。

    二、教材实验归纳

    1.假说—演绎类实验

    这类科学研究的基本思路是:观察现象,提出(发现)问题→提出假说,解释问题→根据假说,演绎推理→设计实验,检验推理,得出结论,这就是教材中所讲的假说—演绎法,很多科学家运用此方法取得了重大成果。典型的有:

    (1)孟德尔在观察和统计分析的基础上,提出假说并通过豌豆杂交实验,得出了基因的分离定律和自由组合定律;

    (2)美国科学家摩尔根用果蝇做了大量实验,通过对遗传现象进行合理地解释并设计实验验证,证实了基因位于染色体上;

    (3)科学家假设DNA的复制有半保留、全保留复制,以大肠杆菌为材料,最后证实了DNA分子以半保留的方式复制;

    (4)温特用实验证明造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质,并把这种物质命名为生长素。

    2.只提出假说的科学家

    有些科学家因受当时思维和技术的限制, 依据推理只提出了假说,典型的有: 

    (1)欧文顿依据相似相融原理,提出了膜由脂质组成的假说;

    (2)罗伯特森依据他在电镜下看到的细胞膜清晰的暗—亮—暗三层结构,提出生物膜由蛋白质—脂质—蛋白质三层结构构成;

    (3)魏斯曼预言在精子和卵细胞成熟的过程中,必然有一个特殊的过程使染色体数目减少一半,这个预言后来被其他科学家通过显微镜观察所证实;

    (4)美国遗传学家萨顿发现遗传因子的分离与减数分裂过程中同源染色体的分离非常相似,提出了基因位于染色体上的假说。

    3.排除法类实验

    排除法是让一部分“缺席”,然后单独地、直接地观察这时的系统反映,较典型的有:

    (1)英国科学家格里菲思让S型活细菌“缺席”,推断S型细菌中含有某种“转化因子”,使R型细菌转化为S型细菌;

    (2)美国科学家艾弗里和他的同事,通过DNA酶让DNA“缺席”,证明“转化因子”是DNA;

    (3)达尔文通过实验让胚芽鞘的尖端“缺席”,推想胚芽鞘的尖端可能会产生某种物质,这种物质在单侧光的照射下,对胚芽鞘尖端以下的部位产生某种影响。

    4.运用放射性同位素标记法的实验

    用放射性同位素标记某种元素,通过追踪放射性,可研究有关的一系列反应过程。较典型的有:

    (1)科学家在豚鼠的胰腺腺泡细胞中注射3H标记的亮氨酸,研究分泌蛋白的合成场所及运输途径,即在核糖体上合成后,按照内质网→高尔基体→细胞膜的方向运输。

    (2)美国科学家鲁宾和卡门用18O分别标记ImageO和C18O2,进行两组光合作用实验,通过对释放的O2进行分析,证明光合作用释放的氧全部来自水;

    (3)美国科学家卡尔文及其合作者利用14C标记14CO2,探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径,这一途径称为卡尔文循环;

    (4)赫尔希和蔡斯用含35S和32P的大肠杆菌分别标记噬菌体,然后用含35S或32P标记的噬菌体分别感染未被标记的细菌,证明遗传物质是DNA;

    (5)科学家以大肠杆菌为材料,用含有15N标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌,证明DNA的复制方式是半保留复制。

    5.运用荧光标记法的实验

    (1)科学家用发绿色荧光和发红色荧光的染料分别标记小鼠和人细胞表面的蛋白质,发现两种细胞融合后,两种颜色的荧光均匀分布,证明细胞膜具有流动性;

    (2)用荧光标记的DNA分子作探针,可鉴定被检测标本上的遗传信息。

    6.运用离心技术的实验

    (1)美国科学家克劳德,采用差速离心技术,分离各种细胞器,定量分析细胞组分;

    (2)科学家以大肠杆菌为材料,对提取的DNA进行密度梯度离心,记录离心后试管中DNA的位置,证明了DNA的复制方式是半保留复制;

    (3)赫尔希和蔡斯在噬菌体侵染细菌的实验中,经短时间培养后进行搅拌、离心处理,检测放射性,证明遗传物质是DNA。

    7.概念及化学本质类的重大发现

    (1)英国科学家虎克是细胞的发现者和命名者;

    (2)丹麦生物学家约翰逊给孟德尔的“遗传因子”重新起名为“基因”,并提出了表现型和基因型的概念;

    (3)英国科学家道尔顿发现了色盲症;

    (4)克里克提出中心法则;

    (5)法国生理学家贝尔纳提出“内环境”的概念,并推测内环境的恒定主要依赖于神经系统的调节;

    (6)美国生理学家坎农提出了“稳态”的概念,并提出内环境稳态是在神经调节和体液调节的共同作用下实现的;

    (7)荷兰科学家温特将胚芽鞘尖端产生的某种物质命名为“生长素”;

    (8)斯他林和贝利斯提取到引起胰腺分泌胰液的物质,并命名为促胰液素;

    (9)美国科学家切赫和奥特曼发现少数RNA也有生物催化作用。

    8.模型建构类实验

    (1)物理模型建构:美国科学家沃森和英国科学家克里克共同提出了DNA分子双螺旋结构模型。

    (2)数学模型建构:①种群数量增长的“J”型曲线和“S”型曲线;②美国生态学家林德曼通过对一个结构相对简单的天然湖泊——赛达伯格湖的能量流动进行定量分析,发现生态系统的能量流动具有单向流动、逐级递减两个特点,能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是10%~20%。

    9.观察归纳比较的重大理论

    (1)德国科学家施莱登和施旺提出了细胞学说,指出细胞是一切动植物结构的基本单位;

    (2)德国的维尔肖总结出“细胞通过分裂产生新细胞”;

    (3)法国的拉马克最先提出了比较完整的生物进化学说,认为生物是由更古老的生物进化而来的,生物适应性特征形成的原因是用进废退和获得性遗传;

    (4)英国达尔文提出了自然选择学说并撰写了科学巨著《物种起源》,书中充分论证了生物的进化机理。 

    三、热门题型突破

    题型1 变量分析与实验目的的确定

    【题型概述】

    在对实验方案进行分析的一类题目中,确定实验目的是常见的要求,也是较为基础的题型。该类题型通常会给出完整的实验设计方案,要求根据实验方案、实验装置或实验现象,判断变量并推断实验目的。

    【方法点津】 

    1.明确变量以确定实验目的

    通常在确定实验目的时,先根据题目给出的实验设计方案找出实验的自变量及因变量,然后根据自变量和因变量组织语言来描述实验目的。例如,本题中①②组对照,自变量为是否去部分根,因变量为植物的性别分化情况,实验目的为探究去部分根对植物性别分化的影响。另外,还需判断该实验是探究性实验还是验证性实验,以便表述实验目的时用词准确,常用格式为“探究(或验证)A对B的影响”,其中A为自变量,B为因变量。例如,验证某药物对植物生长有抑制作用、探究温度对细胞代谢的影响等。

    2.根据实验装置及培养条件确定实验目的

    此类题型在题目中通常会有简单提示,该装置用于哪一类问题的研究,如光合速率测定、呼吸速率测定、呼吸方式测定等。根据装置在实验中所处的培养条件,如温度、装置是否密闭、有无光照等,可判断该实验的具体实验目的。同样在表述的时候也要先确定实验的自变量和因变量,再寻找自变量和因变量之间的关系,即实验目的。

    题型2 实验原理的表述

    【题型概述】

    在实验类题目中,考查实验原理也是一类常见的题型。该类题型通常会要求考生根据实验方案分析实验的变量并说出实验原理,而实验原理通常来自教材中的实验原理,或规律性的总结。

    【方法点睛】

    如何表述实验原理

    实验原理就是进行实验的理论依据,包括选择实验材料的依据、作出假设的依据、设置实验步骤的依据、分析现象结果的依据(或原因)、确定观测指标的依据(或原因)。因此,要熟知教材实验中涉及的各种试剂的选择依据及相应的生理过程,进而确定实验原理。实验原理一般由三段组成:自变量和因变量的关系+因变量的观测指标+实验具体过程概括,在表述时一般使用陈述句而不用疑问句,用肯定句而不用否定句。


    题型3 实验选材及实验步骤的完善

    【题型概述】

    高考实验类题目中,常出现设计实验方案类的题目,要求考生根据题目信息,选择合适的实验材料或设计部分实验方案或描述实验思路,这类题目难度偏大。

    【方法点睛】 

    实验步骤表述的三环节

    表述实验步骤的题目一般分为两种,一种是全部需要表述,另一种是给出部分步骤要求补充其余步骤。全部需要表述的题目难度较大,且近几年高考中已很少出现。补充完善部分实验步骤的题目难度相对较小且比较常见,这一类题目通常会在某些关键步骤留空要求补充,常涉及实验材料的选择、自变量的表述及实验结果的观察(检测)指标等。


    1.在书写时,需要注意以下四点

    一要紧扣实验目的,从实验目的中找出自变量和因变量;

    二要分析实验材料和用具,一般题目中均会给出实验所用材料和用具等;

    三要遵循实验设计的基本原则,如对照原则、单一变量原则和等量原则等;

    四要注意语言的简洁、准确和专业化。

    2.实验步骤表述的“三环节”

    (1)取材分组。将若干生长状况、大小等相同的材料均分为若干组,并用A、B、C……或甲、乙、丙……进行标号。常用句式:把……(生长状况、大小、身高、体重、生长发育等)相同的……随机平均分成A、B……组,A为对照组,B……为实验组〔分组编号,等量对照——主要是描述“无关变量”〕。

    (2)材料处理。第一,不施加实验变量(自然条件或模拟自然条件)的设为对照组;施加实验变量的设为实验组(或是相互对照组)。第二,控制无关变量,即其他条件相同且适宜,试剂等量且适量。常用句式:A组加适量的……(实验处理);B组加等量的 ……(对照处理);其他条件相同且适宜〔实验组进行处理——主要是描述“自变量”,平衡“无关变量”〕。

    (3)观察记录。反应〔生化鉴定类〕或培养〔生理实验类〕相同时间后,观察指标〔颜色变化、沉淀反应;形态结构、生理特征变化等〕或测定指标〔生长发育速度、生化反应速度等〕并记录数据。常用句式:把……培养或反应一段时间后,观察记录……数据进行相关处理(求平均值等)〔实验结果的处理——主要是描述“因变量”〕。

    题型4 实验结果的预测及结论的得出

    【题型概述】

    实验结果的预测及结论的得出,通常合并在一起进行考查,很少单独对实验结果或结论进行考查。实验设计类题目通常分为两种类型:探究性实验和验证性实验。这两类实验的预期结果及结论的表述完全不同。在近年的高考题目中,多见探究性实验的实验结果预测及结论的得出,考查验证性实验的预测结果及结论的题目较少。

    【方法点睛】 

    1.探究性实验结果的预测及结论的得出

    探究性实验的结果及结论是不唯一的,解题时要把各种可能的结果全部列出。通常,要想完整地写出探究性实验的预期结果,需要先了解实验目的,而探究性实验的实验目的常常带有一些不确定词语,在解题时我们可以将这些不确定词语分解开,然后分别以确定的词语进行表述,就可以得出几个实验结论,进而根据各种结论逆推出各种预期结果,最后再将预期结果和结论的书写顺序组织好,按照“若出现……(实验结果),则说明……(实验结论)”的模式来书写即可(如上述例题的解答)。具体分析流程如下:

    2.验证性实验结果的预测及结论的得出

    验证性实验的结果及结论是唯一的,实验目的往往就体现了实验结论,只要将实验目的中的文字以确定的结论性语句表述出来就可以了。例如实验目的为“验证酶的化学本质是蛋白质”,则实验结论表述为“酶的化学本质是蛋白质”。

    由于验证性实验的结论具有唯一性,因此验证性实验的结果也是唯一的,且需要与唯一的实验结论相对应(如上述例题的解答)。具体分析流程如下: 

99%的理科生都抱怨的生物实验题这样提分!

    题型5 实验方案的分析与评价

    【题型概述】

    实验方案的分析与评价是高考实验题重要的考查形式,主要考查考生是否能够设计完整科学的实验方案。通常针对实验选材、实验设计的科学性,实验结果及结论描述的准确性等方面来进行命题。

    【方法点睛】

    实验方案的分析与评价

    实验方案的评价通常需要注意以下几个方面:

    (1)重要原则是否遵守,如科学性原则、对照原则、单一变量原则、平行重复原则等。

    (2)干扰因素是否排除。

    (3)实验步骤是否完整、顺序是否合理。

    (4)生物材料、实验器材选择是否恰当。

    (5)药剂选择、使用、用量是否准确。

    (6)检验手段是否合理。

    (7)实验结果的验证目标是否明确。

    (8)实验结论描述是否科学准确。

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