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近年来,高考全国卷生物试题中实验类题目出现的频率较高,在考查考生基础知识和基本技能的同时,对考生的探究能力也进行了全方位的考查,体现了考试大纲中“实验与探究能力”的四个基本要求。高考對实验类题目的考查主要从实验原理、实验思想方法及实验设计与分析等角度进行命题,那么同学们怎样做才能熟练运用应试技巧,在高考中斩获高分呢?
一、重视教材中的基础实验
纵观近几年全国卷试题,在考查内容上,对基础实验的考查主要涉及实验材料、原理、试剂及其用途、操作步骤及要领、现象及结论等,偶尔考查有关生物学问题的初步探究,这部分内容主要以选择题的形式呈现。
【例1】下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是( )
A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B. 检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C. 若要观察处于细胞分裂中期的染色体,可用醋酸洋红液染色
D. 斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色
【答案】B
【解析】细胞膜是选择透过性膜,台盼蓝染色剂是细胞不需要的有机物,若细胞膜完整,其无法进入细胞,而细胞膜被破坏后其可以进入细胞,A正确;氨基酸不含肽键,而双缩脲试剂可用来检测蛋白质中的肽键,B错误;观察细胞分裂过程中的染色体,可用醋酸洋红液染色,C正确;斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被还原性葡萄糖在水浴加热下还原成砖红色,D正确。
【例2】若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定酶活性的实验中,下列操作顺序合理的是( )
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B. 加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C. 加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D. 加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
【答案】C
【解析】依题意可知该实验的pH为无关变量,为了排除无关变量的干扰,应在控制pH相同且适宜的条件下,让底物与酶混合,让酶促反应在人为控制的条件下进行。A、B、D三项错误,C项正确。
【技法点拨】考点定位:例1主要考查课本基础实验中染色的试剂及其用途。例2以“测定酶活性的实验”为素材,考查学生能否对影响酶活性的因素及对实验操作顺序的合理性做出判断。高考复习的基本原则是“以本为本,以纲为纲”,在复习基础实验时,要学会按照一定的形式对实验进行分类梳理,如按照显微观察类、物质提取与鉴定类、调查类、探究类等进行分类总结,根据其中所呈现出的共性规律进行系统化复习。例如就显微观察类实验可进行汇总,对实验材料的选择及处理、是否需染色及染色剂用法、如何制片、观察对象是什么及细胞活性如何等做区分,对显微镜使用注意事项进行总结。
二、重视教材中的经典实验
教材之所以使用经典实验作为例子,是因为经典实验能反映生命科学研究中的科学思维过程,其中实验选材、步骤设计、结果呈现、得出结论等环节均包含考生需要掌握的技巧,同时它们也是培养学生科学思维与实验探究能力的重要途径。因此,以经典实验为背景的题目常出现在高考中。
【例3】某大肠杆菌能在基本培养基上生长,其突变体M和N均不能在基本培养基上生长,但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合一段时间后,再将菌体接种在基本培养基平板上,发现长出了大肠杆菌(X)的菌落,据此判断,下列说法不合理的是( )
A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失
B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的
C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X
D.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
【答案】C
【解析】突变体M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,说明其不能在基本培养基上生长可能是因为体内不能合成氨基酸甲,原因可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失,A正确;一般来说,大肠杆菌突变体形成是由于基因突变,B正确;正常情况下,突变体M的RNA与突变体N混合培养不能改变突变体N的遗传物质,也就不能使N转化为X,C错误;细菌间可以发生DNA转移,使受体的遗传特性发生改变,并且改变是可以遗传的,D正确。
【例4】根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常一种新病毒出现后,需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路;(2)预期实验结果及结论。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
【答案】DNA和RNA有各自的特有碱基,DNA特有碱基为T,RNA特有碱基为U。
(1)实验思路:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后,收集病毒并监测其放射性。(甲组)
将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后,收集病毒并监测其放射性。(乙组)
(2)预期实验结果及结论:若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。
【技法点拨】考点定位:例3以教材“S菌DNA可使R菌转化”为基础,以肺炎双球菌转化实验为素材,考查了细菌的转化问题,把握细菌转化的实质——基因重组是解题的关键。例4借鉴了T2噬菌体侵染大肠杆菌经典实验的方法,要求考生解决具体的生物学问题。此题将利用放射性同位素标记法区分DNA和RNA、噬菌体侵染细菌的实验方法(如要标记噬菌体,首先标记大肠杆菌,再让噬菌体侵染已标记细菌)实现了完美结合。无论是应对教材中的经典实验的直接考查还是创新考查,只有理清实验的思路,追根溯源,学会分析与整体设计,才能将所学知识技巧灵活迁移。 三、重视实验设计与分析
在高考中,实验设计与分析题的难度较大,综合性较强。这类试题一般以简答题的形式呈现,由于要求书写的文字较多,逻辑性较强,规范性要求较高,因此也是较易拉开考生分数差距的一类试题。
这类试题往往涉及实验原理的确定、假设的提出、变量的分析、实验材料的选择、实验步骤的设计、实验结果的呈现与分析、实验结论的得出、实验的评价与纠错等多个环节,同学们在复习中一定要加强此类题的训练,并总结解题规律和答题技巧,以便在高考中从容应对。
【技法点拨】以“探究温度对淀粉酶活性影响”实验为例:
【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,尤其是寫出实验步骤类试题,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做出说明。在实验中,若已学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;若未学过无关变量的具体内容(如保温时间),则可用“适宜且相等”“理想条件下”等文字表述。
在做了许多练习题之后,我们可以发现,生物题不像化学、物理题那样变化多端,都是直接以考查书本概念的形式出现在我们的试卷上,最大的变化就是换一个情境,所以很多人说:“生物是理综里的文科科目。”
让记忆不再犯难
记忆,一直是考生们的痛。“我也知道要记啊,可是我记不住,能怎么办?”对生物这种有点“偏文”的科目,我们要学会构建思维导图和分类总结。
何为思维导图?它其实就是一种展示逻辑思路的图像。在生物学习里,我的总思路就是“分子和细胞→遗传→环境和稳态”。我们知道,生物学的基本是分子和细胞,所以要学好生物,这两个知识点一定要记清楚。接下来,遗传和进化作为生命必须经历的过程,其必然以分子和细胞为基础。最后才是环境与稳态,因为它包含植物和动物两方面,所以在将前面的内容厘清之后,再来记忆这部分内容会更容易。如果要将这个总思路做成思维导图,就是如下图的形式。
这张图概括总结了高考生物的主要内容,在课本和资料上可以找到更具体的内容,而我们要做的就是对这些信息进行整合。在学习时,我们要学会把一厘米厚的课本“翻成”几厘米厚,也就是将内容扩展,将其学细、学精;而在复习时,我们要把四五本课本“浓缩”成一张纸,也就是将内容整合归纳。
另外,对于那些可以分类总结的内容,我们可以以表格的形式呈现出来,既便于我们区分,也便于我们记忆。比如:DNA和RNA,还原糖、脂肪和蛋白质,线粒体和叶绿体,光合作用和呼吸作用,被动运输和主动运输等知识都可以各自总结成一个表。以物质进出细胞的方式举例,我们可以设计这样一个表格。
运输方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
运输方向
细胞能量
载体蛋白
举例
重点关注实验
在这里,我要单独把实验与探究拿出来讲。在生物考题中,实验是免不了的,由于我们无法将每个实验都操作一遍,因此我们可以在网上查找这些实验的演示视频,或者学会想象实验,即把实验过程在大脑中想象出来。这既有利于记忆操作过程,也有利于发现和理解实验相关的问题。
另外,我们要将课本翻一遍,将书中的实验记录一下,逐个击破,如以前文提到的思维导图为切入口,详解操作步骤、实验原理、实验现象、实验涉及的知识点等。实践是理论之源,两者是不可分开而论的,所以在做实验的总结时一定要与理论相结合。
生物考试出的题都比较细,所以做题时一定要仔细审题,切勿“入坑”;还要经常看看自己容易混淆和忘记的知识点,查漏补缺。
生物不难学,需要的是坚持和信心。
一、重视教材中的基础实验
纵观近几年全国卷试题,在考查内容上,对基础实验的考查主要涉及实验材料、原理、试剂及其用途、操作步骤及要领、现象及结论等,偶尔考查有关生物学问题的初步探究,这部分内容主要以选择题的形式呈现。
【例1】下列关于细胞结构与成分的叙述,错误的是( )
A. 细胞膜的完整性可用台盼蓝染色法进行检测
B. 检测氨基酸的含量可用双缩脲试剂进行显色
C. 若要观察处于细胞分裂中期的染色体,可用醋酸洋红液染色
D. 斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被葡萄糖还原成砖红色
【答案】B
【解析】细胞膜是选择透过性膜,台盼蓝染色剂是细胞不需要的有机物,若细胞膜完整,其无法进入细胞,而细胞膜被破坏后其可以进入细胞,A正确;氨基酸不含肽键,而双缩脲试剂可用来检测蛋白质中的肽键,B错误;观察细胞分裂过程中的染色体,可用醋酸洋红液染色,C正确;斐林试剂是含有Cu2+的碱性溶液,可被还原性葡萄糖在水浴加热下还原成砖红色,D正确。
【例2】若除酶外所有试剂均已预保温,则在测定酶活性的实验中,下列操作顺序合理的是( )
A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B. 加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C. 加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D. 加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
【答案】C
【解析】依题意可知该实验的pH为无关变量,为了排除无关变量的干扰,应在控制pH相同且适宜的条件下,让底物与酶混合,让酶促反应在人为控制的条件下进行。A、B、D三项错误,C项正确。
【技法点拨】考点定位:例1主要考查课本基础实验中染色的试剂及其用途。例2以“测定酶活性的实验”为素材,考查学生能否对影响酶活性的因素及对实验操作顺序的合理性做出判断。高考复习的基本原则是“以本为本,以纲为纲”,在复习基础实验时,要学会按照一定的形式对实验进行分类梳理,如按照显微观察类、物质提取与鉴定类、调查类、探究类等进行分类总结,根据其中所呈现出的共性规律进行系统化复习。例如就显微观察类实验可进行汇总,对实验材料的选择及处理、是否需染色及染色剂用法、如何制片、观察对象是什么及细胞活性如何等做区分,对显微镜使用注意事项进行总结。
二、重视教材中的经典实验
教材之所以使用经典实验作为例子,是因为经典实验能反映生命科学研究中的科学思维过程,其中实验选材、步骤设计、结果呈现、得出结论等环节均包含考生需要掌握的技巧,同时它们也是培养学生科学思维与实验探究能力的重要途径。因此,以经典实验为背景的题目常出现在高考中。
【例3】某大肠杆菌能在基本培养基上生长,其突变体M和N均不能在基本培养基上生长,但M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,N可在添加了氨基酸乙的基本培养基上生长。将M和N在同时添加氨基酸甲和乙的基本培养基中混合一段时间后,再将菌体接种在基本培养基平板上,发现长出了大肠杆菌(X)的菌落,据此判断,下列说法不合理的是( )
A.突变体M催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失
B.突变体M和N都是由于基因发生突变而得来的
C.突变体M的RNA与突变体N混合培养能得到X
D.突变体M和N在混合培养期间发生了DNA转移
【答案】C
【解析】突变体M可在添加了氨基酸甲的基本培养基上生长,说明其不能在基本培养基上生长可能是因为体内不能合成氨基酸甲,原因可能是催化合成氨基酸甲所需酶的活性丧失,A正确;一般来说,大肠杆菌突变体形成是由于基因突变,B正确;正常情况下,突变体M的RNA与突变体N混合培养不能改变突变体N的遗传物质,也就不能使N转化为X,C错误;细菌间可以发生DNA转移,使受体的遗传特性发生改变,并且改变是可以遗传的,D正确。
【例4】根据遗传物质的化学组成,可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型,有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常一种新病毒出现后,需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换,请利用放射性同位素标记的方法,以体外培养的宿主细胞等为材料,设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出(1)实验思路;(2)预期实验结果及结论。(要求:实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
【答案】DNA和RNA有各自的特有碱基,DNA特有碱基为T,RNA特有碱基为U。
(1)实验思路:将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后,收集病毒并监测其放射性。(甲组)
将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中,之后接种新病毒。培养一段时间后,收集病毒并监测其放射性。(乙组)
(2)预期实验结果及结论:若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,即为RNA病毒;反之为DNA病毒。
【技法点拨】考点定位:例3以教材“S菌DNA可使R菌转化”为基础,以肺炎双球菌转化实验为素材,考查了细菌的转化问题,把握细菌转化的实质——基因重组是解题的关键。例4借鉴了T2噬菌体侵染大肠杆菌经典实验的方法,要求考生解决具体的生物学问题。此题将利用放射性同位素标记法区分DNA和RNA、噬菌体侵染细菌的实验方法(如要标记噬菌体,首先标记大肠杆菌,再让噬菌体侵染已标记细菌)实现了完美结合。无论是应对教材中的经典实验的直接考查还是创新考查,只有理清实验的思路,追根溯源,学会分析与整体设计,才能将所学知识技巧灵活迁移。 三、重视实验设计与分析
在高考中,实验设计与分析题的难度较大,综合性较强。这类试题一般以简答题的形式呈现,由于要求书写的文字较多,逻辑性较强,规范性要求较高,因此也是较易拉开考生分数差距的一类试题。
这类试题往往涉及实验原理的确定、假设的提出、变量的分析、实验材料的选择、实验步骤的设计、实验结果的呈现与分析、实验结论的得出、实验的评价与纠错等多个环节,同学们在复习中一定要加强此类题的训练,并总结解题规律和答题技巧,以便在高考中从容应对。
【技法点拨】以“探究温度对淀粉酶活性影响”实验为例:
【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,尤其是寫出实验步骤类试题,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做出说明。在实验中,若已学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;若未学过无关变量的具体内容(如保温时间),则可用“适宜且相等”“理想条件下”等文字表述。
在做了许多练习题之后,我们可以发现,生物题不像化学、物理题那样变化多端,都是直接以考查书本概念的形式出现在我们的试卷上,最大的变化就是换一个情境,所以很多人说:“生物是理综里的文科科目。”
让记忆不再犯难
记忆,一直是考生们的痛。“我也知道要记啊,可是我记不住,能怎么办?”对生物这种有点“偏文”的科目,我们要学会构建思维导图和分类总结。
何为思维导图?它其实就是一种展示逻辑思路的图像。在生物学习里,我的总思路就是“分子和细胞→遗传→环境和稳态”。我们知道,生物学的基本是分子和细胞,所以要学好生物,这两个知识点一定要记清楚。接下来,遗传和进化作为生命必须经历的过程,其必然以分子和细胞为基础。最后才是环境与稳态,因为它包含植物和动物两方面,所以在将前面的内容厘清之后,再来记忆这部分内容会更容易。如果要将这个总思路做成思维导图,就是如下图的形式。
这张图概括总结了高考生物的主要内容,在课本和资料上可以找到更具体的内容,而我们要做的就是对这些信息进行整合。在学习时,我们要学会把一厘米厚的课本“翻成”几厘米厚,也就是将内容扩展,将其学细、学精;而在复习时,我们要把四五本课本“浓缩”成一张纸,也就是将内容整合归纳。
另外,对于那些可以分类总结的内容,我们可以以表格的形式呈现出来,既便于我们区分,也便于我们记忆。比如:DNA和RNA,还原糖、脂肪和蛋白质,线粒体和叶绿体,光合作用和呼吸作用,被动运输和主动运输等知识都可以各自总结成一个表。以物质进出细胞的方式举例,我们可以设计这样一个表格。
运输方式 被动运输 主动运输
自由扩散 协助扩散
运输方向
细胞能量
载体蛋白
举例
重点关注实验
在这里,我要单独把实验与探究拿出来讲。在生物考题中,实验是免不了的,由于我们无法将每个实验都操作一遍,因此我们可以在网上查找这些实验的演示视频,或者学会想象实验,即把实验过程在大脑中想象出来。这既有利于记忆操作过程,也有利于发现和理解实验相关的问题。
另外,我们要将课本翻一遍,将书中的实验记录一下,逐个击破,如以前文提到的思维导图为切入口,详解操作步骤、实验原理、实验现象、实验涉及的知识点等。实践是理论之源,两者是不可分开而论的,所以在做实验的总结时一定要与理论相结合。
生物考试出的题都比较细,所以做题时一定要仔细审题,切勿“入坑”;还要经常看看自己容易混淆和忘记的知识点,查漏补缺。
生物不难学,需要的是坚持和信心。