验证型和探究型生物试题实验题的答题技巧

来源:用户上传      作者: 尹春跃

　　生物学是一门以实验为基础的学科，生物学它的所有基础理论都是建立在实验的基础上发展起来的。对近几年全国理综试卷和一些省市的高考卷分析发现，实验事体所占分值比例有所增加。对实验的重视和复习是高考复习的重要一环。从对近几年上海、广东、江苏的高考生物试卷和全国的理科综合试卷分析中发现：有关实验能力的试题，从所占的比例来看有逐渐增加的趋势；从题目设计的认知层次来看有逐渐提高的趋势；从覆盖的知识范围来分析，有涉及高中课本内的知识，也有不涉及高中所学的内容，所要验证的生物学事实是由题目提供的；从知识内容分析，试题涉及生物学基本原理、概念、解剖和生理知识；实验目的、材料的使用；实验操作、方法步骤、对实验现象的分析、实验设计和结果预测等多个方面。本文下面以新陈代谢中部分有关新陈代谢内容的试题为例简述验证型和探究型试题的答题技巧，以期对同学们的实验复习起到抛砖引玉的作用。
　　
　　 1. 探究性实验及其答题技巧
　　
　　探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认识活动。它根据实验的目的，利用已知的、外加的因素去干扰研究对象，看它会发生什么样的变化，出现什么样的现象，产生什么样的结果。探究性实验与科学家的科学探究在本质上是一样的，两者只有程度上的不同而已。
　　高考试题要求考学生独立完成全程性探究实验的各个方面的可能性较小，而但要求考学生对实验过程中的个别方面，也就是对实验的某个局部进行科学的补充的可能性就较很大。考查的内容主要有：作出假设、制定计划、预测结果、分析结论和进行评价等。
　　
　　 （3）材料用具：盆栽天竺葵（C3植物）、盆栽玉米（C4植物）、酒精、碘液、显微镜、、大烧杯、酒精灯、载玻片、盖玻片、镊子、滴管、清水等。
　　
　　解析：本题中C3植物和C4植物叶片中淀粉粒位置是未知，因此属于探究性的实验题。由于实验结果是未知的，因此，可以有多种假设，解答时要尽量列出各种可能的假设的类。在表述假设时一般采用“如果A，则那么B”的形式，这里“如果”是对实验结果的预期，“那么”是用如何去做、会有何现象来定义预期的结果使该结论成立的实验方法和现象的表述。由于哪个假设成立还不确定，实验的结果也是未知的，因此在描述实验步骤的时候，不必对实验的现象作出做出描述，只需讲清实验的过程和观察的对象。同样由于实验的结果是未知的，因此必须根据假设进行讨论，在表述的方式上，与假设应该是相反的。
　　答案（2）实验假设：
　　如果C3植物叶片中淀粉粒只存在于叶肉细胞中，那么C3植物叶片经酒精脱色、碘液染色后叶肉细胞就会变成蓝色；
　　 如果C3植物叶片中淀粉粒只存在于维管束鞘细胞中，那么C3植物叶片经酒精脱色、碘液染色后维管束鞘细胞就会变成蓝色；
　　 如果C3植物叶片中淀粉粒既存在于叶肉细胞中又存在于维管束鞘细胞中，那么C3植物叶片经酒精脱色、碘液染色后叶肉细胞和维管束鞘细胞都会变成蓝色；
　　 C4植物也是如此。
　　 （4）实验步骤：
　　①实验前，将天竺葵、玉米在光下照射几小时。（目的是使叶片中形成淀粉粒。）
　　
　　②各摘取一片健康的叶片，分别放入酒精水浴酒精加热脱色，清水冲洗后用碘液染色。（酒精脱色便于观察。）
　　
　　③对比观察上述处理过的两种叶片 。 （不出现对实验现象的描述。）
　　④将上述处理的叶片分别做成叶片横切的临时装片，用显微镜观察两种叶片染成蓝色的部位。（显微观察，以便确定淀粉粒存在的位置。不出现对实验现象的描述。）
　　
　　 （5）实验结论：
　　如果C3植物叶片中只有叶肉细胞变成蓝色，则说明淀粉粒只存在于叶肉细胞中；
　　如果C3植物叶片中只有维管束鞘细胞变成蓝色，则说明淀粉粒只存在于维管束鞘细胞中；
　　如果C3植物叶片中叶肉细胞和维管束鞘细胞都变成蓝色，则说明淀粉粒既存在于叶肉细胞中又存在于维管束鞘细胞中；
　　
　　C4植物也是如此。（根据假设对可能的实验结果和结论进行讨论）。
　　
　　2．验证性实验及其答题技巧
　　验证性实验是指实验者针对已知的实验结果而进行的，以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。其特点是验证前人的科学研究过程和结论，而这种结论在理论课中已经讲过。所以这类实验的重点在于理解实验原理，掌握实验步骤，解释实验结果产生的原因。
　　验证性实验设计的基本内容：
　　①实验名称：是关于一个什么内容的实验。
　　②实验目的：要探究或者验证的什么样的某一事实。
　　③实验原理：进行实验依据的科学道理原理。
　　④实验对象：进行实验的主要对象。
　　⑤实验条件：根据实验原理确定仪器和设备；要细心思考实验的全过程。
　　⑥实验方法与步骤：实验采用的方法及必需的(最佳)操作程序。每一步骤都必须是科学的；能及时对仪器、步骤进行有效矫正。
　　⑦实验测量与记录：对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确客观的记录。
　　⑧实验结果预测及分析：能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因。
　　⑨实验结论：对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论。
　　例2 补充完成下面验证性实验中的缺项部分：
　　 （1）实验目的：验证C3植物和C4植物叶片中淀粉粒的存在位置分别是叶肉细胞和维管束鞘细胞。
　　 （2）实验原理： 。
　　 （3）材料用具：盆栽天竺葵（C3植物）、盆栽玉米（C4植物）、酒精、碘液、显微镜、大烧杯、酒精灯、载玻片、盖玻片、镊子、滴管、清水等。
　　 （4）实验步骤与结果
　　 （5）实验结论：。
　　解析：本实验是要求验证C3植物和C4植物叶片中淀粉粒存在的位置分别是叶肉细胞和维管束鞘细胞，因此属于验证性实验题。实验的结果是在预期之中的，因此必须给予准确的描述，实验的结论也是肯定的。
　　答案：（2）实验原理：
　　因为C3植物叶片中只有叶肉细胞中含有淀粉粒，所以天竺葵叶片经脱色、碘液染色后，叶肉组织变成蓝色，而C4植物叶片中只有维管束鞘细胞中含有淀粉粒，所以玉米叶片经脱色、碘液染色后，维管束鞘细胞变成蓝色。
　　（4）实验步骤：
　　 ①实验前，将天竺葵、玉米在光下照射几小时。（目的是使叶片中形成淀粉粒。）
　　 ②各摘取一片健康的叶片，分别水浴酒精加热脱色，清水冲洗后用碘液染色。（酒精脱色便于观察。）
　　 ③对比观察上述处理过的两种叶片。可以看到天竺葵叶片的叶肉组织被染成蓝色，网状叶脉没有变蓝；玉米叶片中的平行叶脉被染成蓝色，叶肉组织没有变蓝。（对实验结果进行准确描述。）
　　 ④ 将上述处理的叶片分别做成叶片横切的临时装片，用显微镜观察两种叶片染成蓝色的部位。可以看到，天竺葵叶片的叶肉细胞被染成蓝色，而叶脉的微管束鞘细胞没有染成蓝色；玉米叶脉中的微管束鞘细胞被染成蓝色，叶肉细胞没有染成蓝色。（对实验结果进行准确描述。）
　　（5）结论：C3植物和C4植物叶片中淀粉粒的存在位置分别是叶肉细胞和维管束鞘细胞。（结论明确唯一，不必进行讨论。）

　　根据例2为了验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤和预测实验结果的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对你的预测结果进行分析。
　　实验材料与用具：烟草幼苗、试管两支、蒸馏水、NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、真空泵、暗培养箱、日光灯（实验过程中光照和温度条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解度及无氧呼吸忽略不计）。
　　实验步骤和预测实验结果：
　　（1）剪取两小块相同的烟草叶片，分别放入盛有等量蒸馏水和NaHCO3稀溶液的两支试管中。此时，叶片均浮在液面上。
　　（2）用真空泵抽去两支试管内液体中和叶肉细胞间隙中的气体后，敞开试管口，可观察到叶片均下沉到试管底部。
　　（3）……
　　分析预测的结果：
　　解析本题考查绿色植物在光下进行光合作用吸CO2放O2；在暗处只进行呼吸作用吸O2放CO2，以及生物学实验的基本技能（如“明确实验目的”、“理解实验原理”、“确认实验变量”、“平衡干扰变量”、“实验结果的预期与分析”等）。这道题的实验目的是“验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗”，从题给实验条件可知，NaHCO3稀溶液平衡了叶片生理过程中的CO2，实际上只要考虑O2的变化。在光下盛NaHCO3稀溶液的试管，叶片进行光合作用放出O2，叶片上浮，盛蒸馏水的试管，叶片不能进行光合作用仍在试管底部；暗培养箱中NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。
　　答案 步骤:（3）将这两支试管放在日光灯下，照光一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片上浮，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
　　（4）再将这两支试管放在暗培养箱中一段时间。结果：NaHCO3稀溶液中的叶片下沉，蒸馏水中的叶片仍在试管底部。
　　分析预测的结果：
　　（1）光照下，NaHCO3稀溶液中的叶片进行光合作用，释放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，叶肉细胞间隙中的O2增加，叶片上浮。而蒸馏水中缺乏CO2和O2，叶片不能进行光合作用和有氧呼吸，叶肉细胞间隙缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。（对实验结果进行准确描述）
　　（2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的叶片进行呼吸作用，消耗了叶肉细胞间隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，叶肉细胞间隙缺乏气体，叶片下沉。蒸馏水中缺乏O2，叶片不能进行有氧呼吸，叶肉细胞间隙仍缺乏气体，因此叶片仍位于试管底部。（对实验结果进行准确描述）
　　
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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