【摘要】

笔者通过解读 2009年《安徽省考试说明》和分析近几年高考中的实验题，归纳了实验设计题的常考方向，并结合自身的教学实践给出了相应的应考策略。

关键词：

实验与探究能力、生物课程标准、实验专题复习

 

  在高考理科综合考试中，实验占居越来越重要的位置，突出“实验与探究能力”这条主线，全面地考查了考生的学习能力和科学素养，其分值比例逐年上升。“得实验者得理综”，因此，注重复习实验，讲解实验题的解题方法与题型训练是十分必要的。在高考复习的全过程中，都应该充分重视生物学的实验。

1 ．考试大纲中“实验与探究能力”的解读。

考试大纲对生物学科的实验，提出了专项能力要求——“实验与探究能力”，并且细化为四个层次。

1.1 能独立完成“生物知识内容表”所列实验。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的运用。

这个层次考查的是必修本 19个实验和选修本 5个实验，是最基本的实验能力要求。它需要考生在复习的过程中，通过亲身经历各项实验活动，对实验原理的理解和应用，实验的思路和步骤 ,要用到的器材的选择、作用和使用方法，以及实验数据的测量和处理方法，对实验现象的观察分析、实验结论的归纳等，都要有一个全面的熟悉。

1.2 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。

这个层次的实验能力较第一层次有了明显提高。它要求考生能从课本中的实验中去提炼出一些共同的实验思想，主要包括实验的基本原则和实验设计的基本程序等。掌握实验遵循的两大基本原则：（ 1）设立对照原则。主要有：空白对照、条件对照、相互对照等。（ 2）单一变量原则。实验的基本操作程序：（ 1） 取材，分组，编号；（ 2）单一变量处理；（ 3）适宜条件下培养；（ 4）观察现象，预期结果和结论。

1.3 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、系统分析等科学研究方法。

科学探究能力是“实验与探究能力”中较高层次的要求，也是《高中生物课程标准》中最亮点的课程理念之一。在近几年高考中，该层次能力的考查逐步加大力度。这里所说的科学探究能力，主要指对未知答案或不确定答案的问题进行探究，包括确认变量，作出假设和预期；设计可行的实验方案，实施实验方案，利用数学方法处理数据；得出合理的结论。

1.4 能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。

这个层次主要是考查考生对所学生物知识、实验方法的综合运用。考生在审题时，要能在头脑里清醒地呈现出一个该题需要的较为完整、正确的实验方案轮廓，然后与试题提供的方案进行比较，再作出正确的评价和恰当地修改。

2 ．我校在高考生物复习过程中，非常注重实验。主要体现在以下几个方面：

2.1 在必修本的学习时，对课本上的实验，我们尽量创造条件安排学生实验。通过动手动脑，亲身经历各项实验活动，对实验原理的理解和应用，实验要用到的器材的选择、作用和使用方法，设计思路和实验步骤，及数据的测量和处理方法，对现象的观察分析、结论归纳等，都有一个系统的、全面的熟悉。在实验无法开展的情况下，我们尝试把教学参考书后附的实验录像进行剪辑，插入到使用的 PPT课件中。上课时播放真人做实验的录像，使学生身临其境，教学效果比动画教学要好得多。

例如：在学习细胞分裂的内容时，可播放洋葱根尖分生组织的有丝分裂的录像；在进行生长素的生理作用教学时，可以在课件中插入“探究生长素类似物对扦插枝条生根的作用”录像；微生物的实验无法开展，因为有的实验需要连续进行若干天，所以可播放大肠杆菌的分离和培养的实验录像，使学生了解基本原理和操作步骤，等等。

2.2 在第一轮复习时我们回归课本，对考试说明上规定的实验逐个复习，确保学生掌握其实验原理，方法，操作步骤等。按照实验研究方法和操作技术，我们把实验大体上可分为两类：验证性实验和探究性实验。如下：

I 必修本实验的分类（考试大纲规定 19个）

验证性实验：生物组织细胞成分的提取、分离和鉴定（ 2个）      

     （ 1）生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定

     （ 2）叶绿体中色素的提取和分离    

使用显微镜的观察实验（ 7个）

     （ 1）观察 DNA和 RNA在细胞中的分布

     （ 2）用显微镜观察多种多样的细胞

     （ 3）观察线粒体和叶绿体

     （ 4）观察植物细胞的有丝分裂

     （ 5）观察植物细胞的质壁分离与复原

     （ 6）观察细胞的减数分裂

     （ 7）低温诱导染色体加倍

探究性实验：（ 9个）

     （ 1）通过模拟实验探究膜的透性

     （ 2）有关酶催化特点的探究实验

     （ 3）探究酵母菌的呼吸方式

     （ 4）模拟探究细胞表面积与体积的关系

     （ 5）探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用

     （ 6）模拟尿糖的检测

     （ 7）探究培养液中酵母菌数量的动态变化

     （ 8）土壤中动物类群丰富度的研究

      （ 9）探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替    

调查活动（ 1个） 调查常见的人类遗传病

II 选修本的实验：（基本上属于探究性实验）

微生物的利用

    （ 1）微生物的分离和培养

    （ 2）培养基对微生物的选择作用

    （ 3）利用微生物进行发酵来生产特定产物

酶的应用

    （ 1）酶活力测定的一般原理和方法

（ 2）酶在洗涤等方面的应用

考生通过上表所列实验的系统复习，对这些实验所涉及到的实验原理、实验方法和基本操作程序，要熟练地掌握和灵活地运用。

例如， 2007年重庆卷 -31（ 3）“为了确认马铃薯不含还原糖的原因…”，就是通过提供一个新的情景材料，考查考生对教科书中“生物组织中还原糖鉴定”的实验方法的熟悉和运用。 2005年全国卷Ⅱ -30（ 1）“请以放置一小段时间的菠菜为材料设计一个实验，证明气孔具有开启和关闭的功能…”，则是考查学生能否将教科书中的“植物细胞质壁分离和复原”中的实验原理、操作步骤，材料用具，加以借用。

2.3 在第二轮复习时 ,主要是以专题的形式系统性复习实验。我们根据近几年来高考试题分析了实验题的常见考查方向，主要有以下七个方面：

专题 1、 酶的催化特点的实验探究。

酶的催化作用具有高效性和专一性，影响酶的催化速率的因素有温度、 pH，还有底物的浓度、酶的浓度等。该考点在高考中多以坐标图、实验装置图等形式呈现。

例 1（ 2003年上海卷）下图纵轴为酶反应速率，横轴为底物浓度，其中正确表示酶量增加 1倍时，底物浓度和反应速率关系的是 ( B )

解析　酶作为生物催化剂，酶量的增加，能够加快化学反应的速率，缩短反应达到平衡所需要的时间。该题还需要考虑对照实验。  

另外，还可以联系选修 1的专题 4《酶的应用》相关内容进行复习。如探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响的实验设计，温度 、 PH 对果胶酶活性的影响实验设计等。

专题 2、 光合作用与细胞呼吸的关系。

光合作用和细胞呼吸不仅是高中生物教学的重点，也是高考中年年考、重点考、变式考的主要内容。光合作用是绿色植物在光照下才能进行的生理活动，受光照强度、温度、二氧化碳浓度等因素的影响。而细胞呼吸则是所有具细胞结构的生物一刻也不停顿进行着的生理活动，主要受温度的影响。熟悉光合作用和细胞呼吸的基本过程和原理，学会分析有关的实验，是很重要的。

例 2（ 2008年宁夏）为验证叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行试验，装片需要给与一定的条件，这些条件是（ B）

A 光照、有空气、临时装片中无 NaHCO3稀溶液

B 光照、无空气、临时装片中有 NaHCO3稀溶液

C 黑暗、有空气、临时装片中无 NaHCO3稀溶液

D 黑暗、无空气、临时装片中无 NaHCO3稀溶液

解析：本题考查的是光合作用的实验原理，考查学生验证简单生物学事实的能力。

例 3（ 2006年全国Ⅰ）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等条件适宜，空气中 O2和 CO2在水中的溶解量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，分别放放盛有等量蒸馏水和 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 （略）

专题 3 、血糖平衡及有关激素的调节。

人体内血糖浓度的相对稳定是人体稳态维持的重要标志。以必修 3上的“血糖浓度相对稳定的维持”图解，可整理出“血糖的三个来源和三个去路”。高考重点考察的是血糖平衡受激素的调节。在激素调节中，胰岛素是惟一能够降低血糖含量的激素；胰高血糖素和肾上腺素是能够升高血糖含量的激素。参考近几年的有关血糖平衡调节的试题时 ,有重要的启迪意义。

例 4（ 2008年全国卷Ⅰ -1） 为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验时，如果以正常小鼠注射某种药物前后小鼠症状作为观察指标，则下列对实验组小鼠注射药物的顺序正确的是（ A ）

  A. 先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液   B.先注射胰岛素溶液，再注射胰岛素溶液

  C. 先注射胰岛素溶液，后注射生理盐水   D.先注射生理盐水，后注射胰岛素溶液

例 5（ 2008年天津卷）为探究血糖调节的影响因素，设计如下实验流程。实验中 5只家兔的注射剂量和生理指标均按单位体重计算。请据图回答：

（ 1）实验中起对照作用的是 ______号家兔。

（ 2）二次注射后，与⑤号家兔相比，若④号家兔产生尿素的量增加，原因是 _________________。

（ 3）二次注射后，低血糖症状最先得到缓解的是 ______号家兔；若②号家兔出现糖尿，则该兔的尿量将会 _____________，原因是 ___________________.

专题 4、 动物体其它激素的生理作用实验。

考查探究促激素 、甲状腺激素、性激素的生理作用，下丘脑 、垂体和相关内分泌腺的联系的实验分析题。

例 6（ 2008年北京卷）北京地区蛙的生殖季节是 4－ 6月。在一年中的其他月份，要促进卵的成熟和排放，可用人工方法，向已怀卵雌蛙腹腔内注射蛙垂体悬浮液。表中列出了某些月份，制备注射到每只青蛙体内的雌蛙垂体悬浮液所需的垂体个数。

月份	9 － 12	1 － 2	3	4
垂体个数	5	4	3	2

问题：⑴表中显示，越接近生殖季节，所需垂体个数越少，从蛙卵的程度看，其

  原因是　　　　　　　　　　　　。

　⑵雌蛙垂体悬浮液中含有的　　　　　可作用于卵巢，促进蛙卵的成熟和排放。

  ⑶蛙卵受精后发育成蝌蚪，若在饮料中添加适量的　　　　　　　　　　激

素，将促进蝌蚪发育为蛙。在蛙体内，该激素的合成和分泌，受垂体合成和分泌

的　　　　　　　　　　　　　　　调控。

专题 5、植物的激素调节。

以“生长素发现的实验”为探究性学习的基础，培养学生的科学探究的精神，初步学会科学研究的基本方法，形成一定的科学素养，不仅是贯彻新课程理念的需要，也是近年高考重点考查的主要方向。

例 7（ 2007年四川卷 ）萝卜的生长发育过程受多种激素的共同调节，其中细胞分裂素起着重要作用。研究还发现，氨基酸等营养物质可以向细胞分裂素浓度高的部位移动。为验证这一结论，有人设计了下列实验方案。请根据提供的实验材料和用具，写出第二步及以后的实验步骤并预测实验结果 …… (略 )

专题 6.遗传规律的实验设计。

基因的分离定律和自由组合定律在遗传育种和遗传病的分析方面的考察，在每年的高考试题中都会出现，且分值很大。

例 8（ 2008全国卷 I 31 ）某自花传粉植物的紫苗（ A）对绿苗（ a）为显性，紧穗（ B）对松穗（ b）为显性，黄种皮（ D）对白种皮（ d）为显性，……（略）

专题 7、生物技术实践

本模块是实验课，考试说明上规定的内容包括专题 1、 2、 4，即微生物的利用、酶的应用。教师可根据本校的条件，指导学生选做几个实验。每个实验不限于 1个或 2个学时。这些实验中有的是使学生了解基本原理或基本知识的，有的是偏重于实际应用的。本模块对学生的要求是在自学有关知识的基础上，在教师的指导下自己设计并进行实验，然后收集和整理资料，写出报告，进行口头交流，相互讨论。教师的主要任务不是详细讲解，而是给学生提供实验条件及必要的参考资料，指导学生设计和进行实验，参加和辅导学生的讨论。根据实验室条件，每个实验可 1人、 2人或多人 1组，原则是使每个学生都有充分的动手机会。由于今年选修本的内容是第一年考察，有关资料都预测题目难度较小，一般独立成题。所以要求学生掌握课本上的实验原理，实验方法及操作步骤等就足够了，不宜做太深的拓展和补充。

例 9（ 2007年天津卷）利用细胞工程方法，以 SARS病毒核衣壳蛋白为抗原制备出单克隆抗体。下列叙述正确的是（ D）

  A 用纯化的核衣壳蛋白反复注射到小鼠体内，产生的血清抗体为单克隆抗体

  B 体外培养单个效应 B细胞可以获得针对 SARS病毒的单克隆抗体

  C 将等量效应 B细胞和骨髓瘤细胞混合，经 PEG诱导融合后的细胞均为杂交瘤细胞

  D 利用单克隆抗体与 SARS病毒核衣壳蛋白特异性结合的方法可诊断出病毒感染者

从上面的题例可以看出，高考试卷中的实验分析题在呈现形式和作答方式上各异，能力要求也不断有所提升。因此，在高考复习的全过程中，我们一定要有针对性地对实验分析题进行诊断和把脉，通过系统性、专题性的基本功训练，增强考生对实验思想、实验方法、操作技术的认知，大大提高应对高考实验分析题的实战方法和技巧。

2.4 我校高三生物每周测验一次，每次都有两题或更多的实验分析题，有的以选择题出现，有的以非选择题形式考查。教师及时批改，严格按评分标准阅卷，并关注和统计学生答题情况，尤其是非选择题部分。从学生考卷可看出，许多学生存在“会而不对，对而不全”的现象。不少学生对实验题意明白，但语言组织不科学不合理，造成失分。这样教师在讲解时就有针对性，对学生易错的地方或文字组织混乱的题目重点讲解，一定要向学生强调生物学语言表达能力的重要性，并强化语言规范训练。

 

参考资料：

1.                  《普通高中生物课程标准》

2.                  2009 年安徽省《考试说明》