内容正文:
押全国卷第6题
实验与探究
3年考题
考情分析
实验与探究
2022全国甲卷2题
2022全国乙卷4题
2021全国乙卷2题
生物实验是高考重要的考点,高考可能以选择题形式考查课本基本实验,在大题中有涉及实验设计。考查考生对课本实验的记忆与理解,要求考生掌握生物实验的基本思路与操作,并且会分析实验结果。能分析解决生活实际问题。难度较大。
1.实验变量分析
实验过程中可以变化的因素或条件称为变量。变量的种类包括以下几种:
(1)实验变量与反应变量:实验变量(即自变量)是指实验中由实验者操纵的因素或条件,应具有可变性和可操作性。而反应变量(即因变量)是指由实验变量引起的变化结果,应具可测性和客观性。二者之间是前因后果的关系。实验的目的就在于获得和解释前因与后果。
例如,关于“探究温度对酶活性的影响”的实验中,“低温(冰块)、适温(60℃)、高温 (沸水)就是实验变量,而这些变量引起的实验变化结果就是反应变量。该实验旨在获得和解释温度变化(自变量)与酶的活性(因变量)的因果关系。
(2)无关变量与额外变量:无关变量(即控制变量)是指实验中除实验变量以外的影响实验结果与现象的因素或条件。而额外变量(即干扰变量)是指由无关变量引起的变化结果,它们之间也是前因后果的关系。但它们的存在会对实验中的反应变量起干扰作用。例如,“探究温度对酶活性的影响”的实验中,除实验变量(温度)外,试管的洁净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度、温度处理的时间长短等等就属于无关变量。如无关变量中的任何一个或几个对三组实验不等同、不均衡,就会产生额外变量,影响实验的真实结果。
2.实验设计的基本思路与步骤
(1)科学设计实验组和对照组,这是解实验设计题的关键。绝大多数实验题中都给出了材料、用具、试剂等信息,这是很好的提示。比如,在探究pH对酶活性影响的实验中,会给出“HCl溶液、NaOH溶液、蒸馏水”等信息,这就提示设计三组,酸性、碱性、中性三组对照。
(2)实验步骤的划分是最易考查的环节,常见步骤为三步,第一步分组编号、第二步施加变量、第三步培养观察。
(3)在分组时一定不要忘记对各组进行编号,如1、2、3或A、B、C等,编号的目的是使思路清晰,后续的步骤便于指代描述。在叙述实验步骤时,特别是施加变量的步骤,一定要对添加物的用量加以限定,第一组指明用量,后续组用“等量”一词。
(4)实验结果就是实验现象,在叙述时一定要写具体,不能笼统地综合描述。比如,在探究温度影响淀粉酶活性的实验中,用碘液检测淀粉的分解程度,结果应该是“A组(低温条件)变蓝;B组(适温条件)无蓝色出现;C组(高温条件)变蓝”。而不能综合叙述为“只有B组(适温条件)无蓝色出现”。
(5)结论的叙述是有规律的,即都是实验目的或实验课题或实验假设语句的变形,将疑问句改为肯定句即可。比如,在验证性实验中,目的是“验证胰岛素有降低血糖的功能”,则结论就对应为“胰岛素有降低血糖的功能”;在探究性实验中,目的是“假设青霉素有抑制细菌繁殖的功能,……验证假说是否正确”,则结论就对应为“若……,则说明青霉素有抑制细菌繁殖的功能;若……,则说明青霉素没有抑制细菌繁殖的功能”。
(6)验证性实验的结果和结论是唯一的,不需要讨论。探究性实验需要讨论,一个结果对应一个结论,答题模型为“若……,则……。”
易错总结、解题技巧
1.实验设计的一般程序
实验设计题解题口诀:
先看目的和原理,提示材料与试剂;
构建装置分步骤,标号定量铭心记。
现象结果写具体,结论叙述扣目的;
探究实验需讨论,验证实验果唯一。
1.(2022全国甲卷·T2)植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞,分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中,当水分交换达到平衡时观察到:①细胞a未发生变化;②细胞b体积增大;③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换,下列关于这一实验的叙述,不合理的是( )
A.水分交换前,细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B.水分交换前,细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D.水分交换平衡时,细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
2.(2022全国乙卷·T4)某种酶P由RNA和蛋白质组成,可催化底物转化为相应的产物。为探究该酶不同组分催化反应所需的条件。某同学进行了下列5组实验(表中“+”表示有,“-”表示无)。
实验组
①
②
③
④
⑤
底物
+
+
+
+
+
RNA组分
+
+
-
+
-
蛋白质组分
+
-
+
-
+
低浓度Mg2+
+
+
+
-
-
高浓度Mg2+
-
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