实验：新课程高考考查的核心内容

实验：新课程高考考查的核心内容

 

    在生物高考中，实验一直考查的重点。在新课程的高考中，不仅延续了这一重点的考查，而且在大纲版课程高考的基础上，考查的内容更为广泛，考查形式也更多样化。本文仅以由全国考试中心命制的08年宁夏卷（理综）为例作分析与说明。

    一．以实验为背景，考查对相关知识的理解

    这是实验题中最常见的一种考查形式。试题考查的核心是与实验相关的知识，以及结合实验分析问题的能力，实验主要只是作为一种背景。尽管实验的思想、方法与技术不是此类试题的考查重点，但对知识结论的分析必须借助于对实验的思想、方法与技术的理解和把握。

    [例1]（宁夏卷第3题）刺激某一个神经元引起后一个神经兴奋。当给予某种药物后，再刺激同一个神经元，发现神经冲动的传递被阻断，但检测到突触间隙中神经递质的量与给予药物之前相同。这是由于该药物（    ）

    A．抑制了突触小体中递质的合成    B．抑制了突触后膜的功能

    C．与递质的化学结构完全相同      D．抑制了突触前膜递质的释放

    本题考查的知识是兴奋在突触间的传递。在没有给予某种药物前，刺激某一神经元会引起后一神经元的兴奋，说明这一刺激产生的兴奋能够从前一神经元通过突触传递到后一个神经元（这是实验的前测）；当给予某种药物后，再刺激同一神经元，神经冲动的传递被阻断（这是实验的后测）。显然，冲动传递的阻断是因为药物作用的结果，但药物到底发挥了什么样的作用呢？根据突触兴奋传递的原理，递质从突触前膜释放后作用于突触后膜的递质受体，从而使后一个神经元产生兴奋，当递质引起突触后膜兴奋后，突触间隙中相关的酶会迅速将递质分解，从而避免对突触后膜的持续作用而使后一神经元产生持续的兴奋。

    药物对兴奋传递产生的影响有多种可能，如：若药物是影响递质的合成或释放，其结果会使突触间隙中的递质减少；若药物是影响递质与突触后膜的作用，由于递质的作用受到抑制，其结果也将使突触兴奋的传递被阻断；若药物是对分解递质的酶产生影响，如药物抑制酶的作用，则递质的分解受到阻碍而将持续对突触后膜产生影响，突触后神经元的兴奋就会得到持续。

    由于本题告知给予药物后突触间隙中的递质的量与给予药物之前相同，这就排除了药物对递质形成与释放的影响；在递质量保持不变的情况下，兴奋的传递被阻断，就只能从递质与突触后膜的作用上去分析原因了。显然，正确的答案应该是B。

    [例2]（2008宁夏卷第28—I题）将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内，在光照、温度等相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃罩内的CO₂含量，结果如图。据图回答：

    （1）0—25min期间，影响甲品种大豆幼苗光合作用强度的主要因素是             含量。

    （2）乙植株比甲植株固定CO₂的能力               。

    （3）0--15min期间植株释放O₂速率的变化趋势是               。

    （4）30—45min期间两个玻璃罩内CO₂含量相对稳定的原因是                     。

    与例1相同，本题中的实验只是提供问题的背景，考查的是植物光合作用与呼吸作用的相关知识。

    在放有大豆幼苗的密闭玻璃罩内，导致CO₂含量变化的因素有两个；一个是光合作用，其结果是因消耗CO₂而使其含量下降；另一个是呼吸作用，结果是因呼吸作用产生CO₂而使其含量增加。

    （1）根据图示曲线可知，在0—25min期间，甲曲线是下降的，即钟罩内CO₂含量在下降，显然这是由于光合作用消耗的结果。由于实验装置放在光照、温度都是适宜的条件下，因此它们不构成影响光合作用的变量，所以影响的因素只能是随着光合作用进行而逐渐减少的CO₂。

    （2）从图示曲线可知，乙钟罩内CO₂比甲钟罩内CO₂浓度降得更低，说明乙植物固定CO₂的能力更强，在更低CO₂浓度的条件下仍然固定CO₂进行光合作用。

    （3）在0--15min期间植株释放O₂速率的变化趋势与光合作用强度是相关的。随着钟罩内CO₂浓度的降低，CO₂浓度对光合作用的制约就会加强，光合作用的强度就会因CO₂浓度的下降而减弱。从图示曲线也可以看出，曲线下降的斜率在变小，说明CO₂减少的速率在下降，光合作用的强度在减弱。

    （4）在30—45min期间光合作用与呼吸作用都是在进行的，玻璃罩内CO₂含量相对稳定，只能是因为光合作用强度等于呼吸作用强度之故。

    二．以实验分析与设计为背景，考查对实验思想、方法与技术的理解与应用

    这是最典型的实验试题，考查的目标直指实验的思想、方法与技术。在此类试题的解答中，尽管也需要借助相关的知识作为分析的基础，但这些知识一般不会构成主要的解答障碍。

    [例3]（2008宁夏卷）为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是

    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、临时装片中有NaHCO₃稀溶液

    叶绿体进行光合作用有氧气的放出，如何检测氧气的释放呢？方法可以是多种多样的。但根据本题“用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验”的提示，可以分析是通过观察装片中好氧性细胞的聚集来判断氧气的释放的。如果好氧性细菌在装片中聚集在水绵叶绿体的周围，则可判断是叶绿体光合作用产生了氧气。

要使水绵进行光合作用，必须要给予光照和CO₂，装片中NaHCO₃稀溶液是提供CO₂的。在保证了CO₂供应的情况下，装片中的空气并不会影响光合作用的进行，但如果含有空气，临时装片中的氧气就不能保证只是由叶绿体产生，从而也就不能保证好氧性细菌只是聚集在叶绿体的周围，所以装片中应该是无空气的。

本题选B。

    [例4]（2008宁夏28—II）在用生长素促进植物枝条生根的实践过程中，发现枝条生根情况不一，分析其原因，认为可能与生长素的浓度有关。请据此拟定一个相关研究的课题。要求写出课题名称及相关研究中的观察指标和影响这一指标的因素。

    本题考查的是实验中变量的确定。通过控制变量的实验，其本质都是揭示自变量与因变量间的关系。很容易判断本题的自变量是“生长素的浓度”，因变量是“枝条生根的情况”，因此研究的课题可以描述为“探究生长素浓度对植物枝条生根的影响”。研究中的观察指标应该是能反映“枝条生长情况”的，因此可以是根的数量或长度。影响这一指标的因素，包括了自变量（生长素浓度），以及无关变量（如植物枝条的情况、植物枝条插入的土壤或培养基以及环境条件等），这些因素都有可能影响到根的生长。

    [例5]（2008宁夏卷第29—II）已知蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出（或沉淀），随着硫酸铵浓度增加，混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。下表是某蛋白质混合液中的不同蛋白质从开始析出到完全析出所需要的蛋白质混合液中的硫酸铵浓度范围。

蛋白质混合液中硫酸铵浓度（%）	析出的蛋白质
15--20	甲蛋白
23--30	乙蛋白
25--35	丙蛋白
38--40	丁蛋白

    请据表回答：

    （1）若只完全析出甲蛋白，混合液中最合适的硫酸铵浓度为           。

    （2）向该蛋白质混合液中加入硫酸铵溶液（或硫酸铵），使混合液中的硫酸铵浓度达到30%，会析出若干种蛋白质，他们分别是                                   。

    （3）通过改变混合液中的硫酸铵浓度          (能、不能)从混合液中得到所有的、不含有其他蛋白质的乙蛋白，原因是                    。

    （4）简要写出从该蛋白质混合液中分离出全部丁蛋白的实验设计思路。

    （5）如果蛋白质析出物中还含有一定量的硫酸铵，可用半透膜除去析出物中的硫酸铵。用半透膜除去析出物中硫酸铵的原理是                      。

    本题以蛋白质的盐析实验为背景，要求利用试题给予的信息分析解答相关的实验问题。试题给予的信息主要有两点：一是蛋白质混合液中硫酸铵浓度的不同可以使不同种类的蛋白质析出（或沉淀）；二是随着硫酸铵浓度增加，混合液中蛋白质析出的种类和总量增加。这两个信息实际上也就是本实验中盐析的原理。

    （1）根据题中不同蛋白析出的浓度范围可知，甲蛋白析出的蛋白质混合液中硫酸铵浓度范围为15-20%，而超过这个浓度其他蛋白质就会析出，因此析出甲蛋白的浓度范围必须小于20%。根据随硫酸铵浓度增加，蛋白质析出总量增加的原理，要使甲蛋白析出量达到最大，混合液中最合适的硫酸铵浓度应该为20%。

    （2）由于使甲蛋白析出的蛋白质混合液中硫酸铵浓度是15-20%，乙蛋白析出的浓度是23-30%，丙蛋白质析出的浓度为25-35%，因此当混合液中的硫酸铵浓度达到30%时，甲、乙、丙三种蛋白均将会析出。

    （3）根据乙蛋白的析出浓度，在浓度大于23%小于25%的浓度内只有乙蛋白的析出，但这一浓度不能得到所有的乙蛋白，因为乙蛋白析出的最适浓度是30%，而在25%-30%的范围内，析出的将会是乙与丙两种蛋白，即析出乙与丙两种蛋白质的浓度在这个范围内是重迭的，所以仅通过改变蛋白质混合液中流酸铵的浓度，不能达到题中提出的要求。

    （4）丁蛋白析出的浓度是38-40%，若要让丁蛋白全部析出，最适的浓度应该是40%，但如果一次性使浓度达到40%，则在丁析出的同时甲、乙、丙也都被析出了。要使这一浓度下析出的只有丁蛋白，必须首先去除甲、乙、丙蛋白，利用不同蛋白质的析出浓度特点，只要先将浓度调配到35%(或35％≤硫酸铵浓度＜38％范围内的任意一个浓度)，就可使甲、乙、丙均析出，除去析出物，保留溶液，溶液中就只含有丁蛋白了。在溶液中再加入硫酸铵，使硫酸铵在溶液中的浓度达到40％(或40％以上)，析出物就只有丁蛋白了，将析出物从溶液中分离出即可达到要求。

    （5）半透膜是小分子能够通过，而大分子物质不能通过的膜，利用这种膜来分离物质利用的就是膜对物质通过的选择性。硫酸铵是小分子，可以通过半透膜；蛋白质分子是大分子，不能通过半透膜。用半透膜将蛋白质析出物中的硫酸铵除去，正是利用的这一原理。

    从上面的几例我们可以看出，试题涉及的知识并不构成解题的障碍，例3中关于光合作用需要光和CO₂、好氧性细菌会向有氧气的地方聚集，这些知识都很简单；例4中生长素能够促进植物枝条生根的知识点，即使不清楚也不影响试题的解答；例5需要的蛋白质盐析的相关知识试题作为信息在题中已给出。因此，这些试题考查的重点在于实验设计、分析的思想、方法与相关的技术以及分析解决问题的能力。