高考生物实验专题复习(完整版)

高考生物实验专题
【知识联系框架】
【重点知识联系与剖析】
生物学是一门以实验为基础的学科，生物学的基础理论都是建立在实验基础上发展起来的。

对实验的重视和复习是高考复习的重要一环。

从对近几年、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；从覆盖的知识围来分析，有涉及高中课本的知识，也有不涉及高中所学的容，所要验证的生物学事实是由题目提供的；从知识容分析，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。

一、按照认知层次设计实验试题
从设计实验试题的认知层次分析，一般分为3个层次：识记、理解和综合运用。

1．识记层次的实验试题
一般都是以高中生物教材上的容作为命题的基本素材，不要求考生有一个复杂的推理过程，只要求学生能在问题情境中识别它们即可。

如：(1995年高考试题)通过纸层析法分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现4条色素带，从上而下依次为（A）
A．萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B．萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素
C．叶绿素a、叶绿素b、萝卜素、叶黄素
D．叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、萝卜素
这道题只要求学生对已做过的实验结果进行回忆，即能找到正确的答案。

2．理解层次的实验试题
一般要求学生根据实验的基本原理，进行科学的推理，才能导出正确的实验步骤或实验结果。

如：(1995年高考试题)将制作的装片在显微镜下观察时，发现细胞的透明度较大，为便于观察，应采取下列何种措施（A）
A．用平面反光镜，缩小光圈B．用平面反光镜，放大光圈
C．用凹面反光镜，缩小光圈D．用凹面反光镜，放大光圈这道题目要求学生用显微镜的工作原理和显微镜的使用过程来综合分析，细胞的透明度太大，说明光线太强。

学生能理解到这一点，就不难找到正确答案。

3．综合运用层次的实验题
这类题目难度一般较大。

要求学生根据实验原理和实验目的，设计实验步骤，或根据实验原理设计实验步骤、预测实验结果，或对实验结果提出合理的解释等，这类题目不仅仅考查学生对生物学知识掌握和理解的程度，对学生的文字表达能力也有较高的要求。

如：(1999年高考试题)为验证pH值对唾液淀粉酶活性的影响，实验如下：
(1)操作步骤：
①在1～5号试管中分别加入0．5％的淀粉液2mL。

②加完淀粉液后，向各试管中加入相应的缓冲液3．00mL，使各试管中反应液的pH值依次稳定在5．00．6．20．6．80.7．40．8．00。

③分别向1～5号试管中加入0．5％唾液1mL，然后进行37℃恒温水浴。

④反应过程中，每隔1min从第3号试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加一滴碘液显色，待呈橙黄色时，立即取出5支试管，加碘液显色并比色，记录结果。

(2)结果见表12-1。

请回答：
(1)实验过程为什么要选择37℃恒温？
(2)3号试管加碘液后出现橙黄色，说明什么？
(3)如果反应速度过快，应当对唾液做怎样的调整？
(4)该实验得出的结论是什么？
答案 (1)在该实验中，只有在恒温的条件下，才能排除温度因素对结果的干扰；37℃是唾液淀粉酶起催化作用的适宜温度 (2)淀粉已完全水解 (3)提高唾液的稀释倍数 (4)唾液淀粉酶的最适pH值是6．8，高于或低于此pH值时，酶的活性逐渐降低
二、按照实验过程来设计的实验试题
按照实验过程来设计的实验试题，从认知层次的角度分析，一般都属于较高的认知层次。

要求学生根据已学过的生物学知识，对实验的基本原理、实验目的、实验步骤等有较为深刻的理解；要求学生能够从新的题目情境中收集处理信息，通过推理、想象，最后用恰当的文字、图或表的形式予以正确表达。

在生物复习的过程中，教师如何帮助学生收集信息、处理信息、迁移知识是提高学生解实验题能力的关键。

1．根据实验结果提出合理解释
设计这类题目的：理论知识一般是以高中生物教材上的有关理论为知识背景，但实验的材料、实验的方法和步骤往往是书本外的，题目的情境设置很新颖。

但只要撩开新情境的面
纱，抓住实验的基本原理和实验结果，结合所学的理论知识，就不难得出正确的答案。

如：在淀粉块上的5个圆点位置，分别用不同的方法处理如图12-1所示：将该实验装置放入37℃恒温箱中，保温处理24小时后，用碘液冲浸淀粉一琼脂小块，其结果记录于表12-2。

图12-1
请你仔细分析后回答下列问题：
(1)你对圆点A和B的颜色变化的解释是___________。

(2)圆点D的颜色变化与圆点C一致，你的解释是_____________。

(3)你认为圆点E应呈现_______色，其理由是蔗糖酶__________。

(4)上述实验装置要放入37℃恒温箱中进行保温处理，你提出两个理由加以解释：①______________；②_______________。

答案 (1)强酸和强碱使唾液淀粉酶失活 (2)面包霉分泌淀粉酶 (3)蓝色不能催化淀粉水解 (4)利于面包霉生长提高酶的活性
2．根据实验结果确定实验控制的条件
设计这类题，一般是以影响某种生理过程的因素或生物体的各种生物化学反应的原料或产物作为知识背景，重点考查学生对已学过的知识理解和掌握的程度。

如：在研究光合作用的光反应和暗反应的过程中，当控制了某种条件后，发现叶肉细胞中的五碳化合物的含量突然上升，试问：控制的条件是（C）
A．突然停止光照B．突然降低温度
C．突然停止CO2的供应D．突然升高或降低pH值
3．根据实验原理和实验过程，预测实验结果
这类题目，一般都是以已学过的知识背景作为设计题目的根据，重点考查学生综合运用和知识迁移的能力。

如：在表12-3所列容的实验中，试管容物变成蓝色的是（D）
表12-3 实验容
A.1、2、3 B．2、3、4 C．3、4、5 D．2、4、5
4.根据实验原理和所要验证的生物学事实，设计实验步骤和预测实验结果
1）运用科学原理指导实验
解生物实验设计题时，一定要认真审题。

在审题中最关键的是要明确实现本实验目的的
科学原理。

例如2000年理综实验高考题中“血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固。

”这就是本实验的根本原理。

遵循这一原理，设法除去血液中的钙离子和添加进去的钙离子，设计实验的方向就不会错。

此题中“草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用”。

这只是一条除去血液中钙离子的原理，是解决实验中某一问题所需运用的原理，是本实验的辅助原理。

2）遵循实验原则设计实验
要使实验设计得科学，力求无懈可击，在设计实验时必须遵循以下几个原则：
(1)设置对照原则
(2)单因子变量原则
(3)平行重复原则
例如：为了证明土壤中的微生物能分解农药，必须将土壤分为两等份，装入两个大小相同的容器，一个高温灭菌，一个不做处理，造成一个容器中的土壤中无生活的微生物，一个容器中的土壤中有生活的微生物。

然后进行实验，才能说明问题。

这就是设置对照原则。

在进行此实验时，让两个容器中的土壤在一切其他条件都相同的情况下进行实验，惟独不同的只是一个容器中的土壤中有微生物，一个容器中的土壤中无微生物，有无微生物就成了这一实验的单因子变量。

这就是单因子变量原则。

在进行此实验时，有的情况的出现是有偶然性的，多做几个对照实验，出现相同的结果，更有说服力，更具科学性。

让这几组实验装置在相同条件下同时进行，这就是平行重复原则。

3）准确地运用实验材料支持实验
选用实验材料应讲究，否则将不能支持你的实验结论。

例如想证明微生物的营养要素必须有氮源。

我们需做一个对照实验：一个培养基中加入氮素，一个不含氮素。

于是为你提供两种实验材料，一是NH4NO3、一是人尿。

这时你不能认为人尿来的容易，又含有尿素等含氮的有机物，就用人尿作氮源。

因为人尿中还含有无机盐等多种成分。

说明不了本实验的结论。

4）选定最优程序进行实验
在明确了实验目的，明确了实验原理，选准实验材料，遵循实验原则后，就应该编制一个实验程序进行实验。

对编制的实验程序，还要仔细推敲，形成一个最优化的程序，使实验科学、简捷地进行。

在选定最优程序中有的步骤可同时进行，那就可遵循统筹法，让要等待的步骤先做，接着穿插下一步实验，以节约时间，同时也尽量减少因时间过长带来的不良影响。

5）答题时讲究用词科学、准确
有了如上所述的基本素质，最终还要通过完美的回答来展示自己的能力。

答题时关键是用词上讲究科学、准确。

例如“假设牛毛的黑色对棕色是显性，现有一匹黑色公牛，想在一个繁殖季节中测定出是纯种还是杂合子，请设计检测办法”，如果同学是这样回答“在这一繁殖季节，让这匹黑色公牛与一匹棕色母牛交配，若生出棕牛，则为杂合子；若只生出黑牛，则为纯种。

”
这样回答大方向是正确的，但关键字眼上用词不当，反映学生思维的不全面或缺乏一些必要的常识。

应该改为“让这匹黑色公牛与多匹棕色母牛交配”。

用“多匹”两字，答题的科学性就跃然纸上。

因为黑色公牛与多匹棕色母牛交配，才有较多的机会出现棕牛，牛一般一胎一头，没有一定数量的后代，就可能出现不了棕牛，从而导致你做出错误的判断。

设计为这类题目的知识背景，可以是来源于高中生物教材上的容，也可以是书本外的知识，要验证的生物学事实是由题目提供的材料告知的。

需要学生阅读材料，弄清问题的来龙
去脉，再通过分析、推理，设计出严密的实验方案，确定实验的操作步骤。

实验设计的逻辑严密性主要体现在对实验对照的设计。

对照常用的方法有：
空白对照：不给对照组任何处理因素。

条件对照：虽然给对照组施以部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。

自身对照：对照和实验都在同一研究对象上进行。

相互对照：不单设对照组，而是几个实验组相互对照。

在实验中要注意“变量”的控制，一般只有确认一个变量，即对实验结果有影响的变量。

其余的因素都控制使其不变而成为常量。

如：[2001年全国高考理科综合试题]有人设计了下列实验，试图证明“生长素阿(IAA)在植物体的运输，主要是从植物体形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输（如生长素只能从胚芽鞘的上端向下端运输）”。

一、材料用具：胚芽鞘、琼脂、刀片等。

二、方法、步骤与结果：
（一）制备琼脂块(如图12-2所示)
图12-2
（二）取一段胚芽鞘中间部分，上面放合IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块。

(如图12-3所示)
图12-3
（三）取步骤（二）下面琼脂块a的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧。

(如图12-4所示)
图12-4
三、结论：以上实验证明了“生长素(IAA)在植物体的运输，主要是从植物体形态学上端（顶端）向下端（基端）运输，而不能倒转过来运输”。

我们认为，仅用该实验步骤（一）、（二）、（三）还不足以严密论证以上结论，请在上述实验的基础上补充相应的实验方法、步骤和结果。

分析实验设计中的不严密之处是没有设对照实验。

本实验的目的是验证植物对生长素的运输具有极性运输的特点，即只能从形态学的上端运输到形态学的下端，不能倒转过来运输。

题中已给予的实验是证明生长素能够从形态学的上端运输到形态学的下端。

但不能说明生长素不能从形态学的下端运输到形态学的上端。

所以要设一个对照实验，证明生长素不能从形态学的下端运输到形态学的上端。

对照实验的设计是在题中提供的实验基础上，将胚芽鞘中间段的上下端颠倒即可，然后观察其实验结果。

预测的结果应是胚芽鞘不弯曲。

答案补充方法、步骤与结果（一）:另取一段胚芽鞘中间部分倒放。

上面放含IAA的琼脂块，下面放空白琼脂块。

（如图12-5所示）
图12-5
补充方法、步骤与结果（二）:取补充步骤（一）下面琼脂块b的一部分放在去尖的胚芽鞘一侧。

（如图12-6所示）
图12-6
注：考生只用文字或图示答题均给满分
三、生物实验对象的结构层次和知识围
【经典例题解析】
例题1在许多生物实验中都需要活的细胞作实验材料，否则得不到预期的效果，下列处于活态的细胞有（）
①浸在30％的蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞②放在10％的HCl溶液中，浸泡10～15分钟的洋葱根尖生长点细胞③放在0．1％的盐水中的人的红细胞④洋葱根尖浸在0．01％的亚甲基蓝溶液中20分钟
A．①②B．①④C．②④D．②③
解析这是一道考查高中生物教材上有关实验知识的实验试题。

题目的要实验中需要活的细胞作实验材料，如果细胞死掉就得不到预期的实验效果。

也就是说在提供的4种条件下，必须确保细胞是活的。

浸在30％的蔗糖溶液中的洋葱表皮细胞，细胞会发生质壁分离，能发生质壁分离的细胞一定是活细胞。

放在10％的HCl溶液中的细胞，HCl的作用是对植物组织进行解离，即使组织中的细胞分散，盐酸是强酸，处在强酸中的细胞肯定会被强酸杀死。

放在0．1％的盐水中的红细胞也将会死亡，因为人的红细胞的等渗溶液是0.9％的生理盐水，0．1％的盐水的渗透压与0．9％的生理盐水的渗透压相比较，低得太多，细胞会膨胀破裂。

洋葱根尖浸在0．01％的亚甲基蓝溶液中，亚甲基蓝是一种活体染色剂，一般不影响细胞正常的新代谢，所以浸在0．01％的亚甲基蓝的溶液中的洋葱很尖细胞还是活细胞。

答案 B
例题2放在30％的蔗糖溶液中会发生质壁分离的细胞是（）
A．人的口腔上皮细胞B．洋葱根尖生长点细胞
C．洋葱表皮细胞D．干种子细胞
解析这是一道认知层次比较低的实验试题，考查的容是选择实验材料。

解答本题必须掌握两个基础知识：一是能够发生质壁分离的细胞应通过渗透作用吸水或失水的活细胞；二是质壁分离是指原生质层与细胞壁之间的分离，即必须是具有细胞壁和液泡的细胞。

人的口腔上皮细胞属动物细胞，无细胞壁。

干种子细胞和洋葱根尖生长点细胞均无大的液泡，不能发生渗透作用，即便失水也很难观察到原生质层的变化。

只有洋葱表皮细胞具有大的液泡，由于渗透作用失水引起原生质层和液泡恢复而发生质壁分离。

答案 C
例题3用纯唾液和用稀释10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化实验，其效果完全相同，这说明酶具有（）
A．催化性B．专一性C．高效性D．稳定性
解析本题是根据实验结果进行分析的实验试题。

酶是活细胞产生的具有催化能力的蛋白质，催化性是酶的功能特征。

一般来说，在人体37℃和一定的pH值条件下，酶都具有一定的催化能力，酶只要其结构不被破坏，其活性具有相对的稳定性。

专一性和高效性是说明酶在稳定的催化作用中的两个催化特点。

在实验中“用纯唾液和用稀释10倍的唾液做实验，其效果完全相同”。

说明唾液淀粉酶的催化效率非常高，少量的酶即能达到催化的效果。

纯唾液量的唾液淀粉酶由于底物的限制，催化能力没有得到发挥。

答案 C
例题4有甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于下，甲添加品红色光；乙添加绿色光；丙添加品红色滤光片A；丁添加绿色滤光片B(如图12-7)，经过一段时间，各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列哪一组（）
图12-7
A.甲和乙B．乙和丙C．甲和丁D．丙和丁
解析本实验是研究不同波长的光对光合作用的影响的实验。

叶绿素的吸收光谱是红光和蓝紫光，绿色植物的作用光谱与吸收光谱基本是一致的。

在同一照射的条件下，甲添加的品红色光，这种光在叶绿素的吸收光谱围，比单独在下的光合作用有所增强；乙添加的是绿色光，不在叶绿素的吸收光谱围，对植物的光合作用来说属于无效光，对光合作用几乎没有影响；丙添加了品红色滤光片，这种滤光片只能让品红色光通过，其余的光很少或不能通过，特别是蓝紫光不能通过，所以光合作用相对较弱；丁添加的是绿色滤光片，这种滤光片只能让绿色光通过，而绿色光不是叶绿素的吸收光谱，所以丁植物几乎不进行光合作用。

答案 D
例题5在盛有稀葡萄糖液的A、B玻璃管加入不同的单细胞真核生物，敞口放在光亮处，每隔1小时测定葡萄糖液的浓度和酸碱度(pH值)，前3小时数值变化如图12-8所示。

再撤去光照，重复上述测定工作又历经3小时。

请回答：
图12-8
(1)液面呈绿色的是_________管。

理由是_______。

(2)在最初3小时，A管中的葡萄糖液浓度不下降的原因是___________。

(3)在撤去光照后3小时，两支玻璃管中葡萄糖浓度和pH值将发生怎样的变化？用画图表示。

解析这是一道对实验结果进行预测的实验题。

在A、B管中盛有两种不同的单细胞真核生物，可能性有两种，一种是单细胞的绿藻，含有叶绿素，能进行光合作用；另一种是不含叶绿素，不能进行光合作用的单细胞真核生物，如酵母菌、草履虫等。

根据题意：A管照光3小时，葡萄糖浓度基本不变，说明该单细胞生物在3小时未消耗葡萄糖，惟一的原因是它能自己制造葡萄糖；照光3小时，pH值有所上升。

其可能的原因是该单细胞生物能吸收溶液中的CO2，导致pH值上升。

由此可以推测A管盛的是含有叶绿素的能进行光合作用的单细胞生物，最可能是绿藻，呈绿色。

B管照光3小时后，溶液中葡萄糖浓度下降，说明该单细胞生物只消耗葡萄糖，不能制造葡萄糖；照光3小时后pH值下降，可能的原因是该单细胞生物不是吸收CO2，而是释放CO2，溶液因CO2浓度增加而导致pH值下降，所以B管盛的是不含叶绿素的，不能进行光合作用的单细胞生物。

撤去光照后，A管的绿藻也不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，释放CO2，所以A管的pH值下降出管pH值继续下降。

答案 (1)A管有进行光合作用的绿色单细胞藻类，含叶绿素； (2)单细胞藻类进行光合作用制造了葡萄糖； (3)如图12-9。

图12-8
例题6将4片等重的牛肉分别置于下列等量的不同消化液中，消化速度最快的是（）
A．20mL胃液B．10mL胃液和10mL胰液
C．20mL胰液 D．10mL胆汁和10mL胰液
解析这是一道对实验结果进行预测的实验试题。

等量的胰液和胃液相比较，两者均有蛋白酶，但胰液中的蛋白酶数量比胃液多，消化能力也比胃液强。

胰液是人体最重要的消化液，所以牛肉在20mL胰液中的消化速度比在20mL胃液中的消化速度快；纯净胃液中的的pH 值约为2，纯净胰液中的pH值约为8左右，当两者等量混合后pH值将接近胰液的pH值，胃蛋白酶已经失去酶化能力，胰蛋白酶的催化能力几乎没有影响。

但胰液中蛋白酶的量比C选项少一半，故消化蛋白质的速率比C选项慢；在D选项中，10mL胆汁与10mL胰液等量混合后，pH值不会有大的变化，由于胆汁中无蛋白酶，所以蛋白酶的总量比D选项的少，对牛肉片的消化速度也就不如D选项快。

答案 C
例题7横向放置的植物，其根向地生长，茎背地生长（见图12-10），原因是什么？
图12-10
解析这是一道对实验进行分析的实验试题。

考查重力对生长素分布的影响。

重力对分布的影响是近地侧生长素分布多，背地侧分布少。

由于促进茎生长的生长素最适浓度比根高，对茎来说，近地侧生长素浓度高一些正好促进其生长，使近地侧比背地侧生长得快，茎就向上弯曲，故茎的生长是背地性的；根对生长素促进生长的最适浓度要比茎低得多，所以根的近地侧生长素浓度稍微高一些就抑制了其生长，故根的近地侧生长慢，茎向下弯曲生长，故根表现出向地生长的特性。

答案见解析。

例题8图12-11表示在烧杯中加入一些枯草杆菌，过几天后放入大草履虫，再过几天后放入双小核草履虫，它们都是以枯草杆菌为食的。

根据图示结果回答下列问题：
图12-11
(1)枯草杆菌和草履虫的关系是__________，两种草履虫的关系是_____________。

(2)A和B两条曲线分别表示________和_________的数量变化情况。

(3)曲线A在ab段下降的原因是______________________________。

(4)曲线C在cd段下降的原因是_______________________________。

(5)如果在一个池塘生态系统中，大草履虫和双小核草履虫能否共存？试解释其原因？
__________________________________________________________________________ 解析这是一道根据实验过程分析实验结果的实验试题。

大草履虫和双小核草履虫是两种不同的原生动物，它们都能够以细菌为食，所以草履虫与枯草杆菌之间的关系应属于捕食关系；大草履虫与双小核草履虫的生态需基本一致的，都以细菌为食，所以它们之间为争夺食物而进行激烈的种间竞争。

但双小核草履虫的繁殖速度比大草履虫快，种群发展迅速，能在较短的时间迅速占据整个生存空间，双小核草履虫以种群的群体优势，在争夺食物和空间的斗争中获胜，大草履虫则被淘汰出局。

答案 (1)捕食竞争 (2)枯草杆菌双小核革履虫 (3)大草履虫加入后大量繁殖，导致枯草杆菌减少 (4)双小核草履虫在争夺食物等生态资源方面占有优势，使大草履虫被淘汰（5）能原因是在一个自然的池塘生态系统中，存在着革履虫的捕食者，如栉毛虫等，通过捕食者控制着革履虫的数量，即双小核草履虫在池塘生态系统中的种群数量不可能占有绝对的优势。

例题9 某生物学家用蜻蜓、蟾蜍、盗虻和黄蜂做实验：
a.用线吊一只蜻蜓逗引蟾蜍吃掉蜻蜓。

b．用盗虻（身体上有黄蜂样的色斑）代替a中的蜻蜓作实验，盗虻也被吃掉。

c．用黄蜂代替a中的蜻蜓，黄蜂刺了蟾蜍一下而逃生。

d．再用黄蜂、盗虻逗引蟾蜍，蟾蜍都不吃，但用蜻蜓逗引，蜻蜓被吃掉。

请根据上述实验回答下列问题：
(1)实验d中，蟾蜍不吃黄蜂，是因为蟾蜍对黄蜂的_______形成了________反射。

(2)实验d中，蟾蜍不吃盗虻，是由于盗虻具有__________的缘故。

(3)黄蜂和盗虻的色斑是蟾蜍免遭刺伤的______，对于它们自身来说在生物学上分别称为__________和__________。

(4)如果在一个自然生态系统中，从来没有过黄蜂的分布，将盗虻引入这个生态系统将会出现___________________。

(5)上述实验中，盗虻色斑的形成是_______的结果。

以上实验证明：具有________的生物更适应环境。

解析这是一道研究警戒色、拟态的生态适应意义的实验试题。

具有鲜艳色彩的昆虫，必须具有毒或有恶嗅才有适应意义，如果只有鲜艳的色彩而没有毒，则没有任何适应意义，而且很容易被淘汰。

具有拟态特征的动物，如果在该生态系统中没有被模拟的具有警戒色的动物存在，也不会有适应意义。

换句话说，如果把盗虻放在一个没有黄蜂的生态环境中，盗虻模拟黄蜂的拟态特征就没有意义，反而容易被捕食者吃掉。

所以在进化过程中，警戒色的形成必须具备两个条件：一是动物本身有毒或有恶嗅；二是有它的捕食者。

拟态的形成也必。