2010高考备考试验复习系列之主干内容相关实验分析

2010高考备考试验复习系列之主干内容相关实验分析专题概述“以实验能力测试为主导，以基础知识为载体”是高考命题的原则之一。近几年的高考试题表明：解答试题所用的知识点基本上源于学生在高中阶段所学的主干知识和基本的实验设计思路和分析方法。1．复习时应重视课本知识，而应当深入理解高中生物学的核心概念和基本原理的含义和适用条件，并能用适当的形式（文字、公式、图或表）进行表达，并能用这些不同的形式准确地描述或表达生物学基本事实和实验结果，加强对主干知识的梳理和对整体知识的建构，培养学科内知识的综合能力和知识迁移能力。2．理解所学内容有关的实验设计思路和分析方法，体会相应课程的科学价值；具备验证相关生物学事实的能力。并能对实验现象和结果进行解释、分析、处理；能对一些生物学问题进行初步的探究性研究。3．会用现代生物技术的基本理论去解释生命科学发展中的重大热点问题及其对科学和社会发展的影响和意义。典例分析考点一分子与细胞【例1】下列是某生物兴趣小组的一个问题探究实例：（1）图-3中A的主要成分是水还是油？（2）请根据探究-1和探究-2的结果推导细胞膜上磷脂分子的排布情况，在图-4中绘出其简图（片段）。亲亲水水疏疏水水图图--11：：磷磷脂脂分分子子结结构构模模式式图图图图--22：：油油水水界界面面上上磷磷脂脂分分子子的的排排列列图图图图--33：：高高速速震震荡荡成成油油水水乳乳液液，，乳乳液液小小滴滴中中磷磷脂脂分分子子排排列列图图图图--44：：细细胞胞膜膜磷磷脂脂分分子子分分布布图图背景知识：磷脂分子的头部亲水，尾部疏水（图-1）如果把一滴油滴在水面上，形成“油—水”界面，“油—水”界面上磷脂分子的排列是什么样的呢？（结果如图-2）细胞膜上的磷脂分子应该怎么排列呢？如果把一滴油滴在水面上，再高速振荡，形成油水乳液，油水乳液中磷脂小滴的结构又会是什么样的呢？（结果如图-3）材材料料分分析析探探究究--11探探究究--22推推导导结结论论提提出出问问题题1925年，高特和戈来格尔用丙酮提取出红细胞膜上的磷脂，并将它在空气和水的界面上铺成单分子层，发现这个单分子层的面积相当于原来红细胞表面积的2倍。据此，学生得出了细胞膜是由连续的两层磷脂分子组成的推论。（3）根据图-4所示结果，科学家利用纯磷脂制成“脂质体”，作为细胞模型。将“脂质体”放置于清水中，一段时间后发现，“脂质体”的形态、体积都没有变化。①这一事实表明：。进一步根据细胞膜的化学成分分析推测，水分子的跨膜运输不是真正的自由扩散，它最可能与膜上的蛋白质有关。②彼德·阿格雷从人红细胞及肾小管细胞的膜中分离出一种分子量为28道尔顿的膜蛋白——CHIP28，并证明它是一种“水通道蛋白”。请简述证明CHIP28确实与水分子运输有关的实验基本思路。。③有实验证明钾离子也不能通过该“脂质体”，若要使钾离子通过，则该“脂质体”模型中还需要具备哪些物质？解析:此题考查学生运用课本基本知识解释经典实验；考察学生对生物膜系统的理解，这个命题背景是高校教材上的，通过这种变式以后，考查学生对这个知识点的掌握情况及适应新情境题的能力，属于记忆和理解层次。⑴根据相似相溶原理，极性分子只能溶于极性溶剂中；磷脂分子的极性头部接触的一面应该是水。⑵细胞膜上磷脂分子只能按答案图示的排布形式才能保证整个磷脂分子浸没在水中。⑶水分子属于极性分子，不能直接通过磷脂双分子层；细胞膜上除了磷脂分子，还有蛋白质分子，可以推测水分子通过细胞膜与膜上的蛋白质分子有关。钾离子通过细胞膜的方式是主动运输；主动运输需要载体和能量。答案:（1）水；（2）见图（两层磷脂分子层的亲水性头部分别位于细胞膜的内外两侧，疏水性尾部位于细胞膜的中间）（3）①水分子不能通过纯粹的磷脂双分子层②在“脂质体”中加入CHIP28，于清水中放置相同时间后，观察并比较试验组和对照组“脂质体”体积变化情况；③相应的膜蛋白、ATP。【技巧点拨】此题对于学生理解生物膜知识有针对性，也告诉学生对课本知识的掌握，不仅要理解，还要在新的情景下进行分析，而不是单纯的死记硬背。这样试题源于大学教材，但解题涉及的基本知识源于课本中。考点二、代谢与调节【例2】回答以下与代谢和调节有关的实验问题。A．下图实验装置可以用来测量植物的光合速率和呼吸速率。(1)若用装置A测量一定光照强度和CO2浓度下的植株的光合速率，装置A中的液体应为_____________溶液。(2)为了校正由于温度和外界气压变化引起的气体体积变化，此时，装置B瓶内应如何设置?___________________________________________________________________。(3)用上述装置测定一定光照条件下，植株的光合作用速率。实验开始时，图中有色液体处于“O”的位置，两套装置建成静置2小时后，实验结果如上图所示：甲图液柱高度差读数为160cm3，乙图高度差读数为40cm3，假定植株叶面积总数为300cm2，该植株的光合速率为_____________cm3dm-2h-1。(4)若要利用上述装置来测定植株的呼吸速率，则应对装置作如何调整?a．________________________________________________________________b．_________________________________。B.当体内胰岛素含量过高时动物会出现惊厥、昏迷现象（低血糖晚期症状）。现有如下材料，请设计实验证明：当动物出现低血糖晚期症状时，静脉注射葡萄糖溶液可缓解上述症状。材料用具：健康状况相同的健康小白鼠数只，1ml注射器、50%葡萄糖溶液（每次用量0.01ml/g体重）、生理盐水、用生理盐水配制的胰岛素溶液（2U/ml）（每次用量0.1ml/10g体重）。实验步骤：（1）获得实验材料并分组：取数只身体状况完全相同的健康小白鼠平均分成甲、乙两组，同时注入等量的溶液，当时，进行下面的实验操作。（2）实验组：甲组小鼠及时静脉注射。（3）对照组：乙组小鼠同时静脉注射等量的。（4）培养观察：在相同培养条件下培养，观察小白鼠情况。预期实验结果：。实验结论：。解析：A．本题综合考查了与植物光合作用和呼吸作用两种生理活动有关的实验问题，在有光的条件下光合作用和呼吸作用同时进行，在无光的情况下，植物只进行呼吸作用。⑴根据光合作用作用公式，植物的净光合速率和呼吸作用都可用单位时间氧气或CO2的变化量来衡量；装置A中加入NaHCO3溶液，可以保证装置中植物进行光合作用时CO2的供应；植物进行光合作用产生氧气可以导致U形管中有色液滴的移动。⑵温度和气压除了可以直接影响装置中气体的体积外，还可通过影响植物的体积来间接地影响装置中气体的体积；所以装置B瓶内应放置与A中大小相同的同种死植株和等量的NaHC03溶液作为对照。⑶根据题目所给数据，装置A中由于光合作用产生气体引起的高度差为：160cm3-40cm3=120cm3；实际产生氧气量为120/2=60cm3（左面液面下降的60cm3同时右面液面上升60cm3，差值正好为120cm3）。该植株的光合速率为60cm3/2h/dm2=10cm3dm-2h-1（注意单位转换）。⑷在无光的情况下，植物只进行呼吸作用，所以要测植物的呼吸作用，应把整个装置遮光处理；装置中的NaHCO3换成NaOH溶液，可以保证装置中没有CO2；U形管中有色液滴的移动可代表呼吸作用消耗的氧气的变化量。B.根据题目要求，首先获得实验材料：出现低血糖晚期症状（用胰岛素处理实验动物）。注意设置对照实验。答案：A．(1)NaHCO3(2)应放置与A中大小相同的同种死植株和等量的NaHC03溶液(3)10(4)a．瓶中液体改放为NaOH溶液，b．对瓶进行遮光处理，其他条件不变。B．（1）胰岛素小白鼠休克（答出出现惊厥、昏迷现象或低血糖晚期症状也可）（2）适量的50%葡萄糖溶液（3）生理盐水（4）甲组小白鼠逐渐苏醒，乙组小白鼠仍处于昏迷状态（意思正确既可）当动物出现低血糖晚期症状时，静脉注射葡萄糖溶液可缓解上述症状【技巧点拨】本题考查呼吸作用及NaOH能吸收CO2，NaHCO3溶液能产生CO2等知识，是生物和化学的综合题，充分体现了“3＋X”考试模式中“综合运用多学科知识解决问题”的能力要求。此类题目中一般给出了实验材料、用具，要求学生充分利用已有材料，运用所学知识，根据实验目的。构思出实验装置图。主要考查学生的实验设计能力和生物实验分析能力。本类试题以课本上主干知识为载体，考查学生的实验设计和分析能力。解答本类试题要求学生充分分析课本中的生理过程；结合实验设计和分析的基本方法，找到解决问题的最佳途径。考点三、生殖遗传进化【例3】某噬菌体的A基因可分为A1-A66个小段，一生物学家分离出噬菌体A基因的4个缺失突变株：J突变株缺失A3、A4、A53个小段；K突变株缺失A2、A32个小段；L突变株缺失A4、A5、A63个小段；M突变株缺失A1、A2、A3、A44个小段。将一未知的点突变株与缺失突变株J或L共同感染细菌时，可产生野生型的重组噬菌体；若与缺失突变株K或M共同感染细菌时，则不会产生野生型重组噬菌体，由此结果判断，未知突变株的点突变的点突变是位于A基因的哪一小段中？A．A2B．A3C．A4D．A5解析：本题所给出的信息是文字信息，信息中给出了实验过程和实验的结果，要求学生对结果进行科学的判断。在解答本题时，我们可把该题中用文字形式表述的信息转换为图解形式的信息，这样就可以较为直观地来剖析此题。野生型：A1A2A3A4A5A6J：A1A2A6K：A1A4A5A6L：A1A2A3M：A5A6未知突变株与J共同感染细菌，可产生野生型的重组噬菌体，则J与其基因“互补”，得图解1：A3A4A5与L感染的情况，得出图解2A4A5A6综合图解1、2，得图解3：A3A4A5A6结果说明点突变具有A3、A4、A5、A6基因。与K共同感染不能产生野生型的重组噬菌体，说明示知突变型可能缺A2、A3；与M共同感染不能产生野生型的重组噬菌体，说明可能缺A1、A2、A3、A4，综合点突变株与K、M的重组情况，它可能缺A2、A3，综合上述四类情况，未知点突变株缺A2。答案A【方法探究】遗传内容历来是高考必考的重点之一，该题背景是科学家的实验。可以了解科学家的实验方法和实验思想，提高分析实验的能力。在平时的复习过程中，这些能力的培养可以通过分析课本上的经典实验去实现。如：孟德尔的基因的分离规律和自由组合规律的发现过程、生长素的发现过程、遗传物质的探索过程、光合作用的发现过程等。考点四、生物与环境【例4】北阿尔伯达的一个工厂把产酸的化学品排入到空气中，工厂东面有一个湖，湖底是石灰石的，但湖水的pH值已从原来的6.8降低到5.7，虽然酸性沉积一直在增加，湖水的pH值保持在5.7不变，湖中原有的鱼是河鲈和鲑鱼。钓鱼运动员抱怨说，自从工厂开办以来，鱼资源已经减少。工厂的科学家们设计了一个实验，证明工厂放出去的化学品与鱼资源的减少没有关系。科学家取一只大容器，盛放湖水，维持pH值在5.7。从湖里找来大鱼放在该容器内，喂以蛋白质饲料。在这样的条件下，鱼正常成长。假定你是一个独立的仲裁委员，受雇于垂钓运动委员会，来对该项实验评估，列出你要得到的附加信息，并列举说明你要用什么方法去得到这些信息。解析：本题以调查工厂放出去的化学品与鱼资源的减少的关系为载体，考查考生影响生物生存的生态因素和实验分析能力。本实验的设计方案中没有考虑鱼的生活受多种因素影响的：该实验设计测量不出下列因素，而这些因素都是对河鲈和鲑鱼有影响的：A、酸对河鲈和鲑鱼的食物数量多少的影响B、酸对河鲈和鲑鱼的鱼卵或幼鱼的影响C、由于季节性干涸造成的pH值季节性涨落的影响D、由于酸的分解作用而进入水域的重金属量的多少…………为了说明上述第1点，必须完成一项研究，即决定各种浮游生物，小水生昆虫和鲤科小鱼的多少。如果这个食物网的某些环节下在丧失，则有必要去研究酸是否对此有影响。为说明上述第2点，可以在酸化水中饲养鱼卵和幼鱼，鱼的数量减少可能是