四川 申定健

縱觀近幾年的高考生物試卷，以突出學(xué)生科學(xué)探究和理性思維能力為考查目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)試題比重顯著增加，以2017年高考生物全國(guó)新課標(biāo)卷III為例，非選擇題（54分）部分均以實(shí)驗(yàn)題進(jìn)行考查，占全卷考查比重的60%。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)題的內(nèi)容和形式也越來(lái)越靈活多樣，試題難度不言而喻。盡管實(shí)驗(yàn)題的內(nèi)容、形式千變?nèi)f化，但實(shí)驗(yàn)對(duì)照分析依然是解析實(shí)驗(yàn)題的基本思路和方法。通過(guò)分析對(duì)照實(shí)驗(yàn)的類(lèi)型和作用，尋求對(duì)照實(shí)驗(yàn)分析策略，為突破實(shí)驗(yàn)題解題難點(diǎn)提供參考。

1.對(duì)照實(shí)驗(yàn)的類(lèi)型

對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)置的方式?jīng)Q定對(duì)照實(shí)驗(yàn)的類(lèi)型，中學(xué)實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)的對(duì)照有空白對(duì)照、自身對(duì)照、條件對(duì)照、相互對(duì)照和標(biāo)準(zhǔn)參照5種類(lèi)型。對(duì)于一個(gè)具體的實(shí)驗(yàn)而言，可以設(shè)置為單一對(duì)照類(lèi)型，也可以綜合設(shè)置為多種對(duì)照類(lèi)型。

2.對(duì)照實(shí)驗(yàn)的分析策略

2.1 對(duì)照類(lèi)型的辨析和判定

對(duì)于一般對(duì)照實(shí)驗(yàn)而言，未經(jīng)實(shí)驗(yàn)因素處理而保持原有狀態(tài)的對(duì)象作為對(duì)照組，接受人為改變的實(shí)驗(yàn)因素處理的對(duì)象作為實(shí)驗(yàn)組。但對(duì)于具體的對(duì)照實(shí)驗(yàn)而言，因不同設(shè)計(jì)會(huì)呈現(xiàn)不同的對(duì)照類(lèi)型，需要進(jìn)行對(duì)照類(lèi)型的辨析和判定，總結(jié)如表1。

表1 5種對(duì)照類(lèi)型的辨析和判定

續(xù)表

2.2 對(duì)照實(shí)驗(yàn)分析的一般過(guò)程

對(duì)照實(shí)驗(yàn)分析的一般過(guò)程如下：實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮淼姆治觥鷮?duì)照組與實(shí)驗(yàn)組的確定→對(duì)照類(lèi)型的判定→對(duì)照作用的分析→對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果→分析差異產(chǎn)生的原因→得出結(jié)論。由此可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)對(duì)照分析是分析一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本入手點(diǎn)，也是分析解答高考實(shí)驗(yàn)題的基本方法和思路。

3.高考實(shí)驗(yàn)題的對(duì)照考查實(shí)例分析

【例1】（2017年全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅲ，第30題）干旱可促進(jìn)植物體內(nèi)脫落酸（ABA）的合成，取正常水分條件下生長(zhǎng)的某種植物的野生型和ABA缺失突變幼苗，進(jìn)行適度干旱處理，測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)莖葉和根的生長(zhǎng)量，結(jié)果如圖所示。

回答下列問(wèn)題：

（1）綜合分析上圖可知，干旱條件下，ABA對(duì)野生型幼苗的作用是____________________。

（2）若給干旱處理的突變體幼苗施加適量的ABA，推測(cè)植物葉片的蒸騰速率會(huì)_______，以對(duì)環(huán)境的變化作出反應(yīng)。

（3）ABA有“逆境激素”之稱(chēng)，其在植物體中的主要合成部位有_______（答出兩點(diǎn)即可）。

（4）根系是植物吸收水分的主要器官。根細(xì)胞內(nèi)水分的主要作用有_______（答出兩點(diǎn)即可）。

【答案】（1）促進(jìn)根的生長(zhǎng)，抑制莖葉的生長(zhǎng) （2）降低 （3）根冠、萎蔫葉片 （4）水是根細(xì)胞的重要組成成分，水參與根細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)

【分析】本實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較野生型和ABA缺失突變體幼苗在干旱條件下，相同時(shí)間內(nèi)莖葉和根的生長(zhǎng)量，探究在干旱條件下ABA對(duì)植物幼苗的影響。兩種類(lèi)型幼苗的莖葉和根在干旱條件下的生長(zhǎng)狀況都是未知的，兩組均為干旱處理的實(shí)驗(yàn)組，彼此構(gòu)成相互對(duì)照。第（2）小問(wèn)中，對(duì)于同一突變體幼苗而言，施加ABA前后形成自身對(duì)照，從而比較蒸騰速率的變化。本題以相互對(duì)照和自身對(duì)照的形式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)考查相關(guān)知識(shí)，屬于多種對(duì)照相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)考查題型。

【例2】（2017年全國(guó)新課標(biāo)卷Ⅲ，第31題）為研究胰島素的生理作用，某同學(xué)將禁食一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)小鼠隨機(jī)分為A、B、C、D四組，A組腹腔注射生理鹽水，B、C、D三組均腹腔注射等量胰島素溶液，一段時(shí)間后，B、C、D三組出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、嗜睡等癥狀，而A組未出現(xiàn)這些癥狀?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）B、C、D三組出現(xiàn)上述癥狀的原因是_______。

（2）B、C、D三組出現(xiàn)上述癥狀后進(jìn)行第二次注射，給B組腹腔注射生理鹽水；為盡快緩解上述癥狀給C組注射某種激素、給D組注射某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。那么C組注射的激素是_______，D組注射的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是_______。

（3）第二次注射后，C、D兩組的癥狀得到緩解，緩解的機(jī)理分別是_______________。

【答案】（1）血糖低于正常水平 （2）胰高血糖素葡萄糖 （3）C組：胰高血糖素能促進(jìn)糖原分解和非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，使血糖水平升高；D組：葡萄糖直接使血糖水平升高

【分析】本實(shí)驗(yàn)將禁食一段時(shí)間的實(shí)驗(yàn)小鼠隨機(jī)分成四組。A組腹腔注射生理鹽水作為空白對(duì)照組，B、C、D三組均腹腔注射等量胰島素溶液作為實(shí)驗(yàn)組，A組與B、C、D組之間構(gòu)成空白對(duì)照，B、C、D三組彼此之間構(gòu)成相互對(duì)照。B、C、D三組出現(xiàn)相應(yīng)癥狀后進(jìn)行第二次注射，B組腹腔注射生理鹽水作為空白對(duì)照組，C、D兩組又作為實(shí)驗(yàn)組，C、D兩組為緩解癥狀而注射不同物質(zhì)又形成條件對(duì)照。此外，B、C、D三組中的每一組在兩次注射前后又構(gòu)成自身對(duì)照。實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較四組小鼠出現(xiàn)的癥狀和癥狀的緩解情況，考查胰島素的生理作用，空白、自身、相互、條件4種對(duì)照形式在本題中均有體現(xiàn)，屬于多種對(duì)照相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)考查題型。

【例3】（2017年全國(guó)新課標(biāo)卷III，第32題）已知某種昆蟲(chóng)的有眼（A）與無(wú)眼（a）、正常剛毛（B）與小鋼毛（b）、正常翅（E）與斑翅（e）這三對(duì)性狀各受一對(duì)等位基因控制。現(xiàn)有三個(gè)純合品系：①aaBBEE②AAbbEE和③AABBee。假定不發(fā)生染色體變異和染色體交換，回答下列問(wèn)題：

（1）若A/a、B/b、E/e這三對(duì)等位基因都位于常染色體上，請(qǐng)以上述品系為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定這三對(duì)等位基因是否分別位于三對(duì)染色體上。（要求：寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論）_______________________。

（2）假設(shè)A/a、B/b這兩對(duì)等位基因都位X染色體上，請(qǐng)以上述品系為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)這一假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證。（要求：寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)思路、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論）__________。

【答案】（1）選擇①×②、②×③、①×③三個(gè)雜交組合，分別得到F1和F2，若各雜交組合的F2中均出現(xiàn)四種表現(xiàn)型，且比例為9∶3∶3∶1，則可確定這三對(duì)等位基因分別位于三對(duì)染色體上；若出現(xiàn)其他結(jié)果，則可確定這三對(duì)等位基因不是分別位于三對(duì)染色體上 （2）選擇①×②雜交組合進(jìn)行正反交，觀察F1中雄性個(gè)體的表現(xiàn)型。若正交得到的F1中雄性個(gè)體與反交得到的F1中雄性個(gè)體有眼/無(wú)眼、正常剛毛/小剛毛這兩對(duì)相對(duì)性狀的表現(xiàn)均不同，則證明這兩對(duì)等位基因都位于X染色體上

【分析】第（1）小問(wèn)以符合基因自由組合定律的兩對(duì)相對(duì)性狀雜交或自交子代性狀分離比9∶3∶3∶1為標(biāo)準(zhǔn)參照，所給定的三個(gè)純合品系彼此僅有一對(duì)基因的差別，讓三個(gè)純合品系兩兩雜交，均出現(xiàn)雙雜合的F1，讓F1自交或雌雄個(gè)體雜交得F2，以F2中是否出現(xiàn)9∶3∶3∶1的性狀分離比進(jìn)行染色體位置的判定；第（2）小問(wèn)以設(shè)計(jì)相互對(duì)照的正反交實(shí)驗(yàn)區(qū)分伴性遺傳和常染色體遺傳，根據(jù)正反交結(jié)果是否一致判斷基因的位置（一致為常染色體遺傳，不一致為伴性遺傳）。本題通過(guò)設(shè)計(jì)遺傳雜交實(shí)驗(yàn)判斷基因在染色體上的位置對(duì)學(xué)生進(jìn)行考查，屬于應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照和相互對(duì)照設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證考查題型。

4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)與備考建議

對(duì)照作為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則之一，也是高考實(shí)驗(yàn)題命題設(shè)計(jì)遵循的基本原則之一。在新授實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，建議教師將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對(duì)照原則和對(duì)照類(lèi)型作實(shí)例介紹和講解，讓學(xué)生明確對(duì)照原則和對(duì)照類(lèi)型后再對(duì)教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)例分析，運(yùn)用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方案探討，結(jié)合實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況進(jìn)行修正和改進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。在復(fù)習(xí)備考中，可以把實(shí)驗(yàn)部分以專(zhuān)題的形式進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)習(xí)，將教材的實(shí)驗(yàn)和高考實(shí)驗(yàn)題作為分析實(shí)例，參照對(duì)照實(shí)驗(yàn)分析策略構(gòu)建實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法體系，形成實(shí)用的實(shí)驗(yàn)題分析和解答技巧。