探究性实验题的类型与解题方法（一）

刘本举（河南省濮阳市第一高级中学 457000）

该文章发表于《中国考试》2007年第11期

探究性实验题是高考非选择题的主要题型，此类试题能很好地体现高考能力考察为主导及考察考生科学素养的命题要求。本文试图通过例题来分析其解题思路和总结答题技巧，供考生参考。

1．模仿学习—尝试创新型

该题型的特点是给出实验操作的部分或者全部步骤，要求考生根据已知实验过程分析推理，从实验分组、变量设定和实验结果中获取有效信息，推知该实验到底要探究什么？已知条件有哪些？找出隐含条件，顺利回答有关问题。并同时学习实验方法和原理，把已经进行的实验作为实验原型或者示范，做进一步的创新设计，或者是对原实验的补充，或者是针对新问题设计新实验。该题型主要考察考生模仿和尝试创新学习的能力，即知识的学习和迁移能力。

【例1】以下实验是对含有低等植物的水域生态系统进行的测定。

步骤一：取两个相同的透明玻璃瓶，分别编号为1号、2号。

步骤二：用两个瓶同时从水深3m处取水样（都装满），立即测定2号瓶中的溶氧量，将1号瓶密封瓶口沉入原取水样处。

步骤三：24h后将1号瓶取出，测定瓶中的溶氧量。按以上步骤重复三次，结果1号瓶溶氧量平均值为6.5mg，2号瓶溶氧量平均值为5.3mg。

回答下列问题：

（1）取水样时，1号瓶中溶氧量为        ；经过24h后，1号瓶中溶氧量发生的变化是

由               引起的。

（2）经过24h后，1号瓶增加的有机物（假设全为葡萄糖）为           。

（3）现欲使实验过程同时还能测出1号瓶24h后实际合成的有机物总量，需对实验作适当补充。简述需补充的实验内容（请自行选择实验用具），并解释计算方法。             。

【解题思路与答案】实验前测量2号瓶的溶氧量和实验后测量1号瓶的溶氧量，其目的还是测量2号瓶实验前后的溶氧量变化。为了使2号瓶实验前后保持水量、水质等的一致性，故设置1号瓶以进行开始溶氧量的测量。利用溶氧增加量可以计算出有机物的积累量。由上述分析可知，实验原理是利用水生低等植物光合作用氧气的产生与所有水生生物呼吸作用氧气的消耗关系计算该水层的生产能力，即生产者在一昼夜积累有机物的量。

（1）实验开始时，1号瓶溶氧量应与2号瓶一样为5.3mg，24h后变成6.5mg，溶氧量增加的原因是由一昼夜中该水层水生植物光合作用产氧量超过所有水生生物的呼吸作用耗氧量引起的；（2）根据溶氧增加量可直接计算葡萄糖积累量为1.125 mg；（3）根据现有实验条件，只能测知1号瓶溶氧增加量。要想知道1号瓶24h产生氧气的总量，根据氧气产生总量＝溶氧增加量＋生物消耗量，必须再测知1号瓶中所有生物的耗氧量，所以需要另设一个同样的黑色不透光的3号瓶，使该瓶生物只进行呼吸作用，处理方法同1号瓶。24h后测3号瓶溶氧量，设为a，则瓶中24h耗氧量为（5.3－a）mg，所以1号瓶产生氧气的总量为（6.5－5.3）mg＋（5.3－a）mg，根据6O₂～C₆H₁₂O₆列出方程：180/y＝6×32/[（6.5－5.3）＋（5.3－a）]  y＝180×(6.5－a)/6×32＝15(6.5－a)/16

【解题技巧】解此类题目，关键要根据实验操作步骤，提取出有效信息，如变量设定等，然后推理出实验目的和实验原理，只有实验目的和实验原理明确了，才能理解和学习实验的设计思路和方法，才能对实验做进一步的补充设计，解决新问题。其步骤为：①审题，看懂实验过程；②找出实验变量、实验结果，并使其建立联系，从而推理实验目的、实验原理；③解决有关问题，并根据要求和实验原理补充实验设计，解决新问题。

2．分析问题—提出假设型

该题型的特点是试题给出生产、生活中的一些生物学问题，或者科学研究中发现的一些生物学现象或者数据，要求考生根据问题、实验现象或数据，结合所学相关知识提出大胆、合理的科学假设。并且选择恰当的方法验证或者解释提出的假设。此类题目重在考察学生发现和提出问题并尝试解释的探究和创新能力。

【例2】正常的小鼠的皮毛是棕灰色的，1905年法国学者居埃诺（Lucien Cuenot）研究小鼠时发现一只黄色小鼠，他将这只黄色小鼠和纯系正常小鼠杂交产生的后代一半为黄鼠一半为正常的小鼠。再将黄鼠和黄鼠杂交，后代中2/3是黄鼠，1/3是正常鼠。据研究小鼠的皮毛是由一对等位基因控制的。为什么会出现这样的比例呢？

⑴请根据你所学的有关遗传知识提出一个大胆的假设，并简要说明提出假设的依据。

⑵用你的假设对上述杂交实验结果做出解释。

【解题思路与答案】分析：（1）从第一组杂交来看，黄鼠是杂合子，否则后代中不会出现两种表现型；黄色对野生型为显性。第二组杂交的分离比不符合杂合子互交后的孟德尔分离比（显性﹕隐性＝3﹕1），而是2﹕1。显然可能有一种显性基因型纯合类型未能成活。所以可以提出假设：显性基因型纯合类型未能成活。（2）设控制黄色的基因为A，控制灰色的基因为a，则有：

P     Aa    ×    aa

黄色      野鼠色

↓

F₁         Aa        aa

黄色（1/2） 野鼠色（1/2）

P      Aa  ×  Aa

黄色     黄色

↓

F₁     AA      Aa         aa

死亡   黄色（2/3）野鼠色（1/3）