高考生物实验能力要求解读与题型分析(1)
北京师范大学附属实验中学（100032）林祖荣
江苏省泗阳中学（223700）刘鸿儒
——本文载2004年第4期《中学生物教学》
生物学是一门实验科学。生物学的概念、原理和规律大多是通过实验推导和论证的。实验是生物学科发展的基石，因此也理应是生物学习的一种重要途径。在实验过程中，不仅可以培养学生的实验能力，学生的思维能力、信息处理能力以及综合分析的能力也可得到锻炼，同时也有助于培养学生的科学态度和创新精神。实验的过程就是一种学生能力综合培养的过程，科学素养得到提高的过程。同样，考纲所要求的各种能力都可以通过高考中的实验得到一定的体现，特别是学生的实验能力和思维能力可以得到有效的检测。近年来的生物高考中，突出了对实验的考查，既体现了高考突出能力考查的要求，也对中学生物教学能起到积极的引导作用，体现了当前教学改革的形势和要求。
理综考纲中对实验的能力要求分解为两个方面：
1．独立完成实验的能力。包括理解实验原理、实验目的及要求，了解材料、用具，掌握实验方法步骤，会控制实验条件和使用实验仪器，会处理实验安全问题，会观察、分析和解释实验中产生的现象、数据，并得出合理的实验结论。
2．能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。
单科性的考纲对实验的能力要求规定为：理解所学实验的实验内容，包括原理方法和操作步骤，掌握相关的操作技能；具备验证简单的生物学事实验的能力，并能对实验现象和结果进行解释和分析；能够对一些生物学问题进行初步探索性研究，并能制订研究方案。
从上面的表述可以看出，理综的实验要求和单科性的实验要求，在表述的形式上有些差异，但实质是一致的。根据实验的内容的来源实验题总体上可分为二个层次：一是课本实验；二是拓展性的实验。
一． 课本实验的考查类型与分析
掌握教材中规定的实验内容是最基本的要求。考纲明确要求“理解所学实验的实验内容，包括原理方法和操作步骤，掌握相关的操作技能。”学生的实验能力主要是通过课本实验培养的。通过课本实验的考查，一方面可以考查考生对课本基础实验的内容的掌握，同时有助于引导师生在平时的教与学过程中对课本实验引起足够的重视。这类实验主要考查学生对实验目的、实验程序、实验现象、实验结论等内容的了解，实验技能的掌握，以及实验原理和方法的理解等方面，尽管这类试题侧重在考查学生的实验知识和实验技能，但这些知识和技能是构成学生实验能力的基础，是学生必需掌握的。学生的实验能力不是凭空培养起来的，也不是仅靠实验题就能训练出来的。学生实验能力的提高，离不开进行具体的实验，教材实验就是培养学生实验能力的良好载体。
1．对教材实验内容的识记
这是对教材实验内容的再现性试题，主要考查对已做过的实验目的、实验材料与器具、实验方法步骤、实验现象等的掌握情况。
例1．（2003年天津）在过氧化氢酶溶液中加入双缩脲试剂，其结果应该是（ ）
A．浅蓝色 B．砖红色 C．绿色 D．紫色
分析：蛋白质遇双缩脲试剂发生作用，可以产生紫色反应，这是鉴定蛋白质的实验原理。考生只需记住这一实验原理，就可顺利作答。试题属于识记层次的。
答案：B
例2．（1995上海）通过纸层析分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现四条色素带，从上而下依次是（ ）
A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B．胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素
C．叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素
D．叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素
分析 本题考查的是色素分离与提取的实验现象。不同色素在有机溶机中的溶解度不同，随层析也在滤纸上的扩散速度不同，四种色素随层析液扩散的速度由快到慢依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。
答案 A
例3．（1997上海）下列关于“叶绿体色素提取和分离”的实验描述中，不属于实验要求的是（ ）
A．提取高等植物叶绿体中的色素 B．用纸层析法分离色素
C．了解各种色素的吸收光谱 D．验证叶绿体中所含色素的种类
分析本题考查的是“叶绿体色素提取和分离”实验的目的要求。提取和分离叶绿体色素，验证叶绿体所含的色素的种类，是这一实验的目的与要求。了解各种色素的吸收光谱则不是本实验所能达到的。
答案 C
近年来，直接考查对实验内容的记忆的试题已比较少见，但这并不意味着可以忽略课本实验的复习以及对课本实验内容的记忆。只有掌握好课本的基础实验，考生才能将这些知识和技能迁移到新的实验情境中去，才能自如地解决新情境的实验问题。考试大纲规定的24个实验（包括实习和研究性学习）是实验复习的基础，是必须认真复习，使学生掌握的。
（2）原理的分析应用
这类试题不是课本实验的重复和再现，但实验的基本原理是基于课本实验的。需要考生运用学习过的实验原理和方法，运用到新的实验背境中去。解决这些问题，既要对课本实验内容的掌握，同时又需要具有一定的灵活运用能力。
例5．（2003江苏）分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即：深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。
处理 A B C
SiO2（少量） + + +
CaCO3（少量） － + +
95%乙醇（10毫升）+ － +
蒸馏水（10毫升） － + －
注：“+”表示加；“－”表示不加。
试回答：（1）A处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。
（2）B处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。
（3）C处理得到的溶液颜色是 ，原因是 。
分析：本题以课本实验为基础，对课本中的实验进行了拓展和重组。根据教材中叶绿体中色素的提取和分离实验，加SiO2是为了使研磨充分，加CaCO3是为了防止研磨时叶绿体中的色素受破坏，这些在高中课本中都有说明。乙醇是有机溶剂，可以溶解色素，其作用类似于丙酮。事实上，在叶绿体色素的分离和提取实验中，是可以用酒精代替丙酮的。对此，不少学生不清楚，但初中光合作用的有关实验中，多次用到酒精对绿叶进行脱色处理，利用的就是酒精对色素的溶解原理，只要初中做过有光合作用的实验应该会有印象。
答案：（1）A 黄绿色，部分叶绿素受到破坏。（2）B 几乎无色，叶绿素不溶于水。（3）C 深绿色，大量叶绿素溶于乙醇中。
解决这类问题不仅需要考生对课本实验原理的掌握，也需要具有一定分析思维的能力。例如，在例5中，如果考生不记得课本实验的相关内容，也可以通过实验的结论来进行分析推理：溶液如果无色，一定是没有溶解色素，或者是色素全被破坏，但后者的可能性不大，最可能是没有溶解。色素是不能溶于水的，我们吃的蔬菜，含有大量的叶绿体色素，但我们吃的炒菜，并没有见到菜汤呈绿色的。溶液呈深绿色还是黄绿色，显然取决于溶液中叶绿素的含量，前者含量多，后者含量少，根据题目给出的条件，区别只在于有没有加CaCO3，联系CaCO3有防止色素被坏的知识。如果具有这样的分析思维能力，也就不难得出正确的答案了。
（3）操作技能类
生物学实验离不开实验工具，对于实验工具的使用技能也是考纲的要求。
例1．
