生物探究性实验题和验证性实验题的试题特点及解答例析
朱晓林 林祖荣

本文载《中国考试》2005年第1期

    高考中所涉及的生物实验题根据实验目的通常可分为两大类，即探究性实验题和验证性实验题。这两类实验题因其特点不同，解答方法和技巧也就不同。而许多学生由于不了解两类试题的特点和解答方法，在解答此类试题特别是实验设计类试题时存在较大困难。
    一． 探究性实验题和验证性实验题的试题特点
    探究性实验是指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认识活动。它根据实验的目的，利用已知的、外加的因素去干扰研究对象，看它会发生什么样的变化，出现什么样的现象，产生什么样的结果。探究性实验与科学家的科学探究在本质上是一样的，两者只有程度的不同。验证性实验通常是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。探究性实验的实验结果是未知的，验证性实验的实验结果通常是已知的，这是两类实验的最大区别。生物探究性实验和验证性实验各自的特点决定了生物探究性实验题和验证性实验题的试题特点。

    （表略）
    二．生物探究性实验题和验证性实验题的试题解答例析
    下面通过具体实例说明探究性实验题和验证性实验题的特点和解答方法技巧。
    【例1】补充完成下面探究性实验中的缺项部分。
    （1）实验目的：探究C3植物和C4植物叶片中淀粉粒的存在位置。
    （2）实验假设：                                          。
    （3）材料用具：盆栽天竺葵（C3植物）、盆栽玉米（C4植物）、酒精、碘液、显微镜、大烧杯、酒精灯、载玻片、盖玻片、镊子、滴管、清水等。
    （4）实验步骤：
                                                                      
    （5）结果预测：                                                。
    【简析】本题中C3植物和C4植物叶片中淀粉粒位置是未知，因此属于探究性的实验题。由于实验结果是未知的，因此，可以有多种假设，解答时要尽量列出各种可能的假设的类。在表述假设时一般采用“如果A，则B”的形式，这里“如果”是对实验结果的预期，“那么”是用如何去做、会有何现象来定义预期的结果。由于哪个假设成立还不确定，实验的结果也是未知的，因此在描述实验步骤的时候，不必对实验的现象作出描述，只需讲清实验的过程和观察的对象。同样由于实验的结果是未知的，因此必须根据假设进行讨论，在表述的方式上，与假设应该是相反的。
    【答案】（2）实验假设：如果C3植物叶片中淀粉粒只存在于叶肉细胞中，那么C3植物叶片经酒精脱色、碘液染色后叶肉细胞就会变成蓝色；
    如果C3植物叶片中淀粉粒只存在于维管束鞘细胞中，那么C3植物叶片经酒精脱色、碘液染色后维管束鞘细胞就会变成蓝色；
    如果C3植物叶片中淀粉粒既存在于叶肉细胞中又存在于维管束鞘细胞中，那么C3植物叶片经酒精脱色、碘液染色后叶肉细胞和维管束鞘细胞都会变成蓝色；C4植物也是如此。
    （4）实验步骤
    ①  实验前，将天竺葵、玉米在光下照射几小时。（目的是使叶片中形成淀粉粒）   

    ②各摘取一片健康的叶片，分别水浴酒精加热脱色，清水冲洗后用碘液染色。（酒精脱色便于观察)                                                       
    ③对比观察上述处理过的两种叶片 。 （不出现对实验现象的描述） 

    ④  将上述处理的叶片分别做成叶片横切的临时装片，用显微镜观察两种叶片染成蓝色的部位。（显微观察，以便确定淀粉粒存在的位置。不出现对实验现象的描述）
    （5）实验结论：如果C3植物叶片中只有叶肉细胞变成蓝色，则说明淀粉粒只存在于叶肉细胞中；如果C3植物叶片中只有维管束鞘细胞变成蓝色，则说明淀粉粒只存在于维管束鞘细胞中；如果C3植物叶片中叶肉细胞和维管束鞘细胞都变成蓝色，则说明淀粉粒既存在于叶肉细胞中又存在于维管束鞘细胞中；C4植物也是如此。（根据假设对可能的实验结果和结论进行讨论）
    同样的实验，如果我们将其改成验证性的实验，解答时就会有所不同。
    【例2】补充完成下面验证性实验中的缺项部分。
    （1）实验目的：验证C3植物和C4植物叶片中淀粉粒的存在位置分别是叶肉细胞和维管束鞘细胞。
    （2）实验原理：                                  。
    （3）材料用具：盆栽天竺葵（C3植物）、盆栽玉米（C4植物）、酒精、碘液、显微镜、大烧杯、酒精灯、载玻片、盖玻片、镊子、滴管、清水等。
    （4）实验步骤与结果
                                                                        
    （5）实验结果 

    【分析】本实验是要求验证C3植物和C4植物叶片中淀粉粒的存在位置分别是叶肉细胞和维管束鞘细胞，因此属于验证性实验题。实验的结果是在预期之中的，因此必须给予准确的描述，实验的结论也是肯定的。
    【答案】（2）实验原理： 因为C3植物叶片中只有叶肉细胞中含有淀粉粒，所以天竺葵叶片经脱色、碘液染色后，叶肉组织变成蓝色，而C4植物叶片中只有维管束鞘细胞中含有淀粉粒，所以玉米叶片经脱色、碘液染色后，维管束鞘细胞变成蓝色。
    （4）实验步骤
    ①实验前，将天竺葵、玉米在光下照射几小时。（目的是使叶片中形成淀粉粒）
    ②各摘取一片健康的叶片，分别水浴酒精加热脱色，清水冲洗后用碘液染色。（酒精脱色便于观察）
    ③对比观察上述处理过的两种叶片 。 可以看到天竺葵叶片的叶肉组织被染成蓝色，网状叶脉没有变蓝；玉米叶片中的平行叶脉被染成蓝色，叶肉组织没有变蓝。（对实验结果进行准确描述）                                                   
    ④将上述处理的叶片分别做成叶片横切的临时装片，用显微镜观察两种叶片染成蓝色的部位。可以看到，天竺葵叶片的叶肉细胞被染成蓝色，而叶脉的微管束鞘细胞没有染成蓝色；玉米叶脉中的微管束鞘细胞被染成蓝色，叶肉细胞没有染成蓝色。（对实验结果进行准确描述）
    （5）结论：C3植物和C4植物叶片中淀粉粒的存在位置分别是叶肉细胞和维管束鞘细胞。（结论明确唯一，不必进行讨论）
    下面的试题，供你练习：
    1．在微生物实验中，一般用琼脂培养基来培养细菌等微生物，它在加热后呈液化的溶胶状态，在室温下又呈半透明的凝胶状态。在凝胶状态下其表面及内部的不同部位可生长大量的不同代谢类型的肉眼可见的细菌菌落。请用下列材料和用具，设计一个实验来判定某种细菌的异化作用类型。
    一、材料用具：
    某细菌种，琼脂试管培养基2支，无菌接种设备、恒温箱，水浴锅
    二、操作步骤：

    三、实验可能会出现哪些结果？并对每一结果作出相应的鉴定。

    2．请运用微生物培养方法，利用下面的实验材料和用具，设计一个实验证明酵母菌属于兼性厌氧性生物。
    一．材料用具：
    酵母菌菌种，琼脂试管培养基2支，无菌接种设备、恒温箱，水浴锅
    二、操作步骤：

    三、实验结果：

    参考答案 ：
    1．二．（1）将2支琼脂培养基试管置于水浴锅中加热溶化。
    （2）待培养基冷却至凝固前，用无菌接种设备将某细菌接种于一试管培养基中，另一试管不接种作对照，搓动试管，使细菌均匀混于培养基内。
    （3）将恒温箱内温度调至适宜的左右，等琼脂凝固后，将两试管置于恒温箱内培养，每天观察培养基的菌落并记录，连续观察几天，直至结果清晰为止。
    三、（1）若某细菌菌落只生长在培养基表面，则其为好氧性细菌
   （2）若某细菌菌落只生长在培养基底部，则其为厌氧性细菌
   （3）若全部培养基都有菌落生长，则其为兼氧性细菌
    （4）对照管若无菌落出现，说明培养基灭菌和无菌操作合乎要求；若对照管有菌落出现，则说明培养基灭菌或无菌操作不合要求，整个实验应该重做。
    2．二．操作步骤：（同第1题）
    三．全部培养基都有菌落生长。