生物选考命题规律4：聚焦探究性—重视实验探究，多角度融合科学探究

生物选考命题规律
规律4：聚焦探究性—重视实验探究，多角度融合科学探究
1.教材基础实验
[证据1] 历年选考中对“观察植物细胞有丝分裂”的考查
考查年份 考查角度
2016·浙江4月选考，22 试剂作用、操作目的
2017·浙江4月选考，18 试剂作用、实验步骤
2019·浙江4月选考，18 操作目的与相关知识综合
2020·浙江7月选考，27 实验步骤与结果分析
2021·浙江6月选考，13 有丝分裂时期的识别
1.(2021·浙江6月选考，13)“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”实验中，观察到的一个视野如图所示。下列属于箭头所指细胞分裂期的上一时期的特点是(　　)
A.出现染色体，核膜开始解体
B.着丝粒分裂，姐妹染色单体分离
C.染色体凝聚，着丝粒排列在赤道面上
D.纺锤体消失，细胞板扩展形成新的细胞壁
答案　C
解析　图中箭头所指细胞处于有丝分裂后期，着丝粒分裂，姐妹染色单体分离，在纺锤丝的牵引下向两极运动，上一时期为中期，染色体凝聚，着丝粒排列在赤道面上，故选C。
2.(2019·4月浙江选考，18)在“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动中，观察到不同分裂时期的细胞如图所示：
下列叙述错误的是(　　)
A.装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖便于染色
B.观察过程中先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜
C.图甲细胞所处时期发生DNA复制及相关蛋白质的合成
D.图丙细胞中的染色体数目比图乙细胞中的增加了一倍
答案　C
解析　装片制作过程中需用清水漂洗已解离的根尖以便于染色，A正确；使用显微镜进行观察时，应先用低倍镜找到分生区细胞再换用高倍镜，B正确；图甲细胞处于有丝分裂前期，DNA复制和相关蛋白质合成发生在分裂间期，C错误；图丙细胞处于有丝分裂后期，染色体数目比有丝分裂中期细胞(图乙)增加了一倍，D正确。
3.(2017·浙江4月选考，18)下列关于“制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片”活动的叙述，错误的是(　　)
A.盐酸使植物细胞间的果胶质层松散
B.实验选用的醋酸洋红属于碱性染色剂
C.装片制作的步骤是解离→漂洗→染色→制片
D.显微镜下观察中期细胞可看到完整的染色体组型
答案　D
解析　染色体组型是观察后再经过显微摄影、测量、配对、分组和排列后形成的，不能直接看到，故选D。
[证据2] 历年选考中对“酶的特性及其影响因素的研究”的考查
考查年份 考查角度
2016·浙江4月选考，21 探究酶的专一性
2016·浙江10月选考，18 探究酶的专一性
2017·浙江11月选考，23 探究酶的专一性
2019·浙江4月选考，10 探究酶的高效性
2020·浙江7月选考，10 探究酶作用的影响因素
2021·浙江6月选考，16 探究酶的特性及其影响因素
1.(2022·浙江6月选考，10)下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的是(　　)
A.低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B.稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C.淀粉酶在一定pH范围内起作用，酶活性随pH升高而不断升高
D.若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
答案　B
解析　低温不会导致酶变性失活，A错误；稀释100万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性，B正确；pH过高会导致酶变性失活，C错误；淀粉酶会被蛋白酶水解而无法催化淀粉水解，D错误。
2.(2020·浙江7月选考，10)为研究酶作用的影响因素，进行了“探究pH对过氧化氢酶的影响”的活动。下列叙述错误的是(　　)
A.反应小室应保持在适宜水温的托盘中
B.加入各组反应小室中含有酶的滤纸片的大小和数量应一致
C.将H2O2加到反应小室中的滤纸片上后需迅速加入pH缓冲液
D.比较各组量筒中收集的气体量可判断过氧化氢酶作用的适宜pH范围
答案　C
解析　该实验中温度是无关变量，应处于适宜状态，A正确；含有酶的滤纸片的大小和数量为无关变量，要保证各组加入的含有酶的滤纸片大小和数量相同，B正确；该实验中不直接将过氧化氢溶液加到含酶的滤纸片上，而是将滤纸片粘在反应小室一侧的内壁上，缓冲液和过氧化氢溶液依次加到反应小室下侧，C错误；该实验的检测指标是单位时间内收集的气体体积，D正确。
教材基础实验的命题，具有以下特点：①注重从选材、操作、结果、原理等多角度进行命题；②早期考查单一实验，近期注重相关实验之间的综合考查。预期未来在教材基础实验的命题上，极有可能会：①注重同类实验的综合对比，如选材、技术手段、分组、对照等等；②创设新情境，考查教材基础实验中的常见生物学研究思路和方法在新情境下的迁移应用。
①将教材基础实验进行系统分类，如物质提取鉴定类、显微观察类、调查类、模拟与建模类和探究类，从实验目的、原理、思路、结果、结论等多个角度进行分析综合，寻找共性，分析个性(备考第一篇专题九)；②适当选择新情境类拓展题，进行精准强化，实现从记忆到理解和应用的转变。
2.科学史中的实验
[证据1] 历年选考中对“人类对遗传物质探索”的考查
考查年份 考查角度
2016·浙江10月选考，11 肺炎链球菌离体转化实验
2017·浙江4月选考，20 肺炎链球菌离体转化实验
2017·浙江11月选考，17 噬菌体侵染细菌实验
2018·浙江4月选考，23 4个实验均有考查
2018·浙江11月选考，18 3个实验均有考查
2019·浙江4月选考，20 肺炎链球菌离体转化实验
2020·浙江7月选考，12 肺炎链球菌转化实验
2021·浙江1月选考，15D 肺炎链球菌离体转化实验
2022·浙江1月选考，20 肺炎链球菌离体转化实验
1.(2022·浙江6月选考，22)下列关于“噬菌体侵染细菌的实验”的叙述，正确的是(　　)
A.需用同时含有32P和35S的噬菌体侵染大肠杆菌
B.搅拌是为了使大肠杆菌内的噬菌体释放出来
C.离心是为了沉淀培养液中的大肠杆菌
D.该实验证明了大肠杆菌的遗传物质是DNA
答案　C
解析　实验过程中需单独用32P标记噬菌体的DNA和35S标记噬菌体的蛋白质，A错误；实验过程中搅拌的目的是使吸附在细菌上的噬菌体外壳与细菌分离，B错误；大肠杆菌的质量大于噬菌体，离心的目的是为了沉淀培养液中的大肠杆菌，C正确；该实验证明噬菌体的遗传物质是DNA，D错误。
2.(2020·浙江7月选考，12改编)下列关于“肺炎链球菌转化实验”的叙述，正确的是(　　)
A.活体转化实验中，R型菌转化成的S型菌不能稳定遗传
B.活体转化实验中，S型菌的荚膜物质使R型菌转化成有荚膜的S型菌
C.离体转化实验中，蛋白质也能使部分R型菌转化成S型菌且可实现稳定遗传
D.离体转化实验中，经DNA酶处理的S型菌提取物不能使R型菌转化成S型菌
答案　D
解析　R型菌转化为S型菌属于基因重组，是可遗传变异，能够稳定遗传，A错误；能使R型菌转化为S型菌的转化因子是S型菌的DNA而不是荚膜物质，B错误；转化因子是DNA而不是蛋白质，所以蛋白质不会使R型菌转化为S型菌，C错误；S型菌提取物中的DNA经过DNA酶处理后会被降解，从而不能使R型菌转化为S型菌，D正确。
[证据2] 历年选考中对“模型制作”与“模拟实验”的考查
考查年份 考查角度
2015·浙江10月选考，23 制作DNA双螺旋结构模型
2016·浙江4月选考，18 制作DNA双螺旋结构模型
2016·浙江10月选考，20 孟德尔杂交实验的模拟
2021·浙江6月选考，18 构建某显性遗传病的遗传模型
2022·浙江1月选考，13 减数分裂模型的制作研究
(2016年10月浙江选考卷)在模拟孟德尔杂交实验中，甲同学分别从下图①、②所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合；乙同学分别从下图①、③所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合。将抓取的小球分别放回原烧杯后，重复100次。下列叙述正确的是(　　)
A.甲同学的实验模拟F2产生配子和受精作用
B.乙同学的实验模拟基因自由组合
C.乙同学抓取小球的组合类型中DR约占1/2
D.从①～④中随机各抓取1个小球的组合类型有16种
答案　B
解析　四个烧杯代表四个性器官，①和②中含有一对等位基因，所以可模拟基因的分离定律，但③和④中含有两对等位基因，所以模拟的是基因的自由组合定律，乙同学抓取小球的组合类型中DR约占1/4；从①～④中随机各抓取1个小球的组合类型有9种。
历年选考中有关科学史和模型建构与模拟实验的命题，具有以下特点：①侧重于实验思路的分析、实验方法的提炼；②个别年份出现了对相关实验的对比分析；③已经出现了相关思路、方法在新情境下的拓展应用，如2021年构建某显性遗传病的遗传模型。预计未来的选考中上述3个特点会继续保持，特别是后2点。
针对科学史的复习，建议：①有选择、有重点地进行复习，如生长素的发现过程、人类对遗传物质的探索、基因工程的诞生等；②多角度、多维度的深入分析，如设置对照的方式、实验思路的归纳、实验结果的分析、重大发现的意义等。③针对建模与模拟类实验的复习，建议：①充分理解模型的要点、模拟实验的原理；②注重试题情境的快速、准确定位于教材相关内容；③适当的精准训练。
3.实验大题的专项考查
[证据] 历年选考中最后一题的考查内容与考查角度
考查年份 考查内容 考查角度
2022年6月选考 研究物质X对高血糖症状的作用 思路补充、结果预测及表格设计、分析讨论
2022年1月选考 神经的电生理特性 思路补充、结果预期(柱形图)、分析讨论(填充)
2021年6月选考 酒精对屈反射时长的影响 得出结论、结果记录、表格设计、分析讨论(简答)
2021年1月选考 酿酶催化酒精发酵及相关辅酶 实验分组、思路书写、原理书写
2020年7月选考 Na＋和K＋对动作电位和静息电位的影响 思路补充、结果预期(柱形图)、分析讨论(填充、简答)
2020年1月选考 探究大鼠皮肤移植后的存活率 结果预期(坐标曲线)、分析讨论(填充、简答)
2019年4月选考 验证胰岛素的生理作用 思路书写、结果预期(柱形图)、分析讨论(简答、填充)
2018年11月选考 反射与动作电位、静息电位的测量 思路书写、结果预期(坐标曲线)、分析讨论(填充、简答)
2018年4月选考 血细胞计数板使用、验证胰岛素的作用、甲状腺切除、抗体制备等 结果预期(坐标曲线)、分析讨论(填充、简答)
2017年11月选考 研究海拉细胞增殖的细胞分裂指数 思路补充、结果预期(坐标曲线)、分析讨论(填充、简答)
2017年4月选考 研究药物对海拉细胞增殖的抑制作用 实验分组、思路书写、分析讨论(简答)、结果预期(坐标曲线)
2016年10月选考 利用染色剂鉴别细胞悬液中细胞种类 思路书写、预期结果(文字)与得出结论
2016年4月选考 研究物质W对细菌增殖的促进作用 思路书写(分组用表格)、结果预期(柱形图)、分析讨论(选择、填充)
2015年10月选考 NaCl对小鼠干细胞体积和数量的影响 思路书写、结果预期(坐标曲线)、分析讨论(简答)
1.(2018·浙江4月选考，33)对下列生物学实验进行结果预测或分析与讨论。
(1)在用血细胞计数板计数兔红细胞时，见到压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞，以避免__________，减少误差。
(2)①在验证胰岛素具有降低血糖浓度作用的实验设计中，若以小鼠活动状况为观察指标，注射胰岛素溶液和葡萄糖溶液的顺序应是________________________。
②人体血液中胰岛素与胰高血糖素的摩尔比值，在不同生理状况下是不同的，当机体处于________状况时，该比值明显下降，此时机体物质代谢的变化是_____________________________________________________________________
______________________________________________________________________(答出2点即可)。
(3)某同学进行切除甲状腺对小鼠体长影响的实验，观测到切除甲状腺的幼年组小鼠体长增加明显低于未切除组，其机理是________________________________
____________________________________________________________________。
(4)以某种实验小鼠为材料制备抗血清。
①欲获得某一种较高浓度的抗体，在你的实验思路中，关键是需对小鼠进行____________________________________________________________________。
为什么？_____________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果)。
答案　(1)重复计数
(2)①先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液
②低血糖　肝糖原(糖原)分解加强、脂肪分解加速
(3)切除甲状腺后，甲状腺激素浓度下降，导致物质代谢与能量转换下降
(4)①两次或多次注射相同抗原　因第二次或更多次注射相同抗原，会使小鼠产生更多的效应B细胞，从而产生更多的抗体
②两次注射相同抗原引起的抗体浓度变化示意图
解析　(1)血细胞计数板计数，只计左线和上线上的细胞，这样是为了避免重复计数。
(2)①给小鼠注射胰岛素溶液，出现血糖降低的症状，再注射一定浓度的葡萄糖溶液，症状得以恢复。所以注射胰岛素溶液和葡萄糖溶液的顺序应是先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液。
②当机体处于低血糖状况时，胰高血糖素增多，人体血液中胰岛素与胰高血糖素的摩尔比值下降，此时机体物质代谢的变化是肝糖原分解加强、非糖物质转化为葡萄糖，如脂肪分解加速。
(3)甲状腺分泌的甲状腺激素有促进新陈代谢和发育、提高神经系统的兴奋性的作用；切除甲状腺后，甲状腺激素浓度下降，导致物质代谢与能量转换下降。
(4)欲获得某一种较高浓度的抗体，则需两次或多次注射相同抗原，因为二次免疫比初次免疫强，多次刺激后血清中的特定抗体会维持较高水平。
2.(2017·浙江11月选考，33)为了研究海拉细胞的细胞增殖，以总细胞数和细胞分裂指数(细胞群体中分裂细胞所占的百分比)为测定指标，完善实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。
(要求：细胞培养至培养液中营养物质不足。实验思路涉及的主要用具须写出，但具体操作过程不作要求。实验条件适宜)
回答下列问题：
(1)完善实验思路：
①将已知细胞密度的海拉细胞悬液，用移液管加入到各个含细胞培养液的培养瓶中，然后置于CO2培养箱中培养。
②______________________________________________________________。
③对所得数据进行统计与处理。
(2)预测实验结果(以坐标曲线图形表示实验结果)。
(3)分析与讨论：
①细胞计数时，见到压在方格线上的细胞如何计数？__________________
______________________________________________________。
②若要得到大量的G1期细胞，可采用的方法是______，原因是________________。
③若为了检测某种药物对该细胞的增殖有促进作用，可在培养液中加入同位素标记的物质是_________________________________________________________，
原因是__________________。
答案　(1)②每隔一段时间，用血细胞计数板在显微镜下计数并记录总细胞数，同时制作临时装片，在显微镜下观察与计数分裂相细胞并记录。
(2)
(3)①只计左线和上线上的细胞
②减少培养液中的营养物质成分　由于原料缺少使细胞合成有关物质如RNA和蛋白质等受阻，而停滞于G1期
③胸腺嘧啶脱氧核苷　胸腺嘧啶脱氧核苷是DNA合成的原料，其进入细胞的量可反映细胞的增殖情况
解析　(1)本实验难度不大，题目已经指出实验目的是为了研究海拉细胞的细胞增殖，测定指标以总细胞数和细胞分裂指数(细胞群体中分裂细胞所占的百分比)来表示，因此只需要在实验思路中实现以下内容即可：将细胞培养至培养液中营养物质不足，每隔一段时间，用血细胞计数板在显微镜下计数并记录总细胞数，同时制作临时装片，在显微镜下观察与计数分裂相细胞并记录。
(2)实验过程中要将细胞培养至培养液中营养物质不足，由于营养物质的消耗和有害代谢产物的积累，海拉细胞也会出现绝大部分细胞停止分裂的现象，预期实验结果要考虑到这种情况。由于题目要求用坐标曲线图形呈现可能的实验结果，所以需要先建立坐标系，横坐标标注培养时间，纵坐标标注总细胞数和细胞分裂指数(具体参见答案)。
(3)①细胞计数时，当遇到压在方格线上的细胞，一般只计数左线和上线上的细胞。
②若要得到大量的G1期细胞，可减少培养液中的营养物质成分，由于原料缺少使细胞合成有关物质如RNA和蛋白质等受阻，而停滞于G1期。
③若为了检测某种药物对该细胞的增殖有促进作用，可在培养液中加入同位素标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，由于胸腺嘧啶脱氧核苷是DNA合成的原料，其进入细胞的量可反映细胞的增殖情况。
历年选考实验设计大题的命题，具有以下特点：①重视实验思路的书写和补充；②重视实验分组的考查；③重视实验结果预期的规范呈现，如表格、坐标曲线和柱形图等；④重视实验结果的分析。预计未来命题会继续着力考查上述要点，同时会创设学生的学习、生活与实践情境，或者是真实科学研究和实验情景，注重命题的应用性和创新性。
针对实验设计大题，建议：①针对实验原理、目的与思路，以及结果预期和结论得出，进行解题建模，明确各种类型设问的答题模板；②针对各种类型的设问，精心遴选试题，精准练习，实现由“入模”到“超模”的转变。