生物题型专题：开放探究型题
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开放探究型题
1.内容概要：所谓开放型试题是按命题要求的发散倾向分类，答案具不确定性或者条件不惟一或者解题方法多样的试题。这类试题往往给学生提供一个全新的问题情境，学生要自己选取相关的知识或方法来解答，使学生“灵活运用”是这类试题突出的特点。为加强对开放型试题的研究，现将这类试题分类例析如下：因此，教师更多地为学生提供学习材料，解释阅读材料中的问题，提出问题，教师不要直接告诉学生答案，而是要引导学生，鼓励学生自己找到问题的答案。是一种多侧面的学习活动。“观察与思考”是探究，“实验”是探究，“调查”同样是一种探究。有些探究既有较完整的科学探究活动，也有让学生科学探究的某些侧面的活动。在某种意义上讲，探究性学习在于它的过程而不完全是结果。探究的方法也是灵活多样的
2.典例精析：
类型一：条件开放型
例：夏日，取池塘中一滴水制成装片，在显微镜下观察，你会发现一些生物的存在。试写出你确认它们是生物的依据。
分析：解析本题通过设置具体的情境，考查生物体的基本特征。但又不能照搬生物体区别于非生物的七个特征，要切合题设要求生物来自于池塘中一滴水，因此它们是生物的根据是对刺激能作出反应，有细胞结构，能繁殖（或细胞分裂），能自主运动（游动）。只要符合上述集几种条件即可判断生物的存在。
解答：根据是对刺激能作出反应，有细胞结构，能繁殖（或细胞分裂），能自主运动（游动）
注意：这种类型的试题题目给出了部分条件及确定的结论，要求学生深入认识题中的内部联系，写出能得到结论的有种条件。这类试题常以基础知识为背景设计而成，主要考查学生的基础知识掌握程度、归纳推理能力和逆向思维能力。
跟踪练习：某小组实验设计如下：
实验课题:探究淀粉酶是否为蛋白质
实验假设：如果淀粉酶是蛋白质，那么用浓硝酸检验，会出现黄色反应。（原理：浓硝酸与蛋白质出现黄色反应）
选取工具和材料：淀粉酶液，鸡清蛋白液，试管若干，吸管，蒸馏水，浓硝酸
实验步骤：①取等量的淀粉酶溶液，鸡清蛋白液和蒸馏水，分别放入三支试管中，标A、B、C。②向三试管中分别滴加等量的浓硝酸充分振荡后静置一段时间，观察颜色变化并记录下表中
试管 A B C
颜色变化
解答：实验预测：如果A中颜色与B中一样出现黄色与C不一样，则A为蛋白质。
如果A中颜色与B中不一样与C也不一样，则A不是蛋白质。
如果A中颜色与B中一样与C一样，则A不是蛋白质。通过反复实验得到
实验结果：A中颜色与B中一样，出现黄色反应与C不一样。
实验结论：淀粉酶是蛋白质类物质。
注意：①利用另一种显色反应：用双缩脲试剂与淀粉酶反应看是否出现紫色反应若出现，则是蛋白质。
②利用酶的专一性：用蛋白酶来处理淀粉酶，后看能否催化淀粉分解，如能催化，则此酶不是蛋白质，如不催化，则是蛋白质。
类型二：方法开放型
例：根据已学过的知识，不考虑人工修剪和使用药剂，请设计出不同方法来培育图示的植物盆景，并说明原理
分析：方法1：给予单侧光照。其原理是单侧光照引起生长素向光侧分布少，背光侧分布多，结果背光侧生长较快，植株向光弯曲生长，利用的是植物的向光性原理。
方法2：将花盆横放，使植株水平放置一段时间，待植株向上弯曲后再摆正。其原理是地心引力引起生长素在近地面分布多，背地面分布少，结果近地面生长快，植株向上弯曲。
注意：此题考查了学生“能应用生物学基本知识分布和解决一些日常生活和社会发展中的有关现实问题”的能力，所用生物不同知识有不同解法，除上述两种方法外，如果题设不加限制，还可考虑人工修剪和使用药剂，体现了解题方法的开放性。
跟踪练习：（2007年广东卷） 近年来在防治稻田虫害方面进行了多种尝试，如①构建稻一萍一鱼生态系统，在该系统中，虽有危害水稻的病菌、害虫和杂草，但鱼的活动可起到除虫、松土和增氧的作用，红萍叶片内的蓝藻固氮可促进红萍和水稻生长；②培育转Bt基因抗虫水稻，减少虫害。此外，一些水稻遭遇虫害时会释放某些物质，引来天敌消灭害虫，科学家称之为稻田三重营养关系。
根据上述材料，请回答下列问题：
画出稻一萍一鱼生态系统的能量流动图（不考虑与人的联系）。
考查目的：主要考查学生对生态学基本知识的掌握、学生从给定材料中提取有用信息的能力、运用流程图准确表达生态学现象的能力。流程图反映了事物或某一生理过程的动态变化规律。在高中生物知识中，流程图是普遍存在的，如：物质代谢（合成与分解）过程、物质循环、能量流动、细胞分裂过程、神经调节和体液调节过程等都可以用流程图来表示。流程图的特征是图中有“→”号，逻辑性强，是典型的文图结合体。绘图时最主要应注意流程要完备，流程途径上各关节点的顺序要正确、内容要齐全、数量要符合实际等。
解答：
类型3 答案开放型
例：写出三种与光合作用有关的矿质元素的元素符号及它们在光合作用中的作用。
分析：解析本题以植物光合作用为中心，涉及到有关细胞内的化合物，细胞的结构和功能、酶和ATP与新陈代谢的关系、矿质元素的概念和作用等相关知识，是一道典型的限定条件的开放型试题。既能考查学生对基础知识的牢固掌握和灵活运用，又能考查学生对知识的迁移、重组能力。学生抓住“与光合作用有关”、“矿质元素”、“在光合作用中的作用”等关键字词，不难考虑到：N，各种酶的成分；P，形成ATP；Mg。叶绿素的成分。再进一步逆向思索光合作用有关知识，还可以有多种答案，例如Mn、K是光合作用中一些酶的辅助因子；Fe是细胞色素的组分，参与光合电子传递；Cu是质体蓝色素的成分，也可参与光合电子的传递；Cl可以参与水光解反应；S是酶的成分等
注意：标准化答案会禁锢人的思维，导致学生无条件服从书本和答案，扼杀学生的创新精神。而这类开放型试题从不同角度不同层面分析有不同的答案。在教学中多设计一些答案开放的试题，能激发学生的思维，为教与学提供更大的空间，也可以培养学生学习的主动性和创造性。
跟踪练习：某地种、养殖品种及生产的某些因素如下表。请依生态学原理，选择种、养殖生物各两种，设计一个良性循环的生态系统（以物质循环示意图方式展示，如有必要请作简要说明）。
种植 玉米、小麦、棉花、苹果
养殖 猪、鸡、牛、鸭
施肥 农家肥、化肥（25千克/亩）
虫害 玉米螟、粘虫、棉铃虫
农药 适量
考查目的：试题只给出一定情境，表现为条件、方法和结论开放的若干组合，要求学生在情境中自行设计相应的条件、方法和结论。
解答：本题要求学生运用生态学知识，根据生态平衡原理，设计一个良性循环的生态系统，其条件、方法和方案具不确定性。其要点是做到投入少，产量高，要有效避免或减轻环境污染，要以生物能转化的废弃物循环利用为基准点。根据题设要求，种植和养殖可随意选取两种，同时可考虑设置沼气池将秸秆和粪便入沼气池发酵产生沼气，供家庭生活用，沼渣供植物作肥料，植物草茎可作为养殖动物的饲料。施肥要求用农家肥，防止环境污染不用化肥。同样为避免环境污染，治理虫害不用农药，而采取生物防治方法，甚至可采用转基因技术，将抗虫基因导入农作物体内，从而具备抗虫功能。象此类题型，给学生以较大的思考空间，有回旋余地，不同学生根据自己的认知水平和能力可得出不同的答案，激发和保护了学生的创新思维，培养了学生的创新意识。
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开放探究型题
1.内容概要：所谓开放型试题是按命题要求的发散倾向分类，答案具不确定性或者条件不惟一或者解题方法多样的试题。这类试题往往给学生提供一个全新的问题情境，学生要自己选取相关的知识或方法来解答，使学生“灵活运用”是这类试题突出的特点。为加强对开放型试题的研究，现将这类试题分类例析如下：因此，教师更多地为学生提供学习材料，解释阅读材料中的问题，提出问题，教师不要直接告诉学生答案，而是要引导学生，鼓励学生自己找到问题的答案。是一种多侧面的学习活动。“观察与思考”是探究，“实验”是探究，“调查”同样是一种探究。有些探究既有较完整的科学探究活动，也有让学生科学探究的某些侧面的活动。在某种意义上讲，探究性学习在于它的过程而不完全是结果。探究的方法也是灵活多样的
2.典例精析：
类型一：条件开放型
例：夏日，取池塘中一滴水制成装片，在显微镜下观察，你会发现一些生物的存在。试写出你确认它们是生物的依据。
分析：解析本题通过设置具体的情境，考查生物体的基本特征。但又不能照搬生物体区别于非生物的七个特征，要切合题设要求生物来自于池塘中一滴水，因此它们是生物的根据是对刺激能作出反应，有细胞结构，能繁殖（或细胞分裂），能自主运动（游动）。只要符合上述集几种条件即可判断生物的存在。
解答：根据是对刺激能作出反应，有细胞结构，能繁殖（或细胞分裂），能自主运动（游动）
注意：这种类型的试题题目给出了部分条件及确定的结论，要求学生深入认识题中的内部联系，写出能得到结论的有种条件。这类试题常以基础知识为背景设计而成，主要考查学生的基础知识掌握程度、归纳推理能力和逆向思维能力。
跟踪练习：某小组实验设计如下：
实验课题:探究淀粉酶是否为蛋白质
实验假设：如果淀粉酶是蛋白质，那么用浓硝酸检验，会出现黄色反应。（原理：浓硝酸与蛋白质出现黄色反应）
选取工具和材料：淀粉酶液，鸡清蛋白液，试管若干，吸管，蒸馏水，浓硝酸
实验步骤：①取等量的淀粉酶溶液，鸡清蛋白液和蒸馏水，分别放入三支试管中，标A、B、C。②向三试管中分别滴加等量的浓硝酸充分振荡后静置一段时间，观察颜色变化并记录下表中
试管 A B C
颜色变化
解答：实验预测：如果A中颜色与B中一样出现黄色与C不一样，则A为蛋白质。
如果A中颜色与B中不一样与C也不一样，则A不是蛋白质。
如果A中颜色与B中一样与C一样，则A不是蛋白质。通过反复实验得到
实验结果：A中颜色与B中一样，出现黄色反应与C不一样。
实验结论：淀粉酶是蛋白质类物质。
注意：①利用另一种显色反应：用双缩脲试剂与淀粉酶反应看是否出现紫色反应若出现，则是蛋白质。
②利用酶的专一性：用蛋白酶来处理淀粉酶，后看能否催化淀粉分解，如能催化，则此酶不是蛋白质，如不催化，则是蛋白质。
类型二：方法开放型
例：根据已学过的知识，不考虑人工修剪和使用药剂，请设计出不同方法来培育图示的植物盆景，并说明原理
分析：方法1：给予单侧光照。其原理是单侧光照引起生长素向光侧分布少，背光侧分布多，结果背光侧生长较快，植株向光弯曲生长，利用的是植物的向光性原理。
方法2：将花盆横放，使植株水平放置一段时间，待植株向上弯曲后再摆正。其原理是地心引力引起生长素在近地面分布多，背地面分布少，结果近地面生长快，植株向上弯曲。
注意：此题考查了学生“能应用生物学基本知识分布和解决一些日常生活和社会发展中的有关现实问题”的能力，所用生物不同知识有不同解法，除上述两种方法外，如果题设不加限制，还可考虑人工修剪和使用药剂，体现了解题方法的开放性。
跟踪练习：（2007年广东卷） 近年来在防治稻田虫害方面进行了多种尝试，如①构建稻一萍一鱼生态系统，在该系统中，虽有危害水稻的病菌、害虫和杂草，但鱼的活动可起到除虫、松土和增氧的作用，红萍叶片内的蓝藻固氮可促进红萍和水稻生长；②培育转Bt基因抗虫水稻，减少虫害。此外，一些水稻遭遇虫害时会释放某些物质，引来天敌消灭害虫，科学家称之为稻田三重营养关系。
根据上述材料，请回答下列问题：
画出稻一萍一鱼生态系统的能量流动图（不考虑与人的联系）。
考查目的：主要考查学生对生态学基本知识的掌握、学生从给定材料中提取有用信息的能力、运用流程图准确表达生态学现象的能力。流程图反映了事物或某一生理过程的动态变化规律。在高中生物知识中，流程图是普遍存在的，如：物质代谢（合成与分解）过程、物质循环、能量流动、细胞分裂过程、神经调节和体液调节过程等都可以用流程图来表示。流程图的特征是图中有“→”号，逻辑性强，是典型的文图结合体。绘图时最主要应注意流程要完备，流程途径上各关节点的顺序要正确、内容要齐全、数量要符合实际等。
解答：
类型3 答案开放型
例：写出三种与光合作用有关的矿质元素的元素符号及它们在光合作用中的作用。
分析：解析本题以植物光合作用为中心，涉及到有关细胞内的化合物，细胞的结构和功能、酶和ATP与新陈代谢的关系、矿质元素的概念和作用等相关知识，是一道典型的限定条件的开放型试题。既能考查学生对基础知识的牢固掌握和灵活运用，又能考查学生对知识的迁移、重组能力。学生抓住“与光合作用有关”、“矿质元素”、“在光合作用中的作用”等关键字词，不难考虑到：N，各种酶的成分；P，形成ATP；Mg。叶绿素的成分。再进一步逆向思索光合作用有关知识，还可以有多种答案，例如Mn、K是光合作用中一些酶的辅助因子；Fe是细胞色素的组分，参与光合电子传递；Cu是质体蓝色素的成分，也可参与光合电子的传递；Cl可以参与水光解反应；S是酶的成分等
注意：标准化答案会禁锢人的思维，导致学生无条件服从书本和答案，扼杀学生的创新精神。而这类开放型试题从不同角度不同层面分析有不同的答案。在教学中多设计一些答案开放的试题，能激发学生的思维，为教与学提供更大的空间，也可以培养学生学习的主动性和创造性。
跟踪练习：某地种、养殖品种及生产的某些因素如下表。请依生态学原理，选择种、养殖生物各两种，设计一个良性循环的生态系统（以物质循环示意图方式展示，如有必要请作简要说明）。
种植 玉米、小麦、棉花、苹果
养殖 猪、鸡、牛、鸭
施肥 农家肥、化肥（25千克/亩）
虫害 玉米螟、粘虫、棉铃虫
农药 适量
考查目的：试题只给出一定情境，表现为条件、方法和结论开放的若干组合，要求学生在情境中自行设计相应的条件、方法和结论。
解答：本题要求学生运用生态学知识，根据生态平衡原理，设计一个良性循环的生态系统，其条件、方法和方案具不确定性。其要点是做到投入少，产量高，要有效避免或减轻环境污染，要以生物能转化的废弃物循环利用为基准点。根据题设要求，种植和养殖可随意选取两种，同时可考虑设置沼气池将秸秆和粪便入沼气池发酵产生沼气，供家庭生活用，沼渣供植物作肥料，植物草茎可作为养殖动物的饲料。施肥要求用农家肥，防止环境污染不用化肥。同样为避免环境污染，治理虫害不用农药，而采取生物防治方法，甚至可采用转基因技术，将抗虫基因导入农作物体内，从而具备抗虫功能。象此类题型，给学生以较大的思考空间，有回旋余地，不同学生根据自己的认知水平和能力可得出不同的答案，激发和保护了学生的创新思维，培养了学生的创新意识。
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