今年的高考剛結束,新復課備考又拉開帷幕,作為參與方之一的教師面對當年的高考感慨頗多,感嘆命題角度之奇,材料之新,設問之刁,于此同時靜下心來審視深思:高考題給我們提供的直觀信息和隱含告訴我們的線索、啟示及其備考應注意的方向等?傊鳛榻逃邥r刻應注意研究高考、回歸教學、服務考生,這才是我們最最重要和迫切的永恒使命;诖耍揖2013年江蘇生物考卷第二卷27題談談自己的一些想法。
一、原題回訪及解析
27.(8分)右圖為研究滲透作用的實驗裝置,請回答下列問題:
(1)漏斗內溶液(S1)和漏斗外溶液(S2)為兩種不同濃度的蔗糖溶液,漏斗內外起始液面一致。滲透平衡時液面差為△h,此時S1和S2濃度的大小關系為 。
(2)圖中半透膜模擬的是成熟植物細胞中的 ,兩者在物質透過功能上的差異是 。
(3)為進一步探究兩種膜的特性,某興趣小組做了以下實驗。
實驗材料:紫色洋蔥。
實驗器具:如圖所示的滲透裝置(不含溶液),光學顯微鏡,載玻片,蓋玻片,鑷子,刀片,吸水紙,擦鏡紙,滴管,記號筆等。
實驗試劑:蒸餾水,0.3g/L的蔗糖溶液和與其等滲的KNO3溶液,
部分實驗步驟和結果如下:
①選兩套滲透裝置,標上代號X和Y。在兩個燒杯里均加入一定量的蒸餾水,分別在裝置X和Y的漏斗內加入適量的蔗糖溶液和KNO3溶液,均調節漏斗內外液面高度一致。滲透平衡時出現液面差的裝置有 (填代號)
②選兩片潔凈的載玻片, ,在載玻片中央分別滴加 ,制作洋蔥鱗片葉外表皮臨時裝片并分別觀察裝片中細胞的初始狀態。
③觀察臨時裝片中浸潤在所提供的蔗糖溶液和KNO3溶液中的洋蔥鱗片葉外表皮細胞發生的變化,兩者都能出現的現象是 。
(4)上述實驗中最能體現兩種膜功能差異的實驗現象是 。
【解析】(1)一般兩側溶液的濃度并不相等,因為液面高的一側形成的靜水壓,會阻止溶劑由低濃度一側向高濃度一側擴散,故兩者濃度關系仍是S1>S2。
(2)圖中半透膜模擬成熟植物細胞的原生質層,從功能上,半透膜只是利用孔徑大小控制物質進出;原生質層是選擇透過性膜,靠能量和載體控制物質出入,具有生物活性,可以完成逆濃度梯度的主動運輸。
(3)①蔗糖分子不能通過半透膜,而KNO3能夠通過半透膜,滲透平衡時裝置X能出現液面差,裝置Y不能出現液面差。
②洋蔥鱗片葉表皮細胞為成熟植物細胞,能夠發生質壁分離和復原現象,選潔凈的載玻片分別編號,在載玻片中央分別滴加蒸餾水,制作臨時裝片后觀察洋蔥表皮細胞的初始狀態。
③蔗糖分子不能透過原生質層,蔗糖溶液中的細胞質壁分離后不會自動復原,KNO3能被細胞吸收,導致細胞液和外界溶液的濃度差被消除,從而發生質壁分離自動復原的現象。
【答案】(8分)(1)S1>S2 (2)原生質層 原生質層能主動轉運有關物質而半透膜不能(3)①X ②標號 蒸餾水 ③質壁分離(4)KNO3溶液中的細胞質壁分離后會自動復原
二、教材模型及其變式
高中生物教材(人民教育出版社)中關于滲透作用給了一個滲透現象模型和半透膜半透性的放大示意圖,河北少兒出版社所編的教材中以模擬膜的通透性的實驗介紹了滲透現象的模型,同時蘇教版對滲透現象的模型也做了圖文并行的描述。不管哪個版本教材中,對模型都從模型的構建,實驗的進程,實驗結果的描述以及最后對實驗現象的解釋等方面作了系統的介紹(如右圖A、B)
學生在學習這一模型時對模型的分析說明理解也很到位,但對該模型中的隱性知識和與此相關的變式稍理解不到位就會出現盲區,如滲透中Δh產生的根本原因、現象發生的條件、U型管和漏斗模型的對接等,象本題考查滲透裝置、滲透吸水和失水的條件、半透膜和生物膜本質的差異上作了深刻考察,進而把不很起眼的知識點──半透膜和生物膜本質的差異通過實驗做了更深層次的考查,可謂是別具匠心,出題角度新穎,難度適中,綜合性很強是一道值得推薦的試題。面對此,我們在了解課本模型的同時更應注重挖掘與此相似的變式模型──U型管(如右下圖)。
三、備考啟示及策略
1. 關注新課標教材有關模型建構的內容
人教版必修模塊的教材給師生提供了豐富的模型教學資源。在實施高中新課程的過程中,教師應該改變傳統的教學模式,創造性的使用這些模型資源,引導學生主動參與知識構建過程,讓學生通過動手實踐,自主探究去獲取知識,提高生物科學素養。同時將相關知識以模式圖的形式有機關聯,既增加了對知識的理解,又體現了將零散知識系統化和體系化的思想。
2、重視培養學生構建模型的能力
模型是學生學習科學知識的重要手段,學生掌握了模型方法能更透徹地理解科學知識。生物圖表題既有利于對學生的基礎知識、基本技能的考查,又有利于對學生能力諸如識圖識表能力、知識遷移能力、收集和整理數據資料的能力、比較、判斷、推理、分析、綜合概括等思維能力的考查。因此我們在復習時,一要重視讀圖、析圖,有意識地培養學生收集、篩選相關生物資料和相關信息,進而形成相關知識的模型,提高綜合分析科學決策的能力;二要對生物模型進行多角度分析,訓練學生的發散思維;三要對典型例題和典型錯誤進行分析,總結歸納基本解題思路及常見陷阱的識別分析,最后實現模型和問題的轉換。體現模型作為直觀化和簡化的研究對象在解決實際問題中的價值。
3.關注生產實例和模型的有機結合
高考考查的大多知識點并不是直接于教科書,而是源于生產生活實踐或對教材知識點的擴展和應用。所以在一定程度上來說,將教材模型和生產實踐、實例有機結合是對所學知識從理論上升到實踐的一個關鍵。一方面可以提高學生的實踐能力,另一方面可以激發學生熱愛自然投身實踐的激情。
四、歷年考題對接
1、(1997年上海)下圖中的E、F、G為3個用半透膜制成的小袋,內盛有溶液甲或乙,上端分別接上口徑相同的小玻璃管。E和F體積相同,G體積較大,三者置于盛有溶液的大容器內。原初3個小玻璃管內的液面高度相同。已知三種溶液的水勢高低順序為溶液甲>溶液乙>溶液丙。請回答:
(1)1 h后,管e和管f的液面升降變化是
管e 管f
A.下降 下降
B.下降 上升
C.上升 上升
D.上升 下降
(2)下圖中的曲線能顯示管f和管g內液面可能變化的是(實線表示管f,虛線表示管g)
2、(2000年上海)鑒別兩個不同濃度的蔗糖溶液,寫出實驗步驟并分析結果,一瓶10%蔗糖溶液,一瓶30%的蔗糖溶液,250L燒杯一只,半透膜制成的透析袋一只,刻度玻璃管一只,細繩一根,支架一只。
3、(2002年河南)現有一種由人工膜制成的袋,為檢測淀粉和碘能否透過該膜,現提供試劑和用品如下:鐵架臺、燒杯和人工膜袋各一個,1%的淀粉溶液、稀碘溶液和細棉線。
(1)請用上述試劑和用品,設計一個實驗裝置,探究淀粉溶液中的淀粉和碘溶液中的碘能否通過該膜。請用示意圖表示(加圖注)。
(2)實驗結果預測及分析:
① ,②
③ ④
4、(2005年上海)將盛有一定濃度蔗糖溶液的透析袋口扎緊后浸于蒸餾水中,下圖表示透析袋中蔗糖溶液濃度與時間的關系,正確的是
5、(2008年江蘇)某同學進行實驗,甲圖為實驗開始狀態,乙圖為實驗結束狀態。請在乙圖所示實驗結果的基礎上繼續實驗,探究蔗糖的水解產物能否通過半透膜。
增添的實驗材料:蔗糖酶溶液、斐林試劑、試管、滴管、水浴鍋等。
(1)設計出繼續實驗的簡要步驟:
① ;
② 。
6、有一瓶質量濃度為0.01%的葡萄溶液與一瓶質量濃度為0.01%的蔗糖溶液(A瓶與B瓶)的標簽被損,設計實驗步驟,鑒別其種類 7、現用種類相同、面積不同的半透膜,制成大小不同的袋。不同袋的表面積與體積比值的大小不同(袋的容積越小,表面積與體積的比值就越大,袋的容積越大,表面積與體積的比值就越小)。為探究水分子通過半透膜的速率與袋的表面積與體積比值大小的關系,請你依據所給的材料和用品,設計出實驗的方法步驟,預測可能的實驗結果,并分別提出相應的實驗結論。
(1)材料和用品:數量充足、容積不同的半透膜袋、直徑和長度相同的玻管、蔗糖溶液、清水、大燒杯等。
(2)方法步驟:___________________。
(3)可能的實驗結果及相應的實驗結論___________________。
8、如上圖所示U型管中間被一種能允許水分子和單糖通過而二糖不能透過的半透膜隔開,現在兩側分別加等質量濃度的蔗糖溶液和葡萄糖溶液
(1)液面高度如何變化,最終哪側液面較高?
(2)假設半透膜只允許水分子通過,單糖和二糖分子都不能通過。在左側的蔗糖溶液中加入少量的蔗糖酶(不考慮酶的存在所引起的濃度變化)重新開始實驗,液面高度又如何變化,最終哪側液面較高?
答案:1、A B 2、實驗步驟: (1)將一瓶中的溶液倒入燒杯中。
(2)將另一瓶中的溶液倒入透析袋,刻度玻璃管插入袋內溶液中,用線將袋口和玻璃管扎緊。(3)將插有刻度玻璃管的透析袋放入有溶液的燒杯中,垂直固定于支架上,記錄玻璃管液面刻度。 (4)一段時間后,觀察玻璃管液面刻度,確定液面是升還是降。
結果分析: 如液面升高,則透析袋中的溶液是30%蔗糖溶液,燒杯中的溶液為10%的蔗糖溶液;反之,可推測透析袋中是10%蔗糖溶液,燒杯中的溶液為30%蔗糖溶液。
3、(1)見右圖(2)實驗結果預測及分析:一段時間后,
①袋內外液體均不變藍,表明淀粉和碘均不能通過;
②袋內外液體均變藍,表明淀粉和碘均能通過;
③袋內液體變藍,袋外液體不變藍,表明碘能通過,淀粉不能通過;
④袋外液體變藍,袋內液體不變藍,表明碘不能通過,淀粉能通過。(注:結果預測應與實驗設計一致)
4、B 5、①向a、b兩管分別加入等量蔗糖酶溶液,水浴加熱(或隔水加熱)U型管至適宜溫度,觀察a、b兩管內液面的變化。②吸取a、b兩管內適量液體,分別加入A、B兩試管中,并加入斐林試劑,(60℃~65℃)水浴加熱,觀察A、B試管內有無磚紅色沉淀
(2)預測實驗現象并作出結論:如果a、b兩管液面高度差縮小且A、B試管內均有磚紅色沉淀,則蔗糖的水解產物能通過半透膜;如果a、b兩管液面高度差增大且A試管內無磚紅色沉淀、B試管內有磚紅色沉淀,則蔗糖的水解產物不能通過半透膜.
6、步驟1、分別取少量等量的兩種溶液,放入兩支試管中。2、分別在兩支試管中加入等量適量的斐林試劑。3、燒杯中放水,加熱到60度左右,將試管放入燒杯中,觀察。4、出現磚紅色的就是葡萄糖,沒有磚紅色出現的就是蔗糖。
7、(2)向不同容積的袋中加入適當等量同濃度的糖水,袋口插入玻璃管,扎進袋口,放入等量清水中,過適當時間,觀察玻璃管中液面高度,記錄。
(3)結果:容積最小的袋子,管內液面最高。
結論:表面積與體積的比值就越大,水分子通過半透膜的速率越快
8、(1)右側液面先上升后下降,最終左側液面高于右側
(2)右側液面先上升后下降,最終左側液面高于右側
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