文档内容
微专题一 实验技能专题
一、实验设计遵循的原则
1．科学性原则
(1)选材科学性：如鉴定还原糖的实验中不能以西瓜汁为实验材料，因为西瓜汁的红色会干
扰颜色反应。
(2)实验方法科学性：如使用双缩脲试剂时应先加入A液，再加入B液。
2．单一变量原则和等量原则
二者是完全统一的，只不过强调的侧重点不同，前者强调的是自变量的单一性即实验组和对
照组相比只能有一个变量，而后者强调的是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的无关
变量，必须严格控制在适宜且等量条件下，以平衡和消除无关变量对实验结果的影响。
3．平行重复原则
为减小实验误差应进行多次实验，如探究培养液中酵母菌种群数量动态变化的实验中，每次
计数都要重复至少3次。
4．对照原则(为使实验结果更有可信度，需设置对照组)
(1)空白对照：即对照组不做任何变量处理。如探究胰岛素的生理作用实验中，对小鼠进行
饥饿处理后，注射胰岛素的为实验组，注射等量生理盐水的为对照组。
(2)自身对照：即对照组和实验组在同一实验对象上进行，不再设置新的对照组，如观察植
物细胞质壁分离和复原的实验中，质壁分离状态与自然状态形成对照。
(3)条件对照：即给对照组施加变量处理，但这种处理不是实验假设所定的。如探究甲状腺
激素的生理作用实验中，实验组为饲喂甲状腺激素，空白对照为饲喂等量生理盐水，可以再
增加一组对照组，饲喂甲状腺激素抑制剂，即条件对照，这样可以增加实验的说服力。
(4)相互对照：即不单独设对照组，而是几个实验组之间相互进行对照。如探究温度、pH对
酶活性影响的实验中，各组既是实验组，又是其他组的对照组。
二、实验设计的基本方法
实验设计程序：明确实验目的→选择实验原理→确定实验思路→设计实验步骤→预期实验结
果→得出实验结论。
1．实验目的
(1)验证性实验：寻找题干信息，一般写有“验证……”即为该实验的实验目的。
(2)探究性实验：首先分析实验的自变量和因变量。此类实验的实验目的一般书写为“探究
自变量对因变量的影响”“探究自变量与因变量的关系”“探究自变量的作用”等等。
典题1 科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与
番茄的果实产量密切相关，下图为实验结果曲线图，请完善探究实验的相关问题：实验目的：_________________________________________________________。
答案 探究锌肥施用量对番茄果实产量的影响(或探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围)
2．实验假设
假设是指用来说明某种现象，但未经证实的论题，是对课题涉及的主要变量之间相互关系的
设想，是研究者对研究结果预先赋予的答案，是一种可能的解释和说明。提出的假设可能正
确，也可能错误，但必须能解释题目现象或与题干相符，一般情况下，若是实验中要求写出
你的假设，我们应根据自己平常积累的知识，写出认为最可能的一种假设即可。
典题2 当环境中存在一定浓度的某些致突变物时，会导致染色体断裂，不含着丝粒的断裂
片段在有丝分裂时不能进入子细胞核中，而是在细胞质基质中形成椭圆形异常结构，称为微
核，微核与主核有相同染色效果，但体积较小(如图所示)。某研究所在蝴蝶兰培育的过程中
使用了磷胺杀虫剂，发现磷胺的污染可能导致细胞中出现微核，研究人员以蝴蝶兰根尖细胞
为实验材料，通过观测统计出微核率和微核细胞率的大小，来探究磷胺对染色体的影响。若
下图为研究小组在探究过程中某一个实验方案的实验结果，则该实验结果的假设是
_______________________________________________________________________________。
答案 磷胺污染程度和污染持续时间与植物细胞的微核细胞率呈正相关
3．实验原理
实验原理的确认与书写：实验原理就是进行实验的理论依据，书写基本套路概括为“已知条
件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结果巧联系→组织语言写原理”。
典题3 为验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验，某同学
的实验方案如下：
(1)将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。
(2)A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出
现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。
(3)A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。该实验方案可以说明胰岛素具有降低
血糖的作用，则该实验的原理是__________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 体内胰岛素含量过高时，引起血糖浓度下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖
症状，此症状可以通过注射葡萄糖来缓解
思维导图
4．实验思路
思路是“想法”，是较为粗线条的思考过程，其要求“言简意赅”。比如：用某种方法处理
某种材料，观察其对某方面的影响效果。一般须体现“对照思想”，显示自变量和因变量，
对无关变量表述时，应注意体现“相同且适宜”。
典题4 (2019·全国Ⅰ，29节选)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处
理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小。
有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由 ABA引起的。请以
该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论。要求
简要写出实验思路和预期结果。
答案 实验思路：取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再
测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。将上述经干旱处理的 ABA缺失突
变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组作为对照组，一段时间后，
分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
解析 本实验需先设计干旱处理与非干旱处理的对照，证明干旱条件下气孔开度减小不是由
缺水直接引起的；再设计在干旱条件下 ABA处理组与非ABA处理组的对照，证明干旱条
件下气孔开度减小是由ABA引起的。
典题5 (2021·山东，23)过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。
已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上
腺对黑毛小鼠体毛的影响。
实验思路：____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
实验现象：____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 实验思路：取生理状况相同的黑毛小鼠若干只，随机均分为A、B、C、D四组。A
组不作处理(或做假手术处理)；B组切除肾上腺；C组束缚(或做假手术并束缚)；D组切除肾
上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量(生长情况)
和颜色的变化 实验现象：A组小鼠的体毛无明显变化；B组小鼠的体毛增多(生长旺盛)，
不变白；C组小鼠脱毛且体毛变白；D组小鼠体毛增多(生长旺盛)，变白
5．实验步骤
步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精确细致”。必须体现“自变
量”如何设置，“因变量”如何获得，“无关变量”如何保证相同且适宜。实验步骤设计的
一般程序：注意 自变量的处理方法
(1)“加”或“减”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；
“减”即手术切除甲状腺。
(2)“换”：如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用
“换”的方法。
典题6 现有新发现的一种感染人体A细胞的病毒C，请利用所提供的材料用具，设计两种
方法探究病毒C的遗传物质是DNA还是RNA。
材料用具：一定数量的无放射性的A细胞、无放射性的A细胞培养液，含有32P标记胸腺嘧
啶脱氧核苷酸的A细胞的培养液、含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸的A细胞的培养液、无放
射性的病毒C等。
实验步骤：
第一步：取一定数量的A细胞分成等量的甲、乙两组，用含有32P标记胸腺嘧啶脱氧核苷酸
的培养液培养甲组的 A细胞，用______________________________________________培养
乙组的A细胞。
第二步：将____________________平均分成两份，分别感染甲、乙两组培养的A细胞。
第三步：在其他条件相同且适宜的情况下培养一段时间后，检测________________________。
预期结果及结论：
①若___________________________________________________________________________，
则病毒C是DNA病毒。
②若___________________________________________________________________________，
则病毒C是RNA病毒。
答案 含有32P标记尿嘧啶核糖核苷酸的培养液 无放射性的病毒C 子代病毒的放射性
①甲组产生的子代病毒C有放射性，而乙组产生的子代病毒C无放射性 ②甲组产生的子
代病毒C无放射性，而乙组产生的子代病毒C有放射性
6．实验结果和结论实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据实验
现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论
的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方法：
(1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。
(2)由果找因，分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系，得出
正确结论。
(3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论(总)”。
(4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结论即是实验
要验证的事实。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此
对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。
典题7 褪黑素是一种由松果体分泌的小分子激素，能够调节机体免疫和睡眠作用。某研究
小组采用小鼠口服褪黑素方法对其调节免疫的功能进行研究，结果如表。回答下列问题：
测定 脾淋巴细胞增殖 NK 淋巴细胞 抗体生成细胞数
组别 能力(相对值) 活性(相对值) 量(相对值)
对照组 1 1 1
低剂量组 1.31 1.62 1.05
高剂量组 1.05 1.16 1.03
(1)实验前，小鼠体内的褪黑素经体液运输至全身各处，调节着小鼠自身免疫功能。据表中
信息分析，褪黑素可能作用的细胞有_____________________________________________(答
出两点即可)。
(2)体内的NK淋巴细胞能够识别并消除肿瘤或病毒感染的细胞，说明 NK淋巴细胞能参与
________免疫过程。据表结果分析，褪黑素对机体免疫能力的调节作用与其________有关。
(3)综合上述分析，推测褪黑素能够增强机体免疫能力的机理是_________________________。
(4)研究发现，褪黑素还能调节小鼠睡眠时间。请利用以下实验材料及用具，设计实验探究
褪黑素对小鼠睡眠的影响。简要写出实验设计思路并预期实验结果。
实验材料及用具：睡眠情况相同的健康小鼠若干只，一定剂量的褪黑素溶液，生理盐水，计
时器等。
实验设计思路：_________________________________________________________________。
预期结果及结论：________________________________________________________________。
答案 (1)脾淋巴细胞、NK淋巴细胞、抗体生成细胞 (2)细胞 剂量 (3)褪黑素通过促进
脾淋巴细胞增殖、提高NK淋巴细胞活性和促进抗体生成细胞数量增多来增强机体免疫能力
(合理即可) (4)将小鼠随机均分为甲、乙两组，甲组口服一定剂量的褪黑素溶液，乙组口服
等量的生理盐水，在相同环境中饲养，记录两组小鼠每天的睡眠时长 若甲组小鼠平均睡眠
时间比乙组长，则褪黑素能延长小鼠睡眠时间；反之褪黑素能缩短小鼠睡眠时间
三、实验方案评价与修订试题的解答思路典题8 研究者以小鼠为实验材料，探讨动物脑中VMN区域与血糖调节的关系。回答下列
问题：
(1)向正常小鼠VMN区神经元中转入基因表达载体，指导合成的蛋白会被光激活，进而激活
氯离子通道蛋白，使氯离子流入细胞内。
①当向VMN区神经元照光后，VMN区神经元____________(填“不兴奋”或“兴奋”)。
②研究者用胰岛素处理小鼠，创设低血糖条件，照光一段时间，检测小鼠的血糖含量，发现
VMN区神经元参与低血糖条件下血糖含量的恢复。
(2)进一步研究VMN区神经元对血糖含量的影响。向正常小鼠VMN区神经元中转入另一基
因表达载体(此类小鼠称为S鼠)，指导合成的蛋白可被光激活使得此区神经元产生兴奋。以
S鼠为实验材料，验证正常血糖浓度下，若VMN区神经元兴奋，则机体血糖含量会升高这
一推测。
①实验方案：对照组用胰岛素处理后的低血糖S鼠，适宜的光照VMN区神经元一段时间；
实验组用血糖含量正常的S鼠，适宜的光照VMN区神经元一段时间。随时间推移检测两组
鼠的血糖含量。
请 指 出 实 验 方 案 不 当 之 处 ， 并 做 修 正 ：
_______________________________________________。
②支持推测的结果是：___________________________________________________________。
答案 (1)①不兴奋 (2)①该实验方案的自变量设置不对，对照组应用血糖含量正常的 S鼠，
VMN区神经元不照光 ②两组鼠初始血糖含量相同，一段时间后，与初始血糖含量相比，
对照组无明显差异，实验组显著升高
解析 (1)①由于向正常小鼠VMN区神经元中转入基因表达载体，指导合成的蛋白会被光激活，进而激活氯离子通道蛋白，使氯离子流入细胞内，抑制兴奋产生，因此当向 VMN区神
经元照光后，VMN区神经元不兴奋。(2)①实验目的为“验证正常血糖浓度下，若VMN区
神经元兴奋，则机体血糖含量会升高”，则实验自变量为VMN是否兴奋，因变量为机体血
糖含量，实验应遵循对照与单一变量原则，故该实验方案的自变量设置不对；对照组应用血
糖含量正常的S鼠，VMN区神经元不照光。②若两组鼠初始血糖含量相同，一段时间后，
与初始血糖含量相比，对照组无明显差异，实验组显著升高，则支持“正常血糖浓度下，若
VMN区神经元兴奋，则机体血糖含量会升高”这一推测。
