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专题 10 探究实验的设计与评价
一、生物学实验的设计
1．生物学实验探究的一般程序
科学探究的一般过程可简单地用下图表示：
(1)提出问题，确定实验课题：所谓实验课题的选定，就是实验者首先要确定一个有一
定价值的研究课题，明确通过实验要解决什么问题。
(2)作出假设：“假设”也称假说或猜测，是指用来说明某种现象但未经证实的论题，
也是对所提出的问题作出的参考答案，即依据发现的事实材料或科学原理，通过创造性思
维，提出初步假设。
(3)设计实验方案：设计一个实验来检验假说，在计划中应该写明详细的实验步骤，以
及在实验中要进行哪些观察和测量。设计实验方案是实验探究的最基本环节。
(4)预期结果：在实验设计方案确定以后、实验正式实施之前，根据假说和原理，对实
验可能出现的结果进行预测，依据提出的假说进行推理，得出假定性结果或推论，即“如
果假设成立，则应有何种结果”。
(5)分析数据：实验结束时要对数据进行分析，看是否存在什么规律或趋势，它们能不
能支持假说，它们是否指出了实验中存在的缺陷，是否需要收集更多的数据。
(6)得出结论：在下结论的时候，确定收集的数据是否支持原先的假说。通常需要重复
多次实验才能得出最后的结论。结论的得出必须依据实验结果，若出现的结果与预期结果
一致，则得出与先前的假说一致的结论即“假说成立”；若实验出现的结果与预期结果不
符，则得出的结论应为“假说不成立”。2．实验设计的要求
3．实验设计的一般步骤
实验步骤应用简洁科学的语言叙述，一般叙述如下：
(1)分组编号：根据实验要求选择合适的材料和器材，选材应保持条件相同(如：日龄
相同、体重相近的雄性成年大白鼠)。将实验分为实验组和对照组，可以分两组，也可以分
若干组，每组进行明确的标记，如用甲、乙、丙，或者是 A、B、C，或者是1、2、3，便于
实验的观察、统计、比较和叙述。
常用语言模板：①将培养瓶平均分为3组，编号为A、B、C。分别向三组培养瓶中加入等
量的××细胞悬浮液和等量的培养液，在相同且适宜的条件下培养，分别用血细胞计数板
测定各组的××细胞数；②取两支试管，分别编号为甲、乙，各加入等量的某溶液；③选
择年龄、体重(性别)、健康状况相同的某种动物随机等量分组，分别编号为1、2、3等。
④选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组，分别编号为A、B、C等。
(2)对照处理：根据实验的要求分别对实验组和对照组进行处理，除自变量外，对实验
组和对照组的培养、饲养等条件应相同，即控制无关变量。要注意能体现“单一变量”词
语的准确使用，例如使用“等量”“相同”“适宜”等词语。
(3)培养(或饲养)、观察、记录：对于植物实验和某些动物实验，分别进行实验处理后，
要进行一段时间的培养才能出现结果。而有些实验进行实验处理之后，在短时间内(1～2h)
就可以观察出现的现象。要仔细观察实验组与对照组出现的差异，记录实验现象和实验数
据。
4．实验设计的原则
(1)对照性原则——科学、合理地设置对照可以使实验方案简洁明了，且使实验结论更
有说服力。
一个实验通常分为实验组和对照组。实验组是施加自变量处理的对象组，对照组是不施加
自变量处理的对象组，无关变量对两者的影响是相同的，两组之间的差别被认为是来自自
变量的影响，按照对照方式的不同可分为4种类型：对照类型 定义 实例
如在还原糖检测实验中留一部分样
空白对照 不做任何实验处理的对照组
液不加入本尼迪特试剂，以作对照
不设对照组，只在几个实验组之间 如在植物激素的实验设计中，不同
相互对照
相互对比 浓度之间相互比较
如在用动物激素饲喂小动物的实验
给实验对象施加某种实验处理，虽 方案中，饲喂甲状腺激素的为实验
条件对照 不是检验假设需要的，但更能充分 组；饲喂甲状腺激素抑制剂的是条
说明自变量的对照 件对照组；不饲喂药剂的是空白对
照组
自身对照 实验与对照在同一对象上进行 如质壁分离及质壁分离复原实验
(2)等量性原则
对照实验设置的正确与否，关键就在于如何尽量去保证“其他条件的完全相同”。具体有
如下四个方面：
所用生物材料的数量、质量、长度、体积、来源和生理状况等
生物材料要相同
方面的特点要尽量相同或至少大致相同
实验器具要相同 试管、烧杯、水槽、广口瓶等器具的大小、型号要完全一样
试剂的成分、浓度、体积要相同，尤其要注意体积上等量的问
实验试剂要相同
题
处理方法要相同 如保温或冷却、光照或黑暗、搅拌或振荡都要一致
(3)单一变量原则
在实验设计中仅仅改变实验中的某一项变量，其他因素不变，在此条件下，观察、研究该
变量对实验材料和实验结果的影响，除了整个实验过程中欲处理的实验因素外，其他实验
条件要做到前后一致。
(4)可重复性原则：指的是控制某种因素变化幅度，在同样条件下重复实验，观察其对
实验结果影响的程度。目的在于尽可能减小非处理因素所造成的实验误差，体现实验的科
学性。
(5)简约性和可行性原则：指实验材料容易获得，实验装置简化，实验药品便宜，实验
操作简便，实验效果明显，并能在较短时间内完成(用药少，步骤少，时间短)。从实验目
的、实验原理到材料用品的选择、实验操作等，都要符合实验者的一般认知水平，满足现
有的条件，具有实验和完成实验的可行性。
(6)科学性原则：指实验目的要明确，实验原理要正确，实验材料和实验手段的选择要
恰当，整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学的基本知识和基本原理以及其他
学科领域的基本原则。
二、探究性实验与验证性实验的比较1．区别
项目 探究性实验 验证性实验
指实验者在不知实验结果的前提下， 指实验者针对已知的实验结果而进行的
通过自己进行实验、探索、分析、研 以验证实验结果、巩固和加强有关知识
概念
究得出结论，从而形成科学概念的一 内容、培养实验操作能力为目的的重复
种认知活动 性实验
实验 探索研究对象的未知属性、特征以及 验证已知对象的已知属性、特征以及与
目的 与其他因素的关系 其他因素的关系
假设一般采用“如果A，则B”的形
实验 式表达，是根据现有的科学理论、事
因结论是已知的，故不存在假设问题
假设 实，对所要研究的对象设想出一种或
几种可能性的答案和解释
实验
未知 已知
现象
对应假设，分类讨论：
①实验组与对照组无显著差异，实验
实验 变量无影响；
根据实验原理确定已知实验结果，并对
结果 ②实验组比对照组好，实验变量有
实验结果进行准确描述
预测 利；
③实验组比对照组差，实验变量不利
(如果是相互对照，也分类讨论)
实验
根据可能的实验结果，进行分析 对应实验目的作出肯定结论
结论
2.举例
项目 探究性实验 验证性实验
实验名称 鉴定某人是否出现糖尿 验证某糖尿病患者尿液中含葡萄糖
相同(本尼迪特试剂与可溶性还原糖，在热水浴加热的条件下相互作用出现红
实验原理
黄色沉淀)
实验步骤 相同(取尿液后加本尼迪特试剂热水浴加热，观察实验现象)
实验现象 出现或不出现红黄色沉淀 出现红黄色沉淀
预期实验
出现或不出现红黄色沉淀 出现红黄色沉淀
结果
若出现红黄色沉淀，证明此
人出现糖尿；若不出现红黄
实验结论 糖尿病患者尿液中含葡萄糖
色沉淀，证明此人不出现糖
尿
考点一 考查实验目的、实验原理的书写
1．某生物兴趣小组做了一系列的实验后，得到的结果如图所示。实验目的是：________________________________________________________________。
【答案】 探究光照时间、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长的影响
2．如图装置表示3株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的长势相同的同种植株放在透光的
不同钟罩内，完善下面图解，体验分析思路：
实验目的：________________________________。
【答案】 CO 浓度 光合速率 探究CO 浓度与光合速率的关系
2 2
模型构建
1．书写实验目的
(1) 单自变量双(多)因变量实验目的的书写
书写模式：实验性质(探究或验证)＋自变量对研究对象＋因变量1和因变量2的作用(影响
或效果等)。
(2) 获得自变量、观察指标和因变量的方法策略
随自变量的变化而变化的量称为因变量。如在“缺氮完全培养液培养大豆幼苗”的实验中
大豆幼苗的生长状况就是因变量。特别要注意因变量和观察指标的区别，因变量是由于自
变量的改变而引起的变化，这种变化有时不是直接能观察到的，因此要有一定的观测数据
如“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，自变量是不同的pH，因变量是酶的活性，
但是酶的活性不是直接能观察到的，要通过气泡释放速率来衡量。这时的气泡释放速率是
观察指标而不是因变量。
若自变量和因变量是唯一的，则可直接利用两者的因果关系来判断。当有多个自变量或因
变量时，运用“分解目的法”。有些实验题的自变量或因变量从实验目的的角度分析，初
看不止一个，较难确定，可以用“分解目的法”来确定实验的自变量和因变量。如“请根
据以下提供的实验材料，完善验证生物制剂W对动物不同细胞(正常体细胞和癌细胞)的分
裂具有促进作用的实验思路”，可以将实验目的分解为两个小目的：①验证生物制剂 W对
动物正常体细胞的分裂具有促进作用；②验证生物制剂 W对动物癌细胞的分裂具有促进作
用。由此得出该实验的自变量为生物制剂W的有无、细胞的种类，因变量有两个，分别为
正常体细胞的分裂情况和癌细胞的分裂情况。
(3) 观察指标与因变量的转换策略
因变量不能直接观察或不易检测时就要选定相应的容易观察或易于测量的观察指标。若在
实验步骤或图表中找到两个观察指标，则需要根据生物教材所学内容分别转换成两个因变
量。
(4) 双(多)自变量单因变量实验目的的书写
书写模式：实验性质(探究或验证)＋自变量1、自变量2(和自变量3……)对研究对象＋因
变量的作用(影响或效果等)。获取双(多)自变量的常见方法。
① 从实验步骤中获取，根据实验步骤中的描述提取出创设的自变量。
② 从实验结论中获取，实验结论往往体现实验目的，也就能从中提取出实验的自变量。
③ 从实验给出的曲线、图表等信息中提取出自变量。
2．书写实验原理
(1) 题型特点：此类题目通常提供实验方案、步骤或实验结果，要求学生定性探究(验
证)实验变量的作用，并分析实验方案、步骤和结果，从而理解实验原理。
(2) 实验原理解读及书写
实验原理是在实验结果(现象)与实验结论之间架起的一座“桥梁”，建立实验操作和实验
结果的理论联系，实验原理一般应包含三部分内容。
① 自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程描述。
② 自变量的作用原理，即“为什么这么做”，要密切关注实验目的及题干信息，注意
充分利用题干的提示或联系教材基础知识进行准确描述。
③ 因变量的检测原理(或操作原理、现象原理)，即“为什么出现这样的现象”，可参
考题中相关实验步骤进行分析。
考点二 考查实验步骤的书写与分析纠错
3．轮状病毒(RV)是引起婴幼儿腹泻的主要病原体之一，其主要感染小肠上皮细胞，从
而造成细胞损伤，引起腹泻。有专家指出物质X可以预防轮状病毒感染。为了验证物质X
的作用，研究者计划用新生小白鼠做实验。
实验材料：生长发育状况相同的出生3天的健康小白鼠30只(实验前各小鼠粪便轮状病毒
检测为阴性)，RV(来源于RV流行高峰期腹泻患儿)。(注：给药方式和给药剂量不作具体要
求。)
完善实验思路：
(1)_________________________________________________，分别编号为甲、乙、丙。
(2)________________________________；乙组和丙组每只小白鼠注射等量的生理盐水。
(3)将甲、乙、丙三组小白鼠置于相同且适宜的条件下饲养。一段时间后，
_____________，丙组不做处理。
(4)将甲、乙、丙三组小白鼠置于相同且适宜的条件下饲养。一段时间后，观察并记录
小白鼠的患病情况，统计并分析各组小白鼠的患病率。
【答案】 (1) 取生长发育状况相同的出生3天的健康小白鼠30只，随机分成数量相等
的三组 (2) 分别给甲组每只小白鼠注射适量且等量的物质X (3) 给甲、乙两组小白鼠
注射适量且等量的轮状病毒(RV)
4．某同学进行了温度对酶活性影响的研究，设计了以下实验。
实验步骤：
(1)取三支试管，分别加入质量分数为3%的可溶性淀粉溶液。另取三支试管，分别注
入新鲜α淀粉酶溶液。
(2)将装有淀粉溶液和酶溶液的试管分成三组分别放入100℃、37℃的水中和冰块中，维持各自的温度5min。分别将酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中，两支试管中的 pH＝
6.8，第三支试管中的pH＝4，摇匀后维持各自温度5min。
(3)在三支试管中各滴一滴碘—碘化钾溶液，并摇匀。
观察记录：(略)。
结论：温度过高或过低都会影响酶的活性。
请回答：
(1)该实验能否得出上述实验结论？________。
(2)指出步骤中的不正确之处，并在此基础上加以纠正或补充相应的内容。
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)不能 (2)①试管上没有做标记，应用字母或数字进行标记。
②步骤(1)中，加入试管中的两种溶液应有量的描述，补充“3%的可溶性淀粉溶液2mL，新
鲜的α淀粉酶溶液1mL”。
③步骤(2)中没有设置最适温度，应把37℃改为60℃。④未遵循单一变量原则，酸碱度应
一致，pH应都为6.8
模型构建
1．实验步骤的分析填空
此类题目通常给出实验目的和实验原理，并且提供不完整的实验方案、步骤，要求学生结
合实验目的和实验原理，补充完善实验方案、步骤。
(1) 实验步骤与实验思路的区别：实验步骤操作性强，而实验思路概括性强。
(2) 实验设计的思路
实验设计往往是解答实验题的难点，但只要理清思路，找准方法和突破口，也能化难为易
实验的设计可遵循以下思路和方法进行。
① 首先确定实验目的，并对其去粗取精，提炼要点，确定是验证性实验还是探究性实
验。
② 运用所学知识，找准实验原理，并要做到对原理理解透彻。理解实验原理对实验设
计有重要作用，每一个生物实验材料的选择、实验装置的确定、实验步骤和实验方法的安
排都不是随意的、盲目的，而是由其实验原理作为依据的。实验现象和实验结果的预期也
是依据实验原理而作出的。
③ 根据实验原理，对照实验目的，通过初步分析，确认实验变量。在头脑中搜寻教材
上或曾做过的实验模型，初步形成操控变量的方法(即大致方案)，实验设计大多与单一变
量和对照实验有关。
④ 结合实验所给的条件，选取适当的方法(简便性原则)，开始草拟具体步骤方案，设
计具体步骤后，通过对实验结果(现象)的判断，综合分析，得出实验结论。
⑤ 回归检验
看看自己的实验是否遵循科学性原则，紧扣实验原理来进行分析；是否有遗漏的地方；是
否还有其他可能性存在，即检验实验的严密性、科学性。实验设计的检验过程最终应该对照实验原理，回归实验目的。
⑥ 实验设计中反应变量的确定和控制
生物实验设计中，因变量的确非常重要，因为任何一个科学实验的结论都是从因变量所表
现出的数量、质量或状态的事实中推导或分析出来的。
2．实验步骤的分析纠错
此类题目通常提供错误的实验设计，要求学生在熟悉实验原理的基础上，找出错误并予以改
正。
判断流程：
步骤及操作错误分析主要有以下几种情况：①某个实验步骤遗漏或顺序颠倒；②操作方法
错误；③没有设置对照，或对照设置不合理；④实验是否遵循了单一变量原则；⑤实验是
否具有偶然性；⑥有无更为简单的实验方案；⑦实验能否顺利完成；⑧实验的安全性。
考点三 考查实验步骤(思路)的完整书写
5．冬虫夏草提取液和对应的益生菌可用于治疗肥胖，研究发现主要是冬虫夏草提取液
中的虫草多糖起作用。为确定治疗肥胖的具体虫草多糖类型，某科研小组从冬虫夏草提取
液中分离获得四种虫草多糖(H1、H2、H3、H4)，并利用小鼠进行了相关研究，实验结果如
图所示：
请根据以下材料和用具，完善实验思路，并进行相应讨论和分析。
(1)材料与用具：生理盐水，高脂饲料(HFD)，普通饲料，正常小鼠140只，冬虫夏草
提取液(HSM)、H1、H2、H3、H4，体重测量仪等。
(说明：小鼠培养、饲喂的具体操作不作要求；小鼠体重的具体测量不作要求；整个实验过
程条件适宜)
(3) 完善实验思路：
① 取小鼠______只，每天饲喂高脂饲料，12周后成为肥胖小鼠。其余小鼠饲喂普通
饲料，为正常小鼠。
②________________________________________________________________________
。
③________________________________________________________________________
。
④________________________________________________________________________。
⑤________________________________________________________________________
。
【答案】 (2) ①120只 ② 12周后将肥胖小鼠随机均分为6组，编号为B～G，正
常小鼠编号为A ③A、B组小鼠每天分别饲喂含有生理盐水的正常饲料和高脂饲料，C
～G组小鼠每天分别饲喂等量的含HSM、H1、H2、H3、H4的高脂饲料 ④一段时间后，
利用体重测量仪检测各组小鼠体重 ⑤统计、记录并分析所得实验数据
【解析】 由题意可知，本实验是探究治疗肥胖的虫草多糖类型。本实验共取小鼠
140只，共分成7组，每组20只，其中20只作为空白对照，饲喂普通饲料，另外120只饲
喂高脂饲料。实验的具体思路：①取小鼠120只，每天饲喂高脂饲料，12周后成为肥胖小
鼠。其余20只小鼠饲喂普通饲料为正常小鼠。②12周后将肥胖小鼠随机均分为6组，编
号为B～G，正常小鼠编号为A。③A、B组小鼠每天分别饲喂含有生理盐水的正常饲料和高
脂饲料，C～G组小鼠每天分别饲喂等量的含HSM、H1、H2、H3、H4的高脂饲料。④一段时
间后，利用体重测量仪检测各组小鼠体重。⑤统计、记录并分析所得实验数据。
6．已知有机物X具有毒性，会诱发染色体断裂。欲探究肝脏小块对有机物X是否有解
毒作用。请根据以下提供的实验材料与用具，提出实验思路。
材料与用具：淋巴细胞，淋巴细胞培养液，植物凝集素(刺激淋巴细胞分裂)，有机物X溶
液，肝脏小块，肝细胞培养液，显微镜，载玻片，盖玻片，培养皿，滴管，姬姆萨染液(使
染色体着色)等。
(要求与说明：实验分四组，染色及装片的具体制作过程不作要求；实验条件适宜且现象明
显。)
写出实验思路(其中实验分组用表格形式，“＋”表示添加)。
________________________________________________________________________。
【答案】 ①在淋巴细胞培养液中加入淋巴细胞及植物凝集素，随机均分成4等份，备
用；②实验分组：
项目 甲 乙 丙 丁
肝细胞培养液 ＋ ＋ ＋ ＋
有机物X溶液 ＋ ＋
肝脏小块 ＋ ＋
③上述四组分别放入4个培养皿中培养一段时间后，取各培养皿中等量的培养液，分别添
加到4份备用的淋巴细胞培养液中继续培养；
④一段时间后，取各组淋巴细胞分别染色、制片。在显微镜下观察染色体的形态与数目，
并对比分析。
模型构建 实验步骤书写四部曲考点四 考查预测实验结果与结论
7．(预测实验结果——纯文字)现有一种由人工膜制成的袋，为检测淀粉和碘能否透过
某人工膜袋，现提供试剂和用品如下：铁架台、烧杯和人工膜袋各一个，1%的淀粉溶液，
稀碘溶液和细棉线等。
(1)实验的设计思路是把淀粉和碘液分开，分别置于人工膜袋的袋内和烧杯内。人工膜
袋口用细棉线扎紧，袋口高于烧杯内液面。
(2)实验结果预测及分析：
________________________________________________________________________。
【答案】 (2)①若袋内外液体均不变蓝，则表明淀粉和碘均不能透过人工膜袋；②若
袋内外液体均变蓝，则表明淀粉和碘均能透过人工膜袋；③若袋内液体变蓝，袋外液体不
变蓝，则表明碘能透过人工膜袋，淀粉不能透过人工膜袋；④若袋外液体变蓝，袋内液体
不变蓝，则表明碘不能透过人工膜袋，淀粉能透过人工膜袋
模型构建
1．验证类实验
(1)题型特点：此类题目通常提供实验思路、方案或步骤，要求学生挖掘试题提供的信
息并利用所学生物学知识理解实验原理，分析预测相关实验的结果。
(2)模板呈现
2．探究类实验
(1)题型特点：此类题目通常提供需要探究的实验结论，要求学生设计实验方案，并对
实验所有可能的结果作出预测。
(2)模板呈现8．(预测实验结果——统计图)现提供以下实验材料、试剂与用具：新制备若干条5cm
长的萝卜条、蒸馏水、蔗糖、三角尺、烧杯等，请你设计一个实验方案，探究植物细胞在
不同浓度的蔗糖溶液中的渗透作用。实验思路如下：
①用蒸馏水与蔗糖配制成具有一定浓度梯度的蔗糖溶液。
②将若干5cm长的萝卜条分别浸泡在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中，每隔一段时间
用三角尺测量萝卜条的长度，记录并求平均值。
请预测结果：建立一个坐标系，用曲线图预测萝卜条长度的变化情况(至少画出四种蔗糖浓
度中对应的变化曲线)。
【答案】 如图所示
模型构建
常用的统计图有条形统计图、曲线统计图等。统计图可以使复杂的统计数字简单化、通俗
化、形象化，使人一目了然，便于理解和比较。统计图一般采用直角坐标系。横坐标用来
表示事物的组别或者自变量，纵坐标常用来表示事物出现的次数或者因变量。若在同一坐
标系中绘制两个或两个以上的自变量时，都要在图例中注明。
以下介绍几种常用的统计图：
1．条形统计图
条形统计图可以清楚地表明各种数量的多少。一般适用于内容较为独立，缺乏连续性的数
量资料，用来表示有关数量的多少，特别适合于对各数量进行比较。
2．曲线统计图
曲线统计图不仅可以表示数量的多少，而且反映同一事物在不同时间里发展变化的情况。
绘制方法：
(1)首先确定自变量和因变量，一般用横坐标表示自变量，纵坐标表示因变量，标出变
量的名称与单位。
(2)确定关键点，在相应位置描出曲线的起点、转折点、终点等关键点。
(3)明确曲线的变化趋势。
(4)根据题目的要求用折线或曲线把关键点连接起来。
(5)标名称，如果坐标图中有2条或2条以上的曲线，要在各条曲线的对应位置标出相
应的名称。
(6)检查曲线统计图是否符合题目要求。
无论是条形图还是曲线图，在绘制统计图时都要注意书写图表名称及规范的图注。
9．(预测实验结果——设计表格)为验证反射弧的组成与作用，某同学设计了以下实验
思路：取1只脑部刚刚损坏的青蛙，将其悬挂起来。
①用1%HSO 溶液刺激该蛙左后肢的趾端(如图所示)，观察蛙是否屈腿。
2 4②洗去HSO ，再用1%HSO 溶液刺激该蛙左后肢趾端，测量该刺激与屈腿是否同时发
2 4 2 4
生。
③分离得到该蛙左后肢的坐骨神经腓肠肌标本，用电刺激直接刺激腓肠肌，观察其是
否收缩。
④用电刺激直接刺激上述标本的腓肠肌肌细胞，在坐骨神经上是否能测量电位变化。
(说明：实验条件适宜；实验中的刺激强度足够。)
请回答下列问题：
设计表格，并将预测的实验结果与原因分析填入表中。
【答案】 验证反射弧的组成与作用，实验的预测结果及结果分析表
思路 预测结果 结果的原因与分析
① 是 反射弧完整，能够对刺激作出反应
刺激产生的兴奋在反射弧中的传导和传递需要时间，故
② 否
刺激与屈腿不会同时发生
电刺激使腓肠肌的肌细胞产生动作电位或兴奋，引起肌
③ 是
肉收缩
兴奋在神经肌肉接点处的传递是单向的，故坐骨神经上
④ 否
测量不到电位变化
模型构建
实验设计时，必定会分析实验的目的、实验原理、变量(自变量、因变量、无关变量)等，
而这些分析在表格设计时表题、表头、行标、列标等的分析中都有所运用。
1．实验表格的基本形式
表格通常包括：表题(表格名称)、表头、列标、行标数据格。
如表1所示，①②③合称为表头，⑤⑥分别为列标和行标，④为数据格。其中，①是⑤区
域的内容，通常表示实验组别或实验自变量的具体表现，②是④区域的内容，表示因变量
测量指标的名称，③是⑥区域的内容，通常表示每个实验组内测量的次数，或同一实验组
内不同的个体，或测量时间等，④为②的具体化，为实验测量的具体数据，⑤为①的具体
化，如A组、B组；1000mg/L、100 mg/L、10mg/L等，⑥为③的具体化，如第一次测量、
第二次测量；10min后、20min后、30min后等。
表1 表格名称①
② ⑤
③
⑥ ④
特别需要引起注意的是对于需要测量具体数据的实验表格，行标最后一格的内容应为“平
均值”，如表2所示。
表2 表格名称
①
② ⑤
③
⑥ ④
平均值
2.表题的拟定
表题一般结合实验目的，点明表格的主题或要点。当表格中的数据既有自变量也有因变量
时，表题中应同时提及两者，但对照组不必在表题中提及。需要注意的是，虽然简短是表
题的重要方面，但绝不可只图简短而导致意义不明，如“实验结果”“红细胞形态变化结
果”“兔红细胞的实验”等就不符合要求。
3．表头、行标、列标的确定
许多表格用对角线将表头分为两半，分别概括行标和列标的内容，也有用斜线一分为三的
但现在多趋向于不使用斜线(对角线)，而是把栏头作为行标或列标，即只对第一行或第一
列进行概括。一般情况下，行标所提出的是被研究的对象。另外，在需要时也可以将自变
量和因变量的位置互换，即在行标列出因变量而列标列出自变量。
4．表中数据处理
表格一般用于实验结果的记录，若相应的实验为探究性实验，则不能将数据填入表格当中
否则将因为违背了科学实验实事求是的原则而造成不必要的丢分；若为验证性实验，且有
相关数据，则可以将数据填入表格中。
同类型数据的有效数位应统一，表中的数据应以小数点为基础进行数位对齐，以便于进行
数据比较。如分组资料的表格，通常应将对照组列为第一项，而对照组数据在相应的栏目
标题下的首行列出。
5．表格设计需要关注的几个问题
在表格的编制中，还需要关注以下内容：
(1)在表内各项栏目不至于混淆的前提下，表线越少越好，尽量不要设计很复杂的大表。
(2)表中文字一定要简明扼要，文字较少则居中书写，句中可使用标点，句末一律不加
标点。表中各栏参数若有计量单位，标注方法为参数写在左边(上)，单位写在右边(下)的
圆括号内，如“温度(℃)”；参数用符号表示时，可用斜线将分开，如“T/℃”。
10．(实验结论的获得——表格与统计图)科研人员用不同浓度的葡萄糖培养液培养大鼠离体胰岛组织，实验组加入适量的药物A(一种咪唑啉类药物，作用于胰岛)，对照组加
入等量生理盐水。一段时间后，测定上清液中胰岛素的含量，结果如下表所示。回答下列
问题：
葡萄糖浓度(mmol·L－ 胰岛素相对含量
1) 对照组 实验组
0 0.38 0.40
2.8 0.57 0.61
8.3 1.09 1.66
11.1 1.71 2.91
(1) 在 机 体 血 糖 平 衡 的 调 节 过 程 中 ， 胰 岛 素 的 生 理 功 能 是
___________________________，
从而降低血糖浓度。
(2)该实验研究的问题是______________________________________________________。
(3) 根 据 实 验 结 果 能 够 得 出 的 初 步 结 论 是
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)促进组织细胞加速摄取、利用和贮存葡萄糖 (2)在不同葡萄糖浓度条件
下，药物A对胰岛素分泌的影响 (3)药物A对大鼠胰岛素的分泌有促进作用，在一定范围
内，随着葡萄糖浓度的增加，促进作用增强
模型构建
1．解读表格类
(1)题型特点：此类题目通常提供相关实验方案及实验测定的原始数据(通常以表格的
形式呈现)。要求学生分析数据，得出结论。
(2)模板呈现
2．解读统计图类
(1)题型特点：此类题目通常提供一定的实验思路、方案及实验结果(以柱形图、曲线
图的形式呈现)，要求学生分析图形(柱形、曲线)，得出相关结论。
(2)模板呈现
11．(实验结论的获得——双坐标图)(2017·浙江11月选考)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时。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培养液的培养瓶中，然后
置于CO 培养箱中培养。
2
②________________________________________________________________________
。
③ 对所得数据进行统计与处理。
(2)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果)。
(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 G 期细胞，可采用的方法是_____________________，原因是
1
______________________________________________________________________________。
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，同时制作临
时装片，在显微镜下观察与计数分裂期细胞并记录
(2)如图所示
(4) ①只计左线和上线及其夹角上的细胞
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G 期
1
③ 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 胸腺嘧啶脱氧核苷酸是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
察与计数分裂期细胞并记录。
(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，肿瘤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式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及其夹角上的细
胞。
②若要得到大量的G 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
1
有关物质如RNA和蛋白质等受阻而停滞于G 期。
1
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
嘧啶脱氧核苷酸，由于胸腺嘧啶脱氧核苷酸是DNA合成的原料，其进入细胞的量可反映细
胞的增殖情况。
模型构建 双纵坐标图的解题策略
1．分析横、纵坐标：圈出横坐标、双纵坐标的名称和单位，分析其生物学含义。
2．确定图形与双纵坐标的对应关系：圈出标注文字和备注信息，确定多组实验结果与
双纵坐标的对应关系。
3．分析每组图形的生物学含义：起点、终点、转折点、交点、顶点、最低点(特别关
注“0”)等所表示的生物学含义及其产生原因；解释曲线或柱形图的各种变化趋势产生的
原因。
4．双纵坐标图的运用：根据选项或非选择题设问，找出多条曲线之间差异产生的原因，
并根据结果推导相应的结论。
易错警示：(1)双纵坐标图的两个纵轴的名称、单位和刻度往往不同，分析其生物学含义。
(2)双纵坐标图中的等高柱形图的值不一定相等，低的柱形图的值也不一定小。
一、选择题：
1．(2019·全国Ⅲ卷，4)若将n粒玉米种子置于黑暗中使其萌发，得到n株黄化苗。
那么，与萌发前的这n粒干种子相比，这些黄化苗的有机物总量和呼吸强度表现为( )
A．有机物总量减少，呼吸强度增强 B．有机物总量增加，呼吸强度增强
C．有机物总量减少，呼吸强度减弱 D．有机物总量增加，呼吸强度减弱
【答案】 A
【解析】 本题以黄化苗的代谢为载体，考查考生通过比较、分析与综合的方法，对
某些生物学问题进行推理、解释并作出正确判断的能力；试题通过黄化苗与干种子的代谢
状态的比较，体现了科学思维素养中的分析与推断要素。与干种子相比，黄化苗中自由水含量增多，细胞呼吸强度增强，有机物总量减少，A正确，B、C、D错误。
2．为了探究湖泊中不同深度的蜗牛和不同深度的吸虫之间的寄生关系，科研工作者进
行了下列研究：①分别从湖泊浅、中、深水区捕获等量且足量未感染吸虫的蜗牛，将每种
来源的蜗牛随机均分为3组；②分别从湖泊浅、中、深水区感染吸虫的蜗牛体内取出具有
感染能力的吸虫，按来源分别培养；③将每种来源的3组未感染吸虫的蜗牛分别放入3种
对应来源的吸虫环境中(其他条件相同)；④培养相同时间后，分别统计各环境中3组蜗牛
的吸虫感染率，绘制曲线如图。下列有关叙述与实验结果不相符的是( )
A．实验中，来自浅水的蜗牛的吸虫感染率最高
B．不同深度的蜗牛更容易感染来自相同深度的吸虫
C．在本实验中所涉及的变量很多，其中自变量不止一个
D．来自深水的蜗牛感染率低可能是密度小，相互传染少
【答案】 D
【解析】 横坐标表示蜗牛来源，通过三组曲线在浅水区、中层区和深水区的对比知，
来自浅水区的蜗牛感染率最高，A正确；由三条曲线在不同水层的感染率可知，来自不同
深度的蜗牛更易感染来自相同水层的吸虫，B正确；本实验中涉及的自变量有不同水层的
蜗牛、不同水层的吸虫等，C正确；不同组别中蜗牛密度相同，故深水的蜗牛感染率低的
原因不是蜗牛密度小，D错误。
3．设计实验探究X是否属于植物生长所必需的无机盐，某同学的构思大致如下：本实
验中采用甲组、乙组之间的空白对照，以及乙组中实验前(无X)与实验后(有X)之间的自身
对照：两次对照中属于实验组的依次是( )A．甲组、乙组实验前 B．甲组、乙组实验后
C．乙组、乙组实验前 D．乙组、乙组实验后
【答案】 D
【解析】 实验组与对照组的判断常有如下方法：
(1)处于正常状态下的是对照组，经过实验处理的是实验组。(2)根据实验的目的，施
加什么条件来达到这个目的，那这一组就是实验组。(3)自身前后对照实验中，实验前是对
照组，实验后是实验组。(4)进行了实验处理的是实验组；自然状态下(未加处理)的称为对
照组。故本题中，在空白对照实验中，乙组为实验组；在自身对照实验中，实验后为实验
组。
4．以紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞作为观察植物细胞质壁分离和复原实验的材料，下列
有关说法正确的是( )
A．正在发生质壁分离的细胞，其吸水能力逐渐减弱
B．正在发生质壁分离的细胞，其紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深
C．发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同
D．该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞不能发生质壁分
离
【答案】 B
【解析】 紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的细胞液呈现紫色。正在发生质壁分离的细胞，
因不断失水导致细胞液的浓度逐渐增大，紫色区域逐渐缩小，该区域颜色逐渐变深，其吸
水能力逐渐增强，A错误，B正确；因具有支持和保护作用的细胞壁也有一定程度的伸缩性，
实验发生质壁分离后完全复原的细胞，其细胞液浓度最终与外界溶液浓度相同或大于外界
溶液浓度，C错误；该实验不选择紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞作材料，是由于该类细胞的
细胞液无色，不易观察质壁分离及其复原现象，D错误。
5．下列有关叶绿体中色素提取与分离实验及创新改进的说法中，不合理的是( )
A．设计一个对照实验，一组在研磨前加CaCO ，另一组不加，然后按规定步骤研磨，
3观察现象，可探究CaCO 加与不加对实验的影响
3
B．秋季使用黄色或红色叶片做实验材料可以证明叶片中不含叶绿素
C．把滤液细线画的宽一点做层析可以探究滤液细线的宽度对实验的影响
D．用不同量的绿叶作实验，实验不同浓度的滤液对实验结果的影响可探究实验中绿叶
的量是否需要准确称量及绿叶纯度对实验的影响
【答案】 B
【解析】 探究CaCO 加与不加对实验的影响实验中，自变量是是否加 CaCO ，因此一
3 3
组在研磨前加CaCO ，另一组不加，然后按规定步骤研磨，观察现象，A正确；植物细胞叶
3
绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，而红色叶片的颜色是因为液泡中的花青素，与叶绿体中
的色素无关，B错误；把滤液细线画的宽一点做层析，与正常宽度做对比，可以探究滤液
细线的宽度对实验的影响，C正确；用不同量的绿叶作实验，实验不同浓度的滤液对实验
结果的影响可探究实验中绿叶的量是否需要准确称量及绿叶纯度对实验的影响，D正确。
6．下图为某生物兴趣小组测定的不同pH条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。
下列有关叙述正确的是( )
A．pH为11时，淀粉酶的活性完全丧失
B．pH为3和9时，淀粉酶的活性不同
C．试管中溶液的pH由13调为7后，淀粉含量明显减少
D．先将淀粉与淀粉酶溶液混合后，再调节各组混合液的pH
【答案】 B
【解析】 由题干信息可知，酸和淀粉酶都能促使淀粉分解。pH为11时，1 h后淀粉
剩余量相对值小于1.0，说明淀粉酶的活性没有完全丧失，A错误；由题图可知，pH为3时
与pH为9时，1 h后淀粉剩余量相对值相同，又由于酸能促使淀粉分解，所以两组中淀粉
酶的活性不同，B正确；分析题图可知，pH为13时，淀粉酶已经完全丧失活性，将pH由
13调为7后，淀粉酶的活性不会恢复，淀粉含量不会明显减少，C错误；若先将淀粉与淀
粉酶溶液混合后，再调节各组混合液的pH，会导致每组实验的淀粉酶在没有达到设定的pH
之前都已经开始进行催化反应了，造成实验结果不准确，D错误。7．高中生物学实验常需测量和计数，下列操作可能导致实验结果估测值偏小的是(
)
A．对研磨后的苹果匀浆进行过滤检测可溶性还原糖含量
B．在蒲公英生长密集处取样调查其在样地中的种群密度
C．被标记鲤鱼投放入池塘后立即重捕并计算鲤鱼的数量
D．从静止的上清液处取样估测培养液中草履虫种群数量
【答案】 C
【解析】 对研磨后的苹果匀浆进行过滤，不会影响可溶性还原糖含量的检测，A错
误。在蒲公英生长密集处取样调查其在样地中的种群密度，会使结果偏大，B错误。被标
记鲤鱼投放入池塘后立即重捕，会使重捕个体中被标记的个体增加，从而使鲤鱼的数量偏
小，C正确。草履虫的呼吸需要氧气，故草履虫都集中在静止的上清液，因此从静止的上
清液处取样估测培养液中草履虫种群数量，会使估测值偏大，D错误。
二、非选择题
8．某同学进行实验，甲图为实验开始状态，乙图为实验结束状态。请在乙图所示实验
结果的基础上继续实验．探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜。
增添的实验材料：蔗糖酶溶液、斐林试剂、试管、滴管、水浴锅等。
(1)设计出继续实验的简要步骤：
①________________________________________________________________________
；
②________________________________________________________________________
。
(2) 预 测 实 验 现 象 并 作 出 结 论 ：
_________________________________________________。
【答案】 (1)①向a、b两管分别加入等量蔗糖酶溶液，水浴加热(或隔水加热)U型
管至适宜温度，观察a、b两管内液面的变化；②吸取a、b两管内适量液体，分别加入A、
B两试管中，并加入等量的斐林试剂，50～65 ℃水浴加热，观察A、B两试管内有无砖红色沉淀 (2)如果a、b两管液面高度差缩小且A、B试管内均有砖红色沉淀生成，则蔗糖的
水解产物能通过半透膜；如果a、b两管液面高度差增大且A试管内无砖红色沉淀生成，B
试管内有砖红色沉淀生成，则蔗糖的水解产物不能通过半透膜
【解析】 该实验的目的是探究蔗糖的水解产物能否通过半透膜，由提供的实验材料
可推知实验原理：蔗糖的水解产物如果能透过半透膜，则由于渗透作用，两边的液面差会
缩小，用斐林试剂检验，水浴加热(50～60 ℃)条件下A、B试管都会出现砖红色沉淀；否
则，会因为蔗糖的水解使b管内溶质分子数增加而两边液面差加大，且用斐林试剂检验时
a管内溶液不出现砖红色沉淀。实验步骤设计重点考查无关变量的控制，如两侧加入等量
的蔗糖酶，水浴控制酶活性的最适温度等。
9.紫色洋葱是生物学中常用的实验材料。它的叶分两种：管状叶伸展于空中，进行光
合作用；鳞片叶层层包裹形成鳞茎，富含营养物质。以洋葱为材料进行如下实验：
(1)若分离叶绿体中的色素，所用的实验材料是__________。提取叶绿体中的色素使用
的 试 剂 是 __________ 。 分 离 色 素 依 据 的 实 验 原 理 是
____________________________________。
(2)观察质壁分离复原所用的最佳材料是__________，该实验的自变量是__________。
(3)若观察DNA、RNA在细胞中的分布状况，常用的理想材料为__________，该材料优
于其他部位的原因是________________________________________。
(4)若观察有丝分裂，所用的理想材料为__________，装片的制作流程为：解离
→__________→染色→制片。
(5)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”两
个实验中，都用到了盐酸，它在两个实验中的作用__________(填“相同”或“不同”)。
【答案】 (1)管状叶 无水乙醇 不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩
散速度也不同 (2)(紫色洋葱)鳞片叶外表皮 清水和蔗糖溶液 (3)鳞片叶内表皮 颜色
浅(由单层细胞构成) (4)根尖(分生区细胞) 漂洗 (5)不同【解析】 (1)由题可知，“管状叶伸展于空中，进行光合作用”说明管状叶含有叶绿
体，则提取和分离绿叶中的色素所用的实验材料是管状叶，含有色素较多；无水乙醇(丙
酮)能溶解色素；CaCO 的作用是防止研磨过程中叶绿素遭到破坏。分离色素依据的实验原
3
理是不同色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度也不同。(2)观察细胞的质壁
分离及复原所用的最佳材料是紫色洋葱鳞片叶外表皮，具有紫色液泡，便于观察；该实验
的目的是观察质壁分离和复原，则自变量是清水和蔗糖溶液，在蔗糖溶液中细胞失水，发
生质壁分离；在清水中，发生质壁分离的复原。(3)若观察DNA、RNA在细胞中的分布状况，
需要用甲基绿和吡罗红染色，使得细胞核呈绿色，细胞质呈红色，则理想材料为紫色洋葱
鳞片叶的内表皮，没有色素。(4)若观察有丝分裂，所用的理想材料为洋葱根尖分生区细胞，
细胞分裂旺盛，为正方形，排列紧密。该实验的装片制作程序是解离→漂洗→染色→制片
(5)在“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”两个实
验中都用到了盐酸，它在两个实验中的作用不同，前者是改变细胞膜的通透性和使染色质
中DNA和蛋白质分离开；后者的作用是作为解离液。
10．为了证明生长素在胚芽鞘中的极性运输，一位同学设计了如下图实验，一段时间
后，发现位于形态学下端的琼脂块逐渐有了生长素，请思考：
(1)本实验能否得出“生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学下端”这一结
论？为什么？___________________________________________________________________。
(2)欲得出上述结论应怎样改进更具说服力？____________________________________。
【答案】 (1)不能。因为仅就该实验只能证明“生长素可以从胚芽鞘形态学上端运往
形态学下端”，而不能证明“生长素不能由形态学下端运往形态学上端” (2)应该增加一
组胚芽鞘形态学上端朝下的实验，以研究生长素能不能从形态学下端运输到形态学上端。
(如图所示)。11．一株植物水平放置时，根部表现为向地生长，茎部表现为背地生长。
(1)根部和茎部的弯曲生长是因为________________________，造成生长素分布不均匀。
(2)欲探究生长素的极性运输是否受重力影响，请利用相关材料在常规实验室条件下完
成实验，要求简要写出
①实验思路、②结果分析。
(实验材料：放射性强度相同的含14C－IAA琼脂片，不含IAA的空白琼脂片，新鲜枝条。
材料充足，不考虑重力对琼脂片中IAA扩散的影响。回答实验思路时可用图辅助说明。)
【答案】 (1)重力使生长素由远地侧向近地侧运输 (2)①取生长状态相同的枝条
若干，随机分成两组。将一组枝条的形态学上端朝上垂直放置，并在上方放置一块含有 14C
—IAA的琼脂片，在下方放置一块空白琼脂片。将另一组枝条的形态学上端朝下垂直放置，
并在下方放置一块含有14C—IAA的琼脂片，在上方放置一块空白琼脂片。一段时间后测定
两组空白琼脂片的放射性 ②若两组空白琼脂片放射性相同，则生长素的极性运输不受重
力影响；若两组空白琼脂片的放射性不同，则生长素的极性运输受重力的影响。
【解析】 (1)植物水平放置时，由于重力作用，生长素浓度在近地侧较高。对于植株
的茎来说，这个浓度的生长素能促进生长，因而近地侧生长较快，植株的茎就向上弯曲生
长。同样的生长素浓度，对于植株的根来说，却会抑制生长，因而，根部近地侧的生长比
远地侧的慢，根就向下弯曲生长。因此根部和茎部的弯曲生长是因为重力使生长素由远地
侧向近地侧运输，造成生长素分布不均匀。(2)生长素只能由形态学的上端运输到形态学的
下端，而不能反过来运输，称为极性运输。要证明极性运输是否受重力的影响，应该设置
一组把胚芽鞘倒过来放置，其他条件都相同的对照实验。故欲探究生长素的极性运输是否
受重力影响的实验设计思路为：取生长状态相同的枝条若干，随机分成两组。将一组枝条
的形态学上端朝上垂直放置，并在上方放置一块含有14C—IAA的琼脂片，在下方放置一块
空白琼脂片。将另一组枝条的形态学上端朝下垂直放置，并在下方放置一块含有 14C—IAA
的琼脂片，在上方放置一块空白琼脂片。一段时间后测定两组空白琼脂片的放射性。结果
分析：若两组空白琼脂片放射性相同，则生长素的极性运输不受重力影响；若两组空白琼
脂片的放射性不同，则生长素的极性运输受重力的影响。
12．用质量分数为2%的秋水仙素处理植物分生组织5～6 h，能够诱导细胞内染色体数
目加倍。那么，用一定时间的低温(如4 ℃)处理水培的洋葱根尖(2n＝16条)时，是否也能
诱导细胞内染色体数目加倍呢？请对这个问题进行实验探究。
针对以上的问题，你作出的假设是____________________________________________。你提出此假设的依据是_______________________________________________________。
【答案】 用一定时间的低温处理水培的洋葱根尖，能够诱导细胞内染色体数目加倍
低温能够影响酶的活性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，使细胞不能正常进行有丝分裂
【解析】 探究实验中，假设是由探究的问题决定的，该实验探究的问题是低温是否
也能诱导细胞内染色体数目加倍，由此得出该探究实验的假设。根据低温能够影响酶的活
性(或纺锤丝的形成、着丝点的分裂)，而推断低温状态下细胞不能正常进行有丝分裂，所
以提出“低温能诱导细胞内染色体数目加倍”的假设。
13．猫是XY型性别决定的二倍体生物，有尾基因(B)对无尾基因(b)为完全显性，且位
于性染色体上。现有各种纯种猫若干只，请利用一次杂交实验来确定这对等位基因是位于
X染色体的同源Ⅰ片段上还是位于非同源Ⅱ片段上，写出亲本的杂交组合，并预测实验结
果。
(1) 亲 本 交 配 组 合 ：
___________________________________________________________。
(2)预测实验结果：
若______________________，则这对等位基因位于X染色体同源Ⅰ片段上；
若______________________，则这对等位基因位于X染色体非同源Ⅱ片段上。
【答案】 (1)无尾雌猫与有尾雄猫 (2)子代中无论雄性个体还是雌性个体都表现为
有尾性状 子代中雌性个体为有尾猫，雄性个体为无尾猫
【解析】 确定基因位于X或Y染色体某一片段上可采用假说—演绎法。在解此题时，
可假设该等位基因位于X染色体同源Ⅰ片段上，Y染色体上有对应的等位基因，纯合雄猫
的基因型可表示为XbYb、XBYB；若等位基因位于X染色体非同源Ⅱ片段上，则Y染色体上没
有对应的等位基因，雄猫的基因型可表示为XbY、XBY。利用一次杂交实验来确定该等位基
因位于X染色体的哪个片段上，可以选择XbXb×XBYB或XbXb×XBY；若这对等位基因位于X染
色体同源Ⅰ片段上，则基因型为XbXb的雌猫与基因型为XBYB的雄猫进行杂交，后代中无论
雄性个体还是雌性个体都为有尾猫。若这对等位基因位于X染色体非同源Ⅱ片段上，则基
因型为XbXb的雌猫与基因型为XBY的雄猫杂交，子代中雌性个体为有尾猫，雄性个体为无
尾猫。
14．有人设想抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。
请为他设计一个实验验证这一想法：
实验目的：验证抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。实验原理：动物体受到外界抗原性物质刺激可以产生特异性抗体，将抗原消灭。
实验材料：小鼠若干只、S型活菌、R型活菌、生理盐水、注射器等。(提示，可用生
理盐水配制一定浓度的活菌液，但浓度和剂量不作要求)
实验过程：
①_______________________________________________________________________；
②_______________________________________________________________________；
③_______________________________________________________________________。
实验结果及结论：甲组小鼠存活，而乙组小鼠死亡，说明抗 R型细菌的抗体也能抗S
型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。
【答案】 实验过程：①取小鼠若干只，均等地分成两组，分别编号为甲组和乙组
②在甲组小鼠体内注射用生理盐水配制的R型活菌液1 mL，在乙组小鼠体内注射生理盐水
1 mL ③一段时间后，再分别给甲、乙两组小鼠注射用生理盐水配制的S型活菌液1 mL，
观察两组小鼠的生活状况
【解析】 通过对实验目的“验证抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌”的分析，可知
本实验设计的自变量是抗R型细菌的抗体的有无。再依据实验结果及结论，不难对实验过
程进行设计。具体来说，可以对小鼠进行分组编号，如将小鼠均等地分为甲和乙两组，然
后一组施以变量(一定量的用生理盐水配制的R型活菌液)处理，另一组进行等量(生理盐
水)对照。一定时间后，分别对两组小鼠注入一定量的用生理盐水配制的 S型活菌液，观察
对照组和实验组的现象。
15．根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病
毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。
假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以
体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出(1)实验思路，
(2)预期实验结果及结论即可。(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)
【答案】 (1)思路
甲组：将宿主细胞培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养
一段时间后收集病毒并检测其放射性。
乙组：将宿主细胞培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培
养一段时间后收集病毒并检测其放射性。
(2)结果及结论若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，即为RNA病毒；反之为DNA病毒。
【解析】 该题主要考查病毒的增殖以及对照实验设计的思路和方法。题目假设病毒
在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，放射性同位素标记的尿嘧啶(U)和胸腺嘧啶(T)
只能通过宿主细胞进入病毒。因此，收集新复制的病毒，并检测它的放射性，便可知其核
酸的类型。将含有放射性同位素标记的尿嘧啶(U)或胸腺嘧啶(T)的培养基分别标记为甲组、
乙组，分别培养宿主细胞，之后分别接种新病毒，培养一段时间后收集病毒并检测其放射
性。若为RNA病毒，则甲组收集的病毒因增殖过程中利用了含放射性标记的尿嘧啶而具有
放射性，乙组收集的病毒无放射性；若为DNA病毒，则乙组收集的病毒因增殖过程中利用
了含放射性标记的胸腺嘧啶而具有放射性，甲组收集的病毒无放射性。
16．某生物兴趣小组为探究“环境条件对花生种子萌发的影响”，设计了表中所示实
验，请据表回答：
种子的数量 种子所处的环境(其
培养瓶编号
(粒) 他外界条件均相同且适宜)
培养瓶底部垫
① 50 20 ℃
有浸湿的布
② 50 培养瓶底部无水 20 ℃
培养瓶底部垫
③ 50 0 ℃
有浸湿的布
(1)若选取①和③进行对照实验，则实验的自变量是__________。若探究“水对花生种
子萌发的影响”，需选取①和②进行对照实验，请改正实验设计中的一处不足：
____________________________________________________________________________。
(2)为进一步探究花生幼苗的生理活动，兴趣小组设计了下图所示的实验装置。
①将该装置置于黑暗中进行呼吸速率测定时，为了使测得的有色液滴移动数值更准确，
必 须 进 行 校 正 ， 校 正 装 置 的 容 器 和 烧 杯 中 应 该 放 入
____________________________________。
②若想验证水是光合作用的原料(如图所示，将叶片甲主脉切断分成A、B两部分)，首
先需要对装置进行如下调整：__________。并在此基础上，请写出实验设计思路：
______________________________________________________________________________。
【答案】 (1)温度 ②中的“培养瓶底部无水”改为“培养瓶底部垫有干燥的布”或将①中“培养瓶底部垫有浸湿的布”改为“培养瓶底部加适量的水” (2)①与实验组相
同的死花生幼苗和等量的氢氧化钠溶液 ②打开阀门并移除 NaOH溶液 将此装置在黑暗处
放置一昼夜后，移到阳光下。一段时间后取下叶片甲，除去叶绿素后滴加碘液，观察 A、B
两部分颜色变化
【解析】 (1)①和③组处理方式中，唯一不同的是温度，则实验的自变量是温度。
根据实验分析，①为对照组，若探究“水对花生种子萌发的影响”，则②为实验组，但①
与②相比，存在两个变量，一个为是否有水分，另一个是底部是否垫有布，因此需将②中
的“培养瓶底部无水”改为“培养瓶底部垫有干燥的布”或将①中“培养瓶底部垫有浸湿
的布”改为“培养瓶底部加适量的水”。(2)①为了使测得的有色液滴移动数值更准确，
必须排除外界环境对这个装置的影响，因此校正装置的容器和烧杯中应该放入与实验组相
同的死花生幼苗和等量的氢氧化钠溶液，以测定该装置未进行呼吸时液滴的移动，从而得
出更准确的数据。②若想验证水是光合作用原料，则此装置需要进行光合作用，因此需要
打开阀门，提供CO 。NaOH溶液会吸收CO ，不利于植物进行光合作用，因此需要移除NaOH
2 2
溶液。验证水是光合作用原料，将叶片甲主脉切断分成A、B两部分，A部分无法吸收到水，
B部分正常，先对装置进行黑暗处理，消耗掉叶片中的有机物，然后移到光下，一段时间
后用碘液检测两部分叶片的颜色变化。
17．对下列生物学实验进行结果预测或分析与讨论。
(1) 为探究不同因素对尿量的影响，某同学用麻醉后的实验兔进行实验(实验不分组)。
① 请补充实验思路：
a．________________________________________________________________________。
b．耳缘静脉注射垂体提取液0.5mL，记录尿量。
c．待________后，耳缘静脉注射20%葡萄糖溶液15mL，记录尿量，取尿液做尿糖定性实验。
② 分析与讨论：在尿糖定性实验中可用______________或______________检测尿液中
是否含有葡萄糖。
(2) 为探究某哺乳动物胰蛋白酶的最适温度，某同学设计了如下实验：取试管 16支，
分别加入等量稀释的蛋清液、蛋白酶，混匀，平均分为4组，分别置于0℃、5℃、10℃、
40℃下保温相同时间，然后进行蛋白质的定量测定并计算平均值。该实验温度设置的不足
之处有______________________________________、__________________。(写出两点即
可)
(3) 癌症是当前严重危害人类健康的重大疾病之一。研究人员利用与癌细胞在某些方
面具有相似性的诱导多能干细胞(iPSC)进行了抗肿瘤的免疫学研究实验如下：
第一步实验分组：
免疫组小鼠：每周注射1次含失去增殖活性的iPSC悬液，连续4周；
空白组小鼠：每周注射1次不含失去增殖活性的iPSC的缓冲液，连续4周。第二步实验处理：
取免疫组和空白组小鼠的血清分别与iPSC、DB7(一种癌细胞)和MEF(一种正常体细胞)混合，
检测三种细胞与血清中抗体的结合率。
① 请画出用于记录该实验结果的记录表。
② 若iPSC与两组小鼠血清作用的结果是免疫组的数值明显高于空白组，则说明 iPSC
刺激小鼠产生了________________________________________________________________。
③ 若 DB7 和 iPSC 与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无明显差异，说明 DB7 有
________________________________________________________________________。
【答案】 (1)①a.记录实验兔的尿量 c．尿量恢复 ② 尿糖试纸 本尼迪特试剂
(2) 温度范围设置不合适 温度梯度设置不合理
(3) ①三种细胞与两组小鼠血清中抗体的结合率记录表
细胞
细胞与抗体的结合率(%) iPSC DB7 MEF
组别
免疫组
空白组
② 特异性抗体
③ 可以与抗iPSC的抗体结合的抗原
【解析】 (1)该实验的目的是探究不同因素对尿量的影响，首先应记录实验兔的初始
尿量，作为对照；对实验兔注射垂体提取液后，实验兔的尿量应减少；待尿量恢复后，再
向实验兔注射一定量的葡萄糖溶液，实验兔的尿量将增加，此时可收集尿液进行尿糖检测
使用尿糖试纸或本尼迪特试剂均可，若出现相应的颜色变化，则说明尿液中含有葡萄糖。
(2)哺乳动物胰蛋白酶的最适温度应在37 ℃左右，因此上述4组实验的温度范围设置不合
理，且温度梯度不一致。(3)①表格设计既要考虑到免疫组与空白组，又要考虑到加入
iPSC、DB7和MEF后，三种细胞与血清中抗体的结合率，即实验的组别为免疫组与空白组，
置于表格的左栏或上栏，iPSC、DB7和MEF为实验的自变量，置于表格的上栏或左栏，表
格的主体为因变量，即细胞与血清中抗体的结合率，据此可绘出相应的表格，详见答案。
②若iPSC与两组小鼠血清作用的结果是免疫组的数值明显高于空白组，说明 iPSC刺激小
鼠体内产生了相应的特异性抗体。③若DB7和iPSC与免疫组小鼠血清作用后的检测数据无
明显差异，说明DB7存在相应的抗原，即可以与抗iPSC的抗体结合的抗原，引发小鼠发生
了类似的特异性免疫反应。
18．欲验证胰岛素的生理作用，根据以下提供的实验材料与用具，设计实验思路，预
测实验结果并进行分析。
材料与用具：小鼠若干只，胰岛素溶液，葡萄糖溶液，生理盐水，注射器等。
(要求与说明：血糖浓度的具体测定方法及过程不作要求，实验条件适宜)
(1) 实 验 思 路 ：
_______________________________________________________________。(2)预测实验结果(设计一个坐标，用柱形图表示至少3次的检测结果)：
(3)分析与讨论：
①正常人尿液中检测不到葡萄糖，其原因是_____________________________________。
②当机体血糖水平升高时，胰岛中的内分泌细胞及其分泌的激素变化是
________________________________________________________________________。
此时，机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用，另一方面_______________。
【答案】 (1)①分别测定每只小鼠的血糖浓度，并记录
② 将小鼠分为A、B两组，A组注射适量胰岛素，B组注射等量生理盐水。每隔一段时间，
分别测定两组小鼠的血糖浓度，并记录 ③ 当出现低血糖症状后，A组注射葡萄糖溶液，
B组注射等量生理盐水。每隔一段时间，分别测定两组小鼠的血糖浓度，并记录 ④对每
组所得数据进行统计分析
(2)如图所示
(3) ① 胰岛素促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收
② 胰岛β细胞分泌胰岛素增加，胰岛α细胞分泌胰高血糖素减少 抑制氨基酸等物质转
化为葡萄糖
19．血糖可刺激胰岛β细胞分泌胰岛素，许多氨基酸也都有类似的作用。在血糖正常
时，氨基酸的这种效应较弱；但如果血糖升高，氨基酸的这种作用就明显增强。现提供下
列材料，请完善对上述结论的验证。(实验方案不分组)
材料：家兔若干、赖氨酸和精氨酸混合溶液、葡萄糖溶液、生理盐水、血检设备、蒸馏水
注射器、饲料等。
(1)实验思路：
① 取 材 ：
___________________________________________________________________；
② 安静状态下，用血检设备检测其____________________________________，记作
X；
1
③ 静脉注射赖氨酸和精氨酸混合溶液，15min后检测相关指标，记作X；
2
④ 适 宜 时 间 ( 大 于 24h) 后 ， 静 脉 注 射
___________________________________________，15min后检测相关指标，记作X；
3
⑤ 适 宜 时 间 ( 大 于 24h) 后 ， 静 脉 注 射
___________________________________________，15min后检测相关指标，记作X；
4
⑥ 比较、分析上述实验数据，得出结论。
(按正常饲养条件处理家兔，注射相关试剂的剂量均符合“等量且适量”要求)
(2) 实验结果：已知X、X、X、X 中最大的是X，请用柱形图的形式表示它们之间的
1 2 3 4 4大致关系。
(3 )实验结论与分析：
① 人的食物中往往同时含有氨基酸和糖类，因此，氨基酸的上述作用，可使得
________。
② 胰岛素又可____(填“促进”或“抑制”)肌肉等组织细胞对氨基酸的摄取并合成蛋
白质。
③ 当机体的血糖浓度低于一定值时，胰岛α细胞的激素分泌量________。
【答案】 (1)①取健康的、发育成熟的家兔若干或1只
②胰岛素含量 ④葡萄糖溶液 ⑤葡萄糖溶液及赖氨酸和精氨酸混合溶液
(2)如图所示
(3)①机体进食后迅速、足量分泌胰岛素 ②促进 ③增加
【解析】 (1)①为避免实验材料的个体差异，本实验采用的是前后自身对照，因此
在选材时，应取健康的、发育成熟的家兔若干或1只，而不是进行分组；②本实验的观测
指标是胰岛素含量，不适合选用血糖浓度作为指标，因为血糖在实验中是自变量之一，不
能同时作为自变量和观测指标；④因为③中注射了氨基酸混合液，且实验结果中 X 数值是
4
最大的，则④中最合理的给药是葡萄糖溶液；⑤X 数值最大，故应该是两种因素的共同刺
4
激即葡萄糖溶液及赖氨酸和精氨酸混合溶液。(2)X 稍大于X ，因为氨基酸也可刺激胰岛
2 1
β细胞分泌胰岛素；X 、X 介于X 、X 之间，葡萄糖的刺激使胰岛素分泌增加的效果应该
2 3 1 4
是比较明显的，因此X 高于X ，绘制图形见答案。(3)①人的食物中往往同时含有糖类和
3 2
氨基酸，因此相当于这两个因素在共同起作用，刺激胰岛素分泌，这使得机体进食后迅速
足量分泌胰岛素；②胰岛素可促进葡萄糖和氨基酸进入组织细胞，并被利用；③血糖浓度
低于一定值时，需要升高血糖，因此胰岛α细胞的激素分泌量会增加，进而分泌较多的胰
高血糖素。
20．现代药理学研究证实，人参皂苷对癌细胞的生长有抑制作用，能诱导肿瘤细胞凋
亡，某研究人员为验证人参皂苷－Rh2(GS－Rh2)能抑制人肝癌Bel－7404细胞增殖并诱导
其凋亡，从而为开发出一种抗肿瘤新药提供进一步的实验依据。请根据以下所给材料及用
具提出实验思路。
材料用具：
人肝癌Bel－7404细胞悬液，10%小牛血清的培养液(含100IU/mLl青霉素和0.1 mg/mL链
霉素)，人参皂苷－Rh2(GS－Rh2)(浓度分别为6.25、12.5、25.0、50.0、100μg/mL)，
5%CO 恒温培养箱，细胞培养板若干，流式细胞仪(检测并计算各组的细胞凋亡率)等，其中
2
检测和计算细胞凋亡率具体方法不作要求。
(1) 实验思路：① 取洁净并符合实验条件的细胞培养板________个，分别加入________人肝癌Bel－
7404细胞悬液和10%小牛血清的培养液，__________________中培养6h。
② 给 各 实 验 组 细 胞 培 养 板 分 别 加 入 __________________ ； 对 照 组 加 入
_______________。
③ 各组细胞培养板在适宜且相同条件下进行培养，6h、12h、24h、48h、72h分别定
时 检 测 并 计 算
_____________________________________________________________________。
(2)结论与分析：
① 实验证实了GS－Rh2能诱导Bel－7404细胞凋亡，这种作用具有一定的剂量依赖性
和时间依赖性。即随着GS－Rh2浓度增加和______________，Bel－7404细胞的________
逐渐增加。
② 实验结果还表明，GS－Rh2对Bel－7404细胞生长具有抑制作用：在药处理后
48h，采用MTT法(是一种检测细胞存活和生长的方法)在上述系列浓度(由低到高)GS－Rh2
下测得抑制率分别为23.7%、37.3%、54.2%、79.7%和93.2%，请根据不同浓度下的抑制率
绘制曲线，其中横坐标数据间距设置不作要求。
【答案】 (1)①6 等量 5%CO 恒温培养箱 ②适量等量的6.25、12.5、25、50、
2
100μg/mL的GS－Rh2 等量的10%小牛血清的培养液 ③各组细胞凋亡率
(2) ①作用时间延长 凋亡率
② 如图所示
【解析】 (1)本实验目的是验证人参皂苷－Rh2(GS－Rh2)能抑制人的肝癌Bel－7404
细胞增殖并诱导其凋亡。实验提供的人参皂苷－Rh2(GS－Rh2)浓度分别为6.25、12.5、
25.0、50.0、100μg/mL，加上对照组，共设6个组，分别与肝癌Bel－7404细胞混合，在
适宜且相同条件下进行培养，6h、12h、24h、48h、72h分别定时检测并计算各组细胞凋亡
率。
(2)实验证实了GS－Rh2能诱导Bel－7404细胞凋亡，这种作用具有一定的剂量依赖性和时
间依赖性。即随着GS－Rh2浓度增加和作用时间延长，Bel－7404细胞的凋亡率逐渐增加。
21．(2019·浙江绍兴9月联考)某兴趣小组为验证某批次狂犬病疫苗不合格与有效成
分含量不足有关，利用合格疫苗和荧光标记的狂犬病毒进行相关实验。请完善实验思路，
预测实验结果并进行分析与讨论。
(要求与说明：抗体含量测定的方法、实验所需的仪器试剂及持续时间等不作要求)
请回答下列问题：
(1) 实验思路：① 将若干只发育状况相似的健康成年小鼠随机分成数量相等的甲、乙、丙三组。
② 注射处理：______________________________________________________________。
③ 在适宜条件下饲养，一段时间后抽取各小组小鼠等量的血液，用
__________________检测抗体的含量，并观察小鼠的健康状况。
④________________________________________________________________________
。
⑤ 对测得的数据进行统计分析。
(2)预期实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果，将各组注射处理的情况标注在曲
线图旁)。
(3)分析与讨论：
① 当严重咬伤时往往要注射狂犬病抗血清和狂犬病疫苗，狂犬病抗血清的主要免疫目
标是________________；注射狂犬病疫苗属于____________(填“主动免疫”或“被动免
疫”)。
② 注 射 疫 苗 的 实 验 小 鼠 有 时 会 出 现 狂 犬 病 病 症 ， 可 能 原 因 是
________________________。
【答案】 (1)②甲组注射适量的该疫苗，乙组注射等量的合格疫苗，丙组注射等量
的疫苗溶剂 ③荧光标记的狂犬病毒 ④每隔一段时间，重复步骤③
(2)如图所示
(3)①细胞外的狂犬病毒 主动免疫 ②疫苗中含有致病的狂犬病毒
【解析】 本实验的目的是验证疫苗不合格与有效成分含量不足有关。甲组可以注射
该不合格疫苗，乙组注射合格疫苗，丙组注射等量的疫苗溶剂；对于各组产生的抗体的含
量，可通过荧光标记的狂犬病毒进行检测；预期结果是不合格疫苗注射后小鼠产生的抗体
少于合格疫苗注射组。狂犬病抗血清的主要免疫对象是细胞外的狂犬病毒，注射疫苗属于
主动免疫，若注射疫苗得狂犬病，可能原因是疫苗中含有致病的狂犬病病毒。
22．虫草精华具有补气之疗效。为了研究不同剂量的虫草精华液对小鼠红细胞数及血
红蛋白含量的影响，请根据提供的实验材料写出实验思路，预测实验结果并进行分析。
实验材料：不同剂量的虫草精华液(160mg·kg－1·d－1,325mg·kg－1·d－1,650mg·kg－1·d－
1)、生长发育相近的健康小鼠40只、灌胃器、采血器、蒸馏水、血细胞稀释液、显微镜、
血细胞计数板、血红蛋白计等。
(要求与说明：本实验的药物以灌胃方式给予，每天1次，连续10天)
请回答下列问题：
(1) 实验思路：_____________________________________________________________。(2) 实验结果表明，小鼠灌胃虫草精华液后可使红细胞数、血红蛋白含量明显升高，
中剂量和大剂量比小剂量效果明显，中剂量和大剂量的效果差别不明显，请以柱形图表示
实验结果。
(3) 分析与讨论
① 细胞计数时，方格内细胞的计数顺序为_____________________________________。
② 若发现方格内的红细胞数目多于300个或数不过来，可以先进行________再进行细
胞计数。
【答案】 (1)①将生长发育相近的健康小鼠40只随机均分成4组，编号为甲、乙、
丙、丁。 ② 甲、乙、丙组分别每天灌胃适量且等量的160 mg·kg－1·d－1、325 mg·kg－
1·d－1、650 mg·kg－1·d－1剂量的虫草精华液、丁组灌胃等量的蒸馏水作为对照，每天1
次，连续10天。③ 4组小鼠放在相同且适宜的条件下培养，10天后分别取四组小鼠的血
液，用血细胞稀释液进行稀释，用血细胞计数板在显微镜下对每组的红细胞进行计数并记
录，同时用血红蛋白计测量每组血红蛋白含量并记录。④ 对所得数据进行统计与分析，得
出结论
(2)如图所示
(3) ①左上→右上→右下→左下 ②稀释
