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考点三 实验步骤或思路的分析、设计与结果和结论预测
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的变化的实验中，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，空白对照组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。
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。
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，书写基本思路概括为“已知条
件找变量→根据目的提结论→依据材料判结果→结论结果找联系→组织语言写原理”。
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。一般需体现“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1 冠心病是指给心脏供血的冠状动脉发生粥样硬化，使血管腔狭窄或闭塞，导致心
肌缺血缺氧或坏死而引起的心脏病，心肌缺血缺氧引发心前区疼痛，导致心率加快，可通过
受体阻断药来治疗。预防冠心病，要注意低脂饮食。请回答下列问题：
受体阻断药可选择性结合受体，阻止相应信号的作用。现以狗为实验对象，据图选择作用于
心肌细胞的受体阻断药(假定给药过程不影响心率)，通过检测心率证明：交感神经和副交感
神经对心率的调节具有拮抗作用。
实验思路：_____________________________________________________________________。
预期结果：_____________________________________________________________________。
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特别提醒 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”即手术切除甲状腺法。
(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2 生长激素是动物生理学实验中一种常用的激素。它是腺垂体细胞分泌的一种肽类
激素，主要生理功能是促进神经组织以外的所有其他组织生长，促进机体代谢和蛋白质合成，
从而使动物代谢加快，体重增加。现有一批生长激素过了保质期，某研究小组想设计一个实
验来检验它是否还有使用价值。
实验器具与试剂：若干幼龄小白鼠，饲料，正常生长激素，过期生长激素，生理盐水，注射
器，酒精棉等。
(1)实验步骤：
①将_________________________________________________的幼龄小白鼠平均分为 A、
B、C三组。
②每天对A组小白鼠注射一定量的生理盐水，B组小白鼠_________________________，
C组小白鼠__________________________________________________________________。
③在相同且适宜的环境下培养一段时间，观察并记录实验结果。
(2)预测实验结果，得出结论：
①若C组与A组小白鼠体重基本相同，且低于B组，说明过期生长激素已没有使用价值。
②____________________________________________________________________________，
说明过期生长激素还有部分生物活性，但使用价值低。
③____________________________________________________________________________，
说明过期生长激素还具有完全正常的生物活性，具备使用价值。
(3)操作步骤中，要在“相同且适宜”的条件下培养的原因是_______________________。
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。
三、实验方案评价与修订试题的解答思路
1．(2022·湖北)不同条件下植物的光合速率和光饱和点(在一定范围内，随光照强度的增加，
光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点)不同，研究证实高浓度臭氧
(O )对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O 连续处理甲、乙两种植物75天，在第55天、
3 3
65天、75天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2和图3所示。注：曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
请回答下列问题：
(1)图1中，在高浓度O 处理期间，若适当增加环境中的CO 浓度，甲、乙植物的光饱和点
3 2
会__________(填“减小”“不变”或“增大”)。
(2)与图3相比，图2中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明________________。
(3)从图3分析可得到两个结论：①O 处理75天后，甲、乙两种植物的_________________
3
___________________________，
表明长时间高浓度的O 对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O 对乙植物的影
3 3
响大于甲植物，表明_____________________________________________________________。
(4)实验发现，处理75天后甲、乙植物中的基因A表达量都下降，为确定基因A功能与植物
对O 耐受力的关系，使乙植物中基因A过量表达，并用高浓度O 处理75天。若实验现象
3 3
为____________________________________________________________________________，
则说明A基因的功能与乙植物对O 耐受力无关。
3
2．(2019·江苏，30)为探究玉米籽粒发芽过程中一些有机物含量的变化，研究小组利用下列
供选材料用具进行了实验。材料用具：玉米籽粒；斐林试剂，双缩脲试剂，碘液，缓冲液，
淀粉，淀粉酶等；研钵，水浴锅，天平，试管，滴管，量筒，容量瓶，显微镜，玻片，酒精
灯等。请回答下列问题：
(1)为了检测玉米籽粒发芽过程中蛋白质(肽类)含量变化，在不同发芽阶段玉米提取液中，分
别加入________试剂，比较颜色变化。该实验需要选用的器具有__________(填序号)。
①试管 ②滴管 ③量筒 ④酒精灯 ⑤显微镜
(2)为了检测玉米籽粒发芽过程中淀粉含量变化，将不同发芽阶段的玉米籽粒纵切，滴加________，进行观察。结果显示，胚乳呈蓝色块状，且随着发芽时间的延长，蓝色块状物变
小。由此可得出的结论是_________________________________________________________。
(3)为了验证上述蓝色块状物变小是淀粉酶作用的结果，设计了如下实验：在1～4号试管中
分别加入相应的提取液和溶液(如图所示)，40 ℃温育30 min后，分别加入斐林试剂并60
℃水浴加热，观察试管内颜色变化。
请继续以下分析：
①设置试管1作为对照，其主要目的是___________________________________________。
②试管2中应加入的X是________的提取液。
③预测试管3中的颜色变化是__________________________。若试管4未出现预期结果(其
他 试 管 中 结 果 符 合 预 期 ) ， 则 最 可 能 的 原 因 是
__________________________________________。
1．下图一是微生物细胞呼吸中的主要生化反应示意图，①～⑤表示过程，A～D表示物质；
图二是检测气压变化的密闭装置，反应瓶和中心小杯中放置有关实验材料和试剂，关闭活栓
后，U形管右管液面高度变化反映瓶中气体体积变化。请回答下列问题：
(1)图一中产生ATP最多的过程是________(填图中序号)，图一中物质C是________。
(2)④和⑤过程产生的物质不同，直接原因是__________________。有人认为过程②和③并
不都在线粒体中进行，理由是___________________________________________________。
(3)某同学利用图二所示装置探究某种微生物的细胞呼吸方式，取甲、乙两套该密闭装置设计实验。实验开始时将右管液面高度调至参考点，实验中定时记录右管液面高度相对于参考
点的变化(忽略其他原因引起的容积变化)。
①请补充下表有关内容：
中心小杯中
装置 反应瓶中加入的材料 液面高度变化的含义
加入的材料
一定浓度的葡萄糖溶
适量的
甲 液、微生物悬浮液各1 a：__________
NaOH溶液
mL
细胞呼吸时CO 的释放量与
2
乙 b：__________ c：______
O 消耗量的差值
2
②将甲、乙装置均置于28 ℃恒温条件下进行实验(实验过程中微生物保持活性)，60 min后
读数。请补充下表有关内容：
预期实验结果
微生物的细胞呼吸方式
甲 乙
上升 不变 d：________
e：________ 下降 只进行产生B和CO 的无氧呼吸
2
上升 下降 f：________
g：________ 不变 只进行产生A的无氧呼吸
2.(2022·四川成都七中高三二模)EV71是引发人手足口病的一种肠道病毒(图2)。目前临床上
还没有有效的治疗药物，疫苗的研发与接种是控制手足口病流行的重要手段。科研人员用小
鼠进行相关实验，请据图回答下列问题：(1)该实验的自变量是____________。多次免疫后，分别取上述3组小鼠的血清和未免疫小
鼠血清，测定血清中抗体与相关抗原的结合强度，结果如图1所示。实验表明EV71免疫的
小 鼠 血 清 抗 体 ____________( 填 “ 是 ” 或 “ 不 是 ” ) 单 一 抗 体 ， 判 断 依 据 是
__________________
_______________________________________________________________________________
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(2)科学家通过基因工程诱导大肠杆菌表达病毒的衣壳蛋白 VP1经纯化，加佐剂SA04吸附
后，二者共同被免疫系统识别加工，发挥免疫作用，吸附后制成疫苗用于预防手足口病，与
传 统 灭 活 疫 苗 相 比 ， 这 样 的 重 组 疫 苗 更 安 全 又 有 效 ， 其 主 要 原 因 是
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(3)为评价SA04疫苗佐剂能否提高疫苗的免疫效果，科研人员将VP1、VP1经SA04佐剂吸
附后分别注射于小鼠体内，然后在第7、14、21、28天测定相应抗体的相对含量。请指出本
实验方案存在的缺陷并改进实验方案：____________________________________________
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