文档内容
(七)实验设计类
[模板概述] 实验探究型试题要求学生根据实验原理，选择实验器材，安排实验步骤，设计
实验数据处理的方法及分析实验现象，主要考查学生是否理解实验原理和具备分析实验结果
的能力，是否具有灵活运用实验知识的能力，是否具有在不同情景下迁移知识的能力。其解
题思维模板如下：
第一步：审准目的、原理 第二步：确定和处 第三步：编写步骤，预测结果
和要求 理三种变量 与结论
(1)编写步骤：①首先分组编
(1)明确实验目的，弄清实
号；②其次材料处理——不施
验类型是验证类还是探究
确定处理自变量(实 加实验变量设为对照组，施加
类。
验变量)、因变量 实验变量设为实验组，控制无
(2)明确实验原理，理解实
(反应变量)、无关 关变量；③观察或测量并记录
验依据。
变量。 实验结果。
(3)明确实验中的问题要求
(2)预测结果与结论：表述方
和实验变量。
式因实验类型不同有所区别。
典例剖析
例题 为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠的活动状况为观察指标设计实验。
实验原理：胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高时，引起血糖水平下降，机体
出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解。
材料用具：正常小鼠4只、注射器、胰岛素溶液、葡萄糖溶液、生理盐水。
(1)实验步骤：
①将正常小鼠随机均分成A、B两组，观察并记录________________________________。
②给A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠____________________________________。
一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠
________________________________________________________________________。
③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠_________________________。一段
时 间 后 ， A 组 小 鼠 低 血 糖 症 状 得 到 缓 解 ， B 组 小 鼠
_____________________________________。
(2)该实验过程可以说明_________________________________________________________。
(3)分析小鼠注射胰岛素溶液后出现低血糖症状的原因：______________________________。
思维导表 完善如下表格
第一步：审准目 (1)实验目的：________________________________；的、原理和要求 (2)实验原理：先注射____________，出现低血糖症状，再注
射__________，低血糖症状得到缓解
自变量：____________；因变量：
第二步：确定和处
________________________；无关变量：所选正常小鼠的
理三种变量
____________、____________________________
步骤补充：②给A组小鼠注射_____________________，B组
应注射____________；③分别给A、B两组小鼠注射
第三步：编写步
________________________；
骤，预测结果与结
预测结果：②A组小鼠出现____________症状，B组小鼠的
论
活动状况____________；③A组______________________，
B组_____________________
对应训练
1．(2022·天津南开中学高三一模)小鼠克隆胚胎着床后胎盘发育显著异常可能是与克隆胚胎
中H3K27me3印记基因过度表达有关，H3K27me3印记基因敲除极大提高了体细胞克隆的成
功率，H3K27me3印记基因敲除的实验组克隆小鼠的体重与受精卵来源的小鼠一致，而对照
组克隆小鼠的体重显著高于受精卵来源的小鼠；实验组克隆小鼠的胎盘直径和重量也显著低
于对照组克隆小鼠，而与受精卵来源的小鼠一致。下列相关分析错误的是( )
A．克隆胚胎过大可能是克隆胚胎着床后成活率低的原因
B．克隆胚胎过大的原因可能是克隆胚胎的胎盘过大
C．H3K27me3印记基因过度表达抑制胎盘的发育
D．H3K27me3印记基因的表达产物可能影响早期胚胎滋养层细胞发育
2．科研人员研究乙烯对水稻和玉米黄化苗根、茎生长的影响，得到如图所示结果。下列相
关叙述错误的是( )
A．几乎所有高等植物的组织细胞都能产生微量的乙烯
B．对照组和实验组分别在无乙烯、含相同浓度乙烯的空气中培养
C．乙烯对水稻根、芽生长的影响不能体现其作用的两重性D．乙烯对两类植物的胚芽和胚根的生长均有抑制作用
3．人体肠道菌群对机体健康具有重要作用。科研人员利用长爪沙鼠开展实验，对甲状腺功
能亢进(甲亢)引起体温偏高过程中肠道菌群的作用进行研究，主要流程(见下图1)及结果如
图所示(见下图2)。下列相关叙述正确的是( )
A．甲亢动物甲状腺激素浓度一般高于正常值，导致安静状态下的代谢速率偏高，机体的产
热量大于散热量
B．图1中Ⅰ、Ⅱ处所需的实验材料和处理分别为含有甲状腺激素的食物、不移植菌群
C．实验结果显示第0周，B组鼠安静状态下的代谢速率显著高于A组；第1～6周，B2组
安静状态下的代谢速率低于B1组，可推测甲状腺激素通过改变肠道菌群，提高代谢水平
D．肠道菌群数量或种类不能作为进一步验证上述推测的检测指标
4．1937年霍奇金以蛙坐骨神经为材料，研究冷却阻滞对动作电位在神经纤维上传导的影响，
记录距冷却阻滞点不同距离处膜内电位变化，结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．实验中坐骨神经应始终置于任氏液中
B．实验刺激和测量的部位应选择神经元轴突
C．冷却阻滞影响细胞膜上钠离子通道的开放
D．本研究还可证明神经纤维上兴奋的传导是双向的
5．(2022·甘肃高三一模)中国科研团队筛选出一种具有新冠病毒特异性中和活性的中和抗体
CB6。他们将9只恒河猴分为对照组、预防组和治疗组。对照组注射安慰剂；预防组在感染
新冠病毒前一天，注射抗体CB6；治疗组在感染病毒后第一天和第三天，注射相同剂量的
抗体CB6。实验结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )A．恒河猴感染病毒后身体不适是免疫反应的结果
B．CB6对预防新冠病毒感染具有良好的效果
C．前4天对照组中病毒滴度的增加是免疫系统被破坏所导致的
D．实验表明恒河猴的免疫系统对新冠病毒有较好的防卫功能
6．科研人员研究了CO 和温度两种生态因子对坛紫菜(一种海洋藻类植物)的生长和光合生
2
理特征的影响。实验过程如下：①从海藻养殖基地采集新鲜、健康、形状等一致的坛紫菜叶
状体(约5～8 cm)，带回实验室暂养3～4天备用；②将2 g藻体放入3 L天然过滤海水中，
均分于12个相同锥形瓶中。设置温度为15 ℃和25 ℃，CO 浓度为390 μ mol/mol(近似空
2
气中的CO 浓度)和700 μ mol/mol的四组实验，每种处理设置3个重复；③除表中条件外，
2
在其他相同且在适宜条件下进行实验，培养第7天进行相关数据测定。实验结果如下，请回
答下列问题：
组别 390 μmol/mol 700 μmol/mol
色素 15 ℃ 25 ℃ 15 ℃ 25 ℃
叶绿素(mg/g鲜重) 0.480 0.476 0.763 0.741
类胡萝卜素(mg/g鲜重) 0.225 0.274 0.327 0.337
叶绿素(mg/g鲜重),0.480,0.476,0.763,0.741
类胡萝卜素
(mg/g鲜重),0.225,0.274,0.327,0.337(1)采集海藻养殖基地的坛紫菜叶状体带回实验室暂养3～
4天后，再进行实验的目的是__________________________。
(2)该实验的自变量有____________________________________________。
实验中“其他相同且适宜”的条件属于________变量，这些变量需保持相同的原因是
__________________________，需保持适宜的好处是__________________________。
(3)影响图中曲线日变化的主要生理过程是______________________________；由曲线可判
断，21：00时，坛紫菜叶状体细胞中产生ATP的场所有__________________________。(4)若要得到叶绿素a，需将坛紫菜进行研磨过滤，然后用____________法分离色素；由表可
知，在15 ℃和25 ℃两种生长温度条件下，CO 浓度增加时，叶绿素和类胡萝卜素含量
2
__________；在相同 CO 浓度条件下，温度改变时，藻体中叶绿素和类胡萝卜素含量
2
__________________。
7．为研究药物A对裸鼠(先天胸腺缺陷鼠)移植瘤细胞周期的影响，请根据以下提供的材料
和用具，以细胞周期中不同DNA含量的细胞数为测定指标，完善实验分组设计和实验思路，
设计实验结果记录表并进行分析与讨论：
材料与用具：裸鼠、人乳腺癌细胞、药物A溶液、生理盐水、流式细胞仪(可根据细胞中
DNA含量的不同对细胞分别计数)、注射器等。
要求与说明：裸鼠日常饮食在实验设计中不做要求；药物每天提供一次，10天后测定。
(1)实验思路：
①取生理状况相似的同性别健康裸鼠若干只，每只注射适量且等量的人乳腺癌细胞，一段时
间后获得人乳腺癌移植瘤成功的裸鼠10只。
②将10只裸鼠随机均分为两组，各组裸鼠分别腹腔注射______________________________。
每只裸鼠给药频次均为______________________________________。
③取出每组小鼠的移植瘤细胞，用流式细胞仪分析___________________________________
的细胞数目，记录结果。
④_____________________________________________________________________________
。
(2)设计一张药物A对移植瘤细胞周期不同时期细胞数影响的记录表。
(3)分析与讨论：
①实验中选择裸鼠的原因是________________。人的乳腺癌细胞接种到裸鼠体内，可在其体
内产生移植瘤，说明乳腺癌细胞系具有________________________________________的特点。
②如果实验结果绘成如图所示的曲线图(实验组为用A药物组)，下列对检测结果的分析错误
的是________。
A．b峰中细胞的DNA含量是a峰中的2倍B．a峰和b峰之间的细胞正进行DNA复制
C．A药物与秋水仙素的作用机理相同
D．b峰中的细胞不全是分裂期的细胞
