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专题五 实验补充完善类能力培养及答题技巧
【题型01 实验补充完善类 】
一、熟核心 知体系
实验补充完善类题目与实验设计类题目有相似之处，此类题目是根据实验目的，遵循
实验设计原则，对设计实验的某个环节做完善、补充，难度低于实验设计类。现从设计实
验的各个环节进行分析、例证。
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
1
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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 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分别放在
透光的密闭钟罩内。请将下列分析思路补充完整：
自变量：____________，因变量：_________________________________________________。
实验目的：_____________________________________________________________________。
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 哺乳动物体温的相对恒定是完善的调节机制使机体产热量和散热量保持动态平衡
的结果。动物产热的主要方式是细胞的有氧呼吸。为了探究随外界环境温度的改变，哺乳
动物细胞有氧呼吸强度是否会产生变化，某校生物兴趣小组制定了以下实验方案：
(1)实验假设：____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)材料用具：略。
(3)实验步骤：
①将4 个恒温培养箱分别调节成10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃恒温，并编号为甲、乙、丙、
丁4 组。
②取4 只体重400 克，性别与生理状况相同的成年小白鼠分别放入4 个恒温培养箱中。
③一段时间后，用仪器测量小鼠耗氧量，作好记录并计算。
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 为确定人体在运动时呼出气体中CO2的浓度是否比静止时高，某同学进行了如下
探究。
作出假设：人体在运动时呼出气体中CO2的浓度比静止时高。
实验过程：
①在3 个烧杯中分别注入100 mL 蒸馏水，测定其pH。
2
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②实验者在安静状态(静坐2 min)、中等运动(步行2 min)以及剧烈运动(跳绳2 min)后，立即
分别向上述3 个烧杯的水中吹入等量气体，测定pH。经多次重复实验，所得平均数据如表：
运动状态
安静
中度运动
剧烈运动
实验前pH
6.1
6.1
6.1
实验后pH
5.9
5.6
5.3
该实验的原理是__________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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 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。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作用相抗衡。
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
3
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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5 (2021·江苏，20 节选)线粒体对维持旺盛的光合作用至关重要。下图表示叶肉细胞
中部分代谢途径，虚线框内表示“草酰乙酸/苹果酸穿梭”。请据图回答下列问题：
为研究线粒体对光合作用的影响，用寡霉素(电子传递链抑制剂)处理大麦，实验方法是：
取培养10～14 d 大麦苗，将其茎浸入添加了不同浓度寡霉素的水中，通过蒸腾作用使药物
进入叶片。光照培养后，测定、计算光合放氧速率(单位为μmol O2·mg－1chl·h－1，chl 为叶
绿素)。请完成下表。
实验步骤的目的
简要操作过程
配制不同浓度的寡霉素丙酮溶液
寡霉素难溶于水，需先溶于丙酮，配制高浓
度母液，并用丙酮稀释成不同药物浓度，用
于加入水中
设置寡霉素为单一变量的对照组
①__________________
②______________
对照组和各实验组均测定多个大麦叶片
4
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光合放氧测定
用氧电极测定叶片放氧
③______________
称重叶片，加乙醇研磨，定容，离心，取上
清液测定
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。在探究性实验中，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6 肿瘤疫苗(OVA)可预防或治疗肿瘤，其原理是将肿瘤抗原导入人体内，激活患者
自身的免疫反应，从而达到控制或清除肿瘤的目的。物质P 作为安全的纳米材料，常用作
疫苗载体。
(1)(多选)下列可作为肿瘤抗原的是________。
A．衰老肿瘤细胞
B．肿瘤相关蛋白或多肽
C．肿瘤细胞内的脱氧核糖
D．含有肿瘤抗原基因的质粒
(2)物质Q 具有干扰溶酶体膜稳定性的作用。将Q 引入纳米疫苗(OVA－P)后与体外培养的
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树突状细胞(DC 细胞)共孵育，得到结果如图1。
①加入细胞悬液的培养板需置于CO2 恒温培养箱中培养，是为了提供适宜的
______________________。
②与普通疫苗相比，纳米疫苗更易被DC 细胞摄取处理，得出该结论的依据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
比较2、3 组的实验结果，说明_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)研究者进一步对Q 引入后的纳米疫苗进行了体内效果评价。将三类疫苗注射到肿瘤模型
小鼠体内，结果如图2，结果说明_____________________________________________
________________________________________________________________________。
二、知真题 明考向
1.(2022·湖南，18)当内外环境变化使体温波动时，皮肤及机体内部的温度感受器将信息
传入体温调节中枢，通过产热和散热反应，维持体温相对稳定。回答下列问题：
(1) 炎热环境下，机体通过体温调节增加散热。写出皮肤增加散热的两种方式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)机体产热和散热达到平衡时的温度即体温调定点，生理状态下人体调定点为37 ℃。病
原体感染后，机体体温升高并稳定在38.5 ℃时，与正常状态相比，调定点________(填
“上移”“下移”或“不变”)，机体产热__________。
(3)若下丘脑体温调节中枢损毁，机体体温不能维持稳定。已知药物A 作用于下丘脑体温调
节中枢调控体温。现获得A 的结构类似物M，为探究M 是否也具有解热作用并通过影响下丘
脑体温调节中枢调控体温，将A、M 分别用生理盐水溶解后，用发热家兔模型进行了以下实
验，请完善实验方案并写出实验结论。
分组
处理方式
结果
甲
发热家兔模型＋生理盐水
发热
乙
发热家兔模型＋A 溶液
退热
丙
发热家兔模型＋M 溶液
退热
丁
①________________
发热
②由甲、乙、丙三组实验结果，得出结论____________________________________
________________________________________________________________________。
③由甲、乙、丙、丁四组实验结果，得出结论________________________________
________________________________________________________________________。
2.（2022·浙江·高考真题）为研究物质X 对高血糖症状的缓解作用，根据提供
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的实验材料，完善实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。
实验材料：适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只，药物S（用生理盐水配制），
物质X（用生理盐水配制），生理盐水等。（要求与说明：实验中涉及的剂量不
作具体要求。小鼠血糖值>11.1mmol/L，定为高血糖模型小鼠。饲养条件适宜）
回答下列问题：
(1)完善实验思路：
①适应性饲养：选取小鼠若干只，随机均分成甲、乙、丙3 组。正常饲养数天，
每天测量小鼠的血糖，计算平均值。
②药物S 处理：
甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水
乙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S
丙组：
连续处理数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值，直至建成高血糖模型小鼠。
③物质X 处理：
甲组：
乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水
丙组：
连续处理若干天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。
(2)预测实验结果：
设计一张表格，并将实验各阶段的预期实验结果填入表中。
(3)分析与讨论：
已知药物S 的给药途径有腹腔注射和灌胃等，药物S 的浓度和给药途径都会影响
高血糖模型小鼠的建模。若要研究使用药物S 快速建成高血糖模型小鼠，则可通
过 ，以确定快速建模所需药物S 的适宜浓度和给药途径的组合。
3.(2020·浙江选考，第30 题节选)欲研究生理溶液中K＋浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息
电位的影响和Na＋浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路，预测实验结果，
并进行分析与讨论。
(要求与说明：已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为－70 mV，兴奋时动作电位从去极化到
反极化达＋30 mV；测量的是膜内外的电位变化；K＋、Na＋浓度在一定范围内提高；实验
条件适宜)
三、专题专练 能力提升
1.药物X 为激素类药物。为研究其对动物机体排卵的影响，某同学用若干只发育状况
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相同的成年雌性鳙鱼进行实验。回答下列问题。
(1)请完善下面的实验步骤：
①将鳙鱼随机均分为甲、乙两组。甲组(实验组)的处理是注射适量的用0.65% NaCl
溶液配制的物质X 溶液，乙组的处理是______________________________。
②将上述两组鳙鱼置于__________________的条件下饲养。
③一段时间后，分别统计两组鳙鱼排卵的数目。
④对所得数据进行统计、处理和分析。
(2)实验结果与分析
若
甲
组
鳙
鱼
的
排
卵
数
量
大
于
乙
组
，
则
说
明
药
物
X____________________________________；
若
甲
组
鳙
鱼
的
排
卵
数
量
与
乙
组
相
当
，
则
说
明
药
物
X_____________________________________________。
(3)为了进一步研究药物X 的作用机理，该同学测定了两组鳙鱼体内雌性激素的含量，
发现甲组雌性激素的含量高于乙组。请对药物X 的作用机理提出两种不同的解释：
____________________________________。
(3)
2.运动员在马拉松长跑过程中，机体往往出现心跳加快，呼吸加深，大量出汗，口渴等生
理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。
回答下列问题：
(1)听到发令枪声运动员立刻起跑，这一过程属于 反射。长跑过程中，运动员感到口
渴的原因是大量出汗导致血浆渗透压升高，渗透压感受器产生的兴奋传到 ，产生渴
觉。
(2)长跑结束后，运动员需要补充水分。研究发现正常人分别一次性饮用1000mL 清水与
1000mL 生理盐水，其排尿速率变化如图甲所示。
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图中表示大量饮用清水后的排尿速率曲线是 ，该曲线的形成原因是大量饮用清水后
血浆被稀释，渗透压下降， 。从维持机体血浆渗透压稳定的角度，建议运动员运动
后饮用 。
(3)长跑过程中，运动员会出现血压升高等机体反应，运动结束后，血压能快速恢复正常，
这一过程受神经-体液共同调节，其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调节方式。
为验证减压反射弧的传入神经是减压神经，传出神经是迷走神经，根据提供的实验材料，
完善实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。
材料与用具：成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。
（要求与说明：答题时对实验兔的手术过程不作具体要求）
①完善实验思路：
I．麻醉和固定实验兔，分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动
脉插管与血压测定仪连接，测定血压，血压正常。在实验过程中，随时用 湿润神经。
Ⅱ．用适宜强度电刺激减压神经，测定血压，血压下降。再用 ，测定血压，血压下
降。
Ⅲ．对减压神经进行双结扎固定，并从结扎中间剪断神经（如图乙所示）。分别用适宜强
度电刺激 ，分别测定血压，并记录。
IV．对迷走神经进行重复Ⅲ的操作。
②预测实验结果： 。
设计用于记录Ⅲ、IV 实验结果的表格，并将预测的血压变化填入表中。
③分析与讨论：
运动员在马拉松长跑过程中，减压反射有什么生理意义？
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3.新型冠状病毒（SARS-CoV-2）隶属于β 型冠状病毒，遗传物质为单链RNA。回答下列问题：
(1)新型冠状病毒侵入人体后，吞噬细胞摄取、处理病毒，最终在细胞表面形成抗原-MHC
复合体并呈递给 细胞，刺激其产生 作用于B 细胞，促进B 细胞增殖分化为 后
者分泌抗体，抗体和病毒结合阻止病毒的进一步扩散。
(2)检测是否感染新冠病毒的方法主要有核酸检测、抗体检测和抗原检测三大类。间接免疫
荧光法检测是否感染新冠病毒的过程如图1 所示：据图1 分析，若 ，则说明待测者为
新冠肺炎病毒感染者，此种方法属于上述三大类方法中的 。
(3)人体还存在一种免疫调节机制——“脑—脾神经轴”，如图2 所示。
①据图2 可推测，乙酰胆碱在该免疫调节过程中所起的作用是 。
②科研人员为了验证上述调节机制中的脾神经对抗体的产生具有促进作用，用手术法进行
了相关实验研究（如下表），请根据题意完成以下表格。
实验目的
操作过程
实验动物选择及处
理
将生理状况相同的健康小鼠随机均分成两组，每组10 只，测定初始
抗体水平
并计算两组的平均值。
实验组处理
实验组小鼠手术切除脾神经。
对照组处理
对照组小鼠 。
控制无关变量
给两组小鼠注射 疫苗，置于相同且适宜的环境条件下饲养。
结果检测
一段时间后 ，然后进行比较。
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预期实验结果
实验组小鼠 （填“>”、“<”或“=”）对照组小鼠。
4. 独脚金内酯是近年新发现的一类植物激素。为了研究独脚金内酯类似物GR24 对侧枝生
长发育的影响，科研人员利用野生型拟南芥植株进行了以下实验。回答下列问题：
(1)植物激素是植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有 的
微量有机物。生长素的合成原料是 。若用生长素类似物NAA 对主茎（非成熟组织）处
理以探究对侧芽生长的影响，NAA 应加入图1 中固体培养基 （填“A”或“B”）。
(2)利用图1 装置，分别做了四组实验，结果如图2 所示，单独使用GR24 对侧枝生长的作用
为微弱抑制作用，单独使用NAA 对侧枝生长起着抑制作用，据此推测GR24 影响侧枝生长
的作用机理是 。
(3)据图2 的结果，科研人员提出了一个假设：在顶芽产生的生长素沿主茎极性运输时，
GR24 会抑制侧芽的生长素向外（主茎）运输。为验证该假设，采用与图1 相同的切段进行
实验。请在下表中填写相应处理内容，完成实验方案。
组别
处理
检测
实验
组
在主茎上端施加
NAA
在侧芽处
施加
在固体培养基中加入一定量
的GR24
主茎下端放射性
的含量
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对照
组
同上
同上
5. 人和哺乳动物体内的脂肪组织分为白色脂肪组织（WAT）和褐色脂肪组织（BAT），二
者能相互转化。WAT 主要将多余的糖等能源物质转化为脂肪储存起来，BAT 能通过促进脂
肪的分解和氧化等来满足机体额外的热量需求。科研人员分析了不同温度下小鼠WAT 和
BAT 的相对含量变化，结果如下图。回答以下问题：
(1)当受到寒冷刺激时：一方面，机体通过 调节，使得相关神经兴奋，促进甲状腺激
素、肾上腺素等激素的释放，使脂肪组织的代谢活动增强，增加产热。另一方面，机体通
过调节皮肤减少散热。皮肤减少散热的主要方式是 （答2 点）。
(2)根据题干信息和实验结果分析，小鼠脂肪组织能在寒冷环境中增加产热，原因可能是
。
(3)研究发现，位于线粒体内膜上的UCP-1 蛋白能抑制ATP 的合成，提升脂肪等能源物质中
的化学能转化为热能的比例，药物A 在抑制UCP-1 蛋白的合成上具有专一性。为探究叶绿
醇是否通过影响UCP-1 蛋白的合成提高小鼠的抗寒性，设计以下实验。
分
组
处理方式
培养条
件
机体产生热量
甲
正常大鼠+生理盐水
②
++
乙
正常大鼠+叶绿醇溶液
++++
丙
①
+
请完善表格中的实验方案：
①
②
③实验结论： 。
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(4)基于上述研究，叶绿醇能应用于肥胖的治疗的机制是 。
6. 肾上腺位于肾脏的上方，是人体重要的内分泌腺，分为皮质和髓质两部分。回答下列问
题：
(1)当机体遭遇紧急情况，如寒冷时，通过传入神经纤维将有关信息传到下丘脑及大脑皮层，
进而使 （交感/副交感）神经兴奋，释放神经递质作用于肾上腺髓质，促使其分泌肾
上腺素，该过程为 调节。
(2)肾上腺素可与皮肤血管上的 结合，使皮肤血管 以减少机体散热。
(3)糖皮质激素能抑制淋巴细胞分裂、促进淋巴细胞凋亡，致使淋巴结和胸腺萎缩，故在器
官移植中可以利用糖皮质激素的这种特性抑制 。
(4)糖皮质激素的分泌受 调控轴的调节，可通过反馈作用抑制 的活动，从而维持
血液中糖皮质激素含量的稳态。临床上长期大剂量使用糖皮质激素后，会导致肾上腺皮质
功能减退，这是由于 。
(5)已知普鲁卡因是常用的局部麻醉药，使用量较大则会引起毒性反应。肾上腺素、去甲肾
上腺素都能延长局部麻醉药的麻醉诱导期（从注射药物结束到痛觉消失的相隔时间）和麻
醉维持期（从痛觉消失到痛觉再次出现的相隔时间），且去甲肾上腺素作用更强，为验证
肾上腺素和去甲肾上腺素的上述作用，根据提供的实验材料，完善实验思路。
实验材料：若干健康小鼠、0．5%普鲁卡因、肾上腺素、去甲肾上腺素等。（要求与说明：
答题时对麻醉诱导期和麻醉维持期的检测方法不作具体要求）
①完善实验思路：
I．对健康小鼠做针刺实验，剔除痛觉不敏感和 的小鼠，再将符合实验要求的若干小
鼠随机均分为3 组，编号为A、B、C；
Ⅱ．A 组：适量0．5%普鲁卡因处理小鼠；
B 组： 处理小鼠；
C 组： 处理小鼠；
Ⅲ．测量：
IV．统计、分析实验数据。
②设计用于记录实验结果的表格 。
③临床上用普鲁卡因进行局部麻醉时，使用肾上腺素或去甲肾上腺素来延长麻醉诱导期和
麻醉维持期，具有什么生理意义？ 。
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