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模型解题
题型12 实验分析与探究
科学实验探究类题目是生物学考试中的必考题,《中国高考评价体系》中提到：(1)能独立完成
“生物知识内容表”所列的生物实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的
操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；(2)具备验证简单生物学事实的能
力,能对实验现象和结果进行分析、解释,并能对收集到的数据进行处理；(3)具有对一些生物
学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说—演绎、建立模型与系统分析
等科学研究方法；(4)能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。
考向1 实验目的与原理
考向2 阐述实验思路与实验步骤类
考向3 归纳实验结论与呈现实验结果类
（说明：模型解题+做题技巧+真题演练+迁移运用，全方位解透题型）
考向1 实验目的与原理
1.实验目的：
（1）内容：要探究或者验证的某一事实，或者做了该实验后要解决的问题。
（2）实验目的的书写与表达：实验目的的内容包含研究对象、研究现象（因变量）和作用于
对象的因素（自变量），格式为“探究（验证）×××（自变量）对 ×××（因变量）的影响”
或“探究（验证）×××（自变量）与×××<（因变量）的关系”等。
2.实验原理
（1）概念：进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、作出实验假设的依据、设置实
验步骤的依据、分析现象结果的依据和确定观测指标的依据。
（2）书写与表达模式：实验原理一般由三段组成：自变量和因变量的关系+因变量的观察指
标+实验过程描述。一般用陈述句、肯定句。实验原理中“因变量的观察指标”可作为实验结
果的参考，有的题目要求对实验结果进行分析，其考查的是实验原理，所以对实验结果分析
时合理套用实验原理即可。
1
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总结实验目的：要先对自变量和因变量进行分析，再根据相关信息进行总结归纳。
实验中涉及的实验设计依据必须是经前人证明的科学理论。如还原糖的鉴定原理是还原糖与
斐林试剂水浴加热产生砖红色沉淀，淀粉的鉴定原理是淀粉遇碘变蓝。注意实验材料的选择
对实验结果的影响，注意实验现象出现的原因，注意实验步骤中操作的依据等内容。
例1(2022·烟台二模，节选)喜温植物幼苗在低温锻炼（ 10℃ 、 6 天）后，接着进行冷胁迫
(2℃,12 h)，其细胞内超氧化物歧化酶（SOD ，该酶能减缓植株的衰老）活性的动态变化如
下图所示。本实验的目的是__________________________________________________
【答案】探究低温锻炼是否能提高植物抗寒能力
【解析】据图可知，未锻炼的植物冷胁迫前后酶活性下降程度明显高于经过锻炼的植株，无
论胁迫前还是胁迫后，锻炼后的酶活性都明显上升，因此该实验的目的为探究低温锻炼是否
能提高植物抗寒能力。
例2.用甲、乙两组液体培养基培养小球藻，甲组加入KNO3, 乙组加入等量的NH4Cl，其他条
件适宜且相同，结果如图所示。
本实验的目的是_________________________________________________________
【答案】探究 KNO3 和NH4Cl 对小球藻种群数量增长（种群密度增长）的影响
【详解】分析：实验题先找准自变量，从“甲组加入KNO3，乙组加入等量的NH4C1，其它
条件适宜且相同”可以看出本题自变量，同时分析图像左纵轴为种群密度的相对值，据此可
以得到本实验的探究目的。
(1)本实验的目的是探究KNO3 和NH4Cl 对小球藻种群数量增长（种群密度、生长）的影响。
例3.为研究降水量影响草原小型啮齿动物种群密度的机制，科研人员以田鼠幼鼠为材料进行
了一系列实验。其中，野外实验在内蒙古半干旱草原开展，将相同体重的幼鼠放入不同样地
中，5 个月后测定相关指标，部分结果如图所示。回答下列问题：
2
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随后在室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱，分别对两组田鼠幼鼠进行饲喂，一段时间
后
，
比
较
两
组
田
鼠
体
重
增
幅
。
该
实
验
目
的
为
。
【答案】检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化引起
【详解】图2 为野外半干旱和增加降水组的食谱柱形图，室内模拟实验的自变量是食谱的组
成，因变量是田鼠的体重，该实验的目的是检验增加降水组田鼠体重增幅大是否由食谱变化
引起。
例4.为了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。
某学生的实验方案如下：
（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
出现四肢无力、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。
本实验的原理是______________________________________________________________
____________________________________________________________________________。
【答案】体内胰岛素含量过高时，引起血糖大幅下降（二者联系），导致机体出现活动减少，
甚至昏迷等低血糖症状（结果），此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解
【详解】当血糖浓度上升时，胰岛B 细胞分泌的胰岛素增加，引起靶细胞膜上的葡萄糖转运
载体的数量增加，其意义是促进葡萄糖进入细胞氧化分解，从而降低血糖浓度
例5.新疆是国家优质棉的生产基地，新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世，但在培育过
程也遇到过很多问题，用机械方式对棉花进行采摘时，若采摘前棉花脱叶不彻底，采摘过程
中混入很多的叶片，这会降低棉花的品质，某生物兴趣小组想通过利用植物激素帮助棉农解
决一些实际问题，做了以下实验进行探究。
实验一：探究不同浓度的生长素溶液对插枝生根的影响，实验结果如表所示。
组别
蒸馏水
浓度a
浓度b
浓度c
平均生根数（条）
6
10
17
14
3
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实验三：兴趣小组发现了赤霉素突变矮生棉花品种，推测其产生的原因有两种：一是植株不
能产生赤霉素（或赤霉素水平低），二是受体异常（不能与赤霉素结合发挥作用），他们设
计实验来探究该突变矮生棉花品种产生的原因属于上述哪一种，设计了以下实验方案：将若
干突变矮生棉花幼苗平均分为两组；一组用适量的一定浓度的赤霉素溶液处理，另一组用等
量的蒸馏水处理；培养一段时间后，测量并比较两组的植株平均高度（或生长情况或长势）。
设计该方案的实验原理是：
。
【答案】赤霉素可以促进细胞伸长，从而促进植株增高
【详解】设计此方案的实验原理是因为赤霉素可以促进细胞伸长，从而促进植株增高。
1.人胰岛素原是胰岛素的前体物质，由胰岛素（由A 链、B 链构成）和C 肽组成。某小组认
为胰岛素原的化学本质是蛋白质。
（1）实验目的： 。
（2）实验原理： 。
【答案】(1)验证胰岛素原的化学本质为蛋白质 蛋白质与双缩脲试剂发生作用
【分析】1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧
基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R
基，氨基酸的不同在于R 基的不同。
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基和另
一个氨基酸分子的氨基相连接，脱出一分子水后形成肽键将两个氨基酸连接起来的过程；氨
基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数＝脱去水分子数＝氨基酸数一肽链数，蛋白质的相
对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18。
【详解】（1）结合题干“某小组认为胰岛素原的化学本质是蛋白质”可知，本实验的目的是
验证胰岛素原的化学本质为蛋白质。本实验的原理是蛋白质与双缩脲试剂发生作用。
2.如图是非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验示意图，据图回答问题：
人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子，现在请你设计一个实验验证细胞核核
膜中含有蛋白质成分。
4
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①实验目的： 。
②实验原理： 。
【答案】①验证细胞核核膜中含有蛋白质成分
②蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色反应。
【分析】1、据图分析：放射性尾部能从细胞质进入细胞核中，但放射性头部却不能从细胞质
进入细胞核中，即亲核蛋白进入细胞核，由尾部决定；核孔是大分子物质进出的细胞。2、蛋
白质与双缩脲试剂反应生成紫色络合物。3、实验分析：甲为实验组，乙为对照组。
【解析】该实验的目的是验证细胞核核膜中含有蛋白质成分。蛋白质与双缩脲试剂可呈现紫
色反应，因此可用双缩脲试剂检测细胞核核膜中的蛋白质成分。实验结果及结论：双缩脲试
剂与蛋白质反应有紫色反应。甲试管中有紫色，乙试管没有出现紫色，则表明核膜中含有蛋
白质。
3.番茄在我国被广泛种植。现有3 个不同株系的番茄，其中甲系和乙系是植物激素X 过量表
达的两个转基因株系。现研究人员人工模拟涝渍胁迫，处理7 天后，不同株系的“叶绿素含
量”、“净光合速率”等指标变化后数据与变化前数据的比值如下表所示。回答下列问题：
株系
叶绿素含量
净光合速率
（Pn）
胞间CO2浓度
（Ci）
气孔导度
（Gs）
甲系
80.3%
36.2%
99.1%
50.4%
乙系
61.0%
58.8%
135.6%
10.1%
野生
型
60.7%
17.0%
152.6%
5.8%
本实验的实验目的为
；
【答案】 探究激素X 在涝渍胁迫下对番茄生长状况（或光合速率）的影响
【解析】本实验的实验目的为：探究激素X 对番茄抗涝渍胁迫能力的影响，
4.从2009 年3 月底开始，墨西哥、美国等国接连爆发大规模甲型H1N1 流感疫情，并迅速蔓
延至北美地区以外的国家，全球拉响防疫警报。某学校生物兴趣小组的同学提出疑问：甲型
H1N1 流感病毒的遗传物质是DNA 还是RNA？针对以上疑问，该兴趣小组设计了实验进行探
究，请将其补充完整。
材料用具：显微注射器，甲型H1N1 流感病毒的核酸提取液，胚胎干细胞，DNA 水解酶和
RNA 水解酶等。
(1)实验目的： 。
【答案】(1)探究甲型H1N1 流感病毒的遗传物质是DNA 还是RNA
【分析】分析题文描述可知：该实验的目的是探究甲型H1N1 流感病毒的遗传物质是DNA 还
是RNA，可以利用控制自变量的“减法原理”，将制成的甲型H1N1 流感病毒核酸提取液与
分别用DNA 水解酶和RNA 水解酶处理后的甲型H1N1 流感病毒核酸提取液分别注射到三组
猪胚胎干细胞中培养一定的时间，通过检测是否有甲型H1N1 流感病毒产生来推知甲型H1N1
流感病毒的遗传物质。
【详解】（1）由题意“甲型H1N1 流感病毒的遗传物质是DNA 还是RNA？”可知该实验的
目的是：探究甲型H1N1 流感病毒的遗传物质是DNA 还是RNA。
5.回答下列小题：
5
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（一）为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的实验材料，完成下
列实验步骤并回答问题：
实验材料：距2 片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度
的赤霉素溶液、喷壶等。
(1)该实验原理是： 。
【答案】(1)赤霉素有促进细胞伸长使植株增高的作用，用赤霉素处理植株后，可以显著增加
植株的高度，据此可以验证该大豆品种的矮化特征与赤霉素的含量有关
【分析】1、自变量：是研究者主动操纵的条件和因子，坐标中的横轴一般为自变量。
2、因变量：是随着自变量变化而产生反应或发生变化的变量，坐标中的纵轴一般为因变量。
3、无关变量：实验过程中要控制相同且适宜。
【详解】（1）实验原理是实验设计的依据和思路。赤霉素有促进细胞伸长，使植株增高的作
用，用赤霉素处理植株后，可以显著增加植株的高度，据此可以验证该大豆品种的矮化特性
与赤霉素的含量有关。
已知糖尿病病人尿液含有葡萄糖；肾炎病人则肾小球部位通透性大为增加，尿液中会有蛋白
质。检测病人的尿液可帮助医生确定病情。小李觉得自己身体不适怀疑自己患了糖尿病或是
肾炎。如何通过一定的检测确定是否患相应的疾病。请写出设计原理和具体操作步骤及结论。
(1)实验原理：
【答案】(1)葡萄糖与斐林试剂生成砖红色沉淀，蛋白质与双缩脲试剂发生作用，产生紫色
【详解】（1）本实验是小李检测确定是否患了糖尿病或是肾炎，糖尿病病人尿液含有葡萄糖；
肾炎病人则肾小球部位通透性大为增加，尿液中会有蛋白质，因此就是检测还原糖和蛋白质，
检测原理是还原糖能与斐林试剂反应，在水浴加热的条件下产生砖红色沉淀；蛋白质能与双
缩脲试剂反应产生紫色反应。
考向2 阐述实验思路与实验步骤类
实验思路与实验步骤是进行实验前必须确定的内容。实验思路是“粗线条”的思考过程，实
验步骤是“细节化”的操作流程。实验思路与实验步骤有何异同？
主要特
点
考题特点
得分要点
区分要点
实验思路
言简意
赅
多数试题要求写出
实验思路，很少要
求补充实验思路
必须体现自变量和因变量，对
无关变量表述时注意体现相同
且适宜
思路是“想”法
实验步骤
精准细
微
常常要求补充部分
实验步骤，很少要
求写出全部步骤
必须体现自变量如何设置、因
变量如何检测、无关变量如何
保证相同且适宜
步骤是“做”法
实验思路设计的书写模式一般为“分组+施加自变量+控制无关变量+检测因变量”,可概括为:
找出实验目的
找出自变量、因变量
分组+施加自变量+控制无关变量+检测因变量
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例1.（2023·海南·高考真题）海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植物，
冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开花，
提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影响，
结果如图。
回答下列问题。
现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后
提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。
【答案】三组长势相同，成花诱导完成的火龙果植株，经不同光照强度的白光处理相同时间
到果实成熟时(其他条件相同且适宜)，分别测量不同组火龙果产量，产量最高的组的光线对
应最适光线强度
【详解】本实验要求对三种不同光照强度的白色光源，探究成花诱导完成后提高火龙果产量
的最适光照强度，所以将生长状况相同的火龙果分三组，成花诱导完成后，经不同光照强度
的白光处理相同时间到果实成熟时(其他条件相同且适宜)，分别测量不同组火龙果产量，产
量最高的组的光线对应最适光线强度。
例2.（2023·浙江·统考高考真题）甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有
高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取
原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱
再生植株。回答下列问题：
用PCR 技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA 序列a，乙植物细胞质具有特
异性DNA 序列b；M1、M2 为序列a 的特异性引物，N1、N2 为序列b 的特异性引物。完善
7
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实验思路：
Ⅰ．提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR 扩增的
。
Ⅱ．将DNA 提取物加入PCR 反应体系， 为特异性引物，扩增序列a；用同样
的方法扩增序列b。
Ⅲ．得到的2 个PCR 扩增产物经 后，若每个PCR 扩增产物在凝
胶中均出现了预期的 个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
【答案】 模板 M1、M2 凝胶电泳 1
【详解】
Ⅰ．提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR 扩增的模板。
Ⅱ．将DNA 提取物加入PCR 反应体系，M1、M2 为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法
扩增序列b。
Ⅲ．得到的2 个PCR 扩增产物经凝胶电泳后，若每个PCR 扩增产物在凝胶中均出现了预期的
1 个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。
例3.（2023·浙江·统考高考真题）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：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。
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【答案】 生理盐水 适宜强度电刺激迷走神经 减压神经中枢端和外周端
【详解】分析题意，本实验目的是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，则实验可通过刺激剪断后的中枢端和外周段，然后通过血压的测定进行比较，结合实
验材料可设计实验思路如下：
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，随时用生理
盐水湿润神经，以保证其活性。
Ⅱ．用适宜强度电刺激减压神经，测定血压，血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经，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
电刺激减压神经的中枢端和外周段，分别测定血压，并记录。
例4.（2023·广东·统考高考真题）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生
的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA 可以通过miRNA 调控P 基因表达进而影响细胞凋
亡，调控机制见图。miRNA 是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA 靶向结合并使其降
解。circRNA 是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA 使其不能与mRNA 结合，从
而提高mRNA 的翻译水平。
例1.
回答下列问题：
(1)放射刺激心肌细胞产生的 会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损
伤。
(2)前体mRNA 是通过 酶以DNA 的一条链为模板合成的，可被
剪切成circRNA 等多种RNA。circRNA 和mRNA 在细胞质中通过对
的竞争性结合，调节基因表达。
(3)据图分析，miRNA 表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是
。
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(4)根据以上信息，除了减少miRNA 的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路
。
【答案】(1)自由基
(2) RNA 聚合 miRNA
(3)P 蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA 表达量升高，与P 基因的mRNA 结合并将其降解的概率上
升，导致合成的P 蛋白减少，无法抑制细胞凋亡
(4)可通过增大细胞内circRNA 的含量，靶向结合miRNA 使其不能与P 基因的mRNA 结合，
从而提高P 基因的表达量，抑制细胞凋亡
【分析】结合题意分析题图可知，miRNA 能与mRNA 结合，使其降解，降低mRNA 的翻译
水平。当miRNA 与circRNA 结合时，就不能与mRNA 结合，从而提高mRNA 的翻译水平。
【详解】（1）放射刺激心肌细胞，可产生大量自由基，攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性
心肌损伤。
（2）RNA 聚合酶能催化转录过程，以DNA 的一条链为模板，通过碱基互补配对原则合成前
体mRNA。由图可知，miRNA 既能与mRNA 结合，降低mRNA 的翻译水平，又能与
circRNA 结合，提高mRNA 的翻译水平，故circRNA 和mRNA 在细胞质中通过对miRNA 的
竞争性结合，调节基因表达。
（3）P 蛋白能抑制细胞凋亡，当miRNA 表达量升高时，大量的miRNA 与P 基因的mRNA
结合，并将P 基因的mRNA 降解，导致合成的P 蛋白减少，无法抑制细胞凋亡。
（4）根据以上信息，除了减少miRNA 的表达之外，还能通过增大细胞内circRNA 的含量，
靶向结合miRNA，使其不能与P 基因的mRNA 结合，从而提高P 基因的表达量，抑制细胞凋
亡。
1.神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构，其形成机制见图。神经末梢释放的蛋白
A 与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物，该复合物与膜蛋白M 结合触发肌细胞内信号转导，使
神经递质乙酰胆碱（ACh）的受体（AChR）在突触后膜成簇组装，最终形成成熟的神经肌肉
接头。
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回答下列问题：
重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病，研究者采用抗原抗体结合方法检
测患者AChR 抗体，大部分呈阳性，少部分呈阴性。为何AChR 抗体阴性者仍表现出肌无力
症状？为探究该问题，研究者作出假设并进行探究。
①假设一：此类型患者AChR 基因突变，不能产生 ，使神经肌肉接头功能丧失，
导致肌无力。
为验证该假设，以健康人为对照，检测患者AChR 基因，结果显示基因未突变，在此基础上
作出假设二。
②假设二：此类型患者存在 的抗体，造成 ，从而不能形成成熟的
神经肌肉接头，导致肌无力。
为验证该假设，以健康人为对照，对此类型患者进行抗体检测，抗体检测结果符合预期。
③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制，你的研究思路是
。
【答案】AChR 蛋白质A、I 或M（任意一种即可） 使AChR 不能在突触后膜成簇
组装 给实验动物注射蛋白A、I 或M 的抗体，观察是否发生肌无力
【详解】
①若患者AChR 基因突变，不能合成AChR，也就不能在突触后膜成簇组装，使神经肌肉接
头功能丧失，导致肌无力。
②若患者AChR 基因未突变，即能合成AChR，但又不能形成成熟的神经肌肉接头，很可能
是存在蛋白质A、I 或M 抗体，造成AChR 不能在突触后膜成簇组装。
③该实验目的是验证此类型患者存在A、I 或M 的抗体，可设计实验思路如下：给实验动物
注射蛋白A、I 或M 的抗体，观察是否发生肌无力。
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2.为研究物质X 对高血糖症状的缓解作用，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。
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。
【答案】(1)每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S 每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水
每天每只小鼠灌胃一定量物质X
【详解】（1）适应性饲养使小鼠适应实验环境，正常饲养小鼠数天，甲乙丙三组的血糖值正
常。药物S 处理时甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水，则甲组作为对照组。该实
验的目的是研究物质X 对高血糖症状的缓解作用，需要药物处理乙组和丙组使小鼠出现高血
糖症状，因此药物S 处理时乙组和丙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S。在物质X 处
理时乙组作为对照组，丙组作为实验组，一组给物质X，一组没有物质X，以探究物质X 对
高血糖症状的缓解作用。物质X 处理时，遵循实验单一变量，乙组给药途径是灌胃，则甲组
作为空白对照，甲组每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水；乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生
理盐水；丙组：每天每只小鼠灌胃一定量物质X。
3.使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆
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抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶
的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A 的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A 溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋（人工合成半透
膜），试管，烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A 的抑制作用类型，提出以下实验设计思
路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路
取 支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A 溶液，再分别加等量
，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏
水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①： 。
结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②： 。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③： 。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④： 。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
【答案】(1)2 甲物质溶液、乙物质溶液
(2)透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高 透析前后，两组的酶活性均不变
加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变 加
甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高
【分析】对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不
同以外，其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力。一
般来说，对实验变量进行处理的，就是实验组。没有处理是的就是对照组。
【详解】（1）分析题意可知，实验目的探究甲、乙两种物质对酶A 的抑制作用类型，则实
验的自变量为甲乙物质的有无，因变量为酶A 的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，
故可设计实验如下：
取2 支试管各加入等量的酶A 溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液（单一变量和无
关变量一致原则）；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入
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透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
（2）据题意可知，物质甲和物质乙对酶A 的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有物
质甲和乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后对照可推测两种物质的作用机理，
可能的情况有：
①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的
活性高。
②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性
均不变。
③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加
甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。
④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加
甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。
4.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： 。
【答案】取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分为A、B、C、D 四组，A 组不作处
理，B 组切除肾上腺，C 组束缚，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。
【分析】题图分析，过度紧张焦虑刺激下丘脑分泌相应激素作用于垂体，垂体分泌相应激素
作用于肾上腺皮质，使其分泌糖皮质激素抑制成纤维细胞，通过一系列途经最终分化出的毛
囊细胞减少。与此同时，过度紧张焦虑会刺激脑和脊髓通过传出神经作用于肾上腺髓质分泌
NE 或传出神经分泌NE 作用于MeSc，使其异常增殖分化，最终黑色素细胞减少，据此答题。
【详解】（3）观察黑色小鼠的体毛即观察是否变白以及是否脱发，由图可知，过度紧张和焦
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虑会导致黑色素细胞减少，引起头发变白和导致毛囊细胞数量减少，引起脱发。为了验证长
期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响，可取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分
为A、B、C、D 四组，A 组不作处理，B 组切除肾上腺，C 组束缚，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。
5.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）
回答下列问题：
（1）完善实验思路：
组1：将神经纤维置于适宜的生理溶液a 中，测定其静息电位和刺激后的动作电位，并记录。
组2： 。
组3：将神经纤维分别置于Na+浓度依次提高的生理溶液d、e 中，测定其刺激后的动作电位，
并记录。
【答案】将神经纤维分别置于K+浓度依次提高的生理溶液b、c 中，测定其静息电位，并记录
【详解】（1）本实验的自变量是钾离子和钠离子的浓度，因变量是静息电位和动作电位的影
响，因此，本实验需要有前测（如组1），组2：将神经纤维分别置于钾离子浓度依次提高的
生理溶液b、c 中，测定其静息电位，并记录。组3：将神经纤维置于钠离子浓度依次提高的
生理溶液d、e 中，测动作电位，并记录。
考向3 归纳实验结论与呈现实验结果类
首先明确该实验是验证性实验还是探究性实验。若为验证性实验,则实验现象与实验原理一致,
结果唯一,结论与题目要求(目的)一致;若为探究性实验,则实验现象与实验原理一致或相反,相
应的结论可以有多种情况。书写模式为“根据已知条件找变量→描述变量间的关系作结论(探
究结论可能有多个,验证结论唯一)→倒推结论对应的结果→理清顺序,先结果后结论”。
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实验结果是“具体的数据或现象”;实验结论是“依据具体数据或现象总结出的一般规律”,一
般用概括性语言表述。
例1（2023·浙江·统考高考真题）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：
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？
【答案】生理盐水 适宜强度电刺激迷走神经 减压神经中枢端和外周端
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长跑过程中，运动员血压升高，通过减压反射使血压在较高水平维持相对稳定
【详解】（3）分析题意，本实验目的是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，则实验可通过刺激剪断后的中枢端和外周段，然后通过血压的测定进行比较，结
合实验材料可设计实验思路如下：
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，随时用生理
盐水湿润神经，以保证其活性。
Ⅱ．用适宜强度电刺激减压神经，测定血压，血压下降。再用适宜强度电刺激迷走神经，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
电刺激减压神经的中枢端和外周段，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：由于减压神经被切断，刺激中枢端，兴奋仍可传出，则预期结果是血压上
升。刺激外周端，兴奋不能传入，血压不变。对迷走神经进行实验，结果相反。表格可设计
如下：
③分析题意可知，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，
这一过程称为减压反射，在马拉松长跑过程中，减压反射可使血压保持相对稳定，避免运动
员在运动过程中因血压升高而导致心血管功能受损。
例2（2023·江苏·统考高考真题）糖尿病显著增加认知障碍发生的风险。研究团队发现在胰岛
素抵抗（IR）状态下，脂肪组织释放的外泌囊泡（AT-EV）中有高含量的miR-9-3p（一种
miRNA），使神经细胞结构功能改变，导致认知水平降低。图1 示IR 鼠脂肪组织与大脑信息
交流机制。请回答下列问题：
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(3)为研究miR-9-3p 对突触的影响，采集正常鼠和IR 鼠的AT-EV 置于缓冲液中，分别注入
b、c 组实验鼠，a 组的处理是 。2 周后检测实验鼠海马突触数量，结果
如图2．分析图中数据并给出结论： 。
(4)为研究抑制miR-9-3p 可否改善IR 引起的认知障碍症状，运用腺病毒载体将miR-9-3p 抑制
剂导入实验鼠。导入该抑制剂后，需测定对照和实验组miR-9-3p 含量，还需通过实验检测
。
【答案】(3)注入等量的缓冲液 图像分析：b 组与a 组相比，正常鼠AT-EV 不影响突触数
量；c 组与b 组相比，IR 鼠的AT-EV 会使突触数量减少。结论：IR 鼠的miR-9-3P 能使突触数
量减少
(4)突触数量，认知水平
【详解】
（3）分析题意，本实验目的是研究miR-9-3p 对突触的影响，则实验的自变量是小鼠类型及
miR-9-3p 的有无，实验设计应遵循对照与单一变量原则，据图可知，图中的a 是对照组，b、
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c 组是注射溶于缓冲液的AT-EV，则a 对照组应是注射等量的缓冲液；据图可知：b 组与a 组
相比，正常鼠AT-EV 不影响突触数量；c 组与b 组相比，IR 鼠的AT-EV 会使突触数量减少。
说明IR 鼠的miR-9-3P 能使突触数量减少
（4）结合（3）可知，IR 状态下突触数量等均会改变，故为研究抑制miR-9-3p 可否改善IR
引起的认知障碍症状，需测定对照和实验组miR-9-3p 含量，还需通过实验检测对照和实验组
突触数量、认知水平。
例3.乙烯（C2H4）是一种植物激素，对植物的生长发育起重要作用。为研究乙烯作用机制，
进行了如下三个实验。
【实验一】乙烯处理植物叶片2 小时后，发现该植物基因组中有2689 个基因的表达水平升高，
2374 个基因的表达水平下降。
【实验二】某一稳定遗传的植物突变体甲，失去了对乙烯作用的响应（乙烯不敏感型）。将
该突变体与野生型植株杂交，F1 植株表型为乙烯不敏感。F1 自交产生的F2 植株中，乙烯不
敏感型与敏感型的植株比例为9：7．
【实验三】科学家发现基因A 与植物对乙烯的响应有关，该基因编码一种膜蛋白，推测该蛋
白能与乙烯结合。为验证该推测，研究者先构建含基因A 的表达载体，将其转入到酵母菌中，
筛选出成功表达蛋白A 的酵母菌，用放射性同位素14C 标记乙烯（14C2H4），再分为对照组
和实验组进行实验，其中实验组是用不同浓度的14C2H4 与表达有蛋白A 的酵母菌混合6 小
时，通过离心分离酵母菌，再检测酵母菌结合14C2H4 的量。结果如图所示。
回答下列问题：
(3)实验三的对照组为：用不同浓度的14C2H4与 混合6 小时，通过离心分离酵母菌，再
检测酵母菌结合14C2H4的量。
(4)实验三中随着14C2H4相对浓度升高，实验组曲线上升趋势变缓的原因是
。
(5)实验三的结论是 。
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【答案】
(3)不表达蛋白A 的酵母菌
(4)导入酵母菌的蛋白A 基因控制合成的蛋白A 数量有限
(5)基因A 与植物对乙烯的响应有关
【详解】
（3）该实验目的是通过基因A 控制的蛋白质能与乙烯结合，证明基因A 与植物对乙烯的相
应有关，自变量是有无蛋白A，实验组是表达有蛋白A 的酵母菌，对照组则是不表达蛋白A
的酵母菌。
（4）分析曲线，横坐标是14C2H4 浓度的相对值，纵坐标是酵母菌结合14C2H4 的量，酵母
菌是通过合成蛋白A 与14C2H4 结合的，故实验组的曲线上升趋势变慢，可能是因为导入了
基因A 的酵母菌能合成的蛋白A 数量有限。
（5）本实验是通过基因A 控制的蛋白质能与乙烯结合，证明基因A 与植物对乙烯的相应有
关，故实验结论是基因A 与植物对乙烯的相应有关。
1.为研究高脂饮食与肠道菌群及糖脂代谢的关系，进行如下试验：
(1)建立糖脂代谢紊乱大鼠模型
将20 只大鼠随机平分为2 组，分别饲喂高脂饲料（HFD 组）和普通饲料（ND 组）16 周。
①检测空腹血相关生理指标，结果如下表。
组别
总胆固醇
（mmol∕L）
甘油三酯
（mmol∕L）
血糖
（mmol∕L）
胰岛素
（mmol∕L）
ND 组
1.56
0.63
5.58
10.02
HFD 组
2.59
1.65
7.28
15.11
与ND 组相比，HFD 组 偏高，说明脂代谢紊乱，其他数据说明糖代谢
紊乱，提示造模成功。
②检测粪便中4 种典型细菌的含量，结果如下图。
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HFD 组粪便中乳杆菌、双歧杆菌相对含量 （增加∕减少）。
(2)探究肠道菌群对糖脂代谢的影响另取20 只大鼠，喂以含 的饮用水杀灭肠
道中原有细菌，建立肠道无菌大鼠模型。分别收集（1）试验结束时HFD 组和ND 组粪便，
制备成粪菌液，分别移植到无菌大鼠体内，建立移植HFD 肠菌组和移植ND 肠菌组，均饲喂
高脂饲料8 周。检测空腹血相关生理指标，结果如下表。
组别
总胆固醇
（mmol∕L）
甘油三酯
（mmol∕L）
血糖
（mmol∕L）
胰岛素
（mmol∕L）
移植ND 肠菌
组
1.86
0.96
6.48
11.54
移植HFD 肠
菌组
2.21
1.28
6.94
13.68
该试验的自变量为 ，结果显示两组均发生糖脂代谢紊乱，组间差异说明高脂
饮食大鼠的肠道菌群可 （加剧∕缓解）高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱。
(3)基于本研究的结果，为了缓解糖脂代谢紊乱，请说明可以采取的策略
。
【答案】(1) 总胆固醇、甘油三酯 减少
(2) 抗生素 移植的肠道菌群 加剧
(3)避免高脂饮食或者设法增加肠道乳杆菌、双歧杆菌含量
【分析】脂质分为脂肪、磷脂和固醇，固醇包括胆固醇、性激素和维生素D，与糖类相比，
脂肪分子中的氢含量多，氧含量少，氧化分解时产生的能量多，因此是良好的储能物质，磷
脂双分子层构成生物膜的基本骨架，固醇中的胆固醇是动物细胞膜的重要组成成分，也参与
脂质在血液中的运输。
【详解】（1）①脂质包括磷脂、脂肪和固醇类，固醇类包括胆固醇、性激素和维生素D，总
胆固醇和甘油三酯都属于脂类，与ND 组相比，HFD 组总胆固醇、甘油三酯偏高，说明脂代
谢紊乱。
②据图可知，与ND 组相比，HFD 组粪便中乳杆菌、双歧杆菌相对含量减少，大肠杆菌和肠
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球菌相对含量增加。
（2）抗生素主要是通过干扰病原微生物的生理功能及生化代谢而产生抗菌作用，因此要想建
立肠道无菌大鼠模型，需喂以含抗生素的饮用水杀灭肠道中原有细菌。据题意可知，本实验
是探究肠道菌群对糖脂代谢的影响，自变量为移植的肠道菌群（移植ND 肠菌组和移植HFD
肠菌组），因变量为总胆固醇、甘油三酯、血糖、胰岛素的含量，据表格可知，与移植ND
肠菌组相比，移植HFD 肠菌组中总胆固醇、甘油三酯、血糖、胰岛素的含量均较高，说明高
脂饮食大鼠的肠道菌群可加剧高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱。
（3）据题意可知，高脂饮食大鼠的肠道菌群可加剧高脂饮食条件下的糖脂代谢紊乱，高脂饮
食大鼠的肠道菌群中乳杆菌、双歧杆菌相对含量减少，因此可以通过避免高脂饮食或者设法
增加肠道乳杆菌、双歧杆菌含量来缓解糖脂代谢紊乱。
2.为研究物质X 对高血糖症状的缓解作用，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。
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。
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(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。
【答案】(1)每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S 每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水
每天每只小鼠灌胃一定量物质X
(2)
组别
实验阶段
适应性饲养
药物S 处理
物质X 处理
甲组
正常
正常
正常
乙组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
>11.1mmol/L
丙组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
逐渐下降，但高于正常水平
(3)设置一系列浓度梯度的药物S，每个浓度进行不同的给药途径，比较不同组合建模成功所
需的时间
【分析】根据实验的目的、单一变量原则和对照性原则，该实验的自变量为物质X，因变量
为血糖值，甲组为空白对照组，乙组为模型对照组、丙组为实验组。
【详解】（1）适应性饲养使小鼠适应实验环境，正常饲养小鼠数天，甲乙丙三组的血糖值正
常。药物S 处理时甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水，则甲组作为对照组。该实
验的目的是研究物质X 对高血糖症状的缓解作用，需要药物处理乙组和丙组使小鼠出现高血
糖症状，因此药物S 处理时乙组和丙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S。在物质X 处
理时乙组作为对照组，丙组作为实验组，一组给物质X，一组没有物质X，以探究物质X 对
高血糖症状的缓解作用。物质X 处理时，遵循实验单一变量，乙组给药途径是灌胃，则甲组
作为空白对照，甲组每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水；乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生
理盐水；丙组：每天每只小鼠灌胃一定量物质X。
（2）该实验将小鼠分为甲、乙、丙3 组，进行三个阶段实验，即适应性饲养阶段、药物S 处
理、物质X 处理，记录血糖值变化。正常饲养数天，甲乙丙三组的血糖值正常。甲组作为对
照组，均是生理盐水处理，因此甲组在药物S 处理和物质X 处理时所测得的血糖值正常；小
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鼠血糖值>11.1mmol/L，定为高血糖模型小鼠，药物S 处理阶段，乙组小鼠腹腔注射一定量药
物S，会使血糖升高，逐渐升高至>11.1mmol/L；物质X 处理阶段乙组小鼠灌胃一定量生理盐
水，不会缓解高血糖症状，血糖值依然>11.1mmol/L；药物S 处理阶段，丙组小鼠腹腔注射一
定量药物S，会使血糖升高，逐渐升高至>11.1mmol/L；如果物质X 对高血糖症状的缓解作用，
则物质X 处理阶段丙组小鼠在血糖值逐渐下降，但高于正常水平。实验各阶段的预期实验结
果如表所示：
实验各阶段的小鼠血糖值变化
组别
实验阶段
适应性饲养
药物S 处理
物质X 处理
甲组
正常
正常
正常
乙组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
>11.1mmol/L
丙组
正常
逐渐升高至>11.1mmol/L
逐渐下降，但高于正常水平
（3）要使用药物S 快速建成高血糖模型小鼠，需要明确建模成功所需的时间快时的药物S 浓
度，同时也需要确定哪种给药途径建模成功所需的时间快，因此将具体的药物S 浓度和给药
途径组合起来以确定建模成功所需的时间，可通过设置一系列浓度梯度的药物S，每个浓度
进行不同的给药途径，比较不同组合建模成功所需的时间，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.使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆
抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶
的活性不能恢复）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A 的活性有抑制作用。
实验材料和用具：蒸馏水，酶A 溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋（人工合成半透
膜），试管，烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A 的抑制作用类型，提出以下实验设计思
路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。
(1)实验设计思路
取 支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A 溶液，再分别加等量
，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入透析袋，放入蒸馏
水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
(2)实验预期结果与结论
若出现结果①： 。
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结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。
若出现结果②： 。
结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。
若出现结果③： 。
结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。
若出现结果④： 。
结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。
【答案】(1)2 甲物质溶液、乙物质溶液
(2)透析后，两组的酶活性均比透析前酶的活性高 透析前后，两组的酶活性均不变
加甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变 加
甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高
【分析】对照实验：在探究某种条件对研究对象的影响时，对研究对象进行的除了该条件不
同以外，其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验，使实验结果具有说服力。一
般来说，对实验变量进行处理的，就是实验组。没有处理是的就是对照组。
【详解】（1）分析题意可知，实验目的探究甲、乙两种物质对酶A 的抑制作用类型，则实
验的自变量为甲乙物质的有无，因变量为酶A 的活性，实验设计应遵循对照与单一变量原则，
故可设计实验如下：
取2 支试管各加入等量的酶A 溶液，再分别加等量甲物质溶液、乙物质溶液（单一变量和无
关变量一致原则）；一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入
透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。
（2）据题意可知，物质甲和物质乙对酶A 的活性有抑制，但作用机理未知，且透析前有物
质甲和乙的作用，透析后无物质甲和物质乙的作用，前后对照可推测两种物质的作用机理，
可能的情况有：
①若甲、乙均为可逆抑制剂，则酶的活性能恢复，故透析后，两组的酶活性均比透析前酶的
活性高。
②若甲、乙均为不可逆抑制剂，则两组中酶的活性均不能恢复，故透析前后，两组的酶活性
均不变。
③若甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂，则甲组中活性可以恢复，而乙组不能恢复，故加
甲物质溶液组，透析后酶活性比透析前高，加乙物质溶液组，透析前后酶活性不变。
④若甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂，则则甲组中活性不能恢复，而乙组能恢复，故加
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甲物质溶液组，透析前后酶活性不变，加乙物质溶液组，透析后酶活性比透析前高。
4.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）
回答下列问题：
（1）完善实验思路：
组1：将神经纤维置于适宜的生理溶液a 中，测定其静息电位和刺激后的动作电位，并记录。
组2： 。
组3：将神经纤维分别置于Na+浓度依次提高的生理溶液d、e 中，测定其刺激后的动作电位，
并记录。
对上述所得的实验数据进行分析与处理。
（2）预测实验结果 （设计一个坐标，以柱形图形式表示实验结果）：
（3）分析与讨论
①简要解释组3 的实验结果： 。
②用放射性同位素24Na+注入静息的神经细胞内，不久在生理溶液中测量到放射性，24Na+的这
种转运方式属于 。用抑制酶活性的药物处理神经细胞，会使24Na+外流量
。
③刺激脊蛙的坐骨神经，除了在反射中枢测量到动作电位外，还观察到腓肠肌收缩，说明坐
骨神经中含有 神经。
【答案】 将神经纤维分别置于K+浓度依次提高的生理溶液b、c 中，测定其静息电位，
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并记录
溶液K*、Na*浓度升高对膜电位影响示意图 细胞外Na+浓度提高，膜内外的浓度差增大，
兴奋时，Na+通过Na+通道内流加快，导致动作电位增大 主动转运 减少 传入
和传出
【分析】静息电位是指细胞膜未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。动
作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。动作
电位的形成条件：①细胞膜两侧存在离子浓度差，细胞膜内钾离子浓度高于细胞膜外，而细
胞外钠离子、钙离子、氯离子高于细胞内，这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。（主
要是钠-钾泵（每3 个Na+流出细胞, 就有2 个K+流入细胞内。即:Na+∶K+ =3∶2）的转运）。
②细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同，例如，安静时主要允许钾离子通透，而去
极化到阈电位水平时又主要允许钠离子通透。
【详解】（1）本实验的自变量是钾离子和钠离子的浓度，因变量是静息电位和动作电位的影
响，因此，本实验需要有前测（如组1），组2：将神经纤维分别置于钾离子浓度依次提高的
生理溶液b、c 中，测定其静息电位，并记录。组3：将神经纤维置于钠离子浓度依次提高的
生理溶液d、e 中，测动作电位，并记录。
（2）实验结果要求以柱状图的形式呈现。画图要求：注意横纵坐标的标识，横坐标为离子浓
度，纵坐标为膜电位（mV），柱状图应该有图的名称和图例，另外注意标注组别（a、b、
c、d、e）。结果分析：溶液中钾离子浓度提高，静息电位的绝对值下降，溶液中钠离子浓度
提高，动作电位的峰值上升，结果如图所示。
（3）①组3 的结果分析：细胞外钠离子浓度提高，膜内外的浓度差增大，兴奋时，钠离子通
过钠离子通道内流加快，导致动作电位增大。
②神经细胞在兴奋时钠离子内流（易化扩散），能够产生动作电位，因此，神经细胞始终要
维持膜外钠离子浓度高、膜内钠离子浓度低的状态，现将放射性24Na+注入静息的神经细胞
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内，在生理溶液中检测到放射性，因此，这种转运方式属于主动转运。用抑制酶活性的药物
处理神经细胞，会抑制细胞中载体蛋白的合成和能量的释放，因此会使24Na+外流量减少。
③刺激蛙的坐骨神经，在反射中枢检测到动作电位，观察到腓肠肌收缩，说明坐骨神经中含
有传入神经和传出神经，传至腓肠肌引起肌肉收缩。
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