2023屆高考生物二輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)探究五　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題解題分析 學(xué)案

實(shí)驗(yàn)探究五

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題解題分析

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則

1.科學(xué)性原則

(1)選材科學(xué)性：如鑒定還原糖的實(shí)驗(yàn)中不能以西瓜汁為實(shí)驗(yàn)材

料，因?yàn)槲鞴现募t色會(huì)干擾顏色反應(yīng)。

(2)實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)性：如使用雙縮服試劑時(shí)應(yīng)先加入A液，再加

入B液。

2.單一變量原則和等量原則

二者是完全統(tǒng)一的，只不過(guò)強(qiáng)調(diào)的側(cè)重點(diǎn)不同，前者強(qiáng)調(diào)的是自

變量的單一性即實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相比只能有一個(gè)變量,而后者強(qiáng)調(diào)的

是除了自變量之外的一切對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的無(wú)關(guān)變量,必須嚴(yán)格控

制在適宜且等量條件下，以平衡和消除無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

3.平行重復(fù)原則

為減小實(shí)驗(yàn)誤差應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),如探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)

量動(dòng)態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)中，每次計(jì)數(shù)都要重復(fù)至少3次。

4.對(duì)照原則(為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更有可信度，需設(shè)置對(duì)照組)

(1)空白對(duì)照：即對(duì)照組不做任何變量處理。如探究胰島素的生理

作用實(shí)驗(yàn)中，對(duì)小鼠進(jìn)行饑餓處理后，注射胰島素的為實(shí)驗(yàn)組，注射

等量生理鹽水的為對(duì)照組。

(2)自身對(duì)照：即對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在同一實(shí)驗(yàn)對(duì)象上進(jìn)行，不再設(shè)

置新的對(duì)照組。如觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)壁分離

狀態(tài)與自然狀態(tài)形成對(duì)照。

(3)條件對(duì)照：即給對(duì)照組施加變量處理，但這種處理不是實(shí)驗(yàn)假

設(shè)所定的。如探究甲狀腺激素的生理作用實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組為飼喂甲狀

腺激素，空白對(duì)照為飼喂等量生理鹽水，可以再增加一組對(duì)照組，飼

喂甲狀腺激素抑制劑，即條件對(duì)照，這樣可以增加實(shí)驗(yàn)的說(shuō)服力。

（4）相互對(duì)照：即不單獨(dú)設(shè)對(duì)照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組之間相互進(jìn)行

對(duì)照。如探究溫度、pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，各組既是實(shí)驗(yàn)組,

又是其他組的對(duì)照組。

二、探究實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)答題技巧

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡臅?shū)寫(xiě)與表達(dá)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膬?nèi)容包含研究對(duì)象、研究現(xiàn)象（因變量）和作用于對(duì)象

的因素（自變量），格式為“探究（或驗(yàn)證）XXX（自變量）對(duì)XXX（因

變量）的影響”或“探究（或驗(yàn)證）義×x（自變量）與XXx（因變量）的

關(guān)系”等。

2.實(shí)驗(yàn)原理的書(shū)寫(xiě)與表達(dá)

實(shí)驗(yàn)原理就是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)，包括選擇實(shí)驗(yàn)材料的依據(jù),

作出實(shí)驗(yàn)假設(shè)的依據(jù)，設(shè)置實(shí)驗(yàn)步驟的依據(jù)，分析現(xiàn)象結(jié)果的依據(jù)和

確定觀測(cè)指標(biāo)的依據(jù)。

書(shū)寫(xiě)格式一般為:假設(shè)未被證實(shí)的結(jié)論+假設(shè)與結(jié)果的聯(lián)系+結(jié)

果（或預(yù)期結(jié)果），一般用陳述句、肯定句。

3.實(shí)驗(yàn)假設(shè)的書(shū)寫(xiě)

假設(shè)是研究這對(duì)研究結(jié)果預(yù)先賦予的答案,是一種可能的解釋和

說(shuō)明。一般情況下，若是實(shí)驗(yàn)中要求寫(xiě)出你的假設(shè)，應(yīng)根據(jù)自己平時(shí)

積累的知識(shí)，寫(xiě)出認(rèn)為最可能的一種假設(shè)即可。

4.實(shí)驗(yàn)思路的確定

研讀題目的要求，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?/p>

明確實(shí)驗(yàn)日思考對(duì)實(shí)驗(yàn)材料所實(shí)施的一系列變垃影響

、的和原或設(shè)置對(duì)照組在此基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的因變

量如何檢測(cè)、獲取。

①對(duì)所要探究或驗(yàn)證的相關(guān)實(shí)驗(yàn)對(duì)象施加

合理的系列影響,如一定的溫度范圍、-

定的酸堿度、一系列濃度的氯化鈉溶液等一

②施加系列影響后?.將實(shí)驗(yàn)裝置反應(yīng)體系

等置于適宜條件下一段時(shí)間.再通過(guò)一定

手段如鏡檢、顏色反應(yīng)等r段分析現(xiàn)象.

③分析檢測(cè)結(jié)果.得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論

5.實(shí)驗(yàn)步驟的整理

（1）實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的一般程序

'取材、分組、編號(hào)：取材時(shí)要注意數(shù)量和

(?≡?)->生理及發(fā)育狀態(tài)相同,用具要相同等,即

〔無(wú)關(guān)變量要相同且適宜,不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果

(變量處理：根據(jù)單一變量原則和對(duì)照原則.

對(duì)不同組別進(jìn)行變量處理.通過(guò)不同的實(shí)

［驗(yàn)結(jié)果來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

j根據(jù)需要可進(jìn)一步進(jìn)行相同處理：其他因

1素相同且最適的條件下繼續(xù)處理

’檢測(cè)、觀察、統(tǒng)計(jì)、比較：必須找出具體

的觀察和汜錄對(duì)象,觀察、記錄、統(tǒng)計(jì)、

X.比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象

(2)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中“使用恰當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言表述”應(yīng)注意的問(wèn)題

①實(shí)驗(yàn)材料的選擇

植物：”大小相似、長(zhǎng)勢(shì)相同的同種植株”；動(dòng)物：“體重(體

長(zhǎng))、年齡、生長(zhǎng)趨勢(shì)相同”，有時(shí)甚至要“性別”相同；有時(shí)可以敘

述為“生長(zhǎng)狀況基本相同的個(gè)體”。

②試劑的選擇

在量上難以做到準(zhǔn)確的量化描述時(shí),應(yīng)盡可能用“定性”的語(yǔ)言

表達(dá),要注意“等濃度”“等體積”“適量的”“一定量的”等詞的

運(yùn)用；實(shí)驗(yàn)時(shí)間和條件上用“一段時(shí)間''”適宜的溫度、pH”等語(yǔ)

—X->

百。

6.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論的預(yù)測(cè)與分析

(1)首先要明確該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)還是探究性實(shí)驗(yàn)。

(2)倒推法推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

①探究性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)假設(shè)，常需分類(lèi)討論。實(shí)驗(yàn)結(jié)論要

根據(jù)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

②驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與相應(yīng)結(jié)論只需考慮一種情況。一般只有一

個(gè)結(jié)果和一個(gè)相應(yīng)的結(jié)論，且結(jié)論就在題目中，如“驗(yàn)證……”“證

明……”等。實(shí)驗(yàn)結(jié)論對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膽?yīng)得出肯定結(jié)論。

三、實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)試題解題的一般思路

無(wú)對(duì)照實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)變電設(shè)置

是否進(jìn)行了編號(hào)與標(biāo)記

如果有對(duì)照，再看

是否遵循單一變量原則

對(duì)照設(shè)計(jì)是否合理

是否遵循等量原則

是否排除了干擾因索

［生物材料選擇是否得當(dāng)

實(shí)驗(yàn)器材選擇是否合理

'〔藥劑選擇、使用、用量是否準(zhǔn)確

條件［是否需要攪拌、加熱等

J（實(shí)驗(yàn)所需的溫度、光照等條件是否合理

步驟的順序是否合理

步驟是否完整

具體操作是否違反生物學(xué)基本原理

實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖欠衽c實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論對(duì)應(yīng)

探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和結(jié)論是否討論全面

是否是先寫(xiě)結(jié)果后寫(xiě)結(jié)論

『強(qiáng)化訓(xùn)練』

1.（2022?湖北模擬）某實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有純合果蠅品系如下：長(zhǎng)翅直剛

毛雌蠅（甲）、長(zhǎng)翅直剛毛雄蠅（乙）、殘翅焦剛毛雌蠅（丙）、殘翅焦剛毛

雄蠅（?。幌卤頌楣壍牟糠中誀畹娘@隱性及控制基因所在的染色體。

回答下列問(wèn)題：

果蠅相對(duì)性狀長(zhǎng)翅和殘翅直剛毛和焦剛毛

長(zhǎng)翅（A）對(duì)殘翅（a）為控制基因?yàn)锽/b,顯

顯隱性、控制基因及

顯性，A/a位于∏號(hào)隱性及B/b所在染色

所在染色體

常染色體上體未知

（1）因?yàn)楣売校ㄖ辽?/p>

寫(xiě)2點(diǎn)）等優(yōu)點(diǎn)，因此常用作遺傳學(xué)研究的材料。

（2）若只考慮果蠅的直剛毛和焦剛毛這一對(duì)相對(duì)性狀，利用上述

材料的雜交實(shí)驗(yàn)（每對(duì)親本的繁殖率相當(dāng)），判斷直剛毛和焦剛毛的顯

隱性及B/b所在染色體（考慮X、Y同源區(qū)段），可采用的交配組合是

①若正反交的子代共有2種表現(xiàn)型，且焦剛毛：直剛毛=3：1

時(shí)，則可判斷焦剛毛為顯性性狀且BZb位于±o

②若正反交的子代時(shí)，則可判斷

直剛毛為顯性，且B/b位于_______________________±o

（3）若已知直剛毛為顯性性狀且B/b位于常染色體上。利用題述

實(shí)驗(yàn)材料判斷BZb是否位于∏號(hào)染色體上，則實(shí)驗(yàn)思路為

當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果為

時(shí)，可判斷B/b不位于II號(hào)染色體上。

【解析】（1）果蠅常用作遺傳學(xué)材料，原因是相對(duì)性狀易區(qū)分、

子代數(shù)量多、繁殖快、生長(zhǎng)周期短、易飼養(yǎng)。（2）判斷直剛毛和焦剛毛

的顯隱性及B/b所在染色體,用長(zhǎng)翅直剛毛和殘翅焦剛毛正反交進(jìn)行

試驗(yàn)。只看直剛毛和焦剛毛，則親本為XBXB和XbY,子代為XBXb

和XBY,反交親本為XbXb和XBY,子代為XBXb和χbγ,顯性和隱

性比為1:1,所以子代共有2種表現(xiàn)型，且焦剛毛：直剛毛=3：1

時(shí)，則可判斷焦剛毛為顯性性狀且BZb位于X染色體。若正反交的

子代只有一種表現(xiàn)型，且都表現(xiàn)為直剛毛時(shí),則可判斷直剛毛為顯性,

且BZb位于常染色體或者X、Y同源區(qū)段。⑶實(shí)驗(yàn)思路：選擇純合長(zhǎng)

翅直剛毛與純合殘翅焦剛毛的純合雌、雄果蠅雜交，得到F1,Fi中

的雌、雄果蠅隨機(jī)交配，得到F2,觀察并統(tǒng)計(jì)F2果蠅的表現(xiàn)型及比

例。預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：Fz表現(xiàn)型有四種，長(zhǎng)翅直剛毛：長(zhǎng)翅焦剛毛：殘

翅直剛毛：殘翅焦剛毛=9：3：3：1時(shí)，位于非同源染色體，即BZb

不位于∏號(hào)染色體上。

【答案】（1）相對(duì)性狀易區(qū)分、子代數(shù)量多、繁殖快、生長(zhǎng)周期

短、易飼養(yǎng)

（2）長(zhǎng)翅直剛毛和殘翅焦剛毛①X染色體②只有一種表現(xiàn)型,

且都表現(xiàn)為直剛毛常染色體或者X、Y同源區(qū)段

（3）選擇純合長(zhǎng)翅直剛毛與純合殘翅焦剛毛的純合雌、雄果蠅雜

交，得到Fι,Fl中的雌、雄果蠅隨機(jī)交配，得到F2,觀察并統(tǒng)計(jì)Fz

果蠅的表現(xiàn)型及比例F2表現(xiàn)型有四種,長(zhǎng)翅直剛毛：長(zhǎng)翅焦剛毛：

殘翅直剛毛：殘翅焦剛毛=9：3：3：1

2.（2022?湖南長(zhǎng)沙一模）人工合成的植物激素類(lèi)似物常用于生產(chǎn)

實(shí)踐。某課題組研究了赤霉素《A3)和生長(zhǎng)素(IAA)對(duì)植物生長(zhǎng)的影響,

切取菟絲子莖頂端2.5cm長(zhǎng)的部分(莖芽)，置于培養(yǎng)液中無(wú)菌培養(yǎng)。

實(shí)驗(yàn)分為A、B兩組，分別培養(yǎng)至第1.8天,再用適宜濃度的激素處

理30天，測(cè)量莖芽長(zhǎng)度，結(jié)果見(jiàn)圖。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

口不含激素

20

忽GA3

1613.0_

12■IAA+GA3

8目IAA

I

0

A組B組

(1)用激素處理時(shí)，應(yīng)將IAA加在(填“培養(yǎng)液中”

或“莖芽頂端”)，原因是

_______________________________________________O

(2)A、B兩組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明離體時(shí)間短的莖芽中本身含的

低，而較高(填“赤霉素”或“生長(zhǎng)素”)，判斷

的依據(jù)是

(3)為了研究GA3的作用機(jī)理，有人用藥物完全抑制DNA復(fù)制

后，發(fā)現(xiàn)GA3誘導(dǎo)的莖芽伸長(zhǎng)生長(zhǎng)被抑制了54%,說(shuō)明GA3可通過(guò)

促進(jìn)___________________影響莖芽伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。

(4)分析B組數(shù)據(jù)，GA3和IAA對(duì)離體莖芽的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)都表現(xiàn)出

促進(jìn)作用，這兩種激素共同處理作用更為顯著，分別是GA3、IAA單

獨(dú)處理的倍，說(shuō)明GA3和IAA在對(duì)莖芽伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的作用

上存在協(xié)同關(guān)系。

【解析】⑴用激素處理時(shí)，應(yīng)用IAA處理莖芽尖端而不是加

在培養(yǎng)液中，原因是在幼嫩組織中，生長(zhǎng)素只能進(jìn)行極性運(yùn)輸，由形

態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端。(2)A、B兩組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，用赤霉

素或生長(zhǎng)素處理都超過(guò)了不用激素處理的莖芽長(zhǎng)度，且用赤霉素處理

比用生長(zhǎng)素處理后莖芽長(zhǎng)度更長(zhǎng),說(shuō)明離體時(shí)間短的莖芽中本身含的

赤霉素低，在外源赤霉素的作用下，促進(jìn)作用表現(xiàn)更強(qiáng)；但用生長(zhǎng)素

處理只比不用激素處理略高，結(jié)合生長(zhǎng)素作用具有兩重性的知識(shí)推測(cè),

可能是由于自身生長(zhǎng)素含量較高，再施加外源生長(zhǎng)素則可能導(dǎo)致超過(guò)

其促進(jìn)生長(zhǎng)的最適濃度而表現(xiàn)為促進(jìn)作用減弱。（3）為了研究GA3的

作用機(jī)理，有人用藥物完全抑制DNA復(fù)制后，發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)的莖芽伸長(zhǎng)

生長(zhǎng)被抑制了54%,這說(shuō)明GA3是通過(guò)促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)和細(xì)胞分裂影

響莖芽伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。（4）分析圖中數(shù)據(jù)可知，與空白對(duì)照相比，GA3和

IAA的離體莖芽的生長(zhǎng)較快，說(shuō)明二者均能促進(jìn)生長(zhǎng)；B組實(shí)驗(yàn)中兩

種激素聯(lián)合處理對(duì)莖芽伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的促進(jìn)作用是13-4.0=9cm,GA3、

ΓAA單獨(dú)處理促進(jìn)伸長(zhǎng)作用分別是6.5—4=2.5cm,4.5-4=0.5cm,

因此兩種激素聯(lián)合處理對(duì)莖芽伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的促進(jìn)作用與GA3、IAA單

獨(dú)處理的倍數(shù)分別為9+2.5=3.6倍、9÷0?5=18倍。

【答案】（1）莖芽頂端在幼嫩組織中，生長(zhǎng)素只能進(jìn)行極性運(yùn)

輸

（2）赤霉素生長(zhǎng)素用赤霉素或生長(zhǎng)素處理都超過(guò)了不用激素

處理的莖芽長(zhǎng)度，且用赤霉素處理比用生長(zhǎng)素處理后莖芽長(zhǎng)度更長(zhǎng)，

但用生長(zhǎng)素處理只比不用激素處理略高

（3）細(xì)胞伸長(zhǎng)和細(xì)胞分裂

（4）3.6、18

3.（2022?廣東深圳六校聯(lián)考）扶他林（主要成分是雙氯芬酸鈉）是

臨床上常用的非雷體抗炎藥，服用該藥物后，該藥物可在體內(nèi)水解出

有效成分雙氯芬酸，其作用于機(jī)體能起到鎮(zhèn)痛、消炎、解熱的作用，

其作用機(jī)制如圖所示：

雙氯芬酸電曳環(huán)氧化酶軟執(zhí)

促進(jìn)「，…

細(xì)胞膜磷脂--花生四烯酸A前列腺素-致痛

-致炎

請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

（1）前列腺素誘導(dǎo)白細(xì)胞產(chǎn)生多種炎癥因子促進(jìn)機(jī)體發(fā)熱，從免

疫系統(tǒng)的組成來(lái)看，這些炎癥因子屬于，同時(shí)炎癥因

子持續(xù)刺激痛覺(jué)神經(jīng)末梢，并在_________（部位）形成痛覺(jué)。機(jī)體在

炎癥反應(yīng)過(guò)程中往往還伴隨著組織水腫，會(huì)進(jìn)一步壓迫痛覺(jué)神經(jīng)，因

此臨床上還可通過(guò)靜脈注射(填“低濃度”或“高濃度”)

甘露醇輔助止痛。

(2)長(zhǎng)期服用雙氯芬酸鈉可誘發(fā)高鈉血癥，導(dǎo)致患者出現(xiàn)一定的

神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，包括易怒及肌肉抽搐等，因此臨床上建議服用雙氯芬

酸鈉期間大量飲水以緩解上述癥狀。從水鹽平衡及神經(jīng)調(diào)