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(共48张PPT)
第十一单元
实验设计
考查内容
1.通过临时装片制作、显微镜操作、水浴的操作方法等掌握相关实验技能(科学探究)
2.通过设计实验思路、观察实验现象和记录结果等过程，提升变量的有效控制和检测、实验结果的建模及结论的合理得出等能力(科学思维)
3.通过实验结果分析，联系日常生活实践，形成关注并解决社会生活中问题的意识，养成良好的生活习惯，倡导健康生活(社会责任)
考点一　实验变量分析
1.三类变量(自变量、因变量、无关变量)分析
注：通常自变量是原因，因变量是结果，二者具有因果关系。
2.教材中探究实验的变量分析
探究实验 自变量(可变因素) 因变量(测量指标) 无关变量
探究酶的专一性 ________的种类或______的种类 是否水解生成还原糖(试管中物质________的变化) pH、温度、底物量、酶量、反应容器的洁净程度、反应时间、操作程序等
探究影响酶催化功能的因素——pH对过氧化氢酶的影响 不同________的缓冲液 过氧化氢分解产生的
_________________ 过氧化氢酶(肝脏匀浆)的量、过氧化氢的浓度及量、反应的时间等
探究酵母菌的呼吸方式 ___________ CO2生成量(澄清石灰水的浑浊程度或用指示剂________________溶液的变色情况)；酒精的产生(用________________检测) 葡萄糖溶液的量和浓度，石灰水的量，温度、pH、锥形瓶的洁净程度等
探究2，4－D对插枝生根的作用 2，4－D的浓度 插枝生根的平均长度或__________ 实验材料的种类和一致性、激素浓度的准确性和处理时间等
底物
酶
颜色
pH
气体(或O2)量
O2的有无
溴麝香草酚蓝
重铬酸钾溶液
数量
3.控制变量
实验设计除自变量以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜，以确保实验变量的唯一性。变量是实验过程中可以变化的因素——在设计实验时，要注意使自变量可控制，因变量比较好检测，并尽量避免无关变量对实验的干扰。
(1)控制变量的方法：设法改变某一影响因素，使研究对象发生变化，该变化具有可检测性。
(2)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。
②“换”：例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。(3)检测因变量的方法：因变量有时不能直接检测，实际操作中根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标。具体包括观察特异性的颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生理变化；测量生长发育速度；测量生化反应速率。
(4)控制无关变量的方法(平衡控制)：排除因实验对象的个体差异带来的影响；设法创造稳定的相同的条件进行对照，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响；重复实验，排除偶然因素的干扰，减小实验误差。
4.获得自变量、检测指标和因变量的方法策略
(1)若自变量和因变量是唯一的，可直接利用两者的因果关系来判断。如“探究影响酶催化功能的因素——pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，自变量是pH，因变量是酶的活性，但是酶的活性不能直接观察到，可通过气泡产生速率来衡量。这时的气泡产生速率是检测指标而不是因变量。
(2)若有多个自变量或因变量，则运用“分解目的法”。如“请根据以下提供的实验材料，完善证明生物制剂W对动物不同细胞(正常细胞和癌细胞)的分裂均具有促进作用的实验思路”，可以将实验目的进行分解，将其分解为两个实验目的：①验证生物制剂W对动物正常体细胞的分裂具有促进作用；②验证生物制剂W对动物的癌细胞的分裂具有促进作用。得出该实验的自变量为生物制剂W的有无，因变量有两个，分别为正常细胞的分裂情况和癌细胞的分裂情况。
1.因变量和观察指标的区别，因变量是由于自变量的改变而引起的变化，这种变化有时不能直接观察到，因此要有一定的观测数据。
2.不论一个实验有几个变量，剖析时都应先确定一个自变量，观察因变量随之变化的情况，这就是单一变量原则，它是处理实验中复杂关系的准则之一。

√

√

例 1
实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列关于控制无关变量的操作中，错误的是(　 　)
A.验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物做饥饿处理
B.探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，先将每一组温度控制在37 ℃
C.验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住
D.探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉
【解析】验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物做饥饿处理，去除原有淀粉对实验结果的影响，A正确；探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中，pH是自变量，温度是无关变量，无关变量应一致且适宜，B正确；验证光合作用需要光照的实验中，有无光照是自变量，用黑纸包住叶片，是控制自变量，不是控制无关变量，C错误；探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，温度是自变量，淀粉用量是无关变量，无关变量应保持一致，D正确。
C
例 2
(2025·浙江6月选考)某同学欲研究酵母菌的细胞呼吸方式，设置有氧组和无氧组，装置如图所示。已知有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解。
下列叙述中，正确的是(　 　)
A. 装置内有氧气或无氧气可作为实验的无关变量
B. 有氧组和无氧组酵母菌细胞产生CO2的场所均为细胞质基质
C. 若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组均可检测到酒精
D. 若葡萄糖充分反应，有氧组和无氧组产生的CO2比值大于3∶1
C
【解析】该实验的目的是研究酵母菌的细胞呼吸方式，自变量是氧气的有无(有氧或无氧)，A错误；有氧组酵母菌进行需氧呼吸时，产生CO2的场所是线粒体基质，B错误；有氧组酵母菌在有氧条件下进行需氧呼吸，产物是CO2和水，不会产生酒精，但是有氧组装置内氧气量仅满足部分葡萄糖氧化分解，也就是有氧组部分葡萄糖进行需氧呼吸，部分进行厌氧呼吸，也可以检测到酒精，C正确；有氧组部分葡萄糖进行需氧呼吸，部分进行厌氧呼吸，如果有氧组均进行需氧呼吸，1分子葡萄糖产生6分子CO2，厌氧呼吸1分子葡萄糖产生2分子CO2，此时有氧组和无氧组产生CO2的比例为3∶1，但是有氧组进行部分需氧呼吸，因此比值小于3∶1，D错误。
考点二　实验目的的书写
1.实验目的的书写
实验目的的总体格式为“验证＋自变量＋研究对象＋因变量＋确切关系”或“探究＋自变量＋研究对象＋因变量＋产生的影响(作用)”等。
2.变量法寻找实验目的
(1)根据题目信息，直接写出实验目的。此类题目中往往含有“验证×××”或“探究×××”的字眼，此即为该实验的目的。
(2)根据实验装置或实验现象，推断实验目的。
[例3]　为了探究胰岛素对提高细胞克隆形成率的作用，研究者提出了以下实验思路：
①取卡氏瓶若干个，分组如下：
甲组：动物细胞培养液＋小鼠血管平滑肌细胞＋生理盐水。
乙组：动物细胞培养液＋小鼠血管平滑肌细胞＋一定浓度的胰岛素溶液(用生理盐水配制而成)。
每组设置若干个重复样品。
②测定培养液中的葡萄糖浓度和细胞数目，求每组平均值并进行统计分析。
③将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定培养液中的葡萄糖浓度和细胞数目，求每组平均值并进行统计分析。
(说明：实验所用小鼠血管平滑肌细胞是经传代培养能增殖的细胞。)
请回答：实验目的是__________________________________________________________ ________。
【解析】本实验是探究胰岛素对提高细胞克隆形成率的作用，通过测定培养液中葡萄糖浓度和细胞数目来反应胰岛素的作用。观察指标1“葡萄糖浓度”对应于胰岛素的作用1“细胞摄取葡萄糖”；观察指标2“细胞数目”对应于胰岛素的作用2“细胞增殖”，故实验目的为探究胰岛素在细胞克隆过程中对细胞摄取葡萄糖和促进细胞增殖的作用。
探究胰岛素在细胞克隆过程中对细胞摄取葡萄糖和促进细胞增殖
的作用
研究发现，细胞膜上有一种膜蛋白A，它能加快水通过细胞膜的速度，而HgCl2对膜蛋白A的功能有抑制作用。请用提供的相关实验材料进行验证并回答相关问题。
实验材料：非洲爪蟾卵母细胞，HgCl2溶液，非洲爪蟾卵母细胞的等渗溶液，非洲爪蟾卵母细胞的低渗溶液，细胞水通透速率测量装置。
(1)本实验的实验目的是____________________________________________。
(2)该实验的自变量是________________________。
(3)该实验的因变量是__________________，需把各组卵母细胞放入非洲爪蟾卵母细胞的低渗溶液中。
例 4
验证HgCl2对膜蛋白A的功能有抑制作用　
HgCl2溶液的有无
细胞水通透速率
考点三　实验设计的基本原则
1.科学性原则
2. 单一变量原则和等量原则
3.平行重复原则
4.对照原则
例 5
对照原则是科学实验中的重要原则，下列实验中对照组的设计，错误的是(　 　)
A.还原糖的鉴定实验中，可以设置清水组和葡萄糖组作对照
B.血浆对pH的调节实验中，对照组也应该分别滴加相应剂量的HCl和NaOH
C.探究水温对加酶洗衣粉的效果影响实验，分别设置0 ℃和100 ℃作对照
D.探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中两组均为实验组，相互对照
【解析】还原糖的鉴定实验中，是否含有葡萄糖(还原糖)是自变量，可以设置清水组和葡萄糖组作对照，A正确；血浆对pH的调节实验中，酸性条件和碱性条件为无关变量，故对照组也应该分别滴加相应剂量的HCl和NaOH，B正确；探究水温对加酶洗衣粉的效果影响实验中，高温、低温均为实验组，但设置0 ℃和100 ℃作对照，温度梯度过大，且实际生活中不用100 ℃水洗衣服，C错误；探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，两组均为实验组(均人为控制了变量)，相互对照，属于对比实验，D正确。
C
例 6
下列关于实验设计的叙述，正确的是(　 　)
A.洋葱鳞片叶外表皮的细胞质壁分离和质壁分离复原实验为对比实验
B.实验不一定有空白对照组，但应该有相应的对照
C.探究促进插条生根的最适生长素浓度的预实验设置空白对照可减小实验误差
D.在实验之前针对提出问题所作的假说往往都是正确的
【解析】洋葱鳞片叶外表皮的细胞质壁分离和质壁分离复原实验在时间上形成了前后自身对照，不需要另外设立对照组，不属于对比实验，A错误；对照原则是实验设计需要遵循的原则之一，实验不一定有空白对照组，但应该有相应的对照，B正确；探究促进插条生根的最适生长素浓度的预实验设置空白对照不能减小实验误差，但可以为进一步的实验摸索条件，也可以检验实验设计的科学性和可行性，C错误；在实验之前针对提出问题所作的假说不一定都是正确的，D错误。
B
考点四　实验原理的书写
1.题型特点
此类题目通常提供实验方案、实验步骤或实验结果，要求定性探究(验证)实验变量的作用，并分析实验方案、实验步骤和实验结果，从而理解实验原理。
2.实验原理的书写格式
(1)实验原理一般由三段组成：自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程描述。
(2)自变量的作用(反应)原理，即“为什么要这么做”。要密切关注实验目的及题干信息，注意充分利用题干的提示或联系教材基础知识进行准确描述。
(3)因变量的检测原理(或操作原理、现象原理)，即“为什么会出现这样的现象”。可参考题中相关实验步骤。
例 7
为了探究某物质(X)的作用，研究者提出了以下实验思路：
①实验分组：
甲组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR(3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷)＋生理盐水
乙组：培养液＋Y细胞＋3H－TdR＋X(用生理盐水配制)
每组设置若干个重复样品。
②分别测定两组的CRD(细胞内的放射性强度)，求每组的平均值。
③将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定CRD，求每组平均值并进行统计分析。
(要求与说明：答题时用X、CRD、3H－TdR表示相关名词；Y细胞是能增殖的高等动物体细胞。)
请回答下列问题：
(1)实验目的：__________________________________________。
(2)实验中采用3H－TdR的原因是________________________________________________ ___________________________。
【解析】根据题意，本实验的目的是探究X对Y细胞中DNA的复制和细胞增殖的影响，实验的自变量为是否加入物质X，因变量是细胞增殖的情况，通过比较两组的CRD可得出相应的结论。由于3H－TdR只能存在于DNA分子中，是DNA合成的原料之一，所以可以根据CRD变化来判断细胞增殖和DNA复制情况。
探究X对Y细胞增殖(DNA合成)的影响
3H－TdR是DNA合成的原料之一，可根据CRD变化来判断细胞增殖(DNA合成)情况　
例 8
为确定人体在运动时呼出气体中CO2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实验者在安静状态(静坐2 min)、中度运动(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，所得平均数据如表所示：
请回答下列问题：
(1)作出上述假设的依据是_____________________________________________________ _____________________________________。
(2)该实验的原理是____________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________。
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
人体在运动时消耗能量增加，细胞呼吸加强，产生CO2量增加，故呼出气体中CO2的浓度增加
CO2在水中溶解后使水的pH下降，人在不同运动状态下产生的CO2量不同，溶于水后也会导致pH不同，通过测定水的pH变化可以推测呼出气体中CO2浓度的变化
考点五　建构模型预测实验结果
1.利用表格呈现实验结果
表格的设计应当从自变量和因变量上展开，通常有两种模式：
(1)单因子变量
(2)多因子变量
自变量 …… …… ……
因变量
项目 自变量B …… ……
自变量A 因变量
……
2.曲线图的绘制方法
3.柱形图的绘制方法
例 9
②其余巨噬细胞悬液置于若干个含培养液的培养瓶中，__________________________，进行离体培养。
③一天后取培养液中的巨噬细胞悬液，置于含有生理盐水的试管中，加入鸡红细胞，一段时间后取混合液涂于玻片上并染色，镜检并记录。
④______________________。
⑤将所得数据进行统计与分析。
(2)预测实验结果(实验结果用表格的形式呈现，将预测的吞噬率和吞噬指数的大小用“＋”个数的多少表示，并填入表中)
【答案】验证药物W有促进巨噬细胞吞噬作用实验结果记录表
实验组别 时间 吞噬率 吞噬指数
生理盐水组 第0天 ＋ ＋
实验组(药物W) 第1天 ＋＋ ＋＋
实验组(药物W) 第2天 ＋＋＋ ＋＋＋
实验组(药物W) 第3天 ＋＋＋＋ ＋＋＋＋
每个培养瓶中加入药物W　
每天重复③，共2次
(3)分析与讨论
①为了显示巨噬细胞中的细胞核，可选用____________________________显色液染色。
②与不具有吞噬功能的细胞相比，巨噬细胞内通常含有较多的细胞器是__________。
③巨噬细胞在免疫中的作用有__________________________________________(答出两点即可)。
④若相继多次注射同种抗原，豚鼠体内的记忆B淋巴细胞种类________，抗体数量________。
【解析】(1)①给豚鼠注射抗原溶液是为了刺激机体产生巨噬细胞。取巨噬细胞悬液进行初步处理和观察作为对照。②其余巨噬细胞悬液置于含培养液的培养瓶中，每个培养瓶中加入药物W，进行离体培养。③一天后对培养液中的巨噬细胞进行处理和观察。④按照上述③的操作，在接下来的两天，每天重复③，共2次，因为题目要求细胞培养过程中每天取样1次，共3次。⑤将所得数据进行统计与分析。
(2)因为要验证药物W有促进巨噬细胞吞噬作用，所以随着时间推移，实验组的吞噬率和吞噬指数应比对照组高，且逐渐升高。
(3)①为了显示巨噬细胞中的细胞核，甲紫(或龙胆紫)/醋酸洋红显色液染色，碱性染料能使染色体(存在于细胞核中)着色。②与不具有吞噬功能的细胞相比，巨噬细胞内通常含有较多的溶酶体，因为溶酶体中含有多种水解酶，可分解吞噬进来的物质。③巨噬细胞在免疫中的作用有：吞噬抗原，处理及呈递抗原－MHC复合物。④若相继多次注射同种抗原，豚鼠体内的记忆B淋巴细胞种类不变(因为是同种抗原刺激)，抗体数量增加(因为二次免疫反应更快、更强，能产生更多抗体)。
甲紫(或龙胆紫)/醋酸洋红
溶酶体
吞噬抗原，处理及呈递抗原－MHC复合物
不变
增多
考点六　实验结论的书写
1.分析表格数据得出结论
(1)题型特点：此类题目通常提供相关实验方案及实验测定的原始数据(通常以表格的形式呈现)，要求学生分析数据，得出结论。
(2)模板呈现
2.分析统计图得出结论
(1)题型特点：此类题目通常提供一定的实验思路、方案及实验结果(以柱形图、曲线图的形式呈现)，要求学生分析图形(柱形、曲线)，得出相关结论。
(2)模板呈现
1.“结果” 与 “结论”
结论不写具体数据，只写 “自变量对因变量的影响规律”。结果：“A 组生根数为 10 条，B 组为 2 条”(现象 / 数据)；结论：“2，4－D 浓度过高会抑制插枝生根”(从结果推导的规律)。
2.结论加限定词(“在本实验条件下”“在××范围内”)
例如实验仅探究 “0~10 mg/L 的 2，4－D”，结论不能写 “所有浓度的 2，4－D 都促进生根”。
3.探究 “X 对 Y 的影响” 需覆盖 3 种情况：促进、抑制、无影响。例如：“若乙组 CRD 明显高于甲组，则 X 促进 Y 细胞增殖；若乙组 CRD 低于甲组，则 X 抑制 Y 细胞增殖；若两组无差异，则 X 对 Y 无影响”。
例 10
(2021·浙江6月选考)为探究酒精对动物行为的影响，某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。
实验材料：蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本，间脑蟾蜍，小滤纸片，任氏液，0.1% 、0.2%和1%酒精，去甲肾上腺素(noradrenaline，NA)，酚妥拉明(phentolamine，PT)，1%硫酸溶液等。
(要求与说明：间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍；任氏液为两栖类的生理盐水；3种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度；酒精、NA和 PT均用任氏液配制；NA是一种神经递质；PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜。)
实验过程与结果或结论：
实验 过程 结果或结论
实验1 ①取蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本，分别检测动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力；②以1%酒精连续滴加标本5 min后，再分别检测上述指标。 结果：





结论：____________。
实验2 ①用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端，测定屈反射时长，然后用任氏液清洗后肢和间脑断面；②分别用含有50 μL的任氏液、不同浓度酒精的小滤纸片处理间脑断面，每次处理后重复①。 结论：酒精会显著延长屈反射时长，其数值随酒精浓度升高而变大。
实验1结果可得出的结论是_____________________________________________________ _________________。
【解析】从实验1的结果直方图中可以看出，对蟾蜍坐骨神经腓肠肌标本使用1%酒精连续滴加标本5 min处理后，动作电位大小、动作电位传导速率、肌肉收缩张力的相对值与处理前的相对值基本相同。说明在离体条件下，施加1%酒精，对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响。
实验 过程 结果或结论
为了进一步研究酒精延长屈反射时长的机理，选取实验2中某一浓度的酒精用于实验3。
实验3 ①取5组间脑蟾蜍，用任氏液、NA、PT和酒精等处理；②用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端，测定屈反射时长。 结论：NA与其受体结合，显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长；酒精通过NA受体参与的途径，显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长。
离体条件下，施加1%酒精，对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响　
例 11
果蝇(2n=8)性别决定方式为XY型，基因A/a控制棒眼与圆眼，基因B/b控制长翅与残翅。科研人员让一对长翅圆眼果蝇交配得到F1，其表型及比例如表所示。不考虑X和Y染色体的同源区段，也不考虑交叉互换和突变，请回答下列问题：
(1)果蝇的眼型性状中，圆眼是____________且相关基因位于______染色体上。
(2)亲代雌雄果蝇的基因型分别为________________、______________。
(3)请设计简便杂交实验，探究F1长翅圆眼雌果蝇中的致死基因型。让F1纯合长翅圆眼雄果蝇与__________________________， 若________________________________________，则说明是BBXAXA致死； 若___________________________________， 则说明是BBXAXa致死。
♀ ♂
残翅圆眼∶长翅圆
眼=2∶5 残翅棒眼∶长翅棒眼∶残翅圆眼∶长翅圆眼=1∶3∶1∶3
显性性状
X
BbXAXa
BbXAY
纯合的长翅棒眼雌果蝇杂交
子代中有雌果蝇(或子代中雌性∶雄性=1∶1)
子代中无雌果蝇(或子代全为雄性)
【解析】(1)亲代双亲均为圆眼，杂交子代中雌性皆为圆眼，雄性中圆眼∶棒眼=1∶1，说明圆眼为显性性状，棒眼为隐性性状，又因为子代中无棒眼雌性，说明该性状遗传与性别相关联，故眼型性状为伴X染色体遗传。
(2)杂交子代中雌性中残翅∶长翅=2∶5，雄性中残翅∶长翅=1∶3，说明长翅为显性性状且为常染色体遗传，亲本为长翅圆眼雄果蝇和长翅圆眼雌果蝇，根据子代的表型可判定亲本的基因型分别为BbXAXa和BbXAY。
(3)根据亲代基因型可知，F1中雌性长翅圆眼∶残翅圆眼比例应为(1BBXAXA＋1BBXAXa＋2BbXAXA＋2BbXAXa)∶(1bbXAXA＋1bbXAXa)=6∶2，而实际比例为5∶2，因此可判定基因型为BBXAXA或BBXAXa的个体死亡，若要获得更明确的结论，应该用纯合的长翅圆眼雄果蝇(BBXAY)与纯合的长翅棒眼雌果蝇(BBXaXa)进行杂交实验，后代基因型为BBXAXa、BBXaY，将子代培养在特定的实验环境中观察其子代表型及比例。若基因型为BBXAXA的个体不能正常发育存活，则子代中有雌果蝇(或子代中雌性∶雄性=1∶1)；若基因型为BBXAXa的个体不能正常发育存活，则子代中无雌果蝇(或子代全为雄性)。
课时作业
答案速对
第十一单元　作业55 　实验的变量、目的、设计原理及结果预期
题号 1 2 3 4 5 6
答案 D A D D 见答案 见答案
1.某兴趣研究小组进行了如表所示的酶特性探究实验，下列叙述中，正确的是(　 　)
A.各试剂的浓度、用量和37 ℃恒温水浴等属于该实验的自变量
B.实验中的本尼迪特试剂不能用碘－碘化钾溶液来代替
C.若试管1和2出现阳性反应，则说明蔗糖酶溶液不纯净
D.该实验可研究酶具有催化作用及酶具有专一性
【解析】由表格数据分析可知，本实验的目的是验证酶的专一性，自变量是酶的种类，各试剂的浓度、用量和37 ℃恒温水浴等属于该实验的无关变量，A错误；实验中的本尼迪特试剂可以用碘－碘化钾溶液来代替，如果淀粉不水解，溶液呈现蓝色，B错误；仅试管1和2出现阳性反应，试管3反应现象未知，也有可能是淀粉溶液不纯净，C错误；该实验试管1和3对照可研究酶具有催化作用，试管1和2对照可研究酶具有专一性，D正确。
试管 本尼迪特试剂 1%淀粉 新鲜唾液 蔗糖酶溶液
1 2 mL 3 mL 1 mL —
2 2 mL 3 mL — 1 mL
3 2 mL 3 mL — —
D
2.(2025·嘉兴模拟)为研究物质甲对α－淀粉酶活性的影响，
某生物学兴趣小组的同学用物质甲溶液(用蒸馏水配制)处理
α－淀粉酶，测定酶促反应速率随反应时间的变化，结果如
图所示。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.实验组和对照组的温度、pH、酶量和淀粉溶液的量相同
B.若将检测指标换成还原糖生成量，则两条曲线的趋势不变
C.将酶和淀粉溶液混匀后分别添加等量的甲溶液和蒸馏水
D.t1之后实验组酶促反应速率下降主要是酶活性下降导致的
【解析】依据题干信息可知，实验的自变量为是否含有物质甲，因变量为酶促反应速率，而温度、pH、酶量和淀粉溶液的量都属于无关变量，实验组和对照组的无关变量应保持相同，A正确；若将检测指标换成还原糖生成量，则两条曲线应从原点开始，B错误；应先将酶分别和甲溶液、蒸馏水混匀后再添加等量的淀粉溶液，防止酶和底物先发生反应，C错误；依据题图，t1之前实验组的酶促反应速率较大，t1之后酶促反应速率的下降主要是因为淀粉的量减少，D错误。
A
3.某兴趣小组为了探究乙醇的浓度和是否添加铁离子对纤维素酶活性的影响进行了相关实验，结果如图所示。下列叙述中，正确的是(　 　)
A.该实验的自变量是乙醇浓度，有无铁离子是无关变量
B.铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能升高
C.乙醇和铁离子在提高纤维素酶活性方面表现为协同作用
D.若要验证该酶的专一性，则实验的自变量是底物种类
D
【解析】根据该实验的目的可知，该实验的自变量是乙醇浓度和有无铁离子，A错误；乙醇浓度为0时，添加铁离子组酶的活性较高，说明铁离子可使纤维素酶催化纤维素水解时的活化能降低，B错误；从题图信息可知，随着乙醇浓度的增大，纤维素酶活性逐渐降低，可见乙醇对纤维素酶的活性有抑制作用，而不同乙醇浓度下添加铁离子的纤维素酶活性比未添加铁离子的高，可推测铁离子对纤维素酶的活性有促进作用，C错误。
4.下列关于实验组和对照组设置的叙述，正确的是　(　 　)
【解析】探究过氧化氢酶作用的最适pH应设置成相互对照实验，无特定的对照组，多个实验组的pH不同，各实验组相互对照，表中设置是验证pH对酶活性的影响，A错误；验证酶具有催化作用，对照组应设置为过氧化氢溶液＋等量蒸馏水，表中设置是验证酶具有高效性，B错误；验证酶的专一性，实验组应设置为反应物＋相应酶溶液，对照组应设置为另一反应物＋同一酶溶液或同一反应物＋另一种酶溶液，C错误；验证某种酶是蛋白质的实验中，对照组设置成标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂，是为了排除无关变量的干扰，D正确。
选项 实验名称 实验组 对照组
A. 探究过氧化氢酶作用的最适pH 氢氧化钠溶液或盐酸＋过氧化氢溶液＋过氧化氢酶 蒸馏水＋过氧化氢溶液＋过氧化氢酶
B. 验证过氧化氢酶具有催化作用 过氧化氢溶液＋新鲜肝脏匀浆 过氧化氢溶液＋
二氧化锰
C. 验证酶的专一性 新鲜蔗糖溶液＋新鲜蔗糖酶溶液 新鲜淀粉溶液＋新鲜淀粉酶溶液
D. 验证某种酶是蛋白质 待测酶溶液＋双缩脲试剂 标准蛋白质溶液＋双缩脲试剂
D
5.现有与某种植物种子萌发有关的4组实验处理，如表所示：
尝试通过表格信息书写不同组别对照实验的实验目的：
(1)仅做Ⅰ组与Ⅱ组实验，其实验目的是______________________________________。
(2)仅做Ⅰ组与Ⅲ组实验，其实验目的是_________________________________________ _______。
(3)仅做Ⅱ组与Ⅳ组实验，其实验目的是__________________________________________ __________。
(4)仅做Ⅱ组与Ⅲ组实验，能否获取确切的实验结论？为什么？______________________ ________________。
实验组 处理
Ⅰ 种皮完整，25 ℃蒸馏水浸泡24 h
Ⅱ 机械破损种皮，25 ℃蒸馏水浸泡24 h
Ⅲ 种皮完整，25 ℃质量分数为0.05%的赤霉素水溶液浸泡24 h
Ⅳ 机械破损种皮，25 ℃质量分数为0.05%的赤霉素水溶液浸泡24 h
探究机械破损种皮对该种子萌发的影响
探究种皮完整条件下，赤霉素对该种子萌发的影响
探究机械破损种皮条件下，赤霉素对该种子萌发的影响
不能，Ⅱ组与Ⅲ组对照，自变量不单一
【解析】(1)由表格及题干可知，本题是探究自变量对种子萌发的影响，即实验中的因变量为种子的萌发情况。通过Ⅰ组与Ⅱ组对照可知，自变量为种皮的完整性，故实验目的可描述为：探究机械破损种皮对该种子萌发的影响。
(2)通过Ⅰ组与Ⅲ组对照可知，自变量为种皮完整条件下有无赤霉素，故实验目的可描述为：探究种皮完整条件下，赤霉素对该种子萌发的影响。
(3)通过Ⅱ组与Ⅳ组对照可知，自变量为机械破损种皮条件下有无赤霉素，故实验目的可描述为：探究机械破损种皮条件下，赤霉素对该种子萌发的影响。
6.(2025·绍兴二模)女性更年期时，糖尿病发病率明显升高。为明确相关机制，科研人员进行了实验研究。请回答下列问题：
(1)血糖浓度升高时，血糖能直接作用于胰岛β细胞，说明胰岛β细胞上有相应的________；血糖还可以作用于下丘脑，通过______________(填“交感神经”或“副交感神经”)支配胰岛β细胞，促进胰岛β细胞分泌胰岛素，后一种途径属于________调节。
(2)研究人员发现人和小鼠的胰岛β细胞膜上也表达促性腺激素(FSH)受体，推测FSH能调控胰岛素的分泌。
①FSH由__________分泌，可作用于卵巢，促进雌激素(E2)的分泌。
受体
副交感神经
神经
腺垂体
②研究人员利用野生型(WT)与FSH受体基因敲除小鼠(KO)开展相关实验，部分实验过程如表所示。
通过实验发现：高浓度葡萄糖刺激时，FSH能通过受体促进小鼠胰岛素的分泌，该过程与雌激素(E2)含量无关。表中C组应补充的物质为__________。推测注射高浓度葡萄糖30 min后小鼠最可能的血胰岛素水平情况，以柱状图的形式表示。
【答案】
组别 处理 检测指标
A组：野生型(WT) 注射适量高浓
度葡萄糖溶液 小鼠的血胰岛素水平
B组：FSH受体基因敲除小鼠(KO)
C组：FSH受体基因敲除小鼠(KO)＋____________
雌激素
雌激素
③将野生型小鼠的胰腺细胞培养在含高浓度葡萄糖和不同浓度的FSH的培养液中，检测胰岛素的分泌量，实验结果如图所示。结果显示，FSH对高浓度葡萄糖刺激引起的胰岛素分泌具有调节作用，该作用与______________有关。
FSH浓度
(3)研究者又利用雌激素受体(R)基因敲除小鼠进行了实验。实验一：向野生型和R基因敲除小鼠注射等量葡萄糖，检测二者血液中胰岛素的增加量。实验二：向野生型和R基因敲除小鼠注射等量胰岛素，检测骨骼肌组织中胰岛素含量，结果如图所示。从胰岛素合成和运输的角度分析，说明雌激素____________________________________________。

(4)结合上述研究推测女性更年期雌激素水平下降，糖尿病发病率升高的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点即可)。
不影响胰岛素的合成，促进胰岛素向骨骼肌的运输
雌激素减少，影响了胰岛素向骨骼肌的运输，从而影响胰岛素发挥作用；雌激素减少，对腺垂体的抑制作用减弱，FSH增多，FSH浓度过高，对胰岛素分泌的促进作用减弱，甚至抑制胰岛素的分泌　
【解析】(1)血糖能直接作用于胰岛β细胞，说明胰岛β细胞上有相应的受体接收这一信息。血糖还能作用于下丘脑，通过副交感神经支配胰岛β细胞分泌胰岛素，此时胰岛β细胞相当于反射弧中的效应器，因此这一途径属于神经调节。
(2)促性腺激素(FSH)是由腺垂体分泌的。要证明结论“FSH能通过受体促进小鼠胰岛素的分泌，该过程与雌激素(E2)含量无关”，A组作为对照组，B组将FSH受体基因敲除，C组在FSH受体基因敲除后补充雌激素，可预测B、C组实验结果一样，血胰岛素水平均低于A组。由图可以看到，随着FSH浓度的变化，胰岛素分泌量先升高后降低，说明FSH对胰岛素分泌的调节作用与FSH的浓度有关。
(3)野生型和R基因敲除小鼠的区别是，是否受雌激素的调节作用。对比野生型和R基因敲除小鼠的胰岛素的量，可知在受到等量葡萄糖刺激时，二者分泌的胰岛素的量相同，但注射等量胰岛素时，在野生型小鼠体内，骨骼肌胰岛素含量更高，说明雌激素不影响胰岛素的合成，促进胰岛素向骨骼肌的运输。
(4)糖尿病主要表现为血糖高，有可能是胰岛素分泌不足，或者是胰岛素作用效果减弱。结合前面的分析，女性更年期雌激素水平下降，糖尿病发病率升高的的原因可能是：雌激素减少，影响了胰岛素向骨骼肌的运输，从而影响胰岛素发挥作用；雌激素减少，对腺垂体的抑制作用减弱，FSH增多，FSH浓度过高，对胰岛素分泌的促进作用减弱，甚至抑制胰岛素的分泌。

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