重难题型突破
题型二 实验探究题
题型精讲
能力点1 变量的确定
1.从探究的问题或假设中确定，如“探究……对（是） 的影响（条件）”中“对（是）”前面的名词即为变量。
2.从对实验设计的比较分析中确定，如施加的各种条件中，不同的那一个条件即为变量。
例1 [2024广西]某初中学校学生在劳动实践园地种植番茄幼苗，有段时间忘记浇水，发现幼苗生长缓慢，部分甚至死亡。为此，研究小组设计实验，探究水对番茄幼苗生长的影响。本实验的变量是__。
例2 小明为了探究“某种环境因素对玉米种子萌发的影响”,做了如表的实验设计，则本实验的变量是____。
组号 水 温度 光照 空气
甲 适量 光照条件 充足
乙 适量 黑暗条件 充足
例3 小王为了探究绿色植物的生理作用，他设计了如图所示的实验装置。则本实验的变量是__________。
注：二氧化碳是自变量，氢氧化钠吸收二氧化碳是控制自变量的手段。
能力点2 对照组和实验组的判断
1.对照实验包括对照组和实验组。一般情况下,不加入任何变量的,或自然状态下不做任何处理的对象组为对照组;加入变量的，或自然状态下对变量进行实验处理的对象组为实验组。
2.设置对照实验的目的：作为对照。
例4 [2024新疆节选]食品保存不当，容易发霉变质。为探究发霉变质的食物是否会对小白鼠的肠道产生危害，某实验小组用三组生理状况相似的健康小白鼠按照如表的处理方式进行实验，在相同且适宜条件下连续喂养20天，结果如表：
组别 小白鼠数量（只） 处理方式 腹泻的小白鼠的数量（只）
A 10 投喂未霉变的 牛奶50毫升 0
B 10 投喂霉变 的牛奶50毫升 3
C 10 投喂霉变 的牛奶50毫升 8
实验中设置A组的目的是__________。
例5 [2024云南]为进一步探究大气的温度、湿度和气流速度对植物蒸腾作用强度的影响，生物兴趣小组利用某装置设计了如下探究实验：
组别 条件 时间/
1 ？ 10
2 室内加湿器 10
3 室内电吹风吹自然风 10
4 室内电吹风吹热风 10
①表中1组“？”处的条件应是____。
②通过____________两组对照，可探究气流速度对蒸腾作用强度的影响。
能力点3 遵循单一变量原则和重复性原则
1.设计对照实验时，必须遵循单一变量原则，即每组对照实验只有一个变量，除要探究的变量外，其他条件都应相同且适宜。其目的是控制单一变量，排除无关因素的干扰，提高实验结果的准确性。
2.遵循重复原则时,可采取增加实验次数或选取多个实验对象等措施。其目的是避免偶然因素的影响,减小实验误差,提高实验结果的可靠性。
例6 如表为探究“馒头在口腔中的变化”的实验方案：
试管编号 馒头碎屑或块 试管中加入物 是否搅拌 保温 加入碘液
A 适量碎屑 唾液 充分 搅拌 水浴保温10分钟 2滴
B 适量碎屑 D
C 适量馒头块 唾液 不搅拌
为探究“牙齿的咀嚼，舌的搅拌”对馒头有消化作用，应选用__________两支试管进行对照实验；为探究“唾液对馒头有消化作用”，D处应加入____________________。
例7 为探究“锌对动物生长发育的影响”,某生物兴趣小组的同学设计并实施了相关实验。实验步骤如下：
①将20只大小、生理状态相同的小鼠平均分成A、B两组,每组各10只,且雌雄各半。
②……
实验中,每组选取10只小鼠进行实验而不是1只的目的是______________________________。
能力点4 分析结果/得出结论
1.实验结果：根据实验现象或数据分析得出实验结果,实验结果的一般表述为观察到了什么现象；测出了什么数据，趋势是怎样的。
2.实验结论：根据实验结果,对“探究的问题”作出的肯定或否定的回答。
例8 [2023牡丹江节选]为了深刻认识“吸烟有害健康”，某中学生物学兴趣小组同学探究了“烟草浸出液对水蚤心率的影响”。实验数据如表：
组别 一 二 三 四 五
不同浓度的烟草浸出液 （等量） 清水 浸出液Ⅰ 浸出液Ⅱ 浸出液Ⅲ 浸出液Ⅳ
10秒内水蚤心跳次数 （平均值） 35 36 37 39 41
提示：向四个盛有某种香烟烟丝各半支的小烧杯中，分别加入50毫升、40毫升、30毫升、20毫升蒸馏水，浸泡一天，配制出烟草浸出液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，其浓度依次增加。
（1） 分析实验数据可知，水蚤的心率会随着烟草浸出液浓度的增加而____。
（2） 实验结论：烟草浸出液对水蚤心率有____（填“抑制”或“促进”）作用，且浓度越高作用越__。
能力点5 表达与交流
1.分析得出结论：这类试题往往已知实验结论,通过分析实验数据或实验现象并结合所学生物学知识与实验结论,进行概括总结。
2.回答生活启示及应用类试题时，一定要围绕着实验，根据实验结果或实验结论进行答题，突出实验解决实际问题的重要性。
例9 某科研团队研究出一种制剂，在不影响中枢神经系统的情况下减少体重增加，这可能是一种治疗肥胖症的新方法。科研人员利用小鼠进行了如下实验：将30只生长状况相同、处于生长发育期的小鼠随机均分为3组，然后进行实验，连续进行7周后，根据每周称重得到的数据，绘制曲线如图所示。
根据上述实验可以推断：如果较长时间高脂饮食，即使服用具有减肥效果的制剂也可能造成肥胖。作为正处于生长发育期的青少年，该实验对你生活的启示是 ____________________________________________________________ （合理即可）。
针对训练
类型1 生产实践类
1．[2024鞍山一模]荔枝是南方夏季盛产的热带水果，采收后容易发生褐变，影响荔枝品质。果皮褐变指数是荔枝保鲜效果的指标，1级果为全红，5级果为全褐。某兴趣小组模拟探究影响荔枝保鲜品质的因素，设计实验并获得如图所示实验数据。
①选择同一品种、大小和成熟度一致且无机械损伤的新鲜荔枝果实50粒，平均分成2组。
②两组荔枝同时冰水预冷，使果温接近贮藏温度；晾干后分别置于常温和低温条件下。
③每隔6小时观察、统计荔枝果皮的褐变指数。若其中一组褐变指数达到5，该组即停止实验。
④每组设置三个重复组。
⑤连续记录几天荔枝果皮的褐变指数，并绘图。
（1） 该探究实验的变量是____。
（2） 选择同一品种、大小和成熟度一致的目的是________________；步骤__均可避免偶然因素对实验结果的影响。
（3） 用于绘制曲线的褐变指数，应取三个重复组测得数据的________。
（4） 观察曲线，实验结果：________________________________。
（5） 实验结论：温度会影响荔枝的保鲜品质，____________________________________________________________________。
类型2 环境保护类
2．[2023福建]生态治理技术已成为河流水体生态修复的关键技术。研究发现，多种沉水植物可以去除水体中的氮、磷及有机物等污染物，还会影响水体溶氧量。某河流的中、下游污染程度不同。为选择合适的沉水植物，科研人员对该污染河流的下游水域开展研究。
（1） 实验一：探究沉水植物对水体中氮、磷及有机物的去除率。实验处理及实验结果如表。
组别 实验材料 去除率
氮 磷 有机物
对照组 ？ 8.47 2.81 27.92
实验组 下游水样金鱼藻 94.57 73.42 65.46
下游水样苦草 69.50 59.90 35.65
① 对照组的“？”应填________________________。
② 对照组能去除有机物的原因是__________________________________。
（2） 实验二：探究沉水植物对水体溶氧量的影响。科研人员于某日监测以上对照组和实验组的溶氧量变化，结果如图。
① 据图分析，实验组溶氧量的增加量比对照组__，其主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。
② 综合实验一和实验二，有人认为比较适合治理该污染河流下游的沉水植物是金鱼藻，而有人认为实验二的数据还不足以支持此结论，理由是____________________________________________________________________。
（3） 若继续探究上述沉水植物对中游水域的治理效果，实验设计只需更改的一点是____________________________。
类型3 健康生活类
3．糖尿病是以高血糖为特征的代谢性疾病，已成为危害人类健康的隐形杀手。研究糖尿病的发病原因及治疗方法，对于保障人体健康具有重要意义。为了探究山药中的山药多糖对治疗糖尿病的价值，科研人员进行了如表实验：
实验材料：山药多糖、生理盐水、降糖药物、30只糖尿病大鼠等。
实验操作如下表，科研人员连续喂养16天后，分别测定各组大鼠血糖浓度取平均值，实验结果如图所示：
组别 小鼠类型 处理方式
A 健康的大鼠 灌服生理盐水
B 糖尿病大鼠 灌服生理盐水
C 糖尿病大鼠 灌服山药多糖
D 糖尿病大鼠 灌服降糖药物
① 实验中设置A组的目的是__________。
② 实验中为了控制单一变量，A组的健康大鼠数量应该为__________只。
③ 根据图表信息，实验中C组与B组对照，可得出结论：____________________________________________，进而将C组与________组对照，可知山药多糖降糖效果与降糖药物的疗效相似。
④ 在实验中，分别测定各组大鼠血糖浓度取平均值，其目的是________________。
⑤ 正常情况下，人的尿液中不含葡萄糖。尿素、多余的水分和________，除了通过尿液排出外，也能通过皮肤中的汗腺分泌汗液排出。
4．[2024广东]脑部微血管密度和蛋白含量是影响某种脑部疾病的重要因素。为探究银杏叶提取物治疗该病的效果，某科研团队用45只患病大鼠进行实验，结果如下：
组别 注射物 走迷宫平均耗时/秒 脑部微血管平均密度/ （血管数·毫米 ） 脑部 蛋白平均相对含量
甲 生理盐水 57.29 15.22 0.87
乙 药物 28.76 25.02 2.01
丙 银杏叶提取物 20.76 36.01 5.62
注：药物 对该病有治疗效果。
请回答：
（1） 本实验的变量是________。将患病大鼠分组时，要做到__________。甲组的作用是________。
（2） 据表可知，与甲、乙组相比，丙组大鼠走迷宫耗时____，表明银杏叶提取物治疗效果____，推测其原因是__________________________________________________________________。
（3） 为评估丙组大鼠是否已治愈，实验需增设____大鼠组为丁组。
（4） 银杏叶提取物成分复杂，剂量效果未知，请提出一个进一步的研究思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。重难题型突破
题型二 实验探究题
题型精讲
能力点1 变量的确定
1.从探究的问题或假设中确定，如“探究……对（是） 的影响（条件）”中“对（是）”前面的名词即为变量。
2.从对实验设计的比较分析中确定，如施加的各种条件中，不同的那一个条件即为变量。
例1 [2024广西]某初中学校学生在劳动实践园地种植番茄幼苗，有段时间忘记浇水，发现幼苗生长缓慢，部分甚至死亡。为此，研究小组设计实验，探究水对番茄幼苗生长的影响。本实验的变量是__。
【答案】水
例2 小明为了探究“某种环境因素对玉米种子萌发的影响”,做了如表的实验设计，则本实验的变量是____。
组号 水 温度 光照 空气
甲 适量 光照条件 充足
乙 适量 黑暗条件 充足
【答案】光照
例3 小王为了探究绿色植物的生理作用，他设计了如图所示的实验装置。则本实验的变量是__________。
注：二氧化碳是自变量，氢氧化钠吸收二氧化碳是控制自变量的手段。
【答案】二氧化碳
能力点2 对照组和实验组的判断
1.对照实验包括对照组和实验组。一般情况下,不加入任何变量的,或自然状态下不做任何处理的对象组为对照组;加入变量的，或自然状态下对变量进行实验处理的对象组为实验组。
2.设置对照实验的目的：作为对照。
例4 [2024新疆节选]食品保存不当，容易发霉变质。为探究发霉变质的食物是否会对小白鼠的肠道产生危害，某实验小组用三组生理状况相似的健康小白鼠按照如表的处理方式进行实验，在相同且适宜条件下连续喂养20天，结果如表：
组别 小白鼠数量（只） 处理方式 腹泻的小白鼠的数量（只）
A 10 投喂未霉变的 牛奶50毫升 0
B 10 投喂霉变 的牛奶50毫升 3
C 10 投喂霉变 的牛奶50毫升 8
实验中设置A组的目的是__________。
【答案】作为对照
例5 [2024云南]为进一步探究大气的温度、湿度和气流速度对植物蒸腾作用强度的影响，生物兴趣小组利用某装置设计了如下探究实验：
组别 条件 时间/
1 ？ 10
2 室内加湿器 10
3 室内电吹风吹自然风 10
4 室内电吹风吹热风 10
①表中1组“？”处的条件应是____。
②通过____________两组对照，可探究气流速度对蒸腾作用强度的影响。
【答案】室内； 、3
能力点3 遵循单一变量原则和重复性原则
1.设计对照实验时，必须遵循单一变量原则，即每组对照实验只有一个变量，除要探究的变量外，其他条件都应相同且适宜。其目的是控制单一变量，排除无关因素的干扰，提高实验结果的准确性。
2.遵循重复原则时,可采取增加实验次数或选取多个实验对象等措施。其目的是避免偶然因素的影响,减小实验误差,提高实验结果的可靠性。
例6 如表为探究“馒头在口腔中的变化”的实验方案：
试管编号 馒头碎屑或块 试管中加入物 是否搅拌 保温 加入碘液
A 适量碎屑 唾液 充分 搅拌 水浴保温10分钟 2滴
B 适量碎屑 D
C 适量馒头块 唾液 不搅拌
为探究“牙齿的咀嚼，舌的搅拌”对馒头有消化作用，应选用__________两支试管进行对照实验；为探究“唾液对馒头有消化作用”，D处应加入____________________。
【答案】； 清水
例7 为探究“锌对动物生长发育的影响”,某生物兴趣小组的同学设计并实施了相关实验。实验步骤如下：
①将20只大小、生理状态相同的小鼠平均分成A、B两组,每组各10只,且雌雄各半。
②……
实验中,每组选取10只小鼠进行实验而不是1只的目的是______________________________。
【答案】避免偶然性，减小实验误差
能力点4 分析结果/得出结论
1.实验结果：根据实验现象或数据分析得出实验结果,实验结果的一般表述为观察到了什么现象；测出了什么数据，趋势是怎样的。
2.实验结论：根据实验结果,对“探究的问题”作出的肯定或否定的回答。
例8 [2023牡丹江节选]为了深刻认识“吸烟有害健康”，某中学生物学兴趣小组同学探究了“烟草浸出液对水蚤心率的影响”。实验数据如表：
组别 一 二 三 四 五
不同浓度的烟草浸出液 （等量） 清水 浸出液Ⅰ 浸出液Ⅱ 浸出液Ⅲ 浸出液Ⅳ
10秒内水蚤心跳次数 （平均值） 35 36 37 39 41
提示：向四个盛有某种香烟烟丝各半支的小烧杯中，分别加入50毫升、40毫升、30毫升、20毫升蒸馏水，浸泡一天，配制出烟草浸出液Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，其浓度依次增加。
（1） 分析实验数据可知，水蚤的心率会随着烟草浸出液浓度的增加而____。
（2） 实验结论：烟草浸出液对水蚤心率有____（填“抑制”或“促进”）作用，且浓度越高作用越__。
【答案】（1） 增加
（2） 促进；强
能力点5 表达与交流
1.分析得出结论：这类试题往往已知实验结论,通过分析实验数据或实验现象并结合所学生物学知识与实验结论,进行概括总结。
2.回答生活启示及应用类试题时，一定要围绕着实验，根据实验结果或实验结论进行答题，突出实验解决实际问题的重要性。
例9 某科研团队研究出一种制剂，在不影响中枢神经系统的情况下减少体重增加，这可能是一种治疗肥胖症的新方法。科研人员利用小鼠进行了如下实验：将30只生长状况相同、处于生长发育期的小鼠随机均分为3组，然后进行实验，连续进行7周后，根据每周称重得到的数据，绘制曲线如图所示。
根据上述实验可以推断：如果较长时间高脂饮食，即使服用具有减肥效果的制剂也可能造成肥胖。作为正处于生长发育期的青少年，该实验对你生活的启示是 ____________________________________________________________ （合理即可）。
【答案】养成健康的饮食习惯，做到营养均衡，减少脂肪的摄入
针对训练
类型1 生产实践类
1．[2024鞍山一模]荔枝是南方夏季盛产的热带水果，采收后容易发生褐变，影响荔枝品质。果皮褐变指数是荔枝保鲜效果的指标，1级果为全红，5级果为全褐。某兴趣小组模拟探究影响荔枝保鲜品质的因素，设计实验并获得如图所示实验数据。
①选择同一品种、大小和成熟度一致且无机械损伤的新鲜荔枝果实50粒，平均分成2组。
②两组荔枝同时冰水预冷，使果温接近贮藏温度；晾干后分别置于常温和低温条件下。
③每隔6小时观察、统计荔枝果皮的褐变指数。若其中一组褐变指数达到5，该组即停止实验。
④每组设置三个重复组。
⑤连续记录几天荔枝果皮的褐变指数，并绘图。
（1） 该探究实验的变量是____。
（2） 选择同一品种、大小和成熟度一致的目的是________________；步骤__均可避免偶然因素对实验结果的影响。
（3） 用于绘制曲线的褐变指数，应取三个重复组测得数据的________。
（4） 观察曲线，实验结果：________________________________。
（5） 实验结论：温度会影响荔枝的保鲜品质，____________________________________________________________________。
【答案】（1） 温度
（2） 控制单一变量；①④
（3） 平均值
（4） 常温组的荔枝褐变速度更快
（5） 低温可延长荔枝保鲜品质（或低温可使荔枝更长时间的保鲜）
类型2 环境保护类
2．[2023福建]生态治理技术已成为河流水体生态修复的关键技术。研究发现，多种沉水植物可以去除水体中的氮、磷及有机物等污染物，还会影响水体溶氧量。某河流的中、下游污染程度不同。为选择合适的沉水植物，科研人员对该污染河流的下游水域开展研究。
（1） 实验一：探究沉水植物对水体中氮、磷及有机物的去除率。实验处理及实验结果如表。
组别 实验材料 去除率
氮 磷 有机物
对照组 ？ 8.47 2.81 27.92
实验组 下游水样金鱼藻 94.57 73.42 65.46
下游水样苦草 69.50 59.90 35.65
① 对照组的“？”应填________________________。
② 对照组能去除有机物的原因是__________________________________。
（2） 实验二：探究沉水植物对水体溶氧量的影响。科研人员于某日监测以上对照组和实验组的溶氧量变化，结果如图。
① 据图分析，实验组溶氧量的增加量比对照组__，其主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。
② 综合实验一和实验二，有人认为比较适合治理该污染河流下游的沉水植物是金鱼藻，而有人认为实验二的数据还不足以支持此结论，理由是____________________________________________________________________。
（3） 若继续探究上述沉水植物对中游水域的治理效果，实验设计只需更改的一点是____________________________。
【答案】① 下游水样
② 水样中的微生物能分解有机物
（2） ① 多；沉水植物光合作用产生的氧大于呼吸作用消耗的氧（或沉水植物的光合作用强度大于呼吸作用强度，释放氧气）
② 溶氧量的变化不能代表全天溶氧量的变化
（3） 将下游水样改为中游水样
类型3 健康生活类
3．糖尿病是以高血糖为特征的代谢性疾病，已成为危害人类健康的隐形杀手。研究糖尿病的发病原因及治疗方法，对于保障人体健康具有重要意义。为了探究山药中的山药多糖对治疗糖尿病的价值，科研人员进行了如表实验：
实验材料：山药多糖、生理盐水、降糖药物、30只糖尿病大鼠等。
实验操作如下表，科研人员连续喂养16天后，分别测定各组大鼠血糖浓度取平均值，实验结果如图所示：
组别 小鼠类型 处理方式
A 健康的大鼠 灌服生理盐水
B 糖尿病大鼠 灌服生理盐水
C 糖尿病大鼠 灌服山药多糖
D 糖尿病大鼠 灌服降糖药物
① 实验中设置A组的目的是__________。
② 实验中为了控制单一变量，A组的健康大鼠数量应该为__________只。
③ 根据图表信息，实验中C组与B组对照，可得出结论：____________________________________________，进而将C组与________组对照，可知山药多糖降糖效果与降糖药物的疗效相似。
④ 在实验中，分别测定各组大鼠血糖浓度取平均值，其目的是________________。
⑤ 正常情况下，人的尿液中不含葡萄糖。尿素、多余的水分和________，除了通过尿液排出外，也能通过皮肤中的汗腺分泌汗液排出。
【答案】① 作为对照
②
③ 山药多糖能降低糖尿病大鼠的血糖浓度；
④ 减小实验误差
⑤ 无机盐
4．[2024广东]脑部微血管密度和蛋白含量是影响某种脑部疾病的重要因素。为探究银杏叶提取物治疗该病的效果，某科研团队用45只患病大鼠进行实验，结果如下：
组别 注射物 走迷宫平均耗时/秒 脑部微血管平均密度/ （血管数·毫米 ） 脑部 蛋白平均相对含量
甲 生理盐水 57.29 15.22 0.87
乙 药物 28.76 25.02 2.01
丙 银杏叶提取物 20.76 36.01 5.62
注：药物 对该病有治疗效果。
请回答：
（1） 本实验的变量是________。将患病大鼠分组时，要做到__________。甲组的作用是________。
（2） 据表可知，与甲、乙组相比，丙组大鼠走迷宫耗时____，表明银杏叶提取物治疗效果____，推测其原因是__________________________________________________________________。
（3） 为评估丙组大鼠是否已治愈，实验需增设____大鼠组为丁组。
（4） 银杏叶提取物成分复杂，剂量效果未知，请提出一个进一步的研究思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
【答案】（1） 注射物；随机均分；作对照
（2） 最短；最好；银杏叶提取物能提高脑部微血管密度和蛋白含量
（3） 健康
（4） 以生理盐水注射物为对照组（或甲组），设置3组不同剂量梯度的银杏叶提取物注射物（乙、丙、丁组）,进一步探究更佳治疗效果的银杏叶提取物的剂量
