微专题14 实验与探究
一、选择题
1.（2025·安徽马鞍山二模）科学研究中常设置对照实验来增加实验结果的可信度和说服力。下列有关对照实验的叙述，正确的是（ ）
A.空白对照组一般不进行特殊处理，所以无需进行任何操作
B.探究酵母菌的细胞呼吸方式时有氧条件为对照组，无氧条件为实验组
C.探究甲状腺激素对蝌蚪生长发育的影响，自变量为甲状腺激素的浓度
D.探究某种抗生素对细菌的选择效果需设置无菌水及已知抗生素阳性对照组
2.（2025·甘肃白银二模）实验材料和方法的选择对确保生物实验的准确性、可靠性和科学性至关重要。它们直接影响实验结果的有效性，决定了研究的质量和安全性。下列有关生物学实验的材料或方法的叙述，正确的是（ ）
A.狗的胰岛素可以通过直接研磨其胰腺获得
B.观察桃花的雄蕊既能观察到有丝分裂，也能观察到减数分裂
C.用差速离心法可对猪成熟的红细胞进行各种细胞器的分离
D.在研究分泌蛋白合成和运输的实验中，选用3H标记亮氨酸的羧基
3.（2025·安徽一模）酒精在高中生物学实验中有着广泛的应用，下列叙述错误的是（ ）
A.在脂肪鉴定实验中，染色后的花生子叶可用50％的酒精洗去浮色
B.利用酒精能溶解有机物的特性，可用其溶解并提取绿叶中的DNA和光合色素
C.在观察根尖有丝分裂实验中，可用盐酸—酒精混合液使组织中的细胞分离开来
D.在植物组织培养中，可用70％的酒精对外植体和操作者的双手消毒
4.（2025·湖北二模）用洋葱（2n＝16）根尖制作临时装片以观察细胞有丝分裂，图中①～③为光学显微镜下拍摄的照片。下列有关实验结果分析的叙述，正确的是（ ）
A.①结果表明洋葱分裂期时间较长
B.②细胞重叠是漂洗时间过短导致
C.①中的M细胞有16条染色体，32条染色单体
D.③可能是分生区细胞
5.（2025·甘肃平凉模测）探究实践是普通高中生物学整个学习过程中必不可少的活动，“DNA粗提取与鉴定”“PCR扩增”“琼脂糖凝胶电泳”等实验在基因工程的研究中至关重要，下列叙述错误的是（ ）
A.鉴定DNA时，需先将DNA溶解在2 mol/L NaCl溶液中，再加入二苯胺试剂并进行沸水浴加热
B.电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极移动的原理
C.制备琼脂糖凝胶时，需待凝胶溶液完全冷却后再加入适量的核酸染料搅拌混匀
D.利用PCR扩增4次后，得到的DNA中含两种引物的DNA片段所占比例为7/8
6.（2025·陕晋青宁高考5题）对下列关于中学生物学实验的描述错误的是（ ）
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化
④观察植物细胞的有丝分裂
⑤观察叶绿体和细胞质的流动
⑥DNA的粗提取与鉴定
A.①⑥通过观察颜色判断实验结果
B.③⑥均须进行离心操作
C.②④均可使用洋葱作为实验材料
D.②⑤实验过程均须保持细胞活性
7.（2025·山东高三大联考）科研人员选取大豆、甘薯、花生、水稻、棉花为材料，进行了三组实验：甲组处于大气CO2浓度环境，乙组处于CO2浓度加倍环境，丙组先在CO2浓度加倍环境中培育60天，在测定前一周恢复为大气CO2浓度，三组实验全程保证水分充足供应。在某晴天上午测定各组的光合作用速率，得到如图所示结果。下列分析不正确的是（ ）
A.乙组与甲组相比，CO2浓度加倍能显著提升这几种作物的光合作用速率
B.丙组光合作用速率低于甲组，可能是前期高CO2浓度环境使作物某些特性改变
C.与乙组相比，丙组光合速率降低，说明丙组植株叶片上开放的气孔数量降低
D.若要进一步探究最有利于作物生长的CO2浓度，应设置较小的CO2浓度梯度进行实验
8.（2025·吉林模测）水杨酸是植物增强植物抗性的一种核心激素，植物在生物胁迫下会诱导水杨酸的合成。研究者分别以野生型植株和水杨酸受体缺失突变体的拟南芥为材料，利用植物被昆虫取食后释放的罗勒烯进行如图研究。一段时间后再进行病菌接种实验，检测植株中病菌数量，结果如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.水杨酸受体缺失突变体对病菌的抗性低于野生型植株
B.水杨酸增强植物对生物胁迫的抗性依赖于细胞间的信息交流
C.Ⅰ组和Ⅱ组对比，可说明罗勒烯能够增强植株对病菌的抗性
D.Ⅲ组和Ⅳ组对比，说明罗勒烯发挥作用依赖于水杨酸
二、非选择题
9.（2025·吉林模测）慢性肝病患者往往由于病情持续时间长、病痛以及失眠、焦虑等而引起慢性应激。机制如图：IL-6是一种细胞因子，既能促进肝脏细胞中PCNA（DNA聚合酶的辅助蛋白）基因的表达，也能促进淋巴细胞的增殖和分化，NE是去甲肾上腺素。请回答下列问题：
（1）交感神经兴奋时，胃肠的蠕动会 。图中交感神经末梢兴奋时，释放NE，该过程中信号形式的转换是 。
（2）除巨噬细胞外，特异性免疫过程中能产生细胞因子的细胞还有 。
（3）分裂间期分为三个连续的时期，依次为G1期、S期（也称DNA合成期）、G2期。推测PCNA合成于间期中的 期。
（4）肝脏是再生能力较强的器官，为验证“慢性应激引起PCNA基因表达下降导致肝脏部分切除后死亡率上升”的机制，科研人员设计了如图实验方案，请补全表格。
实验步骤 简要操作流程、预测结果
适应性培养 取生理状况一致的健康雄性大鼠在相同且适宜的条件下培养一周
实验分组 将大鼠随机均分为A、B、C、D四组
慢性应激模型鼠 将B组和D组大鼠进行慢性睡眠剥夺处理21天
手术处理 将C组和D组大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉，切除90％的肝脏，再进行缝合。A组和B组的处理为①
预测实验结果 一段时间后，② 组大鼠PCNA的表达量最高，四组大鼠的存活率最低的是③ 组
根据以上分析，为提高肝脏部分切除患者的存活率，提出临床上可采取的一个措施：
。
微专题14 实验与探究
1.D 空白对照组一般不进行特殊处理，但不是无需任何操作，如探究酶的催化作用，空白对照组加入等量蒸馏水，A错误；探究酵母菌的细胞呼吸方式时有氧条件和无氧条件均为实验组，采取相互对照原则，B错误；探究甲状腺激素对蝌蚪生长发育的影响，自变量为甲状腺激素的有无，C错误；实验中肯定出现预期结果的组，为阳性对照组，探究某种抗生素对细菌的选择效果需设置无菌水及已知抗生素阳性对照组，D正确。
2.B 胰腺有内、外分泌部，外分泌部会分泌胰蛋白酶，会将内分泌部分泌的化学本质为蛋白质的胰岛素分解，因此直接研磨胰腺无法获得胰岛素，A错误；雄蕊中的精原细胞有的在进行减数分裂，有的在进行有丝分裂，B正确；猪是哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多细胞器，C错误；选用3H标记亮氨酸的羧基，3H会进入水中，蛋白质分子没有放射性标记，D错误。
3.B 在脂肪鉴定实验中，染色后的花生子叶可用50％的酒精洗去浮色以利于观察脂肪颗粒，A正确；DNA不溶于酒精，故不能利用酒精提取绿叶中的DNA，B错误；在观察根尖有丝分裂实验中，为了使组织中的细胞分离开来，便于观察和计数，通常使用盐酸和酒精的混合液（即解离液）进行处理。解离液能够破坏细胞壁和细胞膜，使细胞内的物质释放出来，并使细胞彼此分离开来，C正确；在植物组织培养中，为了防止外植体和操作者双手上的微生物污染培养物，通常需要使用消毒剂进行消毒处理。70％的酒精是一种常用的消毒剂，它能够有效地杀死大部分细菌和病毒，D正确。
4.C 细胞分裂间期比分裂期时间长，A错误；细胞重叠可能是解离时间过短，导致组织细胞相互没有分散开来，而不是漂洗时间过短，B错误；①中的M细胞是有丝分裂中期的细胞，有16条染色体，32条染色单体，C正确；分生区细胞呈正方形，排列紧密，③是伸长区细胞，不分裂，D错误。
5.C 鉴定DNA时，常用的方法之一就是二苯胺显色反应。需要将DNA样品溶解在2 mol/L NaCl溶液中，然后加入二苯胺试剂，在沸水中加热后，若存在DNA，则反应液会变为蓝色，A正确；DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳，B正确；制备琼脂糖凝胶时，需待凝胶溶液稍冷却后（不能完全冷却后加入，否则琼脂糖凝胶呈固体状态），再加入适量的核酸染料搅拌混匀，C错误；新合成的子链都有引物，母链不含引物，存在于两个DNA分子中，扩增4次后，共有24＝16个DNA，因此得到的DNA含两种引物的DNA片段所占比例为14/16＝7/8，D正确。
6.B 淀粉和蔗糖都不是还原糖，不能与斐林试剂反应，淀粉和蔗糖水解产物为还原糖，可以与斐林试剂反应，因此可以用斐林试剂鉴定淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用；⑥中DNA与二苯胺在沸水浴下显蓝色，因此①⑥均通过颜色判断结果，A正确；③通过血细胞计数板直接计数酵母菌，无需离心；⑥需离心去除杂质以提取DNA，B错误；②可用洋葱紫色外表皮观察质壁分离，④可用洋葱根尖分生区观察有丝分裂，C正确；②活的植物细胞原生质体具有选择透过性，可以发生质壁分离现象；⑤活细胞的叶绿体和细胞质才能流动，因此②⑤实验过程均须保持细胞活性，D正确。
7.C 据图分析，乙组在高CO2浓度下，能显著提升这几种作物的光合作用速率，A正确；由图可以看出，丙组的光合作用速率比甲组低，可能是前期高CO2浓度环境下，作物的一些与光合作用相关的特性发生改变，比如酶的活性、色素含量等，导致在恢复大气CO2浓度时，光合作用速率低于甲组，B正确；与乙组相比，丙组光合速率降低，但不能说明丙组植株叶片上开放的气孔数量降低，C错误；若要进一步探究最有利于作物生长的CO2浓度，应设置较小的CO2浓度梯度进行实验，D正确。
8.D 由图可知，在未处理罗勒烯时，野生型植株中的病菌数量小于水杨酸受体缺失突变体中病菌数量，即水杨酸受体缺失突变体对病菌的抗性低于野生型植株，A正确；水杨酸是一种植物激素，激素是一种化学信号分子。调节细胞的生理活动，实现信息的传递和功能的调控。所以水杨酸增强植物对生物胁迫的抗性是通过细胞间的信息交流来完成的，B正确；实验结果表明，罗勒烯能增强野生型植株对病菌的抗性，即Ⅰ组和Ⅱ组对比，可说明罗勒烯能够增强植株对病菌的抗性，C正确；突变体＋罗勒烯＋病菌组的病菌数量少于突变体＋病菌组，据此可推测，罗勒烯增强了突变型植株的抗性，但不能推出罗勒烯发挥作用依赖水杨酸，D错误。
9.（1）减弱 电信号→化学信号 （2）辅助性T细胞
（3）G1 （4）将大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并缝合 C D 医生在术前对患者补充细胞因子或进行心理疏导、或使用适当的催眠药物、安神药物干预等，或促进PCNA基因表达等
解析：（1）交感神经兴奋时，会抑制消化道活动，胃肠的蠕动会减弱。兴奋在突触后膜的传递过程为由突触前膜释放的化学物质——神经递质，与突触后膜上的相关受体结合，引发突触后膜电位变化，因此图中交感神经末梢兴奋时，释放NE，该过程中信号形式的转换是电信号→化学信号。（2）巨噬细胞可以参与人体免疫的第二、三道防线；在特异性免疫过程中，辅助性T细胞可分泌多种细胞因子促进其他淋巴细胞增殖分化，即除巨噬细胞外，特异性免疫过程中能产生细胞因子的细胞还有辅助性T细胞。（3）根据题目信息“PCNA是DNA聚合酶的辅助蛋白”可知，PCNA主要在DNA复制（S期）时帮助聚合酶工作，因此其合成通常从G1期开始，为即将到来的S期做准备。（4）由题目信息可知，疼痛、失眠等会引起慢性应激。“将B组和D组大鼠进行慢性睡眠剥夺处理21天”的实验步骤是慢性应激处理（构建慢性应激模型鼠）；对照实验的核心是控制单一变量，为了排除切除肝脏过程中手术对实验结果的影响，A组和B组也需要相同的手术处理，因此对A组和B组的处理为将大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并缝合；由题目信息可推测切除肝脏会诱导PCNA高表达以促进肝脏再生，但慢性应激会降低PCNA表达并提高死亡率；由此可推断C组（无应激＋肝切除）PCNA表达量最高；存活率最低的是既有慢性应激又大范围肝切除的D组，存活率最高的是A组（无应激也无肝切除），C组由于手术切除90％肝脏，机体受损而比B组更容易死亡，因此四组大鼠的存活率由低到高依次是D、C、B、A。根据以上分析，临床治疗上可通过医生在术前对患者补充细胞因子或进行心理疏导、或使用适当的催眠药物、安神药物干预等，或促PCNA基因表达等来提高肝脏部分切除患者的存活率。
3 / 3微专题14 实验与探究
一、课程标准中要求的实验
1.判断下列有关教材基础实验表述的正误。
（1）（2022·北京卷）探究温度对酶活性的影响时，在室温下将淀粉溶液与淀粉酶溶液混匀后，在设定温度下保温。（ ）
（2）（2022·河北卷）通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓硫酸溶液后变为灰绿色。（ ）
（3）（2025·山东卷）无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95％乙醇替代。（ ）
（4）（2025·黑吉辽蒙卷）分离菠菜叶中的色素时，因层析液有挥发性，需在通风好的条件下进行。（ ）
（5）（2023·山东卷）果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产，都需要一定的有氧环境供发酵菌种繁殖。（ ）
（6）（2025·河南卷）以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，伴有pH下降和气体产生。（ ）
（7）（2025·江苏卷）连续划线时，接上次划线的起始端开始划线。（ ）
（8）（2024·河北卷）将配制的酵母培养基煮沸并冷却后，在酒精灯火焰旁倒平板。（ ）
（9）（2025·河北卷）在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴后观察颜色以鉴定DNA。（ ）
（10）（2024·安徽卷）将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质。（ ）2.（2023·浙江卷1月选考23题节选）叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据是
。
二、科学史科研实验
1.判断下列关于科学史实验表述的正误。
（1）（2023·辽宁卷）科学家根据对部分植物细胞观察的结果，得出“植物细胞都有细胞核”，该结论的得出运用了归纳法。（ ）
（2）（2024·贵州卷）注射加热致死的S型肺炎链球菌，小鼠不死亡，原因是S型肺炎链球菌的DNA被破坏。（ ）
（3）（2024·甘肃卷）肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的“加法原理”，将“S型菌DNA＋DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结果证明DNA是转化因子。（ ）
（4）（2024·贵州卷）单侧光照射，胚芽鞘向光弯曲生长，说明胚芽鞘尖端产生生长素。（ ）
2.（必修1 P102～103“思考·讨论”拓展）在鲁宾和卡门的实验中，给小球藻植物提供O＋C16O2，在相同的适宜的温度、光照等条件下，该植物释放的含18O的气体有氧气和 （甲），甲的产生场所及反应物是
。
命题点1 基础实验的原理和方法
【高考例证】
一、观察类实验
（2024·湖南高考8题）以黑藻为材料探究影响细胞质流动速率的因素，实验结果表明新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率不同，且新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高。下列叙述错误的是（ ）
A.该实验的自变量包括黑藻叶龄及同一叶片的不同区域
B.细胞内结合水与自由水的比值越高，细胞质流动速率越快
C.材料的新鲜程度、适宜的温度和光照强度是实验成功的关键
D.细胞质中叶绿体的运动速率可作为细胞质流动速率的指标
【挖掘拓展】
1.观察类实验一般操作流程
2.比较五个显微观察类实验
【对点即练】
1.（2025·北京一模）研究人员观察芦笋根尖细胞的有丝分裂并对染色体进行分析，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A.制作临时装片的流程为解离→染色→漂洗→制片
B.观察到有丝分裂前期细胞染色体形态结构最清晰
C.芦笋的一个染色体组含有10条非同源染色体
D.芦笋花粉母细胞减数分裂可形成20个四分体
2.（2025·江苏苏州三模）下列有关高中生物实验的叙述，正确的是（ ）
A.质壁分离实验中，用蔗糖溶液处理紫色洋葱表皮细胞后需立即用显微镜观察其动态变化
B.鉴定脂肪时，苏丹Ⅲ染色后的花生子叶切片可直接用高倍显微镜观察到橘黄色颗粒
C.观察黑藻细胞叶绿体时，需在载玻片上滴加生理盐水后放置黑藻小叶片再加盖玻片
D.提取叶绿体色素时加入无水乙醇用于溶解色素，质壁分离自动复原说明细胞仍存活
二、物质提取与鉴定类实验
（2025·安徽高考4题）运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相关代谢物。下列叙述正确的是（ ）
A.蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴，加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀
B.淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合，通过吸附作用显示紫色
C.苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合，通过化学反应形成橘黄色
D.橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应，变成灰绿色
【挖掘拓展】
1.鉴定实验的操作流程
2.归纳鉴定和提取类实验
【对点即练】
1.（2025·甘肃平凉模测）高效液相色谱法（HPLC）可以检测叶绿素含量，原理是利用不同极性的溶剂对叶绿素各组分的溶解度不同，通过改变流动相的极性，使叶绿素溶液流过色谱柱时实现成分分离，然后根据各组分的吸光度，从而定量测定叶绿素的含量。流程包括：样品处理→色谱柱和流动相选择→分光光度检测和定量计算。下列叙述错误的是（ ）
A.样品处理时需加入无水乙醇、CaCO3等，目的是调节样液的pH
B.吸光度大小是定量测定叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量的依据
C.可利用相似相溶原理将水溶性的花青素过滤掉再进行液相色谱法分离
D.色素分子大小、性质不同会影响其在色谱柱中的运动速度和保留时间
2.（2025·辽宁模测）某些化学试剂能够使相关化合物产生特定颜色，可根据呈现的颜色进行物质鉴定。下列物质鉴定的实验设计中，合理的是（ ）
A.双缩脲试剂可用于蛋白质、多肽或氨基酸的鉴定
B.加入斐林试剂的蔗糖溶液在水浴加热的条件下可呈现砖红色沉淀
C.粗提取的DNA经二苯胺染色后，显微镜下呈现蓝色
D.酵母菌培养液的滤液中添加酸性重铬酸钾溶液，可用于酒精的鉴定
三、调查类实验
（2024·广西高考14题）为了研究游客投喂对某森林公园内野生猕猴种群数量的影响，研究人员进行了跟踪调查，结果见图。下列关于游客投喂对猴群的影响，叙述错误的是（ ）
A.使猴群的种群增长率一直增加
B.降低了园区内猴群的环境阻力
C.使猴群数量增加，可能导致外溢
D.降低种群密度对猴群数量的制约作用
思维路径
从图示中提取、整合信息并结合种群的相关内容运用信息，做出判断，是解答本题的基本路径与关键，解答路径如图所示。
【挖掘拓展】
调查类实验的比较
实验课题 调查对象 调查方法 统计方法
调查人群中某种遗传病的发病率 人群 汇总法 发病率＝患病人数÷被调查人数×100％
调查某种遗传病的遗传方式 患者家系 绘制图表或系谱图进行分析
种群密度的取样调查 活动能力强、活动范围大的动物 标记重捕法 ＝
植物或活动能力弱的动物 样方法 种群密度＝所有样方种群密度的平均值
土壤中小动物类群丰富度的研究 土壤中小动物 取样器取样法 记名计算法或目测估计法
【对点即练】
1.（2025·江苏二模）关于种群密度及其调查，下列叙述正确的是（ ）
A.一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度
B.调查面积为20 m×30 m菠菜地里蜗牛的种群密度时采用五点取样法较为适宜
C.用标记重捕法调查农田土壤动物蚯蚓的种群密度时需考虑标志物类型和标志方法
D.分析大熊猫粪便DNA中高度保守的毛色控制基因获得大熊猫种群的数量信息
2.（2025·辽宁模拟）某调查小组于2023年4月至12月在海南热带雨林国家公园内共设置了36个20 m×20 m的样方（其中鹦哥岭24个、霸王岭5个、黎母山4个、吊罗山3个），调查记录样方内的所有野茶个体，结果如下表。有关叙述错误的是（ ）
径级 鹦哥岭 霸王岭 黎母山 吊罗山 总计
Ⅰ 547 131 176 10 864
Ⅱ 317 27 78 15 437
Ⅲ 118 12 13 0 143
Ⅳ 35 2 0 0 37
Ⅴ 3 2 0 0 5
Ⅵ 3 0 0 0 3
注：DBH为胸径，野茶的径级分为6级，Ⅰ级为幼苗（DBH＜1 cm）、Ⅱ级为幼树（1 cm≤DBH＜5 cm）；Ⅲ级（5 cm≤DBH＜10 cm）和Ⅳ级（10 cm≤DBH＜15 cm）为中树的两个阶段；Ⅴ级为大树（15 cm≤DBH＜20 cm）；Ⅵ级为老树（DBH≥20 cm）
A.利用样方法调查野茶种群数量时要做到随机取样
B.该国家公园野茶种群数量在一段时间内会保持稳定
C.野茶种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响
D.与其他区域相比，吊罗山区域更需要加强幼苗和幼树保护，确保其能向大胸径个体转化
四、模拟与模型构建类
（2024·湖北高考17题）模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”（实验一）中用小桶甲和乙分别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球代表D、d雌雄配子；“建立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验（实验二）中可用橡皮泥制作染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA分子的重组模拟实验（实验三）中可利用剪刀、订书钉和写有DNA序列的纸条等模拟DNA分子重组的过程。下列实验中模拟正确的是（ ）
A.实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子
B.实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂
C.实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键
D.向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的自由组合
【挖掘拓展】
1.模拟实验的含义及模型
在科学研究中，由于客观条件的限制，不允许或不能对研究对象直接进行实际实验，为了取得对研究对象的认识，根据已有的事实经验和科学理论，选定研究对象的替代物，模拟研究对象的实际情况，通过对替代物进行实验，进一步认识研究对象，这种实验就是模拟实验。其中，实际存在的研究对象叫作“原型”，而模拟的替代物叫作“模型”。
2.模拟实验的过程
第一，选择合适的模拟实验方法；
第二，选择和建构研究对象（原型）的模型；
第三，将模型置于预定的研究环境中进行实验；
第四，将模拟实验的结果类推到原型上。
【对点即练】
1.（2025·广东广州高三阶段练习）某同学用标有B和b的卡片建立人群中某常染色体显性遗传病的遗传模型，向甲（雄）、乙（雌）两个信封中均放入若干B和b的卡片，随机从每个信封中取出一张卡片放在一起并记录，记录后将卡片放回原信封内，重复多次。已知实验中男性群体的该病患者占19％。下列叙述错误的是（ ）
A.甲、乙信封中的B与b卡片数之比为1∶9
B.重复多次实验，出现Bb组合的概率约为18％
C.丙信封中放入若干D和d的卡片与甲信封共同实验，可以模拟基因的分离和自由组合
D.用两个小桶各装入等大、质地相同的小球代表B、b更有利于充分混合，减少误差
2.（2024·江西九江一模）某生物兴趣小组进行了细胞分化的模拟活动：用四种不同颜色的卡纸分别代表四种基因（肌动蛋白基因、血红蛋白基因、胰岛素基因和ATP合成酶基因），卡纸的正面分别打印相应基因表达，对应的反面分别打印相应基因关闭。利用这些卡纸可以模拟表示分化成红细胞、肌肉细胞、胰岛B细胞时基因的执行情况。下列相关叙述不正确的是（ ）
A.在模拟分化成不同细胞的过程中，用到的卡纸数量不同
B.在模拟分化为红细胞时，代表血红蛋白基因和ATP合成酶基因的卡片应呈现正面
C.有些卡纸只在模拟分化成特定细胞时呈正面，有些卡片在模拟分化成多种细胞时呈正面
D.在分化为肌肉细胞和胰岛B细胞的两次模拟中，其中有一张卡纸都呈正面，有一张卡纸都呈反面
五、实验原理和技术方法类
1.（2024·贵州高考13题）生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是（ ）
A.稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数
B.进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割
C.获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养
D.使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端
2.（2024·广东高考4题）关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是（ ）
A.电子显微镜的发明促进细胞学说的提出
B.差速离心法的应用促进对细胞器的认识
C.光合作用的解析促进花期控制技术的成熟
D.RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明
【挖掘拓展】
教材常用的实验方法
【对点即练】
1.（2024·贵州模拟预测）科学的实验方法推动了生物学的研究与发展。下列有关教材实验所用方法或原理的叙述，错误的是（ ）
A.通过对比实验研究过氧化氢在不同条件下的分解
B.用同位素标记法研究DNA半保留复制方式
C.艾弗里用减法原理研究肺炎链球菌的转化因子
D.细胞膜结构模型的探索用到了提出假说这一科学方法
2.（2025·天津模拟预测）下列关于实验方法的叙述，不正确的是（ ）
A.光合作用中C的转移途径和证明DNA半保留复制实验的观察指标都是检测同位素放射性
B.DNA双螺旋结构的发现和种群“J”形增长的研究都采用模型建构的方法
C.探究酵母菌呼吸方式和探究酶的最适温度都采用了对比实验的探究方法
D.切除通向狗小肠的神经，用稀盐酸刺激小肠探究胰液分泌，利用了“减法原理”
六、验证及探究类实验
1.（2024·广西高考6题）百香果具有较高的经济价值，在广西多地种植，赋能乡村振兴。为探究促进百香果健壮枝条生根的最适2，4-D浓度，某兴趣小组提出实验方案，其中不合理的是（ ）
A.设置清水组作为空白对照
B.将2，4-D浓度作为自变量
C.将枝条生根的数量及生根的长度作为因变量
D.随机选择生长状况不同的枝条作为实验材料
2.（2025·安徽高考2题）关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验，下列叙述错误的是（ ）
A.用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
B.调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验
C.用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度
D.同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关
【挖掘拓展】
1.实验设计程序
2.实验操作步骤
【对点即练】
1.（2025·山东二模）GR24是一种植物生长调节剂。为了研究GR24对侧枝生长发育的影响，科研人员将生长状况相同的侧枝分为四组，分别使用清水、等量且适宜浓度的GR24、NAA、NAA与GR24混合液处理，并在相同且适宜的条件下培养一段时间，测量并比较侧枝的伸长长度，结果如图。下列说法正确的是（ ）
A.GR24是植物体内产生的对生命活动起调节作用的微量有机物
B.进行实验处理时，NAA应该处理侧枝形态学上端
C.单独使用GR24和NAA对侧枝生长发育都具有显著作用
D.GR24的作用机理是通过抑制NAA的作用，抑制侧枝生长
2.（2025·江西模测）褪黑素（MT）是一种有效的抗氧化剂，其与脱落酸（ABA）都是种子萌发的调控因子。科学家以拟南芥种子为材料进行了有关实验研究，获得的实验结果如图所示。下列叙述不正确的是（ ）
A.该实验的自变量为调控因子的种类和处理时间，因变量为种子发芽率
B.MT和ABA均能抑制种子萌发
C.MT和ABA经不同信号传导途径，可调节相关基因的表达，调控种子萌发
D.MT和ABA能抑制细胞分裂，促进叶和果实的发育与脱落，维持种子休眠
命题点2 对照实验的设计、分析与评价
【高考例证】
一、对照实验的设计与分析
（一）与单因子变量实验相关的试题
1.（2024·贵州高考9题）矮壮素可使草莓植株矮化，提高草莓的产量。科研人员探究了不同浓度的矮壮素对草莓幼苗的矮化和地上部鲜重，以及对果实总产量的影响，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.矮壮素是从植物体提取的具有调节作用的物质
B.种植草莓时，施用矮壮素的最适浓度为400 mg/L
C.一定范围内，随浓度增加，矮壮素对草莓幼苗的矮化作用减弱
D.一定浓度范围内，果实总产量与幼苗地上部鲜重变化趋势相近
思维路径
本题为单自变量、多因变量的典型试题，对实验结果的分析是解答本题的关键。图示中的关键信息及承载的主要考点如下：
自变量（矮壮素浓度） 因变量
株高 植株地上部鲜重 植株的总产量
0～200 mg/L 株高随浓度升高而减小 鲜重随浓度升高而增大 总产量随浓度升高而增大
200～400 mg/L 株高随浓度升高而几乎不变 鲜重随浓度升高而降低 总产量随浓度升高而降低
备注 — 过高作用时具有抑制效应，说明其作用具有浓度较低时促进生长，浓度过高时则会抑制生长 —
【挖掘拓展】
解答与对照实验相关的问题时，必须明确实验的目的，自变量的类型、数目与施加；因变量的描述与测量，无关变量的控制，明确各变量之间的关系（如图）。
只涉及单自变量、单因变量的对照实验的设计与分析的试题最常见，也是解答多自变量试题的基础。本实验中，矮壮素浓度的不同是自变量，且是单一变量；株高、植株地上部分的鲜重、单株的总产量是因变量；在相同的适宜条件下进行实验、幼苗的随机均分等属于无关变量。
（二）与多因子变量实验相关的试题
2.（2022·海南高考14题）机体内血糖浓度受多种激素共同调节。某实验小组探究了三种激素单独或联合作用调节血糖的效应，实验前血糖浓度为5.0 mmol/L，血糖浓度随激素处理时间的变化如图。下列有关叙述正确的是（ ）
A.激素单独作用时，0.5 h内升高血糖最快的激素是肾上腺素
B.3 h时，三种激素联合作用升高血糖的效应大于各自效应的总和
C.肾上腺素和胰高血糖素对血糖的调节作用表现出相抗衡的关系
D.血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节，不受甲状腺激素调节
思维路径
从图中提取信息并整合信息，即对实验结果进行分析与运用，是解答本题的关键。关键信息及结论如下：
组别 激素 血糖浓度随处理时间的变化 实验结果
第1组 单独使用皮质醇做处理 血糖浓度几乎无变化；处理3 h时血糖浓度升高至5.2 mmol/L 用激素处理后，在0.5 h内促进血糖浓度升高的效应由大到小依次是：①3种激素的混合使用、胰高血糖素单独使用、肾上腺素的单独使用、皮质醇的单独使用； ②3种激素的使用均能使血糖浓度升高，在作用上具有协同效应； ③单独使用一种激素的作用效应小于3种激素的混合使用
第2组 单独使用肾上腺素做处理 在处理后的3 h内，血糖浓度逐渐升高至6.9 mmol/L，处理3 h后保持相对稳定
第3组 单独使用胰高血糖素做处理 在处理后的0.5 h内，血糖浓度逐渐升高，在处理后的0.5～3 h间逐渐下降至5.7 mmol/L
第4组 3种激素联合作用做处理 处理后，血糖浓度持续升高；在处理后的3 h内升高至12.8 mmol/L
【挖掘拓展】
该对照实验涉及多个自变量，即某一种激素单独作用＋时间、3种激素联合作用＋时间，因变量为激素处理后血糖浓度随时间的变化。这一类实验的自变量是相互独立的、并列的、平行的，没有主次之分，各自的作用效应可存在差异，可通过实验测定某一自变量的作用效应（主效应），也可通过实验检测两个或多个自变量的共同作用效应（自变量间的交互效应），如某一种植物激素（或某种物质）的作用和多种激素（多种物质）的共同作用的相关实验，相应的作用模型如图所示。
这类实验常见的名称为“探究（或验证）自变量1、自变量2等自变量对因变量的影响”，或“测定影响因变量的因素及各自变量间的相互作用”。作答时，可直接拆分转化为独立探究（或验证）每个自变量与因变量关系的子实验，然后再对各子实验进行综合分析而得出结论。
【对点即练】
（2025·山东一模）JA和乙烯是植物生长过程中的重要激素，为探究盐胁迫下JA和乙烯对胚根生长的影响，研究者按下表分组处理萌发的水稻种子，①组加入等量的清水，②～⑦组加入等量等浓度的NaCl溶液，结果如下。下列说法错误的是（ ）
组别 胚根长度（cm）
①对照组1 9.01
②对照组2 8.02
③乙烯组 4.80
④乙烯＋JA合成抑制剂 8.02
⑤JA组 4.80
⑥JA＋乙烯合成抑制剂 4.81
⑦乙烯＋JA组 3.92
A.在盐胁迫条件下，JA和乙烯对水稻胚根生长均有抑制作用
B.在盐胁迫条件下，JA和乙烯在抑制水稻胚根生长过程中具有协同作用
C.乙烯合成抑制剂对JA导致的水稻胚根生长抑制几乎无缓解作用
D.JA最可能通过促进乙烯的合成间接抑制水稻胚根生长
二、对照实验的完善与评价
（2021·广东高考19题节选）人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠（有尿酸氧化酶）灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组。一段时间后检测相关指标，结果见如图。
（1）与空白对照组（灌服生理盐水的正常实验大鼠）相比，模型组的自变量是 ，与其他两组比较，设置模型组的目的是 。
（2）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是 ，
减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，具体为
。
【挖掘拓展】
1.实验思路与实验步骤书写技巧的比较
2.预测探究性实验结果与结论的叙写模型
①若“因变量的检测结果……”，则“自变量”对“因变量”有促进作用。
②若“因变量的检测结果……”，则“自变量”对“因变量”有抑制作用。
③若“因变量的检测结果……”，则“自变量”对“因变量”无影响。
3.正确分析评价和完善实验设计方案
【对点即练】
（2025·浙江三模）某同学查阅资料得知动物心脏收缩受迷走神经和交感神经的共同支配，且安静状态下心脏的搏动主要受迷走神经的控制。为验证心脏收缩的神经支配情况，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：实验蛙、心搏测定仪、任氏液、刺激电极、麻醉剂、阿托品、手术剪等。
（要求与说明：迷走神经末梢释放乙酰胆碱；阿托品为乙酰胆碱阻断剂；迷走交感神经干是迷走神经和交感神经混合而成的神经干，刺激神经干迷走神经的作用效应强于交感神经；答题时对实验蛙的手术过程不作具体要求）
（1）完善实验思路：
①麻醉和固定实验蛙，分离其颈部迷走交感神经干，暴露心脏，心脏的心室插入蛙心套管（供灌流用），并与心搏检测仪连接，测定心搏活动，并记录。在实验过程中，随时用 湿润神经。
②用适宜强度电刺激迷走交感神经干，测定心搏活动，并记录。
③用蘸有 的脱脂棉球包裹蛙心，5 min后 。
④ 。
⑤数据统计分析。
（2）预测实验结果：（步骤①实验结果如图所示，请在图中补充步骤②、③、④实验结果，并标上处理方式）。
（3）分析和讨论
①根据以上信息判断心肌细胞产生兴奋是否需要刺激 （填“需要”“不需要”或“无法确定”）。
②神经是由很多 被结缔组织包裹起来的结构。
③上述实验说明迷走神经和交感神经对心脏搏动的效应是 。
迷走神经与交感神经对同一器官的作用效应都是这种关系，其意义是
。
微专题14 实验与探究
【核心知识·真题化梳理】
一、课程标准中要求的实验
1.（1）× （2）× （3）√ （4）√ （5）√ （6）√ （7）×
（8）× （9）√ （10）×
2.提示：叶绿体中的色素易溶于无水乙醇
二、科学史科研实验
1.（1）√ （2）× （3）× （4）×
2.提示：C18O2 线粒体基质；丙酮酸与水
【命题要点·深挖式拓展】
命题点1 基础实验的原理和方法
高考例证
一、观察类实验
B 该实验的实验目的是探究新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率，因此该实验的自变量有黑藻叶龄及同一叶片的不同区域，A正确；新叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高，原因是新叶比老叶细胞代谢旺盛，而细胞代谢越旺盛，细胞内结合水与自由水的比值越低，B错误；选择新鲜的叶片，在适宜的温度和光照强度下，黑藻细胞质的流动速率较快，实验容易取得成功，C正确；观察细胞质的流动时，常以细胞质基质中叶绿体的运动作为标志，D正确。
对点即练
1.C 制作观察植物细胞有丝分裂临时装片的流程为解离→漂洗→染色→制片，A错误；有丝分裂中期，染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板上，染色体形态比较稳定，数目比较清晰，是观察染色体形态和数目的最佳时期，而不是前期，B错误；从图中可以看出，芦笋体细胞中含有20条染色体，其为二倍体生物，含有2个染色体组，所以一个染色体组含有10条非同源染色体，C正确；四分体是减数分裂过程中同源染色体两两配对形成的结构。已知芦笋体细胞中含有20条染色体，即10对同源染色体，所以芦笋花粉母细胞减数分裂时可形成10个四分体，D错误。
2.D 质壁分离实验中，用蔗糖溶液处理后需要等待一段时间（约1分钟）让细胞充分发生质壁分离，再观察现象，而非立即观察，A错误；鉴定脂肪时，苏丹Ⅲ染色后的花生子叶切片先在低倍镜下观察，然后转换用高倍显微镜观察到橘黄色颗粒，B错误；观察黑藻细胞叶绿体时，为了使叶片保持有水的状态，需在载玻片上滴加清水后放置黑藻小叶片再加盖玻片，C错误；色素溶于无水乙醇，提取叶绿体色素时加入无水乙醇用于溶解色素，质壁分离自动复原说明细胞仍存活，D正确。
二、物质提取与鉴定类实验
D 酶具有专一性，淀粉酶不能水解蔗糖，蔗糖属于非还原性糖，加入斐林试剂后不会反应生成砖红色沉淀，A错误；双缩脲试剂的A液成分是NaOH，没有颜色，B液成分是CuSO4，呈淡蓝色，混合后与蛋白质结合，发生化学反应形成了紫色络合物，B错误；苏丹Ⅲ是一种脂溶性染料，当含有脂肪的生物组织与苏丹Ⅲ染液接触时，苏丹Ⅲ会将脂肪染成橘黄色，该过程没有发生化学反应，C错误；重铬酸钾是一种强氧化剂，在酸性条件下可以将酒精或葡萄糖氧化，溶液由橙色变为灰绿色，D正确。
对点即练
1.A 样品处理时需加入无水乙醇、CaCO3等，无水乙醇的作用是溶解和提取色素，CaCO3的作用是防止叶绿素被酸破坏，A错误；叶绿素a和叶绿素b在不同波长下的吸收特性不同，通过测量样品在不同波长下的吸光度，可计算出叶绿素的含量，B正确；利用相似相溶原理将水溶性的花青素滤掉再进行高效液相色谱法分离，可避免花青素的干扰，使色素分离更高效，C正确；根据HPLC的原理可知，色素的分子大小、性质不同均会影响其分离的速度及在色谱柱中保留的时间，D正确。
2.D 双缩脲试剂鉴定的是肽键，因此能鉴定多肽和蛋白质，但不能用于氨基酸的鉴定，A错误；斐林试剂可用于还原性糖的鉴定，蔗糖不属于还原性糖，B错误；粗提取的DNA中加入二苯胺后水浴加热呈现蓝色，不需要用显微镜观察，C错误；酸性重铬酸钾溶液可用于酒精的鉴定，若溶液颜色由橙色变为灰绿色，说明可能有酒精产生，D正确。
三、调查类实验
A 调查期间种群增长速率可以用曲线斜率表示，图中猕猴测量值在调查期间几乎呈“J”形增长，曲线的斜率逐渐增大，但由于环境资源等有限，故猴群的种群增长率不会一直增加，A错误；游客投喂减少了猴群对食物等的竞争，降低了园区内猴群的环境阻力，B正确；投喂使猴群数量增加，超过园区的环境容纳量，可能导致外溢，C正确；游客投喂食物，猕猴种群数量不会受到食物的制约，降低种群密度对猴群数量的制约作用，D正确。
对点即练
1.B “一块草地上所有蒲公英的数量”指的是种群的个体数量，不符合种群密度的概念，A错误；样方法适用于活动范围小和活动能力弱的动物，该方法包括五点取样法、等距取样法等。蜗牛活动能力范围小且活动能力弱，同时该菠菜地形为20 m×30 m，接近于正方形而非狭长地形，故选择五点取样法较为适宜，B正确；标记重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动物，而土壤中蚯蚓属于活动能力弱和活动范围小的对象，因此不适于用标记重捕法，C错误；“高度保守的毛色控制基因”指的是具有高度相似性或同一性的核苷酸序列，进行扩增后无法准确区分DNA的来源，故选择高度保守的毛色基因无法获得大熊猫种群的数量信息，D错误。
2.B 野茶种群数量调查采用的是样方法，取样时要做到随机取样，A正确；野茶的径级分为6级，Ⅰ级和Ⅱ级为幼苗和幼树，共计1 301棵，Ⅲ级和Ⅳ级为中树，Ⅴ级为大树，共计185棵，Ⅵ级为老树，共计3棵，由此可见，野茶种群的年龄结构为增长型，将来一段时间数量会增长，B错误；野茶种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响，C正确；吊罗山区域幼苗10棵，幼树15棵，与其他区域相比，数量少，需要加强幼苗和幼树的保护，确保其向大胸径个体转化，D正确。
四、模拟与模型构建类
C 绿豆和黄豆大小不同，被抓取的概率不同，为保证被抓取的概率相同，实验一中不可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子，A错误；着丝粒分裂并非纺锤丝牵引所致，B错误；用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键，C正确；实验一中，需另加一桶，桶内添加代表另一对等位基因的彩球，可模拟两对等位基因的自由组合，D错误。
对点即练
1.C 男性群体的患病率为19％，正常（bb）的概率为81％，则隐性基因（b）的概率为90％，显性基因（B）的概率为10％，故甲乙信封中的B与b卡片数之比为1∶9，A正确；由于人群中B＝10％，b＝90％，完善模型后，重复多次实验，出现Bb组合约为2×10％×90％＝18％，B正确；若要模拟基因的分离和自由组合定律，模拟的个体的基因型应该为BbDd，则甲、丙两个信封中B、b和D、d的比例应均为1∶1，但甲信封中B、b的比例为1∶9，C错误；两个小桶各装入等大、质地相同的小球代表B、b更有利于充分混合，减少误差，D正确。
2.A 来源相同的细胞中所含基因是相同的，分化程度不同的细胞只是选择表达的基因不同。因此，在模拟分化成不同细胞的过程中，用到的卡纸数量相同，但模拟不同细胞的过程中位于正面的卡纸数不同，A错误；红细胞具有合成血红蛋白和ATP合成酶的功能，依题意，卡纸的正面打印基因表达，故在模拟分化为红细胞时，代表血红蛋白基因和ATP合成酶基因的卡片应呈现正面，B正确；细胞中基因分两类：一类是在所有细胞中都表达的基因，另一类是只在某类细胞中特异性表达的基因。因此，有些卡纸只在模拟分化成特定细胞时呈正面，有些卡片在模拟分化成多种细胞时呈正面，C正确；肌肉细胞和胰岛B细胞都会合成ATP，故模拟ATP合成酶基因的卡纸在两次模拟中都呈正面。肌肉细胞和胰岛B细胞都不合成血红蛋白，故模拟血红蛋白基因的卡纸在两次模拟中都呈反面，D正确。
五、实验原理和技术方法类
1.B 稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌，A正确；在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，B错误；马铃薯顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，所以可以选取马铃薯茎尖进行组织培养获得脱毒苗，C正确；不同的限制酶识别的DNA序列一般不同，但使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端，D正确。
2.B 电子显微镜的发明是在细胞学说提出之后，细胞学说的提出主要基于光学显微镜的观察和研究，A错误；差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来，促进对细胞器的认识，B正确；光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究，而花期控制技术更多地涉及植物激素、环境因素等方面的知识，光合作用的解析与花期控制技术的成熟关系不大，C错误；PCR技术的发明并非直接由于RNA聚合酶的发现，PCR技术的关键在于热稳定的DNA聚合酶的应用，D错误。
对点即练
1.A 研究过氧化氢在不同条件下的分解是对照实验，A错误；用15N和14N区分亲代DNA分子和子代DNA分子的方法研究DNA半保留复制方式运用同位素标记法，B正确；艾弗里进行肺炎链球菌转化实验时，实验组分别加蛋白酶、脂肪酶等酶，运用了“减法原理”得出DNA是转化因子，C正确；细胞膜结构模型的探索中科学家根据已有知识和各种实验现象提出了解释细胞膜流动性的假说，用到了提出假说这一科学方法，D正确。
2.A 用14C标记的CO2探明了光合作用中碳的转移途径，用含15N的培养液培养大肠杆菌证明了DNA的半保留复制方式，15N不具有放射性，不能检测同位素放射性，A错误；DNA双螺旋结构的发现和研究某种群“J”形增长规律都采用了模型建构法，前者构建的是物理模型，后者构建的是数学模型，B正确；在探究酵母菌呼吸方式时，利用了有氧和无氧的两组实验装置进行对比实验，常用“梯度法”来探究酶的最适温度（或pH），设计实验时需设置一系列不同温度（或pH）的实验组进行相互对比，C正确；人为去除某种影响因素的称为“减法原理”，沃泰默切除通向狗小肠的神经，用稀盐酸刺激小肠探究胰液分泌的实验利用了“减法原理”，D正确。
六、验证及探究类实验
1.D 探究促进百香果健壮枝条生根的最适2，4-D浓度，设置清水组作为空白对照是合理的，这样可以对比出不同浓度的2，4-D对枝条生根的影响，A正确；本实验是探究促进百香果健壮枝条生根的最适2，4-D浓度，所以将2，4-D浓度作为自变量是正确的做法，通过设置不同的2，4-D浓度来观察对生根的影响，B正确；枝条生根的数量及生根的长度是我们想要观察的因变量，通过不同浓度的2，4-D处理后，观察这些因变量的变化从而得出最适浓度，C正确；实验中应该随机选取生长状况相同的枝条作为实验材料，这样可以排除枝条本身生长状况不同对实验结果的干扰，如果选取生长状况不同的枝条，会使实验结果不准确，D错误。
2.C 打孔时避开大的叶脉是因为叶脉中没有叶绿体，而光合作用主要在叶肉细胞的叶绿体中进行，所以为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉，A正确；调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离相当于在控制实验的自变量——光照强度，以进行对比实验，B正确；实际光合作用强度即总光合作用强度，指净光合作用强度＋呼吸作用强度，只测出光照时O2浓度变化无法计算出实际光合作用强度，C错误；烧杯中叶圆片上浮的速度与光合作用的强度有关，即与光照强度不同有关，D正确。
对点即练
1.B GR24是植物生长调节剂，而非植物体内合成的植物激素。植物生长调节剂是人工合成的具有调节作用的化学物质，A错误；NAA（生长素类似物）的运输具有极性运输特点，因此处理侧枝时应作用于形态学上端，以确保其向下运输并发挥作用，B正确；由实验结果可知，单独使用GR24对侧枝生长几乎不起作用，C错误；单独使用GR24对侧枝生长几乎不起作用，单独使用NAA对侧枝生长起抑制作用，据此推测GR24影响侧枝生长的作用机理是通过促进NAA的作用进而抑制侧枝生长，D错误。
2.D 自变量是实验中人为改变的变量，因变量是随着自变量变化而变化的变量。在该实验中，不同的调控因子（MT、ABA、ABA＋MT）以及不同的处理时间是人为设置改变的，所以自变量为调控因子的种类和处理时间；而种子发芽率是随着调控因子种类和处理时间的变化而变化的，所以因变量为种子发芽率，A正确；由图可知，MT处理、ABA处理分别与对照组相比，发芽率均降低，说明MT和ABA对拟南芥种子的萌发均具有抑制作用，B正确；MT和ABA都是种子萌发的调控因子，经不同信号传导途径，可调节相关基因的表达，调控种子萌发，C正确；ABA能抑制细胞分裂、维持种子休眠，促进叶和果实的衰老与脱落，而非“发育与脱落”；且题干未提及MT有这些功能，D错误。
命题点2 对照实验的设计、分析与评价
高考例证
一、对照实验的设计与分析
（一）与单因子变量实验相关的试题
1.D 矮壮素是人工合成的具有调节作用的物质，不是从植物体提取的，A错误；由图可知，施用矮壮素的最适浓度不是400 mg/L，应该在200 mg/L左右，B错误；由图可知，一定范围内，随浓度增加，矮壮素对草莓幼苗的矮化作用先增强后减弱，C错误；从图中可以看出，在一定浓度范围内，果实总产量与幼苗地上部鲜重的变化趋势较为相近，D正确。
（二）与多因子变量实验相关的试题
2.B 据图分析，激素单独作用时，0.5 h内升高血糖最快的激素是胰高血糖素，A错误；3 h时，三种激素联合作用升高血糖的效应为12.8－5.0＝7.8（mmol/L），三种激素各自效应的总和为（6.9－5.0）＋（5.7－5.0）＋（5.2－5.0）＝2.8（mmol/L），前者明显大于后者，B正确；肾上腺素和胰高血糖素都能升高血糖，二者在调节血糖方面表现出协同作用，C错误；实验结果可证明血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节，但实验结果不能证明血糖浓度不受甲状腺激素调节，D错误。
对点即练
D 由表中①②③⑤组可知，JA和乙烯对水稻胚根生长均有一定的抑制作用，A正确；由①②③⑤⑦组可知，JA和乙烯在抑制胚根生长过程中具有协同作用，B正确；由⑤⑥组可知，乙烯合成抑制剂对JA导致的水稻胚根生长抑制几乎无缓解作用，C正确；结合表中数据可推测乙烯是通过促进JA的合成间接抑制胚根生长，D错误。二、对照实验的完善与评价
（1）（有无）尿酸氧化酶抑制剂 和对照组相比，确定模型制备是否成功；和治疗组相比，说明治疗效果如何
（2）F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达（或F减少了URAT1和GLUT9的含量） 高尿酸血症大鼠灌服E
对点即练
（1）①任氏液 ③阿托品 用相等强度电刺激迷走交感神经干，测定心搏活动，并记录 ④剪断迷走交感神经干，测定心搏活动，并记录
（2）
（3）①不需要 ②神经纤维 ③相互拮抗（或拮抗作用） 可以使机体对外界刺激作出更精确的反应，使机体更好地适应环境的变化
解析：（1）①在实验过程中，随时用任氏液湿润神经，以维持神经细胞的正常生活环境，保证神经的正常功能。②用适宜强度电刺激迷走交感神经干，测定心搏活动并记录。由于迷走神经干的作用效应强于交感神经，且迷走神经使心脏活动减弱，所以预期心搏频率下降。③用蘸有阿托品的脱脂棉球包裹蛙心，5 min后测定心搏活动并记录。阿托品为乙酰胆碱阻断剂，可阻断迷走神经末梢释放的乙酰胆碱对心脏的作用，使迷走神经对心脏的抑制作用减弱或消失，预期心搏频率会有所上升。用相等强度电刺激迷走交感神经干，测定心搏活动并记录。此时由于阿托品阻断了乙酰胆碱的作用，迷走神经的效应无法发挥，而交感神经的作用相对凸显，预期心搏频率会进一步上升。④剪断迷走交感神经干，测定心搏活动，并记录。剪断神经干，失去两者作用后，由于心肌有自主节律性，在没有神经支配下即它们可以自发地产生收缩，即离体的心脏具有收缩现象，而不需要外部神经的刺激。因此，比刺激交感神经下收缩减弱但比有迷走神经抑制下强。（2）根据第一小问的实验结果可将图补充完整（图见答案）。（3）①根据以上信息判断心肌细胞产生兴奋不需要刺激。②神经是由很多神经纤维被结缔组织包裹起来的结构。神经纤维是神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘组成的。③上述实验说明迷走神经和交感神经对心脏搏动的效应是拮抗的。迷走神经使心脏活动减弱，交感神经使心脏活动增强。迷走神经与交感神经对同一器官的作用效应都是这种拮抗关系，其意义是使机体对环境的变化作出更精确的反应，使机体更好地适应环境的变化。例如，在安静状态下，迷走神经占优势，使心脏活动减弱，以节省能量；在运动或应激状态下，交感神经占优势，使心脏活动增强，以满足机体对氧气和营养物质的需求。
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微专题14 实验与探究
目录
核心知识·真题化梳理
命题要点·深挖式拓展
跟踪检测·巩固中提升
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核心知识·真题化梳理
一、课程标准中要求的实验
1. 判断下列有关教材基础实验表述的正误。
（1）（2022·北京卷）探究温度对酶活性的影响时，在室温下将淀粉溶液
与淀粉酶溶液混匀后，在设定温度下保温。 （ × ）
（2）（2022·河北卷）通气培养的酵母菌液过滤后，滤液加入重铬酸钾浓
硫酸溶液后变为灰绿色。 （ × ）
（3）（2025·山东卷）无水乙醇可用加入适量无水碳酸钠的95％乙醇替代。 （ √ ）
×
×
√
（4）（2025·黑吉辽蒙卷）分离菠菜叶中的色素时，因层析液有挥发性，
需在通风好的条件下进行。 （ √ ）
（5）（2023·山东卷）果酒的家庭制作与啤酒的工业化生产，都需要一定
的有氧环境供发酵菌种繁殖。 （ √ ）
（6）（2025·河南卷）以谷物为原料酿造食醋和黄酒时，伴有pH下降和气
体产生。 （ √ ）
（7）（2025·江苏卷）连续划线时，接上次划线的起始端开始划线。
（ × ）
（8）（2024·河北卷）将配制的酵母培养基煮沸并冷却后，在酒精灯火焰
旁倒平板。 （ × ）
√
√
√
×
×
（9）（2025·河北卷）在提取的DNA溶液中加入二苯胺试剂，沸水浴后观
察颜色以鉴定DNA。 （ √ ）
（10）（2024·安徽卷）将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测
溶液中是否含有蛋白质杂质。 （ × ）
√
×
2. （2023·浙江卷1月选考23题节选）叶片叶绿素含量测定时，可先提取叶
绿体色素，再进行测定。提取叶绿体色素时，选择乙醇作为提取液的依据
是 。
叶绿体中的色素易溶于无水乙醇
二、科学史科研实验
1. 判断下列关于科学史实验表述的正误。
（1）（2023·辽宁卷）科学家根据对部分植物细胞观察的结果，得出“植
物细胞都有细胞核”，该结论的得出运用了归纳法。 （ √ ）
（2）（2024·贵州卷）注射加热致死的S型肺炎链球菌，小鼠不死亡，原因
是S型肺炎链球菌的DNA被破坏。 （ × ）
（3）（2024·甘肃卷）肺炎链球菌体外转化实验中，利用自变量控制的
“加法原理”，将“S型菌DNA＋DNA酶”加入R型活菌的培养基中，结
果证明DNA是转化因子。 （ × ）
√
×
×
（4）（2024·贵州卷）单侧光照射，胚芽鞘向光弯曲生长，说明胚芽鞘尖
端产生生长素。 （ × ）
×
2. （必修1 P102～103“思考·讨论”拓展）在鲁宾和卡门的实验中，给小
球藻植物提供 O＋C16O2，在相同的适宜的温度、光照等条件下，该植
物释放的含18O的气体有氧气和 （甲），甲的产生场所及反应物
是 。
C18O2
线粒体基质；丙酮酸与水
命题要点·深挖式拓展
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命题点1 基础实验的原理和方法
【高考例证】
一、观察类实验
（2024·湖南高考8题）以黑藻为材料探究影响细胞质流动速率的因素，实
验结果表明新叶、老叶不同区域的细胞质流动速率不同，且新叶比老叶每
个对应区域的细胞质流动速率都高。下列叙述错误的是（ ）
A. 该实验的自变量包括黑藻叶龄及同一叶片的不同区域
B. 细胞内结合水与自由水的比值越高，细胞质流动速率越快
C. 材料的新鲜程度、适宜的温度和光照强度是实验成功的关键
D. 细胞质中叶绿体的运动速率可作为细胞质流动速率的指标
√
解析： 该实验的实验目的是探究新叶、老叶不同区域的细胞质流动速
率，因此该实验的自变量有黑藻叶龄及同一叶片的不同区域，A正确；新
叶比老叶每个对应区域的细胞质流动速率都高，原因是新叶比老叶细胞代
谢旺盛，而细胞代谢越旺盛，细胞内结合水与自由水的比值越低，B错
误；选择新鲜的叶片，在适宜的温度和光照强度下，黑藻细胞质的流动速
率较快，实验容易取得成功，C正确；观察细胞质的流动时，常以细胞质
基质中叶绿体的运动作为标志，D正确。
【挖掘拓展】
1. 观察类实验一般操作流程
2. 比较五个显微观察类实验
【对点即练】
1. （2025·北京一模）研究人员观察芦笋根尖细胞的有丝分裂并对染色体
进行分析，结果如图。下列叙述正确的是（ ）
A. 制作临时装片的流程为解离→染色→漂洗→制片
B. 观察到有丝分裂前期细胞染色体形态结构最清晰
C. 芦笋的一个染色体组含有10条非同源染色体
D. 芦笋花粉母细胞减数分裂可形成20个四分体
√
解析： 制作观察植物细胞有丝分裂临时装片的流程为解离→漂洗→染
色→制片，A错误；有丝分裂中期，染色体的着丝粒整齐地排列在赤道板
上，染色体形态比较稳定，数目比较清晰，是观察染色体形态和数目的最
佳时期，而不是前期，B错误；从图中可以看出，芦笋体细胞中含有20条
染色体，其为二倍体生物，含有2个染色体组，所以一个染色体组含有10
条非同源染色体，C正确；四分体是减数分裂过程中同源染色体两两配对
形成的结构。已知芦笋体细胞中含有20条染色体，即10对同源染色体，所
以芦笋花粉母细胞减数分裂时可形成10个四分体，D错误。
2. （2025·江苏苏州三模）下列有关高中生物实验的叙述，正确的是（ ）
A. 质壁分离实验中，用蔗糖溶液处理紫色洋葱表皮细胞后需立即用显微
镜观察其动态变化
B. 鉴定脂肪时，苏丹Ⅲ染色后的花生子叶切片可直接用高倍显微镜观察到
橘黄色颗粒
C. 观察黑藻细胞叶绿体时，需在载玻片上滴加生理盐水后放置黑藻小叶片
再加盖玻片
D. 提取叶绿体色素时加入无水乙醇用于溶解色素，质壁分离自动复原说
明细胞仍存活
√
解析： 质壁分离实验中，用蔗糖溶液处理后需要等待一段时间（约1分
钟）让细胞充分发生质壁分离，再观察现象，而非立即观察，A错误；鉴
定脂肪时，苏丹Ⅲ染色后的花生子叶切片先在低倍镜下观察，然后转换用
高倍显微镜观察到橘黄色颗粒，B错误；观察黑藻细胞叶绿体时，为了使
叶片保持有水的状态，需在载玻片上滴加清水后放置黑藻小叶片再加盖玻
片，C错误；色素溶于无水乙醇，提取叶绿体色素时加入无水乙醇用于溶
解色素，质壁分离自动复原说明细胞仍存活，D正确。
二、物质提取与鉴定类实验
（2025·安徽高考4题）运用某些化学试剂可以检测生物组织中的物质或相
关代谢物。下列叙述正确的是（ ）
A. 蔗糖溶液与淀粉酶混合后温水浴，加入斐林试剂可反应生成砖红色沉淀
B. 淡蓝色的双缩脲试剂可与豆浆中的蛋白质结合，通过吸附作用显示紫色
C. 苏丹Ⅲ染液可与花生子叶中的脂肪结合，通过化学反应形成橘黄色
D. 橙色的酸性重铬酸钾溶液可与酒精或葡萄糖发生反应，变成灰绿色
√
解析： 酶具有专一性，淀粉酶不能水解蔗糖，蔗糖属于非还原性糖，加入斐林试剂后不会反应生成砖红色沉淀，A错误；双缩脲试剂的A液成分是NaOH，没有颜色，B液成分是CuSO4，呈淡蓝色，混合后与蛋白质结合，发生化学反应形成了紫色络合物，B错误；苏丹Ⅲ是一种脂溶性染料，当含有脂肪的生物组织与苏丹Ⅲ染液接触时，苏丹Ⅲ会将脂肪染成橘黄色，该过程没有发生化学反应，C错误；重铬酸钾是一种强氧化剂，在酸性条件下可以将酒精或葡萄糖氧化，溶液由橙色变为灰绿色，D正确。
【挖掘拓展】
1. 鉴定实验的操作流程
2. 归纳鉴定和提取类实验
【对点即练】
1. （2025·甘肃平凉模测）高效液相色谱法（HPLC）可以检测叶绿素含
量，原理是利用不同极性的溶剂对叶绿素各组分的溶解度不同，通过改变
流动相的极性，使叶绿素溶液流过色谱柱时实现成分分离，然后根据各组
分的吸光度，从而定量测定叶绿素的含量。流程包括：样品处理→色谱柱
和流动相选择→分光光度检测和定量计算。下列叙述错误的是（ ）
A. 样品处理时需加入无水乙醇、CaCO3等，目的是调节样液的pH
B. 吸光度大小是定量测定叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量的依据
C. 可利用相似相溶原理将水溶性的花青素过滤掉再进行液相色谱法分离
D. 色素分子大小、性质不同会影响其在色谱柱中的运动速度和保留时间
√
解析： 样品处理时需加入无水乙醇、CaCO3等，无水乙醇的作用是溶
解和提取色素，CaCO3的作用是防止叶绿素被酸破坏，A错误；叶绿素a和
叶绿素b在不同波长下的吸收特性不同，通过测量样品在不同波长下的吸
光度，可计算出叶绿素的含量，B正确；利用相似相溶原理将水溶性的花
青素滤掉再进行高效液相色谱法分离，可避免花青素的干扰，使色素分离
更高效，C正确；根据HPLC的原理可知，色素的分子大小、性质不同均会影响其分离的速度及在色谱柱中保留的时间，D正确。
2. （2025·辽宁模测）某些化学试剂能够使相关化合物产生特定颜色，可
根据呈现的颜色进行物质鉴定。下列物质鉴定的实验设计中，合理的是
（ ）
A. 双缩脲试剂可用于蛋白质、多肽或氨基酸的鉴定
B. 加入斐林试剂的蔗糖溶液在水浴加热的条件下可呈现砖红色沉淀
C. 粗提取的DNA经二苯胺染色后，显微镜下呈现蓝色
D. 酵母菌培养液的滤液中添加酸性重铬酸钾溶液，可用于酒精的鉴定
√
解析： 双缩脲试剂鉴定的是肽键，因此能鉴定多肽和蛋白质，但不能用于氨基酸的鉴定，A错误；斐林试剂可用于还原性糖的鉴定，蔗糖不属于还原性糖，B错误；粗提取的DNA中加入二苯胺后水浴加热呈现蓝色，不需要用显微镜观察，C错误；酸性重铬酸钾溶液可用于酒精的鉴定，若溶液颜色由橙色变为灰绿色，说明可能有酒精产生，D正确。
三、调查类实验
（2024·广西高考14题）为了研究游客投喂对某森林公园内野生猕猴种群数
量的影响，研究人员进行了跟踪调查，结果见图。下列关于游客投喂对猴
群的影响，叙述错误的是（ ）
A. 使猴群的种群增长率一直增加
B. 降低了园区内猴群的环境阻力
C. 使猴群数量增加，可能导致外溢
D. 降低种群密度对猴群数量的制约作用
√
解析： 调查期间种群增长速率可以用曲线斜率表示，图中猕猴测量值在调查期间几乎呈“J”形增长，曲线的斜率逐渐增大，但由于环境资源等有限，故猴群的种群增长率不会一直增加，A错误；游客投喂减少了猴群对食物等的竞争，降低了园区内猴群的环境阻力，B正确；投喂使猴群数量增加，超过园区的环境容纳量，可能导致外溢，C正确；游客投喂食物，猕猴种群数量不会受到食物的制约，降低种群密度对猴群数量的制约作用，D正确。
思维路径
从图示中提取、整合信息并结合种群的相关内容运用信息，做出判断，是
解答本题的基本路径与关键，解答路径如图所示。
【挖掘拓展】
调查类实验的比较
实验课题 调查对象 调查方法 统计方法
调查人群中某种遗传病的发病率 人群 汇总法 发病率＝患病人数÷被
调查人数×100％
调查某种遗传病的遗传方式 患者家系 绘制图表或系谱图进行
分析
实验课题 调查对象 调查方法 统计方法
种群密度的取样调查 活动能力强、活动范围大的动物 标记重捕法
植物或活动能力弱的动物 样方法 种群密度＝所有样方种群密度的平均值
土壤中小动物类群丰富度的研究 土壤中小动物 取样器取样法 记名计算法或目测估计法
【对点即练】
1. （2025·江苏二模）关于种群密度及其调查，下列叙述正确的是（ ）
A. 一块草地上所有蒲公英的数量就是这个蒲公英种群的种群密度
B. 调查面积为20 m×30 m菠菜地里蜗牛的种群密度时采用五点取样法较
为适宜
C. 用标记重捕法调查农田土壤动物蚯蚓的种群密度时需考虑标志物类型和
标志方法
D. 分析大熊猫粪便DNA中高度保守的毛色控制基因获得大熊猫种群的数
量信息
√
解析： “一块草地上所有蒲公英的数量”指的是种群的个体数量，不符合种群密度的概念，A错误；样方法适用于活动范围小和活动能力弱的动物，该方法包括五点取样法、等距取样法等。蜗牛活动能力范围小且活动能力弱，同时该菠菜地形为20 m×30 m，接近于正方形而非狭长地形，故选择五点取样法较为适宜，B正确；标记重捕法适用于活动能力强、活动范围大的动物，而土壤中蚯蚓属于活动能力弱和活动范围小的对象，因此不适于用标记重捕法，C错误；“高度保守的毛色控制基因”指的是具有高度相似性或同一性的核苷酸序列，进行扩增后无法准确区分DNA的来源，故选择高度保守的毛色基因无法获得大熊猫种群的数量信息，D错误。
2. （2025·辽宁模拟）某调查小组于2023年4月至12月在海南热带雨林国家
公园内共设置了36个20 m×20 m的样方（其中鹦哥岭24个、霸王岭5个、
黎母山4个、吊罗山3个），调查记录样方内的所有野茶个体，结果如下
表。有关叙述错误的是（ ）
径级 鹦哥岭 霸王岭 黎母山 吊罗山 总计
Ⅰ 547 131 176 10 864
Ⅱ 317 27 78 15 437
Ⅲ 118 12 13 0 143
Ⅳ 35 2 0 0 37
Ⅴ 3 2 0 0 5
Ⅵ 3 0 0 0 3
注：DBH为胸径，野茶的径级分为6级，Ⅰ级为幼苗（DBH＜1 cm）、Ⅱ级为
幼树（1 cm≤DBH＜5 cm）；Ⅲ级（5 cm≤DBH＜10 cm）和Ⅳ级（10
cm≤DBH＜15 cm）为中树的两个阶段；Ⅴ级为大树（15 cm≤DBH＜20
cm）；Ⅵ级为老树（DBH≥20 cm）
A. 利用样方法调查野茶种群数量时要做到随机取样
B. 该国家公园野茶种群数量在一段时间内会保持稳定
C. 野茶种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响
D. 与其他区域相比，吊罗山区域更需要加强幼苗和幼树保护，确保其能
向大胸径个体转化
√
解析： 野茶种群数量调查采用的是样方法，取样时要做到随机取样，A
正确；野茶的径级分为6级，Ⅰ级和Ⅱ级为幼苗和幼树，共计1 301棵，Ⅲ级
和Ⅳ级为中树，Ⅴ级为大树，共计185棵，Ⅵ级为老树，共计3棵，由此可
见，野茶种群的年龄结构为增长型，将来一段时间数量会增长，B错误；
野茶种群的数量变化受到阳光、温度、水等非生物因素的影响，C正确；
吊罗山区域幼苗10棵，幼树15棵，与其他区域相比，数量少，需要加强幼
苗和幼树的保护，确保其向大胸径个体转化，D正确。
四、模拟与模型构建类
（2024·湖北高考17题）模拟实验是根据相似性原理，用模型来替代研究对
象的实验。比如“性状分离比的模拟实验”（实验一）中用小桶甲和乙分
别代表植物的雌雄生殖器官，用不同颜色的彩球代表D、d雌雄配子；“建
立减数分裂中染色体变化的模型”模拟实验（实验二）中可用橡皮泥制作
染色体模型，细绳代表纺锤丝；DNA分子的重组模拟实验（实验三）中可
利用剪刀、订书钉和写有DNA序列的纸条等模拟DNA分子重组的过程。下
列实验中模拟正确的是（ ）
A. 实验一中可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配子
B. 实验二中牵拉细绳使橡皮泥分开，可模拟纺锤丝牵引使着丝粒分裂
C. 实验三中用订书钉将两个纸条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二
酯键
D. 向实验一桶内添加代表另一对等位基因的彩球可模拟两对等位基因的
自由组合
√
解析： 绿豆和黄豆大小不同，被抓取的概率不同，为保证被抓取的概
率相同，实验一中不可用绿豆和黄豆代替不同颜色的彩球分别模拟D和d配
子，A错误；着丝粒分裂并非纺锤丝牵引所致，B错误；用订书钉将两个纸
条片段连接，可模拟核苷酸之间形成磷酸二酯键，C正确；实验一中，需
另加一桶，桶内添加代表另一对等位基因的彩球，可模拟两对等位基因的
自由组合，D错误。
【挖掘拓展】
1. 模拟实验的含义及模型
在科学研究中，由于客观条件的限制，不允许或不能对研究对象直接进行
实际实验，为了取得对研究对象的认识，根据已有的事实经验和科学理
论，选定研究对象的替代物，模拟研究对象的实际情况，通过对替代物进
行实验，进一步认识研究对象，这种实验就是模拟实验。其中，实际存在
的研究对象叫作“原型”，而模拟的替代物叫作“模型”。
2. 模拟实验的过程
第一，选择合适的模拟实验方法；
第二，选择和建构研究对象（原型）的模型；
第三，将模型置于预定的研究环境中进行实验；
第四，将模拟实验的结果类推到原型上。
【对点即练】
1. （2025·广东广州高三阶段练习）某同学用标有B和b的卡片建立人群中
某常染色体显性遗传病的遗传模型，向甲（雄）、乙（雌）两个信封中均
放入若干B和b的卡片，随机从每个信封中取出一张卡片放在一起并记录，
记录后将卡片放回原信封内，重复多次。已知实验中男性群体的该病患者
占19％。下列叙述错误的是（ ）
A. 甲、乙信封中的B与b卡片数之比为1∶9
B. 重复多次实验，出现Bb组合的概率约为18％
C. 丙信封中放入若干D和d的卡片与甲信封共同实验，可以模拟基因的分
离和自由组合
D. 用两个小桶各装入等大、质地相同的小球代表B、b更有利于充分混
合，减少误差
√
解析： 男性群体的患病率为19％，正常（bb）的概率为81％，则隐性
基因（b）的概率为90％，显性基因（B）的概率为10％，故甲乙信封中的
B与b卡片数之比为1∶9，A正确；由于人群中B＝10％，b＝90％，完善模
型后，重复多次实验，出现Bb组合约为2×10％×90％＝18％，B正确；若
要模拟基因的分离和自由组合定律，模拟的个体的基因型应该为BbDd，则
甲、丙两个信封中B、b和D、d的比例应均为1∶1，但甲信封中B、b的比
例为1∶9，C错误；两个小桶各装入等大、质地相同的小球代表B、b更有
利于充分混合，减少误差，D正确。
2. （2024·江西九江一模）某生物兴趣小组进行了细胞分化的模拟活动：用四种不同颜色的卡纸分别代表四种基因（肌动蛋白基因、血红蛋白基因、胰岛素基因和ATP合成酶基因），卡纸的正面分别打印相应基因表达，对应的反面分别打印相应基因关闭。利用这些卡纸可以模拟表示分化成红细胞、肌肉细胞、胰岛B细胞时基因的执行情况。下列相关叙述不正确的是（ ）
A. 在模拟分化成不同细胞的过程中，用到的卡纸数量不同
B. 在模拟分化为红细胞时，代表血红蛋白基因和ATP合成酶基因的卡片应
呈现正面
C. 有些卡纸只在模拟分化成特定细胞时呈正面，有些卡片在模拟分化成多
种细胞时呈正面
D. 在分化为肌肉细胞和胰岛B细胞的两次模拟中，其中有一张卡纸都呈正
面，有一张卡纸都呈反面
√
解析： 来源相同的细胞中所含基因是相同的，分化程度不同的细胞
只是选择表达的基因不同。因此，在模拟分化成不同细胞的过程中，
用到的卡纸数量相同，但模拟不同细胞的过程中位于正面的卡纸数不
同，A错误；红细胞具有合成血红蛋白和ATP合成酶的功能，依题意，
卡纸的正面打印基因表达，故在模拟分化为红细胞时，代表血红蛋白
基因和ATP合成酶基因的卡片应呈现正面，B正确；细胞中基因分两
类：一类是在所有细胞中都表达的基因，另一类是只在某类细胞中特
异性表达的基因。因此，有些卡纸只在模拟分化成特定细胞时呈正
面，有些卡片在模拟分化成多种细胞时呈正面，C正确；肌肉细胞和胰岛B细胞都会合成ATP，故模拟ATP合成酶基因的卡纸在两次模拟中都呈正面。肌肉细胞和胰岛B细胞都不合成血红蛋白，故模拟血红蛋白基因的卡纸在两次模拟中都呈反面，D正确。
五、实验原理和技术方法类
1. （2024·贵州高考13题）生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利
完成实验的前提条件。下列叙述错误的是（ ）
A. 稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数
B. 进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割
C. 获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养
D. 使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端
√
解析： 稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品
中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌
落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推
测出样品中大约含有多少活菌，A正确；在进行胚胎分割时，应选择发育
良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，B错误；马铃薯顶端分生区附近（如茎
尖）的病毒极少，甚至无病毒，所以可以选取马铃薯茎尖进行组织培养获
得脱毒苗，C正确；不同的限制酶识别的DNA序列一般不同，但使用不同
的限制酶也能产生相同的黏性末端，D正确。
2. （2024·广东高考4题）关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列
叙述正确的是（ ）
A. 电子显微镜的发明促进细胞学说的提出
B. 差速离心法的应用促进对细胞器的认识
C. 光合作用的解析促进花期控制技术的成熟
D. RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明
√
解析： 电子显微镜的发明是在细胞学说提出之后，细胞学说的提出主
要基于光学显微镜的观察和研究，A错误；差速离心法可以通过不同的离
心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来，促进对细胞器的认
识，B正确；光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究，而
花期控制技术更多地涉及植物激素、环境因素等方面的知识，光合作用的
解析与花期控制技术的成熟关系不大，C错误；PCR技术的发明并非直接
由于RNA聚合酶的发现，PCR技术的关键在于热稳定的DNA聚合酶的应
用，D错误。
【挖掘拓展】
教材常用的实验方法
【对点即练】
1. （2024·贵州模拟预测）科学的实验方法推动了生物学的研究与发展。
下列有关教材实验所用方法或原理的叙述，错误的是（ ）
A. 通过对比实验研究过氧化氢在不同条件下的分解
B. 用同位素标记法研究DNA半保留复制方式
C. 艾弗里用减法原理研究肺炎链球菌的转化因子
D. 细胞膜结构模型的探索用到了提出假说这一科学方法
√
解析： 研究过氧化氢在不同条件下的分解是对照实验，A错误；用15N
和14N区分亲代DNA分子和子代DNA分子的方法研究DNA半保留复制方式
运用同位素标记法，B正确；艾弗里进行肺炎链球菌转化实验时，实验组
分别加蛋白酶、脂肪酶等酶，运用了“减法原理”得出DNA是转化因子，
C正确；细胞膜结构模型的探索中科学家根据已有知识和各种实验现象提
出了解释细胞膜流动性的假说，用到了提出假说这一科学方法，D正确。
2. （2025·天津模拟预测）下列关于实验方法的叙述，不正确的是（ ）
A. 光合作用中C的转移途径和证明DNA半保留复制实验的观察指标都是检
测同位素放射性
B. DNA双螺旋结构的发现和种群“J”形增长的研究都采用模型建构的方法
C. 探究酵母菌呼吸方式和探究酶的最适温度都采用了对比实验的探究方法
D. 切除通向狗小肠的神经，用稀盐酸刺激小肠探究胰液分泌，利用了
“减法原理”
√
解析： 用14C标记的CO2探明了光合作用中碳的转移途径，用含15N的培
养液培养大肠杆菌证明了DNA的半保留复制方式，15N不具有放射性，不
能检测同位素放射性，A错误；DNA双螺旋结构的发现和研究某种群“J”
形增长规律都采用了模型建构法，前者构建的是物理模型，后者构建的是
数学模型，B正确；在探究酵母菌呼吸方式时，利用了有氧和无氧的两组
实验装置进行对比实验，常用“梯度法”来探究酶的最适温度（或pH），
设计实验时需设置一系列不同温度（或pH）的实验组进行相互对比，C正
确；人为去除某种影响因素的称为“减法原理”，沃泰默切除通向狗小肠
的神经，用稀盐酸刺激小肠探究胰液分泌的实验利用了“减法原理”，D
正确。
六、验证及探究类实验
1. （2024·广西高考6题）百香果具有较高的经济价值，在广西多地种植，
赋能乡村振兴。为探究促进百香果健壮枝条生根的最适2，4-D浓度，某兴
趣小组提出实验方案，其中不合理的是（ ）
A. 设置清水组作为空白对照
B. 将2，4-D浓度作为自变量
C. 将枝条生根的数量及生根的长度作为因变量
D. 随机选择生长状况不同的枝条作为实验材料
√
解析： 探究促进百香果健壮枝条生根的最适2，4-D浓度，设置清水组
作为空白对照是合理的，这样可以对比出不同浓度的2，4-D对枝条生根的
影响，A正确；本实验是探究促进百香果健壮枝条生根的最适2，4-D浓
度，所以将2，4-D浓度作为自变量是正确的做法，通过设置不同的2，4-D
浓度来观察对生根的影响，B正确；枝条生根的数量及生根的长度是我们
想要观察的因变量，通过不同浓度的2，4-D处理后，观察这些因变量的变
化从而得出最适浓度，C正确；实验中应该随机选取生长状况相同的枝条
作为实验材料，这样可以排除枝条本身生长状况不同对实验结果的干扰，
如果选取生长状况不同的枝条，会使实验结果不准确，D错误。
2. （2025·安徽高考2题）关于“探究光照强度对光合作用强度的影响”实
验，下列叙述错误的是（ ）
A. 用打孔器打出叶圆片时，为保证叶圆片相对一致应避开大的叶脉
B. 调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离，以进行对比实验
C. 用化学传感器监测光照时O2浓度变化，可计算出实际光合作用强度
D. 同一烧杯中叶圆片浮起的快慢不同，可能与其接受的光照强度不同有关
√
解析： 打孔时避开大的叶脉是因为叶脉中没有叶绿体，而光合作用主
要在叶肉细胞的叶绿体中进行，所以为保证叶圆片相对一致应避开大的叶
脉，A正确；调节LED灯光源与盛有叶圆片烧杯之间的距离相当于在控制
实验的自变量——光照强度，以进行对比实验，B正确；实际光合作用强
度即总光合作用强度，指净光合作用强度＋呼吸作用强度，只测出光照时
O2浓度变化无法计算出实际光合作用强度，C错误；烧杯中叶圆片上浮的
速度与光合作用的强度有关，即与光照强度不同有关，D正确。
【挖掘拓展】
1. 实验设计程序
2. 实验操作步骤
【对点即练】
1. （2025·山东二模）GR24是一种植物生长调节
剂。为了研究GR24对侧枝生长发育的影响，科
研人员将生长状况相同的侧枝分为四组，分别使
用清水、等量且适宜浓度的GR24、NAA、NAA
与GR24混合液处理，并在相同且适宜的条件下
培养一段时间，测量并比较侧枝的伸长长度，结
果如图。下列说法正确的是（ ）
A. GR24是植物体内产生的对生命活动起调节作用的微量有机物
B. 进行实验处理时，NAA应该处理侧枝形态学上端
C. 单独使用GR24和NAA对侧枝生长发育都具有显著作用
D. GR24的作用机理是通过抑制NAA的作用，抑制侧枝生长
√
解析： GR24是植物生长调节剂，而非植物体内合成的植物激素。植物
生长调节剂是人工合成的具有调节作用的化学物质，A错误；NAA（生长
素类似物）的运输具有极性运输特点，因此处理侧枝时应作用于形态学上
端，以确保其向下运输并发挥作用，B正确；由实验结果可知，单独使用
GR24对侧枝生长几乎不起作用，C错误；单独使用GR24对侧枝生长几乎不
起作用，单独使用NAA对侧枝生长起抑制作用，据此推测GR24影响侧枝
生长的作用机理是通过促进NAA的作用进而抑制侧枝生长，D错误。
2. （2025·江西模测）褪黑素（MT）是一种有
效的抗氧化剂，其与脱落酸（ABA）都是种子
萌发的调控因子。科学家以拟南芥种子为材料
进行了有关实验研究，获得的实验结果如图所
示。下列叙述不正确的是（ ）
A. 该实验的自变量为调控因子的种类和处理时间，因变量为种子发芽率
B. MT和ABA均能抑制种子萌发
C. MT和ABA经不同信号传导途径，可调节相关基因的表达，调控种子萌发
D. MT和ABA能抑制细胞分裂，促进叶和果实的发育与脱落，维持种子休眠
√
解析： 自变量是实验中人为改变的变量，因变量是随着自变量变化而变化的变量。在该实验中，不同的调控因子（MT、ABA、ABA＋MT）以及不同的处理时间是人为设置改变的，所以自变量为调控因子的种类和处理时间；而种子发芽率是随着调控因子种类和处理时间的变化而变化的，所以因变量为种子发芽率，A正确；由图可知，MT处理、ABA处理分别与对照组相比，发芽率均降低，说明MT和ABA对拟南芥种子的萌发均具有抑制作用，B正确；MT和ABA都是种子萌发的调控因子，经不同信号传导途径，可调节相关基因的表达，调控种子萌发，C正确；ABA能抑制细胞分裂、维持种子休眠，促进叶和果实的衰老与脱落，而非“发育与脱落”；且题干未提及MT有这些功能，D错误。
命题点2 对照实验的设计、分析与评价
【高考例证】
一、对照实验的设计与分析
（一）与单因子变量实验相关的试题
1. （2024·贵州高考9题）矮壮
素可使草莓植株矮化，提高草
莓的产量。科研人员探究了不
同浓度的矮壮素对草莓幼苗的
矮化和地上部鲜重，以及对
果实总产量的影响，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 矮壮素是从植物体提取的具有调节作用的物质
B. 种植草莓时，施用矮壮素的最适浓度为400 mg/L
C. 一定范围内，随浓度增加，矮壮素对草莓幼苗的矮化作用减弱
D. 一定浓度范围内，果实总产量与幼苗地上部鲜重变化趋势相近
√
解析： 矮壮素是人工合成的具有调节作用的物质，不是从植物体提取
的，A错误；由图可知，施用矮壮素的最适浓度不是400 mg/L，应该在200
mg/L左右，B错误；由图可知，一定范围内，随浓度增加，矮壮素对草莓
幼苗的矮化作用先增强后减弱，C错误；从图中可以看出，在一定浓度范
围内，果实总产量与幼苗地上部鲜重的变化趋势较为相近，D正确。
思维路径
本题为单自变量、多因变量的典型试题，对实验结果的分析是解答本题的
关键。图示中的关键信息及承载的主要考点如下：
自变量（矮壮素浓度） 因变量 株高 植株地上部鲜重 植株的总产量
0～200 mg/L 株高随浓度升高而减小 鲜重随浓度升高而增大 总产量随浓度升高而增大
200～400 mg/L 株高随浓度升高而几乎不变 鲜重随浓度升高而降低 总产量随浓度升高而降低
备注 — 过高作用时具有抑制效应，说明其作用具有浓度较低时促进生长，浓度过高时则会抑制生长 —
【挖掘拓展】
解答与对照实验相关的问题时，必须
明确实验的目的，自变量的类型、数
目与施加；因变量的描述与测量，无
关变量的控制，明确各变量之间的关
系（如图）。
只涉及单自变量、单因变量的对照实验的设计与分析的试题最常见，也是
解答多自变量试题的基础。本实验中，矮壮素浓度的不同是自变量，且是
单一变量；株高、植株地上部分的鲜重、单株的总产量是因变量；在相同
的适宜条件下进行实验、幼苗的随机均分等属于无关变量。
（二）与多因子变量实验相关的试题
2. （2022·海南高考14题）机体内血糖浓度受多种
激素共同调节。某实验小组探究了三种激素单独或
联合作用调节血糖的效应，实验前血糖浓度为5.0
mmol/L，血糖浓度随激素处理时间的变化如图。下
列有关叙述正确的是（ ）
A. 激素单独作用时，0.5 h内升高血糖最快的激素
是肾上腺素
B. 3 h时，三种激素联合作用升高血糖的效应大于各自效应的总和
C. 肾上腺素和胰高血糖素对血糖的调节作用表现出相抗衡的关系
D. 血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇调节，不受甲状腺激素调节
√
解析： 据图分析，激素单独作用时，0.5 h内升高血糖最快的激素是胰
高血糖素，A错误；3 h时，三种激素联合作用升高血糖的效应为12.8－
5.0＝7.8（mmol/L），三种激素各自效应的总和为（6.9－5.0）＋（5.7
－5.0）＋（5.2－5.0）＝2.8（mmol/L），前者明显大于后者，B正确；
肾上腺素和胰高血糖素都能升高血糖，二者在调节血糖方面表现出协同作
用，C错误；实验结果可证明血糖浓度受肾上腺素、胰高血糖素和皮质醇
调节，但实验结果不能证明血糖浓度不受甲状腺激素调节，D错误。
思维路径
从图中提取信息并整合信息，即对实验结果进行分析与运用，是解答本题
的关键。关键信息及结论如下：
组别 激素 血糖浓度随处理时间的变化 实验结果
第1组 单独使用皮质醇做处理 血糖浓度几乎无变化；处理3 h时血糖浓度升高至5.2 mmol/L 用激素处理后，在0.5 h内促进血糖浓度升高的效应由大到小依次是：
①3种激素的混合使用、胰高血糖素单独使用、肾上腺素的单独使用、皮质醇的单独使用；
第2组 单独使用肾上腺素做处理 在处理后的3 h内，血糖浓度逐渐升高至6.9 mmol/L，处理3 h后保持相对稳定 组别 激素 血糖浓度随处理时间的变化 实验结果
第3组 单独使用胰高血糖素做处理 在处理后的0.5 h内，血糖浓度逐渐升高，在处理后的0.5～3 h间逐渐下降至5.7 mmol/L ②3种激素的使用均能
使血糖浓度升高，在
作用上具有协同效应；
③单独使用一种激素
的作用效应小于3种激
素的混合使用
第4组 3种激素联合作用做处理 处理后，血糖浓度持续升高；在处理后的3 h内升高至12.8 mmol/L 【挖掘拓展】
该对照实验涉及多个自变量，即某一种激素单独作
用＋时间、3种激素联合作用＋时间，因变量为激
素处理后血糖浓度随时间的变化。这一类实验的自
变量是相互独立的、并列的、平行的，没有主次之
分，各自的作用效应可存在差异，可通过实验测定某一自变量的作用效应（主效应），也可通过实验检测两个或多个自变量的共同作用效应（自变量间的交互效应），如某一种植物激素（或某种物质）的作用和多种激素（多种物质）的共同作用的相关实验，相应的作用模型如图所示。
这类实验常见的名称为“探究（或验证）自变量1、自变量2等自变量对因
变量的影响”，或“测定影响因变量的因素及各自变量间的相互作用”。
作答时，可直接拆分转化为独立探究（或验证）每个自变量与因变量关系
的子实验，然后再对各子实验进行综合分析而得出结论。
【对点即练】
（2025·山东一模）JA和乙烯是植物生长过程中的重要激素，为探究盐胁迫
下JA和乙烯对胚根生长的影响，研究者按下表分组处理萌发的水稻种子，
①组加入等量的清水，②～⑦组加入等量等浓度的NaCl溶液，结果如下。
下列说法错误的是（ ）
组别 胚根长度（cm）
①对照组1 9.01
②对照组2 8.02
③乙烯组 4.80
④乙烯＋JA合成抑制剂 8.02
⑤JA组 4.80
⑥JA＋乙烯合成抑制剂 4.81
⑦乙烯＋JA组 3.92
A. 在盐胁迫条件下，JA和乙烯对水稻胚根生长均有抑制作用
B. 在盐胁迫条件下，JA和乙烯在抑制水稻胚根生长过程中具有协同作用
C. 乙烯合成抑制剂对JA导致的水稻胚根生长抑制几乎无缓解作用
D. JA最可能通过促进乙烯的合成间接抑制水稻胚根生长
解析： 由表中①②③⑤组可知，JA和乙烯对水稻胚根生长均有一定的
抑制作用，A正确；由①②③⑤⑦组可知，JA和乙烯在抑制胚根生长过程
中具有协同作用，B正确；由⑤⑥组可知，乙烯合成抑制剂对JA导致的水
稻胚根生长抑制几乎无缓解作用，C正确；结合表中数据可推测乙烯是通
过促进JA的合成间接抑制胚根生长，D错误。
√
二、对照实验的完善与评价
（2021·广东高考19题节选）人体缺乏
尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的
终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。
尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管
细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URAT1和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠（有尿酸氧化酶）灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组。一段时间后检测相关指标，结果见如图。
（2）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含
量的原因可能是
，减少尿酸盐重吸收。为进一步评价F的作用
效果，本实验需要增设对照组，具体为 。
（1）与空白对照组（灌服生理盐水的正常实验大鼠）相比，模型组的自
变量是 ，与其他两组比较，设置模型组的
目的是
。
（有无）尿酸氧化酶抑制剂
和对照组相比，确定模型制备是否成功；和治疗组相比，说明治
疗效果如何
F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达（或F减少了
URAT1和GLUT9的含量）
高尿酸血症大鼠灌服E
【挖掘拓展】
1. 实验思路与实验步骤书写技巧的比较
2. 预测探究性实验结果与结论的叙写模型
①若“因变量的检测结果……”，则“自变量”对“因变量”有促进
作用。
②若“因变量的检测结果……”，则“自变量”对“因变量”有抑制
作用。
③若“因变量的检测结果……”，则“自变量”对“因变量”无影响。
3. 正确分析评价和完善实验设计方案
【对点即练】
（2025·浙江三模）某同学查阅资料得知动物心脏收缩受迷走神经和交感神
经的共同支配，且安静状态下心脏的搏动主要受迷走神经的控制。为验证
心脏收缩的神经支配情况，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：实验蛙、心搏测定仪、任氏液、刺激电极、麻醉剂、阿托
品、手术剪等。
（要求与说明：迷走神经末梢释放乙酰胆碱；阿托品为乙酰胆碱阻断
剂；迷走交感神经干是迷走神经和交感神经混合而成的神经干，刺激
神经干迷走神经的作用效应强于交感神经；答题时对实验蛙的手术过
程不作具体要求）
（1）完善实验思路：
①麻醉和固定实验蛙，分离其颈部迷走交感神经干，暴露心脏，心脏的心
室插入蛙心套管（供灌流用），并与心搏检测仪连接，测定心搏活动，并
记录。在实验过程中，随时用 湿润神经。
②用适宜强度电刺激迷走交感神经干，测定心搏活动，并记录。
任氏液
③用蘸有 的脱脂棉球包裹蛙心，5 min后
。
④ 。
⑤数据统计分析。
阿托品
用相等强度电刺激迷
走交感神经干，测定心搏活动，并记录
剪断迷走交感神经干，测定心搏活动，并记录
解析：①在实验过程中，随时用任氏液湿润神经，以维持神经细胞的正常生活环境，保证神经的正常功能。②用适宜强度电刺激迷走交感神经干，测定心搏活动并记录。由于迷走神经干的作用效应强于交感神经，且迷走神经使心脏活动减弱，所以预期心搏频率下降。③用蘸有阿托品的脱脂棉球包裹蛙心，5 min后测定心搏活动并记录。阿托品为乙酰胆碱阻断剂，可阻断迷走神经末梢释放的乙酰胆碱对心脏的作用，使迷走神经对心脏的抑制作用减弱或消失，预期心搏频率会有所上升。用相等强度电刺激迷走交感神经干，测定心搏活动并记录。此时由于阿托品阻断了乙酰胆碱的作用，迷走神经的效应无法发挥，而交感神经的作用相对凸显，预期心搏频率会进一步上升。 ④剪断迷走
交感神经干，测定心搏活动，并记录。剪断神经干，失去两者作用后，由于心肌有自主节律性，在没有神经支配下即它们可以自发地产生收缩，即离体的心脏具有收缩现象，而不需要外部神经的刺激。因此，比刺激交感神经下收缩减弱但比有迷走神经抑制下强。
（2）预测实验结果：（步骤①实验结果如图所示，请在图中补充步骤
②、③、④实验结果，并标上处理方式）。
答案：
解析：根据第一小问的实验结果可将图补充完整（图见答案）。
（3）分析和讨论
①根据以上信息判断心肌细胞产生兴奋是否需要刺激 （填“需
要”“不需要”或“无法确定”）。
②神经是由很多 被结缔组织包裹起来的结构。
③上述实验说明迷走神经和交感神经对心脏搏动的效应是
。
迷走神经与交感神经对同一器官的作用效应都是这种关系，其意义是
。
不需要
神经纤维
相互拮抗（或
拮抗作用）
可
以使机体对外界刺激作出更精确的反应，使机体更好地适应环境的变化
解析：①根据以上信息判断心肌细胞产生兴奋不需要刺激。②神经是由很多神经纤维被结缔组织包裹起来的结构。神经纤维是神经元的轴突或长的树突以及套在外面的髓鞘组成的。③上述实验说明迷走神经和交感神经对心脏搏动的效应是拮抗的。迷走神经使心脏活动减弱，交感神经使心脏活动增强。迷走神经与交感神经对同一器官的作用效应都是这种拮抗关系，其意义是使机体对环境的变化作出更精确的反应，使机体更好地适应环境的变化。例如，在安静状态下，迷走神经占优势，使心脏活动减弱，以节省能量；在运动或应激状态下，交感神经占优势，使心脏活动增强，以满足机体对氧气和营养物质的需求。
跟踪检测·巩固中提升
>
<
一、选择题
1. （2025·安徽马鞍山二模）科学研究中常设置对照实验来增加实验结果
的可信度和说服力。下列有关对照实验的叙述，正确的是（ ）
A. 空白对照组一般不进行特殊处理，所以无需进行任何操作
B. 探究酵母菌的细胞呼吸方式时有氧条件为对照组，无氧条件为实验组
C. 探究甲状腺激素对蝌蚪生长发育的影响，自变量为甲状腺激素的浓度
D. 探究某种抗生素对细菌的选择效果需设置无菌水及已知抗生素阳性对
照组
1
2
3
4
5
6
7
8
9
√
解析： 空白对照组一般不进行特殊处理，但不是无需任何操作，如探
究酶的催化作用，空白对照组加入等量蒸馏水，A错误；探究酵母菌的细
胞呼吸方式时有氧条件和无氧条件均为实验组，采取相互对照原则，B错
误；探究甲状腺激素对蝌蚪生长发育的影响，自变量为甲状腺激素的有
无，C错误；实验中肯定出现预期结果的组，为阳性对照组，探究某种抗
生素对细菌的选择效果需设置无菌水及已知抗生素阳性对照组，D正确。
1
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7
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9
2. （2025·甘肃白银二模）实验材料和方法的选择对确保生物实验的准确
性、可靠性和科学性至关重要。它们直接影响实验结果的有效性，决定了
研究的质量和安全性。下列有关生物学实验的材料或方法的叙述，正确的
是（ ）
A. 狗的胰岛素可以通过直接研磨其胰腺获得
B. 观察桃花的雄蕊既能观察到有丝分裂，也能观察到减数分裂
C. 用差速离心法可对猪成熟的红细胞进行各种细胞器的分离
D. 在研究分泌蛋白合成和运输的实验中，选用3H标记亮氨酸的羧基
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析： 胰腺有内、外分泌部，外分泌部会分泌胰蛋白酶，会将内分泌
部分泌的化学本质为蛋白质的胰岛素分解，因此直接研磨胰腺无法获得胰
岛素，A错误；雄蕊中的精原细胞有的在进行减数分裂，有的在进行有丝
分裂，B正确；猪是哺乳动物，哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核和众多
细胞器，C错误；选用3H标记亮氨酸的羧基，3H会进入水中，蛋白质分子
没有放射性标记，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3. （2025·安徽一模）酒精在高中生物学实验中有着广泛的应用，下列叙
述错误的是（ ）
A. 在脂肪鉴定实验中，染色后的花生子叶可用50％的酒精洗去浮色
B. 利用酒精能溶解有机物的特性，可用其溶解并提取绿叶中的DNA和光
合色素
C. 在观察根尖有丝分裂实验中，可用盐酸—酒精混合液使组织中的细胞分
离开来
D. 在植物组织培养中，可用70％的酒精对外植体和操作者的双手消毒
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析： 在脂肪鉴定实验中，染色后的花生子叶可用50％的酒精洗去浮
色以利于观察脂肪颗粒，A正确；DNA不溶于酒精，故不能利用酒精提取
绿叶中的DNA，B错误；在观察根尖有丝分裂实验中，为了使组织中的细
胞分离开来，便于观察和计数，通常使用盐酸和酒精的混合液（即解离
液）进行处理。解离液能够破坏细胞壁和细胞膜，使细胞内的物质释放出
来，并使细胞彼此分离开来，C正确；在植物组织培养中，为了防止外植
体和操作者双手上的微生物污染培养物，通常需要使用消毒剂进行消毒处
理。70％的酒精是一种常用的消毒剂，它能够有效地杀死大部分细菌和病
毒，D正确。
1
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3
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9
4. （2025·湖北二模）用洋葱（2n＝16）根尖制作临时装片以观察细胞有
丝分裂，图中①～③为光学显微镜下拍摄的照片。下列有关实验结果分析
的叙述，正确的是（ ）
A. ①结果表明洋葱分裂期时间较长
B. ②细胞重叠是漂洗时间过短导致
C. ①中的M细胞有16条染色体，32条染色单体
D. ③可能是分生区细胞
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析： 细胞分裂间期比分裂期时间长，A错误；细胞重叠可能是解离时
间过短，导致组织细胞相互没有分散开来，而不是漂洗时间过短，B错误；①中的M细胞是有丝分裂中期的细胞，有16条染色体，32条染色单体，C正确；分生区细胞呈正方形，排列紧密，③是伸长区细胞，不分裂，D错误。
1
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5
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9
5. （2025·甘肃平凉模测）探究实践是普通高中生物学整个学习过程中必
不可少的活动，“DNA粗提取与鉴定”“PCR扩增”“琼脂糖凝胶电泳”
等实验在基因工程的研究中至关重要，下列叙述错误的是（ ）
A. 鉴定DNA时，需先将DNA溶解在2 mol/L NaCl溶液中，再加入二苯胺试
剂并进行沸水浴加热
B. 电泳鉴定DNA利用了DNA在电场中会向着与它所带电荷相反的电极移
动的原理
C. 制备琼脂糖凝胶时，需待凝胶溶液完全冷却后再加入适量的核酸染料搅
拌混匀
D. 利用PCR扩增4次后，得到的DNA中含两种引物的DNA片段所占比例为
7/8
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
解析： 鉴定DNA时，常用的方法之一就是二苯胺显色反应。需要将DNA样品溶解在2 mol/L NaCl溶液中，然后加入二苯胺试剂，在沸水中加热后，若存在DNA，则反应液会变为蓝色，A正确；DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，这个过程就是电泳，B正确；制备琼脂糖凝胶时，需待凝胶溶液稍冷却后（不能完全冷却后加入，否则琼脂糖凝胶呈固体状态），再加入适量的核酸染料搅拌混
匀，C错误；新合成的子链都有引物，母链不含引物，存在于两个DNA分
子中，扩增4次后，共有24＝16个DNA，因此得到的DNA含两种引物的
DNA片段所占比例为14/16＝7/8，D正确。
1
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3
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8
9
6. （2025·陕晋青宁高考5题）对下列关于中学生物学实验的描述错误的是
（ ）
①探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用 ②观察植物细胞的质壁分离现象
③探究培养液中酵母菌种群数量的变化 ④观察植物细胞的有丝分裂 ⑤
观察叶绿体和细胞质的流动 ⑥DNA的粗提取与鉴定
A. ①⑥通过观察颜色判断实验结果
B. ③⑥均须进行离心操作
C. ②④均可使用洋葱作为实验材料
D. ②⑤实验过程均须保持细胞活性
√
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2
3
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9
解析： 淀粉和蔗糖都不是还原糖，不能与斐林试剂反应，淀粉和蔗糖水解产物为还原糖，可以与斐林试剂反应，因此可以用斐林试剂鉴定淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用；⑥中DNA与二苯胺在沸水浴下显蓝色，因此①⑥均通过颜色判断结果，A正确；③通过血细胞计数板直接计数酵母菌，无需离心；⑥需离心去除杂质以提取DNA，B错误；②可用洋葱紫色外表皮观察质壁分离，④可用洋葱根尖分生区观察有丝分裂，C正确；②活的植物细胞原生质体具有选择透过性，可以发生质壁分离现象；⑤活细胞的叶绿体和细胞质才能流动，因此②⑤实验过程均须保持细胞活性，D正确。
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7. （2025·山东高三大联考）科研人员选取大豆、甘薯、花生、水稻、棉
花为材料，进行了三组实验：甲组处于大气CO2浓度环境，乙组处于CO2浓
度加倍环境，丙组先在CO2浓度加倍环境中培育60天，在测定前一周恢复
为大气CO2浓度，三组实验全程保证水分充足供应。在某晴天上午测定各
组的光合作用速率，得到如图所示结果。下列分析不正确的是（ ）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A. 乙组与甲组相比，CO2浓度加倍能显著提升这几种作物的光合作用速率
B. 丙组光合作用速率低于甲组，可能是前期高CO2浓度环境使作物某些特
性改变
C. 与乙组相比，丙组光合速率降低，说明丙组植株叶片上开放的气孔数量
降低
D. 若要进一步探究最有利于作物生长的CO2浓度，应设置较小的CO2浓度
梯度进行实验
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解析： 据图分析，乙组在高CO2浓度下，能显著提升这几种作物的光合
作用速率，A正确；由图可以看出，丙组的光合作用速率比甲组低，可能
是前期高CO2浓度环境下，作物的一些与光合作用相关的特性发生改变，
比如酶的活性、色素含量等，导致在恢复大气CO2浓度时，光合作用速率
低于甲组，B正确；与乙组相比，丙组光合速率降低，但不能说明丙组植
株叶片上开放的气孔数量降低，C错误；若要进一步探究最有利于作物生
长的CO2浓度，应设置较小的CO2浓度梯度进行实验，D正确。
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8. （2025·吉林模测）水杨酸是植物增
强植物抗性的一种核心激素，植物在生
物胁迫下会诱导水杨酸的合成。研究者
分别以野生型植株和水杨酸受体缺失突
变体的拟南芥为材料，利用植物被昆虫取食后释放的罗勒烯进行如图研究。一段时间后再进行病菌接种实验，检测植株中病菌数量，结果如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A. 水杨酸受体缺失突变体对病菌的抗性低于野生型植株
B. 水杨酸增强植物对生物胁迫的抗性依赖于细胞间的信息交流
C. Ⅰ组和Ⅱ组对比，可说明罗勒烯能够增强植株对病菌的抗性
D. Ⅲ组和Ⅳ组对比，说明罗勒烯发挥作用依赖于水杨酸
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解析： 由图可知，在未处理罗勒烯时，野生型植株中的病菌数量小于
水杨酸受体缺失突变体中病菌数量，即水杨酸受体缺失突变体对病菌的抗
性低于野生型植株，A正确；水杨酸是一种植物激素，激素是一种化学信
号分子。调节细胞的生理活动，实现信息的传递和功能的调控。所以水杨
酸增强植物对生物胁迫的抗性是通过细胞间的信息交流来完成的，B正
确；实验结果表明，罗勒烯能增强野生型植株对病菌的抗性，即Ⅰ组和Ⅱ组
对比，可说明罗勒烯能够增强植株对病菌的抗性，C正确；突变体＋罗勒
烯＋病菌组的病菌数量少于突变体＋病菌组，据此可推测，罗勒烯增强了
突变型植株的抗性，但不能推出罗勒烯发挥作用依赖水杨酸，D错误。
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二、非选择题
9. （2025·吉林模测）慢性肝病患者往往由于病情持续时间长、病痛以及失眠、焦虑等而引起慢性应激。机制如图：IL-6是一种细胞因子，既能促进肝脏细胞中PCNA（DNA聚合酶的辅助蛋白）基因的表达，也能促进淋巴细胞的增殖和分化，NE是去甲肾上腺素。请回答下列问题：
（1）交感神经兴奋时，胃肠的蠕动会 。图中交感神经末梢兴奋时，释放NE，该过程中信号形式的转换是 。
减弱
电信号→化学信号
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解析：交感神经兴奋时，会抑制消化道活动，胃肠的蠕动会减弱。兴奋在突触后膜的传递过程为由突触前膜释放的化学物质——神经递质，与突触后膜上的相关受体结合，引发突触后膜电位变化，因此图中交感神经末梢兴奋时，释放NE，该过程中信号形式的转换是电信号→化学信号。
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（2）除巨噬细胞外，特异性免疫过程中能产生细胞因子的细胞还有
。
解析：巨噬细胞可以参与人体免疫的第二、三道防线；在特异性免疫过程中，辅助性T细胞可分泌多种细胞因子促进其他淋巴细胞增殖分化，即除巨噬细胞外，特异性免疫过程中能产生细胞因子的细胞还有辅助性T细胞。
辅
助性T细胞
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（3）分裂间期分为三个连续的时期，依次为G1期、S期（也称DNA合成
期）、G2期。推测PCNA合成于间期中的 期。
解析：根据题目信息“PCNA是DNA聚合酶的辅助蛋白”可知，PCNA主要在DNA复制（S期）时帮助聚合酶工作，因此其合成通常从G1期开始，为即将到来的S期做准备。
G1
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（4）肝脏是再生能力较强的器官，为验证“慢性应激引起PCNA基因表达
下降导致肝脏部分切除后死亡率上升”的机制，科研人员设计了如图实验
方案，请补全表格。
实验步骤 简要操作流程、预测结果
适应性培养 取生理状况一致的健康雄性大鼠在相同且适宜的条件下培养一周
实验分组 将大鼠随机均分为A、B、C、D四组
慢性应激模型鼠 将B组和D组大鼠进行慢性睡眠剥夺处理21天
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实验步骤 简要操作流程、预测结果
手术处理 将C组和D组大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉，切除90％的肝脏，再进行缝合。A组和B组的处理为①
预测实验结果 一段时间后，② 组大鼠PCNA的表达量最高，四组大鼠的存活率最低的是③ 组
将大
C
D
鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并缝合
根据以上分析，为提高肝脏部分切除患者的存活率，提出临床上可采取的
一个措施：
。
医生在术前对患者补充细胞因子或进行心理疏导、或使用适
当的催眠药物、安神药物干预等，或促进PCNA基因表达等
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解析：由题目信息可知，疼痛、失眠等会引起慢性应激。“将B组和D组大鼠进行慢性睡眠剥夺处理21天”的实验步骤是慢性应激处理（构建慢性应激模型鼠）；对照实验的核心是控制单一变量，为了排除切除肝脏过程中手术对实验结果的影响，A组和B组也需要相同的手术处理，因此对A组和B组的处理为将大鼠麻醉，切开腹部中线皮肤和肌肉、暴露肝脏并缝合；由题目信息可推测切除肝脏会诱导PCNA高表达以促进肝脏再生，但慢性应激会降低PCNA表达并提高死亡率；由此可推断C组（无应激＋肝切除）PCNA表达量最高；存活率最低的是既有慢性应激又大范围肝切除的D组，存活率最高的是A组（无应激也无肝切除），C组由于手术切除90％
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肝脏，机体受损而比B组更容易死亡，因此四组大鼠的存活率由低到高依次是D、C、B、A。根据以上分析，临床治疗上可通过医生在术前对患者补充细胞因子或进行心理疏导、或使用适当的催眠药物、安神药物干预等，或促PCNA基因表达等来提高肝脏部分切除患者的存活率。
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THANKS
感谢您的观看
