实验设计题归类二.docx
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实验设计题归类二
巩固练习
1、某医院病理室为了确诊一患者的肿瘤是良性是恶性，切取了一小块肿瘤组织进行培养。
某科研单位研制出一种新型药物X，请设计实验：
验证新型药物对抑制肿瘤细胞的增殖是否有疗效，并预测可能的实验结果，得出相应的结论。
实验器材：
锥形瓶2个、显微镜、载玻片、盖玻片、培养箱、培养液、新颖药物X等
实验步骤：
①取两个消毒后的洁净锥形瓶，标号A、B；
②
（一）分别在两个锥形瓶中加入_____；
（二）在A中加_______，B中_______；（三）_______；（四）_______；
③制成装片在显微镜下观察_____________________。
可能的实验结果与相应的结论：
①_______________________________________________________________；
②_______________________________________________________________；
③_______________________________________________________________。
若上述药物X真有较好的疗效，我们可将其与_______连接起来制成“生物导弹”，实现“绿色治疗”。
答案：
②
（一）等量的培养液；
（二）加入药物X，不加；（三）将等数量的肿瘤细胞置于两份培养液中；（四）放在培养箱中在相同条件下培养一段时间；③肿瘤细胞的数目。
可能的结果与相应的结论：
①如果A和B中的肿瘤细胞数目差不多，说明新颖药物对肿瘤没有疗效
②如果A中的肿瘤细胞数目比B多，说明药物对肿瘤没有疗效，可能有促进增殖的作用；
③如果A中的肿瘤细胞数目比B少，说明药物对肿瘤有一定的疗效；
单克隆抗体
2、用插管插入到青蛙心的心室中，制备带神经的博动的离体青蛙心（见图甲）。
插管内的液体是任氏液（能够维护青蛙心跳动的生理溶液），心脏内的血液已被任氏液代替，插管内的任氏液液面随青蛙心的收缩与舒张而上下移动。
已知刺激支配蛙心甲的神经，会引起心跳减慢减弱。
试利用下述材料和用具，设计一个简单的实验，证明神经受刺激后心室内存在引起青蛙心脏博动变化的某种物质。
实验材料和用具：
2支吸管、2个带有与甲相同装置的离体青蛙心（乙和丙）、任氏液。
实验步骤和现象：
（1）____________________________________________________________________
（2）____________________________________________________________________
结论：
___________________________________________________________________。
答案
实验步骤和现象：
（1）吸取任氏液或刺激神经前的蛙心甲中内的任氏液，加入以离体蛙心乙中，蛙心博动没有变化
（2）吸取刺激神经后的蛙心甲内任氏液，加入以蛙心丙中，引起离体蛙心丙的博动减弱减慢。
结论：
由此证明，神经受刺激后，心室腔内确实存在引起心脏博动变化的某种物质
3、设计一个实验，证明ATP是直接的能源物质。
要求：
（1）自选器材试剂
（2）写出实验步骤（3）预测实验结果（4）设置对照实验。
答案
（1）器材试剂：
培养皿、试管，活萤火虫，ATP制剂、0.1%葡萄糖溶液、生理盐水、蒸馏水。
（2）实验步骤：
试管
步骤①
发光器熄灭时，立即进行步骤②
步骤②
现象预测
A
捣碎的发光器、生理盐水
ATP制剂5ml
B
捣碎的发光器、生理盐水
0.1%葡萄糖溶液5ml
C
捣碎的发光器、生理盐水
蒸馏水5ml
（3）结果预测：
A—恢复发光，B—不再发光，C—不再发光。
（4）对照实验：
B、C是对照实验组。
4、在学校的生物活动课中，有一位同学设计了一个如图所示的实验装置，用以进行无土栽培。
（1）若要栽培成功，首选此装置应放置在________的地方，以满足生物对________的需要。
（2）培养液中至少应提供______种元素，并且应及时补充，特别是N、P、K等大量元素。
答案
（1）有光 能量（光合作用）
（2）13
5、下面是有关物质扩散的图解，请设计一个实验，证明图解是成立的。
（要求：
直接在下图的装置Ⅰ和装置Ⅱ的括号内，填上适当的溶液或试剂的代号，以表明你的设计。
）
可供选择的溶液及试剂：
①淀粉溶液 ②葡萄糖溶液 ③蒸馏水 ④I2—KI溶液 ⑤少量班氏试剂（班氏试剂能跨膜扩散，葡萄糖遇班氏试剂形成砖红色沉淀）
（2）根据你的设计方案，预测一段时间后，两个透析袋内的颜色变化：
装置Ⅰ________________________；装置Ⅱ_____________________。
（3）若想明显观测到水分子扩散的结果，装置应如何改进
（4）透析袋价格昂贵，请提供两种能代替透析袋的生物材料
答案
参考方案1
或参考方案2
（2）方案1：
装置袋内溶液变蓝；装置袋内变红。
或方案2：
装置袋内呈碘液的黄色（不变色）；装置袋内变红。
（3）将透析膜套在有标记（刻度）的漏斗口上或将有标记（刻度）的玻管插入透析袋内。
（4）动物膀胱膜、肠衣、洋葱内表皮、卵壳膜（或其它的生物膜）。
6、为了研究人工合成的生长素类似物萘乙酸是否对植物的开花具有影响，有人设计了以下实验：
取20个水仙头，随机分成两组，一组10个不做任何处理，任其自然生长，作为对照；另一组10个水仙头均剥去部分鳞片叶，露出花芽，并用0.1mg/mL的萘乙酸处理。
两组放在相同温度和湿度环境下培养。
实验组的10个水仙头除2个死亡外，其他8个分别在6~9天时间内开花，平均比对照组早开花一个月。
（1）据此得出萘乙酸可以促进水仙开花的结论，实验还有哪些不够严密的问题？
会对实验造成什么干扰？
（2）若要完成本实验，请你重新进行设计合理方案。
答案
（1）①对照组也应与实验组一样剥去部分鳞片时；②两组放在相同环境下培养，其条件不仅是温度和湿度，还有光照、pH值等；③水仙的品种和大小应当一致。
（其他合理答案也给分）
（2）针对以上问题，取20个相同品种、大小一致的水仙头，随机分成两组，实验组10个水仙头均剥去部分鳞片叶，露出花芽，并用0.1mg/mL的萘乙酸处理；对照组10个处理方式除不用萘乙酸处理外，其它均与实验组相同，作为对照；两组放在完全相同环境下培养，
7、植物生长素的发现是前人数十年实验研究结果。
请你沿着前人的足迹，设计以下实验，来验证有关生长素的问题
一、实验材料和用具
（1）燕麦幼苗若干
（2）纸盒若干（3）光源（4）刀片（5）直尺（6）记号笔（7）琼脂块（8）镊子
二、实验步骤和结果：
实验一、给出A图如右：
请设计一个装置B，来验证胚芽鞘的生长和向光性与尖端有关实验二、请继续完成实验来证明胚芽鞘尖端可产生促进植物生长的物质。
第一步：
取甲、乙两株燕麦幼苗，分别把它们的胚芽鞘尖端切下来；
第二步：
第三步：
第四步：
……
答案
实验一：
装置如下图（去掉胚芽鞘的尖端，幼苗不生长也不向光弯曲）
实验二：
第一步：
取甲、乙两株燕麦幼苗，分别把它们的胚芽鞘尖端切下来；
第二步：
把切下来的尖端放在琼脂切块上，一段时间后再移去
第三步：
把琼脂切成小块，把一小块放在甲苗切面的一侧（或中央），一段时间后，甲苗弯向放置琼脂块的另一侧（或向上）生长；
第四步：
把没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂小块放在乙苗切面的一侧（或中央），过一段时间后，乙苗不弯曲也不生长，说明胚芽鞘尖端可产生促进幼苗生长的物质。
8、请设计一个实验，观察洋葱表皮细胞质壁分离后的自动复原现象。
推荐材料：
显微镜、载玻片、紫色洋葱、吸水纸、滴管、清水、质量分量为30%的蔗糖溶液、质量分量为10%的KCl溶液、质量分量为5%的酒精溶液等。
设计原理：
_______________。
实验步骤：
_______________。
第一步：
将一小块洋葱表皮平展在载玻片中央的清水滴中，盖上盖玻片，在显微镜下观察，可看到原生质层紧贴在细胞壁上。
第二步：
_______________________________________________________。
第三步：
观察紫色洋葱表皮细胞的质壁分离及自动复原现象。
答案
设计原理：
渗透作用
第二步，加入10%的KCl溶液。
9、在微生物实验中，一般用琼脂培养基来培养细菌等微生物，它在加热后呈液化的溶胶状态，在室温下又呈半透明的凝胶状态。
在凝胶状态下其表面及内部的不同部位可生长大量的不同代谢类型的肉眼可见的细菌菌落。
请用下列材料和用具，设计一个实验来判定某种细菌的异化作用类型。
一、材料用具：
某细菌种，琼脂试管培养基2支，无菌接种设备、恒温箱，水浴锅
二、操作步骤：
三、实验可能会出现哪些结果？
并对每一结果作出相应的鉴定。
答案
二
（1）将琼脂培养基试管置于水浴锅中加热溶化。
（2）待培养基冷却至凝固前，用于无菌接种设备将某细菌接种于一试管培养基中，另一试管不接种作对照，搓动试管，使细菌均匀混于培养基内。
（3）将恒温箱内温度调至30℃左右，等琼脂凝固后，将两试管置于恒温箱内培养，两天后开始观察，连续观察几天，直至结果清晰为止。
三、
（1）若某细菌菌落只生长在培养基表面，则其为好氧性细菌
（2）若某细菌菌落只生长在培养基底部，则其为厌氧性细菌
（3）若表面及全部培养基都有菌落生长，则其为兼氧性细菌
（4）对照管若无菌落出现，说明培养基灭菌和无菌操作合乎要求；若对照管有菌落出现，则说明培养基灭菌或无菌操作不合要求，整个实验应该重做。
10、为验证甲状腺激素对代谢的影响，某同学设计了如下实验．
实验材料：
成年雄性小白鼠20只、鼠笼、鼠饮水器、灌胃管、5mg／mL的甲状腺激素生理盐水溶液、生理盐水、蒸馏水、1000mL广口瓶、秒表等．
实验步骤：
第一步：
将小白鼠置于鼠笼内正常饲养，实验室温度保持在适宜温度（23℃左右）；
第二步：
每次用灌胃法饲给小白鼠5mg／mL的甲状腺激素溶液1mL，每日2次，连续用药1周；
第三步：
1周后，将每只小白鼠分别放人广口瓶中，将瓶口密封后开始观察小白鼠的活动，并记录存活时间，最后汇总全组动物的实验结果，计算平均存活时间．
根据以上实验步骤，完成下列问题：
（1）为增强说服力，请完善上述实验步骤中的每一步．
第一步：
___________________________________________________；
第二步：
___________________________________________________；
第三步：
___________________________________________________。
（2）设计一张表格，记录实验结果．
（3）预期实验结果：
___________________________________________________。
解析：
本实验的原理比较简单，即甲状腺激素的生理功能及对实验小白鼠生理活动产生的影响．很明显，原实验步骤中缺少对照组，也就缺少了说服力，所以完善实验步骤就应该补上对照组．同时，对照组要设计到位，体现对照的变量．注意表格的设计应以小白鼠的存活时间为记录结果．因为甲状腺激素能促进新陈代谢，提高神经系统的兴奋性，故施用甲状腺激素的小白鼠在密闭容器中活动旺盛，耗氧多，更易因缺氧窒息而死亡．
答案：
（1）第一步：
将小白鼠平均分成两组（即实验组和对照组）并标号
第二步：
对照组的每只小白鼠依上法每次饲给1mL生理盐水
第三步：
对照组和实验组按同样方法测定，并将两组结果进行比较，
（2）小白鼠存活时间记录表
项目
实验组
对照组
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
存活时间／mln
平均存活时间／min
（3）放入密封广口瓶后的初期，小白鼠的活动量是实验组大于对照组，实验组平均存活时间比对照组短
11、（2004年天津高考）生态工作者从东到西对我国北方A、B、C三种类型的草原进行调查。
下表是不同调查面积的物种数量统计结果：
调查面积cm×cm
草原类型
10×10
20×20
40×40
80×80
90×90
100×100
110×110
120×120
130×130
140×140
A
3
5
8
14
16
17
15
20
20
…
B
3
5
6
9
12
13
13
13
13
…
C
2
3
5
8
8
8
8
8
8
…
（1）A、B、C三种草原对放牧干扰的抵抗力稳定性由强到弱的顺序是A B C 。
导致这三种类型的草原物种数量不同的关键生态因素是水。
如果将A草原与我国东北针叶林相比，两者之间恢复力稳定性较强的是A草原 。
（2）调查B草原某种双子叶植物种群密度时，设计如下步骤：
①选取40cm×40cm为最佳样方面积
②在该物种分布较密集的地方取5个样方
③记数每个样方内该物种的个体数。
若记数结果由多到少依次为N1、N2、N3、N4、N5，则将N3作为种群密度的估计值。
请指出以上设计步骤中的错误并加以改正。
答案
①选取的样方面积不对，应取物种数量达到稳定的最小面积100cm×100cm。
②取样方不对，应在B草原中随机取样。
③对种群密度值的估计方法不对，应以调查样方的单位面积中种群个体数量的平均数作为种群密度的估计值。
12、近些年来，世界范围内蛙类数量迅速减少，尽管其原因是多方面的，但科学家认为一个重要因素是：
臭氧层变薄，日光中紫外线增加，使蛙卵发育中基因突变的几率大大增加。
请用下面所提供的材料和用具设计一个实验来判定上述观点的正误。
一、材料用具
1、蛙受精卵数百粒 2、玻璃水槽三个 3、紫外线发射器
4、水温调节棒 5、清水 6、小型空气泵 7、蝌蚪饲料 8、紫外线遮挡板
二、实验步骤：
三、实验的可能结果及其说明的结论
答案：
二
（1）在甲、乙、丙三个水槽中注入等量的清水，然后各入50粒蛙卵，并用空气泵分别向三个水槽充氧。
（2）将三水槽置于室外有日光照射的地方，使甲槽再受较强的紫外线照射，丙槽用遮挡板盖住使其免受日光照射。
用水温调节棒使三水槽有相同的水温。
（3）连续观察蛙卵的孵化情况，统计每水槽孵化出的蝌蚪数目和畸形蝌蚪数目。
（4）用饲料饲喂蝌蚪，并观察蝌蚪发育情况，统计每水槽发育出的幼蛙数和畸型蛙总数。
三、
（1）若三水槽中蛙卵发育情况无明显差别，说明日光紫外线增加不是蛙类减不的重要因素。
（2）若三水槽中蛙卵发育情况差距明显，并且是甲最差，丙最好，则说明日光紫外线增加是蛙类减少的重要因素。
（3）若有其它实验结果，则需认真分析实验操作过程是否有失误和重新探讨紫外线对蛙发育的具体影响。
13、（2004高考理综20分）胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。
为了验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用”，请以小鼠为实验对象设计实验步骤，预测和解释实验应出现的结果，并写出实验结论。
答案：
（一）实验材料和用具：
正常实验小白鼠２只，生理盐水，用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液，班氏糖定性试剂，注射器，试管等。
（二）实验步骤：
（实验提示：
采用腹腔注射给药，给药剂量不作实验设计要求；给药１小时后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液。
）
（1）确定一只鼠为实验鼠，腹腔注射胰高血糖素溶液；另一只鼠为对照鼠，腹腔注射等量生理盐水。
（2）将两支试管分别编号为1号和2号，各加入等量的班氏糖定性试剂。
（3）给药1小时后，对两只小白鼠采尿液，实验鼠尿液放入1号试管内，对照鼠尿液放入2号试管内。
（4）将两支试管摇匀后，放入盛有开水的烧杯内加热煮沸，待冷却后，观察两支试管溶液颜色的变化。
实验结果的预测、解释和结论：
1号试管中应该出现砖红沉淀，说明实验鼠尿液中有葡萄糖；2号试管中仍为蓝色溶液，表明对照鼠尿液中无葡萄糖。
实验结论：
实验鼠血糖升高，超过一定数值而出现糖尿，是胰高血糖素具有升高血糖的生理作用所引起的。
14、为探究温度对酶活性的影响，某同学设计了如下实验方案：
（1）取3支试管并注入可溶性淀粉溶液2mL；
（2）向各试管中加入1mL唾液；
（3）将3支试管分别放在37℃的热水、沸水和冰块中；两支试管中的pH＝6.8，一支试管中的pH=2，摇匀后各自维持温度5min；
（4）向各试管中滴加1滴斐林试剂；
（5）观察实验现象．
你认为该方案存在哪些问题?
指出并加以纠正或补充．
解析：
本题是比较典型的实验评析题，从是否编号、实验原则（如对照原则、单一变量原则）、操作顺序、剂量等方面逐一排查就可得到答案．
答案：
①试管未编号，应用字母或数字标记；②操作顺序不合理，应使酶先处于不同的温度下，即将第二步和第三步互换；③实验组和对照组未遵循单一变量原则，3支试管中的pH值应一致，均为6.8；④加入斐林试剂后应加热才能检测出有无还原糖存在
15、日常饮食中都或多或少含有核酸。
据研究，每100g白米或面粉中含有核酸46mg。
核酸含量较高的是鱼类、海鲜、猪肝和豆制品等食物，如100g鱼干核酸含量高达1187mg。
据报道，各种补充核酸的保健品以“基因食品”推出，号称能补充和及时修复人体受损基因，迅速消除疾病；从而成为21世纪第1个春节人们送礼的新宠，而且价格不菲。
基因与健康的密切关系毋庸置疑。
我国“人类基因组计划”重大项目秘书长杨焕明教授在很多场合说过，“人类所有的疾病都直接或间接与基因受损有关”，而且一些诺贝尔奖获得者也有类似的表述。
请结合上述材料，运用你所学的新陈代谢和遗传学知识分析上述资料中存在的不科学的说法。
答案
文中说补充核酸的食品号称为“基因食品”，能够补充和修复人体基因，这种说法是不科学的。
核酸是大分子的有机化合物，包括DNA和RNA，而基因是有遗传效应的DNA片段。
虽然不同生物的核酸的基本组成单位是一样的，但是每种生物的核酸和基因都有其特异性。
（3分）况且核酸食品并不能以核酸大分子的形式直接被人体吸收利用，而必须降解为小分子的物质才能被人体吸收作为核酸合成的基本材料。
（2分）可见服用核酸能补充人体基因的说法是不科学的。
（1分）基因作为遗传物质具有一定的稳定性，如果服用核酸食品就能够修复即改变人体基因，人体就要经常产生基因突变了。
可见服用核酸能修复人体基因的说法也是不科学的。
（3分）
16、新华社2006年8月26日报道，广州苏丹红源头厂商受审．“苏丹红I”是一种红色的工业合成染色剂，用于溶剂、油、蜡、汽油的增色以及鞋、地板等的增光．全球多数国家都禁止将其用于食品生产．科学家通过实验发现：
“苏丹红I”会导致鼠类患癌症，它在人类肝细胞的研究中也显现出可能致癌的特性．
请设计实验探究“苏丹红I”是否能诱导大鼠肝癌的发生．
（1）实验材料和用具：
大鼠若干只，普通饲料，三种不同剂量的“苏丹红I”溶液A、B、C（分别为低、中、高浓度），其他所需条件均满足。
（2）实验方法步骤（请简要写出）：
步骤一：
选取____的大鼠若干，随机平均分成____组，并编号为甲、乙、丙、丁，分别饲养。
步骤二：
分组分类处理（√表示添加）
普通饲料
“苏丹红Ⅰ”溶液
甲
√
A
乙
√
B
丙
√
C
丙
√
C
丁
√
等量水
步骤三：
将四组大鼠置于____________分笼饲养，定期测量体重，注意观察记录。
步骤四：
两年后，检查大鼠的健康状况，统计各组大鼠肝癌的发生率。
（3）结果预测与分析（至少写出三种情况）。
解析：
本题是情境条件限制型实验设计分析题，根据所要探究的目的和所给的实验药品分析，该实验所要控制的单一变量为不同浓度的“苏丹红I”溶液，进行实验设计时要注意设置对照实验，体现等量性原则．对实验材料分组时，尽量避免因实验材料的差异对实验结果的影响，观察实验结果可以用体重来衡量（因患癌症的大鼠体重会迅速下降），也可以通过解剖观察，以肝脏是否发生病变为指标．探究实验的结果时，可以依据已有的理论知识进行预测，将所有可能的结果全部预测到。
答案：
（2）身体健康、发育正常、体重相当 四 相同环境条件下
（3）
大鼠体重比较
结论
甲、乙、丙、丁各组大鼠体重相当
添加不同制量的“苏丹红Ⅰ”对大鼠的健康均无不良影响
丁>甲>乙>丙
添加“苏丹红Ⅰ”对大鼠的健康不利，且剂量越大越有害
丙>乙>甲>丁
添加“苏丹红Ⅰ”对大鼠的健康有利，且剂量越大越有利。
（其他有关生理分析合理亦可）
17、据药理研究，一种茅草的根内含有降血糖的因子及多种有益于健康的成分，某公司将它开发成一种保健饮料。
该产品是否适用于糖尿病患者，生物学兴趣小组的同学以此作为实验研究课题。
请你完成下面的实验鉴定报告。
（1）实验目的：
鉴定一种茅草的根是否含有还原性糖和淀粉。
（2）实验原理：
还原性糖可用____试剂、淀粉可用____试剂来检测。
（3）实验器材：
一种茅草的根、所需试剂、刀片、载玻片、酒精灯、试管夹、火柴、滴管。
（4）设计实验步骤：
①鉴定还原性糖：
②鉴定淀粉：
（5）实验现象：
（6）结果分析：
（7）在鉴定还原性糖的实验操作中应注意：
[解析]
该题为2001年上海高考题。
此实验设计步骤是以高二课本“实验一”为蓝本，原于教材又高于教材。
旨在考查学生利用课本实验基础知识对新情境材料的分析和探究能力。
学生往往能从中得到启发，老老实实搞好课本实验的复习和形成基本的实验技能，因而在今几年的高考中备受青睐。
答案
（2）班氏试剂 革兰氏碘液
（4）①将一种茅草的根切成薄片（或压碎），放在载玻片上，滴加1-2滴班氏试剂。
将载玻片在酒精灯上加热，观察颜色变化。
②将一种茅草的根切成薄片（或压碎），放在载玻片上，滴加1-2滴革兰氏碘液。
将载玻片在酒精灯上加热，观察颜色变化。
（5）（6）学生可以有几种不同的回答，但一定要求观察到的实验现象与结果分析一致（如：
观察到有红黄色，说明有还原性糖存在，如没有红黄色，说明没有还原性糖存在。
如果有蓝色或蓝紫色出现，说明有淀粉存在，如果没有蓝色或蓝紫色出现，说明没有淀粉存在。
）
（7）载玻片在火焰上加热时要来回移动，经免加热不匀而爆裂。
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