2023届高考生物二轮复习实验设计题的解题策略学案

这是一份2023届高考生物二轮复习实验设计题的解题策略学案，共19页。学案主要包含了p113，实验思路，预期结果，p270等内容，欢迎下载使用。

第二讲　实验设计题的解题策略
　【p113】
生物学实验在提供认知材料、情景的基础上，对激发学生的学习兴趣、培养学生的探究能力和创新能力具有重要的意义。故生物学科中实验设计能力、动手操作能力是高考的考查重点。然而实验设计类考题学生们普遍得分率较低，大部分高中生的生物学实验探究和科学思维能力较弱。近2年湖南卷非选择题中实验设计类考查内容如下表所示：

年份
题号
考查内容
2021年
适应性
考试


T17(3)
血糖平衡调节　实验方案评价

T19(2)
绘制遗传图解

2021年
湖南卷


T19(3)
激素调节　实验结果预测及分析

T21(3)
纤维素分解菌提取　实验思路

T22(4)
单克隆抗体　实验思路

2022年
湖南卷


T18(3)
体温调节平衡　完善实验方案及结论

T19(4)
设计杂交　实验方案及结论

T20(2)(3)(4)
种间关系　实验结果分析

T21(4)
微生物培养　实验思路

T22(4)
蛋白质工程　实验思路

　【p113】
生物实验探究的常见题型

一、实验探究题解题的核心——变量的确定

(一)寻找自变量和因变量的一般办法
1．根据实验目的寻找：

如：为了探究温度对酶活性的影响
如：为了探究红枣多糖对血糖的影响
如：为了验证氮元素是可以被植物利用的元素
2．根据曲线或柱形图的横坐标(自变量)和纵坐标(因变量)的含义寻找：


3．根据表格的横轴和纵轴的含义寻找：

4．根据题干中提供的信息寻找：
(2019全国卷Ⅰ·T29节选)将生长在水分正常土壤中的某植物通过减少浇水进行干旱处理，该植物根细胞中溶质浓度增大，叶片中的脱落酸(ABA)含量增高，叶片气孔开度减小，有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。
请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果。
【实验思路】

【预期结果】干旱＋ABA组气孔开度减小，其他组不变。
二、实验设计题常见的命题呈现方式及提分策略
1．写实验思路或步骤

(2022湖南T22节选)水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题：
若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路________________________________________。
【实验思路】取3支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物(如家兔)血液，立即将等量的血液加入1、2、3号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间。
【小结】实验思路三部曲：

　　(2022湖南T21节选)黄酒源于中国，与啤酒、葡萄酒并称世界三大发酵酒。发酵酒的酿造过程中除了产生乙醇外，也产生不利于人体健康的氨基甲酸乙酯(EC)。EC主要由尿素与乙醇反应形成，各国对酒中的EC含量有严格的限量标准。回答下列问题：
某公司开发了一种新的黄酒产品，发现EC含量超标。简要写出利用微生物降低该黄酒中EC含量的思路__________________________________________________________。
【解析】题干中给了EC主要由尿素与乙醇反应形成的信息。由于要得到的产物是乙醇，所以实验思路要从分解EC和分解尿素两个角度进行考虑，而不能从分解乙醇的角度考虑。利用脲酶消除其前体物质尿素可降低该黄酒中EC含量。故需要先配置一种选择培养基，筛选出产生EC降解酶的细菌，从细菌中分离得到EC降解酶，纯化的EC降解酶进行固定化操作后，加入该黄酒中。然后再配置一种选择培养基，筛选出产生脲酶的细菌，从细菌中分离得到脲酶，纯化的脲酶进行固定化操作后，在黄酒工艺流程的发酵环节中加入。
【答案】筛选产EC降解酶的菌种，经发酵后分离纯化EC降解酶，用固定化的EC降解酶降解黄酒中的EC；筛选尿素分解菌，经发酵后分离纯化脲酶，用固定化脲酶分解黄酒中的尿素，抑制EC的合成
【小结】对照类型
(1)空白对照：指不经过任何试验处理的对象组，对照常表现为“有和无”。
(2)相互对照：指几个实验组的相互对比对照，在等组实验法中，大都运用相互对照。相互对照没有对照组。
(3)自身对照：将实验与对照在同一对象上进行，即不另设对照组。是实验处理前、后的对照，处理前的为对照组，处理后的为实验组。
(4)条件对照：指虽给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说，这种处理不是实验假设所给定的自变量(实验变量)。
2．实验分析题——对实验图形、表格数据的分析
(2021湖南T19节选)生长激素对软骨细胞生长有促进作用，调节过程如下图所示。

回答下列问题：
研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，在细胞培养液中添加不同物质分组离体培养，验证生长激素可通过IGF1促进软骨细胞生长。实验设计如下表所示，A组为对照组。

组别
A
B
C
D
E
培养液中添加物质
无
GH
IGF1
正常小鼠去垂体后的血清
？
实验结果预测及分析：
①与A组比较，在B、C和D组中，软骨细胞生长无明显变化的是________组。
②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，结合本实验目的，推测E组培养液中添加物质是____________________________。
【解析】以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，验证生长激素可通过IGF1促进软骨细胞生长，实验的自变量应为GH的有无以及IGF1的有无。
①以无生长激素受体的小鼠软骨细胞为实验材料，则B组培养液中添加GH，不能促进软骨细胞生长。D组正常小鼠去垂体后，血清中不含GH，则也不含有肝脏细胞分泌的IGF1，软骨细胞也不能生长。C组培养液中添加IGF1，可促进软骨细胞生长。综上可知，与A组比较，软骨细胞生长无明显变化的是B、D组。
②E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，推测E组培养液中添加的物质中应含有IGF1，结合D组可知，添加的物质是正常小鼠去垂体后注射过GH的血清，通过B、C、D、E 4组对照，说明没有垂体分泌的GH或GH不能发挥作用，均不能促进软骨细胞生长，有了IGF1，软骨细胞才能生长，可验证生长激素可通过IGF1促进软骨细胞生长。
【答案】①B、D　②正常小鼠去垂体后注射过GH的血清
3．实验评价题——方案的优劣评价、方案的纠错、步骤的完善

(2021湖南适应性考试T17节选)暴饮暴食、过量饮酒和高盐饮食都不利于健康。人体从食物中摄取各种营养物质后会发生一系列的调节过程，结合所学知识回答以下问题：
研究发现，乙醇会抑制抗利尿激素的释放，据此推测人体过量饮酒后尿量会________(填“增加”“减少”或“不变”)，为验证乙醇是通过抑制抗利尿激素的释放来影响尿量，研究小组将若干实验大鼠随机均分成两组，甲组大鼠灌胃适量乙醇溶液，乙组大鼠灌胃等量蒸馏水，半小时后检测并比较两组大鼠的尿量差异，请评价该实验方案是否合理并说明理由____________________________________________________________________________。
【解析】抗利尿激素的作用是促进肾小管、集合管细胞对水的重吸收，使尿量减少，而乙醇会抑制抗利尿激素的释放，据此推测人体过量饮酒后尿量会增加。实验为验证乙醇是通过抑制抗利尿激素的释放来影响尿量，因此半小时后检测并比较两组大鼠的尿量差异的同时，还要检测并比较两组大鼠抗利尿激素的含量，故该实验不合理。
【答案】增加　不合理，半小时后检测并比较两组大鼠的尿量差异的同时，还要检测并比较两组大鼠抗利尿激素的含量
三、遗传学中的实验探究
1．实验操作的考查
(1)豌豆：两性花，自花传粉、闭花受粉
花蕾期母本去雄→套袋→人工授粉→套袋→统计分析子代表型及比例
(2)玉米：单性花，雌雄同株、异花传粉
花蕾期母本套袋→人工授粉→套袋→统计分析子代表型及比例
2．自行设计杂交方案
(1)判断显、隐性
定义法：A×B→A(显性)
自交法：A×A→B(隐性)
(2)判断纯合子、杂合子
自交法(常见于植物)：最简便
测交法(常见于动物)：繁殖率低
(3)判断基因的位置：常染色体上还是性染色体上？
正交、反交
(4)判断基因的位置：X同源区段还是非同源区段？

(5)判断变异的产生：基因突变还是染色体结构变异？环境因素引起还是遗传因素引起？
基因突变还是染色体结构变异：显微镜观察或者杂交的方法
环境因素引起还是遗传因素：返回原环境中栽培
(6)证明分离定律、自由组合定律
直接证明：花粉鉴定法(仅局限水稻等极小数植物)
：

预测结果：若……(结果)，则……(结论)
(2022湖南T19节选)中国是传统的水稻种植大国，有一半以上人口以稻米为主食。在培育水稻优良品种的过程中，发现某野生型水稻叶片绿色由基因C控制。回答下列问题：
突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死。突变型2叶片为黄色，由基因C的另一突变基因C2所致。用突变型2与突变型1杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。能否确定C2是显性突变还是隐性突变？______(填“能”或“否”)，用文字说明理由____________________________________。
【解析】突变型1叶片为黄色，由基因C突变为C1所致，基因C1纯合幼苗期致死，说明突变型1应为杂合子，C1对C为显性，即突变型1的基因型为C1C。用突变型2(C2_)与突变型1(CC1)杂交，子代中黄色叶植株与绿色叶植株各占50%。若C2是隐性突变，则突变型2为纯合子，基因型为C2C2，与突变型1杂交子代为C2C2和C1C2两种，表型为黄色∶绿色＝1∶1，符合题意。若突变型2为显性突变，则突变型2的基因型为C2C2或C2C，分别与突变型1杂交，子代表型为全部黄色或3黄色∶1绿色，均不符合题意。故C2是隐性突变。
【答案】能　显性：①纯合子，后代全为黄色；②杂合子，后代黄色∶绿色＝3∶1；隐性∶纯合子，后代黄色∶绿色＝1∶1。故C2是隐性突变
四、非选择题中实验作答提分要点及注意事项
在高三的复习过程中，培养学生书写合理的实验思路或者步骤时应当注意选题，要以问题情境为载体，加强对基本概念、原理、思想方法的引导；也要注意不同知识内容间的联系，考查学生综合运用知识和能力的水平，培养其创造性运用知识去解决问题的创新思维和意识。另外，做题时，一定要明确以下几点：
1．分组编号，均等处理，配置无关变量；
2．抓核心，寻关键词，找准自变量；
3．观现象、测结果，明确因变量。
　　　　　　　　　　　　　　　

　【p270】
1．干酵母含有蔗糖酶，某同学利用干酵母研磨后制备的提取液和α淀粉酶溶液探究酶的专一性，相关实验设计如下表所示：

试管
1%淀粉溶液
2%蔗糖溶液
100倍
稀释
唾液
1%α淀粉酶溶液
20%酵
母提
取液
斐林
试剂
实验
结果
1

3



2
－
2
3




2
－
3

3


1
2
＋＋＋
4

3
1


2
－
5

3

1

2
－
6
3



1
2
＋
7
3

1


2
＋
8
3


1

2
＋＋＋
　　注：试剂和溶液的单位为mL，各组实验的反应时间相同，“＋”表示出现砖红色，“＋”越多，颜色越深，“－”表示不出现砖红色。
回答下列问题：
(1)淀粉酶具有催化作用的机理是______________________________。酶的专一性是指______________________________________________________________；酶除具有专一性外，还具有的特性是________________________。
(2)本实验的试管7和8出现不同显色反应的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)试管3和试管6的实验结果说明：__________________________。根据这两组实验的结果不能达到实验目的，而上述实验中，能达到实验目的的对照实验组合是________________________________________________________________________(答出一种组合即可)。
【答案】(1)降低化学反应(淀粉水解)的活化能　每一种酶只能催化一种或一类化学反应　高效性、作用条件较温和
(2)100倍稀释唾液和1%α淀粉酶溶液所含的淀粉酶量不同，相同时间内水解淀粉产生的还原糖含量不同，从而出现不同程度的砖红色沉淀(合理即可)
(3)酵母提取液中含有蔗糖酶和淀粉酶，且蔗糖酶的含量较多　试管1、2、5、8(或试管1、2、4、7)
【解析】 (1)淀粉酶具有催化作用的机理是降低化学反应(淀粉水解)的活化能。酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化学反应。酶除具有专一性外，还具有的特性是高效性、作用条件较温和。
(2)7号和8号均含有淀粉酶和淀粉溶液，100倍稀释唾液和1%α淀粉酶溶液所含的淀粉酶量不同，相同时间内水解淀粉产生的还原糖含量不同，从而出现不同程度的砖红色沉淀。
(3)①试管3(蔗糖和酵母提取液，产生较多砖红色沉淀)和试管6(淀粉和酵母提取液，产生砖红色沉淀较少)的实验结果说明：酵母提取液中含有蔗糖酶和淀粉酶，且蔗糖酶的含量较多。
②实验目的是探究酶的专一性，一般使用同种酶＋不同底物或者同种底物＋不同酶，试管3和试管6所用酵母提取液含有两种酶，上述实验中，能达到实验目的的对照实验组合是试管1、2、5、8(或试管1、2、4、7)。
2．某生物兴趣小组测得光照强度对两种植物光合作用的影响如图1所示。小组以植物1的幼叶和成熟叶为实验材料进行实验：将排完气体的圆形小叶片分别放入不同浓度的NaHCO3溶液中(浓度变化对溶液pH的影响忽略不计，其他实验条件相同且适宜)，观察各组第一片圆形小叶片上浮所需时间，结果如图2所示。请回答下列问题：

(1)图1中当光照强度为q时，植物1的叶肉细胞中光合作用速率________________(填“等于”“大于”或“小于”)呼吸作用速率，植物2单位时间内固定的CO2的量为______________(用图中字母表示)。
(2)图1中在光照强度为r时，影响植物1光合作用速率的主要外在因素是________________。
(3)图1中，若光照强度突然由q变为r，则短时间内植物2的叶肉细胞中C3的含量变化趋势是____________(填“增加”“减少”或“基本不变”)。
(4)图2中的NaHCO3能为圆形小叶片的光合作用提供CO2，若用14C标记NaHCO3中的C，则光合作用过程中14C的转移途径为________。
A．NaH14CO3→14CO2→14C3→(14CH2O)
B．NaH14CO3→14CO2→14C5→(14CH2O)
C．NaH14CO3→14CO2→14C3→14C5
(5)当NaHCO3溶液的浓度为1%至4%时，本实验中各浓度下幼叶与成熟叶片光合作用能力的差异可能是两种圆形小叶片中________________________________的不同所导致的。当NaHCO3溶液的浓度≥5%时，圆形小叶片不上浮，其原因可能是____________________________________________________________。
(6)实际上，图2的实验设计在严谨性上存在一处明显的问题，请找出并改进。
存在问题：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
改进措施：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)大于　b＋c
(2)光照强度
(3)基本不变
(4)A
(5)光合色素含量、酶的活性、酶的含量　NaHCO3溶液浓度过高，圆形小叶片细胞因渗透失水过多而死亡，不再进行光合作用
(6)实验结果观察各组第一片圆形小叶片上浮所需的时间　观察并记录各组所有圆形小叶片上浮所需的时间，并求取各组的平均值(或观察并记录同一时间段内各组中圆形小叶片浮起的数量)
【解析】(1)当光照强度为q时，植物1表现为既不吸收CO2，也不释放CO2，该植物处于光补偿点即植物的光合作用速率等于呼吸作用速率，可转化为等式：叶肉细胞的光合作用速率＝叶肉细胞的呼吸作用速率＋非叶肉细胞的呼吸作用速率，即可确定光照强度为q时叶肉细胞中的光合作用速率大于呼吸作用速率。光照强度为0时，植物2只进行呼吸作用释放CO2，其呼吸作用速率为c，当光照强度为q时，植物2从外界环境吸收CO2的速率为b，是植物2的净光合作用速率，故植物2的光合作用速率＝净光合作用速率＋呼吸作用速率＝b＋c，即单位时间内，植物2固定CO2的量为b＋c。
(2)当光照强度为r时，植物1并没有到达光饱和点，仍处于随光照强度增强光合作用速率增强的阶段，所以影响其光合作用速率的主要外在因素是光照强度。
(3)植物2在光照强度为q时，已经达到光饱和点，光照强度不再是光合作用速率增加的限制因素，光合作用速率与温度、CO2浓度等因素的制约有关，当光照强度增加到r时，对整个光合作用几乎就是没有影响的，光反应与暗反应的速率并不随之变化，故C3含量基本不变。
(4)根据题干信息，如果用14C标记NaHCO3中的C，则提供给光合作用的CO2中的C是带有标记的，CO2可以与C5结合，形成两个C3分子，经过有关酶的催化作用，C3转化为糖类，还有一部分C3又形成C5，所以光合作用过程中14C的转移途径为NaH14CO3→14CO2→14C3→(14CH2O)。
(5)各浓度下，幼叶与成熟叶光合作用能力的差异应该与二者自身结构的差异有关，幼叶与成熟叶的结构差异可以表现在光合色素含量、酶的活性或酶的含量等方面。当NaHCO3溶液浓度过高时，细胞液的浓度远小于NaHCO3溶液的浓度，会导致细胞液中的水分因渗透作用大量流出细胞，造成细胞过度失水而死亡，无法进行光合作用，没有气体的产生，圆形小叶片不上浮。
(6)在实验设计时，依据单一变量原则，除自变量(NaHCO3溶液浓度的不同)外，其他无关变量必须保持一致，比如各组之间所选的圆形小叶片面积与厚度均应相同。但由于叶片本身厚度的不均匀，导致圆形小叶片的单片质量差异很大，如果统计各组第一片圆形小叶片上浮所需时间，会由于圆形小叶片体积与质量的差异过大，导致统计结果出现较大误差，可以观察并记录各组所有圆形小叶片上浮所需的时间，并求取各组的平均值(或观察并记录同一时间段内各组中圆形小叶片浮起的数量)。
3．某闭花传粉植物的花色有红色和白色两种，由基因A、a控制；茎干有刺和无刺由基因B、b控制。研究人员进行了以下两个实验：
实验一　 红花无刺植株与白花有刺植株杂交，F1有红花无刺植株、红花有刺植株两种类型，F1中红花无刺植株自花授粉，F2表型之比为红花无刺∶红花有刺∶白花无刺∶白花有刺＝6∶3∶2∶1。
实验二　 从F1两种表型中各选取一个植株，对它们和两个亲本的两对基因(A、a和B、b)进行PCR扩增，然后进行电泳分离，结果如图。回答下列问题：

(1)两对相对性状中，显性性状分别是______________。
(2)红花无刺植株亲本与F1红花有刺植株的电泳结果分别对应图谱__________。
(3)A(a)和B(b)基因表现为____________(填“独立遗传”或“连锁遗传”)。F2表型出现6∶3∶2∶1的特殊比，对此合理的解释是__________________________________________________________。欲对该假说进行验证，请利用题目已涉及的实验技术手段，设计实验并预测结果、结论。
实验思路：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验结论：若______________________________________________________，则假说成立；若____________________________________，则假说不成立。
【答案】(1)红花、无刺
(2)二、四
(3)独立遗传　F1产生了AB、Ab、aB和ab四种等量配子，雌雄配子随机结合，基因型为BB的合子约占1/4，不能完成正常的胚胎发育　通过PCR扩增F2中多个无刺植株的B和b基因并进行电泳分离　电泳结果都出现条带3　有的只出现条带4
【解析】(1)F1中红花无刺植株自交，F2表型及其比例为红花∶白花为3∶1，无刺∶有刺为2∶ 1，说明红花对白花为显性，无刺对有刺为显性。
(2)根据杂交结果，可以推出两个亲本红花无刺植株与白花有刺植株的基因型分别为AABb、aabb，F1中红花无刺植株与红花有刺植株的基因型分别为AaBb、Aabb。以上四个(种)个体中，白花有刺植株只有a、b两种基因，F1红花无刺植株含有A、a、B、b四种基因，而亲本红花无刺植株、F1中红花有刺植株各含三种基因。因此，可以断定图谱一、三分别为白花有刺植株亲本和F1红花无刺植株的电泳结果，且条带1和3对应基因a和b，条带2和4对应基因A和B，亲本红花无刺和F1红花有刺各有三个条带，它们的电泳结果是图谱二或四。F1中红花有刺植株与白花有刺亲本相比，两者都有a和b基因，前者比后者多基因A，由此可以判定图谱四为F1中红花有刺植株的电泳结果，条带2对应基因A。红花无刺亲本的电泳结果为图谱二，它与F1中红花无刺植株相比，都有基因A、B、b，前者比后者只少基因a，由此可以判定条带1对应基因a。综合以上分析，图谱一、二、三、四分别为亲本白花有刺、亲本红花无刺、F1中红花无刺、红花有刺植株的电泳结果，条带1、2、3、4 分别对应基因a、A、b、B。
(3)F1中红花无刺植株自花授粉，F2表型之比为红花无刺∶红花有刺∶白花无刺∶白花有刺＝6∶3∶2∶1。6∶3∶2∶1为(3∶1)(2∶1)的展开形式，说明这两对等位基因位于非同源染色体上，独立遗传，符合基因的自由组合定律。F2中无刺与有刺之比为2∶1，最可能的原因是显性基因B纯合致死。
欲对“BB个体致死”这一假设进行验证，必须从F2中选择多个无刺个体(B_)植株，对基因进行PCR扩增，然后进行电泳分离，观察电泳结果。若电泳结果都出现了条带3，即可说明存活个体中的基因型都为Bb，没有基因型为BB的个体，说明假说成立；若电泳结果有的只出现条带4，则说明存活个体中的基因型有的为BB，说明假说不成立。
4．为研究处于不同焦虑状态的个体在相同压力下“努力动机”(愿意付出努力的意愿)的变化，进行了下图所示的实验。研究者首先将大鼠按照焦虑状态，分为低焦虑大鼠和高焦虑大鼠两类，随后给予大鼠刺激，使其处于相同的压力状态，并将其放入操作式条件反射箱中，如图(a)所示，在该箱中动物必须通过自己完成某种操作，才能获得奖励，大鼠获得奖励的次数越多，表示大鼠的努力动机越强，实验结果如图(b)所示。

(1)图(b)所示实验结果说明________________________________________________________________________________________________________________。
(2)有研究表明，在相同压力状态下，高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著降低，而低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著升高，因此有研究者推测不同焦虑状态下的大鼠在相同压力下努力动机的变化可能与CRHR1表达量的差异有关，为证明这一猜测是否正确，研究者将两类大鼠置于相同压力状态下进行了下表所示的实验，请完善该实验。

组号
大鼠类型
处理
检测指标




1
①
③

2
低焦虑大鼠
不干扰大鼠脑中CRHR1的表达

3
高焦虑大鼠
使大鼠脑中CRHR1的表达量升高

4
②
不干扰大鼠脑中CRHR1的表达
④
Ⅰ：①____________；②____________；③______________________________；④______________________________。
Ⅱ：若观察到________________________________________________________________________________________，则可以证明假设是正确的。
(3)若人类在压力状态下努力动机的变化与大鼠相似，那么这项研究给我们的学习和生活的启示是__________________________。
【答案】(1)与正常状态相比，相同压力状态下，低焦虑大鼠的努力动机会提高，而高焦虑大鼠的努力动机会下降
(2)①低焦虑大鼠　②高焦虑大鼠　③使大鼠脑中CRHR1的表达量降低　④统计大鼠在操作式条件反射箱中获得奖励的次数　第2组大鼠获得奖励的次数高于第1组大鼠，第3组大鼠获得奖励的次数高于第4组
(3)在学习和生活中要保持低焦虑的状态，这样在压力下会有更加强烈的努力意愿，不会轻易放弃
【解析】(1)从图(b)中可以看出低焦虑大鼠在压力状态下获得奖励的次数增加，而高焦虑大鼠在压力状态下获得奖励的次数减少，而获得奖励的次数越多，表示大鼠的努力动机越强，因此实验结果可以说明低焦虑大鼠在压力状态下努力动机会提高，而高焦虑大鼠在压力状态下努力动机会下降。
(2)为证明“不同焦虑状态下的大鼠在相同压力下努力动机的变化可能与CRHR1表达量的差异有关”这一猜测是否正确，则实验的自变量为不同焦虑状态的大鼠和大鼠脑中CRHR1的表达量，因变量为努力动机，即大鼠获得奖励的次数，结合已有的实验，设计实验为：组号1、2的大鼠类型都为低焦虑大鼠，组号3、4的大鼠类型都为高焦虑大鼠，因为在相同压力状态下，高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著降低，而低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著升高，故使组号1的低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量降低，组号3的高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量升高，组号2、4的大鼠，不干扰其脑中CRHR1的表达，作为对照组。因为实验的因变量为努力动机，即大鼠获得奖励的次数，故检测指标为统计大鼠在操作式条件反射箱中获得奖励的次数。若证明假设是正确的，即要符合“高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著降低，而低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量较正常状态显著升高”，则大鼠脑中CRHR1的表达量越高，大鼠的努力动机越强。因为组号1的低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量比组号2低焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量更低，故实验结果为第2组大鼠获得奖励的次数高于第1组大鼠；因为组号3的高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量比组号4高焦虑大鼠脑中CRHR1的表达量更高，故实验结果为第3组大鼠获得奖励的次数高于第4组。
(3)从题中实验可以分析出压力状态下，低焦虑大鼠的努力动机增加，高焦虑大鼠的努力动机降低，因此在学习和生活中也应该调整焦虑状态，这样在压力下能够更加努力，而不是选择放弃。
5．某学习小组为了探究不同温度对酵母菌种群数量变化的影响，设置了4组实验，每隔2 h取样检测一次，连续取样8次，结果如下表。请回答：

温度/℃








不同时间酵母菌种群数量/(106个·mL－1)








0 h
2 h
4 h
6 h
8 h
10 h
12 h
14 h

20
1.2
1.8
3.0
4.0
7.8
13.2
20.3
19.4
25
1.2
2.0
3.8
5.8
8.9
19.5
19.0
18.5
30
1.2
3.5
7.2
15.2
35.1
88.2
88.1
81.0
35
1.2
4.8
9.2
20.1
75.2
73.1
70.2
68.1
(1)酵母菌种群最基本的数量特征是______________。据表分析，在不同温度条件下酵母菌种群数量随时间变化的相同规律是____________________________。在35 ℃条件下，种群数量增长速率最大的时间段为______________h。
(2)同一温度条件下，若提高培养液中酵母菌起始种群数量，则该组别中酵母菌种群数量达到K值的时间将____________(填“延长”“缩短”或“保持不变”)；若其他条件保持不变，适当提高培养液的浓度，则该组别的K值将____________________(填“增大”“减小”或“保持不变”)。
(3)请在下面坐标图中画出上述实验过程中不同温度条件下培养液中酵母菌种群数量达到K值时的柱形图。

【答案】(1)种群密度　先增加后减少/先增加后稳定再减少　6～8
(2)缩短　增大
(3)
【解析】(1)种群密度是种群最基本的数量特征。据表分析，在上述实验条件下，不同温度下酵母菌种群数量随时间变化的规律都是先增加，当达到最大后再降低。35 ℃下，6～8 h，酵母菌种群数量增长(75.2－20.1＝55.1)最大。
(2)酵菌种群数量的K值(环境容纳量)的大小与培养液的浓度和培养空间的大小有关，与酵母菌培养液的起始种群数量无关，但培养液中酵母菌起始种群数量可以影响酵母菌种群数量达到K值所要的时间。故同一温度条件下，若提高培养液中酵母菌起始种群数量，则该组别中酵母菌种群数量达到K值的时间将缩短；若其他条件保持不变，适当提高培养液的浓度，则该组别的K值将增加。
(3)根据表格信息，不同温度条件下，培养液中酵母菌种群数量的最大值(K值)分别为20.3、19.5、88.2、75.2。柱状图如下：