1选择题
某同学在校园生物兴趣小组中开展探究实验：研究不同浓度的生长素类似物（2,4-D）对教室窗台上同种绿豆插条生根数目的影响。他选取长势相同的插条若干，随机均分为4组，分别用等量的清水、10⁻⁸ mol/L、10⁻⁶ mol/L、10⁻⁴ mol/L 的2,4-D溶液处理插条基部，其他培养条件（温度、光照时间、培养液量等）均相同且适宜，一段时间后统计各组生根数目。下列关于该实验中变量与对照的叙述，错误的是（ ）
- A. 该实验的自变量是2,4-D溶液的浓度，因变量是插条的生根数目
- B. 用清水处理的一组为对照组，三个不同浓度的2,4-D处理组均为实验组
- C. 温度、光照时间、插条长势等属于无关变量，各组应保持相同且适宜
- D. 该实验属于相互对照实验，各组之间相互对比，无须设置空白对照组
答案：D
解析：本题考查实验设计中自变量、因变量、无关变量的区分以及对照组的设置。A项：本实验人为改变的变量是2,4-D溶液的浓度，故为自变量；随自变量变化而测得的指标是生根数目，为因变量，正确。B项：清水组未施加自变量处理，作为空白对照组，三个浓度组为实验组，正确。C项：温度、光照、插条长势等不属于研究对象但会影响实验结果，属无关变量，必须保持相同且适宜，以排除干扰，正确。D项：本实验中清水组与各浓度组之间的对比已经构成空白对照（对照组），并非只有相互对照；且不同浓度组之间互为对比只能说明浓度间差异，若不设清水组则无法判断2,4-D整体上是促进还是抑制生根。因此「无须设置空白对照组」的说法错误。故选D。
易错点：一是把「生根数目」误当作自变量（它是随浓度变化而变化的因变量）；二是认为设置了多个浓度组就属于相互对照而否定空白对照组的必要性，实际上空白对照（清水组）用于排除溶剂等无关因素并提供比较基准，不可缺少。
2选择题
某同学为探究不同浓度的NaCl溶液对肝细胞贴壁生长的影响，设计实验：取若干培养瓶，均加入等量动物细胞培养液和相同数量的肝细胞，实验组分别加入NaCl溶液使其终浓度为0.5%、1.0%、1.5%，对照组不加NaCl，其他条件（温度、pH、气体环境等）均相同且适宜，培养一段时间后测定各组贴壁细胞数。下列关于该实验的叙述，错误的是（ ）
- A. 该实验的自变量是NaCl溶液的浓度，因变量是贴壁细胞数
- B. 各组加入的细胞数量、培养液体积等无关变量应保持相同且适宜
- C. 培养时应提供95%空气和5% CO₂，其中CO₂主要用于维持培养液的pH
- D. 对照组不加NaCl，目的是为实验组提供一个与实验组不同的培养条件以形成对比
答案：D
解析：A正确：本实验人为改变的变量是NaCl溶液浓度（自变量），随其变化而测定的贴壁细胞数是因变量。B正确：细胞数量、培养液体积、温度、pH、气体环境等属于无关变量，必须保持相同且适宜，以排除干扰。C正确：动物细胞培养的气体环境为95%空气+5% CO₂，空气中的O₂供细胞有氧呼吸，CO₂用于维持培养液pH（易错点：误认为CO₂是细胞呼吸的原料或供能物质）。D错误：对照组的作用是排除无关变量的干扰，通过与实验组对比使结论更可靠，因此对照组的培养条件除自变量（NaCl浓度，对照组为0）外，其余条件都应与实验组完全相同，而不是提供“不同的培养条件”。故选D。
3选择题
某兴趣小组以新鲜猪肝为材料，探究温度对过氧化氢酶活性的影响。设计如下：取3支试管，各加入2 mL质量分数为3%的H₂O₂溶液，分别置于0 ℃、30 ℃、80 ℃的水浴中保温5 min后，再各加入1 mL新鲜猪肝研磨液，观察各试管中气泡产生的速率。下列对该实验设计的评价，正确的是（ ）
- A. 自变量是温度，因变量是气泡产生的速率，设计思路正确
- B. 应先将猪肝研磨液与H₂O₂溶液分别在相应温度下保温，再混合，以保证酶在设定温度下起作用
- C. 80 ℃组气泡产生少是因为高温抑制了酶的活性，降温后酶活性可恢复
- D. 该实验不需要设置对照组，三支试管之间相互对照即可，因此无需重复实验
答案：B
解析：A错误：虽然自变量确为温度、因变量为气泡产生速率，但该设计中先将H₂O₂溶液在相应温度下保温，再加入常温的猪肝研磨液，会使反应体系的实际温度偏离设定温度，故设计思路不严谨。B正确：为严格控制自变量，应让酶液和底物分别在设定温度下保温后再混合，确保酶促反应在设定温度下进行，这正是控制变量、规范操作的体现。C错误：80 ℃为高温，会使过氧化氢酶的空间结构被破坏而永久失活，降温后活性不能恢复（易错点：混淆“低温抑制、可恢复”与“高温变性、不可恢复”）。D错误：三个不同温度组之间虽可形成相互对照，但实验仍需设置重复组（平行重复）以减小偶然误差、提高可靠性；“无需重复实验”说法错误。故选B。
4选择题
某校生物社团为探究不同浓度的蔗糖溶液对洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离程度的影响，设计了如下实验方案：取同一洋葱鳞片叶的外表皮，分别置于 0.2 g/mL、0.3 g/mL、0.4 g/mL、0.5 g/mL 的蔗糖溶液中，其他条件相同且适宜，一段时间后在显微镜下统计发生质壁分离的细胞所占比例。下列关于该实验中变量与对照的分析，正确的是（ ）
- A. 该实验的自变量是蔗糖溶液的浓度，因变量是发生质壁分离的细胞所占比例，属于相互对照
- B. 该实验的自变量是洋葱外表皮细胞，因变量是蔗糖溶液的浓度，应设置空白对照组
- C. 该实验中无需对照，只需统计各浓度下的细胞分离比例即可
- D. 该实验的自变量是质壁分离程度，因变量是蔗糖浓度，各组温度、处理时间可不同
答案：A
解析：本题考查实验设计中的自变量、因变量与对照类型的辨析。
分析：实验中人为改变的变量是蔗糖溶液的浓度，故蔗糖浓度是自变量；随自变量变化而变化的观测指标是发生质壁分离的细胞所占比例，故为因变量；洋葱外表皮材料、温度、处理时间、显微镜观察倍数等均属无关变量，应保持相同且适宜。本实验不设专门的空白对照组，而是不同浓度组之间互为对照，属于相互对照（对比实验）。
易错点：①把实验材料（洋葱外表皮）当作自变量；②把因变量与自变量颠倒；③误认为所有实验都必须有空白对照，忽略了「不同浓度梯度组之间相互对照」这一常见形式；④认为各组无关变量可以不同，违背了「其他变量保持相同」的控制变量原则。B 项自变量与因变量颠倒且误设空白对照；C 项否认对照，无法排除无关变量干扰；D 项自变量与因变量颠倒且破坏无关变量的等同控制。故选 A。
5解答题
为探究某新型植物组织培养基配方对菊花外植体脱分化形成愈伤组织的影响，某校生物兴趣小组设计了如下实验方案：
已知信息：
① 植物组织培养中外植体需先经消毒处理；脱分化阶段一般需避光培养，形成愈伤组织；再分化阶段需光照并调整培养基中生长素与细胞分裂素的比例。
② 实验材料：同种菊花、长势一致的带腋芽茎段若干。
③ 实验分组：甲组用常规培养基（配方A）培养，乙组用新型培养基（配方B）培养，两组培养基中除激素配比不同外，其余成分完全相同。
④ 两组均在相同且适宜的温度、避光条件下培养20天，统计愈伤组织的诱导率（诱导率＝形成愈伤组织的外植体数 ÷ 接种外植体总数 × 100%）。
请回答下列问题：
（1）该实验的自变量是__________，因变量是__________；除激素配比外，实验中还需保持相同的无关变量有__________（答出2点即可）。
（2）甲组在本实验中属于__________（填「对照组」或「实验组」），设置该组的作用是__________。
（3）若乙组愈伤组织诱导率显著高于甲组，请据此得出的结论是：__________。
（4）有同学提出「配方B也能提高菊花茎段再分化形成芽的效率」，请在上述实验基础上简要写出验证该猜想的实验设计思路（写出关键步骤即可）。
答案：（1）自变量：培养基的激素配比（或答「培养基配方：配方A与配方B」）；因变量：愈伤组织的诱导率（或答「形成愈伤组织的外植体数/比例」）；需保持相同的无关变量：外植体的种类与长势（菊花茎段的长度、粗细）、接种数目、培养温度、光照条件（避光）、培养时间、培养基中除激素外的其他成分及用量等（答出2点即可）。
（2）对照组；作用是与乙组（实验组）对比，排除培养基中除激素配比以外的其他因素以及操作过程对实验结果的干扰，使「激素配比不同」这一单一因素对愈伤组织诱导率的影响显现出来，从而使结论更可靠。
（3）结论：在其他条件相同且适宜的情况下，配方B（新型培养基的激素配比）比配方A（常规培养基的激素配比）更有利于菊花茎段脱分化形成愈伤组织（即能提高愈伤组织诱导率）。
（4）实验设计思路：① 取上述实验中长势一致的愈伤组织（或取同种菊花茎段先按同一配方脱分化获得愈伤组织），随机均分为两组；② 甲组转入配方A、乙组转入配方B的再分化培养基，其他成分相同，均给予相同且适宜的温度、光照（需光）条件培养；③ 培养相同时间后统计两组芽（或胚状体）的分化率/每块愈伤组织出芽数；④ 对比两组数据，若乙组显著高于甲组，则支持该猜想。注意再分化阶段需光照，并调整生长素与细胞分裂素的比例以诱导器官分化。
解析：本题以校园兴趣小组的菊花组织培养实验为情境，综合考查实验设计三大核心——控制变量、设置对照、规范操作，并与植物组织培养（脱分化/再分化）考点结合。
（1）自变量是人为改变的变量，本题中人为改变的是培养基的激素配比（配方A与配方B），不要误填「愈伤组织诱导率」；因变量是随自变量变化而测得的指标，即愈伤组织诱导率。易错点：把因变量当自变量，或把无关变量（温度、光照等）写成自变量。
（2）甲组用常规培养基，未施加「新配方」这一处理，为对照组。设置对照组的作用是排除无关变量干扰、提供比较基准，使结论可靠。易错点：误认为「没有做任何处理的组才叫对照组」，其实常规处理组即为对照组；或只答「作对比」而未说明排除无关变量干扰。
（3）结论必须限定条件「其他条件相同且适宜」，且只针对脱分化形成愈伤组织这一指标，不能外推到再分化或整个组织培养过程。
（4）验证再分化能力需另设实验：自变量仍为激素配比（配方A/B），材料改为愈伤组织，条件改为需光，因变量为出芽率/出芽数。易错点：延续避光条件（再分化需光照）；未控制愈伤组织长势一致；未说明随机分组与等量处理。
总体提示：实验设计类答题模板为「找变量→设对照→控无关→观指标→得结论」，结论表述须体现单一变量原则与对照思想。
6解答题
某校生物兴趣小组在学习了动物细胞工程后，计划利用小鼠制备抗流感病毒血凝素（HA）蛋白的单克隆抗体，用于校园流感防控的检测试剂盒研发。小组同学在实验设计课上讨论了以下方案，并请全班同学评议。
已知信息：
① 第一次筛选使用选择培养基（如 HAT 培养基），只有融合的杂交瘤细胞能在其中存活并增殖，未融合的亲本细胞和同种核融合细胞均会死亡。
② 第二次筛选采用抗原—抗体杂交（专一抗体检测），从多种杂交瘤细胞中筛选出能分泌抗 HA 蛋白特异性抗体的细胞。
方案要点如下：
甲同学提出：实验时先给一组小鼠注射 HA 蛋白，另一组小鼠注射等量生理盐水，两组小鼠在相同且适宜的环境中饲养，一段时间后分别取脾脏中的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合。
乙同学提出：融合后只需用选择培养基筛选一次，得到的杂交瘤细胞就都能分泌抗 HA 的抗体，可以直接扩大培养。
丙同学提出：若要检测校园检测试剂盒中单克隆抗体的效价（抗体含量与活性），应以已知浓度的标准 HA 蛋白为抗原，以生理盐水作为空白对照，测定不同稀释度抗体的反应强度。
请回答下列问题：
（1）甲同学设置注射生理盐水的小鼠组，属于实验设计中的什么对照？该对照的目的是什么？该实验中的自变量和因变量分别是什么？
（2）乙同学的观点是否正确？请结合两次筛选的原理与目的加以说明，并指出这样设计会造成什么后果。
（3）丙同学的检测方案中，设置生理盐水空白对照的作用是什么？若要使检测结果可靠，除空白对照外，还应控制哪些无关变量（至少答出两点）？
（4）综合上述讨论，请用一句话概括本实验设计中应遵循的核心原则。
答案：（1）属于空白对照（或阴性对照）。目的：排除注射操作本身、生理盐水等无关变量对小鼠免疫应答的影响，使实验组（注射 HA 蛋白）与对照组的差异只能由抗原（HA 蛋白）引起，从而使结论更可靠。自变量：是否注射 HA 蛋白（抗原的有无/种类）；因变量：小鼠脾脏中能否获得能分泌抗 HA 抗体的免疫 B 淋巴细胞（或免疫应答的强度）。
（2）不正确。①第一次筛选（选择培养基）只能淘汰未融合的亲本细胞和同种核融合细胞，获得的杂交瘤细胞是由多种不同的 B 淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合而来，它们产生的抗体各不相同；②必须再进行第二次筛选——专一抗体检测（抗原—抗体杂交），才能获得既能无限增殖又能产生抗 HA 特异性抗体的杂交瘤细胞。若只筛选一次，得到的细胞群中混有产生非所需抗体的杂交瘤细胞，扩大培养后将得不到高纯度、高特异性的抗 HA 单克隆抗体，检测试剂盒会出现假阳性或假阴性。
（3）空白对照的作用：排除检测体系中非特异性显色/反应的干扰，作为反应强度的基准（零点），以便判断各稀释度抗体的反应是否由抗原—抗体特异性结合引起。还应控制的无关变量（答出两点即可）：①各组加入的标准 HA 蛋白浓度与体积相同；②抗体的稀释方法、加入量、反应温度与时间一致；③检测试剂的批次、反应容器与检测仪器相同；④重复次数一致并取平均值。
（4）实验设计应遵循：控制单一变量（自变量）、设置对照、保持其他无关变量相同且适宜，通过对比排除干扰、得出可靠结论。
解析：本题以校园流感检测试剂盒研发为情境，综合考查单克隆抗体制备中两次筛选的原理与实验设计的对照原则、变量控制。
易错点：①把甲同学的对照误认为相互对照或条件对照——注射生理盐水组不施加抗原处理，是典型的空白对照；②自变量与因变量混淆：自变量是人为改变的注射物（HA 有无），因变量是随之变化的免疫应答结果；③误认为「杂交瘤细胞＝能产生所需抗体的细胞」，忽略第二次抗体检测，这是本考点最高频的失分点；④混淆两次筛选的原理：第一次靠选择培养基（存活能力），第二次靠抗原—抗体杂交（抗体特异性）；⑤只答「设置对照」而不说明对照排除了哪些无关变量，说理不充分；⑥把「检测效价」与「筛选细胞」两个环节混为一谈。
7解答题
某校生物兴趣小组在学习动物细胞核移植技术后，围绕「克隆动物的遗传物质来源」开展探究性实验设计。已知信息：动物体细胞核移植是将供体动物体细胞的细胞核移入去核卵母细胞中，重组细胞经体外培养后移入代孕母体，最终获得克隆动物。小组同学提出问题：克隆动物的核遗传物质和质遗传物质分别来自哪里？现有材料用具：一只高产奶牛（供体，雌性）、一只普通奶牛（卵母细胞提供者，雌性）、一只代孕母牛、体外培养液、显微操作仪等。请回答：
（1）该实验的自变量是什么？因变量是什么？
（2）实验中哪些变量属于无关变量，需要保持相同且适宜？请举两例。
（3）为使结论可靠，本实验应如何设置对照？对照组的作用是什么？
（4）若克隆个体的产奶量与供体高产奶牛相近，能否据此得出「克隆动物与供体动物的遗传物质完全相同」的结论？请说明理由。
答案：（1）自变量：细胞核与细胞质的来源（供体体细胞核的种类/卵母细胞供体的种类）；因变量：克隆动物的核遗传物质与质遗传物质的来源（或克隆动物的性状表现，如产奶量）。
（2）无关变量举例：代孕母牛的生理状态（年龄、健康状况）；重组细胞的培养条件（培养液成分、温度、pH、培养时间）；胚胎移植的时期（桑椹胚或囊胚期）；供体与受体奶牛的饲养管理条件等（任举两例即可）。
（3）对照设置：设置对照组——用普通奶牛的体细胞核与去核卵母细胞构建重组细胞，或设置不做核移植的普通奶牛自然繁殖后代作对照；两组在相同且适宜的条件下培养、移植。对照组的作用：排除代孕母体、培养条件等无关变量的干扰，通过与实验组对比，说明克隆动物的性状差异主要由供体细胞核决定。
（4）不能。克隆动物的核遗传物质来自供体体细胞核，但其细胞质中的遗传物质（线粒体DNA等）来自去核卵母细胞的细胞质，因此克隆动物与供体动物的遗传物质不完全相同，产奶量相近只能说明核遗传物质起主要作用。
解析：本题考查动物体细胞核移植技术的原理、操作要点及实验设计的变量与对照分析。易错点：①将受体细胞误认为「卵细胞」，应为「去核卵母细胞」，且必须强调去核操作；②自变量与因变量混淆——自变量是人为改变的（核/质来源），因变量是随之变化的（遗传物质来源或性状）；③对照组设置不规范，只写「设置对照」而不说明对照组具体处理及其排除无关变量干扰的作用；④误认为克隆动物与供体基因型完全相同，忽略卵母细胞细胞质基因（线粒体DNA）的贡献。
8解答题
某中学科技社团在学习基因工程应用后，设计实验探究「转基因植物的检测与生物安全」。已知信息：科研人员将抗冻蛋白基因AFP导入某种植物细胞，培育抗冻植物；AFP基因来自鱼类，通过反转录法以mRNA为模板获得cDNA，构建cDNA文库获取目的基因。检测转基因植物是否成功通常分为三个层次：①检测目的基因是否插入受体细胞染色体DNA；②检测目的基因是否转录出mRNA；③检测目的基因是否翻译出相应蛋白质。社团同学围绕检测方法与生物安全措施展开讨论。请回答：
（1）cDNA文库中是否含有AFP基因的内含子序列？请说明理由。
（2）上述三个检测层次分别可采用什么技术？
（3）为防止AFP基因通过花粉传播到近缘野生种（基因漂移），可采取哪些安全措施？请举两例。
（4）有同学提出「所有转基因技术都可能被用作生物武器，因此应全面禁止转基因研究」。请结合所学，判断这一说法是否正确，并说明理由。
答案：（1）不含。cDNA是以mRNA为模板经反转录获得的，成熟的mRNA已切除内含子，只保留外显子转录序列，因此cDNA文库不含内含子序列。
（2）①检测目的基因是否插入染色体DNA：DNA分子杂交技术（用放射性同位素标记的AFP基因作探针）；②检测是否转录出mRNA：分子杂交技术（RNA分子杂交）；③检测是否翻译出蛋白质：抗原—抗体杂交技术。
（3）示例：将目的基因导入叶绿体基因组（叶绿体基因组不随花粉传播）；在目的基因上游插入组织特异性启动子，限制其在花粉等生殖器官中表达；种植转基因植物时与野生近缘种隔离种植，或使其不育（任举两例即可）。
（4）不正确。生物武器的特点是致病性强、易传播、危害大，常见如埃博拉病毒、炭疽杆菌等致病微生物；转基因抗虫棉、杂交水稻等是有益的农业应用，质粒等是基因工程的工具，均不属于生物武器。不能将所有转基因技术都视为危险，应在规范管理、趋利避害的前提下合理发展生物技术，而非全面禁止。
解析：本题综合考查基因工程应用中的目的基因获取（cDNA文库法）、产物检测的三个层次及生物安全措施，并结合「禁止生物武器」的概念辨析，突出易混概念对比。易错点：①误认为cDNA文库包含基因完整序列（含内含子），忽略cDNA由成熟mRNA反转录而来；②三个检测层次对应的技术混淆，特别是分子杂交与抗原—抗体杂交的适用对象；③生物安全措施记忆模糊，答不出具体措施（如导入叶绿体基因组、组织特异性启动子）；④概念泛化，把所有转基因技术都当作生物武器，或把基因工程工具（质粒）误当作武器，应把握生物武器「致病性强、易传播、危害大」的本质特征。