专题8 第2讲 二、实验设计中的对照关系-【金版教程】2025年高考生物大二轮专题复习冲刺方案课件PPT（创新版 多选版）

　　　　　　　　　　　　　 第一部分　专题复习 专题八　课本实验与实验设计 第2讲　实验设计 二、实验设计中的对照关系 常用的对照类型有空白对照、自身对照、条件对照和相互对照等几种。 (1)空白对照是指不做任何处理的对象组，通常是为了提供一种实验主体完全正常的状态作为实验参考。 (2)自身对照则是指实验组与对照组在同一对象上进行，不另设对照组，例如植物细胞质壁分离和复原的实验中，我们观察的是同一个细胞在不同浓度的溶液中发生的变化，变化前和变化后就形成了一种自身对照。 (3)条件对照则是指给对照组施加某种处理，但该处理是自变量以外的处理，例如在探究某药物的治疗效果时，我们可以用已知药物的治疗效果作为对照。 (4)相互对照指不另设对照组，而是利用几个实验组相互对照，也称之为对比实验，例如我们可以比较不同浓度的药物处理对某种疾病的治疗效果。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 2 例1　(提供参考对照体系) 实验目的：探究药物X对糖尿病的治疗效果 注：药物X分为3个浓度，从小到大依次为X1、X2、X3。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 3 实验组：____________________。 对照组：____________________。 对照关系：_____________________________________________________。 设置C组目的：提供正常小鼠血糖值作参考。 设置A组目的：确定造模成功，确定药效如何。 设置B组目的：确定受试药物是否更有效。 结论：______________________________________________________。 D组、E组和F组 A组、B组和C组 A组和C组对照，B、D、E、F组和A组对照，D、E、F组和B组对照 药物X能降低血糖，随药物X浓度增加降低血糖效果更好 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 4 练1－1　(2022·辽宁高考改编)为研究中医名方——柴胡疏肝散对功能性消化不良大鼠胃排空(胃内容物进入小肠)的作用，科研人员设置4组实验，测得大鼠胃排空率见下表。下列叙述不正确的是(　　) 注：药物A为治疗功能性消化不良的常用药物。 组别 状态 胃排空率(%) 正常组 健康大鼠 55.80 模型组 患病大鼠未给药 38.65 柴胡疏肝散组 患病大鼠＋柴胡疏肝散 51.12 药物A组 患病大鼠＋药物A 49.92 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 5 A．与正常组相比，模型组大鼠胃排空率明显降低 B．正常组能对比反映出给药组大鼠恢复胃排空的程度 C．与正常组相比，柴胡疏肝散具有促进胃排空的作用 D．柴胡疏肝散与药物A对患病大鼠促进胃排空的效果相似 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 6 练1－2　(2021·天津等级考节选)阿卡波糖是国外开发的口服降糖药，可有效降低餐后血糖高峰。为开发具有自主知识产权的同类型新药，我国科研人员研究了植物来源的生物碱NB和黄酮CH对餐后血糖的影响。为此，将溶于生理盐水的药物和淀粉同时灌胃小鼠后，在不同时间检测其血糖水平，实验设计及部分结果如下表所示。 本实验以________________________作对照组，确认实验材料和方法等能有效检测药物疗效。 生理盐水组与阿卡波糖组 组别(每组10只) 给药剂量(mg/kg体重) 给药后不同时间血糖水平(mmol/L) 0分钟 30分钟 60分钟 120分钟 生理盐水 － 4.37 11.03 7.88 5.04 阿卡波糖 4.0 4.12 7.62 7.57 5.39 NB 4.0 4.19 x1 6.82 5.20 CH 4.0 4.24 x2 7.20 5.12 NB＋CH 4.0＋4.0 4.36 x3 5.49 5.03 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 7 练1－3　为研究不同浓度SW在治疗肿瘤的过程中对机体免疫调节功能的影响，科研人员利用正常小鼠和移植肿瘤的小鼠进行了相关实验。实验过程中，实验组处理______________________________，还需设置____________________ __________________________________________________对照。 不同浓度SW处理的移植肿瘤小鼠 注射等量生理盐水的正常小鼠以及注射等量生理盐水的移植肿瘤小鼠 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 8 练1－4　据研究，高糖引起的海马区神经元凋亡是糖尿病患者神经系统受损的重要原因。科研人员欲探索红景天苷联合胰岛素对高糖培养海马神经元凋亡的影响，为糖尿病认知功能障碍的发病机制和早期防治提供科学依据。实验选择新生大鼠的海马神经元进行体外培养，取含有等量细胞的细胞悬液1 mL加入细胞培养板中，定期更换培养基。实验结果如表。 组别 海马神经元凋亡率% 1 正常对照组 12.17 2 高糖组 20.64 3 胰岛素组 10.42 4 红景天苷组 13.08 5 红景天苷联合胰岛素组 7.42 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 9 (1)表中各组培养基中需要添加葡萄糖创造高糖环境的有_____________。 (2)根据实验结果可得出的结论是_____________________________________ __________________________________________________________。 2、3、4、5 红景天苷联合胰岛素能够抑制高糖培养海马神经元凋亡，效果优于单独使用胰岛素及红景天苷 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 10 例2　(排除干扰对照) 为探索治疗机体对某种药物依赖的有效途径，我国科研人员进行了如下研究。 (1)将大鼠置于自身给药箱中(如图)，当大鼠按压非 给药杆时指示灯不亮，药泵不给药；按压给药杆时指示 灯亮，药泵通过静脉导管向大鼠注射一定量药物。灯亮时， 光刺激大鼠视网膜，引起视神经细胞产生______________， 传至末梢，释放__________，作用于突触________上的受体。信息传至视中枢，产生视觉。多次重复训练后，大鼠在光信号与给药之间建立联系。当单位时间内大鼠按压给药杆的次数达到一定程度时，即可被视为对该药物形成依赖，以下将这种大鼠简称D鼠。 神经冲动(兴奋) 神经递质 后膜 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 11 (2)研究发现，D鼠相关脑区内酶A含量和活性均明显升高。为探讨酶A活性对药物依赖的影响，在两组D鼠相关脑区注射酶A活性抑制剂或生理盐水后，再分别放入自身给药箱，记录单位时间内两组D鼠__________________。与对照组相比，若抑制剂组的D鼠__________________________，则表明抑制酶A的活性可以降低D鼠对药物的依赖。 按压给药杆的次数 按压给药杆的次数明显减少 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 12 (3)研究者设计了一种能与编码酶A的mRNA互补结合的，含22个核苷酸的RNA，它能进入细胞，促进编码酶A的mRNA降解。将这种小RNA用溶剂M溶解后，注射到D鼠相关脑区，引起酶A含量明显下降，D鼠对药物的依赖降低，进行本实验时，要同时进行一个对照处理，将一段小RNA用________(填“生理盐水”“蒸馏水”或“溶剂M”)溶解，注射到D鼠的相关脑区。这段小RNA的最佳设计为：与实验组使用的小RNA相比，其核苷酸的________(多选，只填序号)。 a．种类相同　b．种类不同　c．数目相同　d．数目不同　e．序列完全相同　f．序列完全不同 若此对照组D鼠相关脑区内酶A含量无明显变化，则可以证明_____________________________________等因素对实验组结果无影响。 溶剂M　 a、c、f 溶剂M及小RNA中核苷酸的种类和数量 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 13 解析：(2)本实验中，要探究酶A活性抑制剂对D鼠的影响。从题目分析可知，当D鼠对药物依赖后，表现为按压给药杆次数达到一定程度，并且脑内酶A含量增加。若要观测到D鼠对药物依赖的变化，只能通过观察D鼠对药杆按压次数的变化，所以需要记录在单位时间内两组D鼠对药杆的按压次数。抑制酶A活性后，降低了D鼠对药物的依赖，表现为对药杆按压次数少，所以抑制剂组的D鼠表现为对药杆的按压次数少。 (3)从题干中获取有效信息，按照单一变量原则，对照组和实验组的溶剂都用溶剂M。在RNA干扰实验中只有与酶A的mRNA序列互补的小RNA才能相互结合发挥作用，故对照组的小RNA应选择核苷酸种类和数量完全相同而序列完全不同。若此对照组D鼠相关脑区内酶A含量无明显变化，则可以证明溶剂M及小RNA中核苷酸的种类和数量等因素对实验组结果无影响。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 14 练2－1　寨卡病毒在南美流行，该地区也是登革热病毒流行区域。为研究寨卡病毒流行与登革热病毒的关系，科研人员进行了实验。 (1)病毒感染人体后，会引起__________(填反应)产生特异性抗体，与病毒结合，阻止病毒_____________宿主细胞。 体液免疫 吸附并侵染 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 15 (2)登革热病毒与寨卡病毒结构相似。为探 究登革热病毒抗体是否可以特异性结合寨卡病 毒，科研人员用血清与病毒进行抗原—抗体杂 交实验，实验处理及结果如图所示。 ①请阐述b组和c组在本实验中的作用。 b组：排除___________________________对实验结果的影响。 c组：___________________________的参照。 ②与对照组分别比较，实验组抗原—抗体反应强度____________________，可得出__________________________________________的结论。 无关抗体(血清中其他抗体) 作为抗原—抗体阳性反应结果 明显高于b组，与c组接近 登革热康复者的血清抗体能够与寨卡病毒结合 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 16 练2－2　辛硫磷是一种有机磷杀虫剂，为测定其对不同虫态红火蚁的致死剂量，将原药溶于丙酮中配制成不同浓度的辛硫磷药剂，点于红火蚁胸部，记录24 h死亡个体数并计算LC50(杀死50%防治对象的药剂浓度)，结果如表： (1)本实验中辛硫磷药液的浓度范围要根据________的实验结果来确定；每个药剂浓度的处理均设多次重复，目的是排除____________________________________ _________，从而减少误差；本实验的对照组应设置为________________________。 (2)实验中________虫态的红火蚁对辛硫磷最敏感，控制该虫态红火蚁的数量，________(填“能”或“不能”)持续有效地控制住蚁群的数量。 预实验 个体差异对实验结果的干扰(实验结果的偶然性) 用等量丙酮同样处理红火蚁 小工蚁 不能 虫态 小工蚁 兵蚁 有翅雄蚁 有翅雌蚁 蚁后 LC50 (μg/mL) 1.04 2.06 7.38 9.39 7.81 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 17 解析：(2)由实验结果可知杀死50%小工蚁的药剂浓度最低，则小工蚁虫态的红火蚁对辛硫磷最敏感，控制该虫态红火蚁的数量不能持续有效的控制住蚁群的数量，因为小工蚁不具有繁殖能力。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 18 例3　(单一自变量的简单情况) (2024·1月九省联考甘肃)较长时间生活在冷环境中会使人和动物的产热能力增强，将黑线仓鼠置于冷环境(如－10 ℃)中驯化一段时间后，体内甲状腺激素的分泌会发生变化，调节机体产热量。请设计实验，探究冷驯化与血浆甲状腺激素浓度之间的关系，简要写出实验方案和预期结果。 答案：实验方案：将生理状态相同的健康仓鼠随机均分成甲、乙、丙三组，置于冷环境中温度分别为10 ℃、0 ℃、－10 ℃，一段时间后，测定各组仓鼠血浆中甲状腺激素浓度，并求平均值。 预期结果：血浆中甲状腺激素浓度甲<乙<丙。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 19 练3　(2024·1月九省联考安徽)某同学推测，黄瓜叶片色素含量随着远红光强度的增加而递减。用纸层析法设计实验验证这一推测，简要写出实验思路和预期结果。 答案：实验思路：将生长状况相似的黄瓜幼苗分别在不同远红光强度，相同且适宜环境条件下培养一段时间，分别取等量叶片用无水乙醇提取光合色素，利用纸层析法对色素进行分离，比较各组滤纸条上色素条带的宽度。 预期结果：随着远红光强度增加，叶片中提取出的色素条带变细。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 20 例4　(单一自变量复杂情况) 在一些情况下，细胞可通过自噬作用 降解自身的非必需成分来提供营养和能量。 为探究B蛋白对细胞自噬的作用，研究人员 进行了系列实验，处理及结果如图所示。 注：“＋”表示有，“－”表示无。 结果：___________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________。 结论：_________________________________________________。 敲除B蛋白基因后(b组与a组比较)，细胞内自噬体数目下降；敲除后转入正常B蛋白基因(c组与a、b组比较)，细胞内自噬体数目恢复，敲除后转入B蛋白基因的突变基因(d组与a、b组比较)，细胞内自噬体数目未恢复 B蛋白诱导自噬体形成 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 21 例5　(双自变量) 探究生长素(A)在寒冷刺激(B)下调节植物生长的影响。 比较结论： (1)寒冷刺激单独能够促进植物生长(________)； (2)生长素单独使用能够促进植物生长(________)； (3)生长素在有寒冷刺激存在时可以促进植物生长(________)； (4)寒冷刺激在有生长素存在时可以促进植物生长(________)； (5)生长素在有寒冷刺激存在时促进生长的效果优于无寒冷刺激时促进生长的效果(________________________)； (6)寒冷刺激在有生长素存在时促进生长的效果优于无生长素时促进生长的效果(___________________________)。 ①和③ ①和② ③和④ ②和④ ④与③差值大于②与①差值 ④与②差值大于③与①差值 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 22 练5－1　阿尔茨海默病患者体内的β－淀粉样蛋白(Aβ)会引起神经小胶质细胞活化并分泌某些物质，导致病情加重。为探究Aβ和药物X的作用机理，科研人员进行了如下实验。 (1)科研人员测定不同处理条件下神经小胶质细胞中IL－1基因的表达情况，结果如图1所示。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 23 ①据图1分析，实验的自变量是__________________________。________组结果比较可确定药物X_____________________。 ②________组结果比较，说明Aβ作用 为_____________________。通过比较2、 ________这三组实验结果分析，药物X能够 缓解Aβ的作用，3、4、5、6组的结果说明 ______________________________________。 (2)NF蛋白是促进IL－1基因转录的转录因子。科研人员检测下列不同处理条件下神经小胶质细胞的细胞核内NF蛋白的含量，结果如图2所示，据图2分析，Aβ可促进NF蛋白_____________。 Aβ、(不同浓度的)药物X 1和2 不影响IL－1基因的表达 1和3 促进IL－1基因的表达 3、5 药物X浓度越高，缓解Aβ作用的效果越明显 进入细胞核 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 24 (3)正常细胞中，大部分NF蛋白与IK蛋白在细胞质中形成复合物稳定存在，Aβ促进IK蛋白的降解，释放出NF蛋白。为探究药物X的作用，实验组用______________处理，对照组用__________处理，若实验组细胞质中IK蛋白的含量________对照组，则说明药物X可以抑制Aβ的作用。 药物X和Aβ 等量Aβ 高于 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 25 练5－2　研究人员为探究机体血糖调节的关键机制，选取月龄、生理状态相同的A、B两组小鼠，使用抗生素饲喂，以获得肠道菌群缺失的小鼠，实验过程如图1。检测各组小鼠的血糖含量，结果如图2。 (1)15 min后4组小鼠血糖含量均开始下降，原因是血液中的________含量升高，促进葡萄糖进入细胞利用、转化和储存。 胰岛素 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 26 (2)比较________组的检测结果，推测小鼠在低温 环境中小鼠组织细胞对葡萄糖的吸收和利用更快。 (3)图2实验结果表明，清除小鼠的肠道菌群可显 著提高_______________________________。 (4)小鼠体内有棕色脂肪组织和白色脂肪组织，为 评估不同脂肪组织对血糖吸收的贡献，进一步检测棕色 脂肪组织和白色脂肪组织中13C的含量，结果如图3。 实验结果表明清除肠道菌群时，棕色脂肪组织对血糖吸收的贡献更大，依据是___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________。 A1和A2 血糖调节能力(或降低血糖的能力) B1比A1组棕色脂肪组织中13C的含量明显升高，而白色脂肪组织中13C的含量没有明显变化(或B2比A2组棕色脂肪组织中13C的含量明显升高，而白色脂肪组织中13C的含量没有明显变化) 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 27 练5－3　(2024·四川绵延市一模)请设计实验，探究导致大豆净光合速率下降的主要因素是高温还是干旱(写出实验设计思路)。 答案：将生长状况良好的大豆幼苗随机均分为甲、乙、丙三组，甲组在温度和土壤湿度均适宜的条件下培养，乙组在高温、土壤湿度适宜的条件下培养，丙组在温度适宜、土壤干旱条件下培养，将乙、丙两组的净光合速率分别与甲组进行比较。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 28 材料 试剂 检测指标 对照组 野生型植株 ②________ ④_____________________ 实验组 ①________________ ③________ 同上 例6　(A→C→B模型) 检测发现乙组植株茉莉酸合成基因(DAD1)表达量和茉莉酸(JA)含量均低于野生型，提出“IAA通过JA影响花发育”的假说。现有材料及试剂：野生型植株、DAD1突变体植株、NAA溶液(生长素类调节剂)、JA溶液、蒸馏水。请补充验证假说的实验。 DAD1突变体植株 NAA溶液 NAA溶液 花发育情况(雌雄蕊长度) 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 29 练6－1　研究发现，位于线粒体内膜上的UCP­1蛋白能抑制ATP的合成，提升脂肪等能源物质中的化学能转化为热能的比例，药物A在抑制UCP­1蛋白的合成上具有专一性。为探究叶绿醇是否通过影响UCP­1蛋白的合成提高小鼠的抗寒性，设计以下实验。 请完善表格中的实验方案：①__________________________________。实验结论：________________________________________________。 正常大鼠＋叶绿醇溶液＋药物A 叶绿醇通过促进UCP­1蛋白的合成来提高小鼠的抗寒性 分组 处理方式 培养条件 机体产生热量 甲 正常大鼠＋生理盐水 将三组小鼠在低温条件下进行培养，其他条件相同且适宜 ＋＋ 乙 正常大鼠＋叶绿醇溶液 ＋＋＋＋ 丙 ① ＋ 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 30 练6－2　(2021·湖南选择性考试节选)生长激素对软骨细胞生长有促进作用，调节过程如图所示。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 ？ 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 31 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组培养液中添加的物质是______________________________。 B、D 正常小鼠去垂体后注射过GH的血清 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 32 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。 (2)E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。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 33 　　　　　　　　　　　　　 R $$