第2单元 争分提升课(二) 实验设计专题讲座-（配套课件）【赢在微点·顶层设计】2026年高中生物学高考一轮总复习（不定项版）

该高中生物学高考复习课件聚焦实验设计专题，覆盖变量分析、对照设置、结果结论推导等高考核心考点，对接高考评价体系，通过2023北京卷、湖北卷等真题案例，明确实验原则、变量判断等高频考点权重，归纳对比实验、探究性实验设计等常考题型，备考针对性强。 课件亮点在于“真题解析+素养导向”，以科学思维和探究实践素养为引领，通过“四步法”规范实验步骤、“五看法”评价方案等方法，如例1辨析对照类型、例7设计骨骼肌收缩实验思路，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准突破考点，提升复习效率。

(二)实验设计专题讲座 争分提升课 2 一、实验设计遵循的原则 1.科学性原则 (1)选材科学性： 如鉴定还原糖的实验中不能以蔗糖溶液为实验材料，因为蔗糖不是还原糖。 (2)实验方法科学性：如使用双缩脲试剂时应先加入A液，再加入B液。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.单一变量原则和等量原则 两者的目的是完全统一的，只不过强调的侧重点不同。单一变量原则强调的是自变量的单一性，即实验组和对照组相比只能有一个变量。等量原则强调的是除了自变量之外的一切对实验结果有影响的无关变量，必须严格控制在适宜且等量条件下，以平衡和消除无关变量对实验结果的影响。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.平行重复原则 在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，减小实验误差，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。如探究培养液中酵母菌数量动态变化的实验中，每次计数都要重复至少3次。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4. 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 二、实验设计中的变量分析 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 提醒　自变量的处理方法 ①“加”或“减”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺法。 ②“换”：例如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【例1】　(2025·常德模拟)下列关于生物学实验中“对照”及“变量”的叙述，错误的是(　　) A.探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，有氧条件的一组是空白对照组 B.观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原的实验中，无需设置空白对照组 C.比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率的实验中，因变量可以用气泡的释放速率表示 D.探究光照强度对植物光合速率影响的实验中，CO2浓度、温度是无关变量 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 探究酵母菌细胞呼吸的方式实验属于对比实验(有氧和无氧情况下相互对比)，无空白对照，A项错误；观察紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞质壁分离与复原的实验中，原生质层的形态和位置变化为因变量，可以自身前后对照，无需设置空白对照组，B项正确；比较过氧化氢酶和Fe3+催化效率的实验中，因变量可以用气泡的释放速率或单位时间内气泡的产生量表示，C项正确；探究光照强度对植物光合速率影响的实验中，自变量是光照强度，因变量是光合速率，CO2浓度、温度是无关变量，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【例2】　(不定项)研究人员以大鼠为研究对象，探究茶叶中茶氨酸对脑腺体多巴胺(一种兴奋性神经递质)释放的影响，结果如图所示。下列相关叙述正确的是( ) 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.该实验缺少一组不添加茶氨酸，其他条件与另外两组相同的对照组 B.由图推测，茶氨酸浓度越大，促进多巴胺释放的效果越好 C.多巴胺能与突触后膜上的特异性受体结合，受体决定了多巴胺释放的位置 D.多巴胺发挥作用后，突触后膜内侧钠离子浓度比外侧低 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 本实验需要评定大鼠自身产生多巴胺的情况，才能判断茶氨酸对多巴胺释放的影响，所以需要增加一组空白对照实验，即不添加茶氨酸，其他条件与另外两组相同的对照组，A项正确；从题图中看出，在0~60 min范围内，茶氨酸浓度越大，促进多巴胺释放的效果越好，但在60~120 min范围内，不同浓度的茶氨酸促进多巴胺释放的效果基本相同，B项错误；神经递质由突触前膜释放, 解析 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 与突触后膜上的特异性受体结合，受体不能决定多巴胺释放的位置，C项错误；多巴胺是一种兴奋性神经递质，其发挥作用后，促进突触后膜钠离子内流，但突触后膜外侧钠离子浓度仍然高于内侧，D项正确。 解析 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 三、实验设计的基本程序 　实验设计程序：明确实验目的→确定实验原理→提出假设→设计实验思路→完善实验步骤→分析实验结果和得出结论。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1.实验目的的书写技巧 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【例3】　科学施肥可使作物接近最高产量而又不会造成肥料浪费。实验表明锌肥的施用量与番茄的果实产量密切相关，如图为实验结果曲线图，请完善本探究实验的实验目的。 实验目的：_________________________________________________ __________________________。 探究锌肥施用量对番茄果实产量的影响(或探究种植番茄时施用锌肥的最佳浓度范围) 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.实验原理的书写技巧 提醒　实验原理中“因变量的观测指标”可作为实验结果的参考，有些题目要求对实验结果进行分析，其实质上考查的是实验原理，所以对实验结果进行分析时合理套用实验原理即可。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【例4】　为验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验，某同学的实验方案如下： (1)将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。 (2)A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。 (3)A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用，则该实验的原理是________________________________________________________ _________________________________________________________。 体内胰岛素含量过高时，引起血糖浓度下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过注射葡萄糖来缓解 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.规范书写实验假设 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【例5】　当环境中存在一定浓度 的某些致突变物时，会导致染色体 断裂，不含着丝粒的断裂片段在有 丝分裂时不能进入子细胞核中，而 是在细胞质基质中形成椭圆形异常 结构，称为微核，微核与主核有相 同染色效果，但体积较小(如图所示)。某研究所在蝴蝶兰培育的过程中使用了磷胺杀虫剂，发现磷胺的污染可能导致细胞中出现微核， 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 研究人员以蝴蝶兰根尖细胞为实验材料，通过观测统计出微核率和微核细胞率的大小，来探究磷胺对染色体的影响。如图为研究小组在探究过程中某一个实验方案的实验结果，则该实验结果的假设是_________________________________________________________。 磷胺污染程度和污染持续时间与植物细胞的微核细胞率呈正相关 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.倒推法预测实验结果与结论 基本思路概括为“根据已知条件找变量→描述变量间的关系作结论→倒推结论对应的结果→理清顺序，先结果后结论”。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【例6】　(2023·北京卷，T14)研究者检测了长期注射吗啡的小鼠和注射生理盐水的小鼠伤口愈合情况，结果如图。由图可以得出的结论是(　　) A.吗啡减缓伤口愈合 B.阿片受体促进伤口愈合 C.生理条件下体内也有吗啡产生 D.阿片受体与吗啡成瘾有关 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 受伤后时间相同时，野生型鼠注射吗啡组创面相对大小大于野生型鼠注射生理盐水组创面相对大小，可得出的结论是吗啡能减缓伤口愈合，A项符合题意；受伤后时间相同时，野生型鼠注射生理盐水组创面相对大小大于阿片受体缺失鼠注射生理盐水组创面相对大小，可推知阿片受体抑制伤口愈合，B项不符合题意；由题中信息无法得出生理条件下体内也有吗啡产生以及阿片受体与吗啡成瘾有关的结论，C、D两项不符合题意。 解析 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.辨析实验思路和实验步骤 项目 实验思路 实验步骤 不同点 主要特点 实验思路是“想法”，是较为“粗线条”的思考过程，其要求“言简意赅” 步骤是“做法”，是更为“细节化”的操作流程，其要求“精准细致” 书写技巧 必须体现“对照思想”，显示“自变量”和“因变量”，对“无关变量”表述时注意体现“相同且适宜” 必须体现“自变量”如何设置、“因变量”如何检测、“无关变量”如何保证相同且适宜，步骤流程也必须科学 相同点 都要分析实验目的，从实验目的中分析出自变量和因变量，进而设计出实验组和对照组，并确定检测指标 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【例7】　(2023·湖北卷，T21节选)我国科学家研制出的脊髓灰质炎减毒活疫苗，为消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。某儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后，其血清抗体浓度相对值变化如图所示。 回答下列问题： (1)该疫苗保留了脊髓灰质炎病毒的___________。 抗原物质 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)据图判断，该疫苗成功诱导了机体的________免疫反应，理由是_______________________________________________________________________________________________。 体液 儿童服用糖丸后，其血清中相应抗体浓度在一段时间内明显增加，而抗体是体液免疫调节产生的主要物质 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)研究发现，实验动物被脊髓灰质炎病毒侵染后，发生了肢体运动障碍。为判断该动物的肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤所致，以电刺激的方法设计实验，实验思路是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________， 将正常的实验动物随机平均分成两组，一组不做处理作为对照组，另一组用脊髓灰质炎病毒侵染作为实验组，一段时间后，在相同条件下,取出两组的骨骼肌细胞，电刺激骨骼肌细胞，观察其收缩情况 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 预期实验结果和结论是_______________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 若对照组和实验组的骨骼肌均发生收缩，且情况一致，则说明脊髓灰质炎病毒没有直接损伤骨骼肌的功能;若对照组骨骼肌正常收缩，而实验组骨骼肌无法正常收缩，则说明脊髓灰质炎病毒直接损伤了骨骼肌的功能 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)该疫苗是脊髓灰质炎病毒减毒后的生物制品，保留了脊髓灰质炎病毒的抗原物质，能激发机体发生免疫反应。(2)据题图判断，儿童服用含有脊髓灰质炎减毒活疫苗的糖丸后，其血清中相应抗体浓度在一段时间内明显增加，而抗体是体液免疫调节产生的主要物质，说明该疫苗成功诱导了机体的体液免疫。(3)该实验的目的是探究肢体运动障碍是否为脊髓灰质炎病毒直接引起的骨骼肌功能损伤，所以自变量是动物是否感染脊髓灰质炎病毒，因变量是骨骼肌功能是否损伤，检测指标是电刺激后骨骼肌的收缩情况。实验思路及预期结果和结论详见答案。 解析 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 6.“四步法”规范书写实验步骤 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【例8】　微囊藻是水华爆发过程中常见的一种蓝细菌，会分泌藻毒素，危害渔业生产，为了解微囊藻的发生并对其进行治理，科学家进行了大量的研究，回答下列问题： (1)经研究发现，部分细菌能抑制蓝细菌 生长甚至杀死蓝细菌，称为溶藻菌。科 学家筛选出了溶藻菌菌株HJC-D1，将不 同浓度的HJC-D1培养液加入微囊藻培养 液中，检测培养液中叶绿素a的含量变化 (与微囊藻数量变化呈正相关)，结果如图 所示。对微囊藻生长的抑制效果最好的HJC-D1的浓度是_________。 10% 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)溶藻菌的溶藻方式有直接溶藻(活菌直接进攻蓝细菌)和间接溶藻(活菌通过分泌某种代谢产物溶解蓝细菌)两种，为验证“溶藻菌HJC-D1通过间接方式溶藻”，设计如表所示实验，请完善实验设计表： 实验步骤 实验步骤要点 取材与 分组 取_____________________________的微囊藻培养液，随机均分为A、B、C三组 生长状况良好(或生理状况相似) 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 实验 处理 A组加入适量含溶藻菌HJC-D1的培养液； B组加入等量溶藻菌HJC-D1培养液的无菌过滤液； C组加入____________________________________________ 藻类 培养 将A、B、C三组培养液在____________条件下培养相同时间 测定相 关数值 测定A、B、C三组培养液中___________________________ 实验结果预测：___________________________________________ _______________________。 等量无菌培养液(或等量未培养过HJC-D1的培养液) 相同且适宜 微囊藻种群密度(或叶绿素a含量) A、B两组微囊藻种群密度(或叶绿素a含量)基本一致，且均明显低于C组 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 7.分析实验结果和得出结论 实验结果是通过观察或测量得到的实验现象。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。归纳实验结论的一般方法： (1)明确自变量：通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)明确自变量和因变量的关系：分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系，得出正确结论。 (3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面(总)结论”。 (4)在验证性实验中，因为要验证的事实是正确的，实验结果只有一种，实验结论即是实验要验证的事实。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【例9】　褪黑素是一种由松果体分泌的小分子激素，能够调节机体免疫和睡眠作用。某研究小组采用小鼠口服褪黑素方法对其调节免疫的功能进行研究，结果如表。回答下列问题： 测定 组别 脾淋巴细胞增殖能力(相对值) NK淋巴细胞活性 (相对值) 抗体生成细胞数量(相对值) 对照组 1 1 1 低剂量组 1.31 1.62 1.05 高剂量组 1.05 1.16 1.03 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)实验前，小鼠体内的褪黑素经体液运输至全身各处，调节着小鼠自身免疫功能。据表中信息分析，褪黑素可能作用的细胞有________________________________________(答出两点即可)。 (2)体内的NK淋巴细胞能够识别并消除肿瘤或病毒感染的细胞，说明NK淋巴细胞能参与________免疫过程。据表结果分析，褪黑素对机体免疫能力的调节作用与其________有关。 脾淋巴细胞、NK淋巴细胞、抗体生成细胞 细胞 剂量 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)综合上述分析，推测褪黑素能够增强机体免疫能力的机理是___________________________________________________________________________________________________________。 (4)研究发现，褪黑素还能调节小鼠睡眠时间。请利用以下实验材料及用具，设计实验探究褪黑素对小鼠睡眠的影响。简要写出实验设计思路并预期实验结果。 ①实验材料及用具：睡眠情况相同的健康小鼠若干只，一定剂量的褪黑素溶液，生理盐水，计时器等。 褪黑素通过促进脾淋巴细胞增殖、提高NK淋巴细胞活性和促进抗体生成细胞数量增多来增强机体免疫能力(合理即可) 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 ②实验设计思路：___________________________________________ _______________________________________________________________________________________。 ③预期结果及结论：_________________________________________ __________________________________________________。 将小鼠随机均分为甲、乙两组，甲组口服一定剂量的褪黑素溶液，乙组口服等量的生理盐水，在相同环境中饲养，记录两组小鼠每天的睡眠时长 若甲组小鼠平均睡眠时间比乙组长，则褪黑素能延长小鼠睡眠时间；反之褪黑素能缩短小鼠睡眠时间 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 四、实验方案评价与修订试题的解答思路 1.“五看法”检验和评价实验方案 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.注意评价类实验中的语言叙述问题 (1)实验材料选择。 ①植物：“大小相似、长势相同的同种植株”。 ②动物：“体重(体长)、年龄、生长状况相同”，有时甚至要“性别”相同。 ③有时可以叙述为“生长状况基本相同的个体”。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)试剂选择。 在量上难以做到准确量化描述时，应尽可能用“定性”的语言表达，要注意“等浓度”“等体积”“适量的”“一定量的”等词语的运用；实验时间和条件上用“一段时间”“适宜的温度、pH”等语言；激素使用应强调“适宜浓度”。 (3)实验器具选择。 ①容器应使用大小相同的。 ②如果使用滴管滴加不同溶液，应选用不同的滴管。 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 【例10】　研究发现，运动会诱导细胞产生一种叫鸢尾素的激素，该激素作用于皮下脂肪，可加快脂肪细胞内葡萄糖和脂肪的氧化分解。回答下列问题： (1)在人体内，鸢尾素的靶细胞是_______________，该激素与其他动物激素在作用于靶细胞时所具有的共同特点是___________________ ______________________________________(答出一点即可)。 皮下脂肪细胞 都需要与相应的受体结合才能发挥作用；发挥作用后均被灭活 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)2型糖尿病患者中靶细胞对胰岛素不敏感，导致血糖浓度过高。有研究发现，青砖茶水提取物能促进2型糖尿病患者分泌鸢尾素且能在一定程度上提高靶细胞对胰岛素的敏感性(其敏感性与蛋白质A的含量呈正相关)。科研人员通过以下实验进行验证。 ①实验步骤： a.取生理状况相同的2型糖尿病小鼠2只，分别编号为甲组、乙组，另取正常小鼠1只，编号为丙组； b.给甲组灌胃适量适宜浓度的青砖茶水提取物溶液，乙组、丙组分别灌胃蒸馏水； 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 c.在相同且适宜条件下培养一段时间后，测量三组小鼠的鸢尾素含量和蛋白质A的含量。 请修正该实验方案中两点不合理之处：_________________________ ___________________________________________________。 ②预期实验结果：___________________________________________ _____________。 甲、乙、丙三组实验小鼠应为多只；乙组、丙组应该分别灌胃与甲组等量的蒸馏水 甲组的鸢尾素含量和蛋白质A的含量均高于乙组，但低于丙组 高考复习顶层设计 生物 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 $$