专题六 实验类解题技法总结——核心要点实战刷题攻略（专项训练）2026年高考生物实验专攻

专题六 实验类解题技法总结——核心要点实战刷题攻略 实验目的满分表达 · 实验通法 第一步：确定实验性质： 通过题干判断实验类型“是验证类”还是“探究类” 第二步：确定实验变量 ①自变量：人为改变的量 ②因变量：随自变量变化而变化的量 第三步：规范书写实验目的 ① 从题干“探究XXX”“验证XXX”直接提取核心词； ② 无明确表述时，通过自变量（人为改变的条件）和因变量（观测指标）反向推导，自变量在前、因变量在后，补充实验对象和实验场景（如“在适宜温度下”“对小鼠肝细胞”）。 典例：葡萄籽原花青素提取物（GSPE）是从葡萄籽中分离出的多酚类混合物。某科研小组通过高脂饲喂结合腹腔注射链脲佐菌素（STZ）获得糖尿病模型小鼠，并利用不同浓度的GSPE进行了相关实验，实验结果如表所示。回答下列问题： 组别 剂量/（mg·kg-1） 血糖/（mmol・L-1） 0d 28d 56d ①正常 — 5.27 5.35 5.08 ②模型 — 24.07 23.40 24.56 ③格列本脲 250 20.80 19.49 17.50 ④GSPE高 400 23.75 20.88 18.11 ⑤GSPE中 200 22.83 22.27 19.34 ⑥GSPE低 100 21.54 20.37 19.81 注：“—”为生理盐水，格列本脲为临床使用的降血糖药物。 (1)该实验的实验目的是 ，该实验中可起空白对照作用的组别是 （填序号）。 (2)由实验结果可知，与正常组比较，模型组小鼠的空腹血糖明显升高，可能原因是高饲喂结合腹腔注射STZ后，破坏了小鼠的 细胞，使得其分泌的相关激素不足，降低了组织细胞 的速度。 (3)本实验结果表明，GSPE对糖尿病模型小鼠具有 的作用，且该作用的大小与 有关。 (4)研究发现，GSPE处理组小鼠胰腺组织出现好转，小鼠胰岛细胞数目逐渐增多，形态逐渐恢复。据实验结果推测，GSPE发挥作用的机制可能是 。 【答案】(1) 研究（不同浓度的）GSPE对糖尿病模型小鼠血糖的影响 ① (2) 胰岛B 摄取、利用、储存葡萄糖 (3) 降低血糖 GSPE的浓度 (4)修复受损胰岛B细胞，提升胰岛素水平 【分析】机体内血糖平衡调节过程如下：当血糖浓度升高时，血糖会直接刺激胰岛B细胞引起胰岛素的合成并释放，同时也会引起下丘脑的某区域的兴奋发出神经支配胰岛B细胞的活动，使胰岛B细胞合成并释放胰岛素，胰岛素促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和贮存，从而使血糖下降；当血糖下降时，血糖会直接刺激胰岛A细胞引起胰高血糖素的合成和释放，同时也会引起下丘脑的另一区域的兴奋发出神经支配胰岛A细胞的活动，使胰高血糖素合成并分泌，胰高血糖素通过促进肝糖原的分解和非糖物质的转化从而使血糖上升，并且下丘脑在这种情况下也会发出神经支配肾上腺的活动，使肾上腺素分泌增强，肾上腺素也能促进血糖上升。 【详解】（1）由实验的分组及结果可知，本实验的实验目的是研究GSPE对STZ诱导的糖尿病小鼠血糖的影响，该实验中可起空白对照作用的组别是①； （2）实验结果中，高脂饲喂结合腹腔注射STZ后，可能是破坏了小鼠的胰岛B细胞，使得其分泌的胰岛素不足，降低了组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖的速度，因此，与正常组比较，模型组小鼠的空腹血糖明显升高； （3）与模型组相比，GSPE对STZ诱导的糖尿病小鼠具有降低血糖的作用，且降糖作用与GSPE的浓度有关，一定范围内，给药剂量越大，56d时降糖效果越好； （4）由GSPE处理组小鼠胰腺组织出现好转，小鼠胰岛细胞数目逐渐增多，形态逐渐恢复，可推测GSPE发挥作用的机制可能是修复受损胰岛B细胞，提升胰岛素水平。 变式训练：马铃薯在块茎形成期对土壤水分亏缺较为敏感，叶片作为主要的蒸腾和光合器官对土壤水分亏缺响应更为积极，分析这一时期马铃薯叶片表观特征和光合参数可为耐旱品种的筛选与耐旱机制解析提供新的思路。以对水分胁迫耐受性具有显著差异的3个马铃薯品种（系）为材料，采用人工控水法模拟干旱条件，设置T1（中度干旱）、T2（轻度干旱）和CK（正常供水）3个处理，比较不同品种（系）间叶片光合参数指标对干旱胁迫的响应差异，结果如图所示。请据图回答下列问题： (1)结合题目信息及实验结果分析，本实验的实验目的是 ，无关变量有 （答出两点）。 (2)若给马铃薯植株浇灌含18O的H2O，在适宜条件下，马铃薯的光合作用产物中 （填“可能”或“不可能”）出现含18O的有机物，作出判断的理由是 。 (3)结合题中两个图示，分析干旱胁迫会影响马铃薯光合作用的原因是 ；不同品系的马铃薯对干旱的反应存在差异的根本原因是 。 (4)分析图示，3个马铃薯品种中， 对水分胁迫耐受性相对较强。结合题图分析，在大棚种植马铃薯时，若遇干旱天气，除及时浇水外，还可采取的措施是 。 【答案】(1) 探究不同程度干旱对不同种类马铃薯叶片光合参数指标(或净光合速率和气孔导度)的影响 光照、温度、CO2浓度等 (2) 可能 含18O的H2O进行呼吸作用生成C18O2，C18O2参与光合作用生成含18O的有机物 (3) 干旱胁迫下气孔部分关闭，吸收的CO2量减少，光合速率下降 不同品系马铃薯中(与水分胁迫耐受性有关)的基因(DNA)不同 (4) 3S-120 适当增大大棚中的CO2浓度 【分析】影响光合作用强度的外界因素：空气中二氧化碳的浓度，土壤中水分的多少，光照的长短与强弱、光的成分以及温度的高低等，都是影响光合作用强度的外界因素。光合作用强度可以通过测定一定时间内原料消耗量或产物生成的数量来定量地表示。 【详解】（1）题干中是通过人工控水法来模拟干旱条件对不同品种叶片光合参数指标的影响，由此可知，本实验的实验目的为探究不同程度干旱对不同种类马铃薯叶片光合参数指标(或对净光合速率和气孔导度) 的影响。 （2）若给马铃薯植株浇灌含18O的H2O，则含18O的H2O参与有氧呼吸第二阶段生成C18O2，C18O2参与光合作用暗反应生成含18O的有机物。 （3）据图分析，随着干旱程度的增加，植物气孔导度和净光合速率均下降，可能是干旱胁迫导致气孔部分关闭，植物吸收的CO2量减少，故光合速率下降。不同品系的马铃薯对干旱的反应存在差异的根本原因是不同品系马铃薯中(与水分胁迫耐受性有关)的基因(DNA)不同，直接原因是不同品系马铃薯中与水分胁迫耐受性有关的蛋白质不同。 （4）据图分析，3个马铃薯品种中，随着干旱程度增加，3S-120的气孔导度下降值最小，且净光合速率的下降值也最小，故3S-120对水分胁迫耐受性相对较强。结合题图分析，干旱会导致植株气孔导度下降，CO2供应减少，故在大棚种植马铃薯时，若遇干旱天气，除及时浇水外，还可采取的措施是适当增大大棚中的CO2浓度。 实验要点 ① 区分“探究”与“验证”：探究类实验目的无明确结论（如“探究温度对酶活性的影响”），验证类有明确指向（如“验证酶具有专一性”），表述时不可混淆，否则会影响后续结果与结论的对应。 ② 规避关键词缺失：必须包含“自变量、因变量、实验对象”，如遗漏实验对象（“探究光照强度对光合作用的影响”未说明“对菠菜叶肉细胞”），表述不完整会扣分。 ③ 避免表述模糊：不用“研究XXX”“观察XXX”等笼统表述，需明确“影响”“作用”等核心逻辑，如将目的改为“探究光照强度对菠菜叶肉细胞光合作用速率的影响”，精准对应实验观测指标。 实验原理零丢分书写 · 实验通法 一、核心逻辑 串联“自变量→核心生理过程→因变量观测依据”，阐述内在机制，结合教材知识点。 二、书写模板※ 因变量检测原理（如“淀粉遇碘变蓝”）+ 自变量调控关系（如“温度影响唾液淀粉酶活性，进而影响淀粉分解速率”）。 三、技巧 优先调用教材经典原理，题干有特殊条件时补充题干信息。 典例：构建生物传感器是一个复杂的过程，需要深入理解分子生物学和遗传学原理，同时还需要具备熟练的实验技能和丰富的实践经验。向细菌中导入一些特殊的DNA序列作为生物传感器，可制备出在特定环境中优先生长的工程菌，研究者利用如图所示的原理分别设计氧气传感器和乳酸传感器。 回答下列问题： (1)在细菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑 （答2点）和渗透压等条件。对培养基采用 法灭菌。 (2)利用基因工程技术构建含氧气传感器的大肠杆菌工程菌时，需将含有 的DNA片段与载体连接，构建重组的基因表达载体；将重组的基因表达载体导入大肠杆菌之前，需用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是 。 (3)研究者用GFP（绿色荧光蛋白）基因作为特定基因制备出含乳酸传感器的试验性工程菌，发现在无乳酸状态下GFP基因的表达量偏高，传感器灵敏度低。据图提出改造重组质粒以提高灵敏度的措施： （答2点）。 (4)在（3）试验的基础上，若想仿照乳酸传感器的原理设计出四环素检测传感器，根据图2所示完成下列表格。 设计方案 实验材料 大肠杆菌 观测指标 实验原理（推测） 【答案】(1) 温度、酸碱度 高压蒸汽灭菌（湿热灭菌） (2) 启动子A和特定基因 使大肠杆菌细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态 (3)修改启动子C以降低基因表达量；增强阻遏蛋白与启动子C的结合；修改启动子B以增强L基因的表达；增加L蛋白基因的拷贝数 (4) 绿色荧光的有无 当环境中没有四环素时，GFP（绿色荧光蛋白）基因不表达；当环境中有四环素时，四环素能够解除阻遏蛋白对启动子C的抑制作用，最终使大肠杆菌发出绿色荧光 【分析】1、将目的基因导入原核细胞时，通常用大肠杆菌作为受体细胞，并需要用Ca2＋处理大肠杆菌，使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的状态。 2、灭菌：以强烈的理化因素杀死物体内外所有微生物（包括芽孢、孢子），达到完全无菌的过程。 【详解】（1）在细菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑温度、酸碱度和渗透压等条件。培养基含水，可采用高压蒸汽灭菌法（湿热灭菌法）对培养基进行灭菌。 （2）启动子是RNA聚合酶特异性识别结合位点，驱动基因转录成相应的RNA，据图1分析可知，含有启动子A和特定基因的DNA片段与载体连接，构建重组的基因表达载体。用Ca2+处理大肠杆菌细胞的目的是使其处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态。 （3）用GFP(绿色荧光蛋白)基因作为特定基因制备出含乳酸传感器的试验性工程菌，发现在无乳酸状态下GFP基因的表达量偏高，传感器灵敏度低，结合题图分析，原因可能是启动子C过量表达或者L蛋白基因表达不足所致，故可修改启动子C以降低基因表达量；增强阻遏蛋白与启动子C的结合；修改启动子B以增强L基因的表达；增加L蛋白基因的拷贝数。 （4）分析图可知，启动子B可与RNA聚合酶结合，促进GFP(绿色荧光蛋白)基因的转录。阻遏蛋白抑制启动子C与RNA聚合酶的结合，抑制GFP(绿色荧光蛋白)基因的转录，四环素可以抑制阻遏蛋白的作用，因此检测指标为：绿色荧光的有无，当环境中没有四环素时，GFP(绿色荧光蛋白)基因不表达；当环境中有四环素时，四环素能够解除阻遏蛋白对启动子C的抑制作用，最终使菌体发出绿色荧光。 变式训练：土壤中的苯酚(C₆H₅OH)对环境有极大的污染，某实验小组希望能从土壤中分离出能专一降解苯酚的细菌，如图所示为部分实验过程。回答下列问题： (1)为了分离纯化目的菌种，①~④步骤的培养基中都加入了一定浓度的 ，该培养基从功能上属于 培养基。①~③步骤进行的是选择培养，其目的是 。 (2)步骤④采用的接种方法是 ，接种时为了防止杂菌污染，操作需在 旁进行。 (3)该实验小组想通过比较试管甲和乙中微生物的生长情况，来证明分离出来的微生物只能以苯酚作为碳源，甲、乙试管中培养液的区别是 。该实验小组在向甲、乙两支试管中进行接种时，所选菌种来自步骤⑤平板上的同一个单菌落，这样做的目的是 。 (4)该实验小组对能降解苯酚的细菌进行计数时，选取苯酚浓度为(800mg·L⁻¹的培养液进行一系列稀释，分别取稀释倍数为103、104和105的培养液0.1mL 涂布于平板上，每个稀释倍数分别涂布三个平板，各平板的菌落数分别为(286、298、297), (35、32、31), (36、7、2)。不适合用于计数的为稀释倍数为 的培养液，用另外两个稀释倍数的培养液得到的数据计算出的细菌数不一致的原因可能是 。 【答案】(1) 苯酚 选择 富集能降解苯酚的细菌 (2) 稀释涂布平板法 酒精灯火焰旁 (3) 甲试管含苯酚作为唯一碳源，乙试管不含碳源（或含其他碳源） 确保实验菌种来源一致（排除无关变量干扰） (4) 105 稀释倍数为103时，可能有多个菌落连在一起形成单个菌落的情况，导致结果小于稀释倍数为104组 【分析】1、培养基的营养构成：各种培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐，此外还要满足微生物生长对pH、特殊营养物质以及氧气的要求。例如，培养乳酸杆菌时需要在培养基中添加维生素，培养霉菌时需将培养基的pH调至酸性，培养细菌时需将pH调至中性或微碱性，培养厌氧微生物时则需要提供无氧的条件。 2、微生物常见的接种的方法：①平板划线法：将已经熔化的培养基倒入培养皿制成平板，接种，划线，在恒温箱里培养。在线的开始部分，微生物往往连在一起生长，随着线的延伸，菌数逐渐减少，最后可能形成单个菌落。②稀释涂布平板法：将待分离的菌液经过大量稀释后，均匀涂布在培养基表面，经培养后可形成单个菌落。 【详解】（1）为了分离纯化目的菌种，①~④步骤的培养基中都加入了一定浓度的苯酚，苯酚中含有碳元素，能够为微生物提供碳源，属于选择培养基。①~③步骤进行的是选择培养，进行选择培养的目的是增加降解苯酚的细菌的浓度。 （2）据步骤⑤中平板上菌落的分布情况可知，接种方法为稀释涂布平板法，为了防止杂菌污染，接种时需要在酒精灯火焰附近进行。 （3）若要证明分离出来的微生物只能以苯酚作为碳源，则若微生物培养基中不含有苯酚时，该微生物无法生存，若微生物中含有苯酚时，该微生物可以生存，所以甲、乙试管中培养液的区别是甲试管含苯酚作为唯一碳源，乙试管不含碳源（或含其他碳源）。该实验小组在向甲、乙两支试管中进行接种时，之所以所选菌种来自步骤⑤平板上的同一个单菌落，是为了确保实验菌种来源一致，以排除无关变量的干扰。 （4）用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数时，在每一个浓度内，至少要涂布三个平板，选择菌落数在30~300的平板进行计数，求其平均值，因此稀释倍数为105的培养液不适合用于计数，稀释倍数为103时，可能有多个菌落连在一起形成单个菌落的情况，导致结果小于稀释倍数为104组，因此用这两个稀释信数的培养液进行计教得到的细菌数不一致。 实验要点 项 目 具体内容 实验原理 来源 ①来自教材，即教材实验中现成的实验原理或有关理论知识； ②来自试题，部分实验类试题中可能蕴含相关实验的原理 原则 遵循实验的科学性原则，即实验所涉及的依据必须是经前人证明的科学理论。 如还原糖的鉴定所依据的原理是还原糖在水浴加热条件下与斐林试剂反应产 生砖红色沉淀，淀粉的鉴定所依据的原理是淀粉遇碘变蓝 表述 “通过……达到……的目的”,还包括实验现象与结果出现的原因以及重要实 验步骤设计的依据等 实验变量的处理或控制 · 实验通法 ① 自变量处理：明确“设置梯度、单一变量”，分组设置对照组（空白对照、自身对照、相互对照）和实验组，各组仅自变量不同，梯度设置需合理（如温度梯度为5℃、10℃、15℃…，避免跨度过大或过小）。 ② 因变量处理：确定可观测、可量化的指标（优先选择客观指标，如“菌落数”“气体产生量”，避免“颜色深浅”等主观表述，需补充“用比色计测定”等量化方法），设置观测时间和频率（如“培养24h后观测”“每5min记录一次气泡速率”）。 ③ 无关变量处理：遵循“等同且适宜”原则，各组无关变量（如温度、pH、实验材料数量、处理时间）保持一致，且处于适宜条件（如“各组小鼠均饲喂等量同种饲料，置于25℃恒温环境中饲养”），排除无关变量干扰。 典例：针灸是我国传承千年的治疗疾病的手段，以外源性刺激作用于身体特定的部位（穴位）引发系列生理学调节效应。有研究发现电针疗法有一定的镇痛效果。脊髓背根神经节中表达的P2X蛋白在痛觉信号传入中发挥重要作用，为探究电针疗法的镇痛效果及其机制，动物实验处理（表）及结果（图）如下所示，请回答下列问题 动物模型 分组 治疗处理 对照组：_____ A 不治疗 疼痛模型组：_____ B _____ C _____ 可供选择的实验材料有：正常大鼠、痛觉敏感小鼠、蒸馏水、生理盐水、致痛诱导剂 (1)请据图分析并完善实验方案：对照组： ，疼痛模型组： ，B组处理： ，C组处理： 。 (2)设置A组作为对照组的具体目的是 和 。 (3)本实验的结论是 。 【答案】(1) 在正常大鼠足掌皮下注射生理盐水 在正常大鼠足掌皮下注射等体积致痛诱导剂 不治疗 电针治疗 (2) 排除生理盐水的浓度、体积等对实验结果的干扰 给出正常大鼠的疼痛阈值和P2X相对表达水平 (3)电针疗法可能通过抑制P2X的表达发挥一定的镇痛作用 【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具体的传递过程为：兴奋以电信号的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号)，递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号)，从而将兴奋传递到下一个神经元。 【详解】（1）为探究电针疗法的镇痛效果及其机制，对照组：在正常大鼠足掌皮下注射生理盐水；疼痛模型组：在正常大鼠足掌皮下注射等体积致痛诱导剂。据图可判断B组为不治疗、C组为电针治疗。 （2）设置A组的具体目的是作为对照，排除生理盐水的浓度、体积等对实验结果的干扰以及给出正常大鼠的疼痛阈值和P2X相对表达水平。 （3）与B组（疼痛模型不治疗组）相比，C组P2X相对表达水平低于B组且与A组接近，但C组疼痛阈值高于B组，而疼痛阈值与痛觉敏感性呈负相关（疼痛阈值越高，痛觉敏感性越低），因此推测电针疗法可能通过抑制P2X的表达，降低痛觉敏感性，从而发挥镇痛作用。 变式训练：碳和氮是植物生命活动最基本的两大元素。碳代谢与氮代谢的协调平衡对植物的生长发育至关重要。研究团队以某种玉米幼苗为实验材料，利用水培法探究不同氮浓度对光合作用的影响。实验设置5组氮浓度梯度，于拔节期测定净光合速率与气孔导度（气孔导度与气孔开放程度呈正相关），结果如图所示。请回答下列问题： (1)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与 离子参与组成的叶绿素能够吸收光能，在光反应中将光能转化成化学能储存在 中。 (2)当培养液中氮浓度由12mmol/L增加到16mmol/L时，玉米幼苗的胞间浓度变化趋势是 （填“降低”、“升高”或“不变”），判断依据是 。 (3)有研究表明，缺氮条件下根系会产生一类名为CEP的小肽，它们可以通过木质部运输到地上部分，并被相应受体CEPR识别，进而影响植物的光合作用。 ①推测保卫细胞分布有CEPR，其依据 。 ②研究人员利用WT（野生型）植株和CEPR突变体（CEPR缺失）植株，使用嫁接实验对（3）中观点进行验证： A组：CEPR突变体（接穗/地上部）+WT（砧木/根系） B组：WT（接穗/地上部）+CEPR突变体（砧木/根系） A、B两组均置于 条件下培养，一段时间后，在显微镜下观察 。 预期实验结果是： 。 【答案】(1) 镁（或Mg） ATP与NADPH (2) 升高 气孔导度不变，但净光合速率下降，CO2消耗速率降低 (3) 缺氮条件下气孔导度较低，气孔由保卫细胞构成 缺氮且其他条件相同 A、B两组的气孔开放情况（或气孔导度、气孔大小） A组气孔开放程度大，B组气孔开放程度小（或A组气孔开放程度大于B组） 【分析】光合作用的光反应阶段（场所是叶绿体的类囊体膜上）：水的光解产生NADPH与氧气，以及ATP的形成。光合作用的暗反应阶段（场所是叶绿体的基质中）：CO2被C5固定形成C3，C3在光反应提供的ATP和NADPH的作用下还原生成糖类等有机物。 【详解】（1）叶绿素含有C、H、O、N、Mg。故叶绿素的组成需要氮元素和镁离子，在光反应里，光能被转化为化学能并储存在ATP与NADPH中。 （2）当培养液中氮浓度由12mmol/L增加到16mmol/L时，从图中可知气孔导度不变，但净光合速率下降，意味着CO2的消耗速率降低，所以胞间CO2浓度变化趋势是升高。 （3）①由于缺氮条件下根系产生的CEP小肽能通过木质部运输到地上部分并被相应受体CEPR识别来影响光合作用，而保卫细胞参与气孔开闭从而影响光合作用，所以推测保卫细胞分布有CEPR，依据是缺氮条件下气孔导度较低，气孔由保卫细胞构成。    ②本实验的自变量是CEPR的有无，为排除其他无关变量干扰，A、B两组均置于缺氮且其他条件相同下培养。因为实验与气孔导度有关，所以一段时间后，在显微镜下观察A、B两组的气孔开放情况（或气孔导度、气孔大小）。由于A组中CEPR突变体接穗，WT砧木根系能产生CEP，CEP可通过木质部运输到地上部分并与CEPR结合影响气孔开闭，所以A组气孔开放程度大；B组中WT接穗，CEPR突变体砧木根系不能产生有功能的CEPR识别CEP，所以B组气孔开放程度小。 实验要点 变量类型 核心要点 自变量 避免隐性差异，如处理光照强度时，明确“光照距离、时间一致，仅改光源功率”，不笼统表述。 因变量 不选中间产物，优先终产物/直接结果（如测呼吸作用选“CO₂释放量”，不选“丙酮酸含量”），减少误差。 无关变量 重视隐性因素（实验材料生理状态、试剂浓度用量），均为高考高频扣分点，需严格控制。 实验思路的模板化分析 · 实验通法 第一步：列核心框架 分组→处理变量→控制无关变量→观测因变量→重复实验，按“逻辑递进”梳理步骤，可简化为“分组处理→培养/保温→观测记录”。 第二步：分析技巧 ① 逆向推导：从实验目的出发，明确“需改变什么（自变量）、观测什么（因变量）、控制什么（无关变量）”，反向梳理步骤的合理性； ② 正向验证：按题干步骤逐一排查，判断是否符合“单一变量、无关变量等同、指标可观测”三大原则。 第三步：补充思路 若题干要求“完善实验思路”，优先补充分组细节（如“取若干生长状况一致的菠菜叶片，随机均分为3组，编号A、B、C”）、变量处理细节（如“A组置于光照强度1000lx，B组置于2000lx，C组置于3000lx”）和观测细节（如“用叶面积仪测定各组叶片24h后的净光合速率”）。 典例：GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。 (1)构建突变基因文库，科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出GFP基因的突变基因文库。通常，基因文库是指 。 (2)构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因（均为突变基因）构建表达载体，其模式图如下所示（箭头为GFP突变基因的转录方向）。图中①为 ；②为 ，其作用是 ；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是 。 (3)目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是 （答出1点即可）。 (4)新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的GFP突变基因进行测序，发现其碱基序列与GFP基因的不同，将该GFP突变基因命名为YFP基因（黄色荧光蛋白基因）。若要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达，实验思路是 。 【答案】(1)将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因 (2) 终止子 启动子 RNA聚合酶识别和结合的部位，驱动基因转录 鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来 (3)密码子具有简并性 (4)将构建好的表达载体（含有目的基因YFP基因）导入酵母菌中进行表达 【分析】有关密码子，考生可从以下几方面把握： ①概念：密码子是mRNA上相邻的3个碱基。 ②种类：64种，其中有3种是终止密码子，不编码氨基酸。 ③特点：一种密码子只能编码一种氨基酸，但一种氨基酸可能由一种或多种密码子编码；密码子具有通用性，即自然界所有的生物共用一套遗传密码。 【详解】（1）将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，各个受体菌分别含有这种生物的不同的基因，称为基因文库。 （2）一个基因表达载体的组成，除了目的基因外，还必须有启动子，终止子以及标记基因等，且基因的转录方向为从启动子到终止子，故图中①为终止子，②为启动子，启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需要的蛋白质。标记基因的作用是为了鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来，如抗生素基因就可以作为这种基因。 （3）正常情况下，GFP突变基因应该不发绿色荧光，而大肠杆菌有的发绿色荧光，从密码子特点的角度分析，原因是密码子具有简并性，即一种氨基酸可能由一种或多种密码子决定。 （4）基因工程研究中常用的真核表达系统有酵母表达系统、昆虫细胞表达系统和哺乳动物细胞表达系统。要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达，可将构建好的表达载体（含有目的基因YFP基因）导入酵母菌中进行表达，如果酵母菌发出黄色荧光，说明YFP基因能在真核细胞中表达，反之则不能在真核细胞中表达。 变式训练：甲泼尼龙是糖皮质激素类药物，具有较强的抗炎作用。某生物兴趣小组通过查阅资料发现，胸腺肽具有调节和增强机体免疫功能的作用。为验证胸腺肽的作用，请根据以下材料和用具，完善实验思路并预测实验结果，回答下列问题： (1)材料和用具：若干健康的实验小鼠、甲泼尼龙（可获得免疫力低下的小鼠）、胸腺肽、注射器等。（说明与要求：小鼠的免疫功能检测方法不作要求，不考虑加入药物溶剂对小鼠影响。） ①完善实验思路：a. b. c. ②预测实验结果： 设计一张表格，并将预期实验结果填入表中（要求写出每次注射对免疫功能的影响。 (2)分析与讨论： ①糖皮质激素参与机体的 反应，使机体对有害刺激的耐受力增强。有害刺激产生的神经冲动通过 （物质）影响 调控轴糖皮质激素的分泌。这种调节方式的优点是 （答出1点）。若长期大剂量使用糖皮质激素类药物会导致患者内源性糖皮质激素分泌功能 。 ②糖皮质激素通过 方式穿过细胞膜进入靶细胞，与相应受体结合，从而抑制免疫系统的功能。糖尿病病人在选用抗炎症药物不宜选用糖皮质激素的原因是 。 【答案】(1) 将若干健康实验小鼠随机均分为3组，编号为A组、B组、C组，检测并记录三组小鼠的初始免疫功能 对B组、C组小鼠注射甲泼尼龙，A组注射等量生理盐水，一段时间后，检测并记录三组小鼠的免疫功能 对B组小鼠注射适宜浓度的胸腺肽，A组、C组注射等量无胸腺肽的溶剂，一段时间后，检测并记录三组小鼠的免疫功能。 不同处理下小鼠免疫功能记录表 处理阶段 A组免疫功能变化 B组免疫功能变化 C组免疫功能变化 初始状态 正常 正常 正常 注射甲泼尼龙/生理盐水后 正常 显著降低 显著降低 注射胸腺肽/溶剂后 正常 恢复 保持低下 (2) 应激 神经递质 下丘脑-垂体-肾上腺皮质 反应迅速，可在短时间内产生较多糖皮质激素 下降 扩散 糖皮质激素同时有升血糖的作用，可以促进非糖物质转化为葡萄糖，升高血糖 【分析】1、分级调节是一种分层控制的方式，比如下丘脑能够控制垂体，再由垂体控制相关腺体。 2、反馈调节是生命系统中最普遍的调节机制，包括正反馈和负反馈。 【详解】（1）①分析题意可知，该实验目的是验证胸腺肽具有调节和增强机体免疫功能的作用，自变量为小鼠类型（健康的实验小鼠和免疫力低下的小鼠）和胸腺肽，实验思路为：a、将若干健康实验小鼠随机均分为3组，编号为A组、B组、C组，检测并记录三组小鼠的初始免疫功能；b、对B组、C组小鼠注射甲泼尼龙，A组注射等量生理盐水，一段时间后，检测并记录三组小鼠的免疫功能；c、对B组小鼠注射适宜浓度的胸腺肽，A组、C组注射等量无胸腺肽的溶剂，一段时间后，检测并记录三组小鼠的免疫功能。 ②以表格形式预测实验结果：不同处理下小鼠免疫功能记录表 （2）①糖皮质激素由肾上腺皮质分泌，参与机体的应激反应，使机体对有害刺激的耐受力增强。有害刺激产生的神经冲动通过神经递质影响下丘脑-垂体-肾上腺皮质调控轴糖皮质激素的分泌。这种调节方式为神经-体液调节，优点是反应迅速，可在短时间内产生较多糖皮质激素。若长期大剂量使用糖皮质激素类药物会导致患者内源性糖皮质激素分泌功能下降。   ②糖皮质激素属于固醇类脂质，通过扩散方式穿过细胞膜进入靶细胞，与相应受体结合，从而抑制免疫系统的功能。糖皮质激素同时有升血糖的作用，可以促进非糖物质转化为葡萄糖，升高血糖，故糖尿病病人在选用抗炎症药物不宜选用糖皮质激素。 实验要点 ① 分组需“随机均等”：避免人为选择导致实验偏差，表述时需体现“随机分组”“数量相等”，如“将50只健康小鼠随机均分为5组，每组10只”，不可说“取5只小鼠分为5组”（样本量不足）。 ② 步骤需“可操作”：避免模糊表述，如不说“处理实验材料”，而说“将叶片切成大小为1cm×1cm的小块，用清水冲洗干净并吸干表面水分”。 ③ 需设置“重复实验”：高考实验题常要求“多次重复实验，取平均值”，目的是减少偶然误差，分析思路时需确认是否有该步骤，若无则需补充。 实验结果或结论的表述 · 实验通法 一、实验结果 客观描述观测到的现象或数据，不加入主观判断，分探究类和验证类： 1.探究类需分情况表述（如“若A组气泡速率>B组>C组，则说明温度越高，酶活性越强；若A组<B组<C组，则说明温度越高，酶活性越弱”）； 2.验证类需对应预期结果（如“若实验组溶液出现砖红色沉淀，对照组无明显现象，则验证了还原糖的存在”）。 二、实验结论 基于结果推导，呼应实验目的，探究类结论需体现“不确定性”（如“在该实验条件下，光照强度为2000lx时，菠菜叶肉细胞的净光合速率最高”）；验证类结论需明确“符合预期，验证某原理/事实”（如“实验结果与预期一致，验证了酶具有专一性”）。 技巧：结果与结论一一对应，数据类结果需用“大于、小于、等于”量化，现象类结果需描述颜色变化、沉淀产生、气泡速率等，结论不可超出实验范围（如实验温度范围为20℃-40℃，结论不可说“温度对酶活性的影响普遍如此”）。 典例：俗话说“万物生长靠太阳”，那么太阳光对于植物的生长到底有哪些方面的影响呢？科学工作者以大豆为材料，进行了一系列实验。分析回答以下问题： (1)绿叶中光合色素提取后分离的方法是 ，其中叶绿素主要吸收 光。科学工作者研究了大豆不同部位叶片的光合速率，发现下层叶的光合速率明显低于上层叶，最主要的原因是 。 (2)已知我国地处北半球，越往南，夏天越是日短夜长。大豆的开花与昼夜长短有关，需要在日照长度短于一定时长才能开花，属于短日照植物，所以从北往南引种该品种大豆时，开花时间会 （填“提前”或“延后”）。 (3)我国研究者采用大豆嫁接实验如图1，研究光诱导与根瘤形成的关系，结果如图2。 注：WT为野生型，GmCRY1s—CR为蓝光受体（感受光刺激）缺失突变株 由此得出地上部分光诱导对根瘤的形成至关重要，他们的依据是 。 (4)综上所述，光对植物的生命活动至关重要。光既是植物进行光合作用的 来源，又作为一种 ，影响、调控植物生长、发育的全过程。 【答案】(1) (1)纸层析法 红光和蓝紫 下层叶片接受的光照少 (2)提前 (3)接穗为突变体的情况下根瘤数较低 (4) 能量 信号 【分析】1、叶绿体的色素不溶于水，但可溶于有机溶剂中，可以用无水乙醇使色素溶解，来提取各种色素。由于绿叶中的色素不只有一种，它们在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，在滤纸条上扩散得越快，依据此原理使滤纸条上处于同一滤液细线上的多种色素在扩散中分离开来。 2、光对植物生长发育的调节：光既是植物进行光合作用的能量来源，又作为一种信号分子，影响、调控植物生长、发育的全过程。 【详解】（1）绿叶中光合色素提取后分离的方法是纸层析法，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。科学 工作者研究了大豆不同部位叶片的光合速率，发 现下层叶的光合速率明显低于上层叶，最主要的原因是下层叶片接受的光照少。 （2）已知我国地处北半球，越往南，夏天越是日短夜长。大豆的开花与昼夜长短有关，需要在日照长度短于一定时长才能开花，属于短日照植物，所以从北往南引种该品种大豆时，开花时间会提前。 （3）GmCRY1s—CR为蓝光受体（感受光刺激）缺失突变株，不能接受相关的光信息，根据研究结果可知，接穗为突变体的情况下根瘤数较低，从而得出地上部分光诱导对根瘤的形成至关重要。 （4）光对植物的生命活动至关重要。 光既是植物进行光合作用的能量来源，又作为一种信号，影响、调控植物生长、发育的全过程。 变式训练：5-羟色胺(5-HT)是一种神经递质，5-HT含量偏低容易引起情绪低落、失眠等症状，进而导致抑郁。临床上可用酒石酸唑吡坦片等药物进行治疗。已知5-HT释放、回收以及与受体结合传递信号的过程如图所示。请回答以下问题： (1)5-HT与突触后膜上的 结合，可引起( Ca2+通道打开，从而使突触后膜的膜外电位变为 ，产生兴奋。 (2)5-HT 和突触前神经元的5-HT 自身受体结合后能抑制突触前膜释放5-HT，这种调节方式属于 调节，正常情况下该调节方式对以上生理活动的意义是 ；据图分析：对于抑郁症患者来说，除5-HT自身受体相关原因外，导致其突触间隙中5-HT 含量降低的原因还有 。 (3)已知酒石酸唑吡坦片通过促进脑干神经细胞分泌5-HT 一定程度上改善睡眠，研究人员分析了中药柴胡加龙骨牡蛎汤对5-HT 含量的影响，并做了相关实验。请根据以下提供的实验材料，完善实验思路并进行分析。 材料与用具：健康、生理状况相同的雄性小鼠若干、生理盐水、柴胡加龙骨牡蛎汤、酒石酸唑吡坦片溶液、对氯苯丙氨酸、注射器、灌胃器等。(说明：对氯苯丙氨酸可降低5-HT含量引起失眠；不考虑给药方法、药量对实验结果的影响)。 ①分组编号：实验小鼠正常饲养，3天后随机均分为甲、乙、丙、丁4组。 ②模型建立：甲组每天腹腔注射适量生理盐水1次；其余各组每天注射 1次，一段时间后获得失眠模型小鼠。 ③给药处理：甲组灌胃生理盐水；乙组作为阳性对照组，灌胃酒石酸唑吡坦片溶液；丙组作为实验组，灌胃柴胡加龙骨牡蛎汤；丁组作为阴性对照组，灌胃等量 。 ④取材检测：连续给药7天，末次给药12h后分离各组小鼠的 进行充分研磨后将组织匀浆离心，取上清液测定各组5-HT含量并记录。 (4)统计(3)实验结果并分析：①发现乙组与丙组的5-HT含量相当；②推测甲组、丙组与丁组的5-HT含量的大小关系为： (用“=”“>”“<”表示)。综合以上实验结果该实验结论是 。 【答案】(1) 5-HT受体（或：特异性受体／相应的受体） 负电位 (2) （负）反馈 维持突触间隙5-HT含量的相对稳定（或维持机体的稳态） 5-HT转运体对5-HT 的回收增加 (3) 等量的对氯苯丙氨酸 生理盐水 脑干细胞（脑干组织） (4) 甲组>丙组>丁组 柴胡加龙骨牡蛎汤能促进神经细胞分泌5-HT，其效果与酒石酸唑吡坦片相当 【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，具体的传递过程为：兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将兴奋传递到下一个神经元。 【详解】（1）5 - HT是一种神经递质，与突触后膜上的​​5 - HT受体（或：特异性受体／相应的受体）​​结合，可引起Ca2+通道打开，Ca2+内流，从而使突触后膜的膜外电位变为​​负电位​​，产生兴奋。 （2）5 - HT和突触前神经元的5 - HT自身受体结合后能抑制突触前膜释放5 - HT，这种调节方式属于​​（负）反馈​​调节。正常情况下该调节方式对以上生理活动的意义是​​维持突触间隙5-HT含量的相对稳定（或维持机体的稳态）。 ​​5 - HT含量降低的原因​​：据图分析，对于抑郁症患者来说，除5 - HT自身受体相关原因外，导致其突触间隙中5 - HT含量降低的原因还有​​5 - HT转运体将5 - HT回收到突触前膜内​​，5-HT转运体对5-HT 的回收增加。 （3）甲组每天腹腔注射适量生理盐水1次；其余各组每天注射​​等量对氯苯丙氨酸​​1次，一段时间后获得失眠模型小鼠。因为对氯苯丙氨酸可降低5 - HT含量引起失眠，要建立失眠模型，其余组应注射等量的对氯苯丙氨酸。甲组灌胃生理盐水；乙组作为阳性对照组，灌胃酒石酸唑吡坦片溶液；丙组作为实验组，灌胃柴胡加龙骨牡蛎汤；丁组作为阴性对照组，灌胃等量​​生理盐水​​。设置丁组作为阴性对照，是为了与其他组形成对比，排除灌胃操作等无关因素对实验结果的影响。连续给药7天，末次给药12h后分离各组小鼠的​​脑干细胞（脑干组织）进行充分研磨后将组织匀浆离心，取上清液测定各组5 - HT含量并记录。因为酒石酸唑吡坦片通过促进脑干细胞（脑干组织）分泌5 - HT一定程度上改善睡眠，所以要检测5 - HT含量应分离脑干细胞（脑干组织）。 （4）结果发现乙组与丙组的5-HT含量相当，说明柴胡加龙骨牡蛎汤对5-HT含量的影响与酒石酸唑吡坦片相似。由此推测甲组(生理盐水组，5-HT含量正常)、乙组(模型组+酒石酸唑吡坦片)和丙组(模型组+柴胡加龙骨牡蛎汤组)通过促进脑干神经细胞分泌5-HT一定程度上改善睡眠，推测5-HT含量略低于正常，而丁组(模型组+生理盐水组，5-HT含量偏低)，故5-HT含量的大小关系为甲组>丙组>丁组(或丁组<丙组<甲组)。 实验结论是柴胡加龙骨牡蛎汤可能通过促进脑干神经细胞分泌5-HT来改善睡眠，其作用机制与酒石酸唑吡坦片类似。这是基于实验设计和结果分析得出的合理结论，即柴胡加龙骨牡蛎汤在改善睡眠方面可能与酒石酸唑吡坦片有相似的作用机制，都能影响脑干神经细胞分泌5-HT的过程。 实验要点 ① 结果不夹带结论：如不说“实验组酶活性高”，而说“实验组单位时间内产生的气泡数多于对照组”，结论再推导“实验组酶活性高于对照组”。 ② 结论不扩大范围：严格限定实验条件（如温度、pH、实验材料），避免绝对化表述，如不说“光照强度越高，光合速率越高”，而说“在本实验设置的光照强度梯度内，随光照强度升高，菠菜叶肉细胞的光合速率先升高后稳定”。 ③ 异常结果分析：高考常考“结果与预期不符”的原因，核心从“变量控制、实验材料、试剂、操作”入手，如“无预期现象，可能是试剂失效、自变量处理不当（如温度过高导致酶失活）、无关变量未控制（如pH偏离适宜范围）”。 1．原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，下部叶片绿色。回答下列问题： (1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液（或碘液），观察颜色变化。 ③结合上述资料，作出可通过实验验证的假设： 。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ ⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是 。热甲醇处理的目的是 ． (2)对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g（Chl）·m-2和0.20g（Chl）·m-2，红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 ①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m-2·s-1范围内，相对于绿叶，红叶的 能力较弱。分析图乙可知，在光强800～2000μmol·m-2·s-1，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被 现象。结合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞 内的花青素可通过 方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护 的功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引 ，完成传粉。 【答案】(1) 假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀 粉； 假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉 红叶+光照 变蓝（对应假设一）或不变蓝（对应假设二） 红叶+黑暗 不变蓝 增加细胞透性，使水溶性色素渗出 充分去除脂溶性色素 (2) 叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能 抑制 液泡 吸收过剩光能的 自身和下部绿叶 媒介昆虫（蜜蜂、蝴蝶等） 【分析】【关键能力】 （1）信息获取与加工 题干关键信息 所学知识 信息加工 提出问题：红叶是否具有光合作用能力 光合作用可产生淀粉，可用碘液进行检测，出现蓝色，说明有淀粉产生 假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀粉；假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检测到淀粉 qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力 当光能过强时，可能会灼伤叶绿体 储藏在细胞的液泡中花青素，可通过吸收吸收多余光能（蓝光、绿光）的方式，从而保护叶绿体不受强光损伤 （2）逻辑推理与论证： 【详解】（1）根据实验的问题，提出假设一：若一品红的红色叶片具有光合作用的能力，则红色叶片内可检测到淀 粉； 假设二：若一品红的红色叶片不具有光合作用的能力，则红色叶片内无法检 测到淀粉。 为探究红叶是否像绿叶一样具有光合作用的能力，需分别设置绿叶+光照、绿叶+黑暗、红叶+光照、红叶+黑暗四个小组。若假设红叶具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液变蓝；红叶+黑暗组中，溶液不变蓝。若假设红叶不具有光合作用能力成立，则红叶+光照组中，溶液不变蓝；红叶+黑暗组中，溶液不变蓝。整个实验步骤中，先用沸水处理叶片，增加细胞透性，使水溶性色素渗出；再将叶片转移到甲醇溶液中充分去除脂溶性色素，以免影响后续实验结果的观察。 （2）分析图甲可知，自变量为光照强度和叶片颜色，因变量为qNP值，当光照强度为500～2000μmol·m-2·s-1范围内时，红叶的qNP值较小，即红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较弱。 分析图乙可知，随着光照强度的增加，绿叶的ETR值显增大，当光照强度超过800μmol·m-2·s-1时，ETR值减小，即随着光照强度增加，绿叶光合速率先增大后减小，推出光照强度超过一定范围时，绿叶的光合作用反而被抑制。而根据图示可知，在光照强度为500～2000μmol·m-2·s-1范围内时，红叶并未出现光合作用被抑制的情况。 红叶中叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力较低，结合图丙可知，储藏在细胞的液泡中花青素，可通过吸收吸收多余光能（蓝光、绿光）的方式，从而保护叶绿体不受强光损伤。 大量研究表明，花青素具有缓解叶片中光氧化损伤的潜力，主要通过屏蔽叶绿体过多的高能量量子和清除活性氧物质。综合上述研究结果可知，在强光环境下，大面积的红叶细胞中富含花青素，能有效保护自身和下部绿叶不受强光损伤。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引昆虫（蜜蜂、蝴蝶等），为其完成传粉工作。 2．冬泳是指冬季在室外水域自然水温下的游泳，因为冬泳能够使血管得到锻炼，增强血管的弹性，所以冬泳也称为“血管体操”，长期坚持冬泳的人身体抗寒能力也得到加强。以下为某冬泳爱好者在该过程中发生的生理变化，请回答下列相关问题。 (1)人体刚接触冷水后会急促呼吸，皮肤中冷觉感受器兴奋，兴奋通过传入神经传到 中的体温调节中枢，中枢分析综合发出的指令通过 （“交感神经”或“副交感神经”）传递到皮肤毛细血管，毛细血管收缩，血流量减少，散热减少。 (2)此时为了增加代谢产热，血液中甲状腺激素和肾上腺素的含量增加，机体在调节二者分泌存在的差异是 。 (3)有些冬泳爱好者在游泳时出现了小腿抽筋的现象，有人认为身体长期缺乏维生素D在冬泳时更容易出现小腿抽筋，原因是 。 (4)研究发现受到寒冷刺激后的人体血液中糖皮质激素的含量增加。科学家认为糖皮质激素的变化能调节人体对寒冷刺激的耐受能力，从而延长冬泳时间。为验证糖皮质激素能增强动物对寒冷刺激的耐受能力，某兴趣小组在实验过程中，选择摘除肾上腺皮质的大鼠、糖皮质激素溶液、冰水、生理盐水等为实验材料，以大鼠在冰水中游泳的平均时间作为对寒冷刺激的耐受能力的监测指标。请写出实验思路并预期实验结果： 实验思路： 。 预期结果： 。 【答案】(1) 下丘脑 交感神经 (2)甲状腺激素的分泌受下丘脑和垂体所分泌激素的分级调节，肾上腺素的分泌受神经的直接支配 (3)缺乏维生素D，机体对钙离子的吸收能力减弱，血液中钙离子浓度低容易出现肌肉抽搐 (4) 实验思路：将生理状况相同的摘除肾上腺皮质的大鼠分为两组，一组注射糖皮质激素溶液，一组注射生理盐水，两组大鼠都放入冰水中，分别记录它们的游泳时间并求平均值 预期结果：注射糖皮质激素的大鼠在水中游泳的平均时间大于注射生理盐水的大鼠 【分析】自主神经系统由交感神经和副交感神经两部分组成；它们的作用通常是相反的；当人体处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张，但胃肠蠕动和消化腺的分泌活动减弱；当人处于安静状态时， 副交感神经活动占据优势，心跳减慢，但胃肠蠕动和消化液的分泌会加强，有利于食物的消化和营养物质的吸收。 【详解】（1）体温调节中枢位于下丘脑，当交感神经兴奋时，毛细血管收缩，血流量减少，散热减少。 （2）甲状腺激素的分泌的调节是受下丘脑和垂体所分泌激素的分泌调节，肾上腺素的分泌受神经的直接支配肾上腺髓质分泌。 （3）人体缺乏维生素D时，机体对钙离子的吸收能力减弱，血液中钙离子浓度低容易出现肌肉抽搐，表现为小腿抽筋。 （4）根据题目分析，实验的自变量为有没有注射糖皮质激素，检测方法是看大鼠的平均游泳时间，所以实验思路为：将生理状况相同的摘除肾上腺皮质的大鼠分为两组，一组注射糖皮质激素溶液，一组注射生理盐水，两组大鼠都放入冰水中，分别记录它们的游泳时间并求平均值。预期结果为：注射糖皮质激素的大鼠在水中游泳的平均时间大于注射生理盐水的大鼠。 3．学习以下材料，回答（1）～（5）题。 人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为两类：白色脂肪组织（WAT）负责储存脂肪，棕色脂肪组织（BAT）则负责燃烧脂肪，将脂肪等有机物氧化分解释放能量。 研究发现，棕色脂肪细胞在凋亡时会分泌大量嘌呤代谢物（AMP、次黄嘌呤、肌苷等）。肌苷作用于棕色脂肪细胞表面的受体后，通过启动cAMP信号通路来增强棕色脂肪细胞的耗能产热能力。不仅如此，脂肪细胞表面存在着肌苷转运蛋白（ENT1），负责将肌苷从胞外转运到胞内，从而降低脂肪细胞外的肌苷水平。对895人进行基因分析后发现，使ENT1活性很低或完全丧失功能，这些人普遍比较瘦，肥胖几率比其他人降低59%。 以大鼠乳鼠为材料进行研究，结果表明，延长母乳喂养能促进BAT的产热基因Ucp1的表达，引起BAT产热。此外延长母乳喂养还可以促进WAT棕色化（转化为BAT）。 (1)脂肪是良好的 物质。当受到寒冷刺激时，成年人体内的棕色脂肪组织可被激活，其意义是 。 (2)请列举文中出现的两种蛋白质，并说明其功能：① 、 ；② 、 。 (3)请依据文中信息，完善肌苷对脂肪细胞的调控机制图。 a： ，b： ，c： 。 (4)下列结果支持“肌苷能增强棕色脂肪细胞的耗能产热能力”的有____。 A．用肌苷溶液培养棕色脂肪细胞，其燃脂产热基因（Ucp1）表达量增加 B．与其他高脂饮食小鼠相比，连续四周给药肌苷的高脂饮食小鼠体重明显减轻 C．敲除人类棕色脂肪细胞的ENT1基因，棕色脂肪燃脂效果增加 D．由于某些基因突变导致ENT1活性很低的人普遍比较瘦 (5)若要证明延长母乳喂养，能通过促进UcpI基因表达，降低高脂饮食引起的肥胖。对照组的实验材料及处理是 （从下列选项中选择）。若实验结果为 ，则支持该结论。 ①标准哺乳的乳鼠（哺乳3周） ②延长哺乳的乳鼠（哺乳4周） ③正常饮食 ④高脂饮食 ⑤低脂饮食 【答案】(1) 储能 维持体温恒定 (2) 受体 受体体现了信息交流（识别）功能 肌苷转运蛋白 肌苷转运蛋白体现了蛋白质的运输功能 (3) 白色脂肪细胞 受体 激活（耗能产热的）相关基因表达 (4)ABCD (5) ①④ 对照组比实验组的乳鼠体重大 【分析】组成脂质的化学元素主要是C、H、O，有些脂质还含有P和N，细胞中常见的脂质有脂肪、磷脂、固醇。脂肪是由三分子脂肪酸与一分子甘油发生反应而形成的酯，是细胞内良好的储能物质，动物体内的脂肪还有保温、缓冲和减压作用。磷脂是构成膜（细胞膜、核膜、细胞器膜）结构的重要成分。固醇分为胆固醇、性激素、维生素D等。胆固醇是构成动物细胞膜的重要成分，参与血液中脂质的运输。性激素能够促进生殖器官的发育和生殖细胞的形成。维生素D可以促进肠道对钙和磷的吸收。 【详解】（1）脂肪是良好的储能物质。当当受到寒冷刺激时，将脂肪等有机物氧化分解释放的能量更多地转化为热能来增大产热量，维持体温恒定。 （2）文中出现了受体、肌苷转运蛋白（ENT1）两种蛋白质，受体体现了信息交流（识别）功能；肌苷转运蛋白体现了蛋白质的运输功能。 （3）由题意可知：细胞内由信号分子cAMP介导的信号通路能够激活其耗能产热的相关基因表达，肌苷作用于棕色脂肪细胞表面的受体后，通过启动cAMP信号通路来增强棕色脂肪细胞的耗能产热能力，并且肌苷同样还能诱发白色脂肪棕色化。可见，在肌苷对脂肪细胞的调控机制图中，a表示白色脂肪细胞，b表示受体，c表示激活（耗能产热的）相关基因表达。 （4）A、棕色脂肪的功能主要是氧化分解释放的能量更多地转化为热能，故用肌苷溶液培养棕色脂肪细胞，其燃脂产热基因（Ucp1）表达量增加支持“肌苷能增强棕色脂肪细胞的耗能产热能力”，A正确； B、与其它高脂饮食小鼠相比，连续四周给药肌苷的高脂饮食小鼠体重明显减轻，说明该小鼠消耗能量增加，B正确； C、敲除人类棕色脂肪细胞的ENT1基因，肌苷不能运进细胞，棕色脂肪燃脂效果增加，支持“肌苷能增强棕色脂肪细胞的耗能产热能力”，C正确； D、由于某些基因突变导致ENT1活性很低，肌苷不能运进细胞，能与棕色脂肪细胞表面的受体结合，促进其耗能产热能力，支持“肌苷能增强棕色脂肪细胞的耗能产热能力”，D正确。 故选ABCD。 （5）若要证明延长母乳喂养，能通过促进Ucp1基因表达，降低高脂饮食引起的肥胖，单一变量为是否延长母乳喂养，因变量为是否降低肥胖程度，其他因素都是无关变量，所以对照组应该选择①标准哺乳的乳鼠（哺乳3周）和④高脂饮食。若对照组比实验组的乳鼠体重大，该结论成立。 4．苯丙酮尿症是由于患者体内苯丙氨酸代谢途径中的酶发生缺陷，使得苯丙氨酸及其代谢物酮酸在血液和组织中大量累积，进而阻碍脑的发育。研究发现，苯丙氨酸解氨酶（PAL）基因可在大肠杆菌中表达并降解苯丙氨酸。科学家将PAL基因导入到肠道益生菌Nissle1917大肠杆菌（EcN）中，构建工程菌EcN-PAL，用于治疗苯丙酮尿症。图甲为2.7kb的质粒，其中Ap为氨苄青霉素抗性基因；lacZ为蓝色显色基因，其表达产物能将无色化合物X-gal转化成蓝色物质，使菌落呈蓝色；EcoRI和PvuI两种限制酶切位点与复制原点之间的距离分别为0.6Kb和0.8Kb。图乙为含PAL基因的DNA片段。 回答下列问题： (1)PAL是一种胞内酶，据此推测EcN-PAL膜上应有功能为 的蛋白质与PAL协同工作，完成EcN-PAL的预期作用。 (2)据图分析，选用 酶切割PAL基因和质粒构建重组表达载体。为确保目的基因正确插入质粒中，使用EcoRI对重组DNA分子完全酶切后，进行凝胶电泳分析。若电泳图谱中出现长度为 的条带，则说明是符合要求的重组质粒。 (3)EcN自身不含lacZ基因且对抗生素敏感，为筛选出工程菌EcN-PAL，则需在大肠杆菌的基本培养基中添加 ，挑选 菌落为目的菌株。 (4)采用体外培养技术，设计实验验证EcN-PAL能适应人体肠道缺氧环境，正常降解苯丙氨酸，简要写出实验思路和预期结果 。 (5)研究表明EcN菌株不会在人体肠道中定殖，一段时候后会从胃肠道全部清除。据此推测，服用EcN-PAL治疗苯丙酮尿症时需注意 （答出一点即可）。 【答案】(1)转运苯丙氨酸 (2) PvuI 1.2kb和5.5kb (3) 氨苄青霉素和X-gal 白色 (4)实验思路：将等量的EcN-PAL接种于含等量苯丙氨酸的培养基中，分别置于有氧和缺氧的环境中培养一段时间，检测培养基中苯丙氨酸含量的变化；预期结果：有氧和缺氧的条件下培养基中苯丙氨酸含量的变化几乎相同 (5)持续服用足够剂量 【分析】基因工程技术的基本步骤： （1）目的基因的筛选与获取：方法有从基因文库中获取、利用PCR技术扩增和人工合成。 （2）基因表达载体的构建：是基因工程的核心步骤，基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，标记基因可便于重组DNA分子的筛选。 （3）将目的基因导入受体细胞：根据受体细胞不同，导入的方法也不一样。将目的基因导入植物细胞的方法有农杆菌转化法和花粉管通道法；将目的基因导入动物细胞的方法是显微注射法；将目的基因导入微生物细胞的方法是感受态细胞法； （4）目的基因的检测与鉴定：分子水平上的检测：①检测转基因生物染色体的DNA是否插入目的基因或检测目的基因是否转录出了mRNA—PCR技术；②检测目的基因是否翻译成蛋白质——抗原—抗体杂交技术。个体水平上的鉴定：抗虫鉴定、抗病鉴定、活性鉴定等。 【详解】（1）由于PAL是一种胞内酶，它需要在细胞内发挥作用。而EcN-PAL要完成其预期作用，即降解苯丙氨酸，就需要将苯丙氨酸从细胞外运输到细胞内。因此，EcN-PAL膜上应存在具有转运苯丙氨酸功能的蛋白质，这些蛋白质能与PAL协同工作，确保苯丙氨酸能够顺利进入细胞内并被PAL降解。 （2）PAL基因的两端只含PvuI限制酶切割位点，且质粒上也有PvuI限制酶切割位点，所以应选用PvuI酶切割PAL基因和质粒构建重组表达载体。经过限制酶切割后，PAL基因两端的黏性末端相同，有可能和质粒正向连接，也可以和质粒反向连接。由于EcoRI在目的基因和质粒上都有酶切位点，为选出正向连接的重组质粒，使用EcoRI对质粒完全酶切后，进行电泳分析。质粒中EcoRI酶切位点与Pvul酶切位点之间的距离为0.2Kb，若是正向连接载体，重组质粒中2个EcoRI酶切点之间的距离是0.2+1.0=1.2Kb ，重组质粒长度为：2.7+4=6.7Kb，故EcoRI酶切后，正向连接载体的情况下，电泳图谱中出现长度为1.2kb和5.5kb两条带。 （3）由于受体细胞自身不含lacZ基因且对抗生素敏感，所以要筛选出已转化的含重组质粒的目的菌株，培养基中应添加氨芐青霉素和X-gal；当目的基因插入质粒时，lacZ基因被破坏，不能表达出可以将无色化合物X-gal转化成蓝色物质的产物，质粒上含有氨苄青霉素抗性基因，能在含氨苄青霉素的培养基生长，所以得到的产物是白色菌落。 （4）本实验是验证EcN-PAL能适应人体肠道缺氧环境，正常降解苯丙氨酸。实验自变量为有氧环境和缺氧环境，因变量是培养基中苯丙氨酸含量的变化。可以设计以下实验：将等量的EcN-PAL接种于含等量苯丙氨酸的培养基中，分别置于有氧和缺氧的环境中培养一段时间，检测培养基中苯丙氨酸含量的变化。预期实验结果为有氧和缺氧的条件下培养基中苯丙氨酸含量的变化几乎相同。 （5）研究表明EcN菌株不会在人体肠道中定殖，一段时候后会从胃肠道全部清除。据此推测，服用EcN-PAL治疗苯丙酮尿症时需注意持续服用足够剂量以维持治疗效果。因为一旦停止服用，工程菌就会从肠道中清除出去，无法继续发挥降解苯丙氨酸的作用。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题六 实验类解题技法总结——核心要点实战刷题攻略 实验目的满分表达 · 实验通法 第一步：确定实验性质： 通过题干判断实验类型“是验证类”还是“探究类” 第二步：确定实验变量 ①自变量：人为改变的量 ②因变量：随自变量变化而变化的量 第三步：规范书写实验目的 ① 从题干“探究XXX”“验证XXX”直接提取核心词； ② 无明确表述时，通过自变量（人为改变的条件）和因变量（观测指标）反向推导，自变量在前、因变量在后，补充实验对象和实验场景（如“在适宜温度下”“对小鼠肝细胞”）。 典例：葡萄籽原花青素提取物（GSPE）是从葡萄籽中分离出的多酚类混合物。某科研小组通过高脂饲喂结合腹腔注射链脲佐菌素（STZ）获得糖尿病模型小鼠，并利用不同浓度的GSPE进行了相关实验，实验结果如表所示。回答下列问题： 组别 剂量/（mg·kg-1） 血糖/（mmol・L-1） 0d 28d 56d ①正常 — 5.27 5.35 5.08 ②模型 — 24.07 23.40 24.56 ③格列本脲 250 20.80 19.49 17.50 ④GSPE高 400 23.75 20.88 18.11 ⑤GSPE中 200 22.83 22.27 19.34 ⑥GSPE低 100 21.54 20.37 19.81 注：“—”为生理盐水，格列本脲为临床使用的降血糖药物。 (1)该实验的实验目的是 ，该实验中可起空白对照作用的组别是 （填序号）。 (2)由实验结果可知，与正常组比较，模型组小鼠的空腹血糖明显升高，可能原因是高饲喂结合腹腔注射STZ后，破坏了小鼠的 细胞，使得其分泌的相关激素不足，降低了组织细胞 的速度。 (3)本实验结果表明，GSPE对糖尿病模型小鼠具有 的作用，且该作用的大小与 有关。 (4)研究发现，GSPE处理组小鼠胰腺组织出现好转，小鼠胰岛细胞数目逐渐增多，形态逐渐恢复。据实验结果推测，GSPE发挥作用的机制可能是 。 变式训练：马铃薯在块茎形成期对土壤水分亏缺较为敏感，叶片作为主要的蒸腾和光合器官对土壤水分亏缺响应更为积极，分析这一时期马铃薯叶片表观特征和光合参数可为耐旱品种的筛选与耐旱机制解析提供新的思路。以对水分胁迫耐受性具有显著差异的3个马铃薯品种（系）为材料，采用人工控水法模拟干旱条件，设置T1（中度干旱）、T2（轻度干旱）和CK（正常供水）3个处理，比较不同品种（系）间叶片光合参数指标对干旱胁迫的响应差异，结果如图所示。请据图回答下列问题： (1)结合题目信息及实验结果分析，本实验的实验目的是 ，无关变量有 （答出两点）。 (2)若给马铃薯植株浇灌含18O的H2O，在适宜条件下，马铃薯的光合作用产物中 （填“可能”或“不可能”）出现含18O的有机物，作出判断的理由是 。 (3)结合题中两个图示，分析干旱胁迫会影响马铃薯光合作用的原因是 ；不同品系的马铃薯对干旱的反应存在差异的根本原因是 。 (4)分析图示，3个马铃薯品种中， 对水分胁迫耐受性相对较强。结合题图分析，在大棚种植马铃薯时，若遇干旱天气，除及时浇水外，还可采取的措施是 。 实验要点 ① 区分“探究”与“验证”：探究类实验目的无明确结论（如“探究温度对酶活性的影响”），验证类有明确指向（如“验证酶具有专一性”），表述时不可混淆，否则会影响后续结果与结论的对应。 ② 规避关键词缺失：必须包含“自变量、因变量、实验对象”，如遗漏实验对象（“探究光照强度对光合作用的影响”未说明“对菠菜叶肉细胞”），表述不完整会扣分。 ③ 避免表述模糊：不用“研究XXX”“观察XXX”等笼统表述，需明确“影响”“作用”等核心逻辑，如将目的改为“探究光照强度对菠菜叶肉细胞光合作用速率的影响”，精准对应实验观测指标。 实验原理零丢分书写 · 实验通法 一、核心逻辑 串联“自变量→核心生理过程→因变量观测依据”，阐述内在机制，结合教材知识点。 二、书写模板※ 因变量检测原理（如“淀粉遇碘变蓝”）+ 自变量调控关系（如“温度影响唾液淀粉酶活性，进而影响淀粉分解速率”）。 三、技巧 优先调用教材经典原理，题干有特殊条件时补充题干信息。 典例：构建生物传感器是一个复杂的过程，需要深入理解分子生物学和遗传学原理，同时还需要具备熟练的实验技能和丰富的实践经验。向细菌中导入一些特殊的DNA序列作为生物传感器，可制备出在特定环境中优先生长的工程菌，研究者利用如图所示的原理分别设计氧气传感器和乳酸传感器。 回答下列问题： (1)在细菌培养过程中，除考虑营养条件外，还要考虑 （答2点）和渗透压等条件。对培养基采用 法灭菌。 (2)利用基因工程技术构建含氧气传感器的大肠杆菌工程菌时，需将含有 的DNA片段与载体连接，构建重组的基因表达载体；将重组的基因表达载体导入大肠杆菌之前，需用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是 。 (3)研究者用GFP（绿色荧光蛋白）基因作为特定基因制备出含乳酸传感器的试验性工程菌，发现在无乳酸状态下GFP基因的表达量偏高，传感器灵敏度低。据图提出改造重组质粒以提高灵敏度的措施： （答2点）。 (4)在（3）试验的基础上，若想仿照乳酸传感器的原理设计出四环素检测传感器，根据图2所示完成下列表格。 设计方案 实验材料 大肠杆菌 观测指标 实验原理（推测） 变式训练：土壤中的苯酚(C₆H₅OH)对环境有极大的污染，某实验小组希望能从土壤中分离出能专一降解苯酚的细菌，如图所示为部分实验过程。回答下列问题： (1)为了分离纯化目的菌种，①~④步骤的培养基中都加入了一定浓度的 ，该培养基从功能上属于 培养基。①~③步骤进行的是选择培养，其目的是 。 (2)步骤④采用的接种方法是 ，接种时为了防止杂菌污染，操作需在 旁进行。 (3)该实验小组想通过比较试管甲和乙中微生物的生长情况，来证明分离出来的微生物只能以苯酚作为碳源，甲、乙试管中培养液的区别是 。该实验小组在向甲、乙两支试管中进行接种时，所选菌种来自步骤⑤平板上的同一个单菌落，这样做的目的是 。 (4)该实验小组对能降解苯酚的细菌进行计数时，选取苯酚浓度为(800mg·L⁻¹的培养液进行一系列稀释，分别取稀释倍数为103、104和105的培养液0.1mL 涂布于平板上，每个稀释倍数分别涂布三个平板，各平板的菌落数分别为(286、298、297), (35、32、31), (36、7、2)。不适合用于计数的为稀释倍数为 的培养液，用另外两个稀释倍数的培养液得到的数据计算出的细菌数不一致的原因可能是 。 实验要点 项 目 具体内容 实验原理 来源 ①来自教材，即教材实验中现成的实验原理或有关理论知识； ②来自试题，部分实验类试题中可能蕴含相关实验的原理 原则 遵循实验的科学性原则，即实验所涉及的依据必须是经前人证明的科学理论。 如还原糖的鉴定所依据的原理是还原糖在水浴加热条件下与斐林试剂反应产 生砖红色沉淀，淀粉的鉴定所依据的原理是淀粉遇碘变蓝 表述 “通过……达到……的目的”,还包括实验现象与结果出现的原因以及重要实 验步骤设计的依据等 实验变量的处理或控制 · 实验通法 ① 自变量处理：明确“设置梯度、单一变量”，分组设置对照组（空白对照、自身对照、相互对照）和实验组，各组仅自变量不同，梯度设置需合理（如温度梯度为5℃、10℃、15℃…，避免跨度过大或过小）。 ② 因变量处理：确定可观测、可量化的指标（优先选择客观指标，如“菌落数”“气体产生量”，避免“颜色深浅”等主观表述，需补充“用比色计测定”等量化方法），设置观测时间和频率（如“培养24h后观测”“每5min记录一次气泡速率”）。 ③ 无关变量处理：遵循“等同且适宜”原则，各组无关变量（如温度、pH、实验材料数量、处理时间）保持一致，且处于适宜条件（如“各组小鼠均饲喂等量同种饲料，置于25℃恒温环境中饲养”），排除无关变量干扰。 典例：针灸是我国传承千年的治疗疾病的手段，以外源性刺激作用于身体特定的部位（穴位）引发系列生理学调节效应。有研究发现电针疗法有一定的镇痛效果。脊髓背根神经节中表达的P2X蛋白在痛觉信号传入中发挥重要作用，为探究电针疗法的镇痛效果及其机制，动物实验处理（表）及结果（图）如下所示，请回答下列问题 动物模型 分组 治疗处理 对照组：_____ A 不治疗 疼痛模型组：_____ B _____ C _____ 可供选择的实验材料有：正常大鼠、痛觉敏感小鼠、蒸馏水、生理盐水、致痛诱导剂 (1)请据图分析并完善实验方案：对照组： ，疼痛模型组： ，B组处理： ，C组处理： 。 (2)设置A组作为对照组的具体目的是 和 。 (3)本实验的结论是 。 变式训练：碳和氮是植物生命活动最基本的两大元素。碳代谢与氮代谢的协调平衡对植物的生长发育至关重要。研究团队以某种玉米幼苗为实验材料，利用水培法探究不同氮浓度对光合作用的影响。实验设置5组氮浓度梯度，于拔节期测定净光合速率与气孔导度（气孔导度与气孔开放程度呈正相关），结果如图所示。请回答下列问题： (1)参与光合作用的很多分子都含有氮。氮与 离子参与组成的叶绿素能够吸收光能，在光反应中将光能转化成化学能储存在 中。 (2)当培养液中氮浓度由12mmol/L增加到16mmol/L时，玉米幼苗的胞间浓度变化趋势是 （填“降低”、“升高”或“不变”），判断依据是 。 (3)有研究表明，缺氮条件下根系会产生一类名为CEP的小肽，它们可以通过木质部运输到地上部分，并被相应受体CEPR识别，进而影响植物的光合作用。 ①推测保卫细胞分布有CEPR，其依据 。 ②研究人员利用WT（野生型）植株和CEPR突变体（CEPR缺失）植株，使用嫁接实验对（3）中观点进行验证： A组：CEPR突变体（接穗/地上部）+WT（砧木/根系） B组：WT（接穗/地上部）+CEPR突变体（砧木/根系） A、B两组均置于 条件下培养，一段时间后，在显微镜下观察 。 实验要点 变量类型 核心要点 自变量 避免隐性差异，如处理光照强度时，明确“光照距离、时间一致，仅改光源功率”，不笼统表述。 因变量 不选中间产物，优先终产物/直接结果（如测呼吸作用选“CO₂释放量”，不选“丙酮酸含量”），减少误差。 无关变量 重视隐性因素（实验材料生理状态、试剂浓度用量），均为高考高频扣分点，需严格控制。 实验思路的模板化分析 · 实验通法 第一步：列核心框架 分组→处理变量→控制无关变量→观测因变量→重复实验，按“逻辑递进”梳理步骤，可简化为“分组处理→培养/保温→观测记录”。 第二步：分析技巧 ① 逆向推导：从实验目的出发，明确“需改变什么（自变量）、观测什么（因变量）、控制什么（无关变量）”，反向梳理步骤的合理性； ② 正向验证：按题干步骤逐一排查，判断是否符合“单一变量、无关变量等同、指标可观测”三大原则。 第三步：补充思路 若题干要求“完善实验思路”，优先补充分组细节（如“取若干生长状况一致的菠菜叶片，随机均分为3组，编号A、B、C”）、变量处理细节（如“A组置于光照强度1000lx，B组置于2000lx，C组置于3000lx”）和观测细节（如“用叶面积仪测定各组叶片24h后的净光合速率”）。 典例：GFP是水母体内存在的能发绿色荧光的一种蛋白。科研人员以GFP基因为材料，利用基因工程技术获得了能发其他颜色荧光的蛋白，丰富了荧光蛋白的颜色种类。回答下列问题。 (1)构建突变基因文库，科研人员将GFP基因的不同突变基因分别插入载体，并转入大肠杆菌制备出GFP基因的突变基因文库。通常，基因文库是指 。 (2)构建目的基因表达载体。科研人员从构建的GFP突变基因文库中提取目的基因（均为突变基因）构建表达载体，其模式图如下所示（箭头为GFP突变基因的转录方向）。图中①为 ；②为 ，其作用是 ；图中氨苄青霉素抗性基因是一种标记基因，其作用是 。 (3)目的基因的表达。科研人员将构建好的表达载体导入大肠杆菌中进行表达，发现大肠杆菌有的发绿色荧光，有的发黄色荧光，有的不发荧光。请从密码子特点的角度分析，发绿色荧光的可能原因是 （答出1点即可）。 (4)新蛋白与突变基因的关联性分析。将上述发黄色荧光的大肠杆菌分离纯化后，对其所含的GFP突变基因进行测序，发现其碱基序列与GFP基因的不同，将该GFP突变基因命名为YFP基因（黄色荧光蛋白基因）。若要通过基因工程的方法探究YFP基因能否在真核细胞中表达，实验思路是 。 变式训练：甲泼尼龙是糖皮质激素类药物，具有较强的抗炎作用。某生物兴趣小组通过查阅资料发现，胸腺肽具有调节和增强机体免疫功能的作用。为验证胸腺肽的作用，请根据以下材料和用具，完善实验思路并预测实验结果，回答下列问题： (1)材料和用具：若干健康的实验小鼠、甲泼尼龙（可获得免疫力低下的小鼠）、胸腺肽、注射器等。（说明与要求：小鼠的免疫功能检测方法不作要求，不考虑加入药物溶剂对小鼠影响。） ①完善实验思路：a. b. c. ②预测实验结果： 设计一张表格，并将预期实验结果填入表中（要求写出每次注射对免疫功能的影响。 (2)分析与讨论： ①糖皮质激素参与机体的 反应，使机体对有害刺激的耐受力增强。有害刺激产生的神经冲动通过 （物质）影响 调控轴糖皮质激素的分泌。这种调节方式的优点是 （答出1点）。若长期大剂量使用糖皮质激素类药物会导致患者内源性糖皮质激素分泌功能 。 ②糖皮质激素通过 方式穿过细胞膜进入靶细胞，与相应受体结合，从而抑制免疫系统的功能。糖尿病病人在选用抗炎症药物不宜选用糖皮质激素的原因是 。 实验要点 ① 分组需“随机均等”：避免人为选择导致实验偏差，表述时需体现“随机分组”“数量相等”，如“将50只健康小鼠随机均分为5组，每组10只”，不可说“取5只小鼠分为5组”（样本量不足）。 ② 步骤需“可操作”：避免模糊表述，如不说“处理实验材料”，而说“将叶片切成大小为1cm×1cm的小块，用清水冲洗干净并吸干表面水分”。 ③ 需设置“重复实验”：高考实验题常要求“多次重复实验，取平均值”，目的是减少偶然误差，分析思路时需确认是否有该步骤，若无则需补充。 实验结果或结论的表述 · 实验通法 一、实验结果 客观描述观测到的现象或数据，不加入主观判断，分探究类和验证类： 1.探究类需分情况表述（如“若A组气泡速率>B组>C组，则说明温度越高，酶活性越强；若A组<B组<C组，则说明温度越高，酶活性越弱”）； 2.验证类需对应预期结果（如“若实验组溶液出现砖红色沉淀，对照组无明显现象，则验证了还原糖的存在”）。 二、实验结论 基于结果推导，呼应实验目的，探究类结论需体现“不确定性”（如“在该实验条件下，光照强度为2000lx时，菠菜叶肉细胞的净光合速率最高”）；验证类结论需明确“符合预期，验证某原理/事实”（如“实验结果与预期一致，验证了酶具有专一性”）。 技巧：结果与结论一一对应，数据类结果需用“大于、小于、等于”量化，现象类结果需描述颜色变化、沉淀产生、气泡速率等，结论不可超出实验范围（如实验温度范围为20℃-40℃，结论不可说“温度对酶活性的影响普遍如此”）。 典例：俗话说“万物生长靠太阳”，那么太阳光对于植物的生长到底有哪些方面的影响呢？科学工作者以大豆为材料，进行了一系列实验。分析回答以下问题： (1)绿叶中光合色素提取后分离的方法是 ，其中叶绿素主要吸收 光。科学工作者研究了大豆不同部位叶片的光合速率，发现下层叶的光合速率明显低于上层叶，最主要的原因是 。 (2)已知我国地处北半球，越往南，夏天越是日短夜长。大豆的开花与昼夜长短有关，需要在日照长度短于一定时长才能开花，属于短日照植物，所以从北往南引种该品种大豆时，开花时间会 （填“提前”或“延后”）。 (3)我国研究者采用大豆嫁接实验如图1，研究光诱导与根瘤形成的关系，结果如图2。 注：WT为野生型，GmCRY1s—CR为蓝光受体（感受光刺激）缺失突变株 由此得出地上部分光诱导对根瘤的形成至关重要，他们的依据是 。 (4)综上所述，光对植物的生命活动至关重要。光既是植物进行光合作用的 来源，又作为一种 ，影响、调控植物生长、发育的全过程。 变式训练：5-羟色胺(5-HT)是一种神经递质，5-HT含量偏低容易引起情绪低落、失眠等症状，进而导致抑郁。临床上可用酒石酸唑吡坦片等药物进行治疗。已知5-HT释放、回收以及与受体结合传递信号的过程如图所示。请回答以下问题： (1)5-HT与突触后膜上的 结合，可引起( Ca2+通道打开，从而使突触后膜的膜外电位变为 ，产生兴奋。 (2)5-HT 和突触前神经元的5-HT 自身受体结合后能抑制突触前膜释放5-HT，这种调节方式属于 调节，正常情况下该调节方式对以上生理活动的意义是 ；据图分析：对于抑郁症患者来说，除5-HT自身受体相关原因外，导致其突触间隙中5-HT 含量降低的原因还有 。 (3)已知酒石酸唑吡坦片通过促进脑干神经细胞分泌5-HT 一定程度上改善睡眠，研究人员分析了中药柴胡加龙骨牡蛎汤对5-HT 含量的影响，并做了相关实验。请根据以下提供的实验材料，完善实验思路并进行分析。 材料与用具：健康、生理状况相同的雄性小鼠若干、生理盐水、柴胡加龙骨牡蛎汤、酒石酸唑吡坦片溶液、对氯苯丙氨酸、注射器、灌胃器等。(说明：对氯苯丙氨酸可降低5-HT含量引起失眠；不考虑给药方法、药量对实验结果的影响)。 ①分组编号：实验小鼠正常饲养，3天后随机均分为甲、乙、丙、丁4组。 ②模型建立：甲组每天腹腔注射适量生理盐水1次；其余各组每天注射 1次，一段时间后获得失眠模型小鼠。 ③给药处理：甲组灌胃生理盐水；乙组作为阳性对照组，灌胃酒石酸唑吡坦片溶液；丙组作为实验组，灌胃柴胡加龙骨牡蛎汤；丁组作为阴性对照组，灌胃等量 。 ④取材检测：连续给药7天，末次给药12h后分离各组小鼠的 进行充分研磨后将组织匀浆离心，取上清液测定各组5-HT含量并记录。 (4)统计(3)实验结果并分析：①发现乙组与丙组的5-HT含量相当；②推测甲组、丙组与丁组的5-HT含量的大小关系为： (用“=”“>”“<”表示)。综合以上实验结果该实验结论是 。 实验要点 ① 结果不夹带结论：如不说“实验组酶活性高”，而说“实验组单位时间内产生的气泡数多于对照组”，结论再推导“实验组酶活性高于对照组”。 ② 结论不扩大范围：严格限定实验条件（如温度、pH、实验材料），避免绝对化表述，如不说“光照强度越高，光合速率越高”，而说“在本实验设置的光照强度梯度内，随光照强度升高，菠菜叶肉细胞的光合速率先升高后稳定”。 ③ 异常结果分析：高考常考“结果与预期不符”的原因，核心从“变量控制、实验材料、试剂、操作”入手，如“无预期现象，可能是试剂失效、自变量处理不当（如温度过高导致酶失活）、无关变量未控制（如pH偏离适宜范围）”。 1．原产热带的观赏植物一品红，花小，顶部有像花瓣一样的红色叶片，下部叶片绿色。回答下列问题： (1)科学研究一般经历观察现象、提出问题、查找信息、作出假设、验证假设等过程。 ①某同学观察一品红的叶片颜色，提出了问题：红叶是否具有光合作用能力。 ②该同学检索文献获得相关资料：植物能通过光合作用合成淀粉。检测叶片中淀粉的方法，先将叶片浸入沸水处理；再转入热甲醇处理；然后将叶片置于含有少量水的培养皿内并展开，滴加碘-碘化钾溶液（或碘液），观察颜色变化。 ③结合上述资料，作出可通过实验验证的假设： 。 ④为验证假设进行实验。请完善分组处理，并将支持假设的预期结果填入表格。 分组处理 预期结果 绿叶+光照 变蓝 绿叶+黑暗 不变蓝 ⅰ ⅱ ⅲ ⅳ ⑤分析：检测叶片淀粉的方法中，叶片浸入沸水处理的目的是 。热甲醇处理的目的是 ． (2)对一品红研究发现，红叶和绿叶的叶绿素含量分别为0.02g（Chl）·m-2和0.20g（Chl）·m-2，红叶含有较多的水溶性花青素。在不同光强下测得的qNP值和电子传递速率（ETR）值分别如图甲、乙所示。qNP值反映叶绿体通过热耗散的方式去除过剩光能的能力；ETR值反映光合膜上电子传递的速率，与光反应速率呈正相关。花青素与叶绿素的吸收光谱如图丙所示。 ①分析图甲可知，在光强500～2000μmol·m-2·s-1范围内，相对于绿叶，红叶的 能力较弱。分析图乙可知，在光强800～2000μmol·m-2·s-1，范围内，红叶并未出现类似绿叶的光合作用被 现象。结合图丙可知，强光下，贮藏于红叶细胞 内的花青素可通过 方式达到保护叶绿体的作用。 ②现有实验证实，生长在高光强环境下的一品红，红叶叶面积大，颜色更红。综合上述研究结果可知，在强光环境下，红叶具有较高花青素含量和较大叶面积，其作用除了能进行光合作用外，还有保护 的功能。一品红的花小，不受关注，但能依赖花瓣状的红叶吸引 ，完成传粉。 2．冬泳是指冬季在室外水域自然水温下的游泳，因为冬泳能够使血管得到锻炼，增强血管的弹性，所以冬泳也称为“血管体操”，长期坚持冬泳的人身体抗寒能力也得到加强。以下为某冬泳爱好者在该过程中发生的生理变化，请回答下列相关问题。 (1)人体刚接触冷水后会急促呼吸，皮肤中冷觉感受器兴奋，兴奋通过传入神经传到 中的体温调节中枢，中枢分析综合发出的指令通过 （“交感神经”或“副交感神经”）传递到皮肤毛细血管，毛细血管收缩，血流量减少，散热减少。 (2)此时为了增加代谢产热，血液中甲状腺激素和肾上腺素的含量增加，机体在调节二者分泌存在的差异是 。 (3)有些冬泳爱好者在游泳时出现了小腿抽筋的现象，有人认为身体长期缺乏维生素D在冬泳时更容易出现小腿抽筋，原因是 。 (4)研究发现受到寒冷刺激后的人体血液中糖皮质激素的含量增加。科学家认为糖皮质激素的变化能调节人体对寒冷刺激的耐受能力，从而延长冬泳时间。为验证糖皮质激素能增强动物对寒冷刺激的耐受能力，某兴趣小组在实验过程中，选择摘除肾上腺皮质的大鼠、糖皮质激素溶液、冰水、生理盐水等为实验材料，以大鼠在冰水中游泳的平均时间作为对寒冷刺激的耐受能力的监测指标。请写出实验思路并预期实验结果： 实验思路： 。 预期结果： 。 3．学习以下材料，回答（1）～（5）题。 人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为两类：白色脂肪组织（WAT）负责储存脂肪，棕色脂肪组织（BAT）则负责燃烧脂肪，将脂肪等有机物氧化分解释放能量。 研究发现，棕色脂肪细胞在凋亡时会分泌大量嘌呤代谢物（AMP、次黄嘌呤、肌苷等）。肌苷作用于棕色脂肪细胞表面的受体后，通过启动cAMP信号通路来增强棕色脂肪细胞的耗能产热能力。不仅如此，脂肪细胞表面存在着肌苷转运蛋白（ENT1），负责将肌苷从胞外转运到胞内，从而降低脂肪细胞外的肌苷水平。对895人进行基因分析后发现，使ENT1活性很低或完全丧失功能，这些人普遍比较瘦，肥胖几率比其他人降低59%。 以大鼠乳鼠为材料进行研究，结果表明，延长母乳喂养能促进BAT的产热基因Ucp1的表达，引起BAT产热。此外延长母乳喂养还可以促进WAT棕色化（转化为BAT）。 (1)脂肪是良好的 物质。当受到寒冷刺激时，成年人体内的棕色脂肪组织可被激活，其意义是 。 (2)请列举文中出现的两种蛋白质，并说明其功能：① 、 ；② 、 。 (3)请依据文中信息，完善肌苷对脂肪细胞的调控机制图。 a： ，b： ，c： 。 (4)下列结果支持“肌苷能增强棕色脂肪细胞的耗能产热能力”的有____。 A．用肌苷溶液培养棕色脂肪细胞，其燃脂产热基因（Ucp1）表达量增加 B．与其他高脂饮食小鼠相比，连续四周给药肌苷的高脂饮食小鼠体重明显减轻 C．敲除人类棕色脂肪细胞的ENT1基因，棕色脂肪燃脂效果增加 D．由于某些基因突变导致ENT1活性很低的人普遍比较瘦 (5)若要证明延长母乳喂养，能通过促进UcpI基因表达，降低高脂饮食引起的肥胖。对照组的实验材料及处理是 （从下列选项中选择）。若实验结果为 ，则支持该结论。 ①标准哺乳的乳鼠（哺乳3周） ②延长哺乳的乳鼠（哺乳4周） ③正常饮食 ④高脂饮食 ⑤低脂饮食 4．苯丙酮尿症是由于患者体内苯丙氨酸代谢途径中的酶发生缺陷，使得苯丙氨酸及其代谢物酮酸在血液和组织中大量累积，进而阻碍脑的发育。研究发现，苯丙氨酸解氨酶（PAL）基因可在大肠杆菌中表达并降解苯丙氨酸。科学家将PAL基因导入到肠道益生菌Nissle1917大肠杆菌（EcN）中，构建工程菌EcN-PAL，用于治疗苯丙酮尿症。图甲为2.7kb的质粒，其中Ap为氨苄青霉素抗性基因；lacZ为蓝色显色基因，其表达产物能将无色化合物X-gal转化成蓝色物质，使菌落呈蓝色；EcoRI和PvuI两种限制酶切位点与复制原点之间的距离分别为0.6Kb和0.8Kb。图乙为含PAL基因的DNA片段。 回答下列问题： (1)PAL是一种胞内酶，据此推测EcN-PAL膜上应有功能为 的蛋白质与PAL协同工作，完成EcN-PAL的预期作用。 (2)据图分析，选用 酶切割PAL基因和质粒构建重组表达载体。为确保目的基因正确插入质粒中，使用EcoRI对重组DNA分子完全酶切后，进行凝胶电泳分析。若电泳图谱中出现长度为 的条带，则说明是符合要求的重组质粒。 (3)EcN自身不含lacZ基因且对抗生素敏感，为筛选出工程菌EcN-PAL，则需在大肠杆菌的基本培养基中添加 ，挑选 菌落为目的菌株。 (4)采用体外培养技术，设计实验验证EcN-PAL能适应人体肠道缺氧环境，正常降解苯丙氨酸，简要写出实验思路和预期结果 。 (5)研究表明EcN菌株不会在人体肠道中定殖，一段时候后会从胃肠道全部清除。据此推测，服用EcN-PAL治疗苯丙酮尿症时需注意 （答出一点即可）。 学科网（北京）股份有限公司1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $