热点命题13 实验分析与设计(专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考生物大二轮专题复习（多选）

该高中生物学讲义聚焦高考实验分析与设计核心考点，涵盖实验组分构成、生物学事实验证、科学探究流程及实验评价修订，按“理论梳理-案例解析-真题应用”逻辑架构知识，通过考点精讲、方法指导（如对照组设计、变量控制）、真题训练（例题解析）等环节，帮助学生构建实验思维体系，突破难点。 资料以案例驱动教学，如通过ABA缺失突变体验证实验引导学生设计对照，培养科学思维与探究实践能力。设置基础例题、综合应用分层练习，配合解析反馈，保障复习效率，提升学生实验设计与分析能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

热点命题13　实验分析与设计 1.理清构成实验的组分 一个完整的实验通常应该包括实验目的、思路、相关结果和对应的结论。实验思路包含相关操作和参考指标。经实验操作后,以某种变化为参照(即参考指标,一个实验可以同时选择多个参考指标)得到的现象或数据即结果,分析得出实验结果的原因即结论。不同类型的实验,设计过程有所区别,如图所示。 单纯性验证某个生物学事实,一般不需要设置对照组,仅由一个实验组即可完成。如验证某病原体的蛋白质(A)的片段可以出现在吞噬细胞的溶酶体中,相关的操作(针对性操作)可以是用放射性同位素标记蛋白A,将其在含有吞噬细胞的培养液中培养,一段时间后采用差速离心法分离溶酶体;参考指标是溶酶体的放射性;结果是溶酶体有放射性。若设计实验研究某种因素对某一生命活动的影响时,通常需要多个实验组,有时还需要设置对照组。设置对照组的目的是排除非测试因素对实验结果的干扰,以提高实验结果的可信度。实验中,各组的操作包含相同操作和不同操作。 2.设计实验验证简单生物学事实 运用所学的实验方法和技能,按照要求设计生物学实验来验证生物学事实,并能够对实验结果进行解释和分析,以及根据实验结果得出结论等。 案例展示: 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。 若以该种植物的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,需要先分析限定条件和实验组分。 要验证“干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的”,“是否干旱处理”是本实验的第一个不同操作,即先在正常条件下测定气孔开度,然后进行干旱处理,再次测定气孔开度即可,见实验一。 实验一:验证干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的。(自身对照) 实验组分 内容 操作 相同操作(无关变量操作) 选材均为ABA缺失突变体 不同操作(自变量操作) 是否进行干旱处理 参考指标 气孔开度 预期结果(因变量) 干旱处理前后气孔开度不变 再验证“干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的”,“是否进行ABA处理”是本实验的第二个不同操作,即将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组,在干旱条件下,一组进行ABA处理,另一组不作任何处理,作为对照组,一段时间后,分别测定两组的气孔开度即可,见实验二。 实验二:验证干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的。(空白对照) 实验组分 内容 操作 相同操作(无关变量操作) 从实验一获得干旱处理的ABA缺失突变体 不同操作(自变量操作) 是否进行ABA处理 参考指标 气孔开度 预期结果(因变量) ABA处理组气孔开度减小,对照组气孔开度不变 本实验是在已知结论(“有研究表明: ……”)的情况下设计的,属于对该结论再次验证的实验(简单验证生物学事实),设计时要在结论给到的限定条件下进行(“在干旱条件下”),设计实验组和对照组的数量要根据“不同操作”的数量来拟定。 3.科学探究的系统思维 科学探究通常包括提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流等环节。“科学探究”主要指对结论未知的问题进行探究,在这个前提下,作出假设和预期、确认变量、设计可行的探究方案、处理和解释数据、根据数据作出合理的判断等。 案例展示: 病毒V是一种新出现的病毒,其核酸类型未知。病毒V的宿主细胞为细胞A。 (1)提出问题:病毒V的核酸是DNA还是RNA? (2)制订计划:两组的不同操作(自变量操作)大致过程就是在甲组培养液中添加含有放射性同位素标记的胸腺嘧啶,乙组培养液中添加含有放射性同位素标记的尿嘧啶。 (3)设计流程草图。 注:“*”代表被放射性同位素标记的碱基;①②③代表操作的先后顺序。 观察草图,各组细胞A均因吸收培养液中各种碱基,都可检测到放射性,因此,检测甲、乙两组细胞的放射性情况不能作为本实验的参考指标。病毒V只有一种核酸,合成子代病毒的核酸时,只能利用T或U其中一种,因此甲、乙两组收集得到的病毒V中,只有一个组的病毒带有放射性,可以作为本实验的参考指标。 (4)实施计划。 甲组:将细胞A培养在含有放射性标记胸腺嘧啶的培养液中,之后接种病毒V。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。 乙组:将细胞A培养在含有放射性标记尿嘧啶的培养液中,之后接种病毒V。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。 (5)根据预期结果得出结论。 若甲组收集的病毒有放射性,乙组无,病毒V即为DNA病毒;反之为RNA病毒。 4.评价与修订实验 综合运用所学的生物学知识及实验原理、方法和技能,对给出的实验方案进行修改或完善。 案例展示: 科研人员探究了不同温度(25 ℃和0.5 ℃)条件下密闭容器内蓝莓果实的CO2生成速率的变化,结果如图1和图2。 某同学拟验证上述实验结果,设计了如下方案: ①称取两等份同一品种的蓝莓果实,分别装入甲、乙两个容积相同的瓶内,然后密封。 ②将甲、乙瓶分别置于25 ℃和0.5 ℃条件下储存,每隔一段时间测定各瓶中的CO2浓度。 ③记录实验数据并计算CO2生成速率。 分析该同学的实验步骤,分析结果见表。 实验组分 内容 操作 相同操作(无关变量操作) 控制蓝莓果实的品种、质量及容器体积等 不同操作(自变量操作) 温度(25 ℃组和0.5 ℃组) 参考指标 CO2生成速率 温度主要通过影响细胞呼吸相关酶的活性进而影响呼吸强度,设计本实验的过程中,25 ℃和0.5 ℃温度差距过大;此外,蓝莓果实的成熟度也会影响细胞呼吸强度。为使实验结果更可靠,在思考两组的相同操作时,还需考虑选取的果实成熟度应一致,且每个温度条件下至少有3个平行重复实验。 1.(多选)(2025·锦州模拟)抑制剂与底物相似,能与底物竞争结合酶的活性位点,这种抑制剂称为竞争性抑制剂;抑制剂与酶活性位点以外的位点结合,则属于非竞争性抑制剂。枸杞叶黄酮是胰脂肪酶的非竞争性抑制剂,实验表明,随着枸杞叶黄酮浓度的增大,抑制率可达到90%。下列相关叙述正确的是(ACD) A.枸杞叶黄酮能改变胰脂肪酶的空间结构,导致底物不能与酶结合 B.可通过增加底物浓度来降低枸杞叶黄酮对胰脂肪酶活性的抑制作用 C.探究枸杞叶黄酮浓度对胰脂肪酶活性的影响时,温度、pH属于无关变量 D.探究枸杞叶黄酮浓度对胰脂肪酶活性的影响时,需配制一系列浓度梯度的叶黄酮溶液 解析　非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的位点结合,枸杞叶黄酮是胰脂肪酶的非竞争性抑制剂,枸杞叶黄酮能改变胰脂肪酶的空间结构,导致底物不能与酶结合,A项正确;非竞争性抑制剂与酶活性位点以外的位点结合,枸杞叶黄酮属于非竞争性抑制剂,增加底物浓度不能降低枸杞叶黄酮对胰脂肪酶活性的抑制,B项错误;探究枸杞叶黄酮浓度对胰脂肪酶活性的影响时,枸杞叶黄酮浓度为自变量,而温度、pH属于无关变量,C项正确;探究枸杞叶黄酮浓度对胰脂肪酶活性的影响时,枸杞叶黄酮浓度为自变量,需配制具有一定浓度梯度的叶黄酮溶液,D项正确。 2.土壤盐分是限制全球粮食作物生长的胁迫因素之一。我国科研人员探究了植物激素茉莉酸(JA)和乙烯在水稻处于盐胁迫时的相互作用机制,研究者分组处理萌发的水稻种子,结果如图。据图分析,下列说法错误的是(D) A.一定浓度的NaCl溶液处理会抑制水稻胚根的生长 B.在盐胁迫下,内源激素乙烯和JA对胚根生长均有抑制作用 C.乙烯对胚根生长的抑制可由JA合成抑制剂处理恢复 D.综合分析,JA是通过促进乙烯的合成来间接抑制胚根的生长 解析　题图中添加NaCl的一组与空白对照组相比,胚根长度较短,说明一定浓度的NaCl溶液处理会抑制水稻胚根的生长,A项正确;盐胁迫下加入AVG(乙烯合成抑制剂),则内源激素中乙烯不能合成,胚根长度较仅有盐胁迫时长,说明内源激素乙烯在盐胁迫下对胚根生长有抑制作用,同理可得JA在盐胁迫下对胚根生长也有抑制作用,B项正确;由空白对照组、添加乙烯组、添加乙烯+IBU组对比可知,乙烯对胚根生长的抑制作用可由JA合成抑制剂处理恢复,C项正确;对比分析JA组和JA+AVG组,JA+AVG组抑制了乙烯的合成,但JA对胚根生长仍有抑制作用,故JA不是通过促进乙烯的合成来间接抑制胚根的生长,D项错误。 3.(2025·德州模拟)胰岛素抵抗(IR)是指人体对胰岛素敏感性下降的一种病理状态,常伴有高血糖、高胰岛素血症,并易导致代谢性脂肪肝。回答下列问题: (1)高脂饮食可引起 胰岛B 细胞分泌的胰岛素增多,肝和 脂肪组织 将葡萄糖转变为甘油三酯,引发肥胖,进而易诱发人体产生IR。 (2)Akt是胰岛素信号通路中的关键蛋白,Akt磷酸化受阻会导致IR。为研究荔枝核皂苷对IR的影响,研究人员用荔枝核皂苷对Akt磷酸化受阻的IR模型鼠进行灌胃,测得模型鼠的血糖降低,葡萄糖转运蛋白GLUT-4的mRNA相对量增加。据此推测,荔枝核皂苷能降低血糖的原因是 荔枝核皂苷促进细胞中GLUT-4基因的表达,增加细胞膜上GLUT-4的数量,加快细胞对葡萄糖的摄取 。若要进一步确定荔枝核皂苷是通过改善IR,而非促进胰岛素的分泌来降低血糖,需在上述实验基础上检测 Akt的磷酸化水平和胰岛素含量 。 (3)研究发现,代谢性脂肪肝患者体内细胞因子IL增多,诱导不能表达CX蛋白的T细胞(CX-T细胞)内CX蛋白高表达而成为CX+T细胞,并且检测发现脂肪肝代谢产生高浓度的乙酸分子。因此,有人推测CX-T细胞需分化为CX+T细胞并在乙酸诱导下才能攻击肝细胞,引起肝细胞损伤、死亡。为验证上述推测,请利用下列实验材料和用具设计实验,写出实验思路并预期实验结果: 实验思路:取A、B、C、D四个细胞培养皿并放入相同数量的CX-T细胞,培养皿A中加入细胞因子IL后加入乙酸,培养皿B中只加入乙酸,培养皿C中只加入细胞因子IL,培养皿D不做处理,然后四个培养皿中均加入相同数量的肝细胞,适宜条件下培养一段时间,检测并统计培养皿中肝细胞的存活量。预期实验结果:培养皿A中肝细胞存活量最少,培养皿B、C、D中肝细胞存活量多且相差不大 。 实验材料及用具:CX-T细胞、细胞因子IL、乙酸、细胞培养皿、肝细胞等。 解析　(1)高脂饮食可引起血糖浓度升高,进而引起胰岛B细胞分泌的胰岛素增多,胰岛素的作用是促进组织细胞加速摄取、利用、储存葡萄糖,对于肝和脂肪细胞来说胰岛素传递信号之后,可以促进葡萄糖向肝和脂肪细胞的转运,将葡萄糖转变为甘油三酯,引发肥胖,进而易诱发人体产生IR。(2)为研究荔枝核皂苷对IR的影响,研究人员用荔枝核皂苷对Akt磷酸化受阻的IR模型鼠进行灌胃,测得模型鼠的血糖降低,葡萄糖转运蛋白GLUT-4的mRNA相对量增加,分析实验结果可知,荔枝核皂苷促进细胞中GLUT-4基因的表达,能够增加细胞膜上葡萄糖转运蛋白的数量,加快细胞对葡萄糖的摄取,从而降低血糖;若要进一步确定荔枝核皂苷是通过改善IR,而非促进胰岛素的分泌来降低血糖,需在上述实验基础上检测Akt的磷酸化水平和胰岛素含量。(3)分析题干信息可知,实验目的为验证乙酸能诱导CX+T细胞攻击肝细胞,引起肝细胞损伤、死亡,则实验自变量为有无乙酸诱导,因变量可用肝细胞数目表示;实验思路及预期实验结果见答案。 学科网（北京）股份有限公司 $