2026届高三二轮复习生物：实验情境题常考类型答题指导课件

《实验情境题常考类型答题指导》例题训练 一、确定实验目的 实验目的一般要素：探究/验证 + 自变量 + 实验材料 +（实验条件）+ 因变量 （题干照抄） 例1.（2022漳州市二检）紫茎泽兰原产中美洲，是我国外来入侵植物，破坏当地自然生态系统的生物多样性。调查发现，紫茎泽兰入侵区域常有本地植物南酸枣、狗尾草存在。为控制紫茎泽兰，科研人员进行相关研究。 （3）研究发现，土壤中真菌A能侵入紫茎泽兰根部，从根细胞中获得有机物，同时增强紫茎泽兰的生存能力。真菌A与紫茎泽兰的种间关系是 互利共生。杀真菌药剂(FC)能杀灭真菌A。科研人员进行紫茎泽兰与狗尾草混种实验，实验组用FC处理，栽培4个月后获得结果如下图。 本实验的目的是 。 例2.（2021福建高考）大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO2浓度（大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实验，结果如下图所示。 （1）本实验的目的是探究在一定光照强度下， 。 二、确定实验变量 例3．酸雨是指pH小于5．6的雨雪或其他形式的降水，我国一些地区已经成为酸雨多发区。酸雨能诱发植物病虫害，使农作物大幅度减产，特别是小麦，在酸雨的影响下，可减产13%～34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产量下降。为探究缓解酸雨对大豆生长影响的栽培措施，某科研小组进行了模拟探究实验，研究了酸胁迫下草木灰与钾肥配施对大豆叶绿素含量、净光合速率的影响，实验处理及结果如表所示。请回答下列问题： （1）本实验的自变量是 ，因变量是 。 例4．（2022漳州市三检）研究发现H2S可增强植物抵御干旱的能力。科研人员用拟南芥为材料进行下列实验：在正常浇水和干旱条件下，分别施加H2S，检测各组中拟南芥的气孔导度、光合速率和固定二氧化碳的Rubisco酶活性，结果如图1、图2所示。 图111 图2 图1 （1）该实验的自变量是 。因变量是 。 根据右坐标图实验结果分析，该实验的自变量是 。 归纳：1、实验组与对照组、各实验组之间不同的因子均为自变量。 2、坐标图中的横坐标、不同曲线、不同柱状图对应的因子为自变量。 例5（2023·湖南）基因Bax和Bcl-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达，研究其对细胞凋亡的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（    ） A．细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控 B．TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡 C．TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡 D．可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症 例6．富含重金属镉（Cd）的污水进入沿岸水域，成为当前海洋污染的重要污染物之一。为研究镉污染对水生植物生长的影响，某科研小组以石莼（一种绿色海藻）为材料，用不同浓度CdCl2溶液处理三天后，测得石莼叶肉细胞总光合速率（μmolO2•mg FW-1•h-1）、叶绿素含量（μg•mg FW-1）和呼吸速率（μmolO2•mg FW-1•h-1）的数据如下图，请据图分析回答下列问题。 （1）为保证实验结果科学有效，在用不同浓度CdCl2溶液处理石莼的过程中，除了每组实验所用的培养器材、石莼数量和生长发育状况要相同外，还需要控制 等主要的无关变量相同且适宜（写出两个）。 三、对照组的作用 例7.(2024福建卷，17)病毒感染初期，机体会分泌干扰素并作用于细胞受体 IFNAR来应对感染。麻疹是由麻疹病毒感染引起的急性传染病。已知人白细胞分化抗原46（hCD46）是麻疹病毒入侵细胞的主要受体，小鼠没有该受体，科研人员构建hCD46 转基因小鼠用于相关研究，部分流程如图所示。 （4）利用PCR技术对子代小鼠进行hCD46基因检测，应设置不加DNA模板的对照组，目的是                          。 四、实验思路（步骤）设计并预期结果 例8．大豆是我国重要的经济作物，土壤碱化严重威胁着大豆生产。在碱性土壤中生长的大豆不仅受到盐影响，而且还受到高pH的胁迫。研究人员在大豆根际分离出一种X细菌，为了探究该菌在不同条件下是否能提高大豆的光合效率，进行了如下实验： （注：对照组为普通营养液；中性盐组为添加了40mmol/L Na+的营养液；碱性盐组为添加了40mmol/L Na+不同pH的营养液；气孔阻力越大，气孔的开度越小；光能转换效率越高，光合效率越高。） （2）有研究表明：与中性环境相比，大豆在高pH环境下乙烯的合成量会上升。有人认为大豆在高pH环境下光合效率的下降不是由于高pH直接引起的，而是由乙烯引起的。请以大豆的乙烯缺失突变体（不能合成乙烯）植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果 。 例9（2022福建卷）下丘脑通过整合来自循环系统的激素和消化系统的信号调节食欲，是食欲调节控制中心。下丘脑的食欲调节中枢能调节A神经元直接促进食欲。A神经元还能分泌神经递质GABA，调节B神经元。GABA的作用机制如图。回答下列问题： （4）科研人员用不同剂量的GABA对小鼠灌胃，发现30 mg·kg-1 GABA能有效促进小鼠的食欲，表明外源的GABA被肠道吸收后也能调节食欲。有人推测外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。请在上述实验的基础上另设4个组别，验证推测。 ①完善实验思路：将生理状态相同的小鼠随机均分成4组。 A组：灌胃生理盐水； B组：假手术 ＋ 灌胃生理盐水； C组：假手术 ＋          ； D组：        ＋         ； (说明：假手术是指暴露小鼠腹腔后再缝合。手术后小鼠均需恢复后再与其他组同时处理) 连续处理一段时间，测定并比较各组小鼠的摄食量。 ②预期结果与结论：若                 ，则推测成立。 例10、（2024年福建卷）脂滴是存储和转运脂肪的细胞器。脂肪酸和甘油合成脂肪存储于脂滴 中。糖类代谢异常时，脂肪可分解为脂肪酸为机体供能。为研究脂肪酸供能的转运路径，科研人 员让小鼠成纤维细胞摄入红色荧光标记的外源脂肪酸后，分别置于细胞培养液和无机盐缓冲液中 培养，用绿色荧光、蓝色荧光分别标记细胞的脂滴和线粒体，分析荧光重合程度，结果如图所示。 回答下列问题： （1）用无机盐缓冲液培养的目的是使细胞处于营养匮乏状态，动员 为细胞供能。 （2）据图分析，标记的脂肪酸能被细胞吸收并存储于脂滴中，依据是 ；在无机盐缓冲液培养的细胞中，脂肪酸的转运路径是 。 （3）实验结果发现，在一定时间内，无机盐缓冲液培养的细胞中脂滴的数量增加。推测脂滴中的脂肪酸来源与溶酶体参与的细胞自噬有关，理由是 。 欲为该推测提供实验证据，利用小鼠成纤维细胞和3-MA （一种自噬抑制剂） 为材料设计实验，完善实验思路并写出支持推测的预期结果。 ①实验思路：对照组的小鼠成纤维细胞置于 中培养； 实验组的小鼠成纤维细胞置于 中培养。一段时间后，观察并比较两组 。 ②预期结果: 。 （4）在营养匮乏状态下，有些细胞的细胞质基质中会出现游离脂肪酸的过量堆积，导致脂毒性的发生。从脂肪酸转运路径的角度推测，细胞出现脂毒性的原因是 （答出1点）。 五、推断实验结论 实验结论答题要点： 1、实验组与对照组实验结果比较的推论 2、各实验组之间实验结果比较的推论 例11．为研究乙烯影响植物根生长的机理，研究者以拟南芥幼苗为材料进行实验。 实验一：研究者将拟南芥幼苗放在含不同浓度的 ACC（乙烯前体，分解后产生乙烯）、IAA（生长素） 的培养液中培养，测量并记录幼苗根伸长区细胞长度，结果如下表。 实验结果表明 。 例12．北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱，以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末进入该水域，目前已广泛分布，数量巨大，表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因，研究者进行了一系列实验。 （2）研究人员用两个较大的水箱模拟该水域环境，向其中一个水箱中添加8只水虱。每个水箱用纱网（该纱网不能阻止水虱活动）平均分隔成四个区域，依次加入甲、乙、丙三种本地藻和柏桉藻各0.5克（如左下图所示），十天后对海藻称重，结果如下表，该实验结果说明水虱更喜欢取食本地藻（填“本地藻”或“柏桉藻”），判断依据是： 。 （3）为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，需要进一步开展实验，该实验的因变量为 。研究人员在盛有等量海水的五个水箱中分别放入相应的实验材料，其中对照组放入的是 。一段时间后检测结果如下图所示。 该实验结果表明：① ； ② 。 例13．我国江淮地区的玉米开花期常与一年中的梅雨期（6月中旬到7月初）重合，阴雨连绵造成光照不足，导致玉米产量下降。为研究不同时期弱光胁迫对玉米产量的影响，科研人员选用江淮2号玉米进行大田实验，实验分组及结果如表1所示。 （1）由表1数据得出的结论是① ② 六、原因分析、说明判断依据 （一）“现象—原因”类 例14.（2021福建高考）一般情况下，植物开花时间与传粉动物的活跃期会相互重叠和匹配。全球气候变化可能对植物开花时间或传粉动物活跃期产生影响，导致原本时间上匹配关系发生改变，称为物候错配。物候错配会影响植物的传粉和结实，可引起粮食减产，甚至发生生态安全问题。 （2）延胡索是一种依靠熊蜂传粉的早春短命药用植物。全球气温升高会使延胡索提前开花，监测延胡索开花起始时间并统计结实率（如图），监测数据表明 开花起始时间越早，结实率越低 。从物候错配的角度分析延胡索结实率降低的原因是 。 例15.（全国I卷）植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度,已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题： (1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是 。 例16．（2016福建高考）氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解成NADPH和O2，NADPH可参与暗反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使NADPH转变为氢气。 （3）产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因_______________。 例17．（2023福建卷）秸秆直接焚烧会造成空气污染等环境问题。秸秆还田是当前农业生产中常用措施，研究秸秆还田模式对秸秆在生产中合理利用有重要的指导意义。科研人员研究了秸秆还田与氮肥配施的模式对玉米光合作用的影响，测定相关指标，结果如图所示。 注:SR表示秸秆还田，NSR表示秸秆不还田;蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。 (3)结合上述实验结果，从经济效益和环境保护角度说明玉米种植不宜过量施用氮肥的原因______________________________________________。 （二）“依据”类 答题要点：直接表述实验结果或比较对象一定条件下的相关实验结果差异 例18.（2023福建高考）草地是陆地生态系统的重要组成部分。为研究不同放牧强度对草地植物生物量和昆虫多样性的影响，科研人员在某高山天然草甸选取了相同条件的甲、乙、丙三块地，分别进行不放牧、轻度放牧和重度放牧三种方式的处理，测定相关指标，部分结果如图所示。回答下列问题: (1)该草地不同植食性昆虫物种之间属于_________________关系。 (2) 由图可知，为提高甲地昆虫多样性，可采取 放牧方式；在这种方式下，植食性昆虫的环境容纳量将_______________(填“上升”或“不变”或“下降”)。 (3)当地为恢复草地生态，将乙、丙两地退牧还草。经一段时间后乙地恢复到不放牧状态，丙地恢复到轻度放牧状态，则这段时间内乙地固定CO₂的量________________ (填“大于”或“等于”或“小于”)丙地，判断依据是_______________________________________________。 例19.（2024福建卷）海马是与记忆相关的脑区。雌鼠在老年期会出现海马萎缩，为研究这一现象与雌激素分泌减少的关系，科研人员利用正常雌鼠和性成熟时切除卵巢的雌鼠（GDX雌鼠） 进行相关实验，部分结果如图所示。 （2）推测GDX雌鼠中年期会出现记忆障碍，依据是 。 例20.（2022厦门质检）重金属镉（Cd）对动植物有高度的毒害性，土壤的镉污染已成为我国亟待解决的环境问题。龙葵具有超积累Cd的特性，是土壤重金属修复的优良材料。 回答下列问题： （2）为了研究不同浓度的N对Cd 胁迫下植物生长的影响，科研人员以龙葵为材料进行探究，结果如下图所示: ②______组进行比较，说明镉能抑制龙葵的生长。 ③分析实验结果可知，N可以缓解镉对龙葵生长的抑制作用，判断依据是 。 七、阐明机理（机制）类设问 例21.（2023年福建高考）视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)是中枢神经系统中的髓鞘细胞发生坏死导致的一种脱髓鞘疾病。研究发现，人体内针对自身跨膜蛋白--水通道蛋白4(AQP4)的抗体是致病的重要因素。AQP4在星形胶质细胞上分布较多，而在髓鞘细胞上未见分布。星形胶质细胞对髓鞘细胞具有重要的支持和营养作用。 (3) 已知补体由一系列蛋白质组成，广泛存在于人体内环境中。在抗体发挥功能后，补体能协助抗体破坏靶细胞。为探究 NMOSD的致病机制，科研人员进行了如下4组体外实验。 组别 材料 抗 AQP4抗体 补体 实验结果 1 野生型小鼠脊髓 + - 不脱髓鞘 2 野生型小鼠脊髓 - + 不脱髓鞘 3 野生型小鼠脊髓 + + 脱髓鞘 4 Aqp4 基因敲除的小鼠脊髓 + + 不脱髓鞘 注:“十”表示有，“一”表示无。 ①通过比较____________(填组别)的实验结果即可证明脊髓脱髓鞘的发生需要补体的参与; 综合分析第 2、3、4组的实验结果，证明________________________________会导致脊髓脱髓鞘。 ②结合上述实验结果，完善NMOSD 的致病机制。 例22.（2024年福建高考）簇生稻具有多稻粒着生成簇的特点。为确定调控簇生表型的基因，我 国科研人员用叠氮化钠（NaN3）处理簇生稻（三粒一簇）种子，获得大量诱变株（M1），并从 M1 自交后代M2中筛选出 2个非簇生稻突变体株系开展相关研究，最终确定BRD3 基因参与调控簇 生表型，部分流程如图所示。 回答下列问题： （1）用 NaN3处理簇生稻种子的目的是 。M2的突变株中仅筛选出2个非簇生稻突变体株系，说明基因突变具有 特点。 （2）筛选出的非簇生稻和簇生稻杂交，获得 F1均为弱簇生稻（两粒一簇），F1自交获得F2。若将F2弱簇生稻与非簇生稻杂交，后代的表型及比例是 。 （3）已知花梗中的油菜素甾醇含量调控稻粒着生性状的形成。非簇生稻突变株中，BRD3蛋白失活。在稻穗发育阶段，非簇生稻突变株花梗中的油菜素甾醇含量显著高于簇生稻。推测BRD3蛋白在水稻簇生表型形成中的作用机制是 。结合该机制分析F₂性状分离比是1：2：1，而不是3：1的原因是 。 （4）一般情况下水稻穗粒数和粒重之间呈负相关。本研究发现簇生稻穗粒数增多，但粒重与非簇生稻基本相同。综合上述信息，提出一种利用该簇生稻提高其他品系水稻产量的思路 。 八、创新思维类设问答题需注意的问题 例23．（2024福建高考）海马是与记忆相关的脑区。雌鼠在老年期会出现海马萎缩，为研究这一 现象与雌激素分泌减少的关系，科研人员利用正常雌鼠和性成熟时切除卵巢的雌鼠 （GDX雌鼠） 进行相关实验，部分结果如图所示。 回答下列问题： （1）小鼠雌激素的分泌受到 轴的分级调节。 （2）据图分析，影响雌鼠海马中突触数量和海马体积的因素是 ；推测GDX雌鼠中年期会出现记忆障碍，依据是 。 （3）进一步的实验证实雌激素调控海马萎缩的靶细胞是海马星形胶质细胞。已知激素与受体结合后，可通过特定基因影响靶细胞的生物学效应。为确定雌激素调控的特定基因，对敲除雌激素受体基因的海马星形胶质细胞进行 （填“基因组”或“mRNA”） 测序，将测序数据与 细胞相应的测序数据进行比对分析，并结合其他实验最终确认雌激素调控海马体积的基因为 Eno1。 （4）根据上述结果，除补充雌激素外，提出一种治疗雌鼠海马萎缩的思路： 。 例24．（2024福建卷）珍稀濒危植物留坝槭为落叶乔木。为制定针对性的保护方案，科研人员调查了某留坝槭天然种群，发现少量留坝槭个体散生在总面积约 17000m²的落叶阔叶林中，受其他植物遮阴的影响，成树长势不佳，仅7株成树可正常开花结果，且种子存在败育率高、萌发率低等问题。该种群年龄结构和各年龄阶段的死亡率统计结果如图所示。 （3）据图分析，该留坝槭种群的年龄结构为        ，但种群处于衰退状态。从种 群数量特征的角度分析，该种群衰退的原因是                     。 （4）为提高该地留坝槭的种群数量，可采取的措施是             （答出2点）。 例25．（2022福建卷）栅藻是一种真核微藻，具有生长繁殖快、光合效率高、可产油脂等特点。为提高栅藻的培养效率和油脂含量，科研人员在最适温度下研究了液体悬浮培养和含水量不同的吸附式膜培养（如图1）对栅藻生长和产油量的影响，结果如图2。 （4）根据图2的结果，对利用栅藻生产油脂的建议是 。 《实验情境题常考类型答题指导》例题训练参考答案 例1、探究FC（自变量）对紫茎泽兰和狗尾草（材料）混种时（条件）株高和生物量（因变量）的影响。 例2、不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响 例3、是否进行酸胁迫处理、是否施用草木灰、钾肥施用量 大豆的叶绿素含量、净光合速率 例4、水分条件、是否施加H2S 拟南芥的气孔导度、光合速率和Rubisco酶活性 植物类型、光照条件、ABA浓度 例5、 D 例6、温度（水温）、光照强度、CO2浓度等 例7、排除PCR体系中外源DNA的污染 例8、将乙烯缺失突变体植株平均分成甲、乙、丙三组，甲组在中性环境下培养，乙组在高pH环境下培养，丙组在高pH环境下培养并同时施加乙烯。一段时间后，测定三组的光能转换效率。预期结果：三组的光能转换效率为：甲组=乙组>丙组 例9、C组：假手术＋灌胃30mg·kg-1GABA D组：切断迷走神经＋灌胃30mg·kg-1GABA  A组小鼠的摄食量与B组差异不明显，C组小鼠的摄食量比B组高，D组小鼠的摄食量比C组低 例10、（1）脂肪/脂肪酸 （2）红色荧光与绿色荧光重合程度高 从脂滴转运到线粒体 （3）在营养匮乏时，溶酶体可降解受损或功能退化的细胞结构释放脂肪酸 ①不含有 3-MA的无机盐缓冲液 含有 3-MA的无机盐缓冲液 细胞中脂滴的数量 ②实验组细胞中脂滴的数量少于对照组 （4） 脂肪酸无法及时转运到脂滴/脂肪酸无法及时转运到线粒体 例11、0.20μM的ACC和 0.05μM 的生长素都能够抑制根生长，两者共同作用时抑制作用增强。 例12、与无水虱组相比，有水虱组的水箱中，柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻则减少 水虱的生存率 等量的隆头鱼和水虱 ①海藻会降低隆头鱼对水虱的捕食 ②柏桉藻对隆头鱼捕食水虱的影响（抑制作用）最大 例13、①在玉米开花期遮光时间越早，产量下降越明显 ②弱光胁迫主要是通过降低穗粒数进而造成玉米产量下降 例14、延胡索提前开花，导致开花时间与熊蜂活跃期重叠时间减少，传粉受影响，结实率降低 例15、植物在适宜的光下光合作用吸收CO2的大于呼吸作用产生的CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低。 例16、产氢会消耗光合作用光反应生成的NADPH，而NADPH参与暗反应C3还原成糖类等有机物，[H]减少，糖类合成减少，不利于衣藻生长 例17、过量施氮肥会增加生产成本，反而可能减产；过量施氮肥会导致土壤污染、水体污染等环境问题 例18、(1)种间竞争 (2)轻度 下降 (3)大于 固定CO₂的量可以通过生物量体现，不放牧与轻度放牧状态生物量的差值大于轻度放牧与重度放牧状态生物量的差值 例19、GDX雌鼠中年期海马体积减小，突触数量减少 例20、②CdN0组和CK ③CdN150组、CdN300 和CdN450组的冠幅明显大于CdN0组 例21、(3) ①1和3 在补体参与下，抗AQP4抗体与AQP4结合 ②抗AQP4抗体与星形胶质细胞上的AQP4结合 星形胶质细胞被破坏 例22、（1） 提高突变率 随机性和不定向性 （2） 弱簇生稻:非簇生稻=1:1 （3） 在稻穗发育阶段，BRD3蛋白使花梗中油菜素甾醇含量降低，导致簇生表型形成 杂合子具有部分正常的 BRD3蛋白，使其花梗中的油菜素甾醇含量介于簇生稻和非 簇生稻之间，导致弱簇生表型出现 （4） 用该簇生稻与其他水稻品系进行杂交育种，将簇生表型引入其他品系 例23、（1） 下丘脑—垂体—卵巢 （2） 年龄、卵巢 GDX雌鼠中年期海马体积减小，突触数量减少 （3） mRNA 正常的海马星形胶质 （4） 调控海马星形胶质细胞中 Enol的表达量/调节海马星形胶质细胞中Enol 蛋白活性 例24、（3）种子少且萌发率低导致出生率低；幼树向成树过渡阶段的死亡率高 （4）适度采伐或修剪对留坝槭遮阴的植物；人工培育留坝槭幼苗后移栽到该地 例25、使用2%琼脂浓度培养基对应含水量的膜培养方式    第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $实验情境题常考类型答题指导 近年高考试题注重考查实验探究能力，凸显对科学思维和科学探究素养的培养落实，考查学生的理解分析、获取信息和语言表达等能力，实验情境题所占比例很大。 实验情境题中常考查确定实验自变量和因变量，解释原因、阐述理由、说明判断依据、实验目的、实验结论、实验思路（步骤）、阐明发生机理、创新思维设问等长句表述题，需运用生物学知识思考并解释生物学现象，领悟科学研究过程与科学思维方法，科学、精准地进行表达与交流。这种类型的考查内容在新颖的问题情境下设问，层层递进，暗含逻辑，学生要充分地表达自己的思维状况和逻辑推理水平，往往丢分严重，能否完整规范表述是获取高分的关键。 实验情境题常考类型答题指导 确定实验目的 确定实验变量 对照组的作用 实验思路（步骤）设计并预期结果 推断实验结论 一 二 三 四 五 实验情境题的常考类型 原因分析、说明判断依据 六 阐明发生机理（调节机制）类设问 七 创新思维类设问 八 实验目的一般要素：探究/验证 + 自变量 + 实验材料 +（实验条件）+ 因变量 （题干照抄） 实验类型 例1.（2022漳州市二检）紫茎泽兰原产中美洲，是我国外来入侵植物，破坏当地自然生态系统的生物多样性。调查发现，紫茎泽兰入侵区域常有本地植物南酸枣、狗尾草存在。为控制紫茎泽兰，科研人员进行相关研究。 （3）研究发现，土壤中真菌A能侵入紫茎泽兰根部，从根细胞中获得有机物，同时增强紫茎泽兰的生存能力。真菌A与紫茎泽兰的种间关系是 互利共生。杀真菌药剂(FC)能杀灭真菌A。科研人员进行紫茎泽兰与狗尾草混种实验，实验组用FC处理，栽培4个月后获得结果如下图。 本实验的目的是 。 探究FC（自变量）对紫茎泽兰和狗尾草（材料）混种时（条件）株高和生物量（因变量）的影响。 实验目的一般要素：探究/验证 + 自变量 + 实验材料 +（实验条件）+ 因变量 （题干照抄） 例2.（2021福建高考）大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化，影响海洋藻类生长进而影响海洋生态。龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。科研人员设置不同大气CO2浓度（大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实验，结果如下图所示。 （1）本实验的目的是探究在一定光照强度下， 。 （实验条件） 不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响 （自变量） （材料） （因变量） 实验目的一般要素：探究/验证 + 自变量 + 实验材料 +（实验条件）+ 因变量 （题干照抄） 因变量与因变量检测指标？例:探究光照强度对光合速率的影响 CO2吸收速率/O2释放速率 (必修1 P78 必修2 P46) 例3．酸雨是指pH小于5．6的雨雪或其他形式的降水，我国一些地区已经成为酸雨多发区。酸雨能诱发植物病虫害，使农作物大幅度减产，特别是小麦，在酸雨的影响下，可减产13%~34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产量下降。为探究缓解酸雨对大豆生长影响的栽培措施，某科研小组进行了模拟探究实验，研究了酸胁迫下草木灰与钾肥配施对大豆叶绿素含量、净光合速率的影响，实验处理及结果如表所示。请回答下列问题： （1）本实验的自变量是_____ ，因变量是_____ 。 是否进行酸胁迫处理、是否施用草木灰、钾肥施用量 大豆的叶绿素含量、净光合速率 例4．（2022漳州市三检）研究发现H2S可增强植物抵御干旱的能力。科研人员用拟南芥为材料进行下列实验：在正常浇水和干旱条件下，分别施加H2S，检测各组中拟南芥的气孔导度、光合速率和固定二氧化碳的Rubisco酶活性，结果如图1、图2所示。 图111 图2 图1 （1）该实验的自变量是 。因变量是 。 水分条件、是否施加H2S 拟南芥的气孔导度、光合速率和Rubisco酶活性 ①坐标图中的横坐标、不同曲线、不同柱状图对应的因子为自变量。 ②实验组与对照组、各实验组之间不同的因子均为自变量。 归纳： 根据坐标图实验结果分析，该实验的自变量是 。 植物类型、光照条件、ABA浓度 中间自变量A→B→C 例5（2023·湖南）基因Bax和Bcl-2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达，研究其对细胞凋亡的影响，结果如图所示。下列叙述错误的是（     ） A．细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控 B．TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡 C．TRPM7基因可能通过促进Bcl-2基因的表达来抑制细胞凋亡 D．可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症 D siRNA干扰 TRPM7基因表达量减少 细胞凋亡率升高 Bax表达量增加 Bcl-2表达量减少 理清逻辑关系: 例6．富含重金属镉（Cd）的污水进入沿岸水域，成为当前海洋污染的重要污染物之一。为研究镉污染对水生植物生长的影响，某科研小组以石莼（一种绿色海藻）为材料，用不同浓度CdCl2溶液处理三天后，测得石莼叶肉细胞总光合速率（μmolO2•mg FW-1•h-1）、叶绿素含量（μg•mg FW-1）和呼吸速率（μmolO2•mg FW-1•h-1）的数据如下图，请据图分析回答下列问题。 （1）为保证实验结果科学有效，在用不同浓度CdCl2溶液处理石莼的过程中，除了每组实验所用的培养器材、石莼数量和生长发育状况要相同外，还需要控制 等主要的无关变量相同且适宜（写出两个）。 温度（水温）、光照强度、CO2浓度等 无关变量控制：适宜条件下等量 阴性对照 如排除生理盐水或缓冲液或手术（“假手术”处理）对实验结果的影响； 如设置不加DNA模板的对照组，排除PCR体系中外源DNA的污染； 用未接种的平板作对照：排除培养基是否污染。 阳性对照 如排除实验操作等无关变量对实验结果的影响 （理解：实验组结果是可信的，实验操作无误） 阴性对照：是按照当前的实验方案一定不能得到正面预期结果的对照实验。排除未知变量对实验产生的不利影响。 阳性对照：是按照当前实验方案一定能得到正面预期结果的对照实验。阳性对照是已知的对测量结果有影响的因素，目的是确定实验程序无误。 说明：该图是用PCR检测转基因植株染色体是否含有目的基因的电泳图结果。 1、2为实验组，3为阴性对照组，4为阳性对照组，M为标准DNA。 阴性对照：即不加DNA模板进行PCR，如果不设置阴性对照组，则不能说明1号所扩增的条带的真实性（即可能是外源DNA污染引起的）。 阳性对照：即用目的基因当模板进行PCR，如果不设置阳性对照组，则不能说明2号染色体真的不含有目的基因（例如有可能2号植株含有目的基因，只是实验操作失误或者试剂失活等因素导致扩增失败）。 思考：如果某次实验阴性对照组出现目的条带说明什么？ 如果某次实验阳性对照组没有出现目的条带说明什么？ 有外源DNA污染 可能是实验操作失误或者试剂失活等因素导致扩增失败 例7.(2024福建卷，17)病毒感染初期，机体会分泌干扰素并作用于细胞受体 IFNAR来应对感染。麻疹是由麻疹病毒感染引起的急性传染病。已知人白细胞分化抗原46 （hCD46）是麻疹病毒入侵细胞的主要受体，小鼠没有该受体，科研人员构建hCD46 转基因小鼠用于相关研究，部分流程如图所示。 （4）利用PCR技术对子代小鼠进行hCD46基因检测，应设置不加DNA模板的对照组，目的是                                                      。 排除PCR体系中外源 DNA 的污染 三步曲 自变量控制 因变量检测 （说明自变量与因变量的关系，或预期结果及相应的结论） 例8．（2023厦门质检）大豆是我国重要的经济作物，土壤碱化严重威胁着大豆生产。在碱性土壤中生长的大豆不仅受到盐影响，而且还受到高pH的胁迫。研究人员在大豆根际分离出一种X细菌，为了探究该菌在不同条件下是否能提高大豆的光合效率，进行了如下实验： （注：对照组为普通营养液；中性盐组为添加了40mmol/L Na+的营养液；碱性盐组为添加了40mmol/L Na+不同pH的营养液；气孔阻力越大，气孔的开度越小；光能转换效率越高，光合效率越高。） （2）有研究表明：与中性环境相比，大豆在高pH环境下乙烯的合成量会上升。有人认为大豆在高pH环境下光合效率的下降不是由于高pH直接引起的，而是由乙烯引起的。请以大豆的乙烯缺失突变体（不能合成乙烯）植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果_____。 将乙烯缺失突变体植株平均分成甲、乙、丙三组，甲组在中性环境下培养，乙组在高pH环境下培养，丙组在高pH环境下培养并同时施加乙烯。一段时间后，测定三组的光能转换效率。预期结果：三组的光能转换效率为：甲组=乙组>丙组 例9（2022福建卷）下丘脑通过整合来自循环系统的激素和消化系统的信号调节食欲，是食欲调节控制中心。下丘脑的食欲调节中枢能调节A神经元直接促进食欲。A神经元还能分泌神经递质GABA，调节B神经元。GABA的作用机制如图。回答下列问题： （4）科研人员用不同剂量的GABA对小鼠灌胃，发现30 mg·kg-1 GABA能有效促进小鼠的食欲，表明外源的GABA被肠道吸收后也能调节食欲。有人推测外源GABA信号是通过肠道的迷走神经上传到下丘脑继而调节小鼠的食欲。请在上述实验的基础上另设4个组别，验证推测。 ①完善实验思路：将生理状态相同的小鼠随机均分成4组。 A组：灌胃生理盐水； B组：假手术  ＋ 灌胃生理盐水； C组：假手术  ＋  灌胃30 mg·kg-1 GABA ； D组： 切断迷走神经  ＋ 灌胃30 mg·kg-1 GABA ； (说明：假手术是指暴露小鼠腹腔后再缝合。手术后小鼠均需恢复后再与其他组同时处理) 连续处理一段时间，测定并比较各组小鼠的摄食量。 ②预期结果与结论：若                                              ，则推测成立。 A组小鼠的摄食量与B组差异不明显，C组小鼠的摄食量比B组高，D组小鼠的摄食量比C组低 注意是探究类还是验证类； 各组结果都要描述。 例10（2024福建高考）脂滴是存储和转运脂肪的细胞器。脂肪酸和甘油合成脂肪存储于脂 滴中。糖类代谢异常时，脂肪可分解为脂肪酸为机体供能。为研究脂肪酸供能的转运路 径，科研人员让小鼠成纤维细胞摄入红色荧光标记的外源脂肪酸后，分别置于细胞培养 液和无机盐缓冲液中培养，用绿色荧光、蓝色荧光分别标记细胞的脂滴和线粒体，分析 荧光重合程度，结果如图所示。 （3）实验结果发现，在一定时间内，无机盐缓冲液培养（使细胞处于营养匮乏状态）的细胞中脂滴的数量增加。推测脂滴中的脂肪酸来源与溶酶体参与的细胞自噬有关，理由是 。欲为该推测提供实验证据，利用小鼠成纤维细胞和3-MA （一种自噬抑制剂） 为材料设计实验，完善实验思路并写出支持推测的预期结果。①实验思路：对照组的小鼠成纤维细胞置于 中培养； 实验组的小鼠成纤维细胞置于 中培养。一段时间后，观察并比较两组 。②预期结果: 。 在营养匮乏时，溶酶体可降解受损或功能退化的细胞结构释放脂肪酸 不含有 3-MA的无机盐缓冲液 含有 3-MA的无机盐缓冲液 细胞中脂滴的数量 实验组细胞中脂滴的数量少于对照组 实验结论要点： 1、实验组与对照组实验结果比较得出的推论 2、各实验组之间实验结果比较得出的推论 验证性实验和探究性实验的区别？ 例11．为研究乙烯影响植物根生长的机理，研究者以拟南芥幼苗为材料进行实验。 实验一：研究者将拟南芥幼苗放在含不同浓度的 ACC（乙烯前体，分解后产生乙烯）、IAA（生长素） 的培养液中培养，测量并记录幼苗根伸长区细胞长度，结果如下表。 实验结果表明 。 0.20μM的ACC和 0.05μM 的生长素都能够抑制根生长，两者共同作用时抑制作用增强。 例12．北大西洋沿岸某水域生活着多种海藻和以藻类为食的一种水虱，以及水虱的天敌隆头鱼。柏桉藻在上世纪末进入该水域，目前已广泛分布，数量巨大，表现出明显的优势。为探究柏桉藻成功入侵的原因，研究者进行了一系列实验。 （2）研究人员用两个较大的水箱模拟该水域环境，向其中一个水箱中添加8只水虱。每个水箱用纱网（该纱网不能阻止水虱活动）平均分隔成四个区域，依次加入甲、乙、丙三种本地藻和柏桉藻各0.5克（如左下图所示），十天后对海藻称重，结果如下表，该实验结果说明水虱更喜欢取食本地藻（填“本地藻”或“柏桉藻”），判断依据是：与无水虱组相比，有水虱组的水箱中，柏桉藻重量增加值明显提高，而本地藻则减少 。 （3）为研究不同海藻对隆头鱼捕食水虱的影响，需要进一步开展实验，该实验的因变量为 。研究人员在盛有等量海水的五个水箱中分别放入相应的实验材料，其中对照组放入的是 。一段时间后检测结果如下图所示。 该实验结果表明：① ；② 。 ①海藻会降低隆头鱼对水虱的捕食 ②柏桉藻对隆头鱼捕食水虱的影响（抑制作用）最大 水虱的生存率 等量的隆头鱼和水虱 例13．我国江淮地区的玉米开花期常与一年中的梅雨期（6月中旬到7月初）重合，阴雨连绵造成光照不足，导致玉米产量下降。为研究不同时期弱光胁迫对玉米产量的影响，科研人员选用江淮2号玉米进行大田实验，实验分组及结果如表1所示。 回答下列问题：（1）由表1数据得出的结论是____________。 ①在玉米开花期遮光时间越早，产量下降越明显 ②弱光胁迫主要是通过降低穗粒数进而造成玉米产量下降 2、分析推理：理清起因 相关生物学原理（层层递进） 结果之间的逻辑关系，将问题情境与所学生物学知识联系起来进行推理、判断和解释。 3、组织作答 这一类试题是给出条件或影响因素改变导致出现某一现象或结果，要求分析回答出现这些现象或结果的原因。 （一）“现象—原因”类 题干信息 依据题干信息和相关生物学原理、规律等（层层递进） 题干信息 起因 分析本质（“搭桥”） 得出结果 答题模式： 1、认真审题：充分获取试题信息，找出关键词（起因、结果），把握试题的作答要求。 解题程序： 例14.（2021福建高考）一般情况下，植物开花时间与传粉动物的活跃期会相互重叠和匹配。全球气候变化可能对植物开花时间或传粉动物活跃期产生影响，导致原本时间上匹配关系发生改变，称为物候错配。物候错配会影响植物的传粉和结实，可引起粮食减产，甚至发生生态安全问题。 （2）延胡索是一种依靠熊蜂传粉的早春短命药用植物。全球气温升高会使延胡索提前开花，监测延胡索开花起始时间并统计结实率（如图），监测数据表明 。从物候错配的角度分析延胡索结实率降低的原因是 。 延胡索提前开花，导致开花时间与熊蜂活跃期重叠时间减少，传粉受影响，结实率降低 开花起始时间越早，结实率越低 不能回答：开花起始时间越晚，结实率越高 例15.（全国I卷）植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度,已知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的，回答下列问题： (1)将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养，培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是 。 起因： 结果： 在密闭小室中适宜条件下照光培养 两种植物的光合速率都降低 生物学原理： （分析本质） 植物在适宜的光下光合作用吸收CO2的大于呼吸作用产生的CO2的量，使密闭小室中CO2浓度降低，光合速率也随之降低。 例16．（2016福建高考）氢是一种清洁能源。莱茵衣藻能利用光能将H2O分解后形成NADPH，NADPH可参与暗反应，低氧时叶绿体中的产氢酶活性提高，使NADPH转变为氢气。（3）产氢会导致莱茵衣藻生长不良，请从光合作用物质转化的角度分析其原因__________________________________________。 起因：H2O光解生成的NADPH转变为氢气 生物学原理： （分析本质） NADPH在光合作用物质转化中的作用？与衣藻生长有什么联系？ 结果：莱茵衣藻生长不良 （产氢消耗光反应生成的NADPH，参与暗反应C3还原成糖类的NADPH减少，糖类合成减少，不利于衣藻生长） 答案：产氢会消耗光合作用光反应生成的NADPH，而NADPH参与暗反应C3还原成糖类等有机物，NADPH减少，糖类合成减少，不利于衣藻生长 注意层层递进，前后逻辑连贯，防止得分点遗漏 例17（2023福建卷）秸秆直接焚烧会造成空气污染等环境问题。秸秆还田是当前农业生产中常用措施，研究秸秆还田模式对秸秆在生产中合理利用有重要的指导意义。科研人员研究了秸秆还田与氮肥配施的模式对玉米光合作用的影响，测定相关指标，结果如图所示。 注:SR表示秸秆还田，NSR表示秸秆不还田;蒸腾速率是指单位时间内单位叶面积通过蒸腾作用散失的水量。 (3)结合上述实验结果，从经济效益和环境保护角度说明玉米种植不宜过量施用氮肥的原因____________________________________________________________。 过量施氮肥会增加生产成本，反而可能减产； 过量施氮肥会导致土壤污染、水体污染等环境问题 例18.（2023福建高考）草地是陆地生态系统的重要组成部分。为研究不同放牧强度对草地植物生物量和昆虫多样性的影响，科研人员在某高山天然草甸选取了相同条件的甲、乙、丙三块地，分别进行不放牧、轻度放牧和重度放牧三种方式的处理，测定相关指标，部分结果如图所示。回答下列问题: (2) 由图可知，为提高甲地昆虫多样性，可采取___轻度___放牧方式；在这种方式下，植食性昆虫的环境容纳量将___下降_____(填“上升”或“不变”或“下降”)。 (3)当地为恢复草地生态，将乙、丙两地退牧还草。经一段时间后乙地恢复到不放牧状态，丙地恢复到轻度放牧状态，则这段时间内乙地固定CO₂的量________________ (填“大于”或“等于”或“小于”)丙地，判断依据是_________________________。 种间竞争 固定CO₂的量可以通过生物量体现，不放牧与轻度放牧状态生物量的差值大于轻度放牧与重度放牧状态生物量的差值 （二）“依据”类 答题要点：直接表述实验结果或比较对象一定条件下的相关实验结果差异 例19（2024福建卷）海马是与记忆相关的脑区。雌鼠在老年期会出现海马萎缩，为研究这一现象与雌激素分泌减少的关系，科研人员利用正常雌鼠和性成熟时切除卵巢的雌鼠（GDX雌鼠） 进行相关实验，部分结果如图所示。 （2）推测GDX雌鼠中年期会出现记忆障碍，依据是                                           。 GDX雌鼠中年期海马体积减小，突触数量减少 例20(2022厦门质检）.重金属镉（Cd）对动植物有高度的毒害性，土壤的镉污染已成为我国亟待解决的环境问题。龙葵具有超积累Cd的特性，是土壤重金属修复的优良材料。回答下列问题：（2）为了研究不同浓度的N对Cd 胁迫下植物生长的影响，科研人员以龙葵为材料进行探究，结果如下图所示: ②______ 组进行比较，说明镉能抑制龙葵的生长。 ③分析实验结果可知，N可以缓解镉对龙葵生长的抑制作用，判断依据是______。 ③CdN150组、CdN300 和CdN450组的冠幅明显大于CdN0组 CdN0组和CK 阐明发生机理（调节机制）类 七 阐明机理（机制）类常见的设问方式有：“发生机理是……”、“原理是……”、“调节机制是……”等。主要是根据教材中的基本知识解释某种现象或过程进行的理论基础，结合所学的生物学原理和题目中的实验分析综合概括阐述发生的机理（机制）、依据的原理等。答题时要充分对题目中的实验过程、结果进行理解分析，理清其中相关的逻辑关系，再结合所学的生物学原理进行综合阐述，并做到能体现清晰的逻辑思维过程和语言表达的精炼完整。 （例21.2023年福建高考）视神经脊髓炎谱系疾病(NMOSD)是中枢神经系统中的髓鞘细胞发生坏死导致的一种脱髓鞘疾病。研究发现，人体内针对自身跨膜蛋白--水通道蛋白4(AQP4)的抗体是致病的重要因素。AQP4在星形胶质细胞上分布较多，而在髓鞘细胞上未见分布。星形胶质细胞对髓鞘细胞具有重要的支持和营养作用。回答下列问题: 1和3 在补体参与下，抗AQP4抗体与AQP4结合 抗AQP4抗体与星形胶质细胞上的AQP4结合 星形胶质细胞被破坏 （例22.2024年福建高考）簇生稻具有多稻粒着生成簇的特点。为确定调控簇生表型的基 因，我国科研人员用叠氮化钠（NaN3）处理簇生稻（三粒一簇）种子，获得大量诱变株 （M1），并从 M1自交后代M2中筛选出 2个非簇生稻突变体株系开展相关研究，最终确定 BRD3基因参与调控簇生表型，部分流程如图所示。 （3）已知花梗中的油菜素甾醇含量调控稻粒着生性状的形成。非簇生稻突变株中，BRD3蛋白失活。在稻穗发育阶段，非簇生稻突变株花梗中的油菜素甾醇含量显著高于簇生稻。推测BRD3蛋白在水稻簇生表型形成中的作用机制是 。结合该机制分析F₂性状分离比是1：2：1，而不是3：1的原因是 。 在稻穗发育阶段，BRD3蛋白使花梗中油菜素甾醇含量降低，导致簇生表型形成 杂合子具有部分正常的 BRD3蛋白，使其花梗中的油菜素甾醇含量介于簇生稻和非簇生稻之间，导致弱簇生表型出现 创新思维类 八 创新性是指创造性地运用知识和思维方法，发现新问题、得出新认识，增强探究性和开放性。考查学生的创新意识，要求在新颖的问题情境下，或在新颖的试题呈现方式或设问方式下能在新的情境中积极思考，完成探究性或开放性题目的回答。在已有知识的基础上，依据新证据得出新的结论或提出新的观点。考查学生进行新颖推测和设相并周密论证的能力；考查学生探索新方法、积极主动解决问题的能力，创造性地提出解决生产、生活、实践及科学探究中实际问题的新思路、新方法，培养学生的创新能力。 创新性一般考查对实验结果推理和应用 ，如提出策略、方案、解决生产生活问题、根据研究结果判断其他观点等。常见的设问方式有“提出解决措施……”“提出方案(方法)……”“提出治疗（研发）新思路……”“设想是……”。其中措施方案类试题的答案必须具有可操作性，且要求简洁明了。思路设想类试题的答案开放性比较大，创新性比较强，不用写出具体操作，只要提供解决问题的方法思路即可。答题时均必须按照题目设问的指向对应回答相关问题，如基于以上研究……，综合以上信息……等。需根据实验结果或相关研究回答，不能回答与实验无关的措施和理由。 下丘脑—垂体—卵巢 年龄、卵巢 GDX雌鼠中年期海马体积减小，突触数量减少（直接描述实验结果） mRNA 正常的海马星形胶质 调控海马星形胶质细胞中 Enol的表达量/调节海马星形胶质细胞中Enol 蛋白活性 例24（2024福建卷）珍稀濒危植物留坝槭为落叶乔木。为制定针对性的保护方案，科研人员调查了某留坝槭天然种群，发现少量留坝槭个体散生在总面积约 17000m²的落叶阔叶林中，受其他植物遮阴的影响，成树长势不佳，仅7株成树可正常开花结果，且种子存在败育率高、萌发率低等问题。该种群年龄结构和各年龄阶段的死亡率统计结果如图所示。 （4）为提高该地留坝槭的种群数量，可采取的措施是                                                                                                                 （答出2点）。 适度采伐或修剪对留坝槭遮阴的植物；人工培育留坝槭幼苗后移栽到该地 （3）据图分析，该留坝槭种群的年龄结构为          ，但种群处于衰退状态。从种群数量特征的角度分析，该种群衰退的原因是                                                 。 种子少且萌发率低导致出生率低； 幼树向成树过渡阶段的死亡率高 使用2%琼脂浓度培养基对应含水量的膜培养方式 例25（2022福建卷）栅藻是一种真核微藻，具有生长繁殖快、光合效率高、可产油脂等特点。为提高栅藻的培养效率和油脂含量，科研人员在最适温度下研究了液体悬浮培养和含水量不同的吸附式膜培养（如图1）对栅藻生长和产油量的影响，结果如图2。 （4）根据图2的结果，对利用栅藻生产油脂的建议是                                       。 Thank You $