2025年高考生物实验探究专题复习讲义（含非选择题答题方法）

实验探究类题目答题策略（含非选择题答题方法和技巧：见PPT）主要考点：理解实验目的、原理、方法和操作步骤，将这些方法和技能进行综合的运用，解决相关实验探究问题。实验对照设置、实验结果分析和解释，得出实验结论。科学探究实验方案设计流程:拟定实验目的→明确实验原理→变量确认、对照设置→设计实验装置和步骤→预期实验结果，得出结论。各种变量的关系图：常见变量分析解答的问题：一、变量确认与对照设置例1.过敏反应与免疫系统功能的异常有关，地塞米松是用来治疗此病的一种免疫抑制剂。研究人员拟、寻找更加高效且低毒的新型免疫抑制剂，以某化学药剂DNFB刺激健康小鼠，建立过敏反应的小鼠模型，将这批小鼠分成B—D五组。同时另设健康小鼠为对照组（A组）。再用DNFB刺激各组小鼠，诱发其过敏反应。诱发前的0.5h和诱发后6h，在A、B、C、D、E组小鼠外耳分别涂浓度为0%、0%、2%、4%、8%的青蒿素乳膏，F组小鼠外耳涂地塞米松乳膏，诱发48h后取小鼠胸腺并称重，计算胸腺指数，结果如图。（1）该实验的自变量是。（2）该实验的实验组有：（填字母），对照组有（填字母）；地塞米松处理一组的作用是。A组处理的作用是。例2.（2015年全国新开课标2卷29题改编）某基因的反义基因可抑制该基因的表达。为研究番茄中的X基因和Y基因对其果实成熟的影响，某研究小组以番茄的非转基因植株（A组，即对照组）、反义X基因的转基因植株（B组）和反义Y基因的转基因植株（C组）为材料进行实验。在番茄植株长出果实后的不同天数（d），分别检测各组果实的乙烯释放量（果实中乙烯含量越高，乙烯的释放量就越大），结果如组别乙烯释放量（μL.kg-1.h-1）20d35d40d45dA0271715B0952C0000若在B组果实中没有检测到X基因表达的蛋白质，在C组果实中没有检测到Y基因表达的蛋白质。本实验的自变量是，B组果实中与乙烯含量有关的基因有。本实验的因变量是。反义X基因与反义Y因的作用。二、拟定实验目的实验目的就是对自变量通过作用于实验对象（实验材料）产生的结果（因变量），提出的实验设想。实验目的表述一般要包括：自变量、实验对象、因变量、实验结果的确定性问题。若实验结果是确定的，通常表述模式就是“验证+自变量+实验对象+因变量”,例如“验证唾液淀粉酶可催化淀粉水解为还原糖”。若实验结果是不确定的，通常表述模式就是“探究+自变量+实验对象+因变量+的影响”，例如“探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响”。例3.实验一：用不带特殊病原体的小鼠进行如下特异性免疫实验，过程如图1，结果如图2。（1）实验一：自变量和因变量是什么？实验目的是什么？（2）实验二：在体外观察小鼠的T细胞和巨噬细胞对细菌X的杀伤力，结果如图3.该实验的自变量和因变量是什么？实验目的是什么？实验三：有人假设，活化T细胞释放某种物质活化了巨噬细胞而杀菌的，并设计体外实验验证该假设。该实验的自变量是什么？因变量是什么？实验目的是什么？（4）该系列实验的线索是什么？该系列实验的目的是？例4.人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织（WAT）和褐色脂肪组织（BAT），二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质等以满足额外的热量需求。科研人员对小鼠BAT代谢进行了研究。（1）图1是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。从结构和功能相适应的角度分析，WAT转化为BAT之后产热效率提高的原因：。图1图1图2雌激素相关受体γ（ERRγ）与BAT代谢密切相关。科研人员利用无活性DNA片段构建重组DNA，导入野生型小鼠（WT）______细胞，使其插入ERRγ基因内部，导致ERRγ基因发生______，获得ERRγ基因缺陷小鼠（KO）。将两种小鼠同时暴露在4℃冷环境中进行实验，结果如图2。在第6小时ERRγKO小鼠全部死亡。结果说明。图2（3）检测两种小鼠在4℃冷环境中体内BAT和WAT的数量，计算其比值（BAT/WAT），结果如图3，由此可推测______。图4图4图3（4）进一步测定两组小鼠BAT细胞代谢水平，结果如图4。据图可知，KO小鼠和WT小鼠的BAT细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP比值为______。同时利用分子生物学技术检测发现，KO小鼠的UCP-1基因表达量显著低于WT小鼠，科学家最终将UCP-1蛋白定位在线粒体内膜上。结合图4结果推测，UCP-1蛋白的作用是______。（5）综上研究可知，ERRγ在相关激素的调节下，通过______过程使小鼠适应寒冷环境。三、实验方案与思路设计例5.（2017全国1卷29题）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型，简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）四、提出假说与预期，根据实验结果得出结论实验结果：是由自变量引起的变化，即因变量（或实验现象）。有些实验的结果可用肉眼直接观察，有些化学反应类实验，肉眼无法观察，必须加入指示剂或借助仪器进行观察。验证性实验实验结果是确定的，与实验预期一致。探究性实验实验结果具有不确定性，一般有三种情况：促进性结果、抑制性结果、无关性结果。实验结果可采用文字、表格、坐标曲线、柱状图等方式描述实验结论：是根据实验结果作出的一种推理判断，是关于生命现象最本质的、规律性的认识；是对实验中自变量作用的判断。常用“说明、表明、得出、结论、推测”等词汇提示。例6.（2016年甲卷31题）BTB是一种酸碱指示剂，BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别加入到7支试管中，其中6支加入生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。各试管的实验处理和结果见下表。若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，回答下列问题：（1）本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7号试管的实验结果是由引起的；若1号试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是（填“可靠的”或“不可靠的”）。（2）表中X代表的颜色应为填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”），判断依据是；5号试管溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草。五、收集、分析数据，做出合理判断例5.已知大麦在萌芽过程中可以产生a-淀粉酶，用GA（赤霉素）溶液处理大麦可使其不用发芽就产生a-淀粉酶。为验证这一结论，某同学做了如下实验。（注：实验结果中“+”越多表示颜色越深。表中液体量的单位均为mL。）回答下列问：（1）综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的，这两只试管中淀粉量不同的原是。(2)综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该试验中GA的作用是____。（3）综合分析试管2、3和4的实验结果，说明_______。六、实验方案评价例6.科学家研究发现紫外光可以抑制植物生长，使株高变矮，原因是紫外光提高了植物体内吲哚乙酸氧化酶的活性，从而促进了生长素氧化为没有促进细胞伸长作用的3-亚甲基氧代吲哚。现提供小麦幼苗若干作为实验材料，某同学进行下列实验，以验证一定强度的紫外光可抑制植物生长且此效应与生长素的氧化有关。评价该同学的实验操作方案是否合理，若你认为不合理请进行完善。步骤1：将小麦幼苗平均分为甲组和乙组。步骤2：甲组给予适宜的可见光，乙组给予一定强度的紫外光。步骤3：观察、测定生长素的含量。预测实验结果：（略）跟踪练习：1.（2017年全国3卷30题，改编）干旱可促进植物体内脱落酸（ABA）的合成，取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变幼苗，进行适度干旱处理，测定一定时间内茎叶和根的生长量，结果如图所示：（1）综合分析上图可知，干旱条件下，ABA对野生型幼苗的作用是_______。（2）若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的ABA，推测植物叶片的蒸腾速率会______，以对环境的变化作出反应。(拓展1).研究者以脱落酸水平正常的野生型玉米幼苗和脱落酸缺陷型突变体玉米幼苗为材料，测量玉米茎和根在不同水分条件下的生长情况，结果如下图所示。请分析回答：（1）水分充足时，ABA对野生型幼苗的作用是_______。（2）已知乙烯对根的生长有抑制作用。研究者提出假设：脱落酸对根生长所产生的作用，是通过抑制乙烯合成而实现的。为检验这种假设，现提供一批生长健壮的野生型和脱落酸缺陷型突变体玉米幼苗为实验材料，以及一定浓度的脱落酸溶液和适宜的培养基和培养条件。请写出实验思路和支持上述假设的实验结果。（拓展2）.科研人员进一步研究发现，给干旱处理的ABA缺失突变体幼苗施加适量的ABA，测得叶片的气孔开度和细胞质中钙离子浓度变化结果如下图。（1）请你根据图示结果，提出合理的假说：。（2）下图是ABA通过ROS、IP3等信号途径调节保卫细胞引起气孔关闭的机理。由图可知，ABA与ABA受体结合后，可通过ROS、IP3等信号途径激活上的Ca2+通道，使Ca2+以方式转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2+浓度的增加，促进了K+及Cl-流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，保卫细胞（填“吸水”或“失水”），气孔关闭。（拓展3）.研究人员推测ABA的受体有细胞膜和细胞内（胞质和质体）两种。（1）为探究ABA受体位置，研究者进行了下列实验，请完善实验方案。据实验一、二得出的结论是ABA受体只位于细胞膜上，但有人认为这个结论不可靠。请你推测可能的原因。（2）为研究直接注入细胞的ABA可能被降解，导致气孔不关闭。研究者设计了两种防降解的“笼化ABA”：光解性“笼化ABA”，能在紫外光作用下释放有活性的ABA；非光解性“笼化ABA”，则不能。ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA，非光解性“笼化ABA”则不能。综合实验一、二、三结果表明，ABA受体位于。（3）植物在应答ABA反应时能产生一类磷脂—S1P（如图所示）。为检验“S1P是通过G蛋白起作用”的假设，用ABA处理拟南芥G蛋白缺失突变体保卫细胞，检测气孔开放程度的变化。请评价该实验方案并加以完善和修订______