2026届高三二轮复习课件 生物 大单元9 实验与探究 层级2 二轮核心 精研专攻

层级二二轮核心•精研专攻【单元网络构建】突破点探究实验的设计、分析及评价【高考命题预测】探究性实验通常结合遗传与变异、动物生命活动的调节等板块考查,题目的情境多来源于大学教材或当前科学热点的相关论文素材,通过科学实践与概念学习,考查实验方案设计、实验结果分析、实验结论得出等。聚焦1实验思路与实验步骤的书写【练真题

明方向】1.(2025·江苏卷)人体具有自我防御能力,能抵御病原体的侵袭。干扰素基因刺激因子(STING)是人体免疫功能的关键参与者,细胞中STING转运到高尔基体后,可激活STING信号通路,促进免疫相关基因的表达,如图1所示。请回答下列问题。图1(1)有病毒入侵时,囊泡将STING转运进入高尔基体,体现囊泡和高尔基体的膜具有

性。到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物,水解

直接提供能量,磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。

(2)激活的IRF3进入细胞核,促进细胞表达干扰素,抑制病毒增殖,这种免疫类型为

。

(3)STING蛋白复合物还可以激活转录因子NFκB,促进细胞表达抗原呈递相关蛋白,进而可将入侵病毒的抗原呈递在细胞表面,有利于T细胞通过

识别到病毒抗原后活化,裂解被病毒感染的靶细胞,这种免疫方式为

。

一定的流动ATP非特异性免疫受体细胞免疫(4)我国科学家研究发现,有些2型糖尿病患者的胰岛B细胞中STING信号通路异常。①健康状态下,胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞,促进血糖进入细胞进行氧化分解,促进

,与胰岛A细胞分泌的

共同维持血糖稳态。

血糖合成糖原或转化为非糖物质胰高血糖素②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系,研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象,分别分离了胰岛B细胞,开展两组实验:一组检测细胞中胰岛素基因的表达量,结果见图2;另一组用高糖溶液刺激,检测培养液中胰岛素的含量,结果见图3。根据图2、图3可得出结论:

。

图2图3STING基因缺失不影响胰岛B细胞中胰岛素基因的转录,但会影响高糖信号的转导,使胰岛B细胞对血糖变化不敏感,胰岛素的分泌过程受阻③依据上述研究,研发治疗血糖异常相关的新药物,还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因,研究人员用小鼠开展了实验研究。请选出3个关键步骤,并按照实验流程排序:

(填字母)。

a.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的DNAb.提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNAc.逆转录成cDNA后,扩增、测序分析d.PCR扩增,测序分析e.确定差异表达基因,进行实验验证bce解析

(1)囊泡转运STING进入高尔基体体现了膜具有一定的流动性;细胞供能直接物质是ATP,水解ATP为STING复合物的激活提供能量。(2)干扰素抑制病毒增殖无特异性,属于非特异性免疫。(3)T细胞通过其表面的受体特异性识别病毒抗原;T细胞裂解被病毒感染的靶细胞,这种免疫方式为细胞免疫。(4)①健康状态下,胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞,促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用或储存,具体表现为促进血糖进入细胞进行氧化分解,促进血糖合成糖原或转化为非糖物质;胰岛A细胞分泌胰高血糖素,与胰岛素协同维持血糖稳态。②结合图2可知,两组胰岛素基因mRNA相对表达量基本无差异,表明STING基因缺失后胰岛素基因的转录未受影响,图3显示未高糖处理时,两组的胰岛素相对含量基本相同,高糖处理时STING基因敲除组胰岛素相对含量明显低于正常组,故STING基因缺失会影响高糖信号转导,使胰岛B细胞对血糖变化不敏感,胰岛素的分泌过程受阻。③筛选表达量差异基因实验:先提取两组RNA(b),逆转录为cDNA后,扩增并测序分析(c),最后验证差异基因(e),流程为bce。【归纳拓展】1.实验思路与实验步骤书写技巧的比较2.书写实验思路和实验步骤的注意点(1)要求写出实验思路和实验步骤的试题,都要注意“无关变量”的描述,尤其是写出实验步骤类试题。因为无关变量是决定实验成败的关键因素,写实验步骤时,必须要对无关变量的操作作出说明。(2)在一个实验中,人为设置的变量,除了自变量,都是无关变量,若有无关变量的具体内容(如某种酶发挥作用的最适温度为37

℃),则需明确写出;若没有无关变量的具体数值(如保温时间),则可用“适宜且相等”“理想条件下”等文字表述。聚焦2准确表达实验结果和实验结论【练真题

明方向】2.(2023·湖北卷节选)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

,

预期实验结果和结论是

。

用适宜大小的电流刺激该动物的骨骼肌(效应器)部位,观察该动物的骨骼肌是否收缩(或肢体运动情况)若骨骼肌不收缩(或肢体运动障碍),则脊髓灰质炎病毒直接引起骨骼肌功能损伤;若骨骼肌收缩(或肢体运动正常),则脊髓灰质炎病毒没有引起骨骼肌功能损伤3.(2025·湖南卷)气味分子与小鼠嗅细胞膜上特定受体结合,激活嗅细胞,嗅觉神经通路兴奋,产生嗅觉。激活小鼠LDT脑区细胞,奖赏神经通路兴奋,可使其愉快;而激活LHb脑区细胞,惩罚神经通路兴奋,可使其痛苦。实验小鼠的嗅细胞、LDT和LHb脑区细胞可被特殊光源激活。A和C是两种气味完全不同的物品,小鼠嗅细胞M、嗅细胞X分别识别A、C中的气味分子。研究人员通过以下实验探讨脑的某些高级功能,实验如表。回答下列问题。组别处理处理24

h后放入观测盒中,记录小鼠在两侧的停留时间足部反复电击特殊光源反复刺激嗅细胞MLDTLHb对照----无差异Ⅰ√√--较长时间停留在有C的一侧Ⅱ-√--无差异组别处理处理24

h后放入观测盒中,记录小鼠在两侧的停留时间足部反复电击特殊光源反复刺激嗅细胞MLDTLHbⅢ--√-无差异Ⅳ-√√-较长时间停留在有A的一侧Ⅴ---√无差异Ⅵ-√-√

?

注:观测盒内正中间用带小孔的隔板分为左右两侧,分别放置物品A和C,小鼠可通过小孔在盒内自由移动。“-”表示未处理,“√”表示处理,两个“√”表示同时实施两种处理。(1)当观测盒中Ⅳ组小鼠接触物品A时,产生兴奋的神经通路是

和

。该组小鼠在建立条件反射的过程中,条件刺激的靶细胞是

。

(2)推测Ⅵ组的结果是

。

(3)Ⅰ和Ⅳ组小鼠的行为特点存在差异,从脑的高级功能角度分析,这与小鼠脑内储存的

不同有关。若要实现实验小鼠偏爱物品C,写出处理措施:

(不考虑使用任何有气味的物品)。

嗅觉神经通路奖赏神经通路嗅细胞较长时间停留在有C的一侧记忆用特殊光源反复同时刺激嗅细胞X和LDT脑区细胞解析

(1)由题意和表中信息可知:嗅细胞是一种化学感受器。Ⅳ组实验小鼠的嗅细胞M和LDT脑区细胞被特殊光源激活,处理24

h后放入观测盒中,该组小鼠较长时间停留在有A的一侧,说明当观测盒中Ⅳ组小鼠接触物品A时,产生兴奋的神经通路是嗅觉神经通路和奖赏神经通路。该组小鼠在建立条件反射的过程中,条件刺激的靶细胞是嗅细胞M。(2)激活LHb脑区细胞,惩罚神经通路兴奋,可使其痛苦,对比Ⅰ组(足部反复电击和激活嗅细胞M)的观测结果,可推测:同时激活Ⅵ组实验小鼠的嗅细胞M和LHb脑区细胞,小鼠会较长时间停留在有C的一侧。(3)Ⅰ和Ⅳ组小鼠的行为特点存在差异,从脑的高级功能角度分析,是由小鼠脑内产生和储存的记忆不同引起的。小鼠嗅细胞X识别C中的气味分子,激活小鼠LDT脑区细胞,奖赏神经通路兴奋,可使其愉快,若要实现实验小鼠偏爱物品C,可对小鼠用特殊光源反复同时刺激嗅细胞X和LDT脑区细胞。【归纳拓展】探究性实验中预期实验结果及结论的分析模式(1)以“结论→结果”为序,分析可能的实验结果(逆向思维)。采用“假设法”逐条列举,不要重复、遗漏。(2)以“结果→结论”为序,书写预期实验结果及结论(顺向答题)。一般的书写模式为若……(实验结果),则……(实验结论)。采用上述分析模式时,一定要注意区分“分析顺序”和“书写顺序”,不能混淆。辨析:由于验证性实验结果和结论可以预知(实验只是为了再次验证),一般用陈述式,即由于出现了现象1,所以结论确实是A。聚焦3实验方案和实验步骤的评价和完善【练真题

明方向】4.(2024·广东卷)某湖泊曾处于重度富营养化状态,水面漂浮着大量浮游藻类。管理部门通过控源、清淤、换水以及引种沉水植物等手段,成功实现了水体生态恢复。引种的3种多年生草本沉水植物(①金鱼藻、②黑藻、③苦草,答题时植物名称可用对应序号表示)在不同光照强度下光合速率及水质净化能力见下图。图a图b回答下列问题。(1)湖水富营养化时,浮游藻类大量繁殖,水体透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有机物少于

的有机物,最终衰退和消亡。

呼吸作用消耗(2)生态恢复后,该湖泊形成了以上述3种草本沉水植物为优势的群落垂直结构,从湖底到水面依次是

,其原因是

。

(3)为了达到湖水净化的目的,选择引种上述3种草本沉水植物的理由是

,三者配合能实现综合治理效果。

③②①③②①达到最大光合速率时的光照强度依次升高①(金鱼藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷率高(4)上述3种草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途径(浓缩CO2形成高浓度C4后,再分解成CO2传递给C5)使其在CO2受限的水体中仍可有效地进行光合作用,在水生植物群落中竞争力较强。根据图a设计一个简单的实验方案,验证黑藻的碳浓缩优势,完成下列表格。实验设计方案实验材料对照组:

实验组:黑藻

实验条件控制光照强度为

μmol/(m2·s)

营养及环境条件相同且适宜,培养时间相同控制条件

测量指标

金鱼藻500CO2浓度较低且相同

O2的释放量

(5)目前在湖边浅水区种植的沉水植物因强光抑制造成生长不良,此外,大量沉水植物叶片凋落,需及时打捞,增加维护成本。针对这两个实际问题从生态学角度提出合理的解决措施。