2024高考生物：实验设计复习办法+题型训练

归纳设计实验步骤的一般程序实验步骤的语言表述尽量简洁、科学、分点书写，多用生物实验用语。第一步：取材、分组、编号。第二步：控制变量。处理好自变量，以单一变量原则和对照原则等原则为依据，设置实验组和对照组。保证无关变量相同且适宜，常用的句子有：各组在相同且适宜条件下培养一段时间。第三步：观察记录实验现象，得出结果和结论。5“高屋建瓴”，提升复习高度题型训练1．暹罗芽孢杆菌有望作为饲料发酵剂和添加剂应用于畜禽生产，以实现绿色健康养殖。沙门氏菌、大肠杆菌和产气荚膜梭菌（厌氧菌）能引起家禽和家畜的肠道疾病，常使用氨苄青霉素进行治疗。为检测暹罗芽孢杆菌代谢物的抑菌能力，研究人员进行了如下实验。回答下列问题：(1)菌种培养涉及两种培养基，分别为LB培养基和FTG培养基，配制的培养基可用

法进行灭菌处理。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是

。(2)要得出“暹罗芽孢杆菌对以上三种病原菌均有较好的抑菌活性，且不弱于氨苄青霉素”的结论，还需要设计怎样的实验？请完善下表中的实验设计：①

；②

；③

。组别培养基培养基处理小孔中添加的物质检测指标甲含沙门氏菌的LB固体培养基培养基上形成5个相同的小孔，标号为1～51号孔：等量LB液体培养基2号孔：①3~5号孔：等量含暹罗芽孢杆菌的LB液体培养基抑菌圈的大小乙②培养基上形成5个相同的小孔，标号为1～51号孔：等量LB液体培养基2号孔：①3~5号孔：等量含暹罗芽孢杆菌的LB液体培养基抑菌圈的大小丙含产气荚膜梭菌的FTG固体培养基培养基上形成5个相同的小孔，标号为1～51号孔：③2号孔：①3～5号孔：等量含暹罗芽孢杆菌的LB液体培养基抑菌圈的大小请写出能得出以上实验结论的预期实验现象：

。【答案】(1)高压蒸汽灭菌

将灭菌后的未接种的空白培养基和接种过的培养基，放在相同且适宜的条件下培养，若空白培养基表面没有产生菌落，则说明培养基灭菌彻底(2)等量含氨苄青霉素的LB液体培养基

含大肠杆菌的LB固体培养基

等量LB液体培养基

甲、乙、丙组结果均为1号孔周围无抑菌圈，3~5号孔周围有抑菌圈，且均不小于2号孔周围的【详解】（1）微生物的培养过程中，不同的材料灭菌或者消毒的方式不同，对培养基进行灭菌时常采用高压蒸汽灭菌法。将灭菌后的未接种的空白培养基和接种过的培养基放在相同且适宜的条件下培养，如果空白培养基表面没有产生菌落，则说明培养基灭菌彻底，否则灭菌不彻底。（2）实验设计需要遵循单一变量等原则，所以①②③处实验设计分别是等量含氨苄青霉素的LB液体培养基、含大肠杆菌的LB固体培养基、等量LB液体培养基。若甲、乙、丙组结果均为1号孔周围无抑菌圈，3~5号孔周围有抑菌圈，且均不小于2号孔周围的，则可验证暹罗芽孢杆菌对三种病原菌有较好的抑菌活性，且不弱于氨苄青霉素。2．系统性红斑狼疮（SLE）是一种多发于青年女性的自身免疫性疾病。研究发现，当微生物突破机体物理屏障，如皮肤、黏膜等时，Toll样受体（TLR）可以识别抗原并激活机体产生免疫应答。由中性粒细胞和巨噬细胞分泌的B细胞刺激因子（BLyS）能促进B细胞大量增殖分化，由抗原呈递细胞产生的B细胞存活因子（BAFF）能抑制B细胞凋亡，形成正反馈循环。请根据上述资料及所学内容回答下列问题：(1)与健康人相比，SLE患者免疫系统的

功能异常。统计发现SLE在青年女性中发病率较高，这可能与其体内

激素含量较高有关。(2)BLyS和BAFF在免疫系统中属于

，在它们的共同作用下B淋巴细胞数量会显著

，部分B细胞会分化为

以产生大量抗体。(3)为验证双氢青蒿素（DHA）对系统性红斑狼疮具有疗效，请选择合适的材料及试剂完成如下实验设计。①实验材料：正常小鼠若干只，系统性红斑狼疮小鼠若干只。②实验试剂：一定浓度的双氢青蒿素（DHA），一定浓度的胸腺激素（免疫增强剂），一定浓度的强的松（免疫抑制剂，可治疗SLE），生理盐水。③实验步骤：I．选择生理状态相同的

小鼠若干只，随机均分为甲、乙、丙三组；Ⅱ．甲组小鼠每天灌胃适量生理盐水；乙组每天灌胃

；丙组每天灌胃

；Ⅲ：连续饲喂及灌胃处理一段时间后，检测三组小鼠的B淋巴细胞数量。④预期结果：若

，则可证明DHA对系统性红斑狼疮具有一定疗效。【答案】(1)

自稳

雌（性）(2)

免疫活性物质（细胞因子）

增多

浆细胞(3)

系统性红斑狼疮

等量的一定浓度的双氢青蒿素

等量的一定浓度的强的松

乙组和丙组小鼠的B淋巴细胞数量少于甲组，且乙组和丙组小鼠的B淋巴细胞数量接近【详解】（1）系统性红斑狼疮（SLE）是一种多发于青年女性的自身免疫性疾病，与健康人相比，SLE患者免疫系统的自稳功能异常。统计发现SLE在青年女性中发病率较高，这可能与其体内雌（性）激素含量较高有关。（2）BLyS和BAFF是由免疫细胞或其他细胞产生的发挥免疫作用的物质，属于免疫活性物质（细胞因子）。在它们的共同作用下，B淋巴细胞数量会显著增多，部分B细胞会分化为浆细胞以产生大量抗体，从而参与体液免疫过程。（3）为了验证双氢青蒿素（DHA）对系统性红斑狼疮具有疗效，可选择生理状态相同的系统性红斑狼疮小鼠若干只，并将其随机均分为甲、乙、丙三组。甲组小鼠每天灌胃适量生理盐水作为对照，乙组每天灌胃一定浓度的双氢青蒿素（DHA），丙组每天灌胃一定浓度的强的松（乙、丙两组的处理结果可以对调）。连续饲喂及灌胃处理一段时间后，检测三组小鼠的B淋巴细胞数量。预期结果是，如果乙组和丙组小鼠的B淋巴细胞数量少于甲组，且乙组和丙组小鼠的B淋巴细胞数量接近，那么就可以证明DHA对系统性红斑狼疮具有一定疗效。这是因为SLE患者的B淋巴细胞数量异常增多，而DHA能够抑制B淋巴细胞的增殖，从而降低B淋巴细胞数量，达到治疗SLE的效果。这里使用强的松（已经临床证明对治疗SLE有效）作为阳性对照，以验证实验结果的可靠性。3．进行器官移植手术后，免疫系统会把来自其他人的器官当作“非己”成分进行攻击，这就是器官移植容易失败的原因。某医疗小组跟踪多个肝移植病例，发现患者移植后因使用免疫抑制剂常出现细菌感染而使生存质量下降的现象。请分析回答：(1)免疫排斥是由于每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质

。器官移植面临的两大难题是免疫排斥和

。(2)细胞毒性T细胞起源于

，可以释放穿孔素、颗粒酶引起移植细胞的死亡，即急性免疫排斥反应，该过程反应了免疫系统具有

的功能。(3)有学者利用大鼠就大肠杆菌感染对移植肝免疫排斥的影响，进行了如下研究。请完善实验设计，并回答问题。实验目的主要实验过程实验分组准备30只①

的大鼠，均分为3组：G1、G2、G3实验处理②

设置对照G1：每只大鼠皮下注射生理盐水1mL/(kg·d)G2：每只大鼠皮下注射③

G3：每只大鼠皮下注射免疫抑制剂(环孢霉素A)1mL/(kg·d)实验数据测定一段时间后，利用标准方法测定各组大鼠的④

，分为较轻、中等、较重三个等级G1、G2、G3中属于对照组的是⑤

，若大肠杆菌感染会减弱大鼠肝移植术后的免疫排斥反应程度，请比较各组的排斥强度⑥

。【答案】(1)

组织相容性抗原(人类白细胞抗原、HLA)

供体器官短缺(2)

骨髓造血干细胞

免疫防御(3)

健康、生理状况相似体内无病原体

G1、G2、G3组大鼠均移植同类型大鼠的肝脏

大肠杆菌菌液1mL/(kg·d)

排斥反应程度

G1、G3

G1>G2>G3或G1>G3>G2或G1>G2=G3【详解】（1）每个人的细胞表面都带有一组与别人不同的蛋白质——人类白细胞抗原，简称HLA，正常情况下，每个人的白细胞都会识别自身细胞表面的HLA而不攻击自身的细胞。器官移植存在的主要问题：免疫排斥反应和供体器官不足。（2）细胞毒性T细胞起源于骨髓，在胸腺中发育成熟，免疫防御是机体排除外来抗原性异物的免疫防护作用，细胞毒性T细胞释放穿孔素、颗粒酶引起移植细胞的死亡，即急性免疫排斥反应，反应了免疫系统具有免疫防御功能。（3）①、为了避免无关变量对实验造成影响，应选择生长健壮的长势一致的大鼠进行实验。②、该实验的目