题型4 实验设计与分析（4大类别）-2026年高考生物二轮复习专练解析版

题型04实验设计与分析

i目录

i

i第一部分题型解读高屋建羯，掌握全局

i

!第二部分题型破译微观解剖，精细教学

!

U典例分析£解题秘籍U变式应用

।

!类别一实验设计类

|类别二实验分析类

类别三结果处理与结论推导类

!

i类别四遗传实脸类

i

i第三部分题型通关整合应用，综合提升

i

一题干特点：题干以实验情境为核心，背景紧扣教材核心实验（如酶活性探究、遗传杂

交）或拓展实验（结合热点情境），信息呈现逻辑清晰。常明确实验目的、材料试剂、

分组设计或部分步骤，部分题干会给出实验数据（表格/曲线）或异常结果。题干设计

侧重“实验逻辑完整性”，要么要求补充实验设计（步骤、变量控制），要么要求分析现

有实验的缺陷、误差或结果原因。兼具基础性与综合性，既考查实验原则（单一变量、

对照）的应用，也涉及多知识点的整合，核心考查实验设计与逻辑推理能力。

题型特点

一选项/问题特点：选项/问题围绕实验核心逻辑设计，针对性强。问题多以“完善步

骤”“分析缺陷”“推导结论”“解释异常”等形式呈现，覆盖实验设计、结果分析、误差判

断等层面；选项兼具迷惑性与严谨性，正确答案精准匹配实验原则、教材原理与题干信

息（如变量控制、结论推导），错误选项常通过违背对照原则、混淆变量关系、忽略无

关变量影响、曲解实验结果等方式设置陷阱。需结合实验逻辑链逐一验证，侧重考查实

验思维与知识应用的精准性。

该题型紧扣教材核心实验与学科素养要求，聚焦”实验逻辑一原理应用一探究能力”

三大维度，覆盖代谢调节、遗传规律、免疫调节、生态探究等高频考点。命题以实验情

命题规律境为载体，常结合经典实验拓展或热点背景（如生物技术、健康医疗），呈现“目的一材

料一步骤一结果”的完整逻辑链或缺失环节。命题注重对实验原则（单一变量、对照、

重药）、变量控制、步骤设计、结果分析的综合考查，既涉及基础实验细节识记，也强

调实验思维与创新应用。题型兼具基础性与综合性，选项/问题多围绕实验缺陷分析、

结论推导、异常结果解释等设计，陷阱常聚焦变量混淆、原则违背等，贴合高考“素养导

向”与“探究性”命题趋势。

解题核心遵循“明目的一析变量一扣原则一推逻辑”四步法。第•步明确实验目的（探究

/验证），定位核心考点；第二步拆分变量（自变量-处理方式、因变量一观测指标、无

关变量—控制条件），确保单一变量：第三步紧扣对照、重复原则，完善实验步骤（取

解题策略破巧材T分组T处理T培养T观测），确保可操作性；第四步分析结果时，结合教材原理推

导因果关系，解释异常结果（如变量控制不当、环境干扰）。同时规避陷阱：避免步骤

逻辑断层、观测指标模糊、结论超出实验范围，确保答案贴合实验逻辑与生物学本质，

提升解题严谨性。

»破译类别一实验设计类

【典例分析】（新科技）（新情境）（2025•安徽•高考真题）稻瘟病是一种真菌病害，水稻叶片某些内生

放线菌对该致病菌有抑制作用。科研小组分离筛选出内生放线菌，并开展了相关研究。回答下列问题。

⑴采集有病斑的水稻叶片，经表面消毒、研磨处理，制备研磨液。此后，采用（填方法）将研磨液

接种于不同的选择培养基，分别置于不同温度下培养，目的是o

（2）经筛选获得•株内生放线菌，该菌株高效合成铁载体小分子，能辅助内生放线菌吸收铁离子。R基因是

合成铁载体的关键基因之一。科研小组构建R基因敲除株，探究铁载体的功能。主要步骤如下：首先克隆R

基因的上游片段R-U和下游片段R-D：然后构建重组质粒；最后利用重组质粒和内生放线菌DNA片段中同

源区段可发生交换的原理，对目标基因进行敲除。如图1所示。

8000bp

6000bp

5000bp

4000bp

3000bp|

2000bp|-----

1000bp

500bp

图2

说明：用图1中的引物1和2进行PCR扩增。

采用PCR技术鉴定R基因的敲除绍果。PCR通过变性、复性和延伸三步,反复循环,可实现基因片段的

R基因敲除过程中，可发生多种形式的同源区段交换，PCR检测结果如图2所示，其中R基因敲除株为菌落

（填序号），出现菌落④的可能原因是O

⑶内生放线菌和稻瘟病致病菌的生长均需要铁元素。科研小组推测该内生放线菌通过对铁离子的竞争性利

用，从而抑制稻瘟病致病菌生长。设计实验验证该推测，简要写出实验思路o

【答案】（1）稀释涂布平板法分离不同条件下生长的内生放线菌

（2）指数级扩增②重组质粒通过（单交换）同源重组整合到了内生放线菌的基因组中

⑶

设置两组培养实验：对照组在低（或常规）铁浓度的培养基上正行，实验组在高铁浓度的培养基上进行。

在两组培养基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。在相同且适宜的条件下培养一段时间后，

观察并比较两组中稻瘟病致病菌菌落的生长情况（如菌落大小或抑制圈大小）。若高铁组的抑制效果明显

弱于低铁组，则支持该推测。

【分析】某因敲除主要是•应用DNA同源重组原理，用同源DNA片段替代靶某因片段，从而认到基因敲除的

目的，由此可见，基因敲除可定向改变生物体的某一基因。基因敲除既可以是用突变基因或其它基因敲除

相应的正常基因，也可以用正常基因敲除相应的突变基因。

【详解】（1）从含有多种微生物的研磨液中分离出单一菌落，并接种到选择培养基中常用佗接种方法是

稀释涂布平板法。使用选择培养基和不同的温度条件，FI的是为了抑制其他杂菌的生长，分离不同条件下

生长的内生放线菌。

（2）PCR技术的核心原理是通过多次循环（变性、复性、延伸），使目标DNA片段的数量以指数形式快速

增加，实现体外扩增。PCR鉴定是利用引物1和引物2进行的。在野生型菌株中，引物1和引物2之间的

DNA片段长度为R-U（SOObp）+R基因（2000bp）+R-D（SOObp）=3000bp。对应图2中的菌落①和③。在成

功发生双交换的R基因敲除株中，R基因（2000bp）被替换，引物1和引物2之间的DNA片段长度为R-U（SOObp）

+R-D（SOObp）=1000bpo对应图2中的菌落②。菌落④的PCR产物大小约为7000bp。这个大小可以通过

以下方式解释：发生了单交换同源重组事件。整个重组质粒（大小为3000bp质粒骨架+500bpR-U+500bp

R-D=4000bp）整合到了基因组中。整合后，引物1和引物2之间的区域长度变为原来的长度（3OOObp）加上

整个质粒的长度（4000bp）,即3000+4000=7000bpo因此，这是单交换同源重组整合的结果。

（3）设置两组培养实验：一组为对照组，在常规（或低铁）浓度的培养基上进行；另一组为实验组，在添

加了足量铁离子的培养基上进行。在两组培养基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。在相同

且适宜的条件下培养一段时间后，观察并比较两组中稻瘟病致病菌菌落的生长情况（如菌落大小或抑制圈

大小）。预期结果与结论：如果实验组（高铁培养基）中内生放线菌对稻瘟病致病菌的抑制作用明显减弱

或消失，而对照组（低铁培养基）中抑制作用明显，则说明该内生放线菌是通过竞争铁离了米抑制稻瘟病

致病菌生长的。

【解题秘籍】一、基础层：明目的，定变量

明确实验核心（探究/验证），拆分三大变量：自变量（人为控制）、因变量（观测指标）、无关变量（等

同控制）。锁定实验原理，搭建“目的一变量f原理”的基础框架。

二、进阶层：搭框架，补细节

按“取材分组f变量处理f条件培养f观测记录”设计步骤，确保遵循对照（空白/相互对照）、单一

变量、重复原则。细化操作细节（如“等量且适宜”“随机分组”），保证实验可操作性。

三、拔高层：验逻辑，避误区

排查“变量控制不当”“指标模糊”“步骤断层”等误区，验证步骤与目的、原理的一致性。预设实验

结果（如“若A组优于B组，则支持假设”），确保逻辑闭环，符合科学探究规范。

明目的：定变量+找原理

________J________

搭框架：遵原则+补细节

________I________

验逻辑：避误区+预结果

【变式应用1】（材料信息）（2025•陕晋青宁卷•高考真题）叶绿体中R酶既能催化C02固定，也能催化

Cs与02反应，C02和。2两种底物竞争R酶同一活性位点；线粒体中G酶参与催化甘氨酸转化为丝氨酸，如

图（a）。为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，研究者以野生型植株W为参照，构建了G酶表

达量仅在保卫细胞中增加的植株S,实验结果如图（b）。回答三列问题。

5

光照强咬(Mmolm'si)

过敏化

物鲫体J

■-T

粉S

TS4

E

f2

-

00.

0

10

3

光照强度(pmolnr%」)

图(b)

(1)R酶催化CO2固定的场所■是叶绿体的，产物C3在光反应生成的参与卜合成糖类等有机物。

(2)植物保卫细胞吸水，气孔开度增大。由图(a)(b)可知，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达

量提高，叶片的净光合速率高于植株W,原因是,

⑶保持环境中82浓度不变，当。2浓度从21%升高到40%时，植株S的净光合速率(填"增大〃或“减

小”)；相较于植株W,植株S的净光合速率变化幅度(填“大〃”小〃或"无法判断”)。

(4)若需确认保卫细胞中G酶对叶片净光合速率的影响，还需补充一个实验组。写出实验思路及预期结

果：o

【答案】⑴基质ATP、NADPH

(2)植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成

更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快,

碳反应速率加快

⑶减小小

(4)实验思路：以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构是了G酶表达

量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度下的

净光合速率。

预期结果：植株T净光合速率小于植株W,植株S净光合速率大于植株W

【分析】光合作用的过程(1)光反应阶段：在类囊体的薄膜上进行。光合色素吸收光能的用途，一是将水

分解为5和H+,H+与氧化性辅酹NADP+结合，形成还原型辅醉NADPH.二是在有关酶的催化作用下，提供

能量促使ADP和Pi反应形成ATP,（2）暗反应阶段：在叶绿体基质中进行。绿叶吸收的C02,在特定酶的

作用下与C5结合生成C3。C3接受ATP和NADPH提供的能量，并且被NADPH还原，一部分C3转化为糖类，

另一部分C3被还原为C5。

【详解】（1）叶绿体中R酶催化C02固定，二氧化碳固定属于暗反应过程，暗反应发生在叶绿体基质中。

产物C3在光反应生成的ATP和NADPH的作用下合成糖类等有机物，其中ATP可以提供能量，NADPH作为

还原剂并提供能量。

（2）结合图示和题干信息分析，相同光照条件下植株S保卫细胞中G酶表达量提高，促进甘氨酸转化为丝

氨酸，释放二氧化碳用于光合作用，从而生成更多的可溶性糖，提高了保卫细胞的细胞液浓度，植物保卫

细胞吸水，气孔开度增大，二氧化碳吸收加快，碳反应速率加快，从而使得植株S叶片的净光合速率高于

植株W。

（3）叶绿体中R酶既能催化82固定，也能催化Cs与02反应，C02和02两种底物竞争R酶同一活性位点,

保持环境中C0?浓度不变，当0?浓度从21%升高到40%时，二氧化碳竞争R酶的能力减弱，碳反应速率减

小，因此植株S的净光合速率减小。相较于植株W,植株S在相同条件下气孔开度相对较大，有利于二氧

化碳的吸收，因此植株S的净光合速率变化幅度较小。

（4）为探究保卫细胞中G酶对植物光合作用的影响，以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保

卫细胞中增加的植株S,还需要补充的一个实验组是构建了G酶表达量仅在保卫细胞中减少的植株（假设为

T）,实验思路是以野生型植株W为参照，构建了G酶表达量仅在保卫细胞中增加的植株S和构建了G酶

表达量仅在保卫细胞中减少的植株T为实验组，在相同且适宜条件下培养，测定三组植物在不同光照强度

下的净光合速率。根据上述分析，G能有利于光合作用的进行，因此预期结果是植株T净光合速率小于植株

W,植株S净光合速率大于植株W。

【变式应用2】（新情境•糖尿病）2型糖尿病又称非胰岛素依赖型糖尿病，是一种慢性代谢疾病，严重危

害人类健康。现代医学证明苦瓜提取物的主要成分一一苦瓜总皂甘（BME）,具有改善2型糖尿病的作用。

某科研小组以大鼠为材料探究苦瓜提取物对2型糖尿病的治疗效果，结果如下表所示。请回答：

空腹血糖/空腹胰岛素/葡萄糖转运载体肝糖原

组别

（mmol/L）（|ilU/mL）表达相对值相对值

①正常大鼠组4.910.61.10.7

②2型糖尿病大鼠组16.615.90.40.4

③二甲双呱组7.211.91.20.4

④低剂量BME组10.214.410.4

⑤中剂量BME组8.1131.40.5

⑥高剂量BME组7.3121.80.7

注：二甲双胭组是指2型糖尿病大鼠服用二甲双IM,二甲双胭是口服降血糖药物。

⑴本实验中对照组是_______(填序号)。

(2)正常大鼠饥饿时，血液流经胰岛，血糖浓度_______,2型糖尿病大鼠组表现为胰岛素的分泌量比正常对

照组偏高，但血糖含量却高于对照组，可能的原因是胰岛素受体,降血糖作用被削弱。

⑶据表分析，苦瓜提取物组中组与二甲双胭组治疗效果基本相当，推测其作用机制是°

(4)根据实验数据分析，可得出结论：。

(5)已知白细胞介素-6(IL-6)可促进T细胞增殖。而二甲双胭能够减少衰老T细胞的数量。研究人员据此提

出一种二甲双服治疗2型糖尿病的新机制：二甲双胭通过IL-6调节T细胞的数量以改善胰岛微环境，从而

治疗2型糖尿病。请设计实验验证该机制并预期实验结果。

材料用具：2型糖尿病模型小鼠若干只，二甲双胭溶液、IL-6特异性抗体(不直接影响T细胞数量及IL-6的

合成)、IL-6含量检测仪、T细胞数量检测仪等。

实验思路：将2型糖尿病模型小鼠均分为甲、乙、丙三组，甲组不做处理，,一段时间后检测三组

小鼠血浆中(游离的)IL-6含量及T细胞数量。

预期实验结果：用柱形图表示。

【答案】⑴①②③

(2)降低数量减少或结构改变

⑶高剂量BME通过提高前萄糖转运载体表达，促进他萄糖的摄取，进而促进肝糖原的合成，血

糖下降

(4)苦瓜总皂甘治疗糖尿病有效果，在一定范围内，苦瓜总皂昔的治疗效果与剂量正相关

(5)乙组注射适量一甲双胭溶液，闪组注射等量一甲双肌溶液和IL-6特异性抗体

型

女□I6

袋L-

则

疑

髭

般

一

甲组乙组丙组

【分析】胰岛A细胞分泌胰高血糖素，能升高血糖，只有促进效果没有抑制作用，即促进肝糖原的分解和

非糖类物质转化；胰岛B细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化

分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。

【详解】（1）分析题意，本实验目的是以大鼠为材料探究苦瓜提取物对2型糖尿病的治疗效果，实验的自

变量是小鼠类型及不同处理方式，因变量是治疗效果，结合表格可知，可通过胰岛素含量等进行比较，表

中的①对照组是正常大鼠组（正常对■照组）、②2型糖尿病大鼠组（糖尿病对照组）、③二甲双胭组（糖

尿病药物治疗组）。

（2）正常大鼠饥饿时，血糖消耗，所以血液流经胰岛时♦，血糖浓度降低，2型糖尿病大鼠组胰岛素分泌量

比正常对照组偏面，但血糖含量却富于对照组，是因为胰岛素受体数量减少或结构改变，导致胰岛素不能

正常发挥作用，降血糖作用被削弱。

（3）从表中数据看，高剂量BME组的空腹血糖值7.3mmol/L、空腹胰岛素值12"U/mL等指标与二甲双

胭组（空腺血糖7.2mmol/L、空腹胰岛素11.9nFU/mL等）某本相当，所以苦瓜提取物组中高剂曷BME组与

二甲双胭组治疗效果基本相当。推测其作用机制是通过提高葡萄糖转运载体表达相对值，促进细胞摄取葡

萄糖，从而降低血糖，同时还通过促进肝糖原合成等途径降低血糖。

（4）从实验数据可知，与2型糖尿病大鼠组相比，各剂量的苦瓜提取物组都能在一定程度上降低空腹血糖,

提高葡萄糖转运载体表达相对值等，所以可得出结论：苦瓜总皂甘治疗糖尿病有效果，在一定范围内，苦

瓜总皂甘的治疗效果与剂量正相关。

（5）本实睑的目的是探究二甲双呱通过IL-6调节T细胞的数量以改善胰岛微环境，从而治疗2型糖尿病，

自变量为注射药物的种类。

实验思路：将2型糖尿病模型小鼠均分为甲、乙、丙三组，甲组不做处理，乙组注射适量二甲双呱溶液，

丙组注射等量二甲双服溶液和IL-6特异性抗体。

预期实验结果：由于白细胞介素-6（IL-6）可促进T细胞增殖，二甲双胭能够减少衰老T细胞的数量，而乙

组注射二甲双胭，T细胞数量相对值增加，IL-6含量相对值升高，二甲双胭是通过IL-6调节T纽胞的数量以

改善胰岛微环境，从而治疔2型糖尿病，而丙组因为注射了IL-6特弁性抗体，IL-6被抗体结合，不能发挥作

用，所以导致游离IL-6含量相对值和T细胞数量相对值与对照组基本相等，实验结果如图：

□I

【变式应用3】甘薯是我国重要的粮食作物，干旱胁迫会导致其产量下降。某科研小组以甘薯幼苗为实验材

料，设计正常供水、干旱、干旱+植物生长调节剂6-BA三组实验，探究了干旱胁迫下喷施6-BA对甘薯光合

作用的影响，结果如下表所示。回答下列问题：

叶绿素荧光参数

处理气孔导度/（mmokmz.s』）净光合速率/（mmo卜m2$i）

Fv/FmPI

正常供水0.722.37499.221.67

干旱0.531.23296.8414.18

|-T+6-BA0.722.64384.7518.43

注：叶绿素荧光参数中，Fv/Fm和PI均反映光能利用效率，数值越高，代表光能利用效率越高。

（1）与光合作用有关的色素分布在叶肉细胞的（填具体部位）上，在光反应阶段将光能转化成化学能

储存在中。可利用试剂对绿叶中的色素进行提取，分离色素时位于滤纸条最上端的色素主要吸

收光。

⑵干旱胁迫时，推测气孔导度会______（填“增大域"缩小”），进而直接影响光合作用的反应阶段来

影响光合作用。据表分析，干旱条件下施用6-BA可使甘薯净光合速率上升的原因有（答出两点）。

⑶研究发现，喷施6-BA能提高植物体内IAA的含量，科研人员由此推测：在干旱条件下，6-BA通过提高IAA

的含量进而提高净光合速率，并设计了以下实验验证上述推测。

实验组一：干旱处理甘薯幼苗，检测植物内IAA含量（mi）和净光合速率（n】）。

实验组二：干旱处理甘薯幼苗，叶面喷施检测植物体内含量和净光合速率（）

6-BA,IAA（m2）n2

请以F旱处理的甘薯幼苗为实验材料，依次利用6-BA、IAA合成抑制剂和IAA类似物，参照实验组一和实验

组二的书写格式，完善实验方案中的实验组三、四并预期实验结果。

实验方案：:

预期实验结果：o

【答案】⑴（叶绿体）类囊体薄膜ATP、NADPH无水乙醇蓝紫

（2）缩小暗/碳施用6-BA,一方面提高光合作用的光能利用效率，使光反应加快；另一方面,

增大气孔导度，使暗反应固定的C02量增加，净光合速率加快

（3）实验方案：实验组三：干旱处理甘薯幼苗，叶面喷施6-BA和IAA合成抑制剂，检测植物净光合速

率（n3）；实验组四：干旱处理甘薯幼苗，叶面喷施IAA类似物，检测植物净光合速率（n4）预期实

验结果：植物内IAA含量rruVmz；净光合速率ni=n3<n2=n4

【分析】光合作用：

（1）光反应阶段：水光解产生［H］和氧气，ADP和Pi结合形成ATP。

（2）暗反应阶段：二氧化碳和五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和［H］的作用下，还原成

五碳化合物，同时ATP水解成ADP和Pi。

【详解】（1）与光合作用有关的色素分布在叶肉细胞的叶绿体类囊体薄膜上，在光反应阶段将光能转化成

化学能储存在ATP、NADPH中。可利用无水乙醵提取绿叶中的色素，分离色素时位于滤纸条最上端的色素

为胡萝卜素，其主要吸收蓝紫光。

（2）依据表格信息可知，干旱胁迫时，推测气孔导度会缩小，气孔导度的大小主要影响光合作用的暗反应

阶段C02被利用。根据表格中数据可知，干旱条件下施用6-BA可使甘薯净光合速率上升的原因是一方面提

高光合作用的光能利用效率，使光反应加快；另一方面，增大与孔导度，使暗反应固定的C02量增加，净

光合速率加快。

（3）参照实验组一和实验组二的书写格式，则实验组三为干旱处理甘著幼苗，叶面喷施6-BA和IAA合成抑

制剂，检测植物净光合速率（m）,实验组四为干旱处理甘薯幼苗，叶面喷施IAA类似物，检测植物净光合

速率（nA。预期结果为植物内IAA含量mi<m2；净光合速率ni=n3<ri2=n4.

»破译类别二实验分析类

【典例分析】（2025•全国二卷•高考真题）自然界中的光强常在短时间内剧烈变化，影响植物的光合作用效

率。科研人员对拟南芥的叶绿体响应光强变化的机理进行了探究。

⑴类囊体膜上的蛋白复合物PSI3催化水在光下分解,变化的光强会影响这一过程，从而影响光反应产生—,

最终影响暗反应过程有机物的合成。

（2）PS因豆合物的主要部分延伸到类囊体腔中，科研人员推测类囊体腔中的蛋白参与PS©的组装。为此，利用

农杆菌转化拟南芥，由于农杆菌的一会随机整合到拟南芥的核基因组中，因而可得到类囊体腔内蛋白基

因发生突变的突变体。

⑶科研人员在所得突变体中观察到，B基因突变体无法编码类囊体腔内的蛋白B,该突变体表现为缺乏PS团

复合物。科研人员进行实验，处理及结果如图1。

组组组

实验abC组d

结果B基因突变体+++

野生型+++++++-H-+++-H-++++++

注：“+”数量多代表生长状况好。

图1

①据图分析，本实验的自变量是

②依据实验结果推测，PS13复合物的功能是一对变化光强的适应。

⑷进一步将b组植株的叶肉细胞置于电镜下观察，结果如图2。

；淀粉颗粒淀粉颗粒

2pm

野生型B基因突变体

图2

基于本实验结果推断，B基因参与PS回复合物的组装，PS0复合物帮助植物适应变化的光强。请对观察结果

能否证实该推断作出判断，并阐明理由

【答案】⑴ATP和NADPH

(2)T-DNA

⑶①变化的光强；光强变化的规律性；缺乏PS回复合物提高

⑷不能证实。观察结果为，与野生型相比较B基因突变体的淀粉颗粒明显小而少；无法证实B蛋白参与PS0

复合物的组装，但支持PS0复合物帮助适应变化的光强

【分析1光合作用的过程分为光反应和暗反应两个阶段，光反应的场所为类囊体薄膜，包括水的光解生成

还原氢和氧气，以及ATP、NADPH的合成；暗反应的场所为叶绿体基质，包括二氧化碳的固定和三碳化合

物的还原两个过程。

【详解】（1）光反应产生ATP和NADPH,影响暗反应有机物的合成。

（2）农杆菌侵染植物细胞，其Ti质粒上的T-DNA会随机整合到拟南芥的核基因组中，因而可得到类囊体腔

内蛋白基因发生突变的突变体。

（3）由图可知，光照强度及其变化规律属于自变量；突变体表现为缺乏PS团复合物，从而导致bed三组生

长状况变差，a组光强下无论突变生长状况均一致，说明PSm复合物可提高植物对变化光强的适应。

（4）由图可知，观察结果为，与野生型相比较B基因突变体的淀粉颗粒明显小而少：无法证实B蛋白参与

PSE复合物的组装，但支持PSI3复合物帮助适应变化的光强。

【解题秘籍】一、基础层：审题干，抓核心

明确实验目的、分组设计与观测指标，定位核心考查点（如误差分析、结果解读）。提取关键条件（如变

量处理、无关变量控制），搭建“目的一设计一结果”的分析框架。

二、进阶层：析逻辑，找问题

对照实验原则（单一变量、对照、重复），排查设计缺陷（如变量混淆、缺乏对照）。解读结果与现象，

推导因果关系（如异常结果一变量控制不当），建立“设计一结果一原因”逻辑链。

三、拔高层：避陷阱，验结论

警惕“结论超范围”“因果颠倒”“忽略无关变量影响”陷阱，结合教材原理验证推导。确保分析既贴

合实验设计细节，又符合生物学本质，结论与实验数据高度匹配。

审题干：抓目的+提条件

_________I_________

析逻辑：找缺陷+推因果

________J________

验结论：避陷阱+合原理

【变式应用11随着生活水平提高，糖尿病发病率逐年增长，研究显示，我国糖尿病发病率跃居全球第一,

可能与我国饮食文化中主食多以碳水化合物为主有关。下表是市场上几种糖尿病药物及作用机理，回答下

歹U问题：

药物作用机理

格列本

刺激相关胰岛细胞分泌胰岛素

曝

二甲双抑制肝糖原分解，同时增强相关细胞胰岛素受体的敏感

性

曲格列通过增加细胞内前萄糖转运体的生成，提高细胞

酮摄取前萄糖的效率，但会增加心脑血管疾病的发生概率

阿卡波通过延缓小肠对碳水化合物的吸收来降

糖低餐后血糖峰值并且降低血糖波动

⑴人体血糖的主要来源有、肝糖原分解和脂肪等非糖物质的转化这三条途径。

⑵根据表中信息可知，格列本版作用的受体细胞是,二甲双胭和曲格列酮不适合用于治疗

(填“1〃或“2〃)型糖尿病。

⑶某研究小组推测阿卡波糖的降糖效果强于二甲双胭，并设计了以下实验来验证此推测，请完善实验方案，

并预期实验结果。

材料：生理状况相同的健康雄性小鼠若干，生理盐水，升血糖药物X,药物二甲双呱，药物阿卡波糖。药物

均用生理盐水配制。

①实验方案：

团.将生理状况相同的健康雄性小鼠随机均分为A、B、C三组，每天每只小鼠注射，使它们成为高

血糖模型小鼠，在相同且适宜的条件下饲养一段时间，定期测量血糖，并计算各组小鼠血糖平均值。

EI.A组每天每只小鼠服用；B组每天每只小鼠服用等量的二甲双胭药物；C组作为对照组，每天每

只小鼠服用o在相同且适宜的条件下饲养一段时间，定期测量血糖，并计算各组小鼠血糖平均

值。

团比较各组小鼠血糖变化的平均值。

②预期实验结果：。

【答案】(1)食物中的糖类消化、吸收

(2)胰岛B细胞1

(3)适量升糖药物X适量阿卡波糖药物等量的生理盐水A组小鼠血糖降低的平均值明

显大于B组，C组小鼠的血糖含量无明显变化

【分析】当血糖浓度升高到一定程度时.，胰岛B细胞的活动增强，胰岛素的分泌量明显增加。体内胰岛素

水平的上升，一方面促进血糖进入组织细胞进行氧化分解，进入肝、肌肉并合成糖原，进入脂肪细胞和肝

细胞转变为甘油三酯等：另一方面又能抑制肝糖原的分解和非糖物质转变成葡萄糖。这样既增加了血糖的

去向，又减少了血糖的来源，使值糖浓度恢复到正常水平。当血糖浓度降低时，胰岛A细胞的活动增强，

胰高血糖素的分泌量增加。胰高血糖素主要作用于肝，促进肝糖原分解成葡萄糖进入血液，促进非糖物质

转变成糖，使血糖浓度回升到正常水平。胰岛索和胰高血糖素共同维持血糖含量的稳定，血糠的平衡还受

到神经系统的调节。例如，当血糖含量降低时，下丘脑的某个区域兴奋，通过交感神经使胰岛A细胞分泌

胰高血糖素，使得血糖含量上升。另外，神经系统还通过控制甲状腺和肾上腺的分泌活动来调节血糖含量。

【详解】（1）人体血糖的主要来源有食物中的糖类消化、吸收、肝糖原分解和脂肪等非糖物质的转化。

（2）根据题目信息，能够分泌胰跖素的是胰岛B细胞，而格列本服促进胰岛素分泌，说明其作用的受体细

胞是胰岛B细胞。1型糖尿病是指胰岛B细胞受到破坏或免疫损伤导致胰岛素缺乏，此种糖尿病可通过注射

胰岛素治疗。2型糖尿病是指机体组织细胞对胰岛素的敏感性降低，导致腆岛素不能正常发挥作用。二甲双

呱能增强相关细胞胰岛素受体的敏感性，曲格列酮能增加细胞内葡萄糖转运体的生成，提高细胞摄取葡萄

糖的效率，因此二甲双弧和曲格列酮不适合用于治疗2型糖尿病。

（3）（3.实验材料提供的小鼠为健康小鼠，但实验目的是验证阿々波糖的降糖效果强于二甲双服，因此需要

先将所有小鼠通过药物X变成高血糖模型小鼠，故将生理状况相同的健康雄性小鼠随机均分为A、B、（:三

组，每天每只小鼠注射适量升糖药物X,使它们成为高血糖模型小鼠。

因将生理状况相同的健康雄性小鼠随机均分为A、B、C三组，对照组（C组）服用生理盐水，实脸组分别服

用阿卡波糖药物（A组）和二甲双胭药物（B组）。通过比较注射药物前后血糖变化来判断降糖的情况。

回.若阿卡波糖的降糖效果强于二年双胭，则A组小鼠血糖降低的平均值明显大J--B组，C组.小鼠的血糖含量

无明显变化。

【变式应用215-氨基乙酰丙酸盐酸盐（5-ALA）为白色或淡黄色粉末或结晶，易溶于水，对热和光比较

敏感，遇热和光照条件下易分解。科研人员为了探究一定浓度的盐胁迫下，不同浓度的5-ALA对番茄幼苗

生K特性的影响，进行了相关实验，实验结果如下表所示。回笞下列问题：

根体积叶表面积总叶绿素

处理

/cm3/cm2/mg-g-1

CK（对照）0.252523.72

lOOmmol-L'NaCl0.171702.85

1OOmmol-1/NaCl+0.25ingL-15-ALA0.433264.22

1OOmmol-L-|NaCl+0.50ingL-15-ALA0.322543.68

⑴实验前，如何保存5-ALA?o

⑵该实验的自变量有。

⑶据表分析，lOOmmolL'NaCl对番加幼苗的影响有。

⑷为了得到在lOOmmoLL-NaCI胁迫下，5-ALA对番茄幼苗生长的最适宜浓度，则该科研人员已做的实验,

可以称为实验。请写出正式实验操作思路：o

⑸丙二醛是植物细胞在逆境条件卜.发生膜脂过氧化作用的产物，其含量可以反映细胞的损伤程度。若要对

各组番茄幼苗体内的丙二醛进行测量，测最结果为,可以得出5-ALA能消除盐胁迫对番茄细胞造

成的氧化损伤的结论。

【答案】（1）在低温、避光条件下保存

（2）NaCI的有无、5-ALA的浓度

⑶抑制番茄幼苗根体积增大、叶表面积扩大、总叶绿素含量增加

⑷预实验在lOOmmol•L-1NaCI胁迫下，设置一系列5-ALA的浓度梯度，测定番茄幼苗生长指标,

确定最适浓度

⑸CK组丙二醛含量＜加5-ALA组丙二醛含量＜lOOmmol•WNaCI组丙二醛含量

【分析】光合作用包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上，色素吸收、

传递和转换光能，并将一部分光能用于水的光解生成NADPH和轨气，另一部分光能用于合成ATP,暗反应

发生场所是叶绿体基质中，首先发生二氧化碳的固定，即二氧化碳和五碳化合物结合形成两分子的三碳化

合物，三碳化合物利用光反应产生的NADPH和ATP被还原。

【详解】（1）5-ALA对热和光比较敏感，遇热和光照易分解，吁以保存需避免热和光，低温可降低化学反

应速率，避光可防止光分解，故需在低温、避光条件下保存。

（2）实验中，一组是不加NaCI（CK组）、力IIlOOmmol•WNaCI组，另一变量是5-ALA的浓度（0、0.25、

0.50mg-L-1）,这两个因素是自变量。

（3）对比CK组（无NaCI）和lOOmmol•WNaCI组，NaCI处理后根体积（0.25T0.17）、叶表面积（2529170）、

总叶绿素（3.72今2.85）均下降，说明NaCI抑制根、叶生长及叶绿素合成。

（4）已做的实验可确定5-ALA有作用及大致有效范围，属于预实验；正式实验需在有效范围内设置更精

细的5-ALA浓度梯度，所以应该在lOOmmol-UNaCI胁迫F，设置一系列5-ALA的浓度梯度，测定番茄

幼苗生长指标，确定最适浓度。

(5)5-ALA能消除氧化损伤，则盐胁迫(NaCI组)会使膜过氧化增强，丙二醛最多；加5-ALA后损伤减

轻，丙二醛减少；CK组无盐胁迫，丙二醛最少。故测量结果需体现CK组丙二醛含量动口5-ALA组丙二醛含

量＜lOOmmol•L-1NaCI组丙二醛含量。

【变式应用3](2025•全国二卷•高考真题)母亲孕期肥胖或高E糖会增加后代患肥胖和代谢疾病的风险。

科学家用小鼠进行实验，研究孕前高脂饮食对子代代谢调节的影响。

⑴从孕前4周开始，实验组雌鼠给予高脂饮食，对照组雌鼠给予正常饮食，食物不限量。测定妊娠第20天

两组孕鼠相关代谢指标，结果如下表。

胰岛素抵抗脂肪含量瘦素含量脂联素含量

分组体重(g)

指数(mg/dL)(ng/dL)(Hg/dL)

对照

38.834425237107

组

实验

49.14.893446.95.6

组

①正常情况下，体脂增加使脂肪细胞分泌的瘦素增多，瘦素经_________运输作用于下丘脑饱中枢，抑制

食欲，减少脂肪合成，该机制为调节。表中结果显示，实验组孕鼠瘦素含量,但瘦素并

没有发挥相应作用，这种现象称为“瘦素抵抗”。

②脂联素是脂肪细胞分泌的一种多肽激素，能增加细胞对胰岛素的敏感性。据此推测实验组孕鼠出现胰岛

素抵抗的原因是o

(2)24周龄时，给两组子代小鼠空腹注射等量的他萄糖或胰岛素，检测结果如图1。

注射葡萄糖以后的时间(min)注射胰岛素以后的时间(min)

图1

图1结果显示，与对照组相比，，推测实验组子鼠出现了“胰岛素抵抗〃。

⑶研究发现，幼鼠脂肪组织的瘦素和脂联素含量与各自母鼠均呈正相关。测定幼鼠脂联素基因和瘦素基因

的表达量、基因启动子所在区.域的组蛋白甲基化水平，结果如图2。

-

脂联素基因相关数据箱

6o

哈

13渴

鼠

睦

05o阱

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4o击

鼎

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-3崩

6

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3o病

左

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卡

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21O孟

注

鲤

直

00逾

时照组实验组对照组实验组

2

①结果显示，实验组通过_______脂联素基因启动子所在区域的组蛋白甲基化水平，从而,影响脂

联案的合成，使组织细胞对胰岛素的敏感性降低。

②瘦素基因的表达量与其启动子所在区域的组蛋白甲基化水平呈_______相关。但由于血脂过高会抑制瘦

素向脑内运输，导致瘦素抵抗，引起肥胖。

⑷根据该项研究结果，对备孕或孕期女性提出合理建议：（写出两点）。

【答案】（1）