2026年高考生物终极冲刺：压轴题06 实验探究专项突破（5大题型精析）（全国适用）（解析版）

/压轴题06实验探究专项突破（5大题型精析）命题预测实验探究是高考生物的核心压轴模块，选择+非选择双重覆盖，非选择常以实验设计、分析评价大题、实验思路完善等形式出现，是拉开分数差距的关键，需专项突破。2026命题趋势：强化真实科研、生产生活情境创设，多取材于农业种植、生态保护、疾病研究等场景，突出“假说-演绎法”“对照原则”的应用，侧重考查科学思维、实验设计与长句规范表达能力。备考关键：夯实实验核心原则与方法，精练情境类真题，熟练“变量控制、结果预测、误差分析”三类答题模板，规范术语表述，提升压轴题解题效率。高频考法1.实验变量控制与对照设计2.实验步骤完善与逻辑分析3.实验结果预测与数据处理4.实验误差分析与评价改进5.基于真实情境的实验探究设计知识·技法·思维题型01实验变量控制与对照设计类别具体内容重点知识1.变量类型：自变量（人为改变的变量）、因变量（随自变量变化的变量）、无关变量（需保持一致的变量，避免干扰实验结果）；2.对照原则：空白对照（不施加实验处理，如清水组）、相互对照（各组均为实验组，相互对比）、自身对照（同一对象前后对比，如同一叶片遮光与曝光）、条件对照（施加与实验处理相关的对照处理，如用已知浓度的标准液对照）；3.单一变量原则：实验组与对照组仅一个自变量不同，其余无关变量（如温度、pH、浓度、处理时间）需严格控制一致且适宜答题技巧1.变量判断模板：“探究X对Y的影响”中，X为自变量，Y为因变量，其余影响Y的因素均为无关变量；2.对照设计技巧：根据实验目的选择对照类型，如“验证某激素的作用”需设空白对照（生理盐水组）和实验组（激素处理组）；>3.无关变量控制表述：常用“相同且适宜”，具体答题时需明确，如“各组实验材料的种类、数量、生长状况相同，培养温度、pH、光照时间等条件相同且适宜”题型02实验步骤完善与逻辑分析类别具体内容重点知识1.实验步骤基本框架：分组编号→设置自变量（施加实验处理）→控制无关变量（培养、处理条件）→观察记录因变量（检测指标、记录数据）；2.关键步骤要求：分组需随机均等（避免偶然误差），处理需明确剂量、时间、方式（如“用10μg/mL的某试剂处理幼苗，每天1次，持续7天”），检测指标需可观测、可量化（如“测量株高、统计萌发率、检测OD值”）；.逻辑关系：步骤之间需遵循“因果对应”，如先设置自变量，再控制无关变量培养，最后检测因变量答题技巧1.步骤补全模板：“第一步：取若干生长状况一致的实验材料，随机均分为A、B、C…组，编号；第二步：A组施加自变量处理，B组设对照处理，其余组根据实验目的调整，各组无关变量保持一致；第三步：将各组置于相同且适宜的条件下培养、处理一段时间；第四步：观察并记录各组因变量（具体检测指标）”；2.步骤纠错技巧：重点检查是否遵循“单一变量”“随机分组”，是否明确处理剂量和时间，检测指标是否合理。题型03实验结果预测与数据处理类别具体内容重点知识1.结果预测类型：定性预测（如“实验组比对照组生长更快”“实验组出现某现象，对照组无”）、定量预测（如“实验组平均株高比对照组长5cm”“实验组萌发率为85%，对照组为30%”）；2.数据处理方法：统计分析（计算平均值、标准差）、图表呈现（柱状图、折线图、表格，需标注横坐标、纵坐标、单位、图例）；.结果与结论的关系：结论需基于实验结果，呼应实验目的，不可超出实验变量的影响范围答题技巧1.结果预测模板：“若实验组因变量比对照组（显著）升高/降低/出现某现象，则说明X对Y有促进/抑制/某作用；若实验组与对照组无显著差异，则说明X对Y无影响”；2.图表答题要点：横坐标为自变量（如“试剂浓度”），纵坐标为因变量（如“酶活性”），需标注单位，数据点需对应实验分组，折线图需平滑连接，柱状图需标注误差线（若有）；>3.结论表述规范：“根据实验结果可知，在本实验条件下，自变量X能（显著）影响因变量Y，具体表现为……”（避免绝对化表述，如“一定”“必然”）题型04实验误差分析与评价改进类别具体内容重点知识1.误差类型：系统误差（由实验装置、方法、试剂等引起，可重复出现，如仪器精度不足、试剂不纯）、偶然误差（由偶然因素引起，如操作失误、读数偏差）；2.误差影响：导致实验结果偏离真实值，需通过改进实验设计减少误差；3.实验评价维度：变量控制是否严格、对照设计是否合理、步骤逻辑是否连贯、检测指标是否科学、重复次数是否足够（避免偶然误差）答题技巧1.误差分析模板：“某误差因素（如温度波动、试剂浓度不均）导致因变量测量值偏高/偏低，原因是……”（结合实验原理分析，如“温度过高导致酶活性下降，使反应产物减少，检测值偏低”）；>2.改进措施技巧：针对误差来源提出解决方案，如“仪器精度不足→更换精密仪器”“偶然误差→增加重复次数，取平均值”“无关变量干扰→优化无关变量控制条件”；3.实验评价答题：先肯定合理之处，再指出不足，最后提出改进建议，如“实验分组合理，但未设置空白对照，建议增加不加处理的空白对照组，排除无关变量干扰”题型05基于真实情境的实验探究设计类别具体内容重点知识1.情境类型：农业生产（如探究某肥料对作物产量的影响）、生态保护（如探究某污染物对水生生物的毒性）、疾病研究（如探究某药物对细胞增殖的抑制作用）；2.探究流程：提出问题→作出假设→设计实验→实施实验→分析结果→得出结论；核心要求：实验设计需贴合情境实际，变量控制可行，检测指标可操作，结论具有实践意义答题技巧1.情境分析技巧：快速提取“实验目的”（如“探究某农药对害虫的防治效果”）、“限制条件”（如“实验室条件”“田间条件”“成本限制”）；.实验设计模板：“基于情境提出假设→根据假设设置自变量（如农药浓度梯度）→控制无关变量（如害虫种类、数量、培养条件）→选择可量化的因变量（如害虫死亡率、取食量）→设计对照实验→预测结果并得出结论”；3.长句表达规范：按“假设→设计思路→预期结果→结论”分层作答，如“假设：某农药浓度越高，对害虫的防治效果越好；设计思路：取相同种类、大小一致的害虫，随机分为5组，分别用不同浓度的该农药处理，对照组用清水处理，相同条件下培养24小时，统计各组害虫死亡率；预期结果：随着农药浓度升高，害虫死亡率逐渐升高；结论：该农药对害虫有防治作用，且在一定范围内浓度越高，防治效果越好”典例·靶向·突破题型01实验变量控制与对照设计玉米是我国主要的粮食作物之一，属于C4植物，C4途径的过程如下图所示。(1)玉米维管束鞘细胞中的叶绿体只能进行暗反应，原因是其缺少了___________（结构）。维管束鞘细胞进行暗反应所需的CO2来源有___________。(2)研究人员用14C标记的大气中CO2来追踪玉米进行C4途径时C的转移路径。请写出最可能的转移途径是___________（用物质和箭头表示）。(3)玉米是一种雌雄同株、异花受粉的植物，雄穗位于植株的顶端，雌穗位于植株的中部。为促进玉米增产，某实验小组采用了隔行去雄、去顶叶的方法进行分组实验，产量数据如图所示。①据图分析，该实验的自变量是___________，第___________顶叶的光合产物主要供给雌蕊，判断的理由是___________。②去雄能增产的原因是___________。【答案】(1)基粒（或“类囊体”或“类囊体薄膜”）C4分解、呼吸作用(2)(3)①是否去雄、顶部去除叶片的数量2、3理由：玉米的产量主要由雌蕊上的果实来决定，通过D1和D0对比可知，去雄后摘除第1顶叶产量上升，说明第1顶叶的光合产物未供给雌蕊；通过D2与D1、D3与D2对比可知，摘除第2、3顶叶后产量均下降，说明第2、3片顶叶的光合产物供给雌蕊。（未写出组别对比不给分）②雄蕊不能进行光合作用，去除雄蕊能减少光合产物的消耗。【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和氧气，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）维管束鞘细胞只能进行暗反应，是因为其叶绿体结构特殊，缺少基粒。光反应（水的光解、ATP和NADPH的生成）主要在叶绿体的类囊体薄膜上进行，而基粒由类囊体堆叠而成，缺少该结构就无法进行光反应。维管束鞘细胞进行暗反应所需的CO2主要有两个来源，首先是C4分解，这是最主要的来源。叶肉细胞固定的C4化合物被运输到维管束鞘细胞后，分解释放出CO2，使得这里的CO₂浓度远高于大气，提高了光合效率。其次是呼吸作用，细胞自身的呼吸作用也会产生CO2，可被直接利用。（2）在叶肉细胞中，大气中的14CO2被PEP固定，形成含14C的四碳化合物（C4）。C4化合物进入维管束鞘细胞，释放出含14C的CO2。在维管束鞘细胞中，这个14CO2被C5化合物（RuBP）固定，形成两个含14C的三碳化合物（C3）。C₃化合物经过还原等一系列反应，形成含14C的糖类等有机物。部分C3化合物会经过复杂变化，再生为用于固定CO2的C5化合物，这个C₅也会带上14C，使循环得以继续。（3）根据实验设计，研究者改变了两个条件：一是是否去雄，二是在此基础上去除不同数量的顶部叶片。对比CK和D1：去除第1片顶叶后，产量反而上升。这说明第1片顶叶的光合产物主要不是供给雌穗的，而是供给位于顶端的雄穗。去除它和雄穗后，节省的养分被转运至雌穗，从而提高了产量。因此，第1片顶叶主要供给雄穗。对比D1、D2和D3：在D1的基础上，再去除第2、3片叶，产量均显著下降。这说明第2、3片顶叶是供给雌穗的主力。雄穗本身基本不进行光合作用，却需要消耗大量由叶片制造的有机物（光合产物）来生长和发育。去除雄穗，使得更多的有机物能被分配给真正形成产量的雌穗，从而实现增产。题型02实验步骤完善与逻辑分析1、长期夜间过多光照会增加患糖尿病、肥胖的风险。哺乳动物感光主要依赖视网膜上的视锥细胞、视杆细胞和ipRGC细胞三类感光细胞。回答问题：(1)已知视网膜上的感光细胞ipRGC对蓝光敏感，但对红光不敏感。“敏感”是指ipRGC能将光刺激转化成______，据此分析，视网膜上的感光细胞ipRGC属于反射弧中的______。(2)神经细胞的静息电位约﹣70mV，神经细胞静息电位形成的主要原因（机制）是______。研究发现黑暗中人视杆细胞的静息电位约﹣40mV，已知黑暗中视杆细胞质膜对Na+、K+都有较高的通透性，视杆细胞静息电位绝对值小于神经细胞的原因是______。(3)为研究光调节葡萄糖代谢的机制，研究人员进行了以下实验：【实验一】：对①全盲、②ipRGC细胞不感光、③视锥细胞和视杆细胞不感光的三种小鼠，在黑暗和光照条件下分别进行葡萄糖代谢能力AUC检测，结果如图1所示。【实验二】：分别损毁感光正常小鼠下丘脑的SCN区和SON区，在黑暗和光照条件下进行葡萄糖代谢能力检测，结果依次如图2所示。据图1和图2写出光通过神经调节影响糖代谢的信号传导途径是：光→______细胞→传入神经→下丘脑的______区域。(4)研究表明，过多光照会引起棕色脂肪细胞产热量减少。为验证过多光照是通过相关神经调节棕色脂肪细胞的产热过程，完善以下实验。【实验步骤】：①将30只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组。②对甲组小鼠给予适量自然光照，对乙组小鼠______，对丙组小鼠______。③将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间。④检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。【预期结果】：三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量：丙组≥甲组＞乙组。【答案】(1)电信号感受器(2)神经细胞外的K+浓度比膜内低，静息状态时膜主要对K+有通透性，造成K+外流K+外流的同时发生Na+内流，导致视杆细胞静息电位绝对值变小(3)ipRGCSON(4)给予过多光照切断相关神经并进行过多光照【分析】本题主要考查了神经调节相关的核心知识点，具体包括：1、反射弧的结构与功能：比如感受器的识别（ipRGC属于感受器）、信号的转化（光能→电信号）。2、静息电位的形成机制：K⁺外流的基础原理，以及不同细胞静息电位差异的原因分析。3、神经调节的信号传导路径：光信号通过感光细胞（ipRGC）到神经中枢（下丘脑SCN区域）的调控路径探究。4、实验设计与变量控制：通过三个实验探究光调节葡萄糖代谢的机制，包括不同小鼠（全盲、ipRGC不感光、视锥和视杆细胞不感光）在黑暗和光照下的葡萄糖代谢检测，以及损毁下丘脑不同区域（SCN区和SON区）后的代谢检测，还涉及光暴露与棕色脂肪细胞代谢、神经调节关系的实验设计，为考查光对代谢调节的途径、机制及实验逻辑分析提供素材。【详解】（1）ipRGC在蓝光的刺激下可作用于小鼠脑中相关神经通路，说明ipRGC细胞能将光刺激转化为电信号，沿传入神经传至神经中枢。此时，ipRGC细胞充当感受器。（2）神经细胞静息电位形成的主要原因是静息状态时膜对K+通透性高，K+外流；黑暗中视杆细胞质膜对Na+、K+都有较高的通透性，静息时，K+外流的同时发生Na+内流，导致视杆细胞静息电位绝对值变小。（3）对于实验一的结果图1，可以看到在黑暗条件下，三种小鼠AUC相等，而在光照条下，只有ipRGC细胞感光的那组小鼠AUC明显偏高，可以判断：光影响糖代谢功能是由ipRGC介导的。对实验二结果图2，图2中损伤了SCN的小鼠在光照条件下AUC明显高于损伤了SON的小鼠AUC，以及题干信息ipRGC对下丘脑的发出密集的神经纤维，可判断：ipRGC介导的光影响糖代谢功能与下丘脑的SON区有关，综上，实验表明光可通过神经调节的方式影响糖代谢，其信号传导途径是：光→视网膜ipRGC细胞→传入神经→下丘脑SON区。（4）本实验要验证过多光照是通过相关神经调节棕色脂肪细胞的产热过程，自变量为是否过多光照（光照时间）和是否含有相关神经，因变量为棕色脂肪细胞产热量。实验步骤：①分组编号：将30只生理状态相似的健康空腹小鼠随机均分为甲、乙、丙三组。②变量处理：本实验的自变量是光照时间和是否含有相关神经，且需验证过多光照会引起棕色脂肪细胞产热量减少，故对甲组小鼠给予适量自然光照，对乙组小鼠给予过多光照，对丙组小鼠切断相关神经并进行过多光照。③无关变量相同且适宜：将三组小鼠置于相同且适宜的环境下培养一段时间。④因变量检测：检测并比较三组小鼠的棕色脂肪细胞产热量。题型03实验结果预测与数据处理关于“探究植物生长调节剂α萘乙酸（NAA）的应用”实验，下列叙述正确的是（）A．一般选择多年生且粗壮的枝条作为实验材料B．NAA是人工合成的生长素类植物生长调节剂，分子结构与植物生长素完全不同C．浸泡法处理要把整个枝条浸泡在NAA溶液中D．数据处理时必须取每组所有记录结果的平均值【答案】B【详解】A、通常选择一年生且生长旺盛的枝条作为实验材料，因其细胞分裂能力强，易生根，而多年生粗壮枝条生根困难，A错误；B、NAA是人工合成的生长素类似物，虽与天然生长素分子结构不同，但具有相似的生理效应，B正确；C、浸泡法处理时，只需将枝条的基部浸泡在NAA溶液中，并非整个枝条，C错误；D、数据处理需剔除异常值后再取平均值，而非强制要求所有数据均参与计算，D错误。故选B。题型04实验误差分析与评价改进马拉松长跑是一种高强度、长距离的竞技运动，分全程马拉松，半程马拉松和四分马拉松三种。通过赛事，进一步倡导了健康的生活方式，弘扬挑战自我、坚韧不拔的马拉松精神，号召大家运动起来，增强体质，以积极的心态去迎接美好的品质生活。

(1)进行运动时，汗液大量排出，细胞外液减少，下丘脑合成的抗利尿激素_______（填“增多”或“减少”），促进肾小管和集合管对水的重吸收，同时肾上腺皮质分泌的_______增加，促进肾小管和集合管对Na+的重吸收，有利于维持血液中离子含量的平衡。(2)如图为抗利尿激素调节肾小管上皮细胞对水的通透性变化示意图，图中A、B、C代表不同的结构或物质，a、b代表含水通道蛋白囊泡的不同转运过程。从水通道蛋白的角度，结合抗利尿激素的作用，分析当抗利尿激素减少时，尿量增多的原因是________。(3)研究发现，饮酒后乙醇会抑制抗利尿激素的释放，为验证这种说法，研究小组将若干实验大鼠随机均分成两组，甲组大鼠灌胃适量乙醇溶液，乙组大鼠灌胃等量蒸馏水，半小时后检测并比较两组大鼠的尿量差异。请评价该实验是否合理，若合理，请说明理由，若不合理请改进实验方案。______，理由/改进方案：________。(4)机体血浆中大多数蛋白质由肝细胞合成。肝细胞合成功能发生障碍时，组织液的量______（填“增加”或“减少”）。临床上可用药物A竞争性结合醛固酮受体增加尿量，以达到治疗效果，从水盐调节角度分析，该治疗方法使组织液的量恢复正常的机制为_______。【答案】(1)增多醛固酮(2)抗利尿激素减少时，水通道蛋白合成减少;含水通道蛋白的囊泡由a过程与细胞膜融合过程减弱;水通道蛋白经由b过程被回收增强等会引起尿量增多(3)不合理半小时后检测并比较两组大鼠抗利尿激素的含量(4)增加药物A竞争性结合醛固酮受体，使得肾小管减少对钠离子的重吸收，细胞外液渗透压降低，抗利尿激素分泌量减少，水的重吸收减少，从而减轻组织水肿【分析】进行体育运动时，汗液大量排出，细胞外液减少，渗透压升高，下丘脑合成的抗利尿激素增多，促进水的重吸收，同时肾上腺皮质分泌的醛固酮增加，促进对Na+的重吸收，有利于维持血液中离子含量的平衡【详解】（1）进行体育运动时，汗液大量排出，细胞外液减少，渗透压升高，下丘脑合成的抗利尿激素增多，促进水的重吸收，同时肾上腺皮质分泌的醛固酮增加，促进对Na+的重吸收，有利于维持血液中离子含量的平衡。（2）抗利尿激素减少时，水通道蛋白合成减少；含水通道蛋白的囊泡由a过程与细胞膜融合过程减弱;水通道蛋白经由b过程被回收增强等会引起尿量增多。（3）为验证乙醇是通过抑制抗利尿激素的释放来影响尿量的，需要检测比较半小时后两组大鼠抗利尿激素和尿量的差异，因为只检测两组大鼠尿量的差异，无法确定乙醇是否抑制了抗利尿激素的释放，因此该实验不合理，改进方案为:半小时后检测并比较两组大鼠抗利尿激素的含量。（4）根据题意，肝细胞合成功能发生障碍时，血浆中蛋白质含量会减少，血浆渗透压会下降，更多的水会流向组织液，使组织液含量增加。药物A竞争性结合醛固酮受体，使得肾小管减少对钠离子的重吸收，细胞外液渗透压降低，抗利尿激素分泌量减少，水的重吸收减少，从而减轻组织水肿。题型05基于真实情境的实验探究设计学习以下材料，回答（1）～（4）题。细菌基因转录激活的新策略利用工程菌生产化合物时，往往用强启动子驱动目的基因过表达以实现高产。研究者以一种固氮菌——施氏假单胞菌菌株P为研究对象，开发了一种基因转录激活新策略。菌株P固氮所需的酶是由一组基因编码的，这样的一组基因叫作一个操纵子（图1）。该操纵子转录时，转录激活因子A蛋白结合到启动子（UAS）上并招募RNA聚合酶，开始转录，转录产生的mRNA中来自3个基因的产物有独立的起始密码和终止密码，会被翻译产生3种独立的蛋白质。无A蛋白时，UAS也具有较低活性。将UAS与编码A蛋白的A基因连接后导入菌株P中，用菌株P组成型强启动子作为对照。与对照组相比，实验组固氮酶基因的转录水平明显较高。表明这种基因转录激活策略是有效的。基于上述调控原理，构建灵菌红素合成基因（pig）操纵子（图2），并导入菌株P。检测发现，导入操纵子1、3的菌株A基因和pig基因转录量均很高，而导入操纵子2的菌株相关基因转录水平很低。据此推测：操纵子中，启动子下游第一个基因影响后面基因的转录水平。进一步研究发现，转录时被解开的DNA模板链会折叠形成二级结构，影响RNA聚合酶通过，不同基因转录时形成的二级结构强度不同。为验证这一理论，以荧光素酶基因（LUC）为报告基因，构建“组成型强启动子—G基因—LUC基因”操纵子，分别突变其中G基因的近启动子端、远启动子端和中间序列，导入受体菌并给予其荧光素酶底物，发现只有近启动子端形成强二级结构时，受体菌荧光水平较低，表明LUC基因转录受阻。上述研究为提高工程菌产量提供了新的思路和方法。(1)细菌的基因转录是以_______为模板合成mRNA的过程。除mRNA以外，参与细菌基因表达的其他RNA有_______。(2)对文中“基因转录激活策略”的理解，正确的叙述包括_______。A．需转录激活因子及其调控的启动子联合使用B．通过负反馈调节机制来实现目的基因过表达C．解决了传统过表达受限于启动子强度的问题D．可直接用于所有工程菌目标产物的工业生产(3)运用文中信息解释操纵子2无法转录而操纵子3转录量很高的原因。________。(4)工程菌构建工作中，在将与特定启动子连接的目的基因导入受体菌前，往往用图3所示报告系统检测该启动子在受体菌中的活性。请对其进行改造，使其能反映表达载体导入后工程菌中启动子的真实活性_______。【答案】(1)DNA的一条链rRNA、tRNA(2)AC(3)操纵子2转录时，A基因的模板链在近启动子E端部位形成强二级结构，阻止RNA聚合酶通过，导致转录水平低；操纵子3中，pig基因模板链在近启动子端部位形成的二级结构强度较低，不影响转录(4)【分析】基因表达载体的构建（基因工程的核心）：1、基因表达载体构建的目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在并且可以遗传给下一代并表达和发挥作用。2、基因表达载体的组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因等。（1）启动子在基因的首段，它是RNA聚合酶的结合位点，能控制着转录的开始；（2）终止子在基因的尾端，它控制着转录的结束；（3）标记基因便于目的基因的鉴定和筛选。【详解】（1）细菌的基因转录是以DNA的一条链为模板合成mRNA的过程。除mRNA以外，参与细菌基因表达的其他RNA还有tRNA和rRNA。（2）AC、依据文中信息可知，将UAS与编码A蛋白的A基因连接后导入菌株P中，用菌株P组成型强启动子作为对照。与对照组相比，实验组固氮酶基因的转录水平明显较高，且操纵子转录时，转录激活因子A蛋白结合到启动子（UAS）上并招募RNA聚合酶，开始转录，说明了基因转录激活需要转录激活因子及其调控的启动子联合作用，同时解决了传统表达受限于启动子强度的问题，AC正确；B、依据文中信息无法得出基因过表达是通过负反馈调节来实现的结论，B错误；D、目的菌需要经过鉴定和筛选后才能用于目标产物的工业生产，D错误。故选AC。（3）依据文中信息：操纵子中，启动子下游第一个基因影响后面基因的转录水平，转录时被解开的DNA模板链会折叠形成二级结构，影响RNA聚合酶通过，不同基因转录时形成的二级结构强度不同，结合操纵子2的结构可知，之所以操纵子2无法转录而操纵子3转录量很高，其原因在于，操纵子2转录时，A基因的模板链在近启动子E端部位形成强二级结构，阻止RNA聚合酶通过，导致转录水平低；而操纵子3中，pig基因模板链在近启动子端部位形成的二级结构强度较低，不影响转录，所以转录水平高。（4）依据文中信息，构建“组成型强启动子—G基因—LUC基因”操纵子，分别突变其中G基因的近启动子端、远启动子端和中间序列，导入受体菌并给予其荧光素酶底物，发现只有近启动子端形成强二级结构时，受体菌荧光水平较低，表明LUC基因转录受阻，所以为使能反映表达载体导入后工程菌中启动子的真实活性，应在LUC基因近启动子端和特定启动子之间添加中间序列，即目的基因启动子近端序列，如图所示：1．下列对实验操作的误差分析和改进措施，正确的是（

）A．探究抗生素对细菌的选择作用实验中抑菌圈直径过大，可能因为滤纸片吸收溶液过多B．绿叶中色素的提取和分离实验中滤纸条上色素带重叠，应换用层析液重新进行分离C．观察减数分裂装片时难以找到初级精母细胞，应扩大观察视野并换用高倍镜快速寻找D．探究植物细胞的吸水和失水实验中质壁分离不明显，可能因选用的蔗糖溶液浓度过高【答案】A【详解】A、探究抗生素对细菌的选择作用实验中抑菌圈直径过大，可能因为滤纸片吸收溶液过多，使实验结果有偏差，A正确；B、绿叶中色素的提取和分离实验中滤纸条上色素带重叠，可能是因为滤液细线太粗造成的，不是层析液的原因，B错误；C、观察减数分裂装片时难以找到初级精母细胞，应扩大观察视野寻找，但换用高倍镜更难找到，换用高倍镜观察需要在低倍镜下找到观察目标的情况下进行，C错误；D、探究植物细胞的吸水和失水实验中质壁分离不明显，可能因选用的蔗糖溶液浓度过低，D错误。2．某实验小组研究了水生植物香蒲和茭白对生活污水的净化效果，污水中N、P的去除率如下表所示。下列叙述正确的是（）总氮去除率（%）总磷去除率（%）对照42.638.8茭白92.883.9香蒲92.794.3混种94.984.7A．香蒲和茭白能吸收污水中的N、P元素，并将其转化为自身的生物量B．香蒲去除污水中N、P及具有防蚊作用都体现了生物多样性的间接价值C．两种植物混合种植净化效果优于单独种植，说明二者存在互利共生关系D．实验设置对照的目的是减小实验误差，且每组植物总株数应为多株且相等【答案】A【分析】人工浮床的原理就是利用浮床植物发达的根系吸附大量悬浮物，靠其中的微生物降解和吞噬作用净化水中的污染物，其次浮床植物在生长过程中还能利用水中的氮、磷污染物；另外人工浮床通过遮光作用来抑制水体中藻类的生长繁殖，可有效防止“水华”发生，提高水的透明度；浮床植物可干燥处理后用来提取Cu、Zn、Hg、Pb等金属，这些植物不适合做家畜饲料，因为会随着食物链进行生物富集，对人体造成伤害。【详解】A、香蒲和茭白能吸收污水中的N、P元素，并将其转化为自身的生物量，促进物质循环，A正确；B、香蒲去除污水中N、P体现了生物多样性的间接价值，但具有防蚊作用体现了直接价值，B错误；C、总氮去除率中，两种植物混合种植净化效果优于单独种植，总磷去除率中，两种植物混合种植净化效果只优于单独种植茭白，同时也不能说明二者存在互利共生关系，C错误；D、实验设置对照的目的是排除其他因素对实验结果的影响，不能减小实验误差，D错误。故选A。3．褐变是果蔬贮藏和加工过程中的常见现象，主要是由多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下催化单酚类物质经系列反应形成黑色或褐色物质引起的。查阅资料知，PPO主要存在于植物细胞的叶绿体中，单酚类物质主要储藏于液泡中，马铃薯PPO催化的最适温度约50℃、最适pH为6.5，参考上述信息，探究马铃薯PPO催化活性与温度的关系，完善实验步骤并预期实验结果。(1)主要器材：马铃薯PPO酶液，底物____________________，恒温水浴锅，试管若干，分光光度计(说明：分光光度计可测得溶液的吸光率OD，溶液颜色越深，OD值越高)(2)实验步骤：a.取试管5支,编号A、B、C、D、E,分别加入等量的pH6.5的马铃薯PPO酶液。另取试管5支,编号为A′、B′、C′、D′和E′,加入等量的底物。b.将上述试管A和'A'、B和B'、C和C'、D和D'、E和E'分别放入温度为30℃、________________________的5个恒温水浴锅中放置1~2分钟。c.将试管A′的底物倒入A试管中，摇匀后放入__________________中，其他4组试管的溶液也作同样处理。d.经过相同时间，取各组溶液用________________________，并记录。e.统计分析所得数据。(3)为了减少马铃薯块茎的褐变影响，延长其储藏时间，可采取的措施有________________________(写出2点即可)。【答案】(1)单酚类物质(2)40℃、50℃、60℃、70℃相应温度的恒温水浴锅分光光度计测量OD值(3)低温储藏、隔绝氧气储藏、减少物理挤压损伤【分析】酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，酶具有专一性、高效性、需要适宜的温度和pH。【详解】（1）由于要探究马铃薯PPO催化活性与温度的关系，且已知PPO催化单酚类物质反应，所以底物应为单酚类物质。（2）已知马铃薯PPO催化的最适温度约50℃、最适pH为6.5，要探究温度对酶活性的影响时，需要以50℃为中心等梯度设置温度梯度，根据题意可知，需要设置5组，故温度分别设置为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃，将上述试管A和A’、B和B’、C和C’、D和D’、E和E’分别放入温度为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃的5个恒温水浴锅中放置1~2分钟，再将底物和酶在相应的温度下混合，如把A’的底物倒入A试管中，摇匀后放入相应温度的恒温水浴锅中；由于分光光度计可测得溶液的吸光率OD，经过相同时间处理后，取各组溶液用分光光度计测量OD值。（3）温度降低，酶活性下降，马铃薯块茎的褐变速率会减慢，故可以进行低温储藏；物理损伤也易造成褐变，故应减少物理挤压损伤，以延长储藏时间。4．现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，结果见下表。回答下列问题。组别肽链纤维素类底物褐藻酸类底物W1W2S1S2①Ce5-Ay3-Bi-CB+++++++++②Ce5+++③Ay3-Bi-CB+++++④Ay3+++++⑤Bi-CB⑥CB-注：-表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强(1)多糖降解酶的作用机理是____，可通过测定____来表示。(2)据表分析，4段多肽Ce5、Ay3、Bi、CB的功能不同，它们的主要区别还可能有____（多选）。A．基本组成元素不同 B．单体连接方式不同 C．单体序列不同 D．单体数目不同E．单体种类不同 F．合成场所不同 G．多肽链盘曲折叠方式不同(3)据表分析，Bi-CB与Ay3的催化专一性____（填“有关”或“无关”），判断的依据是____。多肽链Ce5与Ay3-Bi-CB的相互作用是____。(4)如需判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB有关，则在上述实验的基础上还应进行适当的改进，改进的基本思路是____。【答案】(1)降低多糖水解时所需的活化能单位时间内多糖的水解量/产物的生成量(2)CDEG(3)无关无论是否加入Bi-CB，Ay3催化的底物种类均未发生改变Ce5对Ay3-Bi-CB的催化专一性和催化活性均没有影响；Ay3-Bi-CB对Ce5催化专一性无影响，但会降低其降解部分纤维素类底物（W2）时的催化活性(4)构建新肽链Ce5-Ay3-Bi，以W1和W2为底物，评价其酶活性，并与组别①进行比较分析【分析】酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA；酶的特性：专一性、高效性、作用条件温和；酶促反应的原理：酶能降低化学反应所需的活化能。【详解】（1）酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，本题的化学反应为多糖水解，则多糖降解酶的作用机理应为降低多糖水解时所需的活化能；其活性可用底物（多糖）的消耗量或产物的生成量来表示。（2）多肽链的单体是氨基酸，形成4段多肽链的氨基酸种类、数目和排列顺序不同，同时4段多肽链盘曲折叠后形成的空间结构也有所不同，但四条多肽的基本组成元素均为C、H、O、N、S，单体均通过肽键相连和合成场所都是核糖体，故选C、D、E、G。（3）据表分析，无论是否加入Bi-CB，Ay3催化的底物种类均未发生改变，可见Bi-CB与Ay3催化专一性无关；由表可知，组别⑤（Bi-CB单独）无活性，说明Bi-CB自身不催化，组别②（Ce5单独）仅降解纤维素类底物（W1、W2），组别③（Ay3-Bi-CB）仅降解褐藻酸类底物（S1、S2），而组别①（Ce5-Ay3-Bi-CB）对两类底物均有活性，但其中S1、S2的活性不变，W2的活性略有下降，这表明Ce5与Ay3-Bi-CB结合后，Ce5对Ay3-Bi-CB的催化专一性和催化活性均没有影响；Ay3-Bi-CB对Ce5催化专一性无影响，但会降低其降解部分纤维素类底物（W2）时的催化活性。（4）如需判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB有关，应该补充的实验是构建新肽链Ce5-Ay3-Bi，以W1和W2为底物，评价其酶活性，并与组别①进行比较分析，若活性不同于组别①，则说明CB与催化活性有关；若活性相近，则无关。5．动物通过将条件刺激（CS）与非条件刺激（US）有效关联建立条件反射进行学习和记忆。真实情况下的CS和US并非总是同时出现，而是存在一定的时间间隔。科学家将能够建立条件反射的CS和US间的最长时间间隔称为“一致性时间窗口”，简称“Tm”。研究人员利用果蝇的“气味-电击”学习记忆模型开展研究。回答下列问题：(1)果蝇对气味甲、乙的偏好无差异。利用图1装置探究气味甲与施加电击两种处理的时间间隔对果蝇建立气味与电击关联的影响。先向训练臂通入气味甲并施加电击，置换新鲜空气之后再通入气味乙，训练后将果蝇转移至测试臂进行测试。①电击会引发果蝇的躲避反应，属于______反射。实验中______作为条件刺激。②测试实验开始时，果蝇全部放在通道中间，一段时间后检测并计算右测试臂果蝇数量减去左测试臂果蝇数量的差值占果蝇总数的比例（PI），绘制曲线如图2。时间间隔为20s时，表示条件反射的建立______（填“成功”或“失败”），理由是______。(2)气味和电击的感受器不同，位于果蝇脑区学习记忆中枢的K细胞可以同时获得这两种信息，释放乙酰胆碱（Ach）作用于传出神经元。用荧光分子标记Ach，通过荧光强度可检测Ach含量，实验证实建立气味-电击条件反射前后，气味信号使K细胞的Ach释放量发生改变。实验的正确操作顺序为：______（选用下列序号表示）。①气味甲刺激

②气味甲刺激-10s间隔-电击刺激

③检测果蝇脑区荧光强度(3)五羟色胺（5-HT）是重要的神经递质，研究发现，改变果蝇体内5-HT水平将影响其Ach变化量和Tm，实验结果如图3所示。实验中的果蝇类型有野生型果蝇、5-HT合成缺陷型果蝇、饲喂突触前神经元回收5-HT抑制剂果蝇。推测Ⅲ组果蝇类型是______。根据实验结果分析提高5-HT水平对果蝇学习记忆效果的调控机制______。【答案】(1)非条件气味甲失败此时间间隔导致PI为0，即左右测试臂中果蝇数量相等，果蝇没有建立起气味甲与电击的有效关联(2)①③②①③(3)饲喂突触前神经元回收5-HT抑制剂果蝇提高5-HT水平可以延长Ach含量保持在高位的作用时间和延长Tm，提升果蝇学习记忆效果【分析】反射一般可以分为两大类：非条件反射和条件反射。非条件反射是指人生来就有的先天性反射，是一种比较低级的神经活动，由大脑皮层以下的神经中枢（如脑干、脊髓）参与即可完成；条件反射是人出生以后在生活过程中逐渐形成的后天性反射，是在非条件反射的基础上，在大脑皮层参与下完成的，是高级神经活动的基本方式。【详解】（1）①非条件反射是指出生后无须训练就具有的反射，具有先天性；条件反射是人出生以后在生活过程中通过学习和训练逐渐形成的后天性反射。电击会引发果蝇的躲避反应，该过程是生来就有的反应，属于非条件反射；分析题意可知，实验目的是“探究气味甲与施加电击两种处理的时间间隔对果蝇建立气味与电击关联的影响”，则实验中电击为非条件刺激，气味甲作为条件刺激。②题干信息，PI是指左右测试臂果蝇数量差值占果蝇总数的比例，由图可知，时间间隔为20s时，野生型果蝇PI为0，即野生型果蝇在左右测试臂数量差值为0，也就是说果蝇在左右测试臂中数量相等，说明该果蝇没有建立起气味与电击的关联，果蝇在气味甲和电击之间未建立起条件反射，所有果蝇的学习均失败。（2）该实验要证实建立气味-电击条件反射前后，气味信号使K细胞的乙酰胆碱释放量发生改变，该实验属于自身前后对照，实验原理：在果蝇K细胞的细胞膜上特异性表达荧光探针，该探针结合Ach可产生荧光，所以检测的是实验前后的荧光变化，故实验的正确操作顺序为：①气味甲刺激→③检测果蝇脑区荧光强度→②气味甲刺激-10s间隔-电击刺激→①气味甲刺激→③检测果蝇脑区荧光强度。（3）据图分析，5-HT增加会导致时间窗口（Tm）延长，5-HT减少会使窗口缩短，Ⅲ组Tm3较长，说明Ⅲ组的5-HT水平较高，即Ⅲ组果蝇类型是饲喂突触前神经元回收5-HT抑制剂果蝇。提高5-HT水平对果蝇学习记忆效果的调控机制可能是：5-HT作为神经递质，在突触传递中起着重要作用。当5-HT水平提高时，它可以促进突触前神经元释放更多的Ach，从而增强突触后神经元的兴奋性。这种兴奋性的增强有助于果蝇更好地建立条件反射和学习记忆；同时，提高5-HT水平还可以延长Tm，从而进一步提高其学习记忆效果。6．阅读下面的材料，完成题目。材料一：“信号肽”是引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的短肽链。材料二：如图所示，C肽是前胰岛素原生成胰岛素时的等分子离解产物，其分泌不受外源胰岛素的干扰，可反映胰岛素的分泌情况。材料三：研究发现，对胰岛B细胞受损糖尿病患者及早进行短期强化胰岛素注射治疗，可通过抑制或减少胰岛B细胞分泌活动，促使胰岛B细胞功能恢复，达到延缓病情的作用，这种现象称为“胰岛B细胞休息”。请回答问题：（1）前胰岛素原形成胰岛素过程中所涉及图中的细胞器1、2分别是__________________________。（2）某糖尿病患者体内产生了抗胰岛细胞抗体或抗胰岛素抗体，为了鉴定是哪种抗体引起的，可通过测量该患者血浆中的_________浓度来区分。（3）研究人员为了验证“胰岛B细胞休息”现象，选用链脲佐菌素处理成年健康小鼠若干，构建胰岛B细胞受损的小鼠模型进行实验。请完善实验步骤：①取上述小鼠随机均分为A、B两组，A组小鼠注射适量较高浓度的_________（填“葡萄糖”“胰岛素”或“胰高血糖素”）溶液，B组小鼠注射等量的生理盐水。②将两组小鼠置于相同且适宜条件下饲养，两周后测定两组小鼠血浆中_____________________________。实验结果与分析：若测得的实验结果为_____________________________则可验证“胰岛B细胞休息”现象。【答案】内质网、高尔基体C肽胰岛素C肽的浓度A组小鼠的血浆中C肽的浓度高于B组小鼠【分析】1、分泌蛋白是在细胞内合成后分泌到细胞外起作用的蛋白质，分泌蛋白的合成，最初是在内质网上的核糖体中由氨基酸脱水缩合形成肽链，肽链进入内质网进行加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，由囊泡包裹着到达高尔基体，高尔基体对其进行进一步再加工，然后形成囊泡，经细胞膜分泌到细胞外，该过程消耗的能量由线粒体提供。2、根据题图题图分析，胰岛素的合成与分泌过程，涉及的细胞器由核糖体、内质网和高尔基体，图中C肽的含量可代表胰岛素的含量。3、胰岛素由胰岛B细胞分泌，胰岛素的生理功能是促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，促进葡萄糖转化为脂肪和非糖物质物质，从而使血糖水平降低。【详解】（1）由分析可知，前胰岛素原的合成过程首先在核糖体上经过脱水缩合过程形成肽链，然后经过信号肽的引导进入内质网进行加工，图中的“信号肽”被切断，然后经过高尔基体再加工形成胰岛素和C肽。因此，前胰岛素原形成胰岛素过程中所涉及图中的细胞器1、2分别是内质网和高尔基体。（2）根据题图可知前胰岛素原经过加工后形成胰岛素和C肽，因此C肽的含量多少可代表胰岛素的含量变化。若糖尿病患者体内产生抗胰岛细胞抗体，由于胰岛B细胞被攻击受损，导致胰岛素分泌量减少，C肽含量降低。若糖尿病患者由抗胰岛素抗体引起，体内分泌的胰岛素被抗体攻击而无法起作用，导致体内胰岛素含量降低，但C肽含量基本不变。因此，为鉴定是哪种抗体引起的，可通过测量该患者血浆中的C肽浓度来区分。（3）题干信息指出，研究人员为验证“胰岛B细胞休息”现象，选用链脲佐菌素处理成年健康小鼠若干，构建胰岛B细胞受损的小鼠模型进行实验。取上述小鼠随机均分为A、B两组，A组小鼠注射适量较高浓度的胰岛素溶液，实现对胰岛B细胞的保护，而B组小鼠注射等量的生理盐水。将两组小鼠置于相同且适宜条件下饲养，两周后测定两组小鼠血浆中C肽的浓度，间接测得胰岛素浓度。根据题中信息，A组胰岛B细胞受损糖尿病患者及早进行短期强化胰岛素注射治疗，可通过抑制或减少胰岛B细胞分泌活动，促使胰岛B细胞功能恢复，导致A组胰岛素分泌量比B组高。因此，实验结果应该为A组小鼠的血浆中C肽的浓度高于B组小鼠，则可验证“胰岛B细胞休息”现象。【点睛】本题以胰岛素形成的过程考查分泌蛋白的形成过程和血糖调节的相关知识点，要求考生结合题图信息以及回忆基础知识的基础上，分析相关信息，并学会对生物学问题进行初步探究的能力，包括确认变量、作出假设和预期、设计可行的研究方案、处理和解释数据、根据数据作出合理的判断，从而得出相关结论等。7．针灸起源于中国，其治疗疾病的核心机理之一是通过刺激身体特定的部位（穴位）远程调节机体功能。研究表明，先针灸，后在针上通以微电流，进行低强度电针刺激小鼠后肢穴位“足三里（ST36）”可以激活迷走神经—肾上腺通路，促进肾上腺分泌肾上腺素等物质，从而抑制由细菌脂多糖（LPS）引发的炎症反应。请回答下列问题：(1)低强度电针刺激小鼠ST36引起肾上腺素分泌增加属于_________调节，上述调节中传出神经末梢及其肾上腺属于__________。(2)电针刺激产生的兴奋在迷走神经与肾上腺连接形成的突触结构处的传递的特点是_________，原因是_________。(3)用同等强度的电针刺激小鼠腹部的天枢穴不会抑制由LPS引发的炎症反应，科学家发现在ST36存在PROKR2感觉神经元，为探究PROKR2感觉神经元在上述“针灸抗炎"中发挥着关键作用，科学家利用正常小鼠（A组）和PROKR2缺失小鼠（B组）为实验材料进行实验，重复实验进行数据处理，结果如下：TNF含量分组电针刺激前电针刺激后正常小鼠（A组）9.8ng/mL5.1ng/mLPROKR2缺失小鼠（B组）14.1ng/mL13.9ng/mL注：TNF是炎症因子，可引发炎症反应。①实验开始时应对两组小鼠分别_________，以达到预期效果。②据实验结果可知，电针刺激小鼠ST36，可缓解LPS引发的炎症反应，该作用效果依赖PROKR2感觉神经元，判断的依据是：A组_________，而B组_________。【答案】(1)神经效应器(2)单向传递