高三生物二轮复习【高效备课精研+知识精讲提升】 多变量实验题的归类分析课件

（2021山东23题，节选）过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。实验思路：

实验现象：【问题导入】多变量实验题的归类辨析青西新区胶南一中

姚芳【本节目标】1、从变量之间的逻辑关系，对多变量实验题归类辨析，提高

实验专题备考复习的有效性。2、进一步梳理“实验目的”“实验设计思路”“实验步骤”

“实验结果及结论”等问题的作答要领。例1、（2022河北24题，节选）蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPinlA）的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答下列问题：(5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的________以鉴定其抗性程度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析________（填“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI＋StPinlA”）转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是________。基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生________。导致昆虫朝着一定的方向不断进化。据此推测，胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是（写2点）例1、（2022河北24题，节选）蛋白酶抑制剂基因转化是作物抗虫育种的新途径。某研究团队将胰蛋白酶抑制剂（NaPI）和胰凝乳蛋白酶抑制剂（StPinlA）的基因单独或共同转化棉花，获得了转基因植株。回答下列问题：(5)确认抗虫基因在受体细胞中稳定表达后，还需进一步做抗虫的________以鉴定其抗性程度。下图为三种不同遗传操作产生的转基因棉花抗虫实验结果，据结果分析________（填“NaPI”或“StPinlA”或“NaPI＋StPinlA”）转基因棉花的抗虫效果最佳，其原因是________。基因突变可产生新的等位基因，在自然选择的作用下，昆虫种群的基因频率会发生________。导致昆虫朝着一定的方向不断进化。据此推测，胰蛋白酶抑制剂转基因作物长期选择后，某些害虫具有了抗胰蛋白酶抑制剂的能力，其分子机制可能是（写2点）效果NaPI＋StPinlA饲喂NaPI＋StPinlA转基因的虫体质量最小、棉铃数量最多定向改变由于害虫发生基因突变后，在胰蛋白酶抑制剂的选择下，抗性基因频率逐渐增高，从而提升了其抗胰蛋白酶抑制剂的能力，或胰蛋白酶抑制剂基因发生突变后不能编码出胰蛋白酶抑制剂问题引导：该题目中自变量为？彼此间是否有关联？对照组的具体设置？分组自变量控制组别性质1无自变量1（NaPI），无自变量2（StPinlA）对照组（不做处理）2有自变量1（NaPI），无自变量2（StPinlA）实验组3无自变量1（NaPI），有自变量2（StPinlA）4有自变量1（NaPI），有自变量2（StPinlA）多自变量间无关联，既能分别又能共同对因变量起作用，呈并列关系存在。并列型思考：“无1，无2”的组，是否一定是对照组？错题回放1（临沂一模23，节选）

神经系统能及时感知机体内外环境的变化并作出反应，以调节各器官、系统的活动。研究发现，游泳、跑步等可以增加下丘脑中白细胞介素6（IL-6）的mRNA水平，IL-6的产生可能会激活骨骼肌脂肪燃烧的神经-肌肉回路。该研究为体育运动有助于减肥又添新证据，进一步强调了锻炼身体对人体健康的重要性。（2）肾上腺素能受体有α-肾上腺素能受体和β-肾上腺素能受体两种，负责接收信号并与肌肉之间进行连接，从而使肌肉完成大脑所决定的功能。为探究该神经—肌肉回路中两种受体的作用情况，请以小鼠为实验材料，简要写出实验思路。②.取生长状况相同的健康小鼠若干均分成四组，一组不做处理，另外三组分别抑制α受体、β受体、α和β受体的活性，分别在下丘脑注射适量的1L-6，一段时间后，比较四组骨骼肌脂肪的含量，分析结果得出结论。思考：“实验设计思路”包括哪些要素？实验材料的选择，分组情况及自变量的处理，因变量的具体观测指标，要有关键的无关变量的陈述。分组自变量控制组别性质1有自变量1（α-肾上腺素能受体）有自变量2（β-肾上腺素能受体）对照组（不做处理）2有自变量1（α-肾上腺素能受体）无自变量2（β-肾上腺素能受体）实验组3无自变量1（α-肾上腺素能受体）有自变量2（β-肾上腺素能受体）4无自变量1（α-肾上腺素能受体）无自变量2（β-肾上腺素能受体）外源添加自变量实验：“无1，无2”的组，是对照组。内源去除自变量实验：“有1，有2”的组，是对照组。思考：还有哪种自变量处理可做对照组？（2021山东23题，节选）过度紧张、焦虑等刺激不仅会导致毛囊细胞数量减少引起脱发，也会导致黑色素细胞减少引起头发变白。利用黑色小鼠进行研究得出的相关调节机制如图所示。(3)已知长期束缚会引起小鼠过度紧张、焦虑。请设计实验验证上述调节机制中长期束缚及肾上腺对黑毛小鼠体毛的影响。实验思路：实验现象：

取生理状况相同的黑色小鼠若干只，随机平均分为A、B、C、D四组，A组不作处理，B组切除肾上腺，C组束缚，D组切除肾上腺并束缚，其他条件相同且适宜，饲养一段时间后，观察并记录小鼠体毛数量（生长情况）和颜色的变化。

A组小鼠的体毛无变化，B组小鼠的体毛增多，不变白，C组小鼠脱毛且变白，D组小鼠毛发增多（生长旺盛），变白。分组自变量处理组别性质A有自变量2（肾上腺）无自变量1（束缚）对照组（不做处理）B无自变量2（肾上腺）无自变量1（束缚）实验组C有自变量2（肾上腺）有自变量1（束缚）D无自变量2（肾上腺）有自变量1（束缚）思考：只要涉及2个自变量的并列型都分4个组吗？错题回放2（2022青西新区高三期末24，节选）

（4）人体长期处于过度压力应激状态下，会产生抑郁情绪。科研人员认为服用抗抑郁药物并配合适当有氧运动是目前较为有效的治疗抑郁症方案。为探究抗抑郁药物配合有氧运动对HPA轴过度激活型抑郁症大鼠的影响，请根据以下实验材料及器具简要写出实验设计思路。实验材料及器具：生理状态相同的健康大鼠若干只、生理状态相同的抑郁症模型大鼠若干只、运动干预设备若干、氟西汀（口服抗抑郁的药物）、用于测量激素A含量的各种测量用具等。将上述大鼠分为5组：甲组为健康大鼠，抑郁症模型大鼠均分为乙、丙、丁、戊4组，将甲、乙两组放在相同且适宜的环境条件下培养，丙、戊组每周三天进行有氧运动，丁、戊组的食物中添加适量氟西汀，其他培养条件与甲、乙组相同。测定5组大鼠激素A含量并进行统计对比分析。（4分）分组实验材料自变量处理组别性质1抑郁症模型鼠有自变量1（有氧运动）有自变量2（氟西汀）实验组2有自变量1（有氧运动）无自变量2（氟西汀）3无自变量1（有氧运动）有自变量2（氟西汀）4无自变量1（有氧运动）无自变量2（氟西汀）对照组5健康鼠无自变量1（有氧运动）无自变量2（氟西汀）对照组根据题干信息，合理布设，灵活运用。【当堂训练】（2020海南19题，改编）

赤霉素（GA）和脱落酸（ABA）参与种子萌发的调控。某课题组首先证实，GA处理大麦种子能引起α-淀粉酶量增加。他们又进一步用GA、ABA对大麦种子进行不同处理，检测处理后的大麦种子α-淀粉酶合成量，请完善实验结果并补充实验结论。实验结论：GA与ABA在α-淀粉酶合成方面具有______作用，且ABA对大麦种子α-淀粉酶合成量的影响大于GA。

（注：“+”表示有，“-”表示无，其中“+”的数量表示α-淀粉酶合成量的多少）。++++或-

拮抗（相抗衡）（2023青岛二模，18题）

慢波睡眠等刺激能通过下丘脑影响GH（生长激素）的分泌。研究发现，哺乳动物在进入慢波睡眠时GH的分泌会明显增加。已知下丘脑分泌的GHRH（生长激素释放激素）、SS（生长抑素）和肝细胞分泌的IGF－1均能参与GH分泌的调节。为研究GHRH与SS对垂体细胞的调节作用，切断实验大鼠垂体与下丘脑的血管联系，检测到垂体分泌的GH迅速减少。下列说法错误的是A．慢波睡眠可通过促进GHRH的分泌，

提高GH的含量B．GHRH、SS与GH均能通过肝细胞

表面的受体起作用C．IGF-1通过负反馈调节影响血浆

中GH的含量D．在GHRH与SS对垂体的作用中，

GHRH的作用占优势并列型例2（2022北京2，改编）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。由图中信息，可得出的实验结论有？（答出3点）温度相同时，在一定CO2浓度范围内，光合速率会随着CO2的浓度升高而增大；当CO2的浓度相同时，光合速率会随着温度的升高而增大，达到最适温度后，随着温度的升高而减小；在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高。多个自变量之间没有主次之分，都是组合在一起,同时作用于因变量。各自变量有多个因素，根据排列组合,需拆分为多组子实验进行验证。多以曲线分析或表格设计形式进行考查。组合型例3（2021福建17，改编）龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素。科研人员设置不同大气CO2浓度（大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实验，结果如图所示。

（1）根据上述信息，本实验的目的是：

（2）由图1、2可知，在较强的光照强度下，HC+HP处理比LC+HP处理的龙须菜净光合速率低，推测原因是：探究不同CO2浓度和磷浓度组合条件下，光照强度对龙须菜净光合速率的影响。在酸化环境中，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素，主动运输需要更多的ATP，所以细胞呼吸增强，净光合速率降低。思考：实验目的书写的4要素？实验性质、实验对象、自变量、因变量。【变式训练】（2021福建17）龙须菜是我国重要的一种海洋大型经济藻类，生长速度快，一年可多次种植和收获。大气中浓度持续升高的CO2会导致海水酸化，龙须菜维持细胞酸碱度的稳态需要吸收更多的矿质元素。科研人员设置不同大气CO2浓度（大气CO2浓度LC和高CO2浓度HC）和磷浓度（低磷浓度LP和高磷浓度HP）的实验组合进行相关实验，结果如图所示。（1）根据上述信息，本实验的目的是探究在一定光照强度下，_________________不同CO2浓度和磷浓度对龙须菜ATP水解酶活性和净光合速率的影响。【例4】（2021湖北21题，改编）使酶的活性下降或丧失的物质称为酶的抑制剂。酶的抑制剂主要有两种类型：一类是可逆抑制剂（与酶可逆结合，酶的活性能恢复）；另一类是不可逆抑制剂（与酶不可逆结合，酶的活性不能恢复）。为了验证甲、乙两种物质对酶A的活性有抑制作用，且甲为可逆抑制剂而乙为不可逆抑制剂，请完善该实验设计思路及结果。实验材料和用具：蒸馏水，酶A溶液，甲物质溶液，乙物质溶液，透析袋（人工合成半透膜，已知甲、乙两种物质能通过透析袋，酶A不能通过透析袋）试管，烧杯等。(1)实验设计思路取________支试管（每支试管代表一个组），各加入等量的酶A溶液，再_____________________________________，一段时间后，测定各试管中酶的活性。然后将各试管中的溶液分别装入_____________________________________________________________________________________(2)实验结果透析袋，放入蒸馏水中进行透析处理。透析后从透透析前，加甲物质组和乙物质组酶活性均低于蒸馏水组。透析后，加甲物质组和蒸馏水组的酶活性基本相同且高于加乙物质组。

各加入等量

3的蒸馏水、甲物质溶液、乙物质溶液

析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。

选择型

该实验分组中，没有将甲物质和乙物质共同放入酶A的试管。像甲物质、乙物质这种多自变量，有一种或多种是真正的“因”,需要选择或取舍。句式举例(1)验证感受光刺激的部位是燕麦胚芽鞘尖端而不是下面一段。（2）鲁宾和卡门用同位素示踪法研究光合作用中氧气的来源。(3)探究Fe3+和过氧化氢酶对过氧化氢分解速率的影响。并列型、组合型、选择型：各自变量间互不干扰，单独对因变量起作用。多自变量间能否存在一定的关联性？例5（2022山东21题，改编）强光条件下，植物吸收的光能若超过光合作用的利用量，过剩的光能可导致植物光合作用强度下降，出现光抑制现象。为探索油菜素内酯（BR）对光抑制的影响机制，将长势相同的苹果幼苗进行分组和处理，如表所示，其中试剂L可抑制光反应关键蛋白的合成。各组幼苗均在温度适宜、水分充足的条件下用强光照射，实验结果如图所示。

（2）据图分析，阐明BR对光抑制的影响机制：BR通过促进光反应关键蛋白的合成来减弱光抑制现象。分组处理甲清水乙BR丙BR+L思考“影响”的具体内容是？判断依据？

什么物质直接对光抑制产生“影响”？依据？自变量1自变量2

前自变量与后自变量构成因果关系,后自变量影响因变量。句式:验证自变量1通过(产生)自变量2(因变量1)作用于因变量2。因果型分组自变量处理因变量1有自变量1（BR）有自变量2(因变量1)（光反应蛋白）有因变量22有自变量1（BR）无自变量2(因变量1)

（光反应蛋白）

无因变量23无自变量1（BR）无自变量2(因变量1)（光反应蛋白）若T细胞数量乙组>丙组=甲组，则二甲双胍通过白细胞介素—6调节T细胞的数量；若T细胞数量乙组=丙组>甲组，则二甲双胍不是通过白细胞介素—6调节T细胞的数量。【错题回放3】（德州二模23，节选）多囊卵巢综合征（PCOS）是常见的妇科内分泌疾病，以雄激素分泌过多，排卵功能障碍为临床主要表现，并伴有慢性炎症介导的胰岛素抵抗症状。研究发现雄烯二酮是雄激素的前体物质，下图为卵巢中雄烯二酮的部分代谢过程。（3）研究发现，二甲双胍可通过提高T细胞数量来改善卵巢组织微环境，可用于PCOS的辅助治疗。请利用以下实验材料和用具，设计实验探究二甲双胍是否通过白细胞介素—6调节T细胞的数量，简要写出实验设计思路并预期实验结果及结论。实验条件：PCOS模型小鼠若干只，二甲双胍肠溶片、托珠单抗注射液（白细胞介素—6抑制剂，本身不影响T细胞数量），细胞数量检测仪等。实验思路：预期实验结果及结论：将PCOS模型小鼠均分为甲、乙、丙三组，甲组不做处理，乙组喂食二甲双胍肠溶片，丙组喂食二甲双胍肠溶片并注射托珠单抗注射液，一段时间后检测T细胞数量。分组自变量处理因变量乙有自变量1（二甲双胍）有自变量2（白细胞介素—6）

丙有自变量1（二甲双胍）无自变量2

（白细胞介素—6）甲无自变量1（二甲双胍）无自变量2（白细胞介素—6）（2023青岛二模，第16题）多研究表明，葡萄糖能调节类甲基化转移酶3（METTL3）的合成，进而影响细胞的增殖。为进一步探究METTL3在葡萄糖诱导下的作用机制，研究人员以大鼠肾小管上皮细胞为材料进行了相关实验，结果如下表。下列说法正确的是

注：对照组和高糖组的葡萄糖浓度分别为5.5mmol/L和35mmol/LA．该实验的自变量是METTL3的有无和葡萄糖的浓度B．METTL3会促进细胞从G1期进入S期C．高糖会促进METTL3的合成，进而抑制细胞增殖D．METTL3的合成在G2期进行，需要核糖体的参与因果型思考：因果型多变量题目一定是3组设置吗？【错题回放4】（2021湖南19，节选）生长激素对软骨细胞生长有促进作用，调节过程如图所示。

（3）研究人员拟以无生长激素受体的小鼠软骨

细胞为实验材料，在细胞培养液中添加不同物

质分组离体培养，验证生长激素可通过IGF-1

促进软骨细胞生长。实验设计如表所示，A组

为对照组。实验结果预测及分析：①与A组比较，在B、C和D组中，软骨细胞生长无明显变化的是_________组。②若E组培养的软骨细胞较A组生长明显加快，结合本实验目的，推测E组培养液中添加物质是____________________________________________BD正常小鼠去垂体后注射过GH的血清思考：1、只设计ABC三组行吗？2、设计D组的目的？例6、(2021年1月浙江30题，节选)1897年德国科学家毕希纳发现,利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵;还有研究