2023年高考生物实验探究类复习讲义（含非选择题答题方法和技巧）

2023年高考生物实验探究类专题复习讲义

（含非选择题答题方法和技巧）

（含非选择题答题方法和技巧：见PPT）

主要考点：理解实验目的、原理、方法和操作步骤，将这些方法

和技能进行综合的运用，解决相关实验探究问题。实验对照设置、

实验结果分析和解释，得出实验结论。

科学探究实验方案设计流程:拟定实验目的一明确实验原理

一变量确认、对照设置一设计实验装置和步骤一预期实验结果，

得出结论。

各种变量的关系图：

I实验组与对照组I

相同不I同

实验

材料

,内容

实验

器具自变量I控制原则：单一变量

环境

条件（因厂L控制方法：加法、减法等

操作

方法

》无关变量一J

等量原则控制

I国变用检测指标（可测

适宜原则J原则

（果5量、可观察等）

常见变量分析解答的问题:

一、变量确认与对照设置

例1.过敏反响与免疫系统功能的异常有关，地塞米松是用来治疗此

病的一种免疫抑制剂。研究人员拟、寻找更加高效且低毒的新型免疫

抑制剂，以某化学药剂DNFB刺激健康小鼠，建立过敏反响的小鼠模

型，将这批小鼠分成B-D五组。同时另设健康小鼠为对照组（A组）。

再用DNFB刺激各组小鼠，诱发其过敏反响。诱发前的0.5h和诱发后

6h,在A、B、C、D、E组小鼠外耳分别涂浓度为0%、0%、2%、4%、

8%的青蒿素乳膏，F组小鼠外耳涂地塞米松乳膏，诱发48h后取小鼠

胸腺并称重，计算胸腺指数，结果如图。

（1）该实验的自变量是________」

（2）该实验的实验组有：（填字母），对照组有

（填字母）;地塞米松处理一组的作用

是O

A组处理的作用

是0

例2.（2015年全国新开课标2卷29题改编）某基因的反义基因可抑

制该基因的表达。为研究番茄中的X基因和Y基因对其果实成熟的影

响，某研究小组以番茄的非转基因植株（A组，即对照组）、反义X

基因的转基因植株（B组）和反义Y基因的转基因植株（C组）为材

料进行实验。在番茄植株长出果实后的不同天数（d）,分别检测各组

果实的乙烯释放量（果实中乙烯含量越高，乙烯的释放量就越大），

结果如

乙烯释放量（PL.kgT.hT）

组别20d35d40d

45d

A0271715

B0952

C0000

若在B组果实中没有检测到X基因表达的蛋白质，在C组果实中没

有检测到Y基因表达的蛋白质。本实验的自变量

是,B组果实中与乙烯含量有关的基因

有O本实验的因变量是O反

义X基因与反义Y因的作用____________________________________

二、拟定实验目的

实验目的就是对自变量通过作用于实验对象（实验材料）产生的

结果（因变量），提出的实验设想。

实验目的表述一般要包括：自变量、实验对象、因变量、实验结

果确实定性问题。若实验结果是确定的，通常表述模式就是“验证+

自变量+实验对象+因变量〃，例如“验证唾液淀粉酶可催化淀粉

水解为复原糖"。

若实验结果是不确定的，通常表述模式就是“探究+自变量+

实验对象+因变量+的影响〃，例如“探究植酸酶对妒鱼生长和消

化酶活性的影响〃。

例3.实验一：用不带特殊病原体的小鼠进行如下特异性免疫实验，

过程如图1,结果如图2。

（1）实验一：自变量和因变量是什么？实验目的是什么？

01234

感染用天数

图1实验一流程示意图图2实验一结果图

图中箭头表示注射T细胞或血清的时间

（2）实验二：在体外观察小鼠的T细胞和巨噬细胞对细菌X的杀

伤力，结果如图3.该实验的自变量和因变量是什么？实验目的是什

么？

免n00

疫90

细80

胞70

对^^

细50

X菌40

的30

杀20

伤10

力0

%)

（3）实验三：有人假设，活化T细胞释放某种物质活化了巨噬细

胞而杀菌的，并设计体外实验验证该假设。该实验的自变量是什么？

因变量是什么？实验目的是什么？

(4)该系列实验的线索是什么？该系列实验的目的是?

例4.人和哺乳动物体内的脂肪组织可分为白色脂肪组织(WAT)和褐

色脂肪组织(BAT),二者可以相互转化。WAT的主要功能是将多余的

糖等能源物质以甘油三酯的形式储存起来。BAT则专门用于分解脂质

等以满足额外的热量需求。科研人员对小鼠BAT代谢进行了研究。

(1)图1是小鼠WAT和BAT细胞结构模式图。从结构和功能相适应

的角度分析，WAT转化为BAT之后产热效率提高的原

因：o

白色脂肪组织细胞(WAT)褐色脂肪组织细胞(BAT)

图1

种小鼠同时暴露在4c冷环境中进行实验，结果如图2。在第6小时

ERRyKO小鼠全部死亡。结果说

明o

(3)检测两种小鼠荏4℃冷环境中慢f脚'和WAT的数量，计算其

氏

比值(BAT/WAT：结果如霹特•此可推测—

口I

85.0-

80.0-■■.■■

彳

70.0-1------------------------------

WT组KO组WT组KO组

图3图4

(4)进一步测定两组小鼠BAT细胞代谢水平，结果如图4o据图可

知，K0小鼠和WT小鼠的BAT细胞氧化分解等量能源物质所产生ATP

比值为o同时利用分子生物学技术检测发现，K0小鼠的UCP-1

基因表达量显著低于WT小鼠，科学家最终将UCP-1蛋白定位在线粒

体内膜上。结合图4结果推测，UCP-1蛋白的作用是一

(5)综上研究可知，ERR丫在相关激素的调节下，通过

_____________________________________________________过程使

小鼠适应寒冷环境。

三、实验方案与思路设计

例5.（2017全国1卷29题）根据遗传物质的化学组成，可将病毒分

为RNA病毒和DNA病毒两种类型，有些病毒对人类健康会造成很大危

害，通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细

胞内不发生碱基之间的相互转换，请利用放射性同位素标记的方法，

以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型,

简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实

验包含可相互印证的甲、乙两个组）

四、提出假说与预期，根据实验结果得出结论

实验结果：是由自变量引起的变化，即因变量（或实验现象）。有

些实验的结果可用肉眼直接观察，有些化学反响类实验，肉眼无法观

察，必须参加指示剂或借助仪器进行观察。

验证性实验实验结果是确定的，与实验预期一致。探究性实验实验结

果具有不确定性，一般有三种情况：促进性结果、抑制性结果、无关

性结果。实验结果可采用文字、表格、坐标曲线、柱状图等方式描述

实验结论：是根据实验结果作出的一种推理判断，是关于生命现象最

本质的、规律性的认识；是对实验中自变量作用的判断。常用“说明、

说明、得出、结论、推测"等词汇提示。

例6.（2016年甲卷31题）BTB是一种酸碱指示剂,BTB的弱碱性溶

液颜色可随其中C02浓度的增高而由蓝变绿再变黄。某同学为研究某

种水草的光合作用和呼吸作用，进行了如下实验：用少量的NaHC03

和BTB加水配制成蓝色溶液，并向溶液中通入一定量的C02使溶液变

成浅绿色，之后将等量的浅绿色溶液分别参加到7支试管中，其中6

支参加生长状况一致的等量水草，另一支不加水草，密闭所有试管。

各试管的实验处理和结果见下表。

试管编号1234567

水草无有有有有有有

距日光灯距离(cm)20遮光*10080604020

50min后试管中溶浅绿色X浅黄色黄绿色浅绿色浅蓝色蓝色

液的颜色

*遮光是指用黑纸将试管包裹起来，并放在距日光灯100cm的地方.

若不考虑其他生物因素对实验结果的影响，答复以下问题：

(1)本实验中，50min后1号试管的溶液是浅绿色，则说明2至7

号试管的实验结果是由引起的；若1号

试管的溶液是蓝色，则说明2至7号试管的实验结果是

(填“可靠的”或“不可靠的")。

(2)表中X代表的颜色应为填“浅绿色〃、"黄色”或"蓝

色〃),判断依据

是_________________________________________________________

5号试管溶液颜色在照光前后没有变化，说明在此条件下水草

五、收集、分析数据，做出合理判断

例5.已知大麦在萌芽过程中可以产生a-淀粉酶，用GA（赤霉素）溶

液处理大麦可使其不用发芽就产生a-淀粉酶。为验证这一结论，某

同学做了如下实验。（注：实验结果中"+”越多表示颜色越深。表中

液体量的单位均为mL。）答复以下问：

实验步骤

试管号GA溶液缓冲液水半粒种子10个实验结果

步骤1步骤2

1011带胚25C保温25'C保温++

后去除后各试

2011去胚24hlOmin

种子，在各试管中分别加入

30.210.8去胚++

管中分别加1mL碳液，混匀

40.410.6去胚+

入1mL淀粉后观察溶液频

50.410.6不加种子液色深浅++++

（1）综合分析试管1和2的实验结果，可以判断反响后试管1溶

液中的淀粉量比试管2中的,这两只试管中淀粉量不同的

原是0

⑵综合分析试管2、3和5的实验结果，说明在该试验中GA的作用

是O

（3）综合分析试管2、3和4的实验结果，说明

六、实验方案评价

例6.科学家研究发现紫外光可以抑制植物生长，使株高变矮，原因

是紫外光提高了植物体内口引跺乙酸氧化酶的活性，从而促进了生长素

氧化为没有促进细胞伸长作用的3-亚甲基氧代口引跺。现提供小麦幼

苗若干作为实验材料，某同学进行以下实验，以验证一定强度的紫外

光可抑制植物生长且此效应与生长素的氧化有关。评价该同学的实验

操作方案是否合理，若你认为不合理请进行完善。

步骤1:将小麦幼苗平均分为甲组和乙组。

步骤2：甲组给予适宜的可见光，乙组给予一定强度的紫外光。

步骤3：观察、测定生长素的含量。

预测实验结果：（略）

跟踪练习：

1.（2017年全国3卷30题，改编）干旱可促进植物体内脱落酸（ABA）

的合成，取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和ABA缺失突变

幼苗，进行适度干旱处理，测定一定时间内茎叶和根的生长量，结果

如下图：

(1)综合分析上图可知，干旱条件下，ABA对野生型幼苗的作用是

(2)若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的ABA,推测植物叶片的

蒸腾速率会，以对环境的变化作出反响。

(拓展1).研究者以脱落酸水平正常的野生型玉米幼苗和脱落酸缺陷

型突变体玉米幼苗为材料，测量玉米茎和根在不同水分条件下的生长

情况，结果如以下图所示。请分析答复：

15o

茎

根

长

长12o

度

度

增

增

加

加9o

值

值

<I<E

6O

(1)水分充足时，ABA对野生型幼苗的作用是

(2)已知乙烯对根的生长有抑制作用。研究者提出假设：脱落酸对

根生长所产生的作用，是通过抑制乙烯合成而实现的。为检验这种假

设，现提供一批生长健壮的野生型和脱落酸缺陷型突变体玉米幼苗为

实验材料，以及一定浓度的脱落酸溶液和适宜的培养基和培养条件。

请写出实验思路和支持上述假设的实验结果。

(拓展2).科研人员进一步研究发现，给干旱处理的ABA缺失突变

体幼苗施加适量的ABA,测得叶片的气孔开度和细胞质中钙离子浓度

变化结果如以下图。

1o7

(

E

j

17

O-

O-

15

3

2

1t\

0ABA气孔开

放的大小

9

8

1520

051。

时间/min

(1)请你根据图示结果，提出合理的假

说^O

(2)以下图是ABA通过ROS、IP3等信号途径调节保卫细胞引起气孔

关闭的机理。

ROS密径IPj,cADFEt途径

由图可知，ABA与ABA受体结合后，可通过ROS、IP3等信号途径激

活上的Ca*通道，使Ga?+以方式

转运到细胞质基质中。细胞质基质中Ca2’浓度的增加，促进了K'及C1

流出细胞，使保卫细胞的渗透压降低，保卫细胞

（填“吸水”或"失水”），气孔关闭。

（拓展3）.研究人员推测ABA的受体有细胞膜和细胞内（胞质和质

体）两种。

（1）为探究ABA受体位置，研究者进行了以下实验，请完善实验方

案。

实验一实验二

步骤一培赤叶片下表皮组织培养叶片下表皮组织

向保卫细胞内直接注射足以引

向培春液中添加同位素标记的ABA

步骤二起气孔关闭的一定浓度ABA

步骤三检测______________________________检测气孔开放程度

细胞膜表面放射性明显强于细胞内，气气孔不关闭

实验结果

孔关闭

据实验一、二得出的结论是ABA受体只位于细胞膜上，但有人认

为这个结论不可靠。请你推测可能的原

因。

(2)为研究直接注入细胞的ABA可能被降解，导致气孔不关闭。研

究者设计了两种防降解的“笼化ABA〃：光解性“笼化ABA",能在

紫外光作用下释放有活性的ABA；非光解性“笼化ABA”,则不能。

实验三1组II组

步骤一培养叶片下表皮组织

步骤二将i将ii

显微注射入保卫细胞内显微注射入保卫细胞内

步骤三用iii_________________照射保卫细胞30s

步骤四检测气孔开放程度

实验结果气孔关闭气孔不关闭

ABA”能在紫外光作用下释放有活性的ABA,非光解性“笼化ABA”则

不能。

综合实验一、二、三结果说明，ABA受体位

于

(3)植物在应答ABA反响时能产生一类磷脂一SIP(如下图)。为检

验”S1P是通过G蛋白起作用〃的假设，用ABA处理拟南芥G蛋白缺

失突变体保卫细胞，检测气孔开放程度的变化。请评价该实验方案并

加以完善和修订o