高考生物答题技巧题型12 实验分析与探究（原卷版）Word（16页）

模型解题 题型12 实验探究类 科学实验探究类题目是生物学考试中的必考题,《中国高考评价体系》中提到：(1)能独立完成 “生物知识内容表”所列的生物实验,包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤,掌握相关的 操作技能,并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用；(2)具备验证简单生物学事实的能 力,能对实验现象和结果进行分析、解释,并能对收集到的数据进行处理；(3)具有对一些生物 学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说—演绎、建立模型与系统分析 等科学研究方法；(4)能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。 考向1 实验目的与原理 考向2 阐述实验思路与实验步骤类 考向3 归纳实验结论与呈现实验结果类 （说明：模型解题+做题技巧+真题演练+迁移运用，全方位解透题型） 考向1 实验目的与原理 1.实验目的： （1）内容：要探究或者验证的某一事实，或者做了该实验后要解决的问题。 （2）实验目的的书写与表达：实验目的的内容包含研究对象、研究现象（因变量）和作用于 对象的因素（自变量），格式为“探究（验证）×××（自变量）对 ×××（因变量）的影响” 或“探究（验证）×××（自变量）与×××<（因变量）的关系”等。 2.实验原理 （1）概念：进行实验的理论依据，包括选择实验材料的依据、作出实验假设的依据、设置实 验步骤的依据、分析现象结果的依据和确定观测指标的依据。 （2）书写与表达模式：实验原理一般由三段组成：自变量和因变量的关系+因变量的观察指 标+实验过程描述。一般用陈述句、肯定句。实验原理中“因变量的观察指标”可作为实验结 果的参考，有的题目要求对实验结果进行分析，其考查的是实验原理，所以对实验结果分析 时合理套用实验原理即可。 总结实验目的：要先对自变量和因变量进行分析，再根据相关信息进行总结归纳。 实验中涉及的实验设计依据必须是经前人证明的科学理论。如还原糖的鉴定原理是还原糖与 斐林试剂水浴加热产生砖红色沉淀，淀粉的鉴定原理是淀粉遇碘变蓝。注意实验材料的选择 对实验结果的影响，注意实验现象出现的原因，注意实验步骤中操作的依据等内容。 例1(2022·烟台二模，节选)喜温植物幼苗在低温锻炼（ 10 ℃、 6 天）后，接着进行冷胁迫 (2 ,12 ℃ h)，其细胞内超氧化物歧化酶（SOD ，该酶能减缓植株的衰老）活性的动态变化如下 图所示。本实验的目的是__________________________________________________ 例2.用甲、乙两组液体培养基培养小球藻，甲组加入KNO3, 乙组加入等量的NH4Cl，其他条 件适宜且相同，结果如图所示。 本实验的目的是_________________________________________________________ 例3.为研究降水量影响草原小型啮齿动物种群密度的机制，科研人员以田鼠幼鼠为材料进行 了一系列实验。其中，野外实验在内蒙古半干旱草原开展，将相同体重的幼鼠放入不同样地 中，5 个月后测定相关指标，部分结果如图所示。回答下列问题： 随后在室内模拟野外半干旱和增加降水组的食谱，分别对两组田鼠幼鼠进行饲喂，一段时间 后，比较两组田鼠体重增幅。该实验目的为 。 例4.为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。 某学生的实验方案如下： （1）将正常小鼠随机分成A、B 两组，观察并记录其活动状况。 （2）A 组小鼠注射适量胰岛素溶液，B 组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A 组小鼠会 出现四肢无力、活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B 组小鼠活动状况无变化。 （3）A 组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B 两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时 间后，A 组小鼠低血糖症状缓解，B 组小鼠活动状况无变化。该实验方案可以说明胰岛 素具有降低血糖的作用。 本实验的原理是______________________________________________________________ ____________________________________________________________________________。 例5.新疆是国家优质棉的生产基地，新疆棉以绒长、品质好、产量高著称于世，但在培育过 程也遇到过很多问题，用机械方式对棉花进行采摘时，若采摘前棉花脱叶不彻底，采摘过程 中混入很多的叶片，这会降低棉花的品质，某生物兴趣小组想通过利用植物激素帮助棉农解 决一些实际问题，做了以下实验进行探究。 实验一：探究不同浓度的生长素溶液对插枝生根的影响，实验结果如表所示。 组别 蒸馏水 浓度a 浓度b 浓度c 平均生根数（条） 6 10 17 14 实验三：兴趣小组发现了赤霉素突变矮生棉花品种，推测其产生的原因有两种：一是植株不 能产生赤霉素（或赤霉素水平低），二是受体异常（不能与赤霉素结合发挥作用），他们设 计实验来探究该突变矮生棉花品种产生的原因属于上述哪一种，设计了以下实验方案：将若 干突变矮生棉花幼苗平均分为两组；一组用适量的一定浓度的赤霉素溶液处理，另一组用等 量的蒸馏水处理；培养一段时间后，测量并比较两组的植株平均高度（或生长情况或长势）。 设计该方案的实验原理是： 。 1.人胰岛素原是胰岛素的前体物质，由胰岛素（由A 链、B 链构成）和C 肽组成。某小组认 为胰岛素原的化学本质是蛋白质。 （1）实验目的： 。 （2）实验原理： 。 2.如图是非洲爪蟾卵母细胞亲核蛋白注射实验示意图，据图回答问题： 人们已经通过化学实验证明了细胞膜中含有磷脂分子，现在请你设计一个实验验证细胞核核 膜中含有蛋白质成分。 ①实验目的： 。 ②实验原理： 。 3.番茄在我国被广泛种植。现有3 个不同株系的番茄，其中甲系和乙系是植物激素X 过量表 达的两个转基因株系。现研究人员人工模拟涝渍胁迫，处理7 天后，不同株系的“叶绿素含 量”、“净光合速率”等指标变化后数据与变化前数据的比值如下表所示。回答下列问题： 株系 叶绿素含量 净光合速率 （Pn） 胞间CO2浓度 （Ci） 气孔导度 （Gs） 甲系 80.3% 36.2% 99.1% 50.4% 乙系 61.0% 58.8% 135.6% 10.1% 野生 型 60.7% 17.0% 152.6% 5.8% 本实验的实验目的为 ； 4.从2009 年3 月底开始，墨西哥、美国等国接连爆发大规模甲型H1N1 流感疫情，并迅速蔓 延至北美地区以外的国家，全球拉响防疫警报。某学校生物兴趣小组的同学提出疑问：甲型 H1N1 流感病毒的遗传物质是DNA 还是RNA？针对以上疑问，该兴趣小组设计了实验进行探 究，请将其补充完整。 材料用具：显微注射器，甲型H1N1 流感病毒的核酸提取液，胚胎干细胞，DNA 水解酶和 RNA 水解酶等。 (1)实验目的： 。 5.回答下列小题： （一）为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的实验材料，完成下 列实验步骤并回答问题： 实验材料：距2 片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干、完全培养液、蒸馏水、适宜浓度 的赤霉素溶液、喷壶等。 (1)该实验原理是： 。 已知糖尿病病人尿液含有葡萄糖；肾炎病人则肾小球部位通透性大为增加，尿液中会有蛋白 质。检测病人的尿液可帮助医生确定病情。小李觉得自己身体不适怀疑自己患了糖尿病或是 肾炎。如何通过一定的检测确定是否患相应的疾病。请写出设计原理和具体操作步骤及结论。 (1)实验原理： 考向2 阐述实验思路与实验步骤类 实验思路与实验步骤是进行实验前必须确定的内容。实验思路是“粗线条”的思考过程，实 验步骤是“细节化”的操作流程。实验思路与实验步骤有何异同？ 主要特 点 考题特点 得分要点 区分要点 实验思路 言简意 赅 多数试题要求写出 实验思路，很少要 求补充实验思路 必须体现自变量和因变量，对 无关变量表述时注意体现相同 且适宜 思路是“想”法 实验步骤 精准细 常常要求补充部分 必须体现自变量如何设置、因 步骤是“做”法 微 实验步骤，很少要 求写出全部步骤 变量如何检测、无关变量如何 保证相同且适宜 实验思路设计的书写模式一般为“分组+施加自变量+控制无关变量+检测因变量”,可概括为: 找出实验目的 找出自变量、因变量 分组+施加自变量+控制无关变量+检测因变量 例1.（2023·海南·高考真题）海南是我国火龙果的主要种植区之一、由于火龙果是长日照植 物，冬季日照时间不足导致其不能正常开花，在生产实践中需要夜间补光，使火龙果提前开 花，提早上市。某团队研究了同一光照强度下，不同补光光源和补光时间对火龙果成花的影 响，结果如图。 回答下列问题。 现有可促进火龙果增产的三种不同光照强度的白色光源，设计实验方案探究成花诱导完成后 提高火龙果产量的最适光照强度（简要写出实验思路）。 例2.（2023·浙江·统考高考真题）甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具 有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获 取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐 碱再生植株。回答下列问题： 用PCR 技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA 序列a，乙植物细胞质具有特 异性DNA 序列b；M1、M2 为序列a 的特异性引物，N1、N2 为序列b 的特异性引物。完善 实验思路： Ⅰ．提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR 扩增的 。 Ⅱ．将DNA 提取物加入PCR 反应体系， 为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法 扩增序列b。 Ⅲ．得到的2 个PCR 扩增产物经 后，若每个PCR 扩增产物在凝胶中均出现 了预期的 个条带，则可初步确定再生植株来自于杂种细胞。 例3.（2023·浙江·统考高考真题）运动员在马拉松长跑过程中，机体往往出现心跳加快，呼 吸加深，大量出汗，口渴等生理反应。马拉松长跑需要机体各器官系统共同协调完成。 回答下列问题：长跑过程中，运动员会出现血压升高等机体反应，运动结束后，血压能快速 恢复正常，这一过程受神经-体液共同调节，其中减压反射是调节血压相对稳定的重要神经调 节方式。为验证减压反射弧的传入神经是减压神经，传出神经是迷走神经，根据提供的实验 材料，完善实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。 材料与用具：成年实验兔、血压测定仪、生理盐水、刺激电极、麻醉剂等。 （要求与说明：答题时对实验兔的手术过程不作具体要求） ①完善实验思路： I．麻醉和固定实验兔，分离其颈部一侧的颈总动脉、减压神经和迷走神经。颈总动脉经动脉 插管与血压测定仪连接，测定血压，血压正常。在实验过程中，随时用 湿润神经。 Ⅱ．用适宜强度电刺激减压神经，测定血压，血压下降。再用 ，测定血压，血压 下降。 Ⅲ．对减压神经进行双结扎固定，并从结扎中间剪断神经（如图乙所示）。分别用适宜强度 电刺激 ，分别测定血压，并记录。 例4.（2023·广东·统考高考真题）放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产 生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA 可以通过miRNA 调控P 基因表达进而影响细胞 凋亡，调控机制见图。miRNA 是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA 靶向结合并使其 降解。circRNA 是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA 使其不能与mRNA 结合， 从而提高mRNA 的翻译水平。 回答下列问题： (1)放射刺激心肌细胞产生的 会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。 (2)前体mRNA 是通过 酶以DNA 的一条链为模板合成的，可被剪切成 circRNA 等多种RNA。circRNA 和mRNA 在细胞质中通过对 的竞争性结合，调 节基因表达。 (3)据图分析，miRNA 表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是 。 (4)根据以上信息，除了减少miRNA 的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路 。 1.神经肌肉接头是神经控制骨骼肌收缩的关键结构，其形成机制见图。神经末梢释放的蛋白 A 与肌细胞膜蛋白Ⅰ结合形成复合物，该复合物与膜蛋白M 结合触发肌细胞内信号转导，使 神经递质乙酰胆碱（ACh）的受体（AChR）在突触后膜成簇组装，最终形成成熟的神经肌肉 接头。 回答下列问题： 重症肌无力是一种神经肌肉接头功能异常的自身免疫疾病，研究者采用抗原抗体结合方法检 测患者AChR 抗体，大部分呈阳性，少部分呈阴性。为何AChR 抗体阴性者仍表现出肌无力 症状？为探究该问题，研究者作出假设并进行探究。 ①假设一：此类型患者AChR 基因突变，不能产生 ，使神经肌肉接头功能丧失，导 致肌无力。 为验证该假设，以健康人为对照，检测患者AChR 基因，结果显示基因未突变，在此基础上 作出假设二。 ②假设二：此类型患者存在 的抗体，造成 ，从而不能形成成熟的神经肌肉接 头，导致肌无力。 为验证该假设，以健康人为对照，对此类型患者进行抗体检测，抗体检测结果符合预期。 ③若想采用实验动物验证假设二提出的致病机制，你的研究思路是 。 2.为研究物质X 对高血糖症状的缓解作用，根据提供的实验材料，完善实验思路，预测实验 结果，并进行分析与讨论。 实验材料：适龄、血糖正常的健康雄性小鼠若干只，药物S（用生理盐水配制），物质X （用生理盐水配制），生理盐水等。（要求与说明：实验中涉及的剂量不作具体要求。小鼠 血糖值>11.1mmol/L，定为高血糖模型小鼠。饲养条件适宜） 回答下列问题： (1)完善实验思路： ①适应性饲养：选取小鼠若干只，随机均分成甲、乙、丙3 组。正常饲养数天，每天测量小 鼠的血糖，计算平均值。 ②药物S 处理： 甲组：每天每只小鼠腹腔注射一定量生理盐水 乙组：每天每只小鼠腹腔注射一定量药物S 丙组： 连续处理数天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值，直至建成高血糖模型小鼠。 ③物质X 处理： 甲组： 乙组：每天每只小鼠灌胃一定量生理盐水 丙组： 连续处理若干天，每天测量小鼠的血糖，计算平均值。 3.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）。已知甲、乙两种物质（能通过透析袋）对酶A 的活性有抑制作用。 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），试管，烧杯等为了探究甲、乙两种物质对酶A 的抑制作用类型，提出以下实验设计思 路。请完善该实验设计思路，并写出实验预期结果。 (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，再分别加等量 ，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透析袋，放入蒸馏 水中进行透析处理。透析后从透析袋中取出酶液，再测定各自的酶活性。 (2)实验预期结果与结论 若出现结果①： 。 结论①：甲、乙均为可逆抑制剂。 若出现结果②： 。 结论②：甲、乙均为不可逆抑制剂。 若出现结果③： 。 结论③：甲为可逆抑制剂，乙为不可逆抑制剂。 若出现结果④： 。 结论④：甲为不可逆抑制剂，乙为可逆抑制剂。 4.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。 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： 。 5.欲研究生理溶液中K+浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和Na+浓度升高对其动作 电位的影响。请完善以下实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。 （要求与说明：已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为-70 mV，兴奋时动作电位从去极化到反极 化达+30 mV。测量的是膜内外的电位变化。K+、Na+浓度在一定范围内提高。实验条件适 宜） 回答下列问题： （1）完善实验思路： 组1：将神经纤维置于适宜的生理溶液a 中，测定其静息电位和