2026年高考生物实验题满分冲刺训练专题05评价改进型实验—方案评析与缺陷纠错精练(2大考点)(学生版+解析)

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考情速递——命题规律深挖
真题溯源——解题思路拆解
考点01 光合作用类实验评价
1．（2024·北京·高考真题）五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，难以达成目的的是（ ）
A．用花瓣细胞观察质壁分离现象
B．用花瓣大量提取叶绿素
C．探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D．利用幼嫩茎段进行植物组织培养
【答案】B
【分析】当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入到外界溶液中，由于原生质层比细胞壁的伸缩性大，当细胞不断失水时，液泡逐渐缩小，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，即发生了质壁分离。
【详解】A、花瓣细胞含有中央大液泡，液泡中含有花青素，因此可用花瓣细胞观察质壁分离现象，A不符合题意；
B、花 瓣含花青素，而不含叶绿素，因此不能用花瓣提取叶绿素， B符合题意；
C、生长素能促进月季的茎段生根，可利用月季的茎段为材料来探索生长素促进其插条生根的最适浓度，C不符合题意；
D、月季的幼嫩茎段能分裂，能利用幼嫩茎段的外植体进行植物组织培养，D不符合题意。
2．（2025·全国卷·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。
(1)类囊体膜上的蛋白复合物PSⅡ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)PSⅡ复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PSⅡ的组装。为此，利用农杆菌转化拟南芥，由于农杆菌的 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)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PSⅡ复合物。科研人员进行实验，处理及结果如图1。
①据图分析，本实验的自变量是 。
②依据实验结果推测，PSⅡ复合物的功能是 对变化光强的适应。
(4)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。
基于本实验结果推断，B基因参与PSⅡ复合物的组装，PSⅡ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】(1)ATP和NADPH
(2)T-DNA
(3) ①变化的光强；光强变化的规律性；缺乏PSⅡ复合物 提高
(4)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PSⅡ复合物的组装，但支持PSⅡ复合物帮助适应变化的光强
【分析】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PSⅡ复合物，从而导致bcd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PSⅡ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PSⅡ复合物的组装，但支持PSⅡ复合物帮助适应变化的光强。
3.（2025·全国卷·高考真题）BAT（褐色脂肪组织）细胞含有大量线粒体，具有分解脂肪和产热的功能，其数量及代谢异常与肥胖、衰老等现象相关。
(1)图1示有氧呼吸第三阶段，H+通过复合体I、Ⅲ、Ⅳ运至线粒体膜间隙，并顺浓度梯度通过 （细胞结构）上的ATP合酶，生成大量ATP。
(2)图2为BAT细胞在寒冷刺激下增加产热的机制：产热复合体提高线粒体中Ca2+浓度→促进有氧呼吸第二阶段（三羧酸循环）→提高H+跨膜浓度梯度→ → 、产热增加。
(3)产热复合体包含E、M和UCP1三种蛋白质。为研究三者的互作情况，构建了三种质粒，分别表达UCPI-HA融合蛋白、E-FLAG融合蛋白、M-FLAG融合蛋白，并获得了转入不同质粒组合的细胞。先利用抗HA抗体偶联磁珠对各组总蛋白进行收集，将收集的蛋白电泳，再分别用抗FLAG抗体与抗HA抗体进行检测，结果如图3。分析图2产热复合体中的A、B分别为 蛋白。
(4)BAT细胞在凋亡过程中会释放肌苷，与相关细胞膜上受体结合发挥作用。用肌苷处理健康BAT和WAT（白色脂肪细胞，主要储存脂肪），发现二者UCPI基因的表达量均显著提高。阐释BAT凋亡时释放肌苷的意义。
(5)ENT1是肌苷转运蛋白，在BAT细胞高表达。研究表明，抑制ENT1可以增加胞外肌苷水平，增强细胞产热能力。有人提出可通过抑制ENT1治疗肥胖，从稳态与平衡的角度评价该方案并说明理由。
【答案】(1)线粒体内膜
(2) UCPl将H+运至线粒体基质，减小了膜两侧H+的跨膜浓度梯度 ATP合成比例减少
(3)M、E
(4)BAT细胞凋亡时释放肌苷，可促进健康的BAT和WAT细胞UCPl基因表达而增加产热，从而维持机体的体温平衡
(5)有一定的合理性。抑制ENTl可提高胞外肌苷水平，促进BAT和WAT细胞有机物分解，增加产热，达到减重的效果。然而ENTl通过调节胞外肌苷水平，维持体温相对稳定，抑制ENTl可能破坏机体体温平衡的稳态
【分析】有氧呼吸主要在线粒体中进行，分为三个阶段。第一阶段在细胞质基质，葡萄糖分解为丙酮酸和少量[H]，产生少量能量；第二阶段在线粒体基质，丙酮酸和水反应生成二氧化碳和大量[H]，产生少量能量；第三阶段在线粒体内膜，O2与[H]结合生成水，产生大量能量。
【详解】（1）在有氧呼吸第三阶段，从图1能看到，H+经复合体I、Ⅲ、Ⅳ被运到线粒体膜间隙后，会顺着浓度梯度通过线粒体内膜上的ATP合酶。这是因为线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，其上分布着与该阶段反应相关的酶和蛋白质等结构，H+通过这里的ATP合酶完成反应进而生成大量ATP 。
（2）从图2的信息来分析，产热复合体使线粒体中Ca2+浓度升高，推动有氧呼吸第二阶段（三羧酸循环）进行，使得H+跨膜浓度梯度增大。之后UCPl发挥作用，将H+运至线粒体基质，这样一来膜两侧H+的浓度梯度就减小了。而ATP的合成与H+的浓度梯度有关，浓度梯度减小，ATP合成比例就会减少，能量更多地以热能形式释放出来，从而产热增加。
（3）观察图3，在用抗FLAG抗体与抗HA抗体进行检测后的电泳图中，几乎没有UCPI-HA融合蛋白。这意味着与UCPI-HA融合蛋白相互作用的蛋白在电泳图上有明显体现，结合构建的三种质粒分别表达的融合蛋白来看，能与UCPI-HA融合蛋白相互作用的就是M-FLAG融合蛋白和E-FLAG融合蛋白，所以可以推断出产热复合体中的A、B分别为M、E蛋白。
（4）题目中明确提到，BAT细胞在凋亡过程中会释放肌苷，并且用肌苷处理健康的BAT和WAT细胞后，二者UCP1基因的表达量均显著提高。UCP1基因表达量提高会增加产热，而机体的体温需要维持在相对稳定的状态，BAT细胞凋亡时释放肌苷，可促进健康的BAT和WAT细胞UCPl基因表达而增加产热，从而维持机体的体温平衡。
（5）ENT1作为肌苷转运蛋白在BAT细胞中高表达。从有利方面看，抑制ENT1确实能够增加胞外肌苷水平，而胞外肌苷水平升高可以促进BAT和WAT细胞有机物分解，有机物分解过程中会释放能量，能量一部分用于合成ATP，一部分以热能形式散失，这样就增加了产热，进而有可能达到减重的效果，所以从这个角度讲，通过抑制ENT1治疗肥胖有一定的合理性。但从另一方面看，ENT1在正常情况下通过调节胞外肌苷水平，对维持体温相对稳定起着重要作用。一旦抑制ENT1，这种调节机制被破坏，就可能打破机体体温平衡的稳态，给机体带来不良影响。
解题技巧归纳
一、先明确实验评价的核心维度
光合作用实验的评价与改进，本质是从实验设计科学性和逻辑严谨性两大角度拆解，需重点关注以下 5 个环节：
评价维度
核心考点
常见错误示例
实验材料
材料是否符合实验原理与目的
用月季花瓣提取叶绿素（花瓣含花青素不含叶绿素，如 2024 北京卷第 1 题）；用衰老叶片做光合实验（色素含量低、光合速率弱）
变量控制
自变量是否唯一、无关变量是否恒定
探究光强对光合速率的影响时，温度 / CO₂浓度未统一；光强梯度设置过少（仅 2 组，无法确定最适值）
实验步骤
对照设计、操作逻辑是否严谨
探究光的作用时，仅设光照组无黑暗对照组；提取色素时未加 CaCO₃导致叶绿素被破坏
检测指标
指标是否能精准反映因变量
用 “叶片上浮数量” 反映光合速率，但未控制叶圆片大小 / 数量一致；用淀粉染色定性观察代替定量测量
结果分析
因果逻辑是否直接、结论是否严谨
仅通过 “突变体淀粉颗粒少” 直接推出 “B 蛋白参与 PSⅡ 组装”（如 2025 全国二卷第 2 题），忽略间接影响的可能
二、解题步骤：“拆解→评价→改进” 三步法
第一步：精准拆解实验设计
先通读题干，圈出实验目的（如 “探究 PSⅡ 复合物对变化光强的适应作用”），再拆解实验的 “材料→变量→步骤→检测→结果” 五大环节，明确每个环节的设计意图。
以 2025 全国二卷第 2 题为例：
实验目的：探究拟南芥 PSⅡ 复合物在适应变化光强中的作用
材料：野生型拟南芥、B 基因突变体（缺乏 PSⅡ 复合物）
变量：自变量（光强类型：恒定 / 自然波动 / 阶梯式 / 脉冲式；植株类型：野生型 / 突变体）；因变量（植株生长状况 “+” 的数量）
步骤：分组处理不同光强，观察生长状况
检测：目测生长状况（“+” 数量）
结果：突变体在变化光强下生长差，野生型生长好
解题技巧归纳（接上页）
第二步：逐一环节评价漏洞
针对拆解的每个环节，结合 “实验设计原则”（对照、单一变量、平行重复、科学性）排查问题：
1. 实验材料评价
【2025 全国二卷】B 基因突变体的选择：需确认突变体为纯合子，且实验前植株长势、生理状态一致（题干未明确，存在漏洞）。
【2024 北京卷】月季花瓣提取叶绿素：花瓣含花青素，不含叶绿素，材料选择完全错误。
2. 变量控制评价
【2025 全国二卷】光强处理的无关变量：不同光强组的温度、CO₂浓度是否恒定？题干未说明，可能干扰实验结果。
【真题】探究光质对光合速率的影响：用不同颜色的灯，但灯的功率不同（无关变量不统一，导致光强也不同）。
3. 实验步骤评价
【2025 全国二卷】是否设置预实验？光强梯度的设置是否经过预实验确定范围？题干未提及，梯度合理性存疑。
【真题】光合速率测定：未进行黑暗处理校正呼吸作用，导致测得的是 “表观光合速率” 而非 “真正光合速率”。
4. 检测指标评价
【2025 全国二卷】用 “+” 数量反映生长状况：定性描述，误差大，无法精准量化光合速率（改进：用鲜重 / 干重、光合速率仪测 O₂释放量）。
【真题】用叶片上浮数量反映光合速率：未控制叶圆片的大小、数量、初始气孔状态，指标可靠性差。
5. 结果分析评价
【2025 全国二卷】“突变体生长差→PSⅡ 复合物帮助适应变化光强”：逻辑不严谨，需补充 “过表达 B 基因看是否恢复 PSⅡ 功能” 或 “直接检测 PSⅡ 复合物含量” 的验证实验，排除其他间接影响。
【真题】“光照组淀粉多→光促进光合”：未排除 “植株原有淀粉” 的干扰，需增加 “实验前黑暗处理耗尽淀粉” 的步骤。
第三步：针对性提出改进方案
根据评价出的漏洞，对应给出可操作的改进措施，需体现 “科学性” 和 “严谨性”：
漏洞类型
改进示例
材料错误
【2024 北京卷】将 “月季花瓣” 改为 “新鲜菠菜叶 / 韭菜叶”，研磨时加 SiO₂（研磨充分）、CaCO₃（保护叶绿素）、无水乙醇（溶解色素）
变量不严
【2025 全国二卷】实验全程控制温度、CO₂浓度恒定；每组设置 3 个平行重复组，取生长状况的平均值；增加光强梯度数量（如设置 5-6 组梯度）
缺少对照
【经典真题】探究光的作用时，补充 “黑暗处理的空白对照组”；探究激素作用时，补充 “蒸馏水处理的空白对照”
步骤缺陷
【经典真题】光合速率测定前，先黑暗处理 12h 耗尽叶片原有淀粉；提取色素时，增加 “过滤研磨液” 的步骤，去除杂质
指标粗糙
【2025 全国二卷】将 “+” 数量改为 “植株干重增长量”“光合速率仪测定的 O₂释放速率”；用分光光度计定量检测叶绿素含量
分析片面
【2025 全国二卷】补充 “回补实验”：将 B 基因导入突变体，观察 PSⅡ 复合物是否恢复、植株是否适应变化光强；或直接用免疫荧光技术检测 PSⅡ 复合物的含量
三、高频考点与命题趋势
从近年高考真题看，这类题的命题趋势有 3 个特点：
结合突变体 / 基因编辑技术：如 2025 全国二卷用拟南芥突变体，考查 “基因 - 蛋白 - 性状” 的逻辑链，需关注分子层面的验证实验（如回补实验、过表达实验）。
强调定量与精准检测：定性描述（如 “+” 数量）逐渐被定量指标（如光合速率、色素含量、淀粉含量的数值）取代，需掌握分光光度计、氧电极等仪器的应用。
聚焦实验逻辑的严谨性：结果分析常考 “因果关系的直接性”，需区分 “相关性” 和 “因果性”，如 “突变体淀粉少”≠“B 蛋白直接参与 PSⅡ 组装”，需补充验证实验。
考点02 动物生命活动调节类实验评价
1．（2025·广东·高考真题）为探索神经活动调节体液免疫反应机理，我国科学家以实验小鼠为对象，对实验组小鼠进行手术并用药物处理以去除脾神经（交感神经纤维进入脾脏的分支），对照组小鼠进行同样手术但不去除脾神经。术后恢复6周，腹腔注射抗原NP-KLH免疫小鼠。回答下列问题：
(1)对小鼠注射NP-KLH后，通过抗原呈递，激活 细胞为B细胞增殖分化提供第二个信号。
(2)免疫后第7、13天，采用荧光标记的特定抗体与细胞膜上相应 结合进行识别的方法，对B细胞和浆细胞分类计数，计算浆细胞占总B细胞的百分比（如图）。由第13天的数据可得出的结论是 。在免疫后第7天，实验组脾脏浆细胞数量平均值低于对照组平均值，但研究者并不能依据该数据得出上述结论，原因是 。
注：图中圆圈表示小鼠不同个体的数据：黑色短横线表示平均值：上方值为统计分析所得概率值，p0.05），无法排除随机误差的影响
(3) 与B细胞的AChR结合 AChR-α9在生发中心B细胞中表达量最高（+++），且与体液免疫直接相关 脾神经
【分析】体液免疫：病原体可以直接和B细胞接触，树突状细胞作为抗原呈递细胞，可对抗原进行加工、处理后呈递至辅助性T淋巴细胞，随后在抗原、激活的辅助性T细胞表面的特定分子双信号刺激下，B淋巴细胞活化，再接受细胞因子刺激后增殖分化成记忆细胞和浆细胞，浆细胞产生抗体，和病原体结合。
【详解】（1）B细胞的增殖分化需要两个信号，其中第一信号是抗原直接刺激B细胞，第二个信号是激活的辅助性T细胞与B细胞结合。
（2）抗原与抗体的结合具有特异性，分析题意可知，荧光标记的抗体需与B细胞/浆细胞表面的抗原结合；据图可知，第13天实验组肝脏浆细胞比例显著低于对照组（p0.05），可能是由于个体差异或时间不足导致，不能作为结论依据。
（3）ACh乙酰胆碱是神经递质，是信息分子，信息分子需要与受体结合后发挥作用，故ACh需与B细胞的AChR结合才能调节体液免疫；分析表格数据，AChR-α9在生发中心B细胞（浆细胞前体）中表达量最高（+++），与免疫反应直接相关，故首选AChR-α9进行研究；分析题意，本实验目的是验证ACh通过直接与B细胞的AChR结合以实现脾神经兴奋对体液免疫反应的调节作用，则实验的自变量是AChR的有无，实验设计应遵循对照与单一变量原则，故验证推测需对实验组（AChR-α9敲除）和对照组（正常小鼠）的脾神经进行处理，比较浆细胞和抗体量。
2．（2025·山东·高考真题）机体内环境发生变化时，心血管活动的部分反射调节如图所示。
(1)调节心血管活动的基本神经中枢位于 （填“大脑”“脑干”或“下丘脑”）。当血压突然升高时，机体可通过图示调节引起心率减慢、血管舒张，从而使血压下降并恢复正常，该调节过程中， （填“交感神经”或“副交感神经”）的活动减弱。
(2)血压调节过程中，压力感受器和化学感受器产生的兴奋在传入神经上都以 信号的形式向前传导；兴奋只能由传出神经末梢向心肌细胞单向传递的原因是 。
(3)已知血CO2浓度升高时，通过图示调节影响心率变化。化学感受器分为中枢和外周化学感受器2种类型，其中外周化学感受器位于头部以下，中枢化学感受器分布在脑内。注射药物X仅增加血CO2浓度，不影响其他生理功能。
实验目的：探究外周和中枢化学感受器是否均参与血CO2浓度对心率的调节。
实验步骤：①麻醉大鼠A和B；
②将大鼠A的头部血管与大鼠B的相应血管连接，使大鼠A头部的血液只与大鼠B循环，大鼠A头部以下血液循环以及大鼠B血液循环不变，大鼠A、B的其他部位保持不变，术后生理状态均正常；
③测量注射药物X前后的心率。
结果及结论：向大鼠B尾部静脉注射药物X，大鼠A心率升高，可得出的结论是 （填“中枢”或“外周”）化学感受器参与了血CO2浓度对心率的调节。依据实验目的，还需要探究另1类化学感受器是否参与调节，在实验步骤①、②的基础上，需要继续进行的操作是 。
【答案】(1) 脑干 交感神经
(2) 电 神经和肌肉之间通过突触联系，且神经递质只能由突触前膜释放并作用于突触后膜
(3) 中枢 向大鼠A尾部静脉注射药物X，检测A鼠的心率是否升高
【分析】交感神经和副交感神经对同一个内脏器官的作用往往是相反的，交感神经可以使心跳加快、加强，副交感神经使心跳减慢、减弱。交感神经对胃肠运动主要具有抑制作用，即降低胃肠平滑肌的紧张性及胃肠蠕动的频率。
【详解】（1）脑干中有许多重要的调节内脏活动的基本中枢，如调节呼吸运动的中枢，调节心血管活动的中枢等，因此调节心血管活动的基本神经中枢位于脑干。交感神经兴奋时，血管收缩、心跳加快，而副交感神经兴奋时，心跳减慢，当血压突然升高时，机体可通过图示调节引起心率减慢、血管舒张，从而使血压下降并恢复正常，说明该过程中交感神经的活动减弱，副交感神经的活动增强。
（2）兴奋在神经纤维上以电信号的形式传导，因此血压调节过程中，压力感受器和化学感受器产生的兴奋在传入神经上都以电信号的形式向前传导；传出神经末梢和心肌细胞之间通过突触进行联系，由于神经递质储存在突触前膜内的突触小泡中，只能由突触前膜释放并作用于突触后膜上的受体，因此兴奋只能由传出神经末梢向心肌细胞单向传递。
（3）注射药物X仅增加血CO2浓度，不影响其他生理功能。向大鼠B尾部静脉注射药物X后，大鼠B的血CO2升高，此血液流入大鼠A头部，由于中枢化学感受器位于脑内，因此A鼠可感受到头部CO2的变化，所以若检测到大鼠A心率升高，可说明中枢化学感受器参与了血CO2浓度对心率的调节。若要探究外周化学感受器参与血CO2浓度对心率的调节，则需要在实验步骤①、②的基础上，向大鼠A的尾部静脉注射药物X，使大鼠A的血CO2升高，由于大鼠A的头部血液只与大鼠B循环，而大鼠B的血CO2浓度不变，即A鼠的中枢化学感受器不受影响，若检测到大鼠A的心率升高，则说明外周化学感受器参与了调节，若A鼠心率不变，则说明外周化学感受器不参与心率变化的调节。即依据实验目的，还需要探究外周化学感受器是否参与调节，在实验步骤①、②的基础上，需要继续进行的操作是：向大鼠A尾部静脉注射药物X，检测A鼠的心率是否升高。
3．（2025·江苏·高考真题）人体具有自我防御能力，能抵御病原体的侵袭。干扰素基因刺激因子（STING）是人体免疫功能的关键参与者，细胞中STING转运到高尔基体后，可激活STING信号通路，促进免疫相关基因的表达，如图1所示。请回答下列问题：
(1)有病毒入侵时，囊泡将STING转运进入高尔基体，体现囊泡和高尔基体的膜具有 性。到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物，水解 直接提供能量，磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。
(2)激活的IRF3进入细胞核，促进细胞表达干扰素，抑制病毒增殖，这种免疫类型为 。
(3)STING蛋白复合物还可以激活转录因子NFκB，促进细胞表达抗原呈递相关蛋白，进而可将入侵病毒的抗原呈递在细胞表面，有利于T细胞通过 识别到病毒抗原后活化，裂解被病毒感染的靶细胞，这种免疫方式为 。
(4)我国科学家研究发现，有些2型糖尿病患者的胰岛B细胞中STING信号通路异常。
①健康状态下，胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞，促进血糖进入细胞进行氧化分解，促进 ，与胰岛A细胞分泌的 共同维持血糖稳态。
②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系，研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象，分别分离了胰岛B细胞，开展两组实验：一组检测细胞中胰岛素基因的表达量，结果见图2；另一组用高糖溶液刺激，检测培养液中胰岛素的含量，结果见图3。根据图2、图3可得出结论： 。
③依据上述研究，研发治疗血糖异常相关的新药物，还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因，研究人员用小鼠开展了实验研究。请选出3个关键步骤，并按照实验流程排序： （填字母）。
a．提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的DNA
b．提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNA
c．逆转录成cDNA后，扩增、测序分析
d．PCR扩增，测序分析
e．确定差异表达基因，进行实验验证
【答案】(1) 一定的流动性（和选择透过性） ATP
(2)非特异性免疫
(3) 特异性受体/受体 细胞免疫
(4) 促进血糖进入肝、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 胰高血糖素 STING基因调节胰岛素的分泌而非胰岛素的合成（或 STING基因缺失不影响胰岛素基因的转录，但影响胰岛素的分泌（或释放）） bce
【分析】胰岛素是由胰岛B细胞分泌的，具有加速组织细胞对糖的摄取、储存和利用，降低血糖浓度的作用。胰高血糖素是由胰岛A细胞分泌的，具有很强的促进糖原分解和糖异生作用，可使血糖浓度降低。
【详解】（1）有病毒入侵时，囊泡将STING转运进入高尔基体，需要囊泡膜和高尔基体的膜融合，体现囊泡和高尔基体的膜具有一定的流动性。ATP是直接能源物质。故到达高尔基体的STING与蛋白激酶TBK1结合形成蛋白复合物，水解ATP直接提供能量，磷酸化激活干扰素调控因子IRF3。
（2）干扰素抗病毒机制属于非特异性免疫。干扰素由宿主细胞分泌后，刺激邻近细胞产生抗病毒蛋白，抑制病毒复制。其作用不针对特定病毒，属于先天性的非特异性免疫。
（3）STING蛋白复合物还可以激活转录因子NFκB，促进细胞表达抗原呈递相关蛋白，进而可将入侵病毒的抗原呈递在细胞表面，有利于T细胞通过特异性受体识别到病毒抗原后活化，裂解被病毒感染的靶细胞，这种免疫方式为细胞免疫。
（4）①健康状态下，胰岛B细胞分泌的胰岛素作用于靶细胞，促进血糖进入细胞进行氧化分解，促进血糖进入肝、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，抑制肝糖原分解和非糖物质转化为糖，与胰岛A细胞分泌的胰高血糖素共同维持血糖稳态。
②为探究胰岛B细胞中STING缺失与胰岛B细胞功能异常的关系，研究人员以正常小鼠和胰岛B细胞中STING基因敲除的小鼠为研究对象，分别分离了胰岛B细胞，开展两组实验：一组检测细胞中胰岛素基因的表达量，结果见图2；另一组用高糖溶液刺激，检测培养液中胰岛素的含量，结果见图3。根据图2、图3可知，图2两组的胰岛素基因的mRNA含量无变化，图3中高糖处理时正常组胰岛素的相对含量明显高于基因敲除组，可得出结论：STING基因调节胰岛素的分泌而非胰岛素的合成（或 STING基因缺失不影响胰岛素基因的转录，但影响胰岛 素的分泌（或释放））。
③依据上述研究，研发治疗血糖异常相关的新药物，还需探明胰岛B细胞中STING信号通路作用的分子机制。为筛选出STING基因敲除小鼠胰岛B细胞中表达量显著变化的基因，研究人员用小鼠开展了实验研究。分析实验流程，可知，选出3个关键步骤如下：b．提取正常组和STING基因敲除组小鼠胰岛B细胞的RNA，c．逆转录成cDNA后，扩增、测序分析，e．确定差异表达基因，进行实验验证。
解题技巧归纳
一、评价实验的「三步拆解法」
拿到题目先按这三步拆解，快速定位实验缺陷。
步骤 1：审实验目的→抓 “自变量 + 因变量”
先明确实验要探究的问题，比如：
2025 广东题 1：探究 “脾神经对体液免疫的调节作用”→ 自变量：脾神经是否切除；因变量：浆细胞比例、抗体量
2025 山东题 2：探究 “外周 / 中枢化学感受器对 CO₂调节心率的作用”→ 自变量：化学感受器类型；因变量：心率变化
步骤 2：析实验设计→从「分组 - 处理 - 检测」找漏洞
环节
常见缺陷
真题对应例子
分组
无对照 / 对照类型错误；未随机分组；样本量不足
2025 广东题 1：第 7 天样本量不足导致 p>0.05
处理
无关变量未控制（如小鼠年龄 / 性别不一致）；处理顺序错误；自变量设置不唯一
2025 山东题 2：若只测 1 只大鼠，无法排除个体差异
检测
指标不可量化 / 不能反映因变量；检测时间点不合理
若仅 “观察小鼠状态”，不如 “检测抗体浓度” 科学
步骤 3：评缺陷→精准定位问题类型
常见缺陷话术：
“缺少假手术对照，无法排除手术操作对实验结果的干扰”
“样本量不足 / 未随机分组，导致实验误差大，结果无统计显著性（p>0.05）”
“检测指标单一，仅检测 X 无法全面反映 Y 的变化”
二、改进实验的「四补优化法」
针对缺陷逐一修正，让实验设计更严谨。
补对照：根据实验目的增设对照（如假手术对照、空白对照）
例：2025 广东题 1 中，若仅设置 “切除脾神经” 组，需增设 “假手术（仅手术不去除神经）” 组，排除手术影响。
补样本：增加样本量、随机分组，重复实验以提高结果可靠性
例：2025 广东题 1 中 “第 7 天数据差异不显著”，改进为 “增加小鼠数量至每组≥10 只，重复实验并统计 p 值”。
控变量：明确无关变量并统一（如小鼠品系、年龄、免疫剂量一致）
例：实验中所有小鼠需 “同品系、同龄、雌雄各半”，避免无关变量干扰。
调指标：优化检测指标，确保可量化、能直接反映因变量
例：将 “观察小鼠免疫状态” 改为 “检测血浆抗体浓度、脾细胞中浆细胞比例”。
三、结合真题的「典型场景技巧」
场景 1：神经 - 免疫调节实验（如 2025 广东题 1）
评价重点：假手术对照是否设置？时间点选择是否合理？统计显著性是否达标？
改进技巧：增设假手术组，扩大样本量，延长观测时间（如第 7、13 天对比），用 p 值判断差异是否显著。
场景 2：心血管调节实验（如 2025 山东题 2）
评价重点：对照是否能区分不同感受器？处理是否能排除交叉干扰？
改进技巧：设计 “交叉对照”（如 A、B 大鼠分别处理头部和躯体），确保单一变量（如仅让中枢 / 外周感受器暴露于高 CO₂）。
场景 3：免疫 - 代谢调节实验（如 2025 江苏题 3）
评价重点：基因敲除后的对照是否合理？检测是否覆盖 “合成 - 分泌 - 功能” 全环节？
改进技巧：设置野生型对照，同时检测 mRNA（合成）和蛋白 / 分泌量（功能），确保结论全面。
对点特训——题型能力突破
一、单选题
1．植株上的芽能合成生长素，防止叶柄脱落。“幼叶是否也能合成生长素?”为了探究这一问题，某同学进行了如下实验：①选取同种生长状况相同的植株若干，均分为3组，分别编号甲，乙、丙；②将3组植株全部去掉顶芽；③将甲，乙去掉叶片，保留叶柄，并在乙植株的叶柄横断面上涂上一定浓度的生长素，丙植株保留幼叶；④观察3组植株叶柄脱落情况。下列有关实验设计的说法，错误的是（ ）
A．该实验设计很合理，没有漏洞
B．不需要设计不做任何处理的一组作为对照
C．实验中甲、乙、丙三组之间形成相互对照
D．甲、乙两组植株叶柄脱落的时间可能相差不大
【答案】D
【分析】科学探究的一般过程包括提出问题、作出假设、制定计划（即探究的方案：包括选择材料、设计方法步骤等）、实施计划、得出结论（分析所得的结果与假设是否相符）、表达和交流；实验方案的设计要紧紧围绕提出的问题和假设进行。
【详解】ABC、实验中甲、乙、丙三组之间形成相互对照，不需要再设计不做任何处理的一组作为对照，故该实验设计是合理的，ABC正确；
D、乙植株的叶柄横断面上涂上一定浓度的生长素，生长素可以防止叶柄脱落，故乙组植株叶柄脱落的时间要大于甲组，D错误。
2．为对“绿叶中色素的提取和分离”的实验进行深入探究，某兴趣小组选用酒精水浴加热的方法来提取色素，并探究了水浴温度对实验的影响。以下是色素提取的相关实验步骤：
a.取四支大试管并编号，每组称取2 g新鲜菠菜叶，用剪刀剪碎后放入大试管底部。
b.取不同水浴锅，将温度设定在30℃、50℃、70℃、90℃。
c.向四支大试管中各加入2 mL无水乙醇和少量碳酸钙，塞好棉塞，用试管夹夹住大试管分别放入上述水浴锅中，保温4 min后取出试管，过滤。
d.每支试管取适量滤液在分光光度计上依次在波长为663 nm、646 nm和470 nm光下测定光度。根据所测得的吸光度值计算出提取液中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的浓度及含量，
所得实验数据如下表。请分析回答下列问题：
(1)30℃时无水乙醇进入菠菜叶肉细胞的方式是 。该兴趣小组选用酒精水浴加热法提取色素，最可能是受了下列哪个相关实验内容的启发 。
A．萨克斯的天竺葵实验中利用酒精对叶片脱色
B．脂肪鉴定实验中酒精用来洗去浮色
C．观察细胞有丝分裂的实验中酒精作为解离液的成分之一
D．70%的酒精可以迅速渗入细菌内部起到消毒的作用
(2)若实验中吸光度的测定数值过大，反而增大了实验误差，则改进措施是 。
(3)由实验数据可知，在 温度条件下提取到的色素含量相对较高。分析原因，可能是在该温度条件下，一方面叶肉细胞中的色素释放比较彻底，另一方面 。
(4)该兴趣小组利用下图所示的改进装置进行色素的分离实验，则离试管口最近的色素带为 (填色素名称)，该改进装置的优点 有 、 等。
【答案】(1) 自由扩散 A
(2)将滤液稀释后再进行吸光度的测定
(3) 70℃ 色素未被大量破坏
(4) 叶绿素b 密封好，有毒物质挥发少 注射器控制层析液的量，有效避免没及滤液细线
【分析】绿叶中色素的提取和分离实验的原理：色素能溶于有机溶剂，所以可用无水乙醇来提取色素；四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越大，随着层析液扩散的速度越快，否则越慢，所以能用层析液将四种色素分离。叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
【详解】（1）无水乙醇通过自由扩散进入细胞，不需要载体，不消耗能量。
A、叶绿素为绿色，脱色后便于观察，如不脱色，不易观察到淀粉遇碘变蓝的现象，A正确；
B、脂肪鉴定实验中用酒精来洗去浮色的原因是苏丹Ⅳ易溶于酒精等有机溶剂，B错误；
C、剪去洋葱根尖2-3mm，立即放入盛入有盐酸和酒精混合液（1：1）的玻璃皿中，在温室下解离。目的：用药液使组织中的细胞相互分离开来，C错误；
D、70%的酒精具有杀菌消毒的作用，能使细菌的蛋白质脱水、凝固、变性，D错误。
故选A。
（2）若实验中吸光度的测定数值过大，反而增大了实验误差，则改进措施是将滤液稀释后再进行吸光度的测定。
（3）依据表格数据可知，在70℃下提取到的色素含量相对较高。其原因可能是在该温度条件下，叶肉细胞中的色素释放比较彻底，同时色素未被大量破坏。
（4）叶绿素b在层析液的溶解度最低，扩散得慢，则离试管口最近的色素带为叶绿素b，该改进装置的优点是密封好，有毒物质挥发少；注射器控制层析液的量，有效避免没及滤液细线；节约药品，分离后可用注射器将层析液吸回，回收利用。
3．帕金森病（简称PD）是一种影响中枢神经系统的慢性神经退行性疾病，主要影响运动神经系统。它的症状通常随年龄增长缓慢出现，早期症状为静止性震颤、肌肉僵直、运动迟缓和步态异常等。引起PD的原因主要是多巴胺能神经元内外多巴胺浓度异常导致其损伤或死亡。回答下列问题。
(1)由多巴胺能神经元构成的突触如图所示，多巴胺与突触后膜上的 结合，引起 ，从而产生动作电位。PD出现前人体内避免多巴胺能神经元内外多巴胺浓度异常的机制是 。
(2)研究表明，多巴胺代谢异常会产生含氧自由基，从而引起多巴胺能神经元损伤或死亡，人参皂苷Rg1具有抗衰老、抗氧化、提高免疫力等作用。临床试验发现，人参皂苷Rg1可以显著改善帕金森病患者的运动症状和生活质量。为探究人参皂苷Rg1治疗PD的机理，研究小组以小鼠为实验材料设计了如下实验方案。
注：MPTP能诱导多巴胺能神经元死亡，使患者出现帕金森病症状。可用MPTP诱导帕金森动物模型。
①从细胞水平设计的检测指标为 。
②这个实验设计存在两个明显的错误，请指出来。
错误一： ；
错误二： 。
③根据临床试验结果推测本实验的结果是 。
【答案】(1) 特异性受体/受体 Na⁺内流 利用多巴胺运载体将多巴胺转运回神经元内，降低突触间隙中多巴胺浓度；利用单胺运载体将细胞质中的多巴胺转运到突触小泡中降低细胞质中多巴胺浓度
(2) 多巴胺能神经元凋亡数 人参皂苷Rgl治疗组应先建立患病动物模型，再进行治疗，实验方案违反了“单一变量”原则 还需设置一组健康鼠作为对照组 人参皂苷Rg1治疗组小鼠多巴胺能神经元凋亡数大于对照组，小于模型组
【分析】兴奋在神经元之间需要通过突触结构进行传递，突触包括突触前膜、突触间隙、突触后膜，其具体的传递过程为：兴奋以电流的形式传导到轴突末梢时，突触小泡释放递质（化学信号），递质作用于突触后膜，引起突触后膜产生膜电位（电信号），从而将兴奋传递到下一个神经元。
【详解】（1）多巴胺作为神经递质，与突触后膜上的特异性受体结合，使突触后膜的通透性发生改变，Na⁺通道开放，Na⁺内流，从而产生动作电位。据图可知，多巴胺运载体和单胺运载体都能转运多巴胺，通过它们的转运，突触间隙和多巴胺能神经元的细胞质中多巴胺的浓度都不会太高，避免了多巴胺能神经元的损伤或死亡。
（2）由题意可知，多巴胺代谢异常会产生含氧自由基，从而引起多巴胺能神经元损伤或死亡，而人参皂苷Rg1能抗氧化，因此要探究人参皂苷Rg1治疗PD的机理，自变量为是否使用人参皂苷Rg1，从细胞水平设计，因变量就是多巴胺能神经元凋亡的数量；已有的实验设计中，人参皂苷Rg1治疗组没有先建立患病动物模型，而是直接对正常小鼠进行治疗；另外还需要设置一组健康鼠作为对照组，以排除多巴胺能神经元正常凋亡对实验结果的影响以及检验人参皂苷Rg1治疗的效果；临床试验已经显示人参皂苷Rg1对PD有一定治疗效果，因此预测实验结果为人参皂苷Rg1治疗组小鼠多巴胺能神经元凋亡数大于对照组，小于模型组。
4．应激刺激可影响肾上腺相关激素的分泌，响应应急反应或应激反应。下图是肾上腺相关激素分泌的调节过程。请回答下列问题：
(1)当发生应急反应时，交感神经兴奋可使心率 ，支气管扩张呼吸频率加快；肾上腺素分泌增多使血糖含量 ；这两种变化分别有利于增加 供应，从而使机体更好地适应环境的变化。
(2)应激反应主要通过糖皮质激素发挥作用。据图分析，应激反应和应急反应在反应速度上的区别最可能是 。
(3)在1889年到1920年的几十年里，科学家通过制备胰腺提取物的方式来提取胰岛素，然后注射给糖尿病模型动物，但降糖效果甚微的原因是 。如果某人的胰岛素含量并不低，但却出现了典型的糖尿病症状，你认为可能的原因是 。
(4)下丘脑除具有体温调节中枢、血糖调节中枢外，还具有渗透压调节中枢等。为验证下丘脑在渗透压调节中的作用，某科研 工作者进行了如下实验。请将实验补充完整：
实验步骤：
步骤1：将大小不同的20只家鼠均分成两组，并编号甲组和乙组；
步骤2：甲组小鼠切除下丘脑，乙组小鼠正常手术但不切除下丘脑。
步骤3：同时给甲组和乙组小鼠静脉注射100mL1.5%的NaCl溶液，一段时间观察小鼠的尿量变化。
实验评价：
①请指出实验中一处不妥之处 ，并说明该操作会产生的实验后果是 。
②改进实验操作后，该实验的预期结果：甲组尿量 （填“多于”“等于”或“小于”）乙组。该实验除尿量外， 还可以作为观测指标。
【答案】(1) 加速 升高 氧气和能量（顺序不可颠倒）
(2)应激反应属于激素调节，反应较为缓慢；应急反应属于神经调节，反应较快。
(3) 胰岛素被胰蛋白酶分解 胰岛素作用的信号通路受阻或胰岛素不能与靶细胞上的受体结合或胰岛素受体减少/受损（答案合理即可）
(4) 大小不同的20只家鼠，未控制好无关变量 无关变量对实验进行干扰而导致实验结果不可信 多于 抗利尿激素的含量
【分析】下丘脑地位和功能：①感受：渗透压感受器感受渗透压升降，维持水代谢平衡。
②传导：可将渗透压感受器产生的兴奋传导至大脑皮层，使之产生渴觉。
③分泌：分泌促激素释放激素，作用于垂体，使之分泌相应的激素或促激素。在外界环境温度低时分泌促甲状腺激素释放激素，在细胞外液渗透压升高时促使垂体释放抗利尿激素。
④调节：体温调节中枢、血糖调节中枢、渗透压调节中枢。
【详解】（1）据题图可知，应激刺激可通过交感神经兴奋，促进肾上腺髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素增多，一方面肾上腺素可使心率加快，支气管扩张呼吸频率加快，有利于增加氧气供应；另一方面肾上腺素分泌增多使血糖含量升高，有利于增加能量供应，从而使机体产生应急变化，更好地适应环境的变化。
（2）据图分析，应急反应通过交感神经兴奋，促进肾上腺髓质分泌肾上腺素和去甲肾上腺素增多起作用，属于神经调节，反应速度较快，而应激反应主要通过下下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴分泌糖皮质激素发挥作用，属于激素调节，反应速度较慢。
（3）胰腺能分泌含有蛋白酶的胰液，而胰岛分泌的胰岛素是蛋白质类激素，若通过制备胰腺提取物的方式来提取胰岛素，会因胰岛素被胰蛋白酶分解而使降糖效果甚微。
如果某人的胰岛素含量并不低，但却出现了典型的糖尿病症状，则说明胰岛素不能起作用，可能的原因是胰岛素作用的信号通路受阻或胰岛素不能与靶细胞上的受体结合或胰岛素受体减少/受损等。
（4）步骤一中选择“大小不同的20只家鼠”不妥，未控制好无关变量。这样操作产生的后果是：无关变量会对实验进行干扰而导致实验结果不可信。
改进实验操作后，甲组小鼠因切除下丘脑后不能调节渗透压的平衡，静脉注射NaCl溶液后的尿量增多，而 ，乙组小鼠正常手术但不切除下丘脑该实验的预期结果：而乙组因保留了下丘脑，能调节渗透压的平衡，静脉注射1.5%的NaCl溶液后细胞外流渗透压升高，垂体释放的抗利尿激素增多，使重吸收水分增多， 尿量减少，因此该实验的预期结果为：甲组尿量多于乙组。该实验除尿量外，还可以检测抗利尿激素的含量作为观测指标。
5．胸腺是重要的免疫器官，能分泌胸腺素。胸腺素是一类多肽﹐能促进淋巴细胞分化，成熟及大脑发育。细菌毒素（LPS）能损伤脑部海马区神经干细胞和新生神经元，使其数量减少。为研究胸腺素与大脑早期发育的关系，以新生小鼠为对象开展了研究。
(1)除胸腺外，免疫器官还有 （至少举2例）。先天胸腺缺失的小鼠，其特异性免疫功能 （填“会”或“不会”）全部丧失，原因是 。
(2)为研究胸腺分泌的胸腺素能否预防LPS的损伤作用，设计如下实验方案。
实验材料：新生小鼠若干、LPS溶液、胸腺素溶液、无菌生理盐水。
实验设计思路：将实验组小鼠在出生后连续四天注射一定量的LPS溶液，对照组注射等量无菌生理盐水。第九天时，对实验组半数小鼠饲喂适量的胸腺素溶液，另外半数的实验组小鼠和对照组全部小鼠饲喂等量的无菌生理盐水。第三周对小鼠脑组织进行细胞学检测，比较各组小鼠脑部海马区神经干细胞、新生神经元的数量。请指出该实验设计中的两处错误： 。
【答案】(1) 骨髓、脾、淋巴结和扁桃体 不会 胸腺是T细胞成熟的场所，先天胸腺缺失的小鼠，其体内缺少T细胞，细胞免疫功能丧失，体液免疫功能降低，但不会全部丧失。
(2)①胸腺素是一类多肽，不能用饲喂的方法。②不应该先注射一定量的LPS溶液，再注射胸腺素。
【分析】免疫器官包括骨髓、胸腺、脾、淋巴结和扁桃体等。特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。胸腺是T细胞成熟的场所。
【详解】（1）免疫器官除胸腺外，还包括骨髓、脾、淋巴结和扁桃体等。胸腺是T细胞成熟的场所。体液免疫主要靠抗体“作战”，辅助性T细胞在体液免疫中细胞表面的分子发生变化与B细胞结合，作为激活B细胞的第二个信号，产生的淋巴因子促进B细胞增殖分化为浆细胞，少部分的抗原可以直接刺激B细胞。细胞免疫要靠细胞毒性T细胞直接接触靶细胞来“作战”。可见，先天胸腺缺失的小鼠，因缺少T细胞，导致其体液免疫功能降低，细胞免疫功能丧失，即其特异性免疫功能不会全部丧失。
（2）胸腺素是一类多肽，口服会被消化道中的消化酶分解而失去作用，应采用注射的方法研究胸腺素的作用。本实验是为了研究胸腺分泌的胸腺素能否预防LPS的损伤作用，应对实验组小鼠的处理为先注射胸腺素，一定时间后再注射LPS溶液；对对照组小鼠的处理为先注射等量的无菌生理盐水，一定时间后将半数的对照组小鼠注射等量LPS溶液、另外半数的小鼠注射等量的无菌生理盐水。
6．位于铜梁区的中国农业科学院蔬菜花卉研究所西南研发中心的玻璃温室大棚内，色彩艳丽、个头饱满的小番茄挂满枝头。在温室中种植小番茄，光照强度和CO2浓度是制约产量的主要因素。铜梁冬季温室的平均光照强度约为200μml•m-2•s-1，CO2浓度约为400μml•m-2•s-1。为提高温室小番茄产量，有人测定了补充光照和CO2后小番茄植株相关生理指标，结果见下表。回答下列问题。
(1)小番茄植株叶肉细胞的光合色素分布在 上，该场所实现的能量转化是 。色素对特定波长光的吸收量可反映色素的含量，为减少类胡萝卜素的干扰，应选择 光来测定叶绿素含量。
(2)与对照组相比，甲组净光合速率更高，结合表中数据，分析原因可能是 ，若要获得各组小番茄植株的真正光合作用速率，还应 (填简要思路)。
(3)根据本研究结果，在冬季温室种植小番茄的过程中，若只能从(CO₂浓度加倍或光照强度加倍中选择一种措施来提高小番茄产量，应选择 。依据是 。
【答案】(1) 类囊体薄膜 光能→ATP和NADPH中活跃的化学能 红
(2) 甲组叶绿素含量和气孔导度均高于对照组光反应产生的ATP和NADPH更多，吸收的CO2更多，暗反应更强，因此净光合速率更高 黑暗条件测出各条件下小番茄植株的呼吸速率
(3) 光照强度加倍 甲>乙（乙