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专题四 评价改进类实验能力培养及答题技巧
【题型01 评价改进类 】
一、熟核心 知体系
1.题目特点：此种题型突出“评价”实验，所以题干实验目的明确，围绕实验目
的已设计好实验，但由于实验设计中存在某些不足（如变量设计不合理或未设计、
没有强调等同和适宜即没有遵循单一变量原则、结果检验不合理、原理使用不当
等），导致实验结果不能说明实验结论。
2.解答思路
二、知真题 明考向
1.（2022·湖北·统考高考真题）不同条件下植物的光合速率和光饱和点（在一定范围内，随
光照强度的增加，光合速率增大，达到最大光合速率时的光照强度称为光饱和点）不同，
研究证实高浓度臭氧（O3）对植物的光合作用有影响。用某一高浓度O3连续处理甲、乙两
1
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种植物75 天，在第55 天、65 天、75 天分别测定植物净光合速率，结果如图1、图2 和图3
所示。
【注】曲线1：甲对照组，曲线2：乙对照组，曲线3：甲实验组，曲线4：乙实验组。
回答下列问题：
(1)图1 中，在高浓度O3处理期间，若适当增加环境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点
会
（填“减小”、“不变”或“增大”）。
(2)与图3 相比，图2 中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，表明
。
(1) 从图3 分析可得到两个结论：①O3处理75 天后，甲、乙两种植物的
，表明长时间高浓
度的O3对植物光合作用产生明显抑制；②长时间高浓度的O3对乙植物的影响大于甲植物，
表明
。
(2) 实验发现，处理75 天后甲、乙植物中的基因A 表达量都下降，为确定A 基因功能与植
物对O3耐受力的关系，使乙植物中A 基因过量表达，并用高浓度O3处理75 天。若实验现
象为
，则说明A 基因的功能与乙植物
对O3耐受力无关。
【答案】(1)增大 (2)高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小
(3)实验组的净光合速率均明显小于对照组 长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作
2
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用产生的抑制效果有差异 (4)A 基因过量表达与表达量下降时，乙植物的净光合速率相
同
【详解】（1）限制光饱和点的环境因素有温度、CO2浓度，图1 中，在高浓度O3处理期间，
当光照强度增大到一定程度时，净光合速率不再增大，出现了光饱和现象，若适当增加环
境中的CO2浓度，甲、乙植物的光饱和点会增大。（2）据图可见，用某一高浓度O3连续
处理甲植物不同时间，与图3 相比，图2 中甲的实验组与对照组的净光合速率差异较小，
表明高浓度臭氧处理甲的时间越短，对甲植物光合作用的影响越小。（3）据图3 可见，O3
处理75 天后，曲线3 净光合速率小于曲线1、曲线4 净光合速率小于曲线2，即甲、乙两
种植物的实验组的净光合速率均明显小于对照组，表明长时间高浓度的O3对植物光合作用
产生明显抑制；曲线4 净光合速率比曲线3 下降更大，即长时间高浓度O3对乙植物的影响
大于甲植物，表明长时间高浓度臭氧对不同种类植物光合作用产生的抑制效果有差异。
（4）实验发现，处理75 天后甲、乙植物中的基因A 表达量都下降，为确定A 基因功能与
植物对O3耐受力的关系，自变量是A 基因功能，因此可以使乙植物中A 基因过量表达，并
用高浓度O3处理75 天，比较A 基因过量表达与表达量下降时的净光合速率，若两种条件
下乙植物的净光合速率相同，则说明A 基因的功能与乙植物对O3耐受力无关。
2.(2019·浙江选考，第33 题节选)欲验证胰岛素的生理作用，根据以下提供的实验材料与
用具，提出实验思路，预测实验结果并进行分析。
材料与用具：小鼠若干只，胰岛素溶液，葡萄糖溶液，生理盐水，注射器等。
(要求与说明：血糖浓度的具体测定方法及过程不做要求，实验条件适宜)
[分析] 分析题干信息可知，实验对象是小鼠，实验变量是胰岛素溶液处理，属于单对
象单因子实验。在不考虑实验变量梯度的前提下，从定性角度考虑，定性实验中实验组数
量(p)＝实验对象数(a＝1)×变量数(b＝1)＝1 组，再考虑空白对照，可以分成如下两组：
组A：对小鼠注射葡萄糖溶液；
组B：对小鼠注射等量生理盐水。
三、专题专练 能力提升
1. 触觉是人体与周围环境最为直观的交互形式，Piezo 家族蛋白在触觉等机械力感知信号
传导中发挥重要作用。清华大学研究团队发现，当力作用于细胞膜时，膜张力的改变引起
Piezo 蛋白发生可逆形变，使Piezo 蛋白通道开放，从而将机械力刺激转化为阳离子内向电
流。Piezo 蛋白的结构如图所示。回答下列问题：
3
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(1)机械力刺激会使Piezo 蛋白的“叶片”结构旋转，改变了蛋白质的 ，使中央孔
打开，引起阳离子内流。
(2)研究者从Piezo 家族蛋白的某些候选蛋白中筛选出与触觉信号产生相关的蛋白质，构建
了许多特定蛋白质不表达的细胞系，以研究某1 种蛋白质的功能。这种控制自变量的方法
采用了 原理。实验过程及检测如图所示。若在Piezo2 蛋白不表达的细胞系中，机
械力刺激后 ，则证明该蛋白质与触觉产生相关。为进一步证明Piezo2 蛋白的作用，
研究者构造了该蛋白质过量表达的细胞系，给予机械力刺激后，实验现象是 。
(3)为了解Piezo2 蛋白是否单独感应机械力刺激，研究者将该蛋白质固定到人工脂质球上，
对脂质球进行机械力刺激，并用电极检测。人工脂质球的基本支架是 ，与（2）题
的实验相比，该实验采用人工脂质球的目的是 。为使本实验严谨，应如何设计？
。实验设计必须遵循的原则有 （答出2 点）。
【答案】(1)空间结构（或构象）
(2) 减法 不能检测到内向电流（或内向电流明显减小） 内向电流增大
(3) 磷脂双分子层 排除细胞膜上其他Piezo 家族蛋白的干扰 另设一组对照组，
除固定Piezo2 蛋白外，其他条件与实验组的相同，并检测内向电流 科学性原则、平行
重复原则、对照性原则、单一变量原则
【分析】1、在中枢神经系统的参与下，机体对内外刺激所产生的规律性应答反应， 叫作
反射。外界信号刺激感受器，感受器产生的兴奋沿着传入神经向神经中枢传导，神经中枢
随之产生兴奋并对传入的信息进行分析和综合，神经中枢的兴奋经过传出神经到达效应器，
效应器对刺激作出应答，这就是反射的大致过程。神经中枢的兴奋也可以经神经束传递至
大脑皮层感觉中枢，在大脑皮层形成感觉。
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2、神经纤维未受到刺激时，K+外流，细胞膜内外的电荷分布情况是外正内负，当某一部位
受刺激时，Na+内流，其膜电位变为外负内正。
3、对照实验中，控制自变量可以采用“加法原理”或“减法原理”。与常态比较，人为增
加某种影响因素的称为“加法原理”。 与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法
原理”。
【详解】（1）蛋白质的结构决定其功能，在机械力刺激下Piezo 蛋白的空间结构发生改变，
中央孔打开引起阳离子内流。
（2）与常态比较，人为去除某种影响因素的称为“减法原理”。研究者从Piezo 家族蛋白
的某些候选蛋白中筛选出与触觉信号产生相关的蛋白质，构建了许多特定蛋白质不表达的
细胞系，以研究某1 种蛋白质的功能。这种控制自变量的方法采用了“减法原理”。若只
在Piezo2 蛋白不表达的细胞株系中，机械刺激后不能检测到内向电流（或内向电流明显减
小），则证明该蛋白是与触觉信号产生相关的蛋白质。Piezo2 蛋白过量表达的细胞株系，
若该细胞株系在进行机械刺激实验后，检测到内向电流增大，则进一步证明Piezo2 蛋白是
与触觉信号产生相关的蛋白质。
（3）人工脂质球的基本支架是磷脂双分子层；人工脂质球上没有蛋白质，可排除细胞膜上
其他Piezo 家族蛋白的干扰；为使本实验更加严谨，应该添加一组对照组，即除固定Piezo2
蛋白外，其他条件与实验组的相同，并检测内向电流；实验设计必须以遵循科学性原则、
平行重复原则、对照性原则、单一变量原则为前提。
2. 目前，针对多种血液肿瘤细胞的CAR—T 细胞免疫疗法已获成功，应用前景广阔。CAR—
T 细胞免疫疗法是指将嵌合抗原受体（CAR）导入T 细胞中，从而产生肿瘤特异性识刷的T
细胞，以激发人体自身免疫系统来消灭肿瘤。回答下列问题：
(1)CAR—T 细胞免疫疗法能对不同肿瘤细胞进行靶向治疗的过程体现了细胞膜的 功能。
(2)T 细胞受抗原刺激后可增殖分化成 ，进一步行使免疫功能，最终消灭自身肿瘤细
胞，这体现了免疫系统的 功能。
(3)在临床试验中，部分患者在接受CAR—T 细胞免疫疗法后，出现呼吸困难的症状兑明该疗
法可能对神经系统中的 造成不良影响。
(4)为探究机体清除肿瘤是否与体液免疫有关，某同学设计实验方案如下：将肿瘤体积大小
相同的若干小鼠（体内已有的免疫细胞和造血干细胞已被射线杀死）均分为A、B 两组，A
组做手术但不切除骨髓，B 组切除骨髓，一段时间后比较两组小鼠肿瘤体积大小。该实验
方案不能达到探究目的，原因是 。
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【答案】(1)进行细胞间信息交流
(2) 效应T 细胞和记忆细胞 监控和清除
(3)脑干
(4)B 组切除骨髓后缺乏造血干细胞，B 细胞和T 细胞均无法形成，体液免疫和细胞免疫都丧
失，不能排除是与细胞免疫有关
【分析】1、体液免疫过程为：（1）感应阶段：除少数抗原可以直接刺激B 细胞外，大多
数抗原被吞噬细胞摄取和处理，并暴露出其抗原决定簇；吞噬细胞将抗原呈递给T 细胞，
再由T 细胞呈递给B 细胞；（2）反应阶段：B 细胞接受抗原刺激后，开始进行一系列的增
殖、分化，形成记忆细胞和浆细胞；（3）效应阶段：浆细胞分泌抗体与相应的抗原特异性
结合，发挥免疫效应。
2、细胞免疫过程为：（1）感应阶段：吞噬细胞摄取和处理抗原，并暴露出其抗原决定簇，
然后将抗原呈递给T 细胞；（2）反应阶段：T 细胞接受抗原刺激后增殖、分化形成记忆细
胞和效应T 细胞，同时T 细胞能合成并分泌淋巴因子，增强免疫功能。（3）效应阶段：效
应T 细胞发挥效应。
3、免疫系统的功能：防卫功能、监控和清除功能。
【详解】（1）T 细胞表面的抗原受体（CAR）与肿瘤细胞表面的抗原特异性结合，故CAR
—T 细胞免疫疗法能对不同肿瘤细胞进行靶向治疗，该过程体现了细胞膜的进行细胞间信
息交流功能。
（2）T 细胞受抗原刺激后可增殖分化成效应T 细胞和记忆细胞，进一步行使免疫功能，最
终消灭自身肿瘤细胞，这种针对自身抗原的攻击体现免疫系统的监控和清除功能。
（3）脑干是呼吸中枢，因此部分患者出现呼吸困难的症状说明该疗法可能对神经系统中的
脑干造成不良影响。
（4）该实验B 组切除骨髓后缺乏造血干细胞，B 细胞和T 细胞均无法形成，体液免疫和
细胞免疫都丧失，不能排除是与细胞免疫有关，因此该实验方案不能达到探究目的。
3．胰高血糖素样肽-1（GLP-1）是一种由肠道L 细胞分泌的激素，消化道中的葡萄糖能刺激
肠道L 细胞分泌GLP-1。研究表明，GLP-1 具有促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌，并
能作用于中枢神经系统使食欲下降从而减少摄食，可达到降低血糖、减肥等作用。
(1)GLP-1 通过 运输到达全身各处细胞，作为信号分子与靶细胞膜上受体结合后发挥
作用。
(2)控制摄食行为的高级中枢在 ，机体调节摄食行为的方式有
6
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。
(3)口服和注射葡萄糖溶液两种方式都能促进机体分泌胰岛素，其中能使胰岛素分泌量更多
的方式是 ，理由是 。
(4)研究发现，GLP-1 易被机体内的二肽基肽酶-4（DPP-4）快速灭活并降解，为了最大限度
发挥GLP-1 的药理活性，在研发新药时出现了两种不同的方向。
①思路一：科研人员研发了GLP-1 受体激动剂类药物（如利拉鲁肽、阿必鲁肽等），这类
药物的氨基酸序列与GLP-1 的相似度高达90％以上。请推测该类药物的作用机理
，与GLP-1 相比，该类药物的优点是 。
②思路二：为了延长人GLP-1 发挥作用时间，科研人员研发了西格列汀和维格列汀等药物，
推测其可能的机理是 。
【答案】(1)体液
(2) 大脑皮层 神经调节和体液调节
(3) 口服 口服葡萄糖进入肠道后，能刺激肠道L 细胞分泌GLP-1，从而促进胰岛素
的分泌
(4) 能与人GLP-1 的受体发生特异性结合并发挥类似功能 不易被DPP-4 降解而延
长作用时间 抑制DPP4 的活性，从而延长GLP-1 发挥作用的时间
【分析】与血糖调节相关的激素主要是胰岛素和胰高血糖素，其中胰岛素的作用是机体内
唯一降低血糖的激素，胰岛素能促进全身组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖，从而降
低血糖浓度。胰高血糖素能促进糖原分解，并促进一些非糖物质转化为葡萄糖，从而使血
糖水平升高。
【详解】（1）由题可知，GLP-1 是一种由肠道L 细胞分泌的激素，激素通过体液运输到达
全身各处细胞，作为信号分子与靶细胞膜上受体结合后发挥作用。
（2）控制摄食行为的高级中枢是大脑皮层，消化道中的葡萄糖能刺激肠道L 细胞分泌
GLP-1，GLP-1 可促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌，这属于体液调节，GLP-1 还能作用
于中枢神经系统使食欲下降从而减少摄食，因此机体调节摄食行为的方式是神经调节和体
液调节;
（3）GLP-1 具有促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌，延缓胃排空和抑制食欲的功能，
消化道中的葡萄糖能刺激肠道L 细胞分泌GLP-1，口服葡萄糖能刺激肠道L 细胞分泌
GLP-1，从而促进胰岛素的分泌，而且口服葡萄糖能使血糖升高，也会引起胰岛素分泌增多，
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因此口服和注射葡萄糖溶液两种方式都能促进机体分泌胰岛素，其中能使胰岛素分泌量更
多的方式是口服葡萄糖，理由是口服葡萄糖进入肠道后，能刺激L 细.胞分泌GLP-1，从而
促进胰岛素的分泌。
（4）①由题可知，GLP-1 受体激动剂类药物的氨基酸序列与GLP-1 的相似度高达90％以上，
则该类药物的作用机理可能是能与人GLP-1 的受体发生特异性结合并发挥类似功能，该类
药物的优点是不易被DPP-4 降解而延长作用时间。②根据题意分析， GLP -1 发挥作用后能
被DPP4 快速灭活并降解，为了延长人GLP-1 发挥作用时间，科研人员研发了西格列汀和维
格列汀等药物，其作用机理可能是制DPP4 的活性，从而延长GLP-1 发挥作用的时间。
4. 为探究红光和黄光培养条件下烟草体内叶绿素含量是否发生改变，某同学提出以下实验
思路：
分别用一定强度的红光和黄光培养烟草，一段时间后提取和分离烟草叶绿体中的色素，通
过比较滤纸条上叶绿素a 和叶绿素b 色素带的位置来判断叶绿素含量是否发生改变。有同
学认为该方案存在不足，原因有①______________________________________________
________________________________________________________________________；
②______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 ①该实验缺少同等强度白光培养的对照组
②色素带的位置只能反映色素在层析液中的溶解度的大小，不能反映色素的含量
5. 为确保实验结果真实可信，实验过程中通常需要遵循对照原则。下列叙述错误的是（
）
A．紫色洋葱表皮细胞的质壁分离与复原过程设置了自身对照
B．探究酵母菌细胞的呼吸方式需设置无氧条件作空白对照
C．噬菌体侵染细菌的实验中
32P 标记组和
35S 标记组起到相互对照的作用
D．温特实验中空白琼脂块组是为了排除琼脂本身特性对实验结果的影响
【答案】B
【分析】实验过程中的变化因素称为变量。其中人为控制的对实验对象进行处理的因素叫
作自变量，因自变量改变而变化的变量叫作因变量。除自变量外，实验过程中还存在一些
对实验结果造成影响的可变因素，叫作无关变量。除作为自变量的因素外，其余因素（无
关变量）都保持一致，并将结果进行比较的实验叫作对照实验。对照实验一般要设置对照
组和实验组，对照类型包括空白对照、自身对照、条件对照、相互对照和标准对照。实验
中的对照组未作任何处理，这样的对照组叫作空白对照。
【详解】A、在观察紫色洋葱表皮细胞的质壁分离与复原过程中，改变外界溶液浓度使液
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泡先后发生失水和吸水，通过观察原生质层的变化判断细胞的质壁分离与复原，该实验的
对照是自身对照，A 正确；
B、在探究酵母菌细胞的呼吸方式实验中，通过设置有氧和无氧条件，探究在不同条件下酵
母菌的呼吸产物，由于未设置对照组，两组实验都是实验组，其对照类型是相互对照，B
错误；
C、在噬菌体侵染细菌的实验中，分别用32P 和35S 进行标记，由于未设置对照组，两组实
验起到相互对照的作用，C 正确；
D、在温特的实验中，将胚芽鞘顶端切下放在琼脂块上，然后将该琼脂块放在切去顶端的
胚芽鞘上，观察胚芽鞘的生长状况，为排除琼脂块对实验的影响，需要利用相同大小的空
白琼脂块做对照实验，D 正确。
故选B。
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