文档文本内容
专题五 评价改进型实验——方案评析与缺陷纠错精练
考情速递——命题规律深挖
考点
考题统计
命题规律
趋势预测
光合作用
类实验评
价
2024·北京
2025·全国二卷
1. 考点聚焦核心生理模块，紧扣教
材实验延伸
高频考点集中在 光合作用与细胞代
谢、神经 - 体液 - 免疫调节、稳态
调节（血糖 / 体温 / 渗透压）、细
胞生命活动（凋亡 / 分化） 四大
核心模块
2. 题型结构固定，侧重实验逻辑与
细节考查
题型以 非选择题为主（占比 80%
以上），选择题为辅，设问层次清
晰：从基础的 “实验变量识别”
到进阶的 “实验设计错误指出”，
再到高阶的 “方案完善与结论论
证”，梯度分明，符合高考 “分层
考查” 原则。
3. 核心聚焦实验设计的科学性，强
化变量与对照控制
高频考查 变量控制能力，对照设置
是必考点
4. 依托真实科研情境，强调知识应
用与探究结合
命题背景均来自真实科研场景，实
验材料贴近实际
5. 注重图表解读与数据处理，关联
实验结果与结论
图表类型多样化数据处理能力隐性
考查
1. 考点范围适度拓展，核心模块仍
是重点，新增交叉模块考查
核心模块（光合作用、调节、代
谢）持续占主导，但可能拓展至 遗
传实验（如杂交实验设计缺陷纠
错）、生态实验（如种群密度调查
的误差分析与改进），文档中已出
现种群密度调查的实验评价（样方
法、标记重捕法），未来可能进一
步强化。
2. 核心素养导向强化，突出科学探
究与逻辑思维
更侧重科学探究素养：要求学生独
立完成 “实验设计缺陷识别→方案
完善→结果预测→结论论证” 的完
整逻辑链。科学思维（逻辑推理、
批判性思维）成为考查核心
3. 情境更具实践性与前沿性，关联
医疗、农业等实际应用
医疗健康类情境持续升温，农业生
产类情境增多
4. 实验设计细节考查更精准，缺陷
纠错要求更具体
聚焦 “隐性错误” 的识别：如无
关变量控制不当、实验方法错误、
对照组设置不全，未来可能要求
“写出具体改进措施” 而非仅指出
错误。
动物生命
活动调节
类实验评
价
2025·江苏
2025·山东
2025·广东
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：
1.
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）。
2.
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。
3.
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，p<0.05
时表示两组数据有显著差异。
(3)研究发现，脾神经末梢与脾脏T 细胞形成突触样结构，释放去甲肾上腺素促进T 细胞合成并释放乙酰胆
碱（ACh），基于ACh 可与ACh 受体（AChR）结合的事实，结合上述研究，研究者推测：ACh 通过直接
以实现脾神经兴奋对体液免疫反应的调节作用。
为证实该推测，首先需要确认脾脏B 细胞是否存在AChR。由于小鼠体内存在多种类型的AChR，研究者
采用PCR 检测各类型AChR 的mRNA，结果见表。根据该结果，首选AChR-α9 进行研究，理由是 。
细胞样本
AChR 类型
AChR-β1
AChR-β4
AChR-α9
总B 细胞
+++
-
+
生发中心B 细胞
++
-
+++
浆细胞
+++
++
++
注：生发中心是B 细胞活化后增殖分化为浆细胞的场所，+表示有检出，+越多表示检出量越多；-表示未
检出。
研究者将小鼠AChR-α9 基因敲除，然后对 进行处理并免疫小鼠，再检测各实验组与对照组小鼠脾脏
浆细胞和抗体生成量，从而验证以上推测是否合理。
【答案】(1)辅助性T 细胞
(2) 抗原 脾神经缺失会降低体液免疫反应 第7 天时两组数据差异不显著（p>0.05），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（p<0.05），说明脾神经缺失会降低体液免疫反
应；实验数据的得出需要建立在大量数据之上，第7 天时两组数据差异不显著（p>0.05），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。
1.
补对照：根据实验目的增设对照（如假手术对照、空白对照）
o
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。
2.
补样本：增加样本量、随机分组，重复实验以提高结果可靠性
o
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”。
3.
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）
o
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。
4.
调指标：优化检测指标，确保可量化、能直接反映因变量
o
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，
温度
单位鲜重的菠菜绿叶中各色素含量
(mg/g)
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素
30℃
1.658
1.137
0.305
50℃
2.192
1.206
0.355
70℃
2.418
1.302
0.426
90℃
2.395
1.247
0.385
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。
实验步骤
模型组
人参皂苷Rg1 治疗组
1
注射1mL 溶于生理盐水的MPTP，
注射4 次，每次间隔2h
注射1mL 生理盐水，注射4
次，每次间隔2h
2
每天注射1mL 生理盐水，连续3d
注射1mL 溶于生理盐水的人参
皂苷Rg1，连续3d
检测指标
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200μmol•m-2•s-1，CO2浓度约为400μmol•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。
组别
光照强度
μmol•m⁻2•s⁻1
CO2浓度
μmol•mol⁻¹
净光合速率
μmol•m⁻²•s⁻¹
气孔导度
mol•m⁻²•s⁻1
叶绿素含
量 mg•g⁻¹
对照
240
360
6.5
0.08
45.8
甲
480
360
13.0
0.15
65.6
乙
240
720
10.0
0.08
55.3
(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<甲）的净光合速率光照强度加倍使净光合速率提高幅度更大
【分析】实验的自变量为光照强度和CO2浓度，因变量包括叶绿素含量、气孔导度、净光合速率。影响光
合作用的因素包括内因和外因：内因：色素含量、酶数量等；外因：光照强度、二氧化碳浓度、温度、含
水量、矿质元素等。
【详解】（1）叶绿体中的光合色素（叶绿素、类胡萝卜素）都分布在类囊体薄膜上，这是光反应的场所。
光反应阶段，色素吸收的光能会转化为ATP 和NADPH 中储存的活跃化学能（后续暗反应会将其转化为有
机物中稳定的化学能）。类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，对红光吸收很少。用红光测定叶绿素含量时，类胡
萝卜素的干扰（吸收红光少）会减少，结果更准确。
（2）甲组光照强度加倍，叶绿素含量和气孔导度均高于对照组：叶绿素多→光反应产生的ATP、NADPH
更多；气孔导度大→吸收的CO2更多→暗反应更强，因此净光合速率更高。 （结合表格：甲的光照强度
是对照组的2 倍，叶绿素含量（65.6vs45.8）和气孔导度（0.15vs0.08）都比对照组高，光反应和暗反应的
原料或条件更充足）。在黑暗条件下测出各条件下小番茄植株的呼吸速率，再用 “真正光合速率=净光合
速率+呼吸速率” 计算。 （净光合速率是 “光合-呼吸” 的差值，因此需要补充呼吸速率才能得到真正
光合速率）。
（3）甲（光照加倍）的净光合速率（13.0）比乙（CO2加倍）的净光合速率（10.0）更高，说明光照强度
加倍对净光合速率的提升幅度更大，更利于提高产量。
7．糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病，其核心病理机制之一是胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗。
研究人员研发了一种新型的治疗糖尿病药物M。研究人员利用AI 辅助分析系统，设计实验方案，探究药
物M 是否具有增强胰岛素降血糖的效果，AI 辅助分析系统初步的实验探究方案如下。
实验目的：探究药物M 是否具有增强胰岛素降血糖的效果。
实验思路：选择一批生理状况相似的糖尿病模型小鼠（不形成内源胰岛素），随机均分为A、B 两组。A
组每日注射胰岛素，B 组每日同时注射等剂量的胰岛素和药物M。连续给药一周后，测量并比较两组小鼠
的空腹血糖值。
回答下列问题：
(1)胰岛素由 （填细胞名称）分泌，通过 （填途径）降低血糖。
(2)该初步实验方案存在缺陷，无法得出实验结论。实验人员在初步实验方案的基础上，完善了实验方案，
请将实验方案补充完整。
组别
实验处理
设置目的
甲组
注射等量的生理盐水
①
乙组
②
检测胰岛素本身的降糖效果
丙组
注射等量的药物M
③
丁组
④
验证药物M 与胰岛素联合使用的效果
(3)完善实验后，若 ，则说明药物M 能增强胰岛素的降糖效果。若需要进一步验证药物M 的作
用机制是提高靶细胞对胰岛素的敏感性，而非促进胰岛素分泌，还应检测 的含量。
(4)若选用“胰岛素抵抗”模型小鼠进行相同实验，对本实验目的来说，可能存在什么局限性？请说明理由：
。
(5)本研究中，AI 辅助生成了初步实验方案，但研究者必须对其进行批判性思考和优化。这体现了在科学探
究中，__________是核心因素。
A．先进的实验设 B．严谨的逻辑思维
C．大量的资金支持
D．快速的运算能力
【答案】(1) 胰岛B 细胞 促进组织细胞摄取、利用葡萄糖，并抑制肝糖原分解和非糖物质转化
(2) 作为空白对照，获取初始（基准）数据 注射等量的胰岛素溶液 排除药物M 自身的降血
糖效果 注射等量的胰岛素和药物M 混合溶液
(3) 丁组小鼠的血糖值显著低于乙组 血液中胰岛素
(4)为实现本实验目的，应选用胰岛素敏感性正常的模型[或会造成多变量（如胰岛素抵抗因素）的干扰
(5)B
【分析】胰岛A 细胞分泌胰高血糖素，能升高血糖，只有促进效果没有抑制作用，即促进肝糖原的分解和
非糖类物质转化；胰岛B 细胞分泌胰岛素是唯一能降低血糖的激素，其作用分为两个方面：促进血糖氧化
分解、合成糖原、转化成非糖类物质；抑制肝糖原的分解和非糖类物质转化。
【详解】（1）胰腺中的胰岛包含胰岛A 细胞和胰岛B 细胞，其中胰岛B 细胞负责合成和分泌胰岛素，胰
岛素作为信号分子，作用于肝脏、肌肉、脂肪等靶组织细胞，通过一系列信号转导，促进这些细胞加速摄
取、利用和储存葡萄糖。
（2）在探究药物M 是否具有增强胰岛素降血糖效果的实验中，初步实验方案存在两个主要缺陷。为了完
善实 验方案，实验人员进行了如下补充：甲组注射等量的生理盐水，作为空白对照，以获取基准数据；
乙组注射等量胰岛素，以检测胰岛素本身的降糖效果；丙组注射等量的药物M,以检验药物M 自身的降糖
效果；丁组注射等 量的胰岛素和药物M 混合溶液，以验证药物M 与胰岛素联合使用的效果。
（3）完善实验后，如果丁组小鼠的血糖值显著低于乙组，那么可以说明药物M 能增强胰岛素的降糖效果。
为了进一步验证药物M 的作用机制是提高靶细胞对胰岛素的敏感性，而非促进胰岛素分泌，实验人员还应
检测血液中胰岛素的含量。若血液中胰岛素含量没有显著增加，而血糖值却显著下降，则可以支持药物M
是通过提 高靶细胞对胰岛素的敏感性来发挥降糖作用的。
（4）使用胰岛素抵抗模型会引入干扰，因为该类小鼠外周组织对胰岛素不敏感，其血糖水平的变化可能
同时受药物M 改善胰岛素抵抗和增强胰岛素作用两种机制的共同影响，从而无法准确区分药物M 是直接
增强了胰岛素降糖效应，还是通过改善胰岛素抵抗间接降低了血糖，这会使实验结论的针对性降低，难以
明确药物M 对胰岛素本身的“增强效应”。
（5）A、先进的实验设备是工具，但工具需要人来正确使用和解读数据，A 不符合题意；
B、严谨的逻辑思维是研究者的核心品质，B 符合题意；
C、大量的资金支持是条件，但不能保证研究的科学性，C 不符合题意；
D、快速的运算能力（如AI 具备的）可以处理数据、生成初步方案，但它缺乏对科学问题本质的深刻理解、
对实验设计内在逻辑的批判性审视，以及根据结果进行推理和创造的能力，D 不符合题意。
故选B。
8．现利用如图所示装置设置A、B 两组实验，探究特定条件下酵母菌细胞呼吸方式。A 组烧杯中装入足量
的NaHCO3溶液，B 组烧杯中装入清水，两组酵母菌培养液中加入等量的活酵母菌(酵母菌培养液为葡萄糖
溶液)，其他条件均相同。一定时间后，观察红色液滴移动情况。回答下列问题。
(1)实验前对装置进行了灭菌处理，目的是 。A 组烧杯中装入足量的NaHCO3溶液的目的是
。
(2)若只进行A 组实验，一段时间后观察到红色液滴左移，推测该条件下酵母菌的细胞呼吸方式是
。若只进行B 组实验，一段时间后观察到红色液滴右移，推测该条件下酵母菌的细胞呼吸方式是
。
(3)同时进行A 组和B 组实验，一段时间后A 组红色液滴左移2cm，B 组红色液滴未发生移动，推测该条件
下酵母菌的细胞呼吸方式是 。实验小组认为该实验设计存在缺陷，故增设C、D 两组，重复了
上述实验：C 组在酵母菌培养液中加入了加热杀死的酵母菌，其他与A 组一致；D 组在酵母菌培养液中加
入了加热杀死的酵母菌，其他与B 组一致。最终实验结果为一定时间后C 和D 组红色液滴左移2cm，A 和
B 组实验结果与改进前实验结果一致，此结果说明该条件下酵母菌的细胞呼吸方式是 。
【答案】(1) 避免杂菌细胞呼吸对实验结果产生干扰 维持装置内CO2浓度相对稳定
(2) 只进行有氧呼吸或者同时进行有氧呼吸和无氧呼吸 只进行无氧呼吸或者同时进行有氧呼吸
和无氧呼吸
(3) 有氧呼吸 无氧呼吸
【分析】酵母菌是兼性厌氧微生物，在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖，把糖分解成二氧化
碳和水；在无氧条件下，酵母菌产生二氧化碳和酒精。
【详解】（1）实验前对装置进行灭菌处理，是为了避免装置中的杂菌进行细胞呼吸，从而干扰实验结果，
确保实验中观察到的现象是由酵母菌的细胞呼吸引起的。NaHCO3溶液既能吸收又能释放CO2，从而维持
装置内CO2浓度相对稳定，使红色液滴的移动只反映O2含量的变化。
（2）A 组实验中红色液滴的移动只反映O2含量的变化，只进行A 组实验，一段时间后观察到红色液滴左
移，说明装置内氧气减少，酵母菌消耗了氧气，结合酵母菌无氧呼吸不产生也不消耗氧气，所以推测该条
件下酵母菌的细胞呼吸方式是只进行有氧呼吸或者同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。B 组烧杯中是清水，无
法缓冲CO2，红色液滴右移，说明装置内气体体积增加，酵母菌进行细胞呼吸产生的CO2量大于消耗的O2
量（有氧呼吸消耗的O2量和产生的CO2量相等），消耗的O2量可能为0（即酵母菌只进行无氧呼吸），所
以推测该条件下酵母菌的细胞呼吸方式是只进行无氧呼吸或者同时进行有氧呼吸和无氧呼吸。
（3）同时进行A 组和B 组实验，A 组红色液滴左移2cm，说明消耗了O2；B 组红色液滴未发生移动，说
明产生的CO2量等于消耗的O2量，所以推测该条件下酵母菌的细胞呼吸方式是有氧呼吸。增设的C 组和D
组中，酵母菌是加热杀死的，不能进行细胞呼吸，但C 组和D 组红色液滴左移2cm，说明装置内气体变化
不是由酵母菌细胞呼吸引起的，可能是温度等因素导致。而A 和B 组实验结果与改进前一致，结合C、D
组结果，说明之前A 组液滴左移是由非生物因素引起，并非酵母菌有氧呼吸消耗O2，所以该条件下酵母菌
的细胞呼吸方式是无氧呼吸。
9．I 图1 为种群数量特征的概念图。在调查某林场松鼠的种群数量时，计算当年种群数量与一年前种群数
量的比值（λ），并得到如图2 所示的曲线。请回答：
(1)图1 中c 表示 ，a 表示 ，b 表示 。图1 中预测种群数量未来变化的主要依据是
（填“a”、“b”或“c”）。
(2)分析图2，前4 年该林场松鼠种群数量 （填“增大”“减小”或“基本不变”）。第 年松
鼠的种群密度最低。第16~20 年松鼠种群数量最可能呈 型曲线增长。
(3)调查植物种群密度的常用的方法是之一是样方法，取样的关键是做到 ；计数时，应以所有样方种
群密度的 作为该种群的种群密度估算值。
(4)在用标记重捕法调查某动物种群密度时，若经捕获后的动物更易被捕获，则调查的结果要比实际数量
（填“大”或“小”）。
II 某生物兴趣小组利用酵母菌开展相关探究实验。在500mL 的已煮沸、冷却的质量分数为5%的葡萄糖溶
液中接种一定量的酵母菌，在适宜的条件下培养，探究酵母菌种群大小的动态变化。
(5)本实验对酵母菌计数采用的方法为 法。某学生的部分实验操作过程是这样的：
①把酵母菌培养液放置在适宜的环境中培养，连续7 天取样计数；
②用无菌吸管从静置试管底部吸取酵母菌培养液少许；
③滴入血细胞计数板计数室，再盖上盖玻片，并用滤纸吸去多余菌液。
请纠正该同学实验操作中的2 个错误：① ；② 。
(6)该实验中酵母菌数量估算值见下表：（注：该实验中使用的血球计数板规格为：1mm×1mm×0.1mm，16
中方格×25 小方格）
时间（天）
1
2
3
4
5
6
7
酵母菌数量（万
个/mL）
3
2
？
762
82
4
819
821
820
第2 天观察计数时，发现计数室四个角上的4 个中方格中共有36 个酵母菌，其中被台盼蓝染液染成蓝色的
有4 个，计数时应选择 （填“无色”或“蓝色”）的酵母菌。若观察时发现所有中方格中酵母菌分
布均匀，则表中第2 天酵母菌数量约为 万个/mL。
(7)在调查某地区大熊猫种群密度时，采用粪便特征分析的方法。第一次收集到65 份粪便，经检测来自42
只个体。一段时间后，再次收集到60 份粪便，经检测其中21 份来自与第一次相同的14 只个体，其余39
份来自其他25 只个体，据此估算该地区大熊猫种群数量为 只。
【答案】(1) 种群密度 性别比例 年龄结构 b
(2) 基本不变 10 年 J
(3) 随机取样
平均值
(4)小
(5) 抽样检测 将盛有酵母菌培养液试管轻轻振荡几次后用无菌吸管吸取少许 盖上盖玻片，取
少许培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余的培养液用滤纸吸去
(6) 无色 128
(7)117
【分析】1、种群最基本的数量特征是种群密度，其次还有出生率，死亡率，迁入率，迁出率，年龄结构
和性别比例。年龄结构影响出生率和死亡率，进而影响种群密度；性别比例影响出生率来影响种群密度。
2、探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化实验的相关注意事项：（1）显微镜计数时，对于压在小方格
边线上的酵母菌，应只计固定的相邻两个边及其顶角的酵母菌。（2）调查酵母菌的方法为抽样检测法，
从试管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误
差。（3）结果记录最好用记录表。（4）每天计数酵母菌量的时间要固定。（5）培养和记录过程要尊重
事实，不能主观臆造。
【详解】（1）出生率，死亡率，迁入率，迁出率可直接影响种群密度，所以c 表示种群密度，年龄结构影
响出生率和死亡率，进而影响种群密度；性别比例影响出生率来影响种群密度，所以a 表示性别比例，b
表示年龄结构。
（2）λ 表示当年种群数量与一年前种群数量的比值，前4 年λ=1，种群数量基本不变；第4-10 年λ＜1，种
群数量减少；第10-16 年λ＞1，种群数量增加；第16-20 年λ＞1 且为定值，种群数量呈现J 型增长。
（3）样方法调查植物种群密度时，为了保证结果的准确性，一定要随机取样；在被调查种群的分布范围
内，随机选取若干样方，通过计数每个样方内的个体数，求得每个样方内的种群密度，以所有样方种群密
度的平均值作为该种群密度的估计值。
（4）标记重捕法计算公式：种群中个体数（N）÷标记总数=重捕总数÷重捕中被标记的个体数，若动物在
被捕过一次后更易捕获，会导致重捕中被标记的个体数偏大，这样会导致计算结果偏小。
（5）培养液中的酵母菌数量多、体积小，逐个统计非常困难，可以采用抽样检测的方法进行计数。从试
管中吸出培养液进行计数前，需将试管轻轻振荡几次，目的是使培养液中的酵母菌均匀分布，减少误差。
盖上盖玻片，取少许培养液滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入，多余的培养液用滤纸吸去，保证准确性。
（6）培养后期酵母菌的数量较多，应该先稀释后再计数。死亡的酵母菌会被台盼蓝染成蓝色，因此计数
时应选择无色的酵母菌。由于该血细胞计数板有16 个中方格，而第2 天计数室四个角上的4 个中方格中共
有36 个酵母菌，其中被台盼蓝染液染成蓝色的有4 个，则第2 天酵母菌数量约为(36-4)÷4×16=128 万个/
mL。
（7）由题意分析可知，第一次收集到的动物粪便个体数是42 只，第二次收集到的动物粪便总个体数为
14+25=39，其中14 只个体与第一次收集的相同，因此可利用公式计算大熊猫数量应为（42×39）/14=117
只。
