2025届高三生物一轮复习课件生物实验设计专题突破

这是一份2025届高三生物一轮复习课件生物实验设计专题突破，共56页。PPT课件主要包含了实验原则，对照的基本类型，一对照原则，例如2蛋白质的鉴定，空白对照，自身对照，空白对照和相互对照，相互对照，对照类型，对照如何设置等内容，欢迎下载使用。
(一)对照原则 (二)单一变量原则(三)平行重复原则
　　此外，还有科学性、可行性原则、简便性原则。
（1）空白对照：不给对照组任何处理或只加等量蒸馏水。
再举一个空白对照的例子：
在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加了唾液淀粉酶液，而对照组只加了等量的蒸馏水，起空白对照。
（2）条件对照：给对照组施以某种实验因素，但不是所研究的实验因素，以突出施以某种实验因素与实验所研究因素的差异，从另一个侧面衬托实验因素对实验结果所造成的影响。
再举一个条件对照的例子：
实验组：S型的DNA + R型活菌 对照组：S型的DNA 和DNA酶 + R型活菌
（3）自身对照：对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组；
正常状态与质壁分离状态对照
质壁分离状态与质壁分离复原对照
再举一个自身对照的例子：
所以自身对照的关键是： 要观察实验处理前后同一实验材料的变化。
再例如：变形虫分割实验。 P一55
自身对照：对照组和实验组都在同一研究对象上进行，不再另外设置对照组；
（4）相互对照：也叫对比实验，不单设对照组，而是几个实验组相互对照
不同盐浓度对哺乳动物红细胞的影响研究
再举一个相互对照的例子：
探究淀粉酶活性的最适温度
例：探究酵母菌细胞呼吸作用的方式 P一91
对比实验，A、B组均为实验组；相互对照
例：光合作用释放的O2来自于H2O（P一104）
例：研究某种药物A的降血糖作用。罗格列酮是目前降血糖常用药。实验对象为糖尿病小鼠，给药方式为灌胃，预期结果是血糖下降。如果只给小鼠灌生理盐水，是空白对照组；如果给小鼠服用罗格列酮，是 对照组——罗格列酮肯定使血糖下降；如果只给小鼠灌葡萄糖水，是 对照组——血糖不但没降，反而会上升。
补充：阳性对照和阴性对照：是针对“预期结果”而说的。凡是肯定出现预期结果的组，为阳性对照组。凡是肯定不会出现预期结果的组，为阴性对照组。
练习：判断下列对照的方法
1、设计一实验验证光合作用需要CO22、探究培养液中酵母菌种群数量的变化3、比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率的实验4、探究促进扦插枝条生根的最适生长素浓度5、检测转基因抗除草剂矮牵牛是否培育成功
错题重做：为了检测药物X、Y和Z的抗癌效果，采用细胞培养板添加溶于DMSO溶剂的三种药物培养肺癌细胞，培养过程及结果如图所示。
加入等体积的DMSO溶剂
当题目没有特别说明溶剂的时候，动物细胞实验的对照组通常为：等体积的生理盐水
自变量：实验者人为改变的变量。可以不只一个。因变量：随自变量的变化而变化的变量无关变量：除自变量外，其它影响因变量的变量。
单一变量原则：只有自变量改变，控制各种无关变量保持相同
即所用生物材料的数量、质量、来源和生理状况等要尽量相同。
　 即试管、烧杯等器具的大小、洁净度等要完全一样。
　即试剂的浓度、体积等要相同。
　　保温或冷却；光照或黑暗；搅拌或振荡都要一致。
某研究性学习小组选择了如下的研究课题：探究乙烯利浓度对黄瓜开雌花数量的影响 。自变量：　　　　　　　　　；因变量：　　　　　　　　；无关变量：　　　　 　　　　　 　　
黄瓜最初长势、光强、温度、水等
例如：根据实验课题确定变量：
为了验证甲状腺激素的生理作用，试以大白鼠的耗氧量和活动量为观察指标，根据给出的实验材料和用具，设计实验步骤，预测实验结果，并作出分析。自变量：　 　　　　　　　　；因变量：　 　　　　 　　　；无关变量：　　　　 　　　　　 　　。
大白鼠的耗氧量和活动量
鼠的数量、鼠龄、温度、药剂量等
任何实验必须有足够的实验次数，才能避免结果的偶然性，使得出的结论准确、科学（实验中选材时也要注意选取足够多的相同的材料；记录数据时应该多次测量取平均值）
排除偶然因素对实验结果的影响，使实验结果更准确
(1)注意操作细节合理性：
例：溶液或培养基灭菌后是否要冷却后使用？
酶促反应的试管如何加热？是直接加热，还是水浴保温？
使甲状腺制剂、胰岛素、生长激素进入动物体内的方法应如何操作？是饲喂，还是注射？
(2)注意操作顺序的合理性
“蛋白质的鉴定实验”中：
例：“还原性糖鉴定实验”中：　
　先将斐林试剂甲液（0.1g/mL的NaOH）和乙液(0.05g/mL的CuSO4)混合以后，再加入组织样液中，
先将双缩脲试剂A液（ 0.1g/mL NaOH）加入组织样液中，再加入B液(0.01g/mL CuSO4) 。
“影响酶活性因素的实验”中：
让酶在对应条件下处理好后再与底物接触 。
练习：设计方案要具有科学性
　 缺乏可操作性1：（湖南）统计发现，有12％的考生设计为 “取1 株生长正常的幼苗，先用缺镁完全营养液培养，再用完全培养液培养”
　为验证“镁是植物生活的必需元素”，请写出你的设计思路。
缺乏可操作性2：“用去掉镁的砂性土壤培养幼苗”
缺乏可操作性3：“将幼苗中运载Mg2+的载体去掉”
缺乏可操作性4：“将植物体内的Mg2+分离 出来”
正确思路： 取生长状况一致的大豆幼苗，分2组 对照组盛有含植物必需的各种矿质元素的完全培养液， 实验组盛有等量的不含镁离子的完全培养液， 两组置于相同的适宜条件下培养。 观察比较两组植物的生长发育情况。
（一）、审“实验目的”找四要素
①探究2、4-D对插枝生根的作用②探究环境因素对植物光合作用的影响③验证生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用
二、实验题的一般解题程序
（二）明确实验原理：划出关键词，联想所学知识，明确实验原理
（1）选材、分组编号： （给每组处理前的准备：是否需要前测和记录？）（2）给每组作处理：操纵自变量，控制无关变量相同（3）将各组放在相同且适宜的环境下培养或反应一段相同的时间。观察或测量并记录因变量，是否需要取平均值？
是否需要分组？分几组？哪一组作对照？
(4)进一步研究发现，GDM孕妇细胞中A、B两种RNA的含量与对照组有明显差异，如图8所示。
研究人员据此推测:A、B含量异常导致机体血糖和胰岛素指标异常，从而导致GDM。为了验证这一推测，研究人员开展相关实验，请将其实验思路补充完整:①取健康且血糖正常的妊娠小鼠若干只，均分为甲、乙两组。②甲组增加 A的含量，___________;乙组___________。③相同且适宜条件下饲养，一段时间后检测两组小鼠________________.
2024年1月高二佛山统考
1.(2018·全国卷Ⅱ，29改编)为研究垂体对机体生长发育的作用，某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中，用幼龄大鼠为材料，以体重变化作为生长发育的检测指标。（1）请完成有关的实验设计。
自变量：有无垂体分2组
因变量：幼龄大鼠生长发育状况（体重变化）
需要前测，需要求平均值
①取若干只健康的幼龄大鼠，随机分为A、B两组，并测量初始体重。②切除A组垂体，B组进行手术但不切除垂体。③将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下培养一段时间。④定期测定并记录两组大鼠的体重，计算每组的平均值。
如果A组大鼠体重明显低于B组，并且与初始相比，A组增重量较少，则说明垂体能促进幼龄动物的生长发育。
探究垂体对机体生长发育的影响。
如果A组大鼠体重与B组接近，并且明显大于初始重量，则说明垂体对于幼龄动物的生长发育没有明显作用。
2.（全国卷真题）土壤中的某些微生物可以利用空气中的氮气作为氮源。若要设计实验确定甲、乙菌能否利用空气中的氮气作为氮源，请简要写出实验思路、预期结果和结论。
实验思路：将甲、乙菌分别接种在无氮源培养基中，其它条件相同且适宜，一段时间后观察培养基中是否有菌落出现。预期结果和结论：若培养基中有菌落出现，则说明该细菌能利用空气中的氮气作为氮源。反之则不能。
无氮源的培养基中是否有菌落？
例： 探究在不同葡萄糖浓度条件下，药物A对胰岛素分泌的影响； 验证黄瓜子房发育成果实需要种子提供的生长素； 验证生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用。多变量实验实质是多组实验组合，在做实验设计题，仍然应遵循单一变量原则。采用单因素分析法，逐一对照处理再组合。将多变量转化为单一变量。
例.小麦“午睡”现象还与叶片中的D1蛋白含量密切相关。现有研究表明：“强光照会导致D1蛋白含量下降，而植物激素水杨酸(SA)能减小D1蛋白含量下降的幅度”。请以小麦为实验材料，设计实验来验证这一结论。要求简要写出实验思路。
审“实验目的”找四要素
验证强光照会导致小麦叶片D1蛋白含量下降验证植物激素水杨酸(SA)能减小D1蛋白含量下降的幅度
参考答案：将小麦分成3组，分别在强光照、强光照加水杨酸处理，适宜光照三种条件下培养。一段时间后，检测各组D1蛋白的含量，并比较得出结论。
其他合理答案：将小麦分成2组，分别在适宜光照和强光照下培养一段时间后，分别检测两组D1蛋白的含量，再对强光照组添加水杨酸（SA）处理，一段时间后，再检测DI蛋白的含量，比较得出结论。
结果：描述现象或自变量引起因变量的变化
结论：需要围绕实验目的归纳得出
（四）分析实验结果、得出实验结论：
常见的结果呈现方式：表格、坐标图
NAA浓度在5-9ppm范围内，X插条生根数量较多
促进X插条生根的最适NAA浓度在5-9ppm范围
要看清数据的变化规律(上升、下降)； 注意特殊数据(最多、最少、平均、总和等)。
　　例：某生物学兴趣小组研究“不同浓度香烟浸出液对水蚤心率的影响”的课题研究。请设计一张表格用于在实验时记录数据。
表格中体现出实验的自变量和因变量，实验组和对照组
盐土和碱土的盐含量对砂糖橘光合速率的影响结果记录表（5分）
例、（2024.4佛山二模17题)
(3)研究表明，土壤类型和含盐量(一般在01%-0.7%之间)对砂糖橘生长有较大影响，某小组确定了“探究盐土(NaCI)和碱土(NaHCO3)的盐含量对砂糖橘光合速率的影响”课题，请为该小组设计一个结果记录表表。
例：PH对酶活性的影响
2、坐标曲线表示实验结果：
该酶的最适PH在6-7之间；过酸、过碱都会使酶失活
PH在6-7之间，酶促反应速率最大，PH低于4或高于9，酶促反应停止。
a．注意横、纵坐标的含义及单位；b．曲线的变化趋势(如升、降)及原因；c．特殊点的意义
1、选材、分组（实验组、对照组）， 2、给每组做处理（操纵自变量，无关变量相同）， 3、在相同且适宜的条件下观测因变量
总结：实验题的一般解题程序
1、（往年全国卷）空气中的微生物在重力等作用下，可以一定程度地沉降。某研究小组欲用平板收集教室空气中的微生物，以了解教室内不同高度空气中微生物的分布情况。实验步骤如下： ①配制培养基（成分：牛肉膏、蛋白胨、NaCl、X、H2O）； ②制作无菌平板； ③设置对照组和若干实验组，进行相关操作； ④将各组平板置于37℃恒温箱中培养一段时间，统计各组平板上菌落的平均数。 步骤③中，对照组的操作是 ， 实验组的操作是 。
将各实验组平板分别放置在教室不同高度的位置上，开盖暴露一段时间
在教室不同高度的位置上放置一个平板不开盖
2.课本练习：如果要了解0ct3/4、Sx2、c-Myc和Klf4基因在诱导成纤维细胞产生iPS细胞时，每个基因作用的相对大小，该如何进行实验?请你给出实验设计的思路。
4种基因，每次缺少1种基因
分5组，对照组导入4种基因
诱导产生iPS细胞的情况
思路： 取来源相同、数量相等的成纤维细胞，分5组 对照组转入上述4个基因， 实验组依次去掉1个基因，将其他3个基因转入小鼠成纤维细胞中， 在相同的培养基和培养条件下培养一段时间， 与对照组比较诱导产生iPS细胞的情况，推测缺失的那个基因对诱导iPS细胞的影响，进而判断每个基因作用的相对大小。
1、取甲、两组生长状态基本相同的柽柳幼苗，放入适宜浓度的含有Ca2+、K+的溶液中；2、甲组给予正常的细胞呼吸条件，乙组抑制细胞呼吸；3、一段时间后测定两组植株根系对Ca2+、K+的吸收速率，若两组植株对Ca2+、K+的吸收速率相同，说明柽柳从土壤中吸收无机盐为被动运输；若乙组吸收速率明显小于甲组吸收速率，说明柽柳从壤中吸收无机盐是主动运输。
3.桎柳(见下图)是强耐盐植物，它的叶子和嫩枝可以将吸收到植物体内的无机盐排出体外。桎柳的根部吸收无机盐离子是主动运输还是被动运输？如果要设计实验加以证明，请说出实验思路。
4、（2021全国卷）生活在干旱地区的一些植物（如植物甲）具有特殊的CO2固定方式。这类植物晚上气孔打开吸收CO2，吸收的CO2通过生成苹果酸储存在液泡中；白天气孔关闭，液泡中储存的苹果酸脱羧释放的CO2可用于光合作用。回答下列问题：（3）若以pH作为检测指标，请设计实验来验证植物甲在干旱环境中存在这种特殊的CO2固定方式。_____（简要写出实验思路和预期结果）
时间（白天、夜晚），不需分组
白天和夜晚，液泡中的pH
实验思路：取生长在干旱环境下，生理状态相同的植物甲若干，分别在白天和晚上不同时刻测定植物液泡中的PH值，统计分析实验数据。预期结果:白天PH均高于晚间PH (1分)，随着夜间时间的延长，pH值越低 (1分)
5.农业中常在玉米田中同时种植大豆(即间作)以提高农业生产效益。实践发现:在一定范围内，大豆的间作密度越高，玉米叶片的衰老脱落时间越迟。这可能与大豆根瘤菌能通过固氮作用为士壤增加氮肥，进而影响玉米叶片中内源激素ABA(脱落酸)的含量有关。现提供开花期玉米植株、尿素(氮肥)等相关材料，请简要写出实验设计思路验证施氮量与ABA含量的关系。（不考虑施氮量过量情况。）
施氮量
设置多组施氮量梯度，注意空白对照
参考答案：将开花期玉米植株随机分成4组，其中一组为对照组，另三组分别施以低、中、高浓度的尿素，一段时间后测量玉米叶片的ABA含量，每组重复3次，求平均值。
叶片中ABA含量
6、研究人员筛选出一种具有较强富硒能力的菌株，现欲通过观察菌落来判断菌株对亚硒酸钠的耐受值，请将下列实验补充完整： ①配制加入了__________________________________培养基;②向培养基中分别接种______________，在适宜条件下培养段时间;③观察菌落生长情况， 的培养基对应的最高亚硒酸钠浓度即为该菌株的最高耐受值。
系列浓度梯度亚硒酸钠的固体
7、菌株C能以制糖废液作为碳源生产S，为确定生产S的最适碳源浓度，某同学进行了相关实验。请简要写出实验思路。
配制一系列浓度梯度的以制糖废液为唯一碳源的培养基，接种等量的菌株C，在相同且适宜的条件下培养一段时间，测定并比较不同浓度制糖废液中的S的产量，S产量最高时对应的制糖废液浓度即为生产S的最适碳源浓度
8.（全国卷真题）（3）有研究表明：干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的，请以该种植物的ABA缺失突变体(不能合成ABA)植株为材料，设计实验来验证这一结论，要求简要写出实验思路和预期结果。
①验证该植物在干旱条件下气孔开度减小不是由缺水直接引起的②验证该植物在干旱条件下气孔开度减小是由ABA引起的
①取ABA缺失突变体植株在正常条件下测定气孔开度，经干旱处理后，再测定气孔开度。预期结果是干旱处理前后气孔开度不变。
②将上述干旱处理的ABA缺失突变体植株分成两组，在干旱条件下，一组进行ABA处理，另一组不处理作为对照组，一段时间后，分别测定两组的气孔开度。预期结果是ABA处理组气孔开度减小，对照组气孔开度不变。
探究“优选”乳酸菌与普通乳酸菌分别在不同食盐浓度下发酵8天亚硝酸盐的含量表预测结论：同等食盐浓度下发酵8天时，优选乳酸菌的亚硝酸盐含量低于普通乳酸菌的亚硝酸盐含量。
9、（往年广东卷29）泡菜是我国的传统食品之一，但制作过程中产生的亚硝酸盐对人体健康有潜在危害。某兴趣小组准备参加“科技创新大赛”，查阅资料得到如下图。（3）该小组得到一株“优选”乳酸菌（亚硝酸盐还原酶活力比普通乳酸菌高5倍），拟参照资料的实验方案和食盐浓度（4﹪~10﹪），探究与普通乳酸菌相比，用“优选”乳酸菌制作泡菜过程中亚硝酸盐含量的高低，并确定其最适条件。请你设计一个实验结果记录表，并推测实验结论。
10、某生物兴趣小组对粳稻、籼稻和杂交稻三种水稻品种中的H2O2酶活性进行了实验研究，实验结果如下表所示。请回答下列问题：
（1）本实验的目的是探究___________________________________。设计实验时，各实验组应遵循　 　　 　原则。
不同浓度的Cd2＋和Cu2＋对不同水稻品种中H2O2酶活性的影响
单一变量、对照、平行重复
从形态学上端向形态学下端
低磷胁迫下水稻分蘖减少不只与生长素极性运输有关
11、（2024.1高二佛山统考)
水稻分蘖(分蘖指禾本科等植物在地面以下或近地面处所发生的分枝)情况是影响水稻产量的重要因素，已知水稻分蘖受磷浓度和生长素等因素影响。研究人员进行了相关实验(NP:正常磷营养液，LP:低磷营养液，NAA:外源生长素，NPA:生长素极性运输抑制剂)，结果如图9所示。
(1)生长素极性运输的方向是________________________________。上述实验结果表明，在正常磷条件下，生长素的极性运输______________(填“促进”、“抑制”或“不影响”)水稻分蘖。(2)研究发现，低磷胁迫能通过促进生长素的极性运输，从而影响水稻分蘖。为了研究低磷胁迫下水稻分蘖减少是否只与生长素的极性运输有关，研究人员在上述实验的基础上对低磷处理的水稻进行了 NPA处理，结果如下表所示。据表分析，实验结论是_______.
独脚金内酯能够抑制水稻分蘖
选用突变体d14作为实验材料，均分为2组，一组加NPA的处理，另一组不处理，在相同且适宜条件下培养一段时间，观察水稻分蘖数（4分）
(3)进一步研究发现，独脚金内酯(一种植物激素)也能影响水稻分蘖。研究人员利用独脚金内酯信号转导关键基因突变体水稻(dl4)和野生型水稻进行了实验，结果如图10所示。
上述实验结果说明___________________________________。(4)研究表明，在缺失独脚金内酯信号的情况下，生长素的极性运输依然能影响水稻分蘖。请设计实验验证这一结论，请写出实验思路___。(备选实验材料:野生型水稻、突变体d14)
12. 人体缺乏尿酸氧化酶，导致体内嘌呤分解代谢的终产物是尿酸（存在形式为尿酸盐）。尿酸盐经肾小球滤过后，部分被肾小管细胞膜上具有尿酸盐转运功能的蛋白URATL和GLUT9重吸收，最终回到血液。尿酸盐重吸收过量会导致高尿酸血症或痛风。目前，E是针对上述蛋白治疗高尿酸血症或痛风的常用临床药物。为研发新的药物，研究人员对天然化合物F的降尿酸作用进行了研究。给正常实验大鼠（有尿酸氧化酶）灌服尿酸氧化酶抑制剂，获得了若干只高尿酸血症大鼠，并将其随机分成数量相等的两组，一组设为模型组，另一组灌服F设为治疗组，一段时间后检测相关指标，结果见下图。
（3）与空白对照组（灌服生理盐水的正常实验大鼠）相比，模型组的自变量是____________________，与其它两组比较，设置模型组的目的是_______________________________________________________________。（4）根据尿酸盐转运蛋白检测结果，推测F降低治疗组大鼠血清尿酸盐含量的原因可能是____________________________________________，减少尿酸盐重吸收，为进一步评价F的作用效果，本实验需要增设对照组，具体为_____________________________。
与空白对照组比较，确定动物模型是否构建成功；与治疗组比较，评估F降低低尿酸的效果
F抑制转运蛋白URAT1和GLUT9基因的表达
TRPV1 是神经元上的一种阳离子通道，能被辣椒素、前列腺素、缓激肽等物质识别并激活，使阳离子进入细胞内，引起神经细胞兴奋，最终形成痛觉。回答下列问题:(1)组织损伤后，局部细胞释放前列腺素、缓激肽等炎症因子，与_____结合，使神经细胞膜电位变为______，产生兴奋并最终传递到_______，形成痛觉。(2)研究人员对某镇痛药物A的作用机理进彳亍了如下实验。甲组:不做任何处理。乙组:福尔马林处理。丙组:福尔马林处理后，再用药物A处理。将三组大鼠放置于相同且适宜条件下培养，观察其疼痛反应并评分，并测定三组大鼠体内TRPV1mRNA相对含量。结果如下表及图9。
13. 2022年佛山一模
①实验中空白对照组为______，与另外两组相比，乙组的作用是____.②每组用12 只大鼠，是为了___________________________.③据上述结果分析，用福尔马林处理大鼠，除可造成组织损伤，导致局部细胞释放炎症因子外，还能使___________________，进而引发强烈的疼痛反应。而药物A能__________________________________减弱福尔马林处理造成的疼痛反应。
与甲组相比，乙组可确定疼痛模型大鼠是否建构成功;与丙组相比，乙组可确定药物A的作用效果及机理。
排除偶然因素对实验结果的影响
细胞合成更多的TRPV1
与炎症因子结合抑制细胞合成更多TRPV1