層級二二輪核心?精研專攻【單元網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建】突破點(diǎn)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、分析及評價(jià)【高考命題預(yù)測】探究性實(shí)驗(yàn)通常結(jié)合遺傳與變異、動物生命活動的調(diào)節(jié)等板塊考查,題目的情境多來源于大學(xué)教材或當(dāng)前科學(xué)熱點(diǎn)的相關(guān)論文素材,通過科學(xué)實(shí)踐與概念學(xué)習(xí),考查實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論得出等。聚焦1實(shí)驗(yàn)思路與實(shí)驗(yàn)步驟的書寫【練真題

明方向】1.(2025·江蘇卷)人體具有自我防御能力,能抵御病原體的侵襲。干擾素基因刺激因子(STING)是人體免疫功能的關(guān)鍵參與者,細(xì)胞中STING轉(zhuǎn)運(yùn)到高爾基體后,可激活STING信號通路,促進(jìn)免疫相關(guān)基因的表達(dá),如圖1所示。請回答下列問題。圖1(1)有病毒入侵時(shí),囊泡將STING轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入高爾基體,體現(xiàn)囊泡和高爾基體的膜具有

性。到達(dá)高爾基體的STING與蛋白激酶TBK1結(jié)合形成蛋白復(fù)合物,水解

直接提供能量,磷酸化激活干擾素調(diào)控因子IRF3。

(2)激活的IRF3進(jìn)入細(xì)胞核,促進(jìn)細(xì)胞表達(dá)干擾素,抑制病毒增殖,這種免疫類型為

。

(3)STING蛋白復(fù)合物還可以激活轉(zhuǎn)錄因子NFκB,促進(jìn)細(xì)胞表達(dá)抗原呈遞相關(guān)蛋白,進(jìn)而可將入侵病毒的抗原呈遞在細(xì)胞表面,有利于T細(xì)胞通過

識別到病毒抗原后活化,裂解被病毒感染的靶細(xì)胞,這種免疫方式為

。

一定的流動ATP非特異性免疫受體細(xì)胞免疫(4)我國科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),有些2型糖尿病患者的胰島B細(xì)胞中STING信號通路異常。①健康狀態(tài)下,胰島B細(xì)胞分泌的胰島素作用于靶細(xì)胞,促進(jìn)血糖進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)行氧化分解,促進(jìn)

,與胰島A細(xì)胞分泌的

共同維持血糖穩(wěn)態(tài)。

血糖合成糖原或轉(zhuǎn)化為非糖物質(zhì)胰高血糖素②為探究胰島B細(xì)胞中STING缺失與胰島B細(xì)胞功能異常的關(guān)系,研究人員以正常小鼠和胰島B細(xì)胞中STING基因敲除的小鼠為研究對象,分別分離了胰島B細(xì)胞,開展兩組實(shí)驗(yàn):一組檢測細(xì)胞中胰島素基因的表達(dá)量,結(jié)果見圖2;另一組用高糖溶液刺激,檢測培養(yǎng)液中胰島素的含量,結(jié)果見圖3。根據(jù)圖2、圖3可得出結(jié)論:

。

圖2圖3STING基因缺失不影響胰島B細(xì)胞中胰島素基因的轉(zhuǎn)錄,但會影響高糖信號的轉(zhuǎn)導(dǎo),使胰島B細(xì)胞對血糖變化不敏感,胰島素的分泌過程受阻③依據(jù)上述研究,研發(fā)治療血糖異常相關(guān)的新藥物,還需探明胰島B細(xì)胞中STING信號通路作用的分子機(jī)制。為篩選出STING基因敲除小鼠胰島B細(xì)胞中表達(dá)量顯著變化的基因,研究人員用小鼠開展了實(shí)驗(yàn)研究。請選出3個(gè)關(guān)鍵步驟,并按照實(shí)驗(yàn)流程排序:

(填字母)。

a.提取正常組和STING基因敲除組小鼠胰島B細(xì)胞的DNAb.提取正常組和STING基因敲除組小鼠胰島B細(xì)胞的RNAc.逆轉(zhuǎn)錄成cDNA后,擴(kuò)增、測序分析d.PCR擴(kuò)增,測序分析e.確定差異表達(dá)基因,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證bce解析

(1)囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)STING進(jìn)入高爾基體體現(xiàn)了膜具有一定的流動性;細(xì)胞供能直接物質(zhì)是ATP,水解ATP為STING復(fù)合物的激活提供能量。(2)干擾素抑制病毒增殖無特異性,屬于非特異性免疫。(3)T細(xì)胞通過其表面的受體特異性識別病毒抗原;T細(xì)胞裂解被病毒感染的靶細(xì)胞,這種免疫方式為細(xì)胞免疫。(4)①健康狀態(tài)下,胰島B細(xì)胞分泌的胰島素作用于靶細(xì)胞,促進(jìn)組織細(xì)胞對葡萄糖的攝取、利用或儲存,具體表現(xiàn)為促進(jìn)血糖進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)行氧化分解,促進(jìn)血糖合成糖原或轉(zhuǎn)化為非糖物質(zhì);胰島A細(xì)胞分泌胰高血糖素,與胰島素協(xié)同維持血糖穩(wěn)態(tài)。②結(jié)合圖2可知,兩組胰島素基因mRNA相對表達(dá)量基本無差異,表明STING基因缺失后胰島素基因的轉(zhuǎn)錄未受影響,圖3顯示未高糖處理時(shí),兩組的胰島素相對含量基本相同,高糖處理時(shí)STING基因敲除組胰島素相對含量明顯低于正常組,故STING基因缺失會影響高糖信號轉(zhuǎn)導(dǎo),使胰島B細(xì)胞對血糖變化不敏感,胰島素的分泌過程受阻。③篩選表達(dá)量差異基因?qū)嶒?yàn):先提取兩組RNA(b),逆轉(zhuǎn)錄為cDNA后,擴(kuò)增并測序分析(c),最后驗(yàn)證差異基因(e),流程為bce?！練w納拓展】1.實(shí)驗(yàn)思路與實(shí)驗(yàn)步驟書寫技巧的比較2.書寫實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)步驟的注意點(diǎn)(1)要求寫出實(shí)驗(yàn)思路和實(shí)驗(yàn)步驟的試題,都要注意“無關(guān)變量”的描述,尤其是寫出實(shí)驗(yàn)步驟類試題。因?yàn)闊o關(guān)變量是決定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素,寫實(shí)驗(yàn)步驟時(shí),必須要對無關(guān)變量的操作作出說明。(2)在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中,人為設(shè)置的變量,除了自變量,都是無關(guān)變量,若有無關(guān)變量的具體內(nèi)容(如某種酶發(fā)揮作用的最適溫度為37

℃),則需明確寫出;若沒有無關(guān)變量的具體數(shù)值(如保溫時(shí)間),則可用“適宜且相等”“理想條件下”等文字表述。聚焦2準(zhǔn)確表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論【練真題

明方向】2.(2023·湖北卷節(jié)選)研究發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)動物被脊髓灰質(zhì)炎病毒侵染后,發(fā)生了肢體運(yùn)動障礙。為判斷該動物的肢體運(yùn)動障礙是否為脊髓灰質(zhì)炎病毒直接引起的骨骼肌功能損傷所致,以電刺激的方法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)思路是

,

預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論是

。

用適宜大小的電流刺激該動物的骨骼肌(效應(yīng)器)部位,觀察該動物的骨骼肌是否收縮(或肢體運(yùn)動情況)若骨骼肌不收縮(或肢體運(yùn)動障礙),則脊髓灰質(zhì)炎病毒直接引起骨骼肌功能損傷;若骨骼肌收縮(或肢體運(yùn)動正常),則脊髓灰質(zhì)炎病毒沒有引起骨骼肌功能損傷3.(2025·湖南卷)氣味分子與小鼠嗅細(xì)胞膜上特定受體結(jié)合,激活嗅細(xì)胞,嗅覺神經(jīng)通路興奮,產(chǎn)生嗅覺。激活小鼠LDT腦區(qū)細(xì)胞,獎(jiǎng)賞神經(jīng)通路興奮,可使其愉快;而激活LHb腦區(qū)細(xì)胞,懲罰神經(jīng)通路興奮,可使其痛苦。實(shí)驗(yàn)小鼠的嗅細(xì)胞、LDT和LHb腦區(qū)細(xì)胞可被特殊光源激活。A和C是兩種氣味完全不同的物品,小鼠嗅細(xì)胞M、嗅細(xì)胞X分別識別A、C中的氣味分子。研究人員通過以下實(shí)驗(yàn)探討腦的某些高級功能,實(shí)驗(yàn)如表?；卮鹣铝袉栴}。組別處理處理24

h后放入觀測盒中,記錄小鼠在兩側(cè)的停留時(shí)間足部反復(fù)電擊特殊光源反復(fù)刺激嗅細(xì)胞MLDTLHb對照----無差異Ⅰ√√--較長時(shí)間停留在有C的一側(cè)Ⅱ-√--無差異組別處理處理24

h后放入觀測盒中,記錄小鼠在兩側(cè)的停留時(shí)間足部反復(fù)電擊特殊光源反復(fù)刺激嗅細(xì)胞MLDTLHbⅢ--√-無差異Ⅳ-√√-較長時(shí)間停留在有A的一側(cè)Ⅴ---√無差異Ⅵ-√-√

?

注:觀測盒內(nèi)正中間用帶小孔的隔板分為左右兩側(cè),分別放置物品A和C,小鼠可通過小孔在盒內(nèi)自由移動?！?”表示未處理,“√”表示處理,兩個(gè)“√”表示同時(shí)實(shí)施兩種處理。(1)當(dāng)觀測盒中Ⅳ組小鼠接觸物品A時(shí),產(chǎn)生興奮的神經(jīng)通路是

和

。該組小鼠在建立條件反射的過程中,條件刺激的靶細(xì)胞是

。

(2)推測Ⅵ組的結(jié)果是

。

(3)Ⅰ和Ⅳ組小鼠的行為特點(diǎn)存在差異,從腦的高級功能角度分析,這與小鼠腦內(nèi)儲存的

不同有關(guān)。若要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)小鼠偏愛物品C,寫出處理措施:

(不考慮使用任何有氣味的物品)。

嗅覺神經(jīng)通路獎(jiǎng)賞神經(jīng)通路嗅細(xì)胞較長時(shí)間停留在有C的一側(cè)記憶用特殊光源反復(fù)同時(shí)刺激嗅細(xì)胞X和LDT腦區(qū)細(xì)胞解析

(1)由題意和表中信息可知:嗅細(xì)胞是一種化學(xué)感受器。Ⅳ組實(shí)驗(yàn)小鼠的嗅細(xì)胞M和LDT腦區(qū)細(xì)胞被特殊光源激活,處理24

h后放入觀測盒中,該組小鼠較長時(shí)間停留在有A的一側(cè),說明當(dāng)觀測盒中Ⅳ組小鼠接觸物品A時(shí),產(chǎn)生興奮的神經(jīng)通路是嗅覺神經(jīng)通路和獎(jiǎng)賞神經(jīng)通路。該組小鼠在建立條件反射的過程中,條件刺激的靶細(xì)胞是嗅細(xì)胞M。(2)激活LHb腦區(qū)細(xì)胞,懲罰神經(jīng)通路興奮,可使其痛苦,對比Ⅰ組(足部反復(fù)電擊和激活嗅細(xì)胞M)的觀測結(jié)果,可推測:同時(shí)激活Ⅵ組實(shí)驗(yàn)小鼠的嗅細(xì)胞M和LHb腦區(qū)細(xì)胞,小鼠會較長時(shí)間停留在有C的一側(cè)。(3)Ⅰ和Ⅳ組小鼠的行為特點(diǎn)存在差異,從腦的高級功能角度分析,是由小鼠腦內(nèi)產(chǎn)生和儲存的記憶不同引起的。小鼠嗅細(xì)胞X識別C中的氣味分子,激活小鼠LDT腦區(qū)細(xì)胞,獎(jiǎng)賞神經(jīng)通路興奮,可使其愉快,若要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)小鼠偏愛物品C,可對小鼠用特殊光源反復(fù)同時(shí)刺激嗅細(xì)胞X和LDT腦區(qū)細(xì)胞?！練w納拓展】探究性實(shí)驗(yàn)中預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論的分析模式(1)以“結(jié)論→結(jié)果”為序,分析可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(逆向思維)。采用“假設(shè)法”逐條列舉,不要重復(fù)、遺漏。(2)以“結(jié)果→結(jié)論”為序,書寫預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論(順向答題)。一般的書寫模式為若……(實(shí)驗(yàn)結(jié)果),則……(實(shí)驗(yàn)結(jié)論)。采用上述分析模式時(shí),一定要注意區(qū)分“分析順序”和“書寫順序”,不能混淆。辨析:由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論可以預(yù)知(實(shí)驗(yàn)只是為了再次驗(yàn)證),一般用陳述式,即由于出現(xiàn)了現(xiàn)象1,所以結(jié)論確實(shí)是A。聚焦3實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟的評價(jià)和完善【練真題

明方向】4.(2024·廣東卷)某湖泊曾處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài),水面漂浮著大量浮游藻類。管理部門通過控源、清淤、換水以及引種沉水植物等手段,成功實(shí)現(xiàn)了水體生態(tài)恢復(fù)。引種的3種多年生草本沉水植物(①金魚藻、②黑藻、③苦草,答題時(shí)植物名稱可用對應(yīng)序號表示)在不同光照強(qiáng)度下光合速率及水質(zhì)凈化能力見下圖。圖a圖b回答下列問題。(1)湖水富營養(yǎng)化時(shí),浮游藻類大量繁殖,水體透明度低,湖底光照不足。原有沉水植物因光合作用合成的有機(jī)物少于

的有機(jī)物,最終衰退和消亡。

呼吸作用消耗(2)生態(tài)恢復(fù)后,該湖泊形成了以上述3種草本沉水植物為優(yōu)勢的群落垂直結(jié)構(gòu),從湖底到水面依次是

,其原因是

。

(3)為了達(dá)到湖水凈化的目的,選擇引種上述3種草本沉水植物的理由是

,三者配合能實(shí)現(xiàn)綜合治理效果。

③②①③②①達(dá)到最大光合速率時(shí)的光照強(qiáng)度依次升高①(金魚藻)除藻率高,②(黑藻)除氮率高,③(苦草)除磷率高(4)上述3種草本沉水植物中只有黑藻具C4光合作用途徑(濃縮CO2形成高濃度C4后,再分解成CO2傳遞給C5)使其在CO2受限的水體中仍可有效地進(jìn)行光合作用,在水生植物群落中競爭力較強(qiáng)。根據(jù)圖a設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證黑藻的碳濃縮優(yōu)勢,完成下列表格。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)材料對照組:

實(shí)驗(yàn)組:黑藻

實(shí)驗(yàn)條件控制光照強(qiáng)度為

μmol/(m2·s)

營養(yǎng)及環(huán)境條件相同且適宜,培養(yǎng)時(shí)間相同控制條件

測量指標(biāo)

金魚藻500CO2濃度較低且相同

O2的釋放量

(5)目前在湖邊淺水區(qū)種植的沉水植物因強(qiáng)光抑制造成生長不良,此外,大量沉水植物葉片凋落,需及時(shí)打撈,增加維護(hù)成本。針對這兩個(gè)實(shí)際問題從生態(tài)學(xué)角度提出合理的解決措施。