2023届高考生物二轮复习实验探究学案（多项选择版）

这是一份2023届高考生物二轮复习实验探究学案（多项选择版），共20页。学案主要包含了实验设计与分析，实验方案的评价与修订等内容，欢迎下载使用。

考点2　实验探究

一、实验设计与分析

1　实验设计中变量的控制
(1)变量之间的关系

(2)变量的处理办法
①自变量的处理办法
a．“加”或“减”：例如验证甲状腺激素的生理作用——“加”即口服或注射该激素；“减”即手术切除甲状腺法。
b．“换”：如探究温度对酶活性的影响实验，对自变量温度无法“加”或“减”，就用“换”的方法。
②无关变量控制的方法如下
消除法
排除或隔离无关变量对实验结果的影响。例如，验证“生长素能促进果实发育”的实验中，有一组要求无生长素，需开花前用纸袋L将雌花套住，隔离外来花粉的干扰
恒定法
在整个实验中，尽量使所有的实验条件、实验处理、实验对象等都恒定不变。例如，在“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”实验中，始终将试管处于恒温水浴中，以消除温度这一无关变量对实验的影响
平衡法
设立对照组，除自变量外，无关变量对实验组与对照组的影响都是均等的。从而可平衡无关变量的影响，得到实验单一变量的效果
③因变量的确定：因变量必须是可测量或可观察的指标，例如某溶液中是否存在淀粉酶，肉眼看不到，通过实验加淀粉，但淀粉含量是否发生变化还是看不到，所以需要通过加碘液或斐林试剂进行颜色方面的鉴定。
2　实验设计中遵循的对照原则
(1)模型动物制备时设计的对照
①空白对照
处理方法
指不经任何处理的实验动物，目的是突出正常动物与疾病动物之间有何差别。所谓不加处理因素，可以是用生理盐水等溶剂代替所要加的溶液，也可以是给实验动物开刀但是不摘除某个器官，等等
目的
排除无关变量的干扰，排除来自“取材差异”“操作处理”和“检测方法”带来的误差
举例
研究某种药物对糖尿病小鼠的治疗效果，空白对照组的设计是：未患有糖尿病的野生型小鼠(或正常/健康小鼠)，应给予生理盐水或不含药物的溶剂等
②模型对照
处理方法
即疾病动物模型，用等量生理盐水或不含药物的溶剂处理
目的
观察与治疗组相比，药效如何及在疾病状态下的动物表现
举例
如要观察某种药物是否对乳腺癌有治疗效果，治疗组动物需要腹腔给药，模型组需要注射同等剂量的不包括药物的溶剂
③已知治疗效果药物等治疗组对照
处理方法
通常是给予模型动物已知有效的药物的处理
目的
某受试药物与已知药效药物对比，是否更有效
举例
例如已知阿霉素对乳腺癌肿瘤生长有抑制作用，因此我们可以选用阿霉素作为对照，来判断受试药物的治疗效果
综上，建议对照组的分组是：
①空白组；②模型对照组；③治疗对照组
实验组的分组是：a.模型＋低剂量受试药物；b.模型＋中剂量受试药物；c.模型＋高剂量受试药物。
注：①如果实验对象是不需要疾病状态，则可不设立模型组；②并非每一个实验都能找到治疗对照组，因此，也不是每一个实验都需要设置治疗对照组。
例如：已知罗格列酮能降低血糖，研究某种药物A的降血糖作用。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。空白对照组；模型对照组；治疗对照组；实验组分别如何设置？
空白对照：给正常小鼠灌生理盐水。
模型对照：给模型小鼠(患糖尿病小鼠)灌生理盐水。
治疗对照：给模型小鼠(患糖尿病小鼠)服用罗格列酮。
实验组：给模型小鼠(患糖尿病小鼠)服用某种药物A。
(2)相互对照：实验中不单独设对照组，而是几个实验组相互对照。
例如：要确定噬菌体的遗传物质是DNA还是蛋白质，如何设计实验？你的判断标准是什么？
提示：可以用32P和35S分别标记噬菌体的DNA和蛋白质，用标记的噬菌体和无标记的细菌混合培养一段时间后，检测两组实验的细菌和最终形成的子噬菌体哪一组带有放射性，最终，根据实验结果确定哪一种物质在亲子代之间具有连续性。
(3)自身对照：指对照组和实验组都在同一研究对象上进行。
例如：质壁分离和复原实验。实验处理前后的细胞状态分别为对照组和实验组，通过比较二者差异分析得出实验结论。
3　实验设计中实验思路和实验步骤的确定方法
(1)实验设计思路和步骤的区分

(2)实验步骤规范表达
①共性处理——取材、分组、编号
[方法]　将若干生长状况、大小等相同的材料均分为若干组，并用A、B、C……或甲、乙、丙……进行标号；
[语言描述]　a．若实验材料为植物，可描述为“选择长势相同、大小相似的同种植物随机等量分组，分别编号为A、B、C……”；
b．若实验材料为动物，可描述为“选择年龄、体重、健康状况相同的某种动物随机等量分组，分别编号为1、2、3……”；
c．若实验材料为溶液，可描述为“取两支(或多支)试管，分别编号为甲、乙(或甲、乙、丙……)，各加入等量的某溶液”。
②变量控制——相同处理和不同处理(主要是描述“自变量”，平衡“无关变量”)
[方法]　第一，不施加实验变量(自然条件或模拟自然条件)的设为对照组；施加实验变量的设为实验组(或是相互对照组)。第二，控制无关变量，即其他条件相同且适宜，试剂等量且适量；
[语言描述]　可通过“适量”和“等量”表达出来，如“在A、B两组均加入等量的(或相同的)……”；A组加适量的……(实验处理)，B组加等量的……(对照处理)；其他条件相同且适宜(实验组进行处理——主要是描述“自变量”，平衡“无关变量”)。
③检测、观察、统计、比较——结果处理
[方法]　反应(生化鉴定类)或培养(生理实验类)相同时间后，观察指标(颜色变化、沉淀反应；形态结构、生理特征变化等)或测定指标(生长发育速度、生化反应速度等)并记录数据；
[语言描述]　将两套(或多套)装置放在相同且适宜的环境中培养(或用相应方法处理，如振荡、加热等)一段时间后，观察(或测定)……记录数据并进行相关处理(求平均值等)。实验结果处理——主要描述因变量，如：A组中出现了……现象，B组中出现了……现象。
4　分析实验结果，归纳实验结论
实验结果是通过观察或测量得到的实验现象，是实验实际出现的情况。实验结论是根据实验现象，对实验因变量与自变量关系进行分析，得出的具有普遍意义的理论性结论。实验结论的得出必须依据实验结果。要掌握分析实验结果，归纳实验结论的一般方法：
(1)通过实验目的、实验的对照组设置或步骤，根据单一因素不同，找出实验自变量。
(2)由果找因，分析实验结果(因变量)与实验控制的单一因素(自变量)之间的逻辑关系，得出正确结论。
(3)在有些实验中，还要根据各对照组中得出的“分结论”，综合为“全面结论(总)”。
(4)在验证性实验中，预期实验结果应该是符合题目要求的。在探究实验中，因为实验结果是未知的，可能出现的实验结果有多种，因此对应的实验结论也有多种，不同的结果对应不同的结论。
二、实验方案的评价与修订




[例1]　(2018·全国卷Ⅰ)已知药物X对细胞增殖有促进作用，药物D可抑制药物X的作用。某同学将同一瓶小鼠皮肤细胞平均分为甲、乙、丙三组，分别置于培养液中培养，培养过程中进行不同的处理(其中甲组未加药物)，每隔一段时间测定各组细胞数，结果如图所示。据图分析，下列相关叙述不合理的是(　　)

A．乙组加入了药物X后再进行培养
B．丙组先加入药物X，培养一段时间后加入药物D，继续培养
C．乙组先加入药物D，培养一段时间后加入药物X，继续培养
D．若药物X为蛋白质，则药物D可能改变了药物X的空间结构
答案　C
解析　根据图示，相同时间内，乙和丙两组中的细胞数目都大于甲组，由于甲组未加药物，且药物X对细胞增殖有促进作用，所以甲组为对照组，乙组和丙组为加入药物X组，丙组后半段的细胞数目低于乙组，药物D可抑制药物X的作用，说明丙组培养一段时间后又加入了药物D，A、B正确，C错误；若药物X为蛋白质，药物D可抑制药物X的作用，因此D可能改变了药物X的空间结构，使得药物X失去活性，D正确。
[例2]　(2022·北京海淀一模)关于性激素在胚胎生殖系统发育中的作用有两种假说。
假说一：发育出雄性器官需要来自睾丸提供的激素信号，该信号缺失，胚胎发育出雌性器官；
假说二：发育出雌性器官需要来自卵巢提供的激素信号，该信号缺失，胚胎发育出雄性器官。
为验证哪种假说成立，科研人员设计实验：在家兔胚胎生殖系统分化之前，通过手术摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织。幼兔出生后，观察其性染色体组成及外生殖器的表现，实验结果如下表。下列相关分析，合理的是(　　)
性染色体组成
外生殖器表现
未做手术
手术后
XY
雄性
雌性
XX
雌性
雌性
A．本实验未设置对照组
B．实验结果支持假说二
C．本实验自变量控制遵循加法原理
D．性激素并未改变性染色体的组成
答案　D
解析　本实验XY(或XX型)手术前后形成前后自身对照，XY和XX型形成相互对照，A错误；分析表格数据可知性染色体组成为XX的胚胎，将卵巢切除后，并不会发育为雄性，表格数据不支持假说二，B错误；本实验自变量控制遵循减法原理，C错误；分析表格数据可知，性激素有无并未改变性染色体的组成，D正确。
[例3]　(多选)(2022·湖南五市十校第二次联考改编)雄性体能上往往强于雌性，某兴趣小组猜测是睾丸分泌的雄性激素能增强肌肉力量。为探究睾丸分泌雄性激素的机理和确定雄性激素能增强肌肉力量，用一批幼鼠做了如下实验：
组别
手术处理方法
相同条件下喂养一段时间后，睾丸平均重量(g)
相同条件下喂养一段时间后，平均后腿蹬力(N)
1
不做处理
5.8
285
2
A
3.7
187
3
切除垂体，同时定期注射适量雄性激素
3.4
276
4
切除垂体，同时定期注射适量促性腺激素
5.6
281
根据实验下列说法不正确的是(　　)
A．A处的处理应该是切除垂体，同时定期注射等量生理盐水
B．组别1不做处理，是对照组，可以排除自变量对实验结果的影响
C．根据实验可知：促性腺激素可以促进睾丸发育和分泌雄性激素，从而增强肌肉力量
D．根据实验可知：下丘脑通过垂体控制睾丸分泌雄性激素
答案　BD
解析　对照组的作用是排除无关变量干扰，B错误；实验未能体现出下丘脑的作用，D错误。
[例4]　(2022·山东潍坊高三上学期期末)琥珀酸脱氢酶是线粒体的一种标志酶，能催化琥珀酸(由丙酮酸转化而来)发生脱氢作用，脱下的氢可使蓝色的甲烯蓝还原为无色的甲烯白。丙二酸与琥珀酸分子结构相似，能与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶的活性中心，但不发生脱氢作用。现欲设计实验验证丙二酸对琥珀酸脱氢反应有抑制作用，有关说法错误的是(　　)
A．可以从小白鼠心肌细胞研磨液中提取琥珀酸脱氢酶
B．对照组加琥珀酸，实验组加等量的丙二酸，两组都加入琥珀酸脱氢酶和甲烯蓝
C．可将蓝色甲烯蓝还原成无色甲烯白时间的长短作为该实验的观测指标
D．增大琥珀酸的浓度，可以减弱丙二酸的抑制作用
答案　B
解析　线粒体中的琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸脱氢，小白鼠心肌细胞含有较多的线粒体，可从其研磨液中提取琥珀酸脱氢酶，A正确；实验的自变量是有无丙二酸，对照组加琥珀酸、甲烯蓝和琥珀酸脱氢酶，实验组加琥珀酸、丙二酸，甲烯蓝和琥珀酸脱氢酶，B错误；此实验目的为验证丙二酸对琥珀酸脱氢反应有抑制作用，因为琥珀酸脱氢酶能催化琥珀酸发生脱氢作用，脱下的氢可使蓝色的甲烯蓝还原为无色的甲烯白，故可将蓝色甲烯蓝还原成无色甲烯白时间的长短作为该实验的观测指标，C正确；因为丙二酸与琥珀酸分子结构相似，能与琥珀酸竞争琥珀酸脱氢酶的活性中心，故增大琥珀酸的浓度可增大琥珀酸的竞争力，以此减弱丙二酸的抑制作用，D正确。
[例5]　(2022·福建福州高中毕业班质量检测)不良生活方式与2型糖尿病的发病率密切相关，及时发现并早期治疗对病情的控制极为重要。常用某些方法诱导2型糖尿病模型动物的形成，科研人员利用2型糖尿病模型小鼠研究二甲双胍对糖尿病早期的疗效。
实验从第6周开始，相关实验操作如下：
时间
每天对模型小鼠的处理
对照组
实验组
第6～8周
食物
普通饲料
高脂饲料
第9～16周
灌胃
①
适量二甲双胍溶液
食物
普通饲料
②
第8周和第16周，分别测量相关生理指标、结果如下表：

第8周
第16周
组别
空腹血糖
(mmol/L)
空腹胰岛
素
胰岛素
抵抗
指数
空腹血糖
(mmol/L)
空腹
胰岛
素　
胰岛素
抵抗
指数
对照组
7.1
0.9
3.0
8.9
1.4
5.3
实验组
9.6
1.4
6.7
5.6
1.3
3.1
(1)完善实验：①__________________________；②______________________。
(2)据结果分析，第8周时，因饲喂不同饲料，导致实验组出现高血糖，说明___________________________________________________，该类型糖尿病产生的原因可能是______________________________________________________。
(3)胰岛素抵抗指数＝空腹血糖×空腹胰岛素/22.5，实验结果表明二甲双胍主要通过________________，从而降低胰岛素抵抗指数，实现一定的疗效。
(4)科研小组拟研究新药物X的降糖效果，仿照上述研究设计一组实验，试写出实验思路____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)不做处理(清水、蒸馏水，或溶解二甲双胍的溶剂，等量不做要求)　普通饲料
(2)高脂饮食可以加快模型动物糖尿病症状的出现(或过多摄入脂肪可以在体内转变成糖类，导致血糖升高)　胰岛素受体缺乏等因素，导致胰岛素不能降低血糖
(3)降低空腹血糖
(4)将第6周的糖尿病模型小鼠用高脂饲料喂养2周；第9周开始饲喂普通饲料并灌胃药物X，持续8周。分别测量第8周和第16周的空腹血糖、空腹胰岛素、胰岛素抵抗指数等生理指标
解析　据题意可知：本实验利用2型糖尿病模型小鼠研究二甲双胍对糖尿病早期的疗效，自变量为是否二甲双胍溶液处理，因变量为空腹血糖、空腹胰岛素和胰岛素抵抗指数，其他无关变量要相同且适宜。
(1)本实验自变量为是否二甲双胍溶液处理，实验组用适量二甲双胍溶液处理，对照组不做处理或者清水、蒸馏水，或溶解二甲双胍的溶剂处理，因此①是不做处理。随后观察适量二甲双胍溶液作用效果，因此要用普通饲料饲喂小鼠，因此②是普通饲料。
(2)据结果分析，第8周时，饲喂普通饲料与饲喂高脂饲料相比，实验组(饲喂高脂饲料)出现高血糖，说明高脂饮食可以加快模型动物糖尿病症状的出现(或过多摄入脂肪可以在体内转变成糖类，导致血糖升高)；糖尿病产生的原因常见的是胰岛B细胞受损导致胰岛素分泌不足或者胰岛素受体缺乏，从表中可看出实验组空腹胰岛素高于对照组，所以饲喂高脂饲料导致高血糖，可能是胰岛素受体缺乏等因素，导致胰岛素不能降低血糖。
(3)胰岛素抵抗指数与空腹血糖和空腹胰岛素有关，据实验结果可知，二甲双胍处理后空腹血糖降低，但空腹胰岛素基本不变，据此推测，二甲双胍主要通过降低空腹血糖，从而降低胰岛素抵抗指数，实现一定的疗效。
(4)研究新药物X的降糖效果，自变量为是否含有新药物X，因变量为空腹血糖、空腹胰岛素、胰岛素抵抗指数等生理指标。据此实验思路为：将第6周的糖尿病模型小鼠用高脂饲料喂养2周；第9周开始饲喂普通饲料并灌胃药物X，持续8周。分别测量第8周和第16周的空腹血糖、空腹胰岛素、胰岛素抵抗指数等生理指标。
[例6]　(2022·福建厦门第二次质量检测)麻杏石甘汤(MXSGD)为汉代张仲景《伤寒论》中的名方，常用于防治流感，也是新冠疫情防控中使用频次最高的中药方剂之一。为研究MXSGD防治流感的机制，科研人员以正常小鼠和感染了A型流感病毒的模型小鼠为材料，分别给予不同的处理，结果如下图所示。

注：奥司他韦是一种治疗流感的西药。
回答下列问题：
(1)本实验的自变量是___________________________________________。
(2)趋化因子CCL5是引起流感的重要炎症因子，能促使炎症细胞向病灶部位聚集，与流感病毒感染引起的炎症损伤程度呈正相关。CCL5属于免疫系统组成中的______________。图中的实验结果显示，麻杏石甘汤________(填“能”或“不能”)有效缓解流感病毒引起的炎症损伤，判断依据是___________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)研究发现，肠道菌群结构与机体的内环境稳态密切相关。肠道菌群失调会破坏肠道黏膜屏障功能，诱导肠上皮细胞过度表达炎症因子，引起炎症反应和肠组织损伤。研究人员继续进行了实验，结果如表所示。
处理3天后小鼠肠道菌群属水平相对丰富度
组别
粪球菌属
埃希菌属
乳杆菌属
普雷沃菌属
正常组＋生理盐水
1.11
0.03
1.90
10.97
模型组＋生理盐水
0.29
12.59
0.33
2.95
模型组＋奥司他韦
0.96
0.01
3.00
3.82
模型组＋MXSGD
1.11
0.02
1.10
10.51
表中的实验结果说明_______________属的细菌与肠道炎症损伤呈正相关。通过上表结果可以推测，MXSGD缓解流感病毒感染所致的免疫炎症损伤的机制是_____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。
答案　(1)小鼠是否感染A型流感病毒、处理时间、药物的种类
(2)免疫活性物质　能　与模型组相比，MXSGD治疗后，小鼠体内的趋化因子CCL5的水平显著降低，与奥司他韦组相近，且接近于正常组水平
(3)埃希菌　MXSGD通过调节小鼠体内的肠道菌群结构，维持肠道黏膜屏障功能，避免肠上皮细胞过度表达炎症因子，从而缓解炎症损伤
解析　(1)为研究MXSGD防治流感的机制，使用了正常小鼠和感染了A型流感病毒的模型小鼠，且注射的药物也不同，不同处理时间后，测定CCL5的含量，故本实验的自变量是小鼠是否感染A型流感病毒、处理时间、药物的种类。
(2)趋化因子CCL5是引起流感的重要炎症因子，能促使炎症细胞向病灶部位聚集，该物质起到免疫作用，故CCL5属于免疫系统组成中的免疫活性物质。
(3)与正常组＋生理盐水组相比，模型组＋生理盐水组的粪球菌属、乳杆菌属和普雷沃菌属的细菌相对丰富度降低，与肠道炎症损伤不呈正相关，而埃希菌属的细菌相对丰富度升高，与肠道炎症损伤呈正相关，因此表中的实验结果说明埃希菌属的细菌与肠道炎症损伤呈正相关。
[例7]　(2022·北京海淀高三上学期期中)强光最先损伤植株顶端的幼叶，导致其光合速率降低，并可能引起植物死亡，科研人员以拟南芥为材料研究幼叶应对强光影响的机制。
(1)叶绿素分布于叶绿体的________上，它通常与D1等蛋白结合，构成光合复合体PSⅡ。叶绿素酶(CLH)的________作用使叶绿素降解，导致叶片褪绿。
(2)遭受强光损伤的幼叶细胞中，CLH基因表达量明显上升，科研人员推测CLH可能参与PSⅡ的修复。为验证该假设，科研人员分别测定野生型(WT)、CLH基因缺失的突变型(clh－1)和CLH基因过表达的突变型(clh－2)拟南芥在强光照射后的生存率和D1的含量，结果如图1、图2所示。

①据图1可知，CLH可以________拟南芥在强光照射后的生存能力。
②D1极易受到强光破坏，被破坏的D1降解后，空出相应的位置，新合成的D1才能占据相应位置，PSⅡ得以修复。请据图2结果分析，图1中clh－2生存率较高，原因是____________________________；而clh－1中D1含量虽然也较高，但生存率发生变化的原因可能是______________________________________ ____________________________________________________________________。
(3)科研人员认为，CLH与F蛋白结合，才能促进被破坏的D1降解。请选择a～h中的字母填入下表，补充实验设计，为上述结论提供支持证据。
组别
实验材料
处理条件
添加物
实验结果
第1组
a
强光处理
一段时间
无
g
第2组
________
d
________
第3组
________
________
g
a．WT植株的叶肉细胞提取物
b．clh－1植株的叶肉细胞提取物
c．F蛋白和CLH均缺失的突变植株的叶肉细胞提取物
d．只添加CLH
e．只添加F蛋白
f．添加CLH和F蛋白
g．D1含量下降
h．D1含量未下降
答案　(1)类囊体的薄膜　催化
(2)①提高　②CLH基因过表达，CLH含量高，同时D1含量高，有利于PSⅡ的修复　PSⅡ无法修复，生存率下降
(3)c　h　c　f
解析　(1)叶绿素属于光合色素，分布于叶绿体的类囊体的薄膜上，与D1等蛋白结合后构成光合复合体PSⅡ。酶具有催化作用，叶绿素酶(CLH)能够催化叶绿素降解，导致叶绿素含量降低，进而使叶片褪绿。
(2)①图1曲线显示野生型拟南芥(WT)在强光照射时间超过一天后，生存率开始降低；CLH基因缺失的突变型拟南芥(clh－1)在强光照射时间超过一天后，生存率也开始降低，且降低幅度大于野生型拟南芥；CLH基因过表达的突变型拟南芥(clh－2)在强光照射时间超过一天后，生存率不变，可以推测CLH基因可以提高拟南芥在强光照射后的生存能力。
②突变型拟南芥(clh－2)，由于CLH基因过表达，CLH含量高，图2显示随强光照射时间延长，clh－2的D1含量发生波动，最后D1含量甚至超过未被强光照射时，由此推测CLH基因过表达，同时D1含量高，有利于PSⅡ的修复，故生存率较高。
(3)本实验的实验目的为证实CLH基因过表达，同时D1含量高，有利于PSⅡ的修复，且只有CLH与F蛋白结合，才能促进被破坏的D1降解，进而有利于PSⅡ的修复。第1组为对照组，实验材料为野生型植株WT，不进行处理，不添加任何物质，结果为D1含量下降，第2、3组为实验组，为控制单一变量，处理同为强光处理一段时间，实验材料应相同，故为同时F蛋白和CLH都缺失的突变植株，以便再单独添加CLH或CLH与F蛋白，来分析F蛋白在PSⅡ的修复过程中是否与CLH发生作用，第2组添加物为添加CLH无F蛋白，题干显示只有CLH与F蛋白结合，才能促进被破坏的D1降解，有利于PSⅡ的修复，故第2组结果为h(D1含量未下降)；第3组的实验材料已确定，实验结果为D1含量下降，与第1组实验结果相同，只有CLH与F蛋白都存在且相互结合，才能促进被破坏的D1降解，故添加物为f(添加CLH和F蛋白)。
[例8]　(2022·山东德州高三期末)持续性的抑郁刺激会激活HPA轴(下丘脑—垂体—肾上腺轴)。使下丘脑过度分泌CRH(促肾上腺皮质激素释放激素)，通过GC(糖皮质激素)影响海马区神经递质Glu和GABA的浓度以及下丘脑相应受体的表达，进一步激活HPA轴，使患者出现各种抑郁表现。现利用正常大鼠和抑郁大鼠为材料，进行8周有氧运动干预，实验结果如下：
组别
正常对照
组(C)
抑郁对照
组(DC)
抑郁运动
组(DE)
ρ(Glu)/(mg·L－1)
12.53
26.73
22.41
c(GABA)/(μmol·L－1)
7.29
3.96
5.87
NR1/(OD·μm－2)
3.57
12.13
6.85
NR2B/(OD·μm－2)
17.71
42.09
27.52
GABAAα2/(OD·μm－2)
44.06
27.46
35.31
CRH/(OD·μm－2)
5.13
14.70
7.43
注：表中信息为不同组别大鼠海马区Glu质量浓度、GABA浓度及下丘脑区内Glu受体(NR1和NR2B亚基)、GABA受体(GABAAα2亚基)、CRH阳性表达检测结果。
(1)GC作用的靶器官有________，它的分泌存在分级调节，其生物学意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)运动干预可通过____________________________________降低CRH的分泌从而改善HPA轴的过度激活状态，据此推测Glu可以________(填“抑制”或“促进”)CRH的分泌。
(3)利用以下实验材料及用具，设计实验验证8周的有氧运动干预可以作为药物治疗抑郁症的良好替代手段，简写出实验设计思路。
实验材料及用具：生理状态相同的抑郁大鼠若干只、生理状态相同的正常大鼠若干只、治疗抑郁症的药物、CRH定量测量仪、注射器。
答案　(1)海马区、下丘脑、垂体　可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细调控，从而维持机体的稳态
(2)降低Glu的浓度、抑制下丘脑区内Glu受体的表达，同时提高GABA的浓度、促进下丘脑GABA受体的表达　促进
(3)实验思路：取生理状况相同的抑郁大鼠若干只，随机均分为A、B、C三组，A组大鼠不作处理；B组大鼠用一定剂量的药物处理8周；C组大鼠进行8周的有氧运动干预；D组另取相同数量的生理状态相同的正常大鼠不作处理，其他条件相同且适宜。8周后检测4组大鼠中CRH阳性表达情况。
[例9]　(2022·山东实验中学高三第三次诊断)为改善某湖泊因水体污染导致的“富营养化”现象，科研人员进行了相关调查研究和生态修复工程。
(1)据调查，污染前该湖泊中的植物包括各种挺水植物、浮水植物和沉水植物，群落中植物的这种垂直分层的生态学意义是_______________________________ ______________。在受到轻微污染时，湖泊可以表现出一定的抵抗力稳定性，即___________________________________________________________________。
(2)研究者用菹草、苦草两种沉水植物在该湖泊不同“实验区”进行种植实验，并测定了各区域水体中的总氮(TN)、总磷(TP)、叶绿素a含量等指标，实验结果如图1、图2所示。请根据实验结果回答相关问题。


①图1结果说明：____________________________________________。
②水体中的叶绿素a含量可代表浮游藻类(单细胞藻类和蓝细菌)的密度。由图2可推测两种植物可对“水华”的爆发起到________(填“促进”或“抑制”)作用，请结合图2以及植物代谢和“水华”相关知识说出推测该作用的理由(写出两点即可)：______________________________________。
(3)河蚬通过滤食水中微小生物和有机碎屑为食，为研究河蚬对富营养水体的改善效果和机理，研究人员设计了不同河蚬密度的野外实验进行相关研究，实验期间测量不同处理组水体叶绿素a浓度与底栖藻的叶绿素a浓度变化情况，结果如图3、图4所示。

注：水体叶绿素a浓度反映浮游藻类密度，底栖藻的叶绿素a浓度反映底栖藻类密度。
实验中对照组的操作是________，出现图3、图4所示实验结果的原因是___________________________________________________________________。
(4)在前两项研究的基础上，研究人员尝试利用河蚬改善水体光照条件，促进沉水植被扩张或恢复。研究表明：苦草的相对生长率随河蚬密度的增加而显著升高。请参照(3)实验，简要写出实验步骤。(实验所用容器为聚乙烯桶，注入湖水70 L)________________________________________________________________ _________________________________________________________________。
答案　(1)显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力　生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构与功能保持原状的能力
(2)①种植菹草、苦草均能有效降低水体中的总氮和总磷(TN和TP)　②抑制　两种植物吸收了水体中部分N、P；两种植物光合作用为初级消费者提供氧气，使其正常生活繁殖，吃掉更多的浮游藻类
(3)无河蚬　河蚬可以滤食浮游藻类，降低了浮游藻类浓度；同时改善了水体光照条件，进而促进了底栖藻类的生长和繁殖，降低了水体富营养化程度
(4)取四只注入湖水70 L的聚乙烯桶分别编号为1、2、3、4；在四个桶内种植等量的苦草幼苗，1号桶不放入河蚬，然后2、3、4号桶依次分别放入低、中、高密度的河蚬；定期(一段时间后)，记录苦草的生长状况并计算苦草的相对生长率
[例10]　微核是染色体的断裂片段，不能随有丝分裂进入子细胞核，成为存在于细胞质中的圆形结构。通过染色显微镜下可观察到微核。多种理化因子可导致细胞染色体断裂，形成微核。某研究性学习小组为了探究一定浓度的EDTA和氯化钠溶液对蚕豆根尖细胞造成染色体断裂的影响，设计实验步骤如下。(EDTA是最常见的化学诱变剂之一)：
第一步　蚕豆的发芽及处理：选取籽粒饱满的蚕豆浸泡培养至根长到0.5 cm，将生长状况相同的根尖均分为A、B、C、D 4组，分别置于等量0.13 mmol/L EDTA、0.54 mmol/L EDTA、0.86 mmol/L NaCl、3.42 mmol/L NaCl溶液，处理72 h。
第二步　制作临时装片：每组各取10个根尖剪取尖端3 mm，置于4个培养皿中，各加入适量且等量的胰蛋白酶溶液，室温下解离15 min，然后进行染色并压片，制成临时装片。
第三步　观察和统计：将临时装片置于显微镜下观察，每个根尖观察约200个细胞，统计具有微核的细胞数，计算具有微核的细胞数占全部观察细胞数的百分比。
请回答下列问题：
(1)指出实验步骤中三处明显错误，并纠正。
(2)实验所依据的原理是：____________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)①无空白对照，再设一组将根尖置于等量蒸馏水，其他操作相同；②解离不能用胰蛋白酶处理，改用质量分数为15%的盐酸与体积分数为95%的酒精1∶1混合制成的解离液；③未漂洗就进行染色，改为漂洗后染色。
(2)多种理化因子造成细胞染色体断裂，形成微核。EDTA和氯化钠可能导致蚕豆根尖细胞染色体断裂(或EDTA和氯化钠可能导致蚕豆根尖细胞染色体断裂，形成微核)，根据处理后具有微核的细胞数占全部细胞数的百分比判断一定浓度的EDTA和氯化钠是否导致蚕豆根尖细胞染色体断裂
[例11]　脂质体是由脂质双分子层构成的闭合球形囊泡，其在生物学和医学上有多种用途。包埋疫苗是脂质体的应用之一。将重组乙肝疫苗(HBS)包埋于阳离子脂质体(DOPAT)内，如下图所示。

为研究包埋后的疫苗是否能提高免疫效果，有人做了如下实验：将HBS和包埋有HBS的DOPAT分别溶于磷酸缓冲液中，以一定剂量分别于第0天和第28天注射于小鼠体内，然后在第14、28、42天采血测定相应抗体的含量(用几何平均滴度表示。滴度越大，抗体含量越高)。结果如下：
组别
14天
28天
42天
HBS组
565.69
1600
58688.3
DOPAT包埋组
2690.87
102400
1448155
(1)实验中使用的HBS是由转入了乙肝病毒表面抗原基因的酵母菌分泌产生的。与传统疫苗(灭活的乙肝病毒)相比，该疫苗只含有________成分。
(2)表中数据显示的实验结果是______________________________________ ____________________________________。第42天检测的抗体水平很高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)该实验说明包埋乙肝疫苗能显著提高________免疫的水平。据图推测其原因：__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)本实验还有不足之处，请指出并改进：______________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)蛋白质
(2)与HBS组相比，DOPAT包埋组能显著提高抗体水平　二次免疫时记忆细胞迅速增殖分化，分化后快速产生大量抗体
(3)体液　表面带阳离子的脂质体复合物更容易被带负电荷的细胞膜吸引，促进吞噬细胞吞噬疫苗，从而诱导激活体液免疫；疫苗被脂质体包裹，保存时间长
(4)缺对照，增加磷酸缓冲液、空白脂质体对照组；未检测细胞免疫的效果，还应增加细胞毒性T细胞活性检测