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1、实验技能提升四 书写实验步骤(思路)的一般程序 第七单元 生物体生命活动的调节与免疫 (经典高考题)(加试)胰高血糖素对小白鼠和人具有相同的生理作用。为了 验证“胰高血糖素具有升高血糖的生理作用” ，请以小白鼠为实验对 象设计实验步骤，预测和解释实验应出现的结果，并写出实验结论。 (一)实验材料和用具：正常实验小白鼠2只，生理盐水，用生理盐水配制 的适宜浓度的胰高血糖素溶液，本尼迪特试剂，注射器，试管，烧杯等。 (二)实验步骤： (实验提示：采用腹腔注射给药，给药剂量不作实验设计要求；给药1小时 后，用注射器在小鼠膀胱处穿刺取尿液) (三)实验结果的预测、解释和结论。 例题引领 审题关键审题关
2、键 信息信息：此实验为验证性实验，预期结果和结论是确定的。 信息信息：提供了两只小白鼠、两种溶液，从而确定应分两组进行，一组 注射生理盐水，一组注射用生理盐水配制的适宜浓度的胰高血糖素溶液。 信息信息：本尼迪特试剂用来检验还原糖，需要水浴加热。 信息信息：联系血糖过高导致出现糖尿的知识，取尿液的目的是用本尼迪 特试剂来验证尿液中是否含有还原糖，从而判断血糖是否升高。 答案 答案 (二)实验步骤： (1)确定1只小白鼠为实验鼠，腹腔注射生理盐水配制的适宜浓度的胰 高血糖素溶液；另一只小白鼠为对照鼠，腹腔注射等量的生理盐水。 (2)取两支试管分别编号为1号和2号，各加入等量的本尼迪特试剂。 (3)
3、给药1小时后，对两只小白鼠膀胱穿刺取尿液，取实验鼠尿液加入 1号试管内，取等量的对照鼠尿液加入2号试管内。 (4)将两支试管摇匀后，水浴加热，待冷却后，观察两支试管内溶液 颜色的变化。 (三)实验结果的预测、解释和结论： 1号试管中出现红黄色沉淀，表明实验鼠尿液中有葡萄糖；2号试管中 仍为蓝色溶液，表明对照鼠尿液中无葡萄糖。 实验结论：胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，导致实验鼠血糖升 高，超过一定数值而出现糖尿。 解析 解析 实验设计包括明确目的原理、作出假设、设计实验、分析现象 原因、得出结论等一系列活动，目的在于考查运用逻辑思维和理论基 础、现象证据来做出答案或解释的能力水平。结合该题给
4、出的信息可 以确定实验分两组进行，一组小鼠腹腔注射胰高血糖素溶液作为实验 对象，另一组小鼠腹腔注射等量生理盐水作为对照，一段时间后，从 膀胱中分别取尿液，各加入等量的本尼迪特试剂检验是否有现象，实 验组由于胰高血糖素具有升高血糖的作用，尿中含有葡萄糖，本尼迪 特试剂检验出现红黄色，对照组不出现颜色变化。 错解例析错解例析 (二)实验步骤： (1)确定1只小白鼠为实验鼠，腹腔注射胰高血糖素溶液；另一只鼠为对 照鼠，不进行注射。 (2)将两支试管分别编号为1号和2号，各加入本尼迪特试剂。 (3)给药1小时后，对两只小白鼠膀胱穿刺取尿液，取实验鼠尿液加入1号 试管内，取等量的对照鼠尿液加入2号试管内
5、。 (4)将两支试管摇匀后，观察两支试管溶液颜色的变化。 (三)实验结果的预测、解释和结论： 若1号试管中出现红黄色沉淀，2号试管中仍为蓝色溶液，表明实验鼠 尿液中有葡萄糖；胰高血糖素具有升高血糖的生理作用。 若1号试管和2号试管都为蓝色溶液，表明实验鼠尿液中没有葡萄糖； 胰高血糖素没有升高血糖的生理作用。 错因分析： 处：对照组没有注射生理盐水，不遵循单一变量原则。 处：加入的本尼迪特试剂应该是等量的，排除无关变量的影响。 处：本尼迪特试剂需要水浴加热，不加热现象不明显。 处：该实验为验证性实验，结果、结论不需要讨论。 实验设计题解题口诀： 先看目的和原理，提示材料与试剂； 构建装置分步骤，
6、标号定量铭心记。 现象结果写具体，结论叙述扣目的； 探究实验需讨论，验证实验果唯一。 归纳整合 解释如下： 1.面对实验设计题，首先要找到实验目的，实验目的在题干信息中有明 显的关键词，比如，“验证”“探究”“假设”“是 否”“判断”“如何”等。一般根据目的可直接判断出是 验证性实验还是探究性实验，这是做实验设计题的第一步。 2.如何科学设计实验组和对照组，这是解实验设计题的关键。绝大多数 实验题中都给出了材料、用具、试剂等信息，这是很好的提示。比如， 在探究pH对酶活性影响的实验中，会给出“HCl、NaOH、蒸馏水”信息， 这就提示设计三组，酸性、碱性、中性三组对照。 3.实验步骤的划分是最
7、易考查的环节，常见步骤为三步，如第一步分组、 第二步施加变量、第三步培养观察。遗传实验中，常见步骤：第一步亲 本杂交，第二步F1自交(或测交)，第三步对F2的统计观察。步骤划分的技 巧是装置构建的过程或杂交实验的流程。比如，在验证甲状腺激素促进 幼小动物发育的实验中，第一步应该对三个水槽进行处理，分组、编号、 放入等量相同的清水、等量相同的蝌蚪；第二步是施加变量影响，第一 组饲喂含有甲状腺激素的饲料、第二组饲喂含有甲状腺激素抑制剂的等 量饲料、第三组饲喂等量的普通饲料；第三步是在相同且适宜的环境条 件下培养观察。从装置的构建到得出不同实验结果的过程或从亲本杂交 到预期个体出现的过程，其实就是实
8、验思路，该思路如果能清晰地构建 出来，则步骤划分为三步或四步是一目了然的。 4.在分组时一定不要忘记对各组进行编号，如1、2、3或A、B、C等，编 号的目的是使思路清晰，在后续的步骤中便于指代描述。在叙述实验步 骤时，特别是施加变量的步骤，一定要对添加物的用量加以限定，第一 组指明用量，后续组用“等量”一词。 5.实验结果就是实验现象，在叙述时一定要写具体，不能笼统地综合描 述。比如，在探究温度影响淀粉酶活性的实验中，用碘碘化钾溶液检 测淀粉的分解程度，结果应该是“A组(低温条件)变蓝；B组(适温条件) 无蓝色出现；C组(高温条件)变蓝”。而不能综合叙述为“只有B组(适温 条件)无蓝色出现”。
9、 6.结论的叙述是有规律的，即都是实验目的或实验课题或实验假设语句 的变形，将疑问句改为肯定句即可。比如，在验证性实验中，目的是 “验证胰岛素有降低血糖的功能”，则结论就对应为“胰岛素有降低血 糖的功能”；在探究性实验中，目的是“假设青霉素有抑制细菌繁殖的 功能，验证假说是否正确”，则结论就对应为“若，则说明青 霉素有抑制细菌繁殖的功能；若，则说明青霉素没有抑制细菌繁殖 的功能”。 7.最后还要注意验证性实验的结果和结论是唯一的，不需要讨论。探究 性实验的结果和结论需要讨论，一个结果对应一个结论，答题模型为 “若，则”。 1.(加试)河豚毒素是自然界中所发现的毒性最大的神经毒素之一，它能选 择
10、性地与肌肉、神经细胞的细胞膜表面的钠离子通道受体结合，抑制神经 肌肉间兴奋的传递，导致与之相关的生理机能的障碍，主要造成肌肉和神 经的麻痹。为了研究河豚毒素的作用时间对神经元之间兴奋的传递过程的 影响，研究者选用枪乌贼的神经组织设计实验。 实验材料：枪乌贼神经组织一个(含突触前神经元、和突触后神经元)、微 电极(用于提供适宜的刺激)、灵敏电位计(用于测量电位变化)、河豚毒素、 玻璃容器、河豚毒素的解毒剂(一定时间内使用能解除河豚毒素的毒性) (要求与说明：微电极和灵敏电位计的使用方法不作要求，假设枪乌贼神 经分泌兴奋性递质) 提升演练 (1)请完善实验思路： 在没有用河豚毒素处理时，用微电极刺
11、激枪乌贼神经组织的_ _，测定突触后膜神经元的_并记录； 答案解析 突触前膜 神经元电位变化 解析 解析 静息时，神经细胞膜对钾离子的通透性大，钾离子大量外流，形 成内负外正的静息电位；受到刺激后，神经细胞膜的通透性发生改变， 对钠离子的通透性增大，钠离子大量内流，形成内正外负的动作电位。 本实验的目的是“研究河豚毒素的作用时间对神经元之间兴奋的传递过 程的影响”，则实验的自变量是河豚毒素的作用时间，因变量是对神经 元之间兴奋的传递过程的影响，根据实验提供的材料设计实验： 在没有用河豚毒素处理前，用微电极刺激枪乌贼神经组织的突触前膜神 经元，测定突触后膜神经元的电位变化并记录； 将中的枪乌贼神
12、经组织用_处理，每隔一段相同的时间，用 微电极刺激枪乌贼神经组织的突触前膜神经元，测定突触后膜神经元的 电位变化并记录； 答案解析 河豚毒素 解析 解析 将中的枪乌贼神经组织用河豚毒素处理，每隔一段相同的时间， 用微电极刺激枪乌贼神经组织的突触前膜神经元，测定突触后膜神经元 的电位变化并记录； _，每隔一段相同的时 间，用微电极刺激枪乌贼神经组织的突触前膜神经元，测定突触后膜神 经元的电位变化并记录； 答案解析 用河豚毒素的解毒剂处理中的枪乌贼神经组织 解析 解析 用河豚毒素的解毒剂处理中的枪乌贼神经组织，每隔一段相同 的时间，用微电极刺激枪乌贼神经组织的突触前膜神经元，测定突触后 膜神经元的
13、电位变化并记录。 统计分析数据。 解析 解析 统计分析数据。 (2)在医学上，河豚毒素可以用作麻醉剂或镇定剂，起效很快，在有专门 解毒剂的情况下能及时解毒，据此，用曲线图预测实验结果(不要求具体 数据)。 答案解析 答案 答案 如图所示 解析 解析 河豚毒素可以用作麻醉剂或镇定剂，起效很快，在有专门解毒剂 的情况下能及时解毒，如图： (3)突触前膜以_形式分泌化学递质，递质以_方式经过突触间隙 作用于突触后膜上的受体。 胞吐扩散 答案解析 解析 解析 突触前膜以胞吐的方式分泌化学递质到突触间隙，然后扩散到突 触后膜，与特异性受体结合。 2.(加试)现代工业污染物十溴联苯醚(BDE209)对甲状
14、腺激素的分泌有 明显的抑制作用，某小组欲研究不同剂量的BDE209对小鼠甲状腺激素 分泌的影响。 实验材料：生理状况相近的健康小鼠若干、低剂量(120 mg/kg)BDE 209溶液、高剂量(1 000 mg/kg)BDE209溶液、花生油、灌胃装置、 水和普通饲料等。 (说明：用BDE209处理小鼠的时间为每天上午；对照组用花生油处理； 所有小鼠都在相同且适宜环境下饲养；实验开始21天后，测量小鼠体内 甲状腺激素浓度，具体方法不做要求)。 答案解析 (1)实验思路： 答案 答案 将生理状况相近的健康小鼠随机均分为三组，编号为甲组、乙 组、丙组；测量并记录三组小鼠体内甲状腺激素浓度； 每天上午
15、，给甲组小鼠灌胃适量花生油，给乙组和丙组小鼠分别灌胃 等量低剂量(120 mg/kg)和高剂量(1 000 mg/kg)的BDE209溶液，持续21 天； 将三组小鼠置于相同且适宜的环境中培养，每天给予等量的普通饲料 和水； 实验开始21天后，测量并记录三组小鼠体内甲状腺激素浓度，对实验 结果进行统计分析。 解析 解析 本实验是探究不同剂量的BDE209对小鼠甲状腺激素分泌的影响。 根据设计实验需要遵循的对照实验原则、单一变量原则(等量性原则)和 可重复性原则等。围绕实验目的分析，本实验的自变量是不同剂量的 BDE209，因变量是小鼠体内甲状腺激素浓度变化；再结合实验说明 “用BDE209处理
16、小鼠的时间为每天上午；对照组用花生油处理；所有 小鼠都在相同且适宜环境下饲养；实验开始21天后，测量小鼠体内甲状 腺激素浓度”，可拟定实验设计思路。 根据前面的分析思路，拟定如下设计思路：将生理状况相近的健康小 鼠随机均分为三组，编号为甲组、乙组、丙组；测量并记录三组小鼠体 内甲状腺激素浓度； 每天上午，给甲组小鼠灌胃适量花生油，给乙组和丙组小鼠分别灌胃 等量低剂量(120 mg/kg)和高剂量(1 000 mg/kg)的BDE209溶液，持续 21天； 将三组小鼠置于相同且适宜的环境中培养，每天给予等量的普通饲料 和水； 实验开始21天后，测量并记录三组小鼠体内甲状腺激素浓度，对实验 结果进
17、行统计分析。 答案解析 (2)预期实验结果：请以柱状图形式呈现可能的实验结果(可建立多个坐标系) 答案 答案 如图所示 解析 解析 由于是探究性实验，预期实验结果要充分考虑到各种情况：不 同剂量BDE209溶液对小鼠甲状腺激素分泌有不同程度的抑制作用， 或是有相同程度的抑制作用；由于题干要求用柱状图形式呈现可能的 实验结果，所以需要先建立坐标系，横坐标标注组别(分实验前实验后)， 纵坐标标注甲状腺激素浓度。 答案解析 (3)分析与讨论： 研究发现，BDE209在小鼠体内经化学转化可形成类似甲状腺激素的物 质，试分析BDE209抑制甲状腺激素分泌的原因：_ _ _。 内转化形成甲状腺激素类似物，作用于下丘脑和(腺)垂体，抑制促甲状腺 激素释放激素和促甲状腺激素的分泌，从而使甲状腺激素的分泌量下降 BDE209在小鼠体 解析 解析 根据题干信息“BDE209在小鼠体内经化学转化可形成类似甲状 腺激素的物质”，可合理推测该物质作用于下丘脑和(腺)垂体，抑制了 促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素的分泌，从而使甲状腺激素的分 泌量下降。