資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
新人教高中生物實驗專題講座4
實驗設(shè)計思路的書寫與完善
[技能必備]
1.“四步法”規(guī)范書寫實驗步驟
2.探究性實驗與驗證性實驗的比較
[技能展示]
1.(2021·湖北武漢部分學(xué)校調(diào)研)藥物X為激素類藥物。為研究其對動物機體排卵的影響，某同學(xué)用若干只發(fā)育狀況相同的雌性鳙魚進行實驗?；卮鹣铝袉栴}：
(1)請完善下面的實驗步驟：
①將鳙魚隨機均分為甲、乙兩組。甲組(實驗組)的處理是注射適量的用0.65%NaCl溶液配制的物質(zhì)X溶液，乙組的處理是_____________________________________________。
②將上述兩組鳙魚置于_________________________________________________的條件下飼養(yǎng)。
③一段時間后，統(tǒng)計兩組鳙魚排卵的數(shù)目。
④對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理和分析。
(2)實驗結(jié)果與分析：
甲組的卵細(xì)胞數(shù)量大于乙組，則說明藥物X________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)為了進一步研究藥物X的作用機理，該同學(xué)測定了兩組鳙魚體內(nèi)雌性激素的含量，發(fā)現(xiàn)甲組雌性激素的含量高于乙組。請對藥物X的作用機理提出兩種不同的解釋：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)①注射等量的0.65%NaCl溶液　②相同且適宜
(2)對鳙魚排卵有促進作用
(3)藥物X促進下丘腦分泌促性腺激素釋放激素；藥物X促進垂體分泌促性腺激素；藥物X促進性腺(卵巢)分泌雌性激素(答出兩種即可)
解析　(1)按照對照實驗的單一變量原則，甲、乙兩組實驗中除藥物X外，其他條件應(yīng)相同且適宜。因此，對乙組的處理應(yīng)為注射等量的0.65%NaCl溶液。將兩組鳙魚放在相同且適宜的條件下飼養(yǎng)。(2)如果甲組的卵細(xì)胞數(shù)量大于乙組，說明藥物X能促進鳙魚排卵。(3)性激素的分泌存在分級調(diào)節(jié)，受到下丘腦和垂體的控制。藥物X可能促進了下丘腦分泌促性腺激素釋放激素，也可能促進了垂體分泌促性腺激素，還有可能促進了卵巢分泌雌性激素.這三個途徑都會使雌性激素的分泌量增加。
2.(2021·重慶北碚區(qū)診斷)人體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持，依賴于各個器官、系統(tǒng)的協(xié)調(diào)活動，而信息分子是它們之間的“語言”。請結(jié)合下圖回答下列問題：
(1)當(dāng)身體的冷覺感受器受到寒冷刺激時，產(chǎn)生的興奮最終會引起相應(yīng)激素分泌增多，作用于全身細(xì)胞，提高細(xì)胞代謝的速度，增加產(chǎn)熱量。請用“→”和必要的文字寫出該過程的完整反射弧：____________________________________________________________。
(2)圖中①表示________系統(tǒng)。人體注射乙型流感疫苗后，通過體液免疫和細(xì)胞免疫，產(chǎn)生的相應(yīng)________________能識別并作用于侵入機體的乙型流感病毒。人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成不足，可能會導(dǎo)致______________________，從而使機體出現(xiàn)免疫力下降、組織水腫。
(3)某同學(xué)為了驗證胰島素的生理作用(葡萄糖和胰高血糖素都能有效緩解低血糖癥狀)，進行了相關(guān)實驗。他準(zhǔn)備了若干生理狀況相同的實驗小鼠、適宜濃度的胰島素溶液、胰高血糖素溶液、葡萄糖溶液等(可以自行補充)。請你幫該同學(xué)完善實驗思路，并預(yù)期實驗結(jié)果(注意設(shè)置對照實驗，分兩次向小鼠腹腔注射不同物質(zhì)來進行實驗，以小鼠的生理狀態(tài)來反映血糖的高低)。
實驗思路：
步驟一：___________________________________________________________；
步驟二：____________________________________________________________。
預(yù)期實驗結(jié)果：第一次注射后，__________________________________________；
第二次注射后，___________________________________________________。
答案　(1)冷覺感受器→傳入神經(jīng)→下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞→傳出神經(jīng)→甲狀腺(或腎上腺)分泌激素增多　(2)免疫　抗體和細(xì)胞毒性T細(xì)胞　抗體數(shù)量減少和血漿滲透壓降低　(3)將禁食一段時間的實驗小鼠隨機均分為A、B、C、D四組，A組腹腔注射生理鹽水，B、C、D三組均腹腔注射等量胰島素溶液，一段時間后，觀察各組小鼠的生理狀態(tài)　B、C、D三組出現(xiàn)相應(yīng)癥狀后進行第二次注射，給B組注射生理鹽水，給C組注射胰高血糖素溶液，給D組注射葡萄糖溶液，一段時間后，觀察各組小鼠的生理狀態(tài)　A組小鼠正常，B、C、D三組出現(xiàn)反應(yīng)遲鈍、嗜睡等癥狀　B組癥狀無法緩解，而C、D兩組小鼠恢復(fù)正常
解析　(1)在寒冷環(huán)境中，冷覺感受器感受到刺激產(chǎn)生興奮，興奮通過傳入神經(jīng)傳到下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞，經(jīng)過中樞的分析、綜合后發(fā)出指令，通過傳出神經(jīng)傳至效應(yīng)器，引起相應(yīng)的效應(yīng)。由題中“相應(yīng)激素分泌增多，作用于全身細(xì)胞，提高細(xì)胞代謝的速度，增加產(chǎn)熱量”可判斷該激素為甲狀腺激素(或腎上腺素)，故該過程的完整反射弧為冷覺感受器→傳入神經(jīng)→下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞→傳出神經(jīng)→甲狀腺(或腎上腺)分泌激素增多。(2)根據(jù)圖中“抗原”可判斷①為免疫系統(tǒng)。人體注射乙型流感疫苗后，通過體液免疫和細(xì)胞免疫，產(chǎn)生的相應(yīng)抗體和細(xì)胞毒性T細(xì)胞，能識別并作用于侵入機體的乙型流感病毒。抗體的化學(xué)本質(zhì)為免疫球蛋白，若人體內(nèi)蛋白質(zhì)合成不足，可能會導(dǎo)致抗體數(shù)量減少，使機體出現(xiàn)免疫力下降；也可能會導(dǎo)致血漿蛋白含量降低，引起血漿滲透壓降低，出現(xiàn)組織水腫。(3)根據(jù)實驗設(shè)計時要遵循的對照原則和單一變量原則，需要將禁食一段時間的實驗小鼠隨機均分成四組，設(shè)置實驗組和對照組，實驗組注射胰島素溶液，對照組注射等量的生理鹽水，等實驗組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后，給不同組分別注射生理鹽水、胰高血糖素溶液和葡萄糖溶液，一段時間后觀察小鼠的生理狀態(tài)。由于胰島素具有降血糖的功能，因此注射胰島素的小鼠將會出現(xiàn)低血糖癥狀，注射胰高血糖素溶液和葡萄糖溶液的小鼠低血糖癥狀會緩解，但注射生理鹽水的小鼠不能緩解。
3.(2020·太原市調(diào)研)2020年2月11日，世界衛(wèi)生組織宣布將2019新型冠狀病毒感染的肺炎命名為“COVID 19”。該種新型冠狀病毒在人群中可通過呼吸道飛沫和接觸等方式進行傳播，人感染該病毒后會出現(xiàn)發(fā)熱、咳嗽等癥狀。請回答下列有關(guān)問題：
(1)新型冠狀病毒會通過人體的口、鼻、眼的黏膜侵入人體，黏膜屬于免疫系統(tǒng)保衛(wèi)人體的第________道防線。新型冠狀病毒與黏膜細(xì)胞結(jié)合不能體現(xiàn)細(xì)胞間的信息交流功能，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)人感染新型冠狀病毒后出現(xiàn)發(fā)熱癥狀的原因之一是位于________中的體溫調(diào)節(jié)中樞受到了刺激，使腎上腺素的分泌量增加，從而使產(chǎn)熱增加。當(dāng)患者持續(xù)高熱38 ℃時，機體產(chǎn)熱量________(填“大于”“小于”或“等于”)散熱量。
(3)若科學(xué)家研制出了一種針對新型冠狀病毒的疫苗X，欲以小鼠為材料檢測該疫苗對新型冠狀病毒是否有效，請簡要寫出實驗思路。
答案　(1)一　新型冠狀病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)
(2)下丘腦　等于
(3)①將生理狀態(tài)相同的若干只健康小鼠均分成甲、乙兩組；②給甲組小鼠接種適量的疫苗X，乙組小鼠不接種疫苗X；③一段時間后讓甲、乙兩組小鼠均感染適量且等量的新型冠狀病毒；④一段時間后統(tǒng)計甲、乙兩組小鼠的發(fā)病率或檢測甲、乙兩組小鼠體內(nèi)抗體濃度。
解析　(1)皮膚、黏膜屬于免疫系統(tǒng)保衛(wèi)人體的第一道防線。病毒無細(xì)胞結(jié)構(gòu)，其與細(xì)胞結(jié)合不能體現(xiàn)細(xì)胞間的信息交流功能。(2)體溫調(diào)節(jié)中樞位于下丘腦。當(dāng)人體持續(xù)高熱38 ℃時，體溫維持在38 ℃，此時機體產(chǎn)熱量等于散熱量。(3)本實驗的目的為檢測疫苗X對新型冠狀病毒是否有效，以疫苗的作用機理為實驗原理，結(jié)合探究性實驗一般操作步驟“取材、分組、編號→變量處理(控制單一變量)→培養(yǎng)或飼養(yǎng)(控制無關(guān)變量)→觀察、記錄與分析(結(jié)果處理)→得出結(jié)論”，即可完成實驗思路的設(shè)計。

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