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高考生物實驗探究
7.實驗方案的評價與修正
(2021·山東濰坊二模)帕金森病是一種影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的慢性神經(jīng)退行性疾病，主要影響運(yùn)動神經(jīng)系統(tǒng)。它的癥狀通常隨時間推移而緩慢出現(xiàn)，早期明顯的癥狀為靜止性震顫、肌肉僵直、運(yùn)動遲緩和步態(tài)異常，也可能有認(rèn)知和行為問題。
(1)正常情況下，在突觸小體內(nèi)，多巴胺的儲存場所是______________。
(2)有一種觀點認(rèn)為，帕金森病的致病機(jī)理是腦部多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡，而引起死亡的原因之一是多巴胺能神經(jīng)元胞外多巴胺的濃度過高。請結(jié)合圖中的兩種載體對多巴胺能神經(jīng)元的這一死亡原因作進(jìn)一步闡釋：____________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(3)傳統(tǒng)中藥人參中的人參皂苷Rgl可以有效緩解帕金森病。某同學(xué)以小鼠作為實驗材料，設(shè)計了如下方案，最終通過技術(shù)手段統(tǒng)計多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞的死亡數(shù)目。
組別 模型組 人參皂苷Rgl治療組
步驟1 注射1 mL溶于生理鹽水的MPTP，注射4次，每次間隔2小時 注射1 mL生理鹽水，注射4次，每次間隔2小時
步驟2 每天注射1 mL生理鹽水，連續(xù)3天 每天注射1 mL溶于生理鹽水的人參皂苷Rgl，連續(xù)3天
注：MPTP能誘導(dǎo)多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡，使患者出現(xiàn)帕金森病癥狀。科學(xué)家常用MPTP誘導(dǎo)帕金森動物模型。
①該實驗方案有兩處錯誤，請你加以修正(簡要寫出修正思路即可)：
修正一：_______________________________________________________
__________________________________________________________________；
修正二：_______________________________________________________
__________________________________________________________________。
②本實驗的預(yù)期實驗結(jié)果是______________________________________
__________________________________________________________________。
解析：(1)多巴胺是神經(jīng)遞質(zhì)，正常情況下，多巴胺儲存在突觸小泡中。(2)由題圖可以看出，當(dāng)體內(nèi)產(chǎn)生多巴胺時，單胺運(yùn)載體會將多巴胺運(yùn)載到囊泡內(nèi)，并將其釋放到突觸間隙，釋放到突觸間隙的多巴胺經(jīng)過多巴胺運(yùn)載體運(yùn)輸回突觸前膜內(nèi)。若多巴胺運(yùn)載體被抑制，單胺運(yùn)載體功能正常，會導(dǎo)致突觸間隙多巴胺濃度過高，引起多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡。(3)該實驗是探究人參皂苷Rgl對帕金森病的緩解作用，表格中設(shè)置了兩組實驗，其中模型組是構(gòu)建出現(xiàn)帕金森病癥狀的小鼠，然后不進(jìn)行治療處理；治療組應(yīng)該先構(gòu)建出現(xiàn)帕金森病癥狀的小鼠，然后注射人參皂苷Rgl進(jìn)行治療處理。故其中一個錯誤修正是人參皂苷Rgl治療組步驟1應(yīng)與模型組相同。另外該實驗中沒有設(shè)置空白對照組，即另外一個錯誤修正是設(shè)置一組健康鼠作為對照。預(yù)期實驗結(jié)果是多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞的死亡數(shù)目：模型組>人參皂苷Rgl治療組>對照組。
答案：(1)突觸小泡　(2)多巴胺運(yùn)載體被抑制，單胺運(yùn)載體功能正常，導(dǎo)致突觸間隙多巴胺濃度過高，引起多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡　(3)①設(shè)置一組健康鼠作為對照　人參皂苷Rgl治療組步驟1應(yīng)與模型組相同　②多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞的死亡數(shù)目：模型組>人參皂苷Rgl治療組>對照組
【思維構(gòu)建】
實驗?zāi)康?探究人參皂苷Rgl對帕金森病的緩解作用
實驗變量 自變量：是否注射人參皂苷Rgl
因變量：有效緩解帕金森病癥狀，觀察指標(biāo)為多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞的死亡數(shù)目
實驗思路 除了模型組作為對照組外，還要設(shè)置一組健康鼠作為對照，另一組注射人參皂苷Rgl進(jìn)行治療處理；無關(guān)變量相同且適宜
實驗結(jié)果 多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞的死亡數(shù)目：模型組>人參皂苷Rgl治療組>對照組
“五看法”評價實驗設(shè)計
1．請根據(jù)下面有關(guān)生長素的實驗研究，回答相關(guān)問題：
(1)從某植物長勢一致的黃化苗上切取等長幼莖段(無葉和側(cè)芽)，自莖段頂端向下對稱縱切至約3/4處。將切開的莖段浸沒在蒸餾水中。一段時間后，觀察到半邊莖向外彎曲生長，如上圖所示。若上述黃化苗莖段中的生長素濃度是促進(jìn)生長的，放入水中后半邊莖內(nèi)、外兩側(cè)細(xì)胞中生長素濃度都不會升高。請僅根據(jù)生長素的作用特點分析半邊莖向外彎曲生長這一現(xiàn)象，推測出現(xiàn)該現(xiàn)象的兩種可能原因。
原因1：由于______________________________，所以內(nèi)側(cè)細(xì)胞生長較快。
原因2：內(nèi)外兩側(cè)細(xì)胞中的生長素濃度相同，但______________，該濃度的生長素更有利于內(nèi)側(cè)細(xì)胞的生長。
(2)某同學(xué)設(shè)計了如下實驗：取一段玉米胚芽鞘，切去頂端2 mm，使胚芽鞘不再產(chǎn)生生長素，在上端放一塊有生長素的瓊脂塊，下端放一塊不含生長素的瓊脂塊(如圖1所示，胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝上)，過一段時間檢測，發(fā)現(xiàn)下端的瓊脂塊逐漸有了生長素(如圖2所示)，由此該同學(xué)得出“下端瓊脂塊上的生長素來自上端的瓊脂塊；生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端”的結(jié)論。
(1)這個實驗的設(shè)計是否嚴(yán)密？______________，為什么？
_________________________________________________________。
(2)如果要驗證“生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端”的結(jié)論，請在原實驗的基礎(chǔ)上簡要作圖對實驗方案進(jìn)行改進(jìn)。
解析：(1)從圖示的情形可看出半邊莖內(nèi)側(cè)細(xì)胞生長比外側(cè)快，而造成這一結(jié)果的原因可能是：①內(nèi)側(cè)生長素比外側(cè)高，這可能與內(nèi)側(cè)細(xì)胞和外側(cè)細(xì)胞的吸水能力不同有關(guān)；②內(nèi)外兩側(cè)細(xì)胞內(nèi)生長素的濃度是相等的，但是內(nèi)外兩側(cè)細(xì)胞對生長素的敏感程度不一致，該濃度的生長素更有利于內(nèi)側(cè)細(xì)胞的生長。(2)①這個實驗的設(shè)計不嚴(yán)密，缺少對照實驗，即將胚芽鞘倒置，其他處理相同。②如果增加一組胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝下的實驗就可以得出結(jié)論：生長素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端。
答案：(1)內(nèi)側(cè)細(xì)胞中的生長素濃度比外側(cè)高　內(nèi)外側(cè)細(xì)胞對生長素敏感性不同　(2)①不嚴(yán)密　缺少對照實驗(或沒有考慮將胚芽鞘倒過來放置時的情況)　②如下圖
2．珍愛生命，拒絕毒品。請回答下列有關(guān)毒品與人體健康的問題：
(1)多巴胺是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，多巴胺在突觸間隙發(fā)揮作用后，會被突觸前膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)體回收到神經(jīng)元中，但可卡因(一種毒品)能使該轉(zhuǎn)運(yùn)體失去作用，從而導(dǎo)致突觸間隙中的多巴胺數(shù)量________，使下一個神經(jīng)元________________。
(2)調(diào)查發(fā)現(xiàn)吸毒者容易出現(xiàn)怕冷、寒熱交替等癥狀，說明吸毒會使位于下丘腦的________________受損。吸毒者的后代容易出現(xiàn)畸形兒、怪胎，可能的原因是毒品容易引起原始生殖細(xì)胞________________過程異常。
(3)雄性激素——睪酮(T)的分泌調(diào)節(jié)機(jī)制如圖所示。
注：GnRH(促性腺激素釋放激素)、LH(黃體生成素)、FSH(卵泡刺激素)、T(睪酮)。
圖中睪酮需要源源不斷地產(chǎn)生是因為_________。圖中①②③④過程體現(xiàn)了雄性激素的分泌存在著________調(diào)節(jié)。
(4)有研究者對某戒毒所的吸毒者進(jìn)行了相關(guān)激素的檢測并與健康人比較，檢測結(jié)果均值如表所示。
組別 平均年齡/歲 吸毒史/年 吸毒量/(g/d) LH/(miu/mL) FSH/(miu/mL) T/(miu/mL)
吸毒者 32 4 1.4 1.45 2.87 4.09
健康人 23 － － 4.66 6.6 6.69
分析表中數(shù)據(jù)，吸食毒品最可能影響圖中________(器官)，使其受損，導(dǎo)致睪酮分泌量減少。有人對該調(diào)查的科學(xué)嚴(yán)密性提出質(zhì)疑，請寫出質(zhì)疑理由：
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
解析：(1)多巴胺是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，多巴胺在突觸間隙發(fā)揮作用后，會被突觸前膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)體回收到神經(jīng)元中，但可卡因(一種毒品)能使該轉(zhuǎn)運(yùn)體失去作用，從而導(dǎo)致突觸間隙中的多巴胺數(shù)量增多，使下一個神經(jīng)元持續(xù)興奮。(2)調(diào)查發(fā)現(xiàn)吸毒者容易出現(xiàn)怕冷、寒熱交替等癥狀，說明吸毒會使位于下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞受損。毒品容易引起原始生殖細(xì)胞減數(shù)分裂過程異常，因此吸毒者的后代容易出現(xiàn)畸形兒、怪胎。(3)激素一經(jīng)靶細(xì)胞受體接受并起作用后就被滅活了，因此圖中睪酮需要源源不斷的產(chǎn)生。圖中①②③④過程體現(xiàn)了雄激素的分泌存在著分級和反饋調(diào)節(jié)。(4)從表中可知吸食毒品最可能影響圖中垂體使其受損，導(dǎo)致睪酮分泌量減少。有人對該調(diào)查的科學(xué)嚴(yán)密性提出質(zhì)疑，原因是健康者和吸毒者平均年齡有較大差異，沒有遵循單一變量原則。
答案：(1)增多　持續(xù)興奮　(2)體溫調(diào)節(jié)中樞　減數(shù)分裂　(3)激素一經(jīng)靶細(xì)胞受體接受并起作用后就被滅活了　分級和反饋　(4)垂體　健康者和吸毒者平均年齡有較大差異
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