（全國通用版）2022高考生物二輪復習 專題五 生命活動調(diào)節(jié) 考點6 與生命活動調(diào)節(jié)有關的實驗設計學案

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1、（全國通用版）2022高考生物二輪復習 專題五 生命活動調(diào)節(jié) 考點6 與生命活動調(diào)節(jié)有關的實驗設計學案 1．實驗題分析的基本思路 明確實驗目的，確定實驗變量→結(jié)合實驗材料，設計實驗方法→分析結(jié)果現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論。 2．預實驗的作用 在酶、光合作用、細胞呼吸、激素調(diào)節(jié)等知識內(nèi)容的考查中，當涉及最適pH、最適溫度、最適光照強度、最適CO2濃度、最適試劑濃度等的探究時，都要先進行預實驗摸索自變量的大致范圍，然后在此范圍內(nèi)再設置更細更合理的梯度。否則，可能會造成設置的梯度并不在“最適”范圍內(nèi)，或即使在“最適”范圍內(nèi)，也可能會因梯度過大，而造成實驗結(jié)果不精確。 3．動物實驗中的注意事項

2、 (1)動物分組的基本要求：選擇性別、年齡、體重、生理狀況相似的動物平均分組，每組要有數(shù)量相等的多只動物。 (2)實驗設計中注意實驗動物的選擇和處理，如觀察胰島素、胰高血糖素功能的實驗動物一般是先饑餓處理。經(jīng)實驗變量處理后的觀察指標是動物的生活狀況。 (3)注射時，對照組可注射等量的“生理鹽水”或用來溶解激素的溶液，切不可注射“蒸餾水”。 題型一　與動物生命活動調(diào)節(jié)有關的實驗設計 1．(2018·全國Ⅰ，31)為探究不同因素對尿量的影響，某同學用麻醉后的實驗兔進行不同的實驗，實驗內(nèi)容如下： a．記錄實驗兔的尿量(單位：滴/分鐘)。 b．耳緣靜脈注射垂體提取液0.5 mL，記錄尿

3、量。 c．待尿量恢復后，耳緣靜脈注射20%葡萄糖溶液15 mL，記錄尿量，取尿液做尿糖定性實驗。 回答下列問題： (1)該同學發(fā)現(xiàn)，與a相比，b處理后實驗兔尿量減少，其主要原因是_________________ ________________________________________________________________________。 (2)c處理后，腎小管腔內(nèi)液體的滲透壓會升高，實驗兔的尿量會________。取尿液加入斐林試劑做尿糖定性實驗出現(xiàn)磚紅色，說明尿液中含有________。 (3)若某實驗兔出現(xiàn)腹瀉、尿量減少現(xiàn)象，導致尿量減少的主要原因是血漿滲

4、透壓升高，刺激了存在于________的滲透壓感受器，從而引起尿量減少。 答案　(1)垂體提取液中含有抗利尿激素，促進了腎小管和集合管重吸收水　(2)增加　葡萄糖　(3)下丘腦 解析　(1)b組中注射的是垂體提取液，垂體提取液中含有抗利尿激素，抗利尿激素能促進腎小管和集合管對水的重吸收，從而導致b處理后實驗兔尿量減少。 (2)靜脈注射20%葡萄糖溶液15 mL，會使血漿的葡萄糖濃度高于正常血糖水平，過多的葡萄糖會隨尿液排出體外，導致腎小管腔內(nèi)液體的滲透壓升高， 同時會帶走大量的水分，使得尿量增加。斐林試劑可與還原糖反應產(chǎn)生磚紅色沉淀，取尿液加入斐林試劑做尿糖定性實驗出現(xiàn)磚紅色，說明尿液中

5、含有葡萄糖。 (3)實驗兔出現(xiàn)腹瀉會導致大量的水和無機鹽丟失，使得血漿滲透壓升高，刺激下丘腦的滲透壓感受器，使抗利尿激素合成和分泌增加，促進腎小管和集合管對水的重吸收，引起尿量減少。 2．(2018·全國Ⅱ，29)為研究垂體對機體生長發(fā)育的作用，某同學用垂體切除法進行實驗。在實驗過程中，用幼齡大鼠為材料，以體重變化作為生長發(fā)育的檢測指標。回答下列問題： (1)請完善下面的實驗步驟 ①將若干只大鼠隨機分為A、B兩組后進行處理，A組(對照組)的處理是__________________，B組的處理是________________。 ②將上述兩組大鼠置于相同的適宜條件下飼養(yǎng)。 ③___

6、_____________________________________________________________________。 ④對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理與分析。 (2)實驗結(jié)果與分析 B組大鼠生長發(fā)育的狀況不如A組，出現(xiàn)這種差異的原因是由于B組的處理使大鼠缺失了來源于垂體的________激素和____________激素。 答案　(1)①手術(shù)但不切除垂體　切除垂體?、勖扛粢欢〞r間，測定并記錄兩組大鼠的體重　(2)生長　促甲狀腺 解析　(1)依題意可知：本實驗的自變量是垂體的有無，因變量是通過檢測幼齡大鼠的體重變化來反映其生長發(fā)育的狀況，其他對實驗結(jié)果有影響的因變量應控

7、制相同且適宜。據(jù)此結(jié)合題意所示的實驗方法(切除法)、不完善的實驗步驟和實驗設計應遵循的原則可知，①A組(對照組)手術(shù)但不切除垂體，B組(實驗組)切除垂體；③的內(nèi)容為“每隔一定時間，測定并記錄兩組大鼠的體重”。 (2)垂體分泌的促甲狀腺激素可促進甲狀腺的正常生長發(fā)育，調(diào)節(jié)甲狀腺激素的合成和分泌。垂體分泌的生長激素和甲狀腺分泌的甲狀腺激素都有促進生長發(fā)育的作用，但前者主要促進生長，后者主要促進發(fā)育，二者共同協(xié)調(diào)，機體才能正常的生長發(fā)育?？梢?，若B組大鼠生長發(fā)育的狀況不如A組，則是由于B組的處理使大鼠缺失了來源于垂體的生長激素和促甲狀腺激素。 3．(2018·豫南六市高三聯(lián)考)利用誘導體系能夠高

8、效地誘導胚胎干細胞向胰島B細胞的分化。據(jù)此回答下列有關該研究工作的問題： (1)將胚胎干細胞進行動物細胞培養(yǎng)，向培養(yǎng)液中加入誘導物，兩周后鏡檢發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)的細胞呈胰島樣細胞的變化，這一過程稱為____________。 (2)進行胰島素釋放實驗，檢測上述細胞是否具有胰島B細胞的生理功能：控制培養(yǎng)液中葡萄糖的濃度，檢測細胞分泌的胰島素的量，圖甲表示所得實驗結(jié)果。據(jù)此分析干細胞誘導成功，得到此結(jié)論的依據(jù)是_____________________________________________________ _______________________________________

9、_________________________________。 (3)體內(nèi)移植實驗：將細胞移植到患糖尿病的小鼠體內(nèi)，測小鼠血糖，結(jié)果如圖乙所示。該實驗是否支持胰島素釋放實驗的結(jié)論？__________(填“支持”或“不支持”)。在細胞移植時，需用同一品系的小鼠進行移植，其目的是____________________。 (4)在胰島組織中，胰島B細胞分泌胰島素，胰島A細胞分泌胰高血糖素，這兩種激素對血糖濃度的調(diào)節(jié)具有____________，從而共同維持機體血糖濃度的穩(wěn)態(tài)。 (5)指出本研究在實踐方面的一個意義____________________________________

10、__ ________________________________________________________________________。 答案　(1)細胞分化　(2)在葡萄糖濃度高時，胰島素分泌多，在葡萄糖濃度低時，胰島素分泌少　(3)支持　防止出現(xiàn)免疫排斥　(4)拮抗作用　(5)誘導胚胎干細胞向胰島B細胞分化，為糖尿病的細胞治療提供了一條可能的新途徑 解析　(1)胚胎干細胞誘導為胰島樣細胞的過程為細胞分化。 (2)據(jù)圖甲分析可知，通過控制培養(yǎng)液中的葡萄糖的濃度檢測胰島素的分泌量，在葡萄糖濃度高時，胰島素分泌多，在葡萄糖濃度低時，胰島素分泌量減少，說明干細胞誘導成功。

11、 (3)要檢驗胰島B細胞有沒有分化形成，需將該細胞移植到胰島細胞被破壞的(也可以是患有糖尿病的)小鼠體內(nèi)，再測定血糖的含量，與對照組比較；從圖乙可知，移植組的血糖濃度最終恢復穩(wěn)定到正常值，而未移植組血糖濃度仍較高，說明了誘導實驗成功。在進行細胞移植時用同一品系的小鼠的目的是防止出現(xiàn)免疫排斥反應導致實驗失敗。 (4)胰島素能降低血糖，胰高血糖素能升高血糖，兩者屬于拮抗關系，共同調(diào)節(jié)血糖濃度的穩(wěn)定。 (5)本研究的意義在于：誘導胚胎干細胞向胰島B細胞分化，為糖尿病的細胞治療提供了一條可能的新途徑。 題型二　與植物生命活動調(diào)節(jié)有關的實驗設計 4．(2018·湖北八市高三聯(lián)考) 選擇性除草劑2

12、,4－D是水稻田間的良好除草劑。為探究2,4－D對稻田中鴨跖草防治的合適濃度，進行了如下實驗。請完善實驗并回答有關問題。(提示：水稻為單子葉植物，鴨跖草為雙子葉植物；2,4－D作為除草劑的藥害主要是平均株高下降。) (1)實驗原理： ①低濃度2,4－D促進植物生長，高濃度2,4－D抑制植物生長，甚至殺死植物； ②________________________________________________________________________ __________________________________________________________________

13、______； ③植株高度是植物生長情況的重要指標。 (2)實驗材料：水稻試驗田(長有鴨跖草)，已將2,4－D粉劑配制成下列5個濃度(μg/mL)：20、40、60、80、100和清水等。 (3)預實驗過程： ①將水稻試驗田均分為六塊，分別編號A、B、C、D、E、F。 ②A試驗田中噴灑一定量的________，B、C、D、E、F試驗田中分別噴灑等量的濃度(μg/mL)為20、40、60、80、100的2,4－D溶液，各田塊的其他栽培條件相同且適宜。 ③一段時間后，抽樣統(tǒng)計各試驗田塊中鴨跖草和水稻的平均株高。 (4)實驗結(jié)果： 編號 A B C D E F 2,4－

14、D濃度(μg/mL) 0 20 40 60 80 100 鴨跖草植株高度(cm) 36 36.5 37 38 41 44 水稻植株高度(cm) 16 16 16.5 16.6 17 17.8 (5)進行預實驗的意義：___________________________________________________ ____________________________________________________________(答出一點即可)。 該實驗不能達到預實驗的目的，請根據(jù)實驗結(jié)果寫出進一步預實驗的基本思路：__________

15、______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)2,4－D是生產(chǎn)上常用的生長素類似物，除了本實驗的應用外，請寫出生長素類似物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的另外兩個方面的應用：___________________________________________ __________________________________________________________

16、______________。 答案　(1)②鴨跖草對2,4－D濃度變化的敏感度比水稻高(或雙子葉植物比單子葉植物對2,4－D的敏感度高；或鴨跖草和水稻對2,4－D濃度變化的反應不同)　(3)②清水　(5)為進一步實驗摸索條件；檢驗實驗設計的科學性和可行性，避免造成人力、物力、財力的浪費(答出一點即可)　設置高于F組濃度梯度的2,4－D溶液，按照預實驗過程進一步實驗　(6)促進扦插枝條生根、促進結(jié)實、獲得無子果實、防止果實和葉片脫落(答出兩點即可) 解析　結(jié)合本題題干信息分析可知，本實驗是探究2,4－D對水稻田間鴨跖草防治的合適濃度的實驗，其自變量是不同濃度的2,4－D溶液，因變量是鴨跖草

17、的生長狀況(鴨跖草株高)。 (1)本實驗的原理除了低濃度2,4－D促進植物生長，高濃度2,4－D抑制植物生長；植株高度是植物生長情況的重要指標外，還利用了不同的植物對2,4－D的敏感性不同，即鴨跖草對2,4－D濃度變化的敏感度比水稻高(或鴨跖草和水稻對2,4－D濃度變化的反應不同)。 (3)根據(jù)題意分析，B、C、D、E、F試驗田中分別噴灑等量的濃度(μg/mL)為20、40、60、80、100的2,4－D溶液，則A組為對照組，應該噴灑等量的清水。 (5)預實驗可以為進一步實驗摸索條件，還可以檢驗實驗設計的科學性和可行性，避免造成人力、物力、財力的浪費。表格數(shù)據(jù)顯示F組之前，鴨跖草和水稻植

18、株高度一直在增加，沒有體現(xiàn)株高減少的趨勢，因此還不能達到預實驗的目的，應該設置高于F組濃度梯度的2,4－D溶液，按照預實驗過程進一步實驗。 (6)生長素類似物可以促進扦插枝條生根、促進果實發(fā)育、獲得無子果實，防止果實和葉片脫落。 5．(2018·咸陽二模)為研究生長素(IAA)和乙烯對植物生命活動調(diào)節(jié)的影響，選用番茄幼苗做了以下實驗： 實驗1：將去掉尖端的番茄幼苗作如圖1所示實驗處理，一段時間后觀察幼苗生長情況。 實驗2：將生長兩周的番茄幼苗葉片分別進行A、B兩種處理(A處理：不同濃度的IAA溶液處理；B處理：在不同濃度的IAA溶液中分別加入適宜濃度的乙烯處理)，3 h后測定細胞膜的

19、透性，結(jié)果如圖2所示。 回答下列問題： (1)在番茄幼苗中，生長素可由________經(jīng)過一系列反應轉(zhuǎn)變而來；在成熟組織中的韌皮部，生長素的運輸方式是________(填“極性”或“非極性”)運輸。 (2)實驗1中，幼苗將________(填“向光彎曲”“直立”或“不”)生長，對這一生長現(xiàn)象產(chǎn)生原因的解釋是_________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)實驗2結(jié)

20、果表明，在______________和____________時，IAA對細胞膜透性的影響不顯著。B組加乙烯處理后，隨IAA濃度的提高，番茄葉片細胞膜透性顯著增加，與A組高濃度處理變化趨勢具有平行關系，請對這一實驗現(xiàn)象提出合理假說：____________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)色氨酸　非極性　(2)直立　沒有尖端，不能感受單側(cè)光，不影響IAA的分布，IAA運輸?shù)较旅妫龠M細胞伸長生長　(3)無(外源)乙烯　低濃度IAA　當IAA濃度增

21、高到一定值就會促進乙烯的合成，乙烯含量增加增大了細胞膜的透性 解析　(1)色氨酸通過一系列反應可轉(zhuǎn)變?yōu)樯L素；生長素在成熟組織的韌皮部中的運輸方式為非極性運輸。 (2)由于幼苗沒有尖端，失去感光部位，單側(cè)光不影響生長素分布，尖端下部生長素分布均勻，所以幼苗直立生長。 (3)據(jù)圖2分析，在A處理時，即無外源乙烯，IAA濃度在0～5 mg·L－1(低濃度)時，細胞膜透性變化不大；根據(jù)植物激素間的相互關系，生長素濃度增高到一定值時會促進乙烯的合成，乙烯含量增加會增大細胞膜的透性。 6．(2017·全國Ⅲ，30)干旱可促進植物體內(nèi)脫落酸(ABA)的合成。取正常水分條件下生長的某種植物的野生型和

22、ABA缺失突變體幼苗，進行適度干旱處理，測定一定時間內(nèi)莖葉和根的生長量，結(jié)果如圖所示。 回答下列問題： (1)綜合分析上圖可知，干旱條件下，ABA對野生型幼苗的作用是________________________________________________________________________。 (2)若給干旱處理的突變體幼苗施加適量的ABA，推測植物葉片的蒸騰速率會______，以對環(huán)境的變化作出反應。 (3)ABA有“逆境激素”之稱，其在植物體中的主要合成部位有________________________(答出兩點即可)。 (4)根系是植物吸收水分的主要器

23、官。根細胞內(nèi)水分的主要作用有__________________ _____________________________________________________________(答出兩點即可)。 答案　(1)促進根的生長，抑制莖葉的生長　(2)降低 (3)根冠、萎蔫的葉片　(4)水是根細胞的重要組成成分，水參與根細胞內(nèi)的生化反應 解析　(1)由題圖可以直接看出，與突變體(不能合成ABA)相比，野生型(能合成ABA)植株莖葉的生長受到抑制，根的生長被促進。(2)施加ABA后，根生長加快，從土壤吸收水分增多；莖葉生長減慢，植物葉片的蒸騰速率會降低，水分散失減少，以對環(huán)境的變化作出反應。(3)ABA主要在植物體的根冠、萎蔫的葉片中合成。(4)根細胞內(nèi)水分的主要作用有作為化學反應的溶劑、維持細胞滲透壓、提供反應的原料、組成細胞的結(jié)構(gòu)等。