高考生物考前特訓(xùn)總復(fù)習(xí) 第二部分 加試30分特訓(xùn) 加試訓(xùn)練11 探究性、驗證性實驗設(shè)計方法(A)

加試特訓(xùn)11探究性、驗證性實驗設(shè)計方法(A)1現(xiàn)欲用手術(shù)切除法研究甲狀腺的功能，請根據(jù)以下提供的實驗材料，以小鼠的體長和耗氧量作為測量指標(biāo)，提出實驗思路，預(yù)測實驗結(jié)果，并進(jìn)行分析與討論。實驗材料：若干只小幼鼠。(要求與說明：具體手術(shù)過程不作要求，實驗條件適宜)請回答：(1)實驗思路：_。(2)預(yù)測實驗結(jié)果(設(shè)計一個坐標(biāo)系，用曲線表示預(yù)測的實驗結(jié)果)。(3)分析與討論用耗氧量作為檢測指標(biāo)的依據(jù)是_。切除甲狀腺后，小鼠體長變化的原因是_。2(2015紹興高三教學(xué)質(zhì)量檢測)藥物A具有降低軸突末梢釋放乙酰膽堿的作用，藥物B具有降低與受體相結(jié)合的乙酰膽堿分解的作用。為驗證藥物A和藥物B的生理功能，請你根據(jù)以下提供的實驗材料補(bǔ)全實驗思路、預(yù)測實驗結(jié)果，并完成分析與討論。實驗材料：符合實驗要求的坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本(如圖1)、藥物A、藥物B、生理鹽水、電位測量儀、電刺激儀。(1)實驗思路取兩個裝有等量生理鹽水的培養(yǎng)皿，分別放入坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本，將電位測量儀的兩個電極分別置于_(填“甲”或“乙”)膜內(nèi)外兩側(cè)。用相同且合適強(qiáng)度的電刺激分別刺激兩個坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本的相應(yīng)位置，并記錄電位變化，均為圖2所示。分別向兩培養(yǎng)皿加入等量且適量的藥物A和藥物B。用_的電刺激分別刺激兩個坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本的相應(yīng)位置，并記錄電位變化。(2)預(yù)期結(jié)果(在圖2中用曲線形式補(bǔ)充第2次刺激后的膜電位變化)。(3)分析與討論a實驗思路中的目的是_。b本實驗通過測量_獲得實驗結(jié)論，除此之外(在現(xiàn)有實驗材料和用具的基礎(chǔ)上)還可通過觀察_得出相應(yīng)結(jié)論。3相關(guān)研究表明，鉛離子會導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)SOD酶活性下降，從而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。為驗證鉛離子對動物胸腺細(xì)胞凋亡的誘導(dǎo)作用，請根據(jù)以下提供的實驗材料，寫出實驗思路，并預(yù)測實驗結(jié)果。實驗材料：2個細(xì)胞培養(yǎng)瓶、細(xì)胞培養(yǎng)液、小鼠胸腺細(xì)胞懸液、生理鹽水、250 mg/L醋酸鉛溶液、血細(xì)胞計數(shù)板、顯微鏡等。(說明：具體結(jié)果的檢測方法不作要求)請回答問題：(1)實驗思路_。(2)預(yù)測實驗結(jié)果(設(shè)計一個坐標(biāo)系，并繪制預(yù)測的SOD酶活性和細(xì)胞凋亡率隨培養(yǎng)時間變化的示意曲線)。(3)為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，在不增加裝置的基礎(chǔ)上，可進(jìn)行_，然后求平均值。4我國江南地區(qū)天氣較潮濕，若糧食作物貯藏不當(dāng)，會因感染黃曲霉而發(fā)霉變質(zhì)，黃曲霉能分泌黃曲霉素。人們發(fā)現(xiàn)，長期食用霉變的玉米等食物的動物肝癌發(fā)生率會大大提高。某同學(xué)欲研究黃曲霉素與動物肝癌發(fā)生率的關(guān)系，請根據(jù)以下提供的實驗材料與用具，寫出實驗?zāi)康?，完善實驗思路，并預(yù)測實驗結(jié)果和結(jié)論。(1)實驗材料用具：雌雄兔子各40只，普通飼料，三種不同濃度的黃曲霉素溶液A、B、C(濃度分別為高、中、低)，其他所需條件均滿足。(2)實驗?zāi)康模篲。(3)實驗思路：將雌雄各40只兔子隨機(jī)均分為甲、乙、丙、丁四組，分別飼養(yǎng)。_。在相同的飼養(yǎng)條件下飼養(yǎng)較長時間。_。(4)請設(shè)計一張表格，并把預(yù)測的實驗結(jié)果與相應(yīng)的結(jié)論填入表中。52,4D是水稻田間的良好除草劑，為探究2,4D對水稻田間鴨跖草防治的合適濃度，現(xiàn)進(jìn)行了如下實驗。請完善實驗并回答有關(guān)問題。(1)實驗原理：低濃度2,4D促進(jìn)植物生長，高濃度2,4D抑制植物生長；_；植株高度是植物生長情況的重要指標(biāo)。(2)實驗材料：水稻試驗田(長有鴨跖草)，56%的2,4D可溶性粉劑(已將2,4D粉劑配制成下列5個濃度：0.01、0.02、0.04、0.08、0.12 mg/mL)，蒸餾水等。(要求與說明：水稻為單子葉植物，鴨跖草為雙子葉植物；2,4D作為除草劑的藥害主要是使水稻平均株高下降)(3)實驗思路：將水稻試驗田_。_，各田塊的其他栽培條件相同且適宜。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： 2,4D濃度(mg/mL)_0.010.020.040.080.12鴨跖草植株高度(cm)3636.537384144水稻植株高度(cm)161616.516.61717.8(5)結(jié)果分析(僅繪制2,4D對鴨跖草株高影響的曲線)：(6)問題討論：根據(jù)實驗結(jié)果可知原方案中存在不足之處，請?zhí)岢龈倪M(jìn)建議。_。6為了探究苦馬豆素(SW)對肝癌細(xì)胞體外生長的作用，研究員做了以下實驗：材料與用具：小鼠肝癌組織、SW、rpmi1640培養(yǎng)液(用于培養(yǎng)癌細(xì)胞)、生理鹽水、活細(xì)胞檢測儀、培養(yǎng)皿等(說明：對動物細(xì)胞的培養(yǎng)過程和檢測方法不做具體要求)。(1)完善實驗步驟：配制細(xì)胞懸液：用胰蛋白酶將小鼠肝癌組織消化成單個細(xì)胞，加入_配制成單細(xì)胞懸液，隨機(jī)均分為七組，并測定各組初始細(xì)胞數(shù)；實驗分組：_；培養(yǎng)：以上各組置于37 、5%的二氧化碳培養(yǎng)箱中分別培養(yǎng)；檢測與處理：分別在24 h、48 h、72 h時取樣檢測各組存活的細(xì)胞數(shù)，求細(xì)胞存活率(細(xì)胞存活率實驗組/對照組l00%)。(2)請你設(shè)計一張表格，用以記錄和處理實驗數(shù)據(jù)。(3)上圖表示本實驗的實驗結(jié)果，據(jù)圖能得出的結(jié)論是_。7已知動物激素間存在協(xié)同作用。協(xié)同作用是指不同激素對同一生理效應(yīng)都發(fā)揮作用，從而達(dá)到增強(qiáng)效應(yīng)(疊加)的效果。為驗證生長激素和甲狀腺激素在促進(jìn)動物生長發(fā)育中起協(xié)同作用，設(shè)計了以下實驗。請完善實驗并回答問題。實驗材料：生長一致的幼年小鼠若干，體重計，生理鹽水，甲狀腺激素溶液，生長激素溶液，注射器等。(1)實驗思路：_，并編號。各組小鼠每只每天分別_。每隔一段時間對小鼠進(jìn)行_，記錄并統(tǒng)計結(jié)果。(2)實驗結(jié)果：其中甲、乙、丙組統(tǒng)計結(jié)果如圖。(3)實驗分析：實驗中起對照作用的組別是_。(4)請用柱形圖表示實驗中所有組小鼠的體重增長速率相對值。答案解析1(1)實驗開始時，測定每只小鼠的耗氧量和體長，并記錄。將若干只小鼠等分為2組，A組：手術(shù)切除甲狀腺；B組：手術(shù)但不切除甲狀腺(假手術(shù))。實驗中每隔一段時間，分別測定每組每只小鼠的耗氧量和體長，并記錄。對測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。(2)如圖所示(3)甲狀腺分泌的甲狀腺激素促進(jìn)新陳代謝，而新陳代謝過程需消耗氧甲狀腺激素能促進(jìn)生長發(fā)育，切除甲狀腺后，甲狀腺激素缺乏，小鼠生長發(fā)育停滯解析實驗設(shè)計的一般步驟為：分組編號；施加自變量，控制無關(guān)變量；在相同且適宜的環(huán)境下培養(yǎng)一段時間；觀察因變量，記錄實驗數(shù)據(jù)；統(tǒng)計分析實驗數(shù)據(jù)，得出實驗結(jié)論。題目中要研究的是甲狀腺的功能，故自變量應(yīng)該為甲狀腺的有無，因變量為小鼠的耗氧量和體長。(1)設(shè)計實驗步驟時需要注意以下原則：單一變量原則、無關(guān)變量保持一致原則等。(2)根據(jù)所得數(shù)據(jù)繪制坐標(biāo)圖，需注意描點的準(zhǔn)確。(3)甲狀腺分泌甲狀腺激素，甲狀腺激素可促進(jìn)新陳代謝，而新陳促進(jìn)生長發(fā)育，因此切除甲狀腺后小鼠的生長發(fā)育變緩。新陳代謝需消耗氧氣，切除甲狀腺后，小鼠的新陳代謝減弱，耗氧量改變，所以可用耗氧量作為檢測指標(biāo)。2(1)甲與第一次刺激相同強(qiáng)度(2)如下圖所示(3)a.作為對照b突觸后膜電位變化腓腸肌的收縮情況解析由題意可知，藥物A作用于突觸前膜，藥物B作用于突觸后膜。(1)圖1的突觸結(jié)構(gòu)中 ，甲為突觸后膜，乙為突觸前膜，若將電極置于乙處，無法獲得突觸后膜電位變化，即無法驗證藥物A、B的生理功能，因此，應(yīng)將兩個電極分別置于甲膜內(nèi)外兩側(cè)。以第一次刺激(不添加任何藥物時)產(chǎn)生的膜電位為對照，故加入藥物后，應(yīng)采用與第一次刺激相同強(qiáng)度的電刺激分別刺激與第一次刺激相同的兩個坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本的相應(yīng)位置。(2)藥物A的作用是降低軸突末梢釋放乙酰膽堿，導(dǎo)致突觸前膜釋放的乙酰膽堿數(shù)量減少，不足以在突觸后膜形成動作電位(無法達(dá)到閾值)，只會形成一個小電位；藥物B的作用是降低乙酰膽堿的分解，造成乙酰膽堿持續(xù)與突觸后膜相應(yīng)受體結(jié)合，動作電位持續(xù)時間延長，具體圖示見答案。(3)實驗思路中的目的是形成用藥前后的自身對照。本實驗將電極置于兩個坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本的突觸后膜上檢測膜電位的變化，因此，以突觸后膜膜電位變化獲得實驗結(jié)論，除此之外也可直接觀察腓腸肌收縮情況以得出相應(yīng)結(jié)論。3(1)向2個細(xì)胞培養(yǎng)瓶中分別加入等量的細(xì)胞培養(yǎng)液及小鼠胸腺細(xì)胞懸液，分別編號為甲、乙。向甲瓶中加入適量的生理鹽水，乙瓶中加入等量的250 mg/L醋酸鉛溶液，然后置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)。實驗開始時和實驗中每隔一定時間，分別檢測、記錄甲、乙兩瓶的SOD酶活性和活細(xì)胞數(shù)量，并計算出兩瓶的細(xì)胞凋亡率。(2)如圖所示(3)平行重復(fù)實驗解析(1)實驗思路見答案。設(shè)計實驗時注意遵循重復(fù)原則、對照原則、無關(guān)變量一致原則。(2)該實驗為驗證性實驗，根據(jù)題目，鉛離子會使酶活性降低，細(xì)胞凋亡率增加。對照組生理鹽水處理的酶活性比鉛離子處理的酶活性高，細(xì)胞凋亡率低。(3)為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，在不增加裝置的基礎(chǔ)上，可進(jìn)行平行重復(fù)實驗，然后求平均值。4(2)探究黃曲霉素與動物肝癌發(fā)生率的關(guān)系(3)甲組兔子用適量的普通飼料喂養(yǎng)，乙、丙、丁組的兔子分別用等量的添加適量濃度為A、B、C的黃曲霉素溶液的普通飼料喂養(yǎng)檢查四組兔子的健康狀況，統(tǒng)計各組肝癌的發(fā)生率(4)黃曲霉素與動物肝癌發(fā)生率關(guān)系的實驗結(jié)果記錄表實驗結(jié)果實驗結(jié)論乙、丙、丁三組兔子的肝癌發(fā)病率相近但明顯高于甲組黃曲霉素能誘發(fā)動物肝癌，但與黃曲霉素的濃度大小無關(guān)乙、丙、丁三組兔子的肝癌發(fā)病率明顯高于甲組，且乙組肝癌發(fā)病率最高，丙組次之，丁組最低黃曲霉素能誘發(fā)動物肝癌，且與黃曲霉素的濃度呈正相關(guān)，濃度越高，患肝癌的概率越大甲、乙、丙、丁四組兔子的肝癌發(fā)病率沒有顯著的差別黃曲霉素對動物肝癌發(fā)生率沒有影響解析(2)根據(jù)題干“某同學(xué)欲研究黃曲霉素與動物肝癌發(fā)生率的關(guān)系”，可知實驗?zāi)康臑椋禾骄奎S曲霉素與動物肝癌發(fā)生率的關(guān)系。(3)將雌雄各40只兔子隨機(jī)均分為甲、乙、丙、丁四組，分別飼養(yǎng)。甲組兔子用適量的普通飼料喂養(yǎng)，乙、丙、丁組的兔子分別用等量的添加適量濃度為A、B、C的黃曲霉素溶液的普通飼料喂養(yǎng)。在相同的飼養(yǎng)條件下飼養(yǎng)較長時間。檢查四組兔子的健康狀況，統(tǒng)計各組肝癌的發(fā)生率。(4)“探究黃曲霉素與動物肝癌發(fā)生率的關(guān)系”的實驗結(jié)果及相應(yīng)結(jié)論進(jìn)行記錄，具體見答案。5(1)鴨跖草對2,4D濃度變化的敏感度比水稻高(或鴨跖草和水稻對2,4D濃度變化的反應(yīng)不同)(3)均分為6塊，分別編號A、B、C、D、E、FA試驗田中噴灑一定量的蒸餾水，B、C、D、E、F試驗田中分別噴灑等量的濃度為0.01、0.02、0.04、0.08、0.12 mg/mL的2,4D溶液(4)0 (5)如圖所示(6)提高2,4D溶液濃度再進(jìn)行試驗解析結(jié)合本實驗的目的和對題干信息的分析，將本實驗完善如下：(1)本實驗的實驗原理除了低濃度2,4D促進(jìn)植物生長，高濃度2,4D抑制植物生長，植株高度是植物生長情況的重要指標(biāo)外，還利用不同植物對2,4D的敏感性不同，即鴨跖草對2,4D濃度變化的敏感度比水稻高(或鴨跖草和水稻對2,4D濃度變化的反應(yīng)不同)。(3)實驗思路即本實驗的實驗步驟是：將實驗對象分組，即把水稻試驗田均分為6塊，分別編號A、B、C、D、E、F。對各實驗組的實驗對象進(jìn)行單一變量處理，其中一組不加2,4D溶液(用等量的蒸餾水代替，作為空白對照組)，即應(yīng)將以上各組處理如下：A試驗田中噴灑一定量的蒸餾水，B、C、D、E、F試驗田中分別噴灑等量的濃度為0.01、0.02、0.04、0.08、0.12 mg/mL的2,4D溶液，各實驗田的其他栽培條件相同且適宜。一段時間后，抽樣統(tǒng)計各試驗田中鴨跖草和水稻的平均株高。(4)實驗結(jié)果：不加2,4D溶液(用等量的蒸餾水代替，作為空白對照組)的A組試驗田2,4D溶液濃度為0。(5)根據(jù)(4)中實驗結(jié)果的表格數(shù)據(jù)繪制2,4D對鴨跖草株高影響的曲線圖(見答案)。(6)問題討論：根據(jù)實驗結(jié)果可知原方案中的2,4D溶液的濃度均促進(jìn)生長，要探究2,4D對水稻田間鴨跖草防治(抑制生長)的合適濃度，應(yīng)提高2,4D溶液濃度再進(jìn)行試驗。6(1)rpmi1640培養(yǎng)液在16組中依次加入等量且適量不同濃度的SW溶液，濃度分別為0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0 g/mL，第7組加入等量的生理鹽水作為對照(2)探究苦馬豆素(SW)對肝癌細(xì)胞體外生長的作用記錄和處理實驗數(shù)據(jù)表組別(SW濃度/gmL1)初始細(xì)胞數(shù)培養(yǎng)后存活細(xì)胞數(shù)細(xì)胞存活率%24 h48 h72 h24 h48 h72 h2(1.0)3(2.0)4(4.0)5(8.0)6(16.0)7(0)(3)不同濃度的SW溶液都能抑制肝癌細(xì)胞的增殖，培養(yǎng)時間越長、SW溶液濃度越大，抑制作用越強(qiáng)解析(1)培養(yǎng)癌細(xì)胞要加入細(xì)胞培養(yǎng)液，根據(jù)實驗所給的材料和用具，故加入rpmi1640培養(yǎng)液配制成單細(xì)胞懸液，隨機(jī)均分為七組，并測定各組初始細(xì)胞數(shù)；根據(jù)曲線圖的橫坐標(biāo)，該實驗需配制SW溶液濃度分別為0.5、1.0、2.0、4.0、8.0、16.0 g/mL，另外第7組加入等量的生理鹽水作為對照。(2)設(shè)計實驗記錄表格，要體現(xiàn)自變量(SW溶液濃度、培養(yǎng)時間)和因變量(細(xì)胞存活率培養(yǎng)后存活細(xì)胞數(shù)初始細(xì)胞數(shù)100%)，表格見答案。(3)根據(jù)本實驗結(jié)果的坐標(biāo)曲線圖，看出不同濃度的SW溶液都能抑制癌細(xì)胞的增殖，培養(yǎng)時間越長，SW溶液濃度越大，抑制作用越強(qiáng)。7(1)取生長一致的幼年小鼠均分為4組注射等量適量的生理鹽水、甲狀腺激素溶液、生長激素溶液、甲狀腺和生長激素混合液稱重(3)甲、乙、丙(4)如圖所示解析(1)實驗材料屬于本實驗的無關(guān)變量，各組要遵循等量原則，再有本實驗是驗證生長激素和甲狀腺激素在促進(jìn)動物生長發(fā)育中起協(xié)同作用，除了曲線圖中三組之外，還應(yīng)該有一組：生長激素和甲狀腺激素共同處理組，故取生長一致的幼年小鼠均分為4組，并編號。根據(jù)曲線圖和實驗?zāi)康姆纸M，各組小鼠每只每天分別注射等量且適量的生理鹽水、甲狀腺激素溶液、生長激素溶液、甲狀腺和生長激素混合液?？辞€的縱坐標(biāo)，本實驗的觀測指標(biāo)是各組小鼠的體重，故每隔一段時間對小鼠進(jìn)行稱重，記錄下體重，并計算各組平均值，記錄并統(tǒng)計。(3)實驗分析：該實驗是驗證生長激素和甲狀腺激素在促進(jìn)動物生長發(fā)育中起協(xié)同作用，只有注射甲狀腺激素和生長激素混合液的一組為實驗組，實驗中起對照作用的組別是甲、乙、丙。驗證性實驗結(jié)果是唯一的，即證明生長激素和甲狀腺激素在促進(jìn)動物生長發(fā)育中起協(xié)同作用，那么，注射甲狀腺激素和生長激素混合液的一組增重最多。根據(jù)曲線圖，繪制柱形圖(見答案)。