【生物】2021届一轮复习浙科版第30讲　实验设计与分析学案

【生物】2021届一轮复习浙科版第30讲　实验设计与分析学案

‎1．能独立完成“生物知识内容表”所列的生物实验(活动)，包括理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，并能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。‎ ‎2．具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验，提出或完善实验思路，能对实验现象和结果进行处理、分析和解释。‎ ‎3．具有对一些生物学问题进行初步探究的能力，能提出问题、作出假设和预期、确认变量、设计实验方案、处理和解释数据、作出合理的判断，能对一些简单的实验方案作出恰当的评价和修订。‎ 第30讲　实验设计与分析 ‎　对实验目的的考查 ‎1．实验目的书写 实验目的的总体格式为“验证＋自变量＋研究对象＋因变量＋确切关系”或“探究＋自变量＋研究对象＋因变量＋产生的影响(作用)”等。‎ ‎2．变量法寻找实验目的 ‎(1)根据题目信息，直接写出实验目的。‎ 此类题目中往往含有“验证×××”或“探究×××”的字眼，此即为该实验的目的。‎ ‎(2)根据实验装置或实验现象，推断实验目的。‎ 此类试题首先应确定实验的自变量和因变量，再寻找自变量和因变量之间的关系，此即实验的目的。‎ ‎[题组冲关]‎ ‎1．现有与某种植物种子萌发有关的4组实验处理，如表。‎ 实验组 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 处理 种皮完整，25 ℃蒸馏水浸泡24 h 机械破损种皮，25 ℃蒸馏水浸泡24 h 种皮完整，25 ℃质量分数为0.05%的赤霉素水溶液浸泡24 h 机械破损种皮，25 ℃质量分数为0.05%的赤霉素水溶液浸泡24 h 尝试通过表格信息书写不同组别对照实验的实验目的：‎ ‎(1)仅做Ⅰ组与Ⅱ组实验，其实验目的是__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)仅做Ⅰ组与Ⅲ组实验，其实验目的是_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)仅做Ⅱ组与Ⅳ组实验，其实验目的是__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)仅做Ⅱ组与Ⅲ组实验，能否获取确切的实验目的？为什么？________________________________________________________________________。‎ 解析：解答本题的关键在于通过对照实验，确定自变量(实验中必须保持单一性)，在此基础上分析说明因变量的变化缘由。由表格及题干可知本题是探究自变量对种子萌发的影响，即实验中的因变量为种子的萌发情况。通过Ⅰ组与Ⅱ组对照可知，自变量为种皮的完整性，故实验目的可描述为：探究机械破损种皮对该种子萌发的影响；通过Ⅰ组与Ⅲ组对照可知，自变量为种皮完整条件下有无赤霉素，故实验目的可描述为：探究种皮完整条件下，赤霉素对该种子萌发的影响；通过Ⅱ组与Ⅳ组对照可知，自变量为机械破损条件下有无赤霉素，故实验目的可描述为：探究机械破损条件下，赤霉素对该种子萌发的影响；通过Ⅱ组与Ⅲ组分析发现自变量不具有单一性，故无法形成对照。‎ 答案：(1)探究机械破损种皮对该种子萌发的影响 ‎(2)探究种皮完整条件下，赤霉素对该种子萌发的影响　(3)探究机械破损条件下，赤霉素对该种子萌发的影响 ‎(4)不能，Ⅱ组与Ⅲ组对照，自变量不单一 ‎2．某生物兴趣小组做了一系列的实验后，得到的结果如图所示。‎ 请回答：实验目的是_____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：据图分析，组1和组2、组4和组5的自变量是赤霉素的有无，组2和组3、组5和组6的自变量是赤霉素合成抑制剂的有无，组1和组4、组2和组5、组3和组6的自变量都是光照时间。该实验的自变量是光照时间、赤霉素和赤霉素合成抑制剂的有无，而因变量是茎的伸长情况，所以实验目的是探究光照时间、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长的影响。‎ 答案：探究光照时间、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎伸长的影响 ‎3．为了探究胰岛素对提高细胞克隆形成率的作用，研究者提出了以下实验思路：‎ ‎①取卡氏瓶若干个，分组如下：‎ 甲组：动物细胞培养液＋小鼠血管平滑肌细胞＋生理盐水。‎ 乙组：动物细胞培养液＋小鼠血管平滑肌细胞＋一定浓度的胰岛素溶液(用生理盐水配制而成)。‎ 每组设置若干个重复样品。‎ ‎②测定培养液中的葡萄糖浓度和细胞数目，求每组平均值并进行统计分析。‎ ‎③将各样品在适宜条件下培养合适时间后，测定培养液中的葡萄糖浓度和细胞数目，求每组平均值并进行统计分析。(说明：实验所用小鼠血管平滑肌细胞是经传代培养能增殖的细胞。)‎ 请回答：实验目的是_____________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：本实验是探究胰岛素对提高细胞克隆形成率的作用，通过测定培养液中葡萄糖浓度和细胞数目来反映胰岛素的作用。观察指标1“葡萄糖浓度”对应于胰岛素的作用1“细胞摄取葡萄糖”；观察指标2“细胞数目”对应于胰岛素的作用2“细胞增殖”，故实验目的为探究胰岛素在细胞克隆过程中对细胞摄取葡萄糖和促进细胞增殖的作用。‎ 答案：探究胰岛素在细胞克隆过程中对细胞摄取葡萄糖和促进细胞增殖的作用 ‎　对实验原理的考查 ‎1．实验原理一般由三段组成。自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程描述。‎ ‎2．自变量的作用(反应)原理，即“为什么这么做”。要密切关注实验目的及题干信息，注意充分利用题干的提示或联系教材基础知识进行准确描述。‎ ‎3．因变量的检测原理(或操作原理、现象原理)，即“为什么出现这样的现象”。可参考题中相关实验步骤。‎ ‎[题组冲关]‎ ‎1．为了验证某大豆品种的矮化特性与赤霉素的含量有关，请用所给的实验材料，完成下列实验步骤并回答问题：‎ 实验材料：具有2片真叶且长势相同的该品种大豆幼苗若干，完全培养液，蒸馏水，适宜浓度的赤霉素溶液，喷壶等。‎ ‎(1)实验步骤：‎ ‎①将上述大豆幼苗平均分成A、B两组，A组为对照组，B组为实验组，分别置于等量的完全培养液中培养。‎ ‎②用喷壶分别将________和____________________________________________‎ 喷洒在A、B两组幼苗上。‎ ‎③将两组幼苗置于相同且适宜的温度和光照等条件下培养，一段时间后，测定两组植株的高度。‎ ‎(2)该实验原理是：_______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：此题是一个验证性实验，结论是已知的，要求给出实验原理。因此可以根据赤霉素对植株的作用特点，通过仔细阅读题中的实验步骤写出实验原理。由于赤霉素有促进细胞伸长的作用，根据题目步骤③中“一段时间后，测定两组植株的高度”，可以写出实验原理：赤霉素处理植株→植株的高度增加→验证该大豆品种矮化特性与赤霉素的含量有关。‎ 答案：(1)②蒸馏水　适宜浓度的赤霉素溶液 ‎(2)赤霉素有促进细胞伸长使植株增高的作用。用赤霉素处理植株后，可以显著增加植株的高度，据此可以验证该大豆品种矮化特性与赤霉素的含量有关 ‎2．为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠的活动状况为观察指标设计实验。某同学的实验方案如下：①将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。②A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。‎ 该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。‎ 请回答：‎ 该实验的原理：________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：胰岛素具有降低血糖的作用。体内胰岛素含量过高引起血糖下降，机体出现活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解 ‎3．有丝分裂实验被广泛用于环境监测和染色体变化的监测。研究表明：温度、秋水仙素和高尔基体等都会影响细胞正常的有丝分裂。某同学为验证低温能诱导蚕豆(2n＝12)根尖细胞染色体数目加倍，开展了相关研究。据此回答下列问题：‎ ‎(1)材料与用具：蚕豆、冰箱、显微镜、盖玻片、载玻片等显微操作器材，另外还需要的化学试剂有____________等。‎ ‎(2)实验原理：低温处理根尖细胞，能够抑制________以致着丝粒分裂后染色体不能移向细胞两极，使染色体数目加倍。据研究显示，在分裂末期破坏高尔基体的结构会影响细胞分裂，也会使细胞内染色体数目加倍，两者染色体数目加倍原理的区别是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)若要观察植物细胞有丝分裂中染色体的变化需进行解离、漂洗、染色、制片四个步骤，其中所需的化学试剂有解离使用的盐酸以及染色所用的龙胆紫溶液(或醋酸洋红溶液)。(2)实验目的：验证低温能诱导蚕豆(2n＝12)根尖细胞染色体数目加倍。题干信息中提示低温处理导致了着丝粒分裂后染色体不能移向两极，使染色体数目加倍。根据从课本所学知识，从题干信息及实验目的中寻找两者之间的联系。染色体的移动是由纺锤丝来牵引的，所以低温处理是通过抑制纺锤体的形成最终实现染色体数目加倍的。同样题干信息中提示分裂末期破坏高尔基体的结构也会使细胞内染色体数目加倍。高尔基体与植物细胞质分裂有关，所以高尔基体通过抑制细胞质分裂使得染色体数目加倍。‎ 答案：(1)盐酸和龙胆紫溶液(或醋酸洋红溶液)(缺一不可)‎ ‎(2)纺锤体的形成　前者是抑制细胞核分裂，后者是抑制细胞质分裂 ‎　对实验步骤、结果和结论的考查 ‎1．实验思路的设计 ‎(1)实验步骤与实验思路的区别：实验步骤的操作性强，而实验思路的概括性强。‎ ‎(2)实验设计的思路 ‎①首先确定实验目的，判断是验证性实验还是探究性实验。‎ ‎②运用所学知识，找准实验原理，并要做到对原理理解透彻。‎ ‎③根据实验原理，对照实验目的，通过初步分析，确认变量。‎ ‎④结合实验所给的条件，选取适当的方法(简便性原则)，开始草拟具体步骤、方案，设计具体步骤后，要顺藤摸瓜，通过对实验结果(现象)的判断，分析综合得出实验结论。‎ ‎⑤实验设计中反应变量的确定和控制 设计实验时，应该根据实验目的和实验原理来确定对实验结果有影响的反应变量。同时，对其他无关变量或非研究变量应进行控制。对变量的控制所要遵循的原则是对照原则。‎ ‎⑥回归检验 看看自己设计的实验是否遵循科学性原则，紧扣实验原理来进行分析；是否有遗漏的地方；是否还有其他可能性存在，即检验实验的严密性、科学性。实验设计的检验过程最终应该对照实验原理，回归实验目的。‎ ‎2．实验步骤的分析纠错 步骤及操作错误分析主要有以下情况：‎ ‎(1)漏做或顺序颠倒某个实验步骤；‎ ‎(2)操作方法错误；‎ ‎(3)有没有设置对照，如果有，看对照设计是否合理；‎ ‎(4)实验是否遵循了单一变量原则；‎ ‎(5)实验是否具有偶然性；‎ ‎(6)有无更为简单的实验方案；‎ ‎(7)实验能否顺利完成；‎ ‎(8)实验的安全性如何。‎ ‎3．实验步骤的完整书写 ‎4．实验结果的记录与分析 ‎(1)柱形图的绘制方法 ‎(2)表格的设计方法 ‎(3)曲线图的绘制方法 ‎[题组冲关]‎ ‎ 考法1　实验思路的设计 ‎1．(2017·浙江4月选考)欲研究药物乙对海拉细胞增殖的抑制作用，‎ 请根据以下提供的材料与用具，以海拉细胞的细胞数变化为测定指标，完善实验分组设计和实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。‎ 材料与用具：海拉细胞悬液，药物甲溶液(对细胞增殖有影响)，药物乙溶液，培养液、培养瓶，血细胞计数板，显微镜等。‎ ‎(要求与说明：细胞计数的具体操作过程不做要求，不考虑加入溶液对体积的影响，实验条件适宜)‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)实验分组设计：‎ A 组：海拉细胞悬液＋培养液 B 组：海拉细胞悬液＋培养液＋药物甲溶液 C 组：海拉细胞悬液＋培养液＋药物甲溶液，培养一段时间后，加入______________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)完善实验思路：‎ ‎①‎ ‎⋮‎ ‎(3)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果，并标出加入药物的时间点)：‎ ‎(4)分析与讨论：‎ 药物甲的作用是________。‎ 答案：(1)适宜浓度的药物乙溶液 ‎ ‎(2)①将培养瓶平均分为3组，编号A、B、C。分别向三组培养瓶中加入等量的海拉细胞悬浮液和等量的培养液，在相同且适宜的条件下培养，分别用血细胞计数板测定各组的海拉细胞数 ‎②在相同且适宜的条件下培养一段时间后，向B组和C组加入药物甲，A组不做处理，继续培养一段时间，每隔一段时间测量各组细胞数 ‎③在相同且适宜的条件下继续培养一段时间后，向C组加入药物乙，继续培养一段时间，每隔一段时间测量各组细胞数 ‎④统计并分析数据 ‎(3)如图所示 ‎(4)促进细胞分裂 ‎2．(完善类)中药中所含的小檗碱降血糖效果明显，但人们对小檗碱的降糖机制尚有不同见解。为探究不同浓度小檗碱对降低血糖的作用和对胰岛素分泌量的影响，研究者提出了实验思路。请完善实验思路：‎ ‎(1)取高血糖症小鼠若干只，随机分为A、B、C、D 4组。‎ ‎(2)________________________________________________________________________。‎ ‎(3)给A、B、C组小组分别饲喂125 mg/(kg·d)、100 mg/(kg·d)、75 mg/(kg·d)的小檗碱和等量不含小檗碱的饲料；给D组小鼠饲喂_______________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)________________________，得出结论。‎ 解析：根据实验目的“探究不同浓度小檗碱对降低血糖的作用和对胰岛素分泌量的影响”可知，自变量为小檗碱浓度，因变量为①对降低血糖的作用和②对胰岛素分泌量的影响。两个因变量分别转换成两个观察指标：①血糖浓度和②胰岛素分泌量。实验思路中缺少前测和后测(测量4组小鼠的血糖浓度和胰岛素分泌量)，缺少空白对照(饲喂等量不含小檗碱的饲料)，后测之后缺少“统计分析所得的数据”。‎ 答案：(2)测量4组小鼠的血糖浓度和胰岛素分泌量 ‎(3)等量不含小檗碱的饲料 ‎(4)测量4组小鼠的血糖浓度和胰岛素分泌量 ‎(5)统计分析所得的数据 ‎3．(纠错类)某同学由温度能影响酶的活性联想到温度能否影响甲状腺激素的活性。为了探究这一问题，他做了一个实验。在实验步骤(1)(2)(3)中各有一处错误或不妥之处，请改正。‎ 实验步骤：‎ ‎(1)取三只相同的洁净玻璃缸，编上号，分别装上等量的蒸馏水、河水、自来水。‎ ‎(2)取发育状况不同的15只蝌蚪，分成三等份，分别放入1、2、3号三只玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。‎ ‎(3)每天同时向1、2、3号玻璃缸中分别投入普通饲料、甲状腺激素制剂拌匀的饲料、用60 ℃温水处理1小时的甲状腺激素制剂拌匀的饲料。‎ ‎(4)过几天比较蝌蚪的发育状况。‎ 解析：(1)取三只相同的洁净玻璃缸，编上号，分别装上等量的河水。(2)取发育状况相同的15只蝌蚪，分成三等份，分别放入1、2、3号玻璃缸中，三只玻璃缸放在相同的适宜外界条件下培养。(3)每天同时向1、2、3号玻璃缸中分别投入等量的普通饲料、甲状腺激素制剂拌匀的饲料、用60 ℃温水处理1小时的甲状腺激素制剂拌匀的饲料。‎ 答案：(1)“蒸馏水、河水，自来水”改为“河水”。‎ ‎(2)“不同”改为“相同”。‎ ‎(3)“投入”后加“等量”。‎ ‎4．(书写完整类)为研究某生物制剂(W)具有促进细菌B增殖的作用，请根据以下提供的实验材料，以细胞数变化为检测指标，提出实验思路，并预测实验结果。‎ 实验材料：培养瓶若干个、液体培养基、W、细菌B、血细胞计数板、显微镜等。‎ ‎(要求与说明：不考虑加入W后的体积变化等因素；细胞计数的具体操作过程不作要求；培养过程中不更换培养液；培养液成分变化不利于细菌B生长不作要求；实验条件适宜)‎ 请回答：‎ 实验思路：‎ 解析：本实验的自变量是有无生物制剂W，所以实验中应分两组。实验中每组培养液的量要相等，实验组加一定量的生物制剂W。实验的因变量是细菌的数量，细菌的数量需要使用显微镜和血细胞计数板进行统计。因实验涉及数据分析，所以需要遵循实验的重复性原则，每组的实验数据需要至少测定三次然后取平均值。‎ 答案：①取细菌B，经稀释后得到菌液，在显微镜下用血细胞计数板进行计数，并记录。‎ ‎②取菌液分别接种于以下两组培养瓶中，每组若干瓶。‎ 甲组：液体培养基 乙组：液体培养基＋W ‎③将上述两组样品培养一段时间后，分别取上述两组中的培养瓶内的菌液，在显微镜下用血细胞计数板分别进行计数，并记录。‎ ‎④每隔一段时间重复③。‎ ‎⑤对实验数据进行分析与处理。‎ ‎ 考法2　实验结果的记录、分析、表达与预期 类型1　以柱形图预期实验结果 ‎5．我国肝损伤病的发生率较高，据研究，不同浓度的胰岛素对减缓肝细胞损伤有保护作用，且胰岛素浓度越高保护作用越强；LPS是一种导致肝损伤的常见物质(用生理盐水配制)。现欲以大鼠为材料验证上述结论，回答下列问题：‎ ‎(1)材料制备：‎ ‎①肝细胞悬液的制备：取某健康幼年大鼠的肝脏，适宜条件下取出剪碎再用________________酶消化，经多次洗涤离心处理得到分散的肝细胞，加入适宜的细胞培养液置于卡氏瓶和CO2培养箱中进行________________培养，将培养得到的肝细胞悬液随机分为5组，编号为A～E，每组均需再________________，置于相同且适宜的培养瓶中培养备用。‎ ‎②胰岛素溶液：用生理盐水配制低、中、高三种浓度的胰岛素溶液，‎ 分别加入C、D、E组的肝细胞悬液中。‎ ‎(2)实验方案及结果预期：‎ ‎①A组作为空白对照组，则往B、C、D、E组还需加入等量的________。‎ ‎②若本实验的结果用细胞存活率作为检测指标，各组的存活细胞数先用________测出OD值，然后计算各组的细胞存活率(细胞存活率＝该组OD值/A组OD值×100%，不考虑细胞死亡对OD值的影响)。‎ ‎③用柱形图表示各组的实验结果。‎ ‎(3)实验分析：从细胞水平分析推测胰岛素对减缓肝细胞损伤的机理可能有________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________(至少写出二点)‎ 答案：(1)①胰蛋白　原代　设多个重复样液 ‎(2)①LPS　②比色计(或比浊计、分光光度计)‎ ‎③如图 ‎(3)促进细胞分裂；延缓细胞凋亡 类型2　选考考试常见表格应用类题型例析 ‎6．(在表格中对实验分组进行补充设计)在癌细胞培养中，荧光类似物2N2脱氧葡萄糖(2NBDG)与普通葡萄糖的吸收存在竞争性。细胞中荧光信号强，表示细胞吸收的2NBDG多。现有甲、乙两种不同的乳腺癌细胞，且甲的代谢强度大于乙。欲验证这两种癌细胞的代谢强度及两种葡萄糖的吸收存在竞争性，请完善实验思路。‎ 完善实验思路：取若干培养皿，均分为4组。各组加入的试剂和接种的细胞如下表：‎ 组别 A B C D 细胞培养液 普通葡萄糖溶液 生理盐水 ‎2NBDG溶液 甲种乳腺癌细胞 乙种乳腺癌细胞 说明：用“＋”表示加入，用“－”表示不加。‎ 答案：‎ 组别 A B C D 培养液 ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ 普通葡萄糖溶液 ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎－‎ 生理盐水 ‎－‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎2NBDG溶液 ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ 甲种乳腺癌细胞 ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ 乙种乳腺癌细胞 ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎7.(以表格形式呈现完整的实验分组)环磷酰胺(CP)是常用的化疗药物，研究表明CP对遗传物质具有损伤效应，可导致染色体结构变异产生微核。现欲以微核率(含微核的细胞数占观察细胞总数的比例)为检测指标，探究轮叶党参醇提取物水溶部分(WACL)的浓度和给药顺序对CP所致突变的拮抗作用，请根据以下提供的实验材料，提出实验思路。‎ 材料与用具：大鼠外周血淋巴细胞悬液，动物细胞培养液，浓度为0. 25 mg/mL、1 mg/mL、4 mg/mL的WACL溶液，20 μg/mL的CP溶液，生理盐水，培养瓶若干个，显微镜，血细胞计数板等。‎ 实验思路(其中实验分组用表格形式表示)：‎ 答案：给药顺序和WACL浓度对CP所致 突变拮抗作用的实验分组表 给药方法 WACL浓度 ‎0‎ ‎0.25 mg/mL ‎1 mg/mL ‎4 mg/mL 先加CP，‎ 后加WACL ‎—‎ 第1组 第2组 第3组 先加WACL，‎ 后加CP ‎—‎ 第4组 第5组 第6组 同时加 WACL和CP ‎—‎ 第7组 第8组 第9组 只加生 理盐水 第10组 ‎—‎ ‎—‎ ‎—‎ 只加CP 第11组 ‎—‎ ‎—‎ ‎—‎ ‎8.(设计表格，并将预测的实验结果与相应的结论填入表中)欲研究长期使用生长激素对胰岛β细胞功能的影响，请根据以下材料和用具，提出实验思路，并预测实验结果。‎ 材料和用具：生理状况相似的健康雄性大鼠10只，普通饲料、生长激素制剂(用量0.63 IU/kg)、血糖仪、注射器等。(要求与说明：实验不分组；血糖、血清胰岛素浓度测定方法不作要求；用胰岛β细胞分泌功能指数Q来评价胰岛β细胞的功能，Q＝；实验持续时间14天；实验条件适宜。)‎ 预测实验结果(设计一个表格，将预测的实验结果与相应的结论填入表中)。‎ 答案：长期使用生长激素对胰岛β细胞功能 影响的实验结果和结论表 实验结果 实验结论 实验后Q比实验前显著降低 生长激素对胰岛β细胞的功能有抑制作用 实验后Q与实验前比没有显著差异 生长激素对胰岛β细胞的功能几乎没有影响 实验后Q比实验前显著升高 生长激素对胰岛β细胞的功能有促进作用 实验设计的表格中至少包含三要素：①表格名称；②实验分组情况；③检测指标。如果有统计指标，表格中既要有检测指标，又要有统计指标(如求平均值或××率)。如果有自身前后对照，需要书写前测和后测。　 ‎ 类型3　高中生物双纵坐标图的解读策略 ‎9．某同学为研究甲状腺的功能，提出以下实验思路：‎ ‎①将若干只未成年小鼠分为2组：‎ 甲组：不切除甲状腺(假手术)。‎ 乙组：切除甲状腺。‎ ‎②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠的耗氧量和体长，并记录。‎ ‎③对测得的数据进行统计分析。(要求与说明：假手术指手术但不切除甲状腺；耗氧量用单位时间的氧气消耗量表示；实验持续时间合适；实验条件均适宜。)‎ 请预测实验结果(在图中坐标系中用耗氧量和体长变化的示意曲线表示)。‎ ‎【解题过程分析】‎ ‎(1)自变量、检测指标和因变量：‎ ‎①自变量：________。‎ ‎②检测指标：a.________；b.________。‎ ‎③因变量：a.________；b.________。‎ ‎(2)对照类型：_____________________________________________。‎ ‎(3)分析横、纵坐标：‎ ‎①横坐标为________。‎ ‎②左纵坐标为________；右纵坐标为________。‎ ‎(4)拆分成两个单自变量单因变量实验：‎ ‎①甲状腺对新陈代谢的影响：预测实验结果(在图1中用耗氧量变化的示意曲线表示)。‎ ‎②甲状腺对生长发育的影响：预测实验结果(在图2中用体长变化的示意曲线表示)。‎ ‎(5)根据实验原理，分别预测耗氧量和体长随时间的变化趋势，单独绘制两幅曲线图。实验处理前，甲、乙两组小鼠的耗氧量、体长________。随后乙组小鼠因缺乏甲状腺激素，会出现耗氧量________(新陈代谢速率降低)、体长________(生长发育基本停止)的实验现象，甲组小鼠因甲状腺激素分泌正常，会出现耗氧量________(新陈代谢速率没有变化)、体长________(生长发育正常进行)的实验现象。‎ ‎(6)综合两个单自变量单因变量实验，绘制双纵坐标图。‎ 答案：(1)①甲状腺的有无　②耗氧量　体长　③新陈代谢　生长发育 ‎(2)空白对照、自身前后对照 ‎(3)①天数　②耗氧量　体长 ‎(4)①‎ ‎②‎ ‎(5)基本相同　减少　基本不变　基本不变　增长 ‎(6)‎ ‎10．胰岛素抵抗是指细胞膜上的激素受体对胰岛素的敏感性下降，这是造成Ⅱ型糖尿病的最主要原因。脂联素是人体脂肪细胞分泌的一种激素，能增加组织细胞对葡萄糖的摄取，从而显著改善胰岛素抵抗。有研究表明姜黄素能促进脂联素的合成和分泌，从而有效减轻Ⅱ型糖尿病患者的症状，请设计实验验证上述结论。根据提供的实验材料补全实验思路，预期实验结果并分析。‎ 实验材料及器具：21日龄的Ⅱ型糖尿病小鼠若干，姜黄素，安慰剂，普通饲料，血糖测定仪，脂联素测定仪。‎ ‎(要求与说明：姜黄素采用每日定时灌胃的方式补充，具体的剂量和时间不作要求；血糖和脂联素含量的测定每天空腹时进行，其他测定方法不作要求)‎ ‎(1)实验思路 ‎①取21日龄的Ⅱ型糖尿病小鼠随机分为2组，编号为A、B；‎ ‎②________________________________________________________________________；‎ ‎③________________________________________________________________________；‎ ‎④________________________________________________________________________；‎ ‎⑤对所得数据进行统计与处理。‎ ‎(2)用一个坐标曲线图将预期实验结果表示出来。‎ ‎(3)分析与讨论：‎ Ⅱ型糖尿病患者的血液胰岛素水平较正常人________，主要原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 脂联素与胰岛素对血糖的调节有________作用。‎ 答案：(1)②空腹时取两组小鼠的血液，分别用血糖测定仪、脂联素测定仪测定每组鼠的血糖和脂联素的含量，记录并计算每组的平均值 ‎③给A组小鼠每天定时灌胃适量的姜黄素和普通饲料，给B组小鼠每天定时灌胃适量的安慰剂和普通饲料 ‎④在适宜的条件下饲养一段时间后，每天重复操作②‎ ‎(2)‎ ‎(3)高　Ⅱ型糖尿病患者由于靶细胞上的胰岛素受体对胰岛素不敏感，靶细胞对血糖的降血糖效应较弱，导致血糖升高，高血糖会刺激胰岛β细胞合成并分泌更多的胰岛素　协同(或共同降血糖)‎ ‎ ‎(1)双纵坐标图的两个纵轴的名称、单位和刻度往往不同，分析其生物学含义。‎ ‎(2)确定图形与双纵坐标的对应关系：根据标注文字和备注信息，确定多组实验结果与双纵坐标的对应关系。‎ ‎(3)双纵坐标图中的等高柱形图的值不一定相等，低的柱形图的值也不一定小。　 ‎ ‎1． (2020·浙江1月选考)欲研究大鼠皮肤移植后的皮肤存活率，某同学提出了下面的实验思路。请以皮肤存活率为指标，预测实验结果并进行分析。‎ ‎(要求与说明：A、B系大鼠即为A、B品系大鼠。实验条件适宜。皮肤存活率是指移植存活的皮肤片数占总移植皮肤片数的百分比。排斥反应指移植物作为“非己”成分被免疫系统识别、破坏和清除的免疫反应)‎ 实验思路：‎ ‎(1)实验分组与处理：‎ 组1：取A系大鼠的皮肤片移植到自身的另一部位。‎ 组2：取A系大鼠的皮肤片移植到B系大鼠。‎ 组3：取与组2相同处理并出现排斥反应后的B系大鼠的T淋巴细胞，注射到未处理的B系大鼠并将A系大鼠的皮肤片移植到该大鼠。‎ ‎(2)将上述各组若干只处理后的大鼠进行饲养，每隔一定时间观测皮肤片的存活状况并记录，计算皮肤存活率。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果，其中横坐标为皮肤移植后时间)：‎ ‎(2)分析与讨论：‎ ‎①上述实验思路中，移植皮肤的受体大鼠是________。‎ ‎②为了进一步验证大鼠对移植皮肤起排斥反应的主要是T淋巴细胞。在实验思路的分组与处理中，若设置组4，其处理是给予大鼠免疫抑制剂，再移植皮肤片。用免疫抑制剂处理的理由是_____________________________________________________________。还可设置组5，其处理是______________________________________，理由是____________________________________________________________________________。‎ ‎ ③效应细胞毒性T细胞的生物学功能有_______________________________。‎ 答案：(1)‎ ‎(2)①A、B系大鼠 ‎②抑制T淋巴细胞的增殖及功能，延长移植皮肤的存活时间　切除大鼠的胸腺，再移植皮肤　切除胸腺后，T淋巴细胞数量减少，延长移植皮肤的存活时间 ‎③对抗被病原体感染的细胞和癌细胞，对抗移植器官的异体细胞 ‎2．细胞分裂素溶液对离体绿色子叶的鲜重增加和保绿作用，可通过测定鲜重和叶绿素含量随时间的变化来衡量。为了验证5 μg·mL－1的细胞分裂素溶液具有该作用，请根据以下提供的实验材料和用具完善实验思路。‎ 实验材料和用具：符合要求的离体黄瓜绿色子叶若干、5 μg·mL－1的细胞分裂素溶液、蒸馏水、培养皿等所需材料和用具。‎ ‎(要求与说明：实验持续72 h，每24 h测定一次，具体操作过程和测定方法不作要求。)‎ 实验思路：‎ ‎(1)选大小、状态一致的黄瓜绿色子叶140片，先取其中20片子叶依次测定________，并记录。剩余120片均分为A、B两组，每组设三个培养皿，各放入20片子叶。‎ ‎(2)A组各培养皿加入适量5 μg·mL－1的细胞分裂素溶液，B组各培养皿加入________。‎ ‎(3)盖上培养皿盖，置于黑暗及其他适宜条件下培养。‎ ‎(4)________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)对所得实验数据进行分析与处理。‎ 解析：根据实验目的“细胞分裂素溶液对离体绿色子叶的鲜重增加和保绿作用”可知，‎ 自变量为有无细胞分裂素，两个因变量为①鲜重增加和②保绿作用。根据题干信息可知，两个观察指标分别为①鲜重和②叶绿素含量。根据实验的逻辑顺序可知，必须先测定鲜重，后测定叶绿素含量。黄瓜绿色子叶140片，每组20片子叶，可以分成7组。取其中1组测定鲜重和叶绿素含量，作为空白对照组。另外6组都进行黑暗处理，其中A组(3组)加入细胞分裂素溶液，B组(另外3组)加入等量蒸馏水。根据要求与说明“实验持续72 h，每24 h测定一次”，每24 h从A、B组各取一个培养皿中的20片子叶，依次测定鲜重和叶绿素含量，并记录。‎ 答案：(1)鲜重和叶绿素含量(次序不能调换)‎ ‎(2)等量蒸馏水 ‎(4)每24 h从A、B组各取一个培养皿中的20片子叶，依次测定鲜重和叶绿素含量，并记录 ‎3．某同学为研究腺垂体的功能，提出以下实验思路：‎ ‎①将若干健康的、生理状况相同的小鼠随机均分为2组。A组：每只小鼠注射适量且等量的促甲状腺激素；B组：每只小鼠注射适量且等量的促甲状腺激素抑制剂。‎ ‎②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠血液中甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素的浓度，并记录。‎ ‎③对所测得的数据进行统计分析。‎ ‎(要求与说明：促甲状腺激素抑制剂能与促甲状腺激素结合使促甲状腺激素失去活性；实验持续时间合适；实验条件均适宜。)‎ 请回答：‎ ‎(1)本实验的目的是_________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)预测实验结果(请在坐标系中绘出甲状腺激素浓度和促甲状腺激素释放激素浓度的变化曲线)：‎ ‎(3)分析与讨论：‎ ‎①用甲状腺激素浓度作为检测指标的依据是__________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②注射促甲状腺激素后，小鼠血液中促甲状腺激素释放激素浓度发生变化的原因是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③上述分组时，还可增设C组作为对照组，C组：____________________________‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)据题干和图示可知，本题结果测定的是每只小鼠血液中甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素的浓度，即因变量；两组注射的分别是促甲状腺激素和促甲状腺激素抑制剂，其中促甲状腺激素抑制剂可以使促甲状腺激素失活，故自变量是有无促甲状腺激素；所以实验目的是探究促甲状腺激素对小鼠甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素分泌的影响。(2)画图时注意促甲状腺激素释放激素浓度的变化要滞后于甲状腺激素浓度的变化，注射物失效后，4条曲线都需要向正常水平靠近(可以不到正常水平)。(3)①由于促甲状腺激素具有促进甲状腺合成与分泌甲状腺激素的功能，所以可用甲状腺激素的浓度作为检测指标。②小鼠注射促甲状腺激素后，甲状腺激素分泌增加，甲状腺激素通过负反馈调节作用，抑制下丘脑合成与分泌促甲状腺激素释放激素，导致血液中的促甲状腺激素释放激素浓度下降；当外源性促甲状腺激素失效后，甲状腺激素降到正常浓度，促甲状腺激素释放激素也随后上升到正常浓度。③实验需要设置空白对照，可增设C组，给C组中小鼠注射适量且等量的生理盐水。‎ 答案：(1)探究促甲状腺激素对小鼠甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素分泌的影响　(2)如图所示 ‎(3)①促甲状腺激素具有促进甲状腺合成与分泌甲状腺激素的功能　②小鼠注射促甲状腺激素后，甲状腺激素分泌增加，甲状腺激素通过负反馈调节作用，抑制下丘脑合成与分泌促甲状腺激素释放激素，导致血液中的促甲状腺激素释放激素浓度下降；当外源性促甲状腺激素失效后，甲状腺激素降到正常浓度，促甲状腺激素释放激素随后也上升到正常浓度　③每只小鼠注射适量且等量的生理盐水