高考生物考前特訓總復習 第二部分 加試30分特訓 加試訓練11 探究性、驗證性實驗設計方法(A)
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加試特訓11探究性、驗證性實驗設計方法(A)1現欲用手術切除法研究甲狀腺的功能,請根據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,提出實驗思路,預測實驗結果,并進行分析與討論。實驗材料:若干只小幼鼠。(要求與說明:具體手術過程不作要求,實驗條件適宜)請回答:(1)實驗思路:_。(2)預測實驗結果(設計一個坐標系,用曲線表示預測的實驗結果)。(3)分析與討論用耗氧量作為檢測指標的依據是_。切除甲狀腺后,小鼠體長變化的原因是_。2(2015紹興高三教學質量檢測)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,請你根據以下提供的實驗材料補全實驗思路、預測實驗結果,并完成分析與討論。實驗材料:符合實驗要求的坐骨神經腓腸肌標本(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,分別放入坐骨神經腓腸肌標本,將電位測量儀的兩個電極分別置于_(填“甲”或“乙”)膜內外兩側。用相同且合適強度的電刺激分別刺激兩個坐骨神經腓腸肌標本的相應位置,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腓腸肌標本的相應位置,并記錄電位變化。(2)預期結果(在圖2中用曲線形式補充第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_獲得實驗結論,除此之外(在現有實驗材料和用具的基礎上)還可通過觀察_得出相應結論。3相關研究表明,鉛離子會導致細胞內SOD酶活性下降,從而導致細胞凋亡。為驗證鉛離子對動物胸腺細胞凋亡的誘導作用,請根據以下提供的實驗材料,寫出實驗思路,并預測實驗結果。實驗材料:2個細胞培養(yǎng)瓶、細胞培養(yǎng)液、小鼠胸腺細胞懸液、生理鹽水、250 mg/L醋酸鉛溶液、血細胞計數板、顯微鏡等。(說明:具體結果的檢測方法不作要求)請回答問題:(1)實驗思路_。(2)預測實驗結果(設計一個坐標系,并繪制預測的SOD酶活性和細胞凋亡率隨培養(yǎng)時間變化的示意曲線)。(3)為提高實驗結果的準確性,在不增加裝置的基礎上,可進行_,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,會因感染黃曲霉而發(fā)霉變質,黃曲霉能分泌黃曲霉素。人們發(fā)現,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。某同學欲研究黃曲霉素與動物肝癌發(fā)生率的關系,請根據以下提供的實驗材料與用具,寫出實驗目的,完善實驗思路,并預測實驗結果和結論。(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)實驗目的:_。(3)實驗思路:將雌雄各40只兔子隨機均分為甲、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)請設計一張表格,并把預測的實驗結果與相應的結論填入表中。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,現進行了如下實驗。請完善實驗并回答有關問題。(1)實驗原理:低濃度2,4D促進植物生長,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。(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:根據實驗結果可知原方案中存在不足之處,請?zhí)岢龈倪M建議。_。6為了探究苦馬豆素(SW)對肝癌細胞體外生長的作用,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)癌細胞)、生理鹽水、活細胞檢測儀、培養(yǎng)皿等(說明:對動物細胞的培養(yǎng)過程和檢測方法不做具體要求)。(1)完善實驗步驟:配制細胞懸液:用胰蛋白酶將小鼠肝癌組織消化成單個細胞,加入_配制成單細胞懸液,隨機均分為七組,并測定各組初始細胞數;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胞數,求細胞存活率(細胞存活率實驗組/對照組l00%)。(2)請你設計一張表格,用以記錄和處理實驗數據。(3)上圖表示本實驗的實驗結果,據圖能得出的結論是_。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都發(fā)揮作用,從而達到增強效應(疊加)的效果。為驗證生長激素和甲狀腺激素在促進動物生長發(fā)育中起協(xié)同作用,設計了以下實驗。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行_,記錄并統(tǒng)計結果。(2)實驗結果:其中甲、乙、丙組統(tǒng)計結果如圖。(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:手術切除甲狀腺;B組:手術但不切除甲狀腺(假手術)。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。對測得的數據進行統(tǒng)計分析。(2)如圖所示(3)甲狀腺分泌的甲狀腺激素促進新陳代謝,而新陳代謝過程需消耗氧甲狀腺激素能促進生長發(fā)育,切除甲狀腺后,甲狀腺激素缺乏,小鼠生長發(fā)育停滯解析實驗設計的一般步驟為:分組編號;施加自變量,控制無關變量;在相同且適宜的環(huán)境下培養(yǎng)一段時間;觀察因變量,記錄實驗數據;統(tǒng)計分析實驗數據,得出實驗結論。題目中要研究的是甲狀腺的功能,故自變量應該為甲狀腺的有無,因變量為小鼠的耗氧量和體長。(1)設計實驗步驟時需要注意以下原則:單一變量原則、無關變量保持一致原則等。(2)根據所得數據繪制坐標圖,需注意描點的準確。(3)甲狀腺分泌甲狀腺激素,甲狀腺激素可促進新陳代謝,而新陳促進生長發(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。2(1)甲與第一次刺激相同強度(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的突觸結構中 ,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,應將兩個電極分別置于甲膜內外兩側。以第一次刺激(不添加任何藥物時)產生的膜電位為對照,故加入藥物后,應采用與第一次刺激相同強度的電刺激分別刺激與第一次刺激相同的兩個坐骨神經腓腸肌標本的相應位置。(2)藥物A的作用是降低軸突末梢釋放乙酰膽堿,導致突觸前膜釋放的乙酰膽堿數量減少,不足以在突觸后膜形成動作電位(無法達到閾值),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)與突觸后膜相應受體結合,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腓腸肌標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論,除此之外也可直接觀察腓腸肌收縮情況以得出相應結論。3(1)向2個細胞培養(yǎng)瓶中分別加入等量的細胞培養(yǎng)液及小鼠胸腺細胞懸液,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酶活性和活細胞數量,并計算出兩瓶的細胞凋亡率。(2)如圖所示(3)平行重復實驗解析(1)實驗思路見答案。設計實驗時注意遵循重復原則、對照原則、無關變量一致原則。(2)該實驗為驗證性實驗,根據題目,鉛離子會使酶活性降低,細胞凋亡率增加。對照組生理鹽水處理的酶活性比鉛離子處理的酶活性高,細胞凋亡率低。(3)為提高實驗結果的準確性,在不增加裝置的基礎上,可進行平行重復實驗,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)生率關系的實驗結果記錄表實驗結果實驗結論乙、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,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)根據題干“某同學欲研究黃曲霉素與動物肝癌發(fā)生率的關系”,可知實驗目的為:探究黃曲霉素與動物肝癌發(fā)生率的關系。(3)將雌雄各40只兔子隨機均分為甲、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)生率的關系”的實驗結果及相應結論進行記錄,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溶液濃度再進行試驗解析結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(4)中實驗結果的表格數據繪制2,4D對鴨跖草株高影響的曲線圖(見答案)。(6)問題討論:根據實驗結果可知原方案中的2,4D溶液的濃度均促進生長,要探究2,4D對水稻田間鴨跖草防治(抑制生長)的合適濃度,應提高2,4D溶液濃度再進行試驗。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)對肝癌細胞體外生長的作用記錄和處理實驗數據表組別(SW濃度/gmL1)初始細胞數培養(yǎng)后存活細胞數細胞存活率%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胞的增殖,培養(yǎng)時間越長、SW溶液濃度越大,抑制作用越強解析(1)培養(yǎng)癌細胞要加入細胞培養(yǎng)液,根據實驗所給的材料和用具,故加入rpmi1640培養(yǎng)液配制成單細胞懸液,隨機均分為七組,并測定各組初始細胞數;根據曲線圖的橫坐標,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)設計實驗記錄表格,要體現自變量(SW溶液濃度、培養(yǎng)時間)和因變量(細胞存活率培養(yǎng)后存活細胞數初始細胞數100%),表格見答案。(3)根據本實驗結果的坐標曲線圖,看出不同濃度的SW溶液都能抑制癌細胞的增殖,培養(yǎng)時間越長,SW溶液濃度越大,抑制作用越強。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。根據曲線圖和實驗目的分組,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。看曲線的縱坐標,本實驗的觀測指標是各組小鼠的體重,故每隔一段時間對小鼠進行稱重,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。驗證性實驗結果是唯一的,即證明生長激素和甲狀腺激素在促進動物生長發(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。根據曲線圖,繪制柱形圖(見答案)。- 配套講稿:
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