資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
高考生物二輪復習專題學案
16　實驗分析、設計與評價
1.厘清實驗設計的基本思路
2.明確實驗設計步驟的“三步曲”
(1)基本步驟
(2)“使用恰當的語言”表述應注意的問題
①實驗材料的選擇:植物——“大小相似、長勢相同的同種植株”;動物——“體重(體長)、年齡、健康狀況相同”,有時需“性別”相同;有時可以敘述為“生長狀況基本相同的個體”。
②試劑的選擇:在量上難以做到準確的量化描述時,應盡可能用“定性”的語言表達,要注意“等濃度”“等體積”“適量的”“一定量的”等詞的運用。
③實驗時間和條件的表述:實驗時間和條件上用“一段時間”“適宜的溫度、pH”“相同且適宜的條件”等語言。
3.明確實驗思路(步驟)的書寫模式
(1)實驗思路與實驗步驟書寫技巧的比較
(2)書寫實驗思路和實驗步驟的注意點
①要求寫出實驗思路和實驗步驟的試題,都要注意“無關變量”的描述,尤其是寫出實驗步驟類試題。因為無關變量是決定實驗成敗的關鍵因素,寫實驗步驟時,必須要對無關變量的操作作出說明。
②在一個實驗中,人為設置的變量,除了自變量,都是無關變量,若有無關變量的具體內容(如某種酶發揮作用的最適溫度為37 ℃),則需明確寫出;若沒有無關變量的具體數值(如保溫時間),則可用“適宜且相等”“理想條件下”等文字表述。
4.“五看法”評價實驗設計的方案
1.[2023·北京卷] 研究者檢測了長期注射嗎啡的小鼠和注射生理鹽水的小鼠傷口愈合情況,結果如圖。由圖可以得出的結論是 (　)
A.嗎啡減緩傷口愈合
B.阿片受體促進傷口愈合
C.生理條件下體內也有嗎啡產生
D.阿片受體與嗎啡成癮有關
2.[2023·湖北卷] 為探究環境污染物A對斑馬魚生理的影響,研究者用不同濃度的污染物A溶液處理斑馬魚,實驗結果如下表。據結果分析,下列敘述正確的是 (　)
指標 A物質濃度/(μg·L-1)
0 10 50 100
① 肝臟糖原含量/ (mg·g-1) 25.0± 0.6 12.1± 0.7 12.0± 0.7 11.1± 0.2
② 肝臟丙酮酸含量/ (nmol·g-1) 23.6± 0.7 17.5± 0.2 15.7± 0.2 8.8± 0.4
③ 血液中胰高 血糖素含量/ (mIU·mg·prot-1) 43.6± 1.7 87.2± 1.8 109.1± 3.0 120.0± 2.1
A.由②可知機體無氧呼吸減慢,有氧呼吸加快
B.由①可知機體內葡萄糖轉化為糖原的速率加快
C.①②表明肝臟沒有足夠的丙酮酸來轉化成葡萄糖
D.③表明機體生成的葡萄糖增多,血糖濃度持續升高
3.[2023·天津卷] 某種蜂將幼蟲生產在某種寄主動物的身體里,研究人員發現幼蟲羽化成功率與寄主腸道菌群有關,得到如下表結論。
菌種 1 2 3 4 5 6
醋酸桿菌A + - + + + +
芽孢桿菌B + - - + - -
菌C + - - - + -
菌D + - - - - +
注:“+”代表存在這種菌,“-”代表不存在這種菌
(1)根據第　　　　　　列,在有菌A的情況下,菌　　　會進一步促進提高幼蜂羽化率。
(2)研究人員對幼蜂寄生可能造成的影響進行研究。
(ⅰ)研究發現幼蜂會分泌一種物質,類似于人體內胰島素的作用,則其作用可以是促進　　　　　物質轉化為脂質。
(ⅱ)研究還發現,幼蜂的存在會導致寄主體內脂肪酶活性降低,這是通過　　　　　　　　　的方式使寄主積累脂質。
(ⅲ)研究還需要知道幼蜂是否對寄主體內脂質合成量有影響,結合以上實驗結果,請設計實驗探究: 　 。
考查實驗變量的分析
1.[2023·湖北荊宜聯考] 物質M能被酶N催化分解,Pb2+能與酶N牢固結合而使酶失活。某研究小組做了如下兩組物質M的分解實驗:
實驗一:在最適pH和溫度條件下探究一定范圍內酶N的濃度對酶促反應速率的影響;
實驗二:各組均加入等量微量Pb2+,其他條件與實驗一相同,測定酶促反應速率。
下列有關說法錯誤的是 (　)
A.實驗一和實驗二中的物質M都應保持過量的狀態
B.Pb2+是通過與物質M競爭相同結合位點使酶失活
C.若略微升高實驗一的反應溫度,酶促反應速率會接近實驗二反應速率
D.實驗一和實驗二的自變量和因變量都相同
考查“實驗評價”類
2.突觸小體細胞外Ca2+通過Ca2+通道進入胞內,從而影響神經遞質的釋放。某實驗小組為證明該觀點,提出的實驗方案是保證胞外Ca2+量足夠的前提下,在實驗體系中施加Ca2+通道阻斷劑,然后刺激突觸前神經元,檢測神經遞質的釋放量。請評價該實驗方案的不合理之處: 　 。
3.[2023·天津和平區二模] 暴飲暴食、過量飲酒和高鹽飲食都不利于健康,研究發現,長期高糖飲食導致的血糖濃度持續偏高,可能誘發糖尿病,患者的尿量會　　　　(填“增加”“減少”或“不變”)。有關研究還發現,乙醇會抑制抗利尿激素的釋放,據此推測人體過量飲酒后尿量會　　　　(填“增加”“減少”或“不變”),為驗證乙醇是通過抑制抗利尿激素的釋放來影響尿量,研究小組將若干生理狀況相似、性別相同的實驗大鼠隨機均分成兩組,甲組大鼠灌胃適量乙醇溶液,乙組大鼠灌胃等量蒸餾水,半小時后檢測并比較兩組大鼠的尿量差異,請評價該實驗方案是否合理并說明理由:　 。
綜合考查實驗設計
4.[2023·山東煙臺模擬] 腎素也被稱為血管緊張素原酶,是腎小球旁器細胞釋放的一種蛋白水解酶,其分泌量受腎小動脈壓及原尿中的鈉量等因素影響。腎素作用于血漿內的血管緊張素原,經過一系列反應生成血管緊張素,促進血壓上升。下圖是機體通過腎素—血管緊張素—醛固酮系統對血壓和血量的調節示意圖。回答下列問題:
(1)腎素不屬于動物激素的理由是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)由圖推測,高血壓的形成機制:腎素分泌增加促進了血管緊張素的生成,血管緊張素一方面通過　　　　　,使血容量增加;另一方面通過　　　　　　　　　　,使血壓升高。
(3)研究表明,依普利酮是一種降壓效果顯著的藥物。現欲通過實驗證實依普利酮是醛固酮受體拮抗藥,能與醛固酮受體競爭性結合。請寫出實驗設計思路及預期結果。　 。
實驗材料:(生理狀況相同的)健康大鼠20只、(生理狀況相同的)高血壓模型鼠40只、(生理鹽水配制的)依普利酮溶液、其他必備材料及檢測裝置。
5.[2023·廣東汕頭二模] 人和哺乳動物體內的脂肪組織分為白色脂肪組織(WAT)和褐色脂肪組織(BAT),二者能相互轉化。WAT主要將多余的糖等能源物質轉化為脂肪儲存起來,BAT能通過促進脂肪的分解和氧化等來滿足機體額外的熱量需求。科研人員分析了不同溫度下大鼠WAT和BAT的相對含量變化,結果如下圖。回答以下問題:
(1)當受到寒冷刺激時,機體通過體溫調節減少散熱。皮膚減少散熱的方式是　　　　　　　　　　　　。此外,寒冷刺激相關神經興奮,促進　　　　　　　　等激素的釋放,使脂肪組織的代謝活動增強,增加產熱。
(2)根據題干信息和實驗結果分析,大鼠脂肪組織能在寒冷環境中增加產熱,原因可能是 　 。
(3)研究發現,位于線粒體內膜上的UCP-1蛋白能抑制ATP的合成,提升脂肪等能源物質中的化學能轉化為熱能的比例,藥物A在抑制UCP-1蛋白的合成上具有專一性。為探究葉綠醇是否通過影響UCP-1蛋白的合成提高小鼠的抗寒性,設計以下實驗。
分組 處理方式 培養條件 機體產熱量
甲 正常大鼠+生理鹽水 ②　　 　　　 　　　 　　　 ++
乙 正常大鼠+葉綠醇溶液 ++++
丙 ①　　　　　　　 +
注:“+”的數目代表產熱量的多少,“+”越多,產熱量越多
請完善表格中的實驗方案:
③實驗結論:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)基于上述研究,科研人員認為葉綠醇或許能應用于肥胖的治療,理由是　　　 　　　。
高考生物二輪復習專題學案
16　實驗分析、設計與評價（參考答案）
【高考曾經這樣考】
1.A　[解析] 本實驗的自變量為受傷后時間、小鼠類型以及注射物質種類;因變量為創傷面積相對大小。通過野生型鼠注射生理鹽水組和注射嗎啡組對比,發現注射嗎啡組創傷愈合較慢,故得出嗎啡能減緩傷口愈合的結論,A符合題意;通過野生型鼠注射生理鹽水組和阿片受體缺失鼠注射生理鹽水組對比,阿片受體缺失鼠創傷愈合更快一些,因此阿片受體不能促進傷口愈合,B不符合題意;生理條件下體內沒有嗎啡產生,C不符合題意;通過野生型鼠注射嗎啡和阿片受體缺失鼠注射嗎啡組對比,阿片受體缺失鼠注射嗎啡組創傷愈合較快,但不能由題意得出阿片受體與嗎啡成癮有關的結論,D不符合題意。
2.D　[解析] 本實驗的目的是探究環境污染物A對斑馬魚生理的影響,自變量是A物質濃度大小,因變量是肝臟糖原含量、肝臟丙酮酸含量和血液中胰高血糖素含量。有氧呼吸第一階段和無氧呼吸的第一階段都產生丙酮酸,故無法判斷有氧呼吸和無氧呼吸快慢,A錯誤;由①可知,隨著A物質濃度增大,肝臟糖原含量逐漸減小,葡萄糖轉化為糖原的速率減慢,B錯誤;①中肝糖原含量減小,②中丙酮酸減少,細胞呼吸減弱,應為肝糖原分解成葡萄糖減少,葡萄糖分解為丙酮酸減少,C錯誤;③中血液中胰高血糖素含量增多,通過增加肝糖原分解等使血糖濃度持續升高,D正確。
3.(1)1、3、4、5、6　B
(2)糖類　減少脂肪的分解　將生長狀況相同的寄主動物隨機分為兩組,一組讓幼蜂寄生,一組不做處理,并分別檢測脂質含量;一段時間后,檢測、比較兩組寄主動物處理前后脂質含量的變化
[解析] (1)結合題意可知,菌A是醋酸桿菌,表中第1、 3、 4、 5和6列中均有A存在,與第3列對比,結合羽化率數據可知,在有菌A的情況下,菌B會進一步促進提高幼蜂羽化率。(2)(ⅰ)研究發現幼蜂會分泌一種物質,類似于人體內胰島素的作用,由于胰島素具有降血糖作用,則其作用可以是促進糖類物質轉化為脂質。(ⅱ)研究還發現,幼蜂的存在會導致寄主體內脂肪酶活性降低,這是通過減少脂肪的分解的方式使寄主積累脂質。(ⅲ)研究幼蜂是否對寄主體內脂質合成量有影響,自變量應為是否有幼蜂寄生,因變量為寄主體內脂質含量變化,可將生長狀況相同的寄主動物隨機分為兩組,一組讓幼蜂寄生,一組不做處理,并分別檢測脂質含量;一段時間后,檢測、比較兩組寄主動物處理前后脂質含量的變化。
【重點熱點題組練】
1.B　[解析] 分析題意,實驗一和實驗二都是探究一定范圍內酶N的濃度對酶促反應速率的影響,為保證酶促反應正常進行,兩組實驗中的物質M都應保持過量的狀態,A正確;分析題意可知,Pb2+能與酶N牢固結合而使酶失活,無法推知Pb2+與N的結合位點是否與M和N的結合位點相同,也可能是通過與其他位點結合導致酶空間結構變化而失活,B錯誤;分析題意,實驗一是在最適溫度下進行的,若略微升高實驗一的反應溫度,酶活性降低,則酶促反應速率會接近實驗二反應速率,C正確;分析題意,實驗一和實驗二的自變量都是酶N的濃度(實驗二各組都有等量微量Pb2+,也屬于無關變量),因變量是酶促反應速率,D正確。
2.缺乏不施加Ca2+通道阻斷劑的對照組(或應在施加Ca2+通道阻斷劑前檢測神經遞質的釋放量)
3.增加　增加　不合理,半小時后檢測并比較兩組大鼠的尿量差異的同時,還要檢測并比較兩組大鼠抗利尿激素的含量
[解析] 暴飲暴食、過量飲酒和高鹽飲食都不利于健康,研究發現,長期高糖飲食導致的血糖濃度持續偏高,可能誘發糖尿病,患者的尿量會增加,因為原尿中含有高濃度的葡萄糖,導致腎小管和集合管等對水分的重吸收減弱,尿量增加。有關研究還發現,乙醇會抑制抗利尿激素的釋放,據此推測人體過量飲酒后尿量會增加,因為抗利尿激素可以促進腎小管和集合管對水的重吸收,而乙醇會抑制抗利尿激素的釋放,從而使尿量增多,為驗證乙醇是通過抑制抗利尿激素的釋放來影響尿量,研究小組將若干生理狀況相似、性別相同的實驗大鼠隨機均分成兩組,甲組大鼠灌胃適量乙醇溶液,乙組大鼠灌胃等量蒸餾水,半小時后檢測并比較兩組大鼠的尿量差異,該實驗方案不合理,因為半小時后檢測并比較兩組大鼠的尿量差異的同時,還要檢測并比較兩組大鼠抗利尿激素的含量,這樣可以使實驗結果更具有說服力。
4.(1)腎素是蛋白水解酶,具有催化作用
(2)促進醛固酮的分泌使血鈉(細胞外液滲透壓)升高,從而促進抗利尿激素分泌增多,腎小管和集合管對水分的重吸收增加　促進小動脈血管收縮
(3)實驗思路:將高血壓模型鼠40只均分成甲組和乙組,健康大鼠20只作為丙組,測定各組鼠的醛固酮含量和血壓值;給甲組鼠注射一定濃度的依普利酮溶液,乙組和丙組鼠注射等量生理鹽水;連續處理一段時間后,測定每組鼠的醛固酮水平和血壓值,并進行數據統計。
實驗結果:三組大鼠的醛固酮水平基本不變,甲、乙組大鼠的醛固酮水平(基本)相同且高于丙組;甲組血壓降低,乙、丙組的血壓(基本)不變,甲、丙兩組血壓(基本)相同且低于乙組
[解析] (1)激素是指體內的某一細胞、 腺體或者器官所產生的可以影響機體內其他細胞活動的信息傳遞物質,而題目中腎素是蛋白水解酶,具有催化作用,不具有信息傳遞功能。(2)腎素的作用機理是腎素作用于血管緊張素原,經過一系列反應生成血管緊張素,一方面使小動脈血管收縮,一方面促進醛固酮的分泌使血鈉(細胞外液滲透壓)升高,從而促進抗利尿激素分泌增多,腎小管和集合管對水分的重吸收增加,使血容量增加,導致血壓上升。(3)本實驗的目的是驗證依普利酮降壓效果的作用原理,即依普利酮是醛固酮受體拮抗藥,能與醛固酮受體競爭性結合,自變量為是否注射依普利酮, 因變量為大鼠的醛固酮含量和血壓值。因此首先要將高血壓大鼠分組,作為對照實驗。實驗思路:將高血壓模型鼠40只均分成甲組和乙組,健康大鼠20只作為丙組,測定各組鼠的醛固酮含量和血壓值;給甲組鼠注射一定濃度的依普利酮溶液,乙組和丙組鼠注射等量生理鹽水;連續處理一段時間后,測定每組鼠的醛固酮水平和血壓值,并進行數據統計。因為本實驗是驗證性實驗,驗證依普利酮是醛固酮受體拮抗藥,能與醛固酮受體競爭性結合,因此預期結果:三組大鼠的醛固酮水平基本不變,甲、乙組大鼠的醛固酮水平(基本)相同且高于丙組;甲組血壓降低,乙、丙組的血壓(基本)不變,甲、丙兩組血壓(基本)相同且低于乙組。
5.(1)毛細血管收縮,汗腺分泌減少　腎上腺素、甲狀腺激素
(2)寒冷環境中,小鼠的WAT轉化為BAT,促進脂肪的氧化分解
(3)正常大鼠+葉綠醇溶液+藥物A　低溫(寒冷或4℃),其他條件相同且適宜　葉綠醇通過促進UCP-1蛋白的合成來提高小鼠的抗寒性
(4)在同等能量需求下,服用葉綠醇能促進UCP-1蛋白的合成,使脂肪在氧化供能時效率降低,脂肪消耗得更多
[解析] (1)在寒冷環境下,增加產熱的途徑:骨骼肌戰栗;立毛肌收縮;甲狀腺激素和腎上腺素分泌增加,使脂肪組織的代謝活動增強,增加產熱。減少散熱的途徑:毛細血管收縮,汗腺分泌減少等。(2)WAT主要將多余的糖等能源物質轉化為脂肪儲存起來,BAT能通過促進脂肪的分解和氧化等來滿足機體額外的熱量需求,寒冷環境中,小鼠的WAT轉化為BAT,促進脂肪的氧化分解,因此,小鼠脂肪組織能在寒冷環境中增加產熱。(3)甲組是對照組,乙組、丙組為實驗組,已知藥物A在抑制UCP-1蛋白的合成上具有專一性,乙組的處理方式為正常大鼠+葉綠醇溶液,丙組的處理方式為正常大鼠+葉綠醇溶液+藥物A。本實驗的目的是探究葉綠醇是否通過影響UCP-1蛋白的合成提高小鼠的抗寒性,因此處理條件為低溫(寒冷或4℃),其他條件相同且適宜。與甲組相比,乙組添加了葉綠醇溶液,機體的產熱量增加,說明葉綠醇溶液能促進UCP-1蛋白的合成,提升脂肪等能源物質中的化學能轉化為熱能的比例。(4)UCP-1蛋白能抑制ATP的合成,提升脂肪等能源物質中的化學能轉化為熱能的比例,在同等能量需求下,服用葉綠醇能促進UCP-1蛋白的合成,使脂肪在氧化供能時效率降低,脂肪消耗得更多,因此有人認為葉綠醇或許能應用于肥胖的治療。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑