1、1考点 6 与生命活动调节有关的实验设计1实验题分析的基本思路明确实验目的，确定实验变量结合实验材料，设计实验方法分析结果现象，得出实验结论。2预实验的作用在酶、光合作用、细胞呼吸、激素调节等知识内容的考查中，当涉及最适 pH、最适温度、最 适 光 照 强 度 、 最 适 CO2浓 度 、 最 适 试 剂 浓 度 等 的 探 究 时 ， 都 要 先 进 行 预 实 验 摸 索 自 变 量 的大 致 范 围 ， 然 后 在 此 范 围 内 再 设 置 更 细 更 合 理 的 梯 度 。 否 则 ， 可 能 会 造 成 设 置 的 梯 度 并 不 在“最 适 ”范 围 内 ， 或 即 使 在 “最
2、 适 ”范 围 内 ， 也 可 能 会 因 梯 度 过 大 ， 而 造 成 实 验 结 果 不 精 确。3动物实验中的注意事项(1)动物分组的基本要求：选择性别、年龄、体重、生理状况相似的动物平均分组，每组要有数量相等的多只动物。(2)实验设计中注意实验动物的选择和处理，如观察胰岛素、胰高血糖素功能的实验动物一般是先饥饿处理。经实验变量处理后的观察指标是动物的生活状况。(3)注射时，对照组可注射等量的“生理盐水”或用来溶解激素的溶液，切不可注射“蒸馏水” 。题型一 与动物生命活动调节有关的实验设计21(2018全国，31)为探究不同因素对尿量的影响，某同学用麻醉后的实验兔进行不同的实验，实验内
3、容如下：a记录实验兔的尿量(单位：滴/分钟)。b耳缘静脉注射垂体提取液 0.5 mL，记录尿量。c待尿量恢复后，耳缘静脉注射 20%葡萄糖溶液 15 mL，记录尿量，取尿液做尿糖定性实验。回答下列问题：(1)该同学发现，与 a 相比，b 处理后实验兔尿量减少，其主要原因是_。(2)c 处理后，肾小管腔内液体的渗透压会升高，实验兔的尿量会_。取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色，说明尿液中含有_。(3)若某实验兔出现腹泻、尿量减少现象，导致尿量减少的主要原因是血浆渗透压升高，刺激了存在于_的渗透压感受器，从而引起尿量减少。答案 (1)垂体提取液中含有抗利尿激素，促进了肾小管和集合管重吸收水
4、 (2)增加 葡萄糖 (3)下丘脑解析 (1)b 组中注射的是垂体提取液，垂体提取液中含有抗利尿激素，抗利尿激素能促进肾小管和集合管对水的重吸收，从而导致 b 处理后实验兔尿量减少。(2)静脉注射 20%葡萄糖溶液 15 mL，会使血浆的葡萄糖浓度高于正常血糖水平，过多的葡萄糖会随尿液排出体外，导致肾小管腔内液体的渗透压升高， 同时会带走大量的水分，使得尿量增加。斐林试剂可与还原糖反应产生砖红色沉淀，取尿液加入斐林试剂做尿糖定性实验出现砖红色，说明尿液中含有葡萄糖。(3)实验兔出现腹泻会导致大量的水和无机盐丢失，使得血浆渗透压升高，刺激下丘脑的渗透压感受器，使抗利尿激素合成和分泌增加，促进肾小
5、管和集合管对水的重吸收，引起尿量减少。2(2018全国，29)为研究垂体对机体生长发育的作用，某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中，用幼龄大鼠为材料，以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题：(1)请完善下面的实验步骤将若干只大鼠随机分为 A、B 两组后进行处理，A 组(对照组)的处理是_，B 组的处理是_。将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。_。对所得数据进行统计处理与分析。(2)实验结果与分析3B 组大鼠生长发育的状况不如 A 组，出现这种差异的原因是由于 B 组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的_激素和_激素。答案 (1)手术但不切除垂体 切除垂体 每隔一定时间，测定并记录两组
6、大鼠的体重 (2)生长 促甲状腺解析 (1)依题意可知：本实验的自变量是垂体的有无，因变量是通过检测幼龄大鼠的体重变化来反映其生长发育的状况，其他对实验结果有影响的因变量应控制相同且适宜。据此结合题意所示的实验方法(切除法)、不完善的实验步骤和实验设计应遵循的原则可知，A组(对照组)手术但不切除垂体，B 组(实验组)切除垂体；的内容为“每隔一定时间，测定并记录两组大鼠的体重” 。(2)垂体分泌的促甲状腺激素可促进甲状腺的正常生长发育，调节甲状腺激素的合成和分泌。垂体分泌的生长激素和甲状腺分泌的甲状腺激素都有促进生长发育的作用，但前者主要促进生长，后者主要促进发育，二者共同协调，机体才能正常的生
7、长发育。可见，若 B 组大鼠生长发育的状况不如 A 组，则是由于 B 组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的生长激素和促甲状腺激素。3(2018豫南六市高三联考)利用诱导体系能够高效地诱导胚胎干细胞向胰岛 B 细胞的分化。据此回答下列有关该研究工作的问题：(1)将胚胎干细胞进行动物细胞培养，向培养液中加入诱导物，两周后镜检发现培养的细胞呈胰岛样细胞的变化，这一过程称为_。(2)进行胰岛素释放实验，检测上述细胞是否具有胰岛 B 细胞的生理功能：控制培养液中葡萄糖的浓度，检测细胞分泌的胰岛素的量，图甲表示所得实验结果。据此分析干细胞诱导成功，得到此结论的依据是_。4(3)体内移植实验：将细胞移植到患糖尿
8、病的小鼠体内，测小鼠血糖，结果如图乙所示。该实验是否支持胰岛素释放实验的结论？_(填“支持”或“不支持”)。在细胞移植时，需用同一品系的小鼠进行移植，其目的是_。(4)在胰岛组织中，胰岛 B 细胞分泌胰岛素，胰岛 A 细胞分泌胰高血糖素，这两种激素对血糖浓度的调节具有_，从而共同维持机体血糖浓度的稳态。(5)指出本研究在实践方面的一个意义_。答案 (1)细胞分化 (2)在葡萄糖浓度高时，胰岛素分泌多，在葡萄糖浓度低时，胰岛素分泌少 (3)支持 防止出现免疫排斥 (4)拮抗作用 (5)诱导胚胎干细胞向胰岛 B 细胞分化，为糖尿病的细胞治疗提供了一条可能的新途径解析 (1)胚胎干细胞诱导为胰岛样细
9、胞的过程为细胞分化。(2)据图甲分析可知，通过控制培养液中的葡萄糖的浓度检测胰岛素的分泌量，在葡萄糖浓度高时，胰岛素分泌多，在葡萄糖浓度低时，胰岛素分泌量减少，说明干细胞诱导成功。(3)要检验胰岛 B 细胞有没有分化形成，需将该细胞移植到胰岛细胞被破坏的(也可以是患有糖尿病的)小鼠体内，再测定血糖的含量，与对照组比较；从图乙可知，移植组的血糖浓度最终恢复稳定到正常值，而未移植组血糖浓度仍较高，说明了诱导实验成功。在进行细胞移植时用同一品系的小鼠的目的是防止出现免疫排斥反应导致实验失败。(4)胰岛素能降低血糖，胰高血糖素能升高血糖，两者属于拮抗关系，共同调节血糖浓度的稳定。(5)本研究的意义在于
10、：诱导胚胎干细胞向胰岛 B 细胞分化，为糖尿病的细胞治疗提供了一条可能的新途径。题型二 与植物生命活动调节有关的实验设计4(2018湖北八市高三联考) 选择性除草剂 2,4D 是水稻田间的良好除草剂。为探究2,4D 对稻田中鸭跖草防治的合适浓度，进行了如下实验。请完善实验并回答有关问题。(提示：水稻为单子叶植物，鸭跖草为双子叶植物；2,4D 作为除草剂的药害主要是平均株高下降。)(1)实验原理：低浓度 2,4D 促进植物生长，高浓度 2,4D 抑制植物生长，甚至杀死植物；_；植株高度是植物生长情况的重要指标。(2)实验材料：水稻试验田(长有鸭跖草)，已将 2,4D 粉剂配制成下列 5 个浓度(
11、g/mL)：20、40、60、80、100 和清水等。(3)预实验过程：5将水稻试验田均分为六块，分别编号 A、B、C、D、E、F。A 试验田中喷洒一定量的_，B、C、D、E、F 试验田中分别喷洒等量的浓度(g/mL)为 20、40、60、80、100 的 2,4D 溶液，各田块的其他栽培条件相同且适宜。一段时间后，抽样统计各试验田块中鸭跖草和水稻的平均株高。(4)实验结果：编号 A B C D E F2,4D 浓度(g/mL) 0 20 40 60 80 100鸭跖草植株高度(cm) 36 36.5 37 38 41 44水稻植株高度(cm) 16 16 16.5 16.6 17 17.8(
12、5)进行预实验的意义：_(答出一点即可)。该实验不能达到预实验的目的，请根据实验结果写出进一步预实验的基本思路：_。(6)2,4D 是生产上常用的生长素类似物，除了本实验的应用外，请写出生长素类似物在农业生产中的另外两个方面的应用：_。答案 (1)鸭跖草对 2,4D 浓度变化的敏感度比水稻高(或双子叶植物比单子叶植物对2,4D 的敏感度高；或鸭跖草和水稻对 2,4D 浓度变化的反应不同) (3)清水 (5)为进一步实验摸索条件；检验实验设计的科学性和可行性，避免造成人力、物力、财力的浪费(答出一点即可) 设置高于 F 组浓度梯度的 2,4D 溶液，按照预实验过程进一步实验 (6)促进扦插枝条生
13、根、促进结实、获得无子果实、防止果实和叶片脱落(答出两点即可)解析 结合本题题干信息分析可知，本实验是探究 2,4D 对水稻田间鸭跖草防治的合适浓度的实验，其自变量是不同浓度的 2,4D 溶液，因变量是鸭跖草的生长状况(鸭跖草株高)。(1)本实验的原理除了低浓度 2,4D 促进植物生长，高浓度 2,4D 抑制植物生长；植株高度是植物生长情况的重要指标外，还利用了不同的植物对 2,4D 的敏感性不同，即鸭跖草对 2,4D 浓度变化的敏感度比水稻高(或鸭跖草和水稻对 2,4D 浓度变化的反应不同)。(3)根据题意分析，B、C、D、E、F 试验田中分别喷洒等量的浓度(g/mL)为20、40、60、8
14、0、100 的 2,4D 溶液，则 A 组为对照组，应该喷洒等量的清水。(5)预实验可以为进一步实验摸索条件，还可以检验实验设计的科学性和可行性，避免造成人力、物力、财力的浪费。表格数据显示 F 组之前，鸭跖草和水稻植株高度一直在增加，没有体现株高减少的趋势，因此还不能达到预实验的目的，应该设置高于 F 组浓度梯度的62,4D 溶液，按照预实验过程进一步实验。(6)生长素类似物可以促进扦插枝条生根、促进果实发育、获得无子果实，防止果实和叶片脱落。5(2018咸阳二模)为研究生长素(IAA)和乙烯对植物生命活动调节的影响，选用番茄幼苗做了以下实验：实验 1：将去掉尖端的番茄幼苗作如图 1 所示实
15、验处理，一段时间后观察幼苗生长情况。 实验 2：将生长两周的番茄幼苗叶片分别进行 A、B 两种处理(A 处理：不同浓度的 IAA 溶液处理；B 处理：在不同浓度的 IAA 溶液中分别加入适宜浓度的乙烯处理)，3 h 后测定细胞膜的透性，结果如图 2 所示。回答下列问题：(1)在番茄幼苗中，生长素可由_经过一系列反应转变而来；在成熟组织中的韧皮部，生长素的运输方式是_(填“极性”或“非极性”)运输。(2)实验 1 中，幼苗将_(填“向光弯曲” “直立”或“不”)生长，对这一生长现象产生原因的解释是_。(3)实验 2 结果表明，在_和_时，IAA 对细胞膜透性的影响不显著。B 组加乙烯处理后，随
16、IAA 浓度的提高，番茄叶片细胞膜透性显著增加，与 A 组高浓度处理变化趋势具有平行关系，请对这一实验现象提出合理假说：_。答案 (1)色氨酸 非极性 (2)直立 没有尖端，不能感受单侧光，不影响 IAA 的分布，IAA 运输到下面，促进细胞伸长生长 (3)无(外源)乙烯 低浓度 IAA 当 IAA 浓度增高到一定值就会促进乙烯的合成，乙烯含量增加增大了细胞膜的透性解析 (1)色氨酸通过一系列反应可转变为生长素；生长素在成熟组织的韧皮部中的运输方式为非极性运输。(2)由于幼苗没有尖端，失去感光部位，单侧光不影响生长素分布，尖端下部生长素分布均匀，所以幼苗直立生长。(3)据图 2 分析，在 A
17、处理时，即无外源乙烯，IAA 浓度在 05 mgL1 (低浓度)时，细胞膜透性变化不大；根据植物激素间的相互关系，生长素浓度增高到一定值时会促进乙烯的合成，乙烯含量增加会增大细胞膜的透性。76(2017全国，30)干旱可促进植物体内脱落酸(ABA)的合成。取正常水分条件下生长的某种植物的野生型和 ABA 缺失突变体幼苗，进行适度干旱处理，测定一定时间内茎叶和根的生长量，结果如图所示。回答下列问题：(1)综合分析上图可知，干旱条件下，ABA 对野生型幼苗的作用是_。(2)若给干旱处理的突变体幼苗施加适量的 ABA，推测植物叶片的蒸腾速率会_，以对环境的变化作出反应。(3)ABA 有“逆境激素”之
18、称，其在植物体中的主要合成部位有_(答出两点即可)。(4)根系是植物吸收水分的主要器官。根细胞内水分的主要作用有_(答出两点即可)。答案 (1)促进根的生长，抑制茎叶的生长 (2)降低 (3)根冠、萎蔫的叶片 (4)水是根细胞的重要组成成分，水参与根细胞内的生化反应解析 (1)由题图可以直接看出，与突变体(不能合成 ABA)相比，野生型(能合成 ABA)植株茎叶的生长受到抑制，根的生长被促进。(2)施加 ABA 后，根生长加快，从土壤吸收水分增多；茎叶生长减慢，植物叶片的蒸腾速率会降低，水分散失减少，以对环境的变化作出反应。(3)ABA 主要在植物体的根冠、萎蔫的叶片中合成。(4)根细胞内水分的主要作用有作为化学反应的溶剂、维持细胞渗透压、提供反应的原料、组成细胞的结构等。
