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专题14 实验设计-五年(2017-2021)高考生物真题分项汇编(浙江专用)(解析版)
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这是一份专题14 实验设计-五年(2017-2021)高考生物真题分项汇编(浙江专用)(解析版),共17页。
专题14 实验设计
【2021年6月】
30.(10 分)为探究酒精对动物行为的影响,某中学生物兴趣小组进行了以下系列实验。
实验材料:蟾蜍坐骨神经-腓肠肌标本,间脑蟾蜍,小滤纸片,任氏液,0.1% 、0.2%和 1%酒精,去甲肾上腺素(noradrenaline,NA),酚妥拉明(phentolamine,PT),1%硫酸溶液等。
(要求与说明:间脑蟾蜍是指切除了大脑和部分间脑、相关机能正常的蟾蜍;任氏液为两栖类的生理盐水;3 种酒精浓度分别对应人血液中轻度、中度和重度酒精中毒的浓度;酒精、NA和 PT均用任氏液配制;NA是一种神经递质;PT是NA受体的抑制剂。实验条件适宜)
实验过程与结果或讨论:
过程
结果或结论
实验1
①取蟾蜍坐骨神经-胖肠肌标本,分别检测动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力;②以1%酒精连续滴加标本5min 后,再分别检测上述指标。
结果:
结论:________________________。
实验2
①用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中耻趾端,测定屈反射时长,然后用任氏液清洗后肢和间脑断面;②分别用含有50μL的任氏液、不同浓度酒精的小滤纸片处理间脑断面,每次处理后重复①。
结果的记录表格:________________。
结论:酒精会显著延长屈反射时长,其数值随酒精浓度升高而变大。
为了进一步研究酒精延长屈反射时长的机理,选取实验2中某一浓度的酒精用于实验3。
实验3
①取5组间脑蟾蜍,用任氏液、NA、PT 和酒精等处理;②用1%硫酸刺激间脑蟾蜍一侧后肢的中趾趾端,测定屈反射时长
结论:NA 与其受体结合,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长;酒精通过NA受体参与的途径,显著延长间脑蟾蜍的屈反射时长。
回答下列问题:
(1)实验1结果可得出的结论是____________________________________。
(2)设计用于记录实验2 结果的表格:____________________________________
(3)依据实验2、3 的结论,实验3 的分组应为;
A组:任氏液;
B组:____________________________________;
C组:____________________________________;
E组:____________________________________;
D组:____________________________________。
《4)酒后驾车属于危险的驾驶行为,由本实验结果推测其可能的生物学机理是
__________________________________________________________________________________。
【答案】 (1)离体条件下,施加1%酒精,对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响
(2) 表 不同浓度酒精对间脑蟾蜍屈反射时长的影响
处理因素
空白对照
任氏液
0.1%酒精
0.2%酒精
1% 酒精
屈反射时长
(3)NA PT NA +PT 酒精+ PT
(4)酒精显著延长屈反射时长,酒后驾车导致司机反应迟钝
【解析】 (1)由图可知,处理前后动作电位大小、动作电位传导速率和肌肉收缩张力均未发生变化
所以:离体条件下,施加1%酒精,对神经肌肉接点、肌肉收缩功能没有显著影响
(2)利用试题中提供的实验材料设计对照试验
(3)A组为对照,变量有NA、PT、酒精,设计对照实验。
(4)本小题的关键词是酒精,根据实验2的结论回答:酒精显著延长屈反射时长,酒后驾车导致司机反应迟钝
【2021年1月】
30.1897年德国科学家毕希纳发现,利用无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵;还有研究发现,乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助。某研究小组为验证上述结论,利用下列材料和试剂进行了实验。
材料和试剂:酵母菌、酵母汁、A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子)、B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)、葡萄糖溶液、无菌水。
实验共分6组,其中4组的实验处理和结果如下表。
组别
实验处理
实验结果
①
葡萄糖溶液+无菌水
-
②
葡萄糖溶液+酵母菌
+
③
葡萄糖溶液+A溶液
-
④
葡萄糖溶液+B溶液
-
注:“+”表示有乙醇生成,“-”表示无乙醇生成
回答下列问题:
(1)除表中4组外,其它2组的实验处理分别是:___________;__________。本实验中,这些起辅助作用的小分子和离子存在于酵母菌、___________。
(2)若为了确定B溶液中是否含有多肽,可用___________试剂来检测。若为了研究B溶液中离子M对乙醇发酵是否是必需的,可增加一组实验,该组的处理是___________。
(3)制备无细胞的酵母汁,酵母菌细胞破碎处理时需加入缓冲液,缓冲液的作用是___________,以确保酶的活性。
(4)如何检测酵母汁中是否含有活细胞?(写出2项原理不同的方法及相应原理)_____________________
【答案】葡萄糖溶液+酵母汁 葡萄糖溶液+A溶液+B溶液 酵母汁和B溶液 双缩脲 葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液 保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH 染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖。
【分析】
1、酶是由活细胞产生的具有催化活性的有机物,其中大部分是蛋白质、少量是RNA。
2、酶促反应的原理:酶能降低化学反应的活化能。
3、分析题干信息可知:本实验的目的是为验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”,所给实验材料中,葡萄糖溶液为反应的底物,在此实验中为无关变量,其用量应一致;酵母菌为细胞生物,与其对应的酵母汁无细胞结构,可用以验证“无细胞的酵母汁可以进行乙醇发酵”;而A溶液和B溶液分别含有大分子和各类小分子、离子。
【详解】
(1)结合分析可知:为验证上述无细胞的酵母汁可以进行“乙醇发酵”及“乙醇发酵的酶发挥催化作用需要小分子和离子辅助”的结论,还需要加设两组实验,一组为葡萄糖溶液+酵母汁(预期实验结果为有乙醇生成),另外一组为葡萄糖溶液+A溶液(含有酵母汁中的各类生物大分子,包括相关酶)+B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子),此组预期结果为有乙醇生成;本实验中,起辅助作用的小分子和离子可在酵母菌(细胞中含有各类物质)、酵母汁和B溶液(含有酵母汁中的各类小分子和离子)中存在。
(2)多肽用双缩脲试剂进行检测;据题干信息可知,M离子存在于B溶液中,故为验证M对乙醇发酵的是否为必需的,则应加设一组实验,即葡萄糖溶液+A溶液+去除了离子M的B溶液:若有乙醇生成,则证明B不是必须的,若无乙醇生成,则证明B是必须的。
(3)酶的作用条件温和,需要适宜的温度和PH等条件,实验中缓冲液的作用是保护酶分子空间结构和提供酶促反应的适宜pH。
(4)检测酵母汁中是否含有活细胞的方法有:染色后镜检,原理是细胞膜具有选择透性:若为死细胞,则能被染色;酵母汁接种培养观察,原理是酵母菌可以繁殖:一段时间后若酵母菌数量增加,则为活细胞。
【点睛】
本题考查酶的相关知识,要求考生掌握酶的特性及酶促反应的原理,能结合所学的知识准确答题。
【2020年7月】
三、实验题
30.欲研究生理溶液中K+浓度升高对蛙坐骨神经纤维静息电位的影响和Na+浓度升高对其动作电位的影响。请完善以下实验思路,预测实验结果,并进行分析与讨论。
(要求与说明:已知蛙坐骨神经纤维的静息电位为-70 mV,兴奋时动作电位从去极化到反极化达+30 mV。测量的是膜内外的电位变化。K+、Na+浓度在一定范围内提高。实验条件适宜)
回答下列问题:
(1)完善实验思路:
组1:将神经纤维置于适宜的生理溶液a中,测定其静息电位和刺激后的动作电位,并记录。
组2:__________。
组3:将神经纤维分别置于Na+浓度依次提高的生理溶液d、e中,测定其刺激后的动作电位,并记录。
对上述所得的实验数据进行分析与处理。
(2)预测实验结果____(设计一个坐标,以柱形图形式表示实验结果):
(3)分析与讨论
①简要解释组3的实验结果:____。
②用放射性同位素24Na+注入静息的神经细胞内,不久在生理溶液中测量到放射性,24Na+的这种转运方式属于__________。用抑制酶活性的药物处理神经细胞,会使24Na+外流量__________。
③刺激脊蛙的坐骨神经,除了在反射中枢测量到动作电位外,还观察到腓肠肌收缩,说明坐骨神经中含有__________神经。
【答案】将神经纤维分别置于K+浓度依次提高的生理溶液b、c中,测定其静息电位,并记录
溶液K*、Na*浓度升高对膜电位影响示意图 细胞外Na+浓度提高,膜内外的浓度差增大,兴奋时,Na+通过Na+通道内流加快,导致动作电位增大 主动转运 减少 传入和传出
【分析】
静息电位是指细胞膜未受刺激时,存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差。动作电位是指可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程。动作电位的形成条件:①细胞膜两侧存在离子浓度差,细胞膜内钾离子浓度高于细胞膜外,而细胞外钠离子、钙离子、氯离子高于细胞内,这种浓度差的维持依靠离子泵的主动转运。(主要是钠-钾泵(每3个Na+流出细胞, 就有2个K+流入细胞内。即:Na+∶K+ =3∶2)的转运)。②细胞膜在不同状态下对不同离子的通透性不同,例如,安静时主要允许钾离子通透,而去极化到阈电位水平时又主要允许钠离子通透。
【详解】
(1)本实验的自变量是钾离子和钠离子的浓度,因变量是静息电位和动作电位的影响,因此,本实验需要有前测(如组1),组2:将神经纤维分别置于钾离子浓度依次提高的生理溶液b、c中,测定其静息电位,并记录。组3:将神经纤维置于钠离子浓度依次提高的生理溶液d、e中,测动作电位,并记录。
(2)实验结果要求以柱状图的形式呈现。画图要求:注意横纵坐标的标识,横坐标为离子浓度,纵坐标为膜电位(mV),柱状图应该有图的名称和图例,另外注意标注组别(a、b、c、d、e)。结果分析:溶液中钾离子浓度提高,静息电位的绝对值下降,溶液中钠离子浓度提高,动作电位的峰值上升,结果如图所示。
(3)①组3的结果分析:细胞外钠离子浓度提高,膜内外的浓度差增大,兴奋时,钠离子通过钠离子通道内流加快,导致动作电位增大。
②神经细胞在兴奋时钠离子内流(易化扩散),能够产生动作电位,因此,神经细胞始终要维持膜外钠离子浓度高、膜内钠离子浓度低的状态,现将放射性24Na+注入静息的神经细胞内,在生理溶液中检测到放射性,因此,这种转运方式属于主动转运。用抑制酶活性的药物处理神经细胞,会抑制细胞中载体蛋白的合成和能量的释放,因此会使24Na+外流量减少。
③刺激蛙的坐骨神经,在反射中枢检测到动作电位,观察到腓肠肌收缩,说明坐骨神经中含有传入神经和传出神经,传至腓肠肌引起肌肉收缩。
【点睛】
本题要求学生在理解静息电位和动作电位产生原理的基础上进行实验设计,要求学生有一定的实验设计能力,并能预测、分析实验结果,意在培养学生严密的科学思维和严谨的科学态度。
【2020年1月】
30.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,在实验思路的分组和处理中,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】 A、B系大鼠 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 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
【分析】
1、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,此时细胞免疫发挥作用。
2、本实验的实验目的是研究大鼠皮肤移植后的皮肤存活率,自变量为两种品系的大鼠皮肤,因变量为皮肤存活率,即移植存活的皮肤片数占总移植皮肤片数的百分比。
【详解】
(1)分析实验分组和处理可知,组1的皮肤移植属于自体移植,所以不会发生免疫排斥反应,皮肤存活率最高,随时间延长存活率不变;组2将A系大鼠的皮肤片移植到B系大鼠,会发生免疫排斥反应,皮肤存活率随时间延长而下降;组3,由于已免疫的T淋巴细胞注射到B系大鼠并将A系大鼠的皮肤片移植到该大鼠,免疫排斥反应增强,所以组3皮肤存活率比组2低,且出现免疫排斥的时间更短。绘制曲线如下图:
(2). ①A、B系大鼠的细胞表面含有不同的MHC,若进行两者间的皮肤移植时,会发生免疫排斥反应。
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。需要切除大鼠的胸腺,再移植皮肤,切除胸腺后,T淋巴细胞数量减少,可延长移植皮肤的存活时间。
③T淋巴细胞能够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。
【点睛】
本实验的要求是在已给实验思路的前提下,让考生分析实验并预期实验结果,这就要求考生具有一定的生物学实验探究能力,在分析实验时紧抓以下几点:实验目的、实验自变量、因变量、自变量相对应的实验处理,分析实验时,要紧扣实验目的。
【2019年4月】
33.欲验证胰岛素的生理作用,根据以下提供的实验材料与用具,提出实验思路,预测实验结果并进行分析。
材料与用具:小鼠若干只,胰岛素溶液,葡萄糖溶液,生理盐水,注射器等。
(要求与说明:血糖浓度的具体测定方法及过程不作要求,实验条件适宜)
(1)实验思路:
①_______
(2)预测实验结果(设计一个坐标,用柱形图表示至少3次的检测结果)_______:
(3)分析与讨论
①正常人尿液中检测不到葡萄糖,其原因是______。
②当机体血糖水平升高时,胰岛中的内分泌细胞及其分泌的激素变化是______。此时,机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用,另一方面______。
【答案】①分别测定每只小鼠的血糖浓度,并记录
②将小鼠分为A、B两组,A组注射胰岛素,B组注射生理盐水。每隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录
③当出现低血糖症状后,A组注射葡萄糖溶液,B组注射生理盐水。每隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录
④对每组所得数据进行统计分析 胰岛素促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收 胰岛β细胞分泌胰岛素增加,胰岛α细胞分泌胰高血糖素减少 抑制氨基酸等物质转化为葡萄糖
【分析】
胰岛素能促进全身组织细胞对葡萄糖的摄取和利用,并抑制糖原的分解和糖原异生,因此,胰岛素有降低血糖的作用。与胰岛素的作用相反,胰高血糖素是一种促进分解代谢的激素。胰高血糖素具有很强的促进糖原分解和糖异生作用,使血糖明显升高。
【详解】
(1)实验需要遵循对照原则和单一变量原则。要验证胰岛素的生理作用,胰岛素的生理作用为降低血糖浓度。实验前需要测定各处理组的小鼠的血糖浓度,作为实验前后的对照数据。实验分组遵循单一变量原则,分为两组,一组注射胰岛素,另一组注射生理盐水,固定时间检测小鼠的血糖浓度。待小鼠出现低血糖症状后,给低血糖组小鼠注射葡萄糖溶液,空白对照组小鼠注射生理盐水,固定时间检测小鼠的血糖浓度,即
①分别测定每只小鼠的血糖浓度,并记录;
②将小鼠分为A、B两组,A组注射胰岛素,B组注射生理盐水。每隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录;
③当出现低血糖症状后,A组注射葡萄糖溶液,B组注射生理盐水。每隔一段时间,分别测定两组小鼠的血糖浓度,并记录;
④对每组所得数据进行统计分析
(2)AB两组小鼠的初始血糖浓度差别不大;胰岛素有降低血糖的作用,故A组注射胰岛素后血糖浓度应有一定程度下降,B组小鼠血糖浓度应在正常范围内波动平衡;A组小鼠注射葡萄糖后血糖浓度会上升,但与B组小鼠相比可能还会偏低,故预测的实验结果如下
(3)①正常人尿液中检测不到葡萄糖是人体正常分泌胰岛素能够促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收;②机体血糖水平升高时,会刺激胰岛β细胞分泌胰岛素,并抑制胰岛α细胞分泌胰高血糖素;机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用,另一方面抑制其他非糖物质转化为葡萄糖。
【点睛】
本题考查激素调节血糖浓度的相关内容,考查学生对实验设计的全面性和严谨性,同时要求学生掌握相关激素的功能和作用原理。在实验设计时要遵循对照原则,不仅有平行实验组对照还有实验前后对照。在给小鼠注射胰岛素后,需要再注射葡萄糖比较胰岛素的生理作用。
【2018年11月】
33.以实验动物蛙为材料,开展神经系统结构与功能的研究。(要求与说明:简要写出实验思路,具体实验操作过程不作要求,实验条件适宜)
回答下列问题:
(1)关于反射弧分析的实验及有关问题如下:为验证脊蛙屈腿反射(属于屈反射)的反射弧是完整的,实验思路是用1%H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖,出现屈腿,说明反射弧完整。验证刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的实验思路是_________________________。刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的主要原因有__________、__________。若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射的长,其主要原因是____________________。若用5%H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖后,再用1%H2SO4溶液刺激该趾尖,没有观察到屈腿,其原因是___________。
(2)神经细胞和肌肉细胞的细胞内Na+浓度均低于细胞外,K+浓度均高于细胞外,但这两种细胞内的Na+浓度不同,K+浓度也不同。实验证明蛙下肢的一条肌肉直接与该肌肉相连的神经接触,引起该肌肉收缩,其主要原因是___________。若取上述一段神经,用某种药物处理阻断了Na+通道,然后刺激该神经,其动作电位将___________。
(3)将蛙坐骨神经纤维置于生理溶液中,测得其静息膜电位为–70mv。若在一定范围内增加溶液中的K+浓度,并测量膜电位变化。预测实验结果(坐标曲线图形式表示实验结果)。___________。
【答案】用l%H2SO4溶液剌激该蛙一侧后肢的趾尖,测定刺激感受器开始到出现屈腿的时间,有时间差,说明不是同时发生的 兴奋通过突触的传递需要时间 兴奋在神经元上的传导需要时间 组成该反射弧的神经元级数比屈腿反射的多 感受器受损 神经和肌肉是两种不同的组织,存在电位差 无法产生
【分析】
1、兴奋在神经纤维上的传导的过程
①静息状态时,Na+通道关闭,K+通道打开,K+外流(导致膜外阳离子多),产生外正内负的膜电位。
②兴奋时,Na+通道打开,K+通道关闭,Na+内流(导致膜内阳离子多)产生内正外负的膜电位变化。
③神经元的兴奋部位和未兴奋部位之间由于存在电势差而形成局部电流,局部电流又刺激临近未兴奋部位产生一次兴奋。
2、兴奋传递的过程
兴奋传导至突触小体,使突触前膜内的突触小泡释放神经递质进入突触间隙,神经递质与突触后膜上的特异性受体结合,导致突触后膜产生一次膜电位的变化。
【详解】
(1)要验证刺激感受器与产生屈腿不是同时,可测定刺激感受器(1%H2SO4溶液剌激该蛙一侧后肢的趾尖)到效应器出现反应(屈腿)的时间,有时间差说明不是同时发生。由于兴奋在神经纤维上的传导以电信号的形式,而兴奋在神经元间的传导通过突触的传递,传递速度相对较慢,兴奋在反射弧中的传递需要时间。因此,从刺激感受器与产生屈腿存在时间差。由上一个问题的分析可知,组成反射弧的神经元数量越多,兴奋传递所需要的时间越长。因此,根据“若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射的长”可推测该反射的反射弧的神经元级数比屈腿反射的多。提高H2SO4溶液的浓度,再恢复H2SO4溶液的浓度,不再出现屈腿现象,可推测感受器受损。
(2)由“这两种细胞内的Na+浓度不同,K+浓度也不同”可知,神经组织和肌肉组织间存在电位差。用药物处理阻断了Na+通道,刺激该神经时,Na+通道无法打开,阻断了Na+内流,因此无法产生动作电位。
(3)静息状态时,Na+通道关闭,K+通道打开,K+外流(导致膜外阳离子多),产生外正内负的膜电位。若在一定范围内增加溶液中的K+浓度,细胞内外的浓度差减小,K+外流减少,静息膜电位绝对值减少。实验结果如下图所示:
【点睛】
掌握反射弧的结构、兴奋在神经纤维和神经元间的传导和传递过程,结合题意进行分析解答。
【2018年4月】
33.对下列生物学实验进行结果顶测或分析与讨论。
(1)在用血细胞计数板计数兔红细胞时,见到压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞,以避免_______,减少误差。
(2)①在验证胰岛素具有降低血糖浓度作用的实验设计中,若以小鼠活动状况为观察指标,注射胰岛素溶液和葡萄糖溶液的顺序应是_______。
②人体血液中胰岛素与胰高血糖素的摩尔比值,在不同生理状况下是不同的,当机体处于_______状况时,该比值明显下降,此时机体物质代谢的变化是_____(答出2点即可)。
(3)某同学进行切除甲状腺对小鼠体长影响的实验,观测到切除甲状腺的幼年组小鼠体长增加明显低于未切除组,其机理是_______。
(4)以某种实验小鼠为材料制备抗血清。
①欲获得某一种较高浓度的抗体,在你的实验思路中,关键是需对小鼠进行_______。为什么?_______。
②预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果):________
【答案】重复计数 先注射胰岛素溶液,后注射葡萄糖溶液 低血糖 肝糖元(糖原)分解加强、脂肪分解加速 切除甲状腺后,甲状腺激素浓度下降,导致物质代谢与能量转换下降 两次或多次注射相同抗原 因第二次或更多次注射相同抗原,会使小鼠产生更多的浆细胞,从而产生更多的抗体
【分析】
试题分析:理清血糖平衡调节、甲状腺激素的生理作用、体液免疫等相关知识,据此,从题意中提取关键信息,以此作为解题的突破点,对各问题情境进行分析作答。
【详解】
(1)在用血细胞计数板计数兔红细胞时,见到压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞,以避免重复计数,减少误差。
(2)①在验证胰岛素具有降低血糖浓度作用的实验设计中,若以小鼠活动状况为观察指标,应先注射胰岛素溶液,当小鼠出现低血糖症状时,再注射葡萄糖溶液。
②当血糖浓度降低时,对胰岛A细胞的刺激增强,对胰岛B细胞的刺激减弱,导致胰高血糖素的分泌量增加、胰岛素的分泌量减少。可见,当机体处于低血糖状况时,人体血液中胰岛素与胰高血糖素的摩尔比值明显下降,此时机体的肝糖元(糖原)分解加强、脂肪分解加速,从而使血糖浓度升高。
(3)甲状腺分泌的甲状腺激素具有促进细胞代谢、促进幼小动物体生长发育等作用。切除甲状腺后,甲状腺激素浓度下降,导致物质代谢与能量转换下降,进而导致小鼠的生长发育变缓,因此切除甲状腺的幼年组小鼠体长增加明显低于未切除组。
(4)①机体在抗原的刺激下才能产生抗体。初次接受抗原刺激,会使机体产生抗体和记忆细胞;如果有相同的抗原再次刺激机体时,记忆细胞会快速增殖分化,产生更多的浆细胞,进而产生更多的抗体。可见,欲获得某一种较高浓度的抗体,其关键是需对小鼠进行两次或多次注射相同抗原,其原因在于:因第二次或更多次注射相同抗原,会使小鼠产生更多的浆细胞,从而产生更多的抗体。
②结合对①的分析可知:与初次免疫反应相比,再次免疫反应快而强,产生抗体的浓度高,作用时间持久,据此以纵坐标表示抗体浓度,以横坐标表示时间并在横坐标上注明初次和再次注射抗原的时间,如图:
、
【点睛】
本题考查了动物生命活动的相关知识,要求考生能够识记胰岛素、胰高血糖素、甲状腺激素的生理作用,考生要能够结合选项中的过程的结果进行相关判断。
【2017年11月】
32.为了研究海拉细胞的细胞增殖,以总细胞数和细胞分裂指数(细胞群体中分裂细胞所占的百分比)为测定指标,完善实验思路,预测实验结果并进行分析与讨论(要求:细胞培养至培养液中营养物质不足。实验思路涉及的主要用具须写出,但具体操作过程不做要求。实验条件适宜)回答下列问题
(1)完善实验思路:
①将已知细胞密度的海拉细胞悬液,用移液管加入到各个含细胞培养液的培养瓶中,然后置于CO2培养箱中培养
②__________对所得数据进行统计与处理
(2)预测实验结果(以坐标曲线图形表示实验结果):______________________
(3)分析与讨论
①细胞计数时,见到压在方格线上的细胞如何计数?_______________
②若要得到大量的G1期细胞,可采用的方法__________,原因是__________。
③若为了检测某种药物对该细胞的增殖有促进作用,可在培养液中加入同位素标记的物质是________,原因是__________。
【答案】每隔一段时间,用血细胞计数板在显微镜下计数并记录,同时制作临时装片,在显微镜下观察与计数分裂相细胞并记录 只计左线和上线上的细胞 减少培养液中的营养物质成分 由于原料缺少使细胞合成有关物质如RNA和蛋白质等受阻,而停滞于G1期 胸腺嘧啶脱氧核苷 胸腺嘧啶脱氧核苷是DNA合成的原料,其进入细胞的量可反映细胞的增殖情况
【详解】
(1)实验思路:将海拉细胞悬液置于培养箱中培养,每隔一段时间,用血细胞计数板在显微镜下计数并记录,同时制作临时装片,在显微镜下观察与计数分裂相关细胞并记录,对数据进行处理。
(2)预测实验结果:开始时由于有一定的营养物质,细胞进行分裂,总细胞数目不断增多,细胞分裂指数增长;一段时间后,由于营养物质的限制,细胞分裂减慢,分裂指数急剧减小;同时需注意计数时,死细胞也在统计细胞范围内,所以总细胞数和细胞分裂指数之间存在趋势差异,总细胞数变化相对较为平缓,故实验结果如图所示:
(3)分析与讨论:
①细胞计数时,压在方格边上的细胞,只计相邻两边及其夹角定点的数目,否则将产生误差。
②若要得到大量G1期细胞,可减少培养液中营养物质成分,是因为由于缺少原料而使得合成有关物质受阻,而停滞于此时期。
③胸腺嘧啶脱氧核苷酸是合成DNA的原料,可在培养液中用同位素标记,其进入细胞的量可反映细胞增殖情况。
【点睛】本题关键要注意该实验结果的曲线绘制要求:一是要根据题干信息确定需要绘制两条曲线;二是确定好每条曲线的变化趋势;三是绘制中应标注坐标系中横纵坐标的含义以及两条曲线的含义。
【2017年4月】
33.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:___________________
(3)预测实验结果(以坐标曲线图形表示实验结果,并标出加入药物的时间):
_______________
(4)分析与讨论:
药物甲的作用是________________。
【答案】药物乙溶液 ①取细胞悬液加入到含培养液的培养瓶中,用血细胞计数板在显微镜下计数并记录。
②将细胞悬液分别加入到A、B、C三组培养瓶中进行培养。
③每隔一段时间分别测定三组培养瓶中的细胞数并记录
④当细胞增殖达到一定数量时,向C组加入药物乙溶液
⑤重复③。统计并分析所得数据。 促进海拉细胞的增殖
【详解】
试题分析:该实验探究药物乙对海拉细胞增殖的抑制作用,自变量是药物乙和培养时间,因变量是海拉细胞的数目,无关变量应该相同且适宜,实验设计遵循对照原则和单一变量原则
(1)取细胞培养瓶3个并编号A、B、C,A组培养瓶中加入海拉细胞悬液+培养液,作为对照组;B组培养瓶中加入海拉细胞悬液+培养液+药物甲溶液,C组培养瓶中加入培养一段时间的B组培养液,再加入药物乙溶液。
(2)在加药物之前,先让各组在细胞培养液中培养一段时间,测量细胞数。培养一段时间之后再向B组和C组分別加入适量药物甲,观察细胞增长数目,再培养一段时间后,再向C组添加适量的药物乙,观察细胞增长数目。要想让实验结果更准确,药物甲必须是促进细胞分裂的药物,这样才能更好的观察细胞乙的抑制作用。三组在适应条件下进行培养相同时间。每隔一段时间分别测定三组培养瓶中的细胞数并记录,统计并分析所得数据。
(3)预测实验结果:药物甲溶液具有促进细胞增殖作用,故B组海拉细胞数目增长最快,C组中,药物乙对海拉细胞数目增长有抑制作用,细胞数目将减少,因此曲线如下:
(4)药物甲的作用是促进海拉细胞的增殖。
相关试卷
这是一份专题14 实验设计-五年(2017-2021)高考生物真题分项汇编(浙江专用)(原卷版),共7页。
这是一份专题12 选修一-五年(2017-2021)高考生物真题分项汇编(浙江专用)(解析版),共11页。
这是一份专题13 选修三-五年(2017-2021)高考生物真题分项汇编(浙江专用)(解析版),共13页。