高中生物2022年高考生物一轮复习 第8单元 实验技能三 实验方案的补充和完善

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(2018·全国Ⅱ，29)为研究垂体对机体生长发育的作用①，某同学用垂体切除法②进行实验。在实验过程中，用幼龄大鼠为材料③，以体重变化作为生长发育的检测指标④。回答下列问题：(1)请完善下面的实验步骤①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理，A组(对照组)⑤的处理是_______________；B组的处理是______________________________________。②将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。③________________________________________________________________________。④对所得数据⑥进行统计处理与分析。(2)实验结果与分析B组大鼠生长发育的状况不如A组，出现这种差异的原因是B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体⑦的________激素和______________激素。审题关键信息①：明确了实验目的，据此可以确定自变量是垂体的有无。信息②：根据实验方法判断，实验组要切除垂体。信息③：确定实验材料是幼龄大鼠。信息④：确定因变量，也就是观察对象是大鼠的体重变化。信息⑤：A组为对照组，B组就应该是实验组，实验组要切除垂体，A组作为对照组应该只手术但不切除垂体。信息⑥：可以推知数据来自第③步：每隔一定时间，测定并记录两组大鼠的体重。信息⑦：两种激素都应该来源于垂体。把握上述要点，本题便可形成如下清晰的实验思路：组别实验动物实验处理观察指标实验组幼龄大鼠切除垂体幼龄大鼠生长发育情况对照组幼龄大鼠不切除垂体，只手术 实验动物选取分组时，要选取生长发育状况相同的，且饲养时其他条件要一致。参考答案(1)①手术但不切除垂体　切除垂体③每隔一定时间，测定并记录两组大鼠的体重(2)生长　促甲状腺错解例析错例1：(1)①A组不做处理，B组切除垂体。错因分析：没有排除手术伤口引起的体重误差，无关变量控制不严格。错例2：(1)③一段时间后测量两组大鼠的体长。错因分析：没有判断好因变量，观测对象错误。实验方案的完善题型属于半开放试题，在解决这类试题时要充分获取题目中所给的信息，包括实验要求和实验用具，并注意模仿或借鉴题干中已给出的实验方法和步骤，在全面掌握实验整体思路和方法的基础上再去补充和完善实验。具体操作如下：(1)联系实验原理、读懂实验目的，构思实验的整体思路。(2)结合对照实验的一般步骤(下图)，简化已给出的实验步骤、对比寻找缺陷。(3)模仿补充实验步骤①当已给实验步骤有多个变量时，通过拆分法，减少实验变量，遵循单一变量原则，构建多组实验，模式如图：例如：要验证光合作用需要叶绿体和光照两个条件，已给出的实验步骤为：“1号试管加入叶绿体的蔗糖悬浮液5 mL，并给予光照处理”。那么，补充的实验步骤应为：“2号试管加入叶绿体的蔗糖悬浮液5 mL，并遮光处理；3号试管加入蔗糖溶液5 mL，并给予光照处理”。②当自变量到因变量的逻辑推理因中间环节被忽视而难以得出结论时，再加入某些因素处理进行设计，予以进一步确认实验结果的发生是自变量处理所致，模式如图：例如：要验证胰岛素具有降低血糖的作用，给出的实验是：A组小鼠注射适量的胰岛素溶液，B组小鼠注射等量的生理盐水；一段时间后，A组小鼠出现活动减少、甚至昏迷等症状，B组小鼠活动状况无变化。以上实验还难以说明胰岛素具有降低血糖的作用，还应补充实验步骤：给出现症状的A组小鼠补充一定量的葡萄糖后，症状消失。这样才能进一步说明胰岛素是通过降低血糖导致该症状的出现，实验才更有说服力。1．为研究雄性家兔体内睾酮(ST，一种雄性激素)与生长激素(GH)含量的关系，某研究小组进行了以下实验(手术过程不影响结果)，请补充完成方案并回答问题。研究课题：雄性家兔ST含量对GH含量的影响。(1)实验假设：__________________________________________________________________。(2)实验步骤：①将1月龄体重相同的健康雄性家兔分为甲、乙两组，每组6只。测定和记录每只家兔血液中________________________________________________________________________。②甲组兔切除性腺，乙组兔____________________。③在相同且适宜的条件下饲养1个月，测定和记录___________________________________________________________________________________________________________________。(3)结果预测：测定时间ST浓度(μg/mL)GH浓度(μg/mL)甲组乙组甲组乙组前测m1m1n1n1后测＜m2m2＞n2n2 (4)分析讨论：①要使实验更严谨，在上述步骤之后，还应给甲组家兔注射__________________，乙组家兔注射______________，然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度，并求各组的________。②与后测数据相比，进一步实验处理后甲组GH浓度______，乙组GH浓度不变。③根据预测结果，请举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：________________。答案　(1)ST含量的增加能使GH含量下降　(2)①ST和GH的浓度　②只手术不切除性腺　③每只家兔血液中ST和GH的浓度　(4)①适量ST溶液　等量生理盐水　平均值　②下降　③切除性腺(或阉割)(其他合理答案也可)解析　(1)由实验数据可知该实验目的：探究ST与GH含量的关系。(2)实验步骤：①分组，测定和记录每只家兔血液中原有ST和GH的浓度。②对两组家兔的处理：甲组切除性腺，乙组为对照组即只手术不切除性腺。③在相同且适宜的条件下饲养1个月后，依次测定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。(4)分析讨论：①要使实验更严谨，可再给甲组家兔注射适量ST溶液，乙组家兔注射等量生理盐水，然后测定和记录每只家兔血液中的GH浓度，求两组的平均值。②由后测数据可得进一步实验处理后的结果：甲组GH浓度下降，乙组GH浓度不变。③根据预测结果可知，促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：切除性腺(或阉割)。2．必需氨基酸的种类和含量是评价奶粉营养价值高低的主要标准。赖氨酸是人体内的必需氨基酸，缺乏则会影响人体内蛋白质的合成，导致营养不良。赖氨酸是否也是小白鼠体内的必需氨基酸？请根据给出的实验原理利用以下材料用具进行探究。材料用具：20只生长发育状况相同的正常幼年小白鼠，分装在不同试剂瓶中的20种氨基酸，不含蛋白质和氨基酸的食物，称量器(如天平)等。(1)实验原理：必需氨基酸是动物体内不能合成的、只能从食物中获取的氨基酸。当动物体内缺乏必需氨基酸时，会出现营养不良，体重增加缓慢等现象。(2)实验步骤：①配食：配制食物A：取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸；配制食物B：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②分组：__________________________________，分别称其体重，记录并计算平均值；③饲喂：在相同且适宜的环境中饲喂两组小鼠，甲组每天饲喂食物A，_________________________________________________________________________________________________；④观察：________________________________________________________________________。(3)结果预测及结论： ①_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；②_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(2)①另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同 　②将20只小白鼠随机均分成甲、乙两组　③乙组每天饲喂等量的食物B　④分别称量甲、乙两组小白鼠的体重，并计算体重增加量　(3)①若两组小白鼠营养状况和体重基本相同，说明赖氨酸不是小白鼠的必需氨基酸　②若乙组小白鼠出现营养不良、体重减轻等症状，甲组小白鼠正常，说明赖氨酸是小白鼠的必需氨基酸解析　(2)实验步骤：①配食：配食时，是否含有赖氨酸是自变量，其他19种氨基酸和食物中其他成分的含量和比例是无关变量，无关变量应保持一致且适宜，所以取一定量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入含量和比例适宜的20种氨基酸配制成食物A，作为对照组；另取等量的不含蛋白质和氨基酸的食物，加入除赖氨酸以外的19种氨基酸，其含量和比例与食物A中相同，配制成食物B，作为实验组。②分组：将20只小白鼠随机平均分成甲、乙两组，分别称量其体重，记录并计算平均值。③饲喂：饲喂过程中是否含有赖氨酸的食物是自变量，其他培养条件是无关变量，无关变量应保持一致且适宜，因此甲组每天饲喂适量的食物A，乙组每天饲喂与食物A等量的食物B，两组小白鼠其他饲养条件相同且适宜。④观察：分别称量甲、乙两组小白鼠的体重，并计算体重增加量。(3)实验结果预测及结论：①若两组小白鼠营养状况和体重基本相同，说明赖氨酸不是小白鼠的必需氨基酸；②若乙组小白鼠出现营养不良、体重减轻等症状，甲组小白鼠正常，说明赖氨酸是小白鼠的必需氨基酸。