2024届高考生物一轮复习第八单元人和高等动物生命活动的调节实验专题2实验方案的补充和完善课件
展开[实验归纳]1.实验材料用具的评价角度和改进技巧(1)材料用具是否恰当。明确实验原理,分析所给的材料用具应具备的条件(浓度、规格等)。如观察洋葱表皮细胞的质壁分离与复原实验时不能用0.5 g/mL的蔗糖溶液。(2)是否遗漏重要的实验用具。分析处理操作对象、观察现象时,所用到的重要用具,仔细检查在所给用具中是否存在。如观察叶绿体的形态和分布,不能缺少显微镜。(3)药剂选择使用和用量是否准确。根据所学实验要求合理选择、使用,做到用量准确。(4)材料用具是否充分利用。思考所给材料用具分别起什么作用,怎样运用。
2.实验步骤的评价角度和改进技巧(1)步骤是否完整,是否设置对照实验。若没有,应依据实验目的、原理,确定设置的对照类型,进行补充。(2)步骤是否合理,操作步骤是否颠倒。应依据已有的生物学知识进行调换。如使用双缩脲试剂鉴定蛋白质时,A液(NaOH溶液)和B液(CuSO4溶液)滴加顺序不能颠倒。(3)操作是否违反生物学原理。若违反,应进行纠正。如在探究温度pH对酶活性影响的实验中,不能用斐林试剂检测。
(4)是否遵循单一变量原则、等量原则和排除无关变量的干扰。应保证实验组和对照组除自变量外,其他条件完全一致,如在探究温度对酶活性影响的实验中,保证实验组和对照组除温度外,其他条件(如pH、加入底物的量等)完全一致。(5)实验条件是否正确。如分析实验是否需要搅拌、加热,实验所需的温度、光照等条件是否合理。
3.实验结果的评价角度和改进技巧(1)实验结果的种类是否符合实验的类型。验证性实验只有一种结果,探究性实验的结果要分类讨论。(2)实验结果出现科学性错误。应根据实验原理和过程,联系教材相关知识,推导出正确的实验结果。如双缩脲试剂鉴定蛋白质时,结果写成蓝色。(3)因果关系倒置。要学会表达,表达的模式是根据实验结果(现象),推导出实验结论。
【典例】(2022年甘肃临夏中学期末)据《本草纲目》记载,桑叶提取液具有降低血糖的作用。为了研究桑叶提取液的降血糖效果,某研究小组以大鼠为实验对象进行了如下实验,现请你把实验报告补充完整。材料与药剂:生理状况相同的健康大鼠50只、桑叶提取液、链脲佐菌素(STZ)、蒸馏水、溶解STZ的枸橼酸盐缓冲液,血糖测定仪等。(注:①大鼠全部用于实验,实验过程中全部存活;②STZ是一种特异性破坏胰岛B细胞的药物)
实验一:制备实验性糖尿病大鼠模型(1)随机取____________________的健康大鼠40只,禁食12 h后,随机均分成A、B两组,在A组左下腹腔一次性注射STZ 65 mg/kg(溶于适宜浓度和pH的枸橼酸盐缓冲液),在B组左下腹腔一次性注射______________________________________。 (2)注射48 h后,凡血糖浓度高于13 mml·L-1,尿中出现糖,并出现__________________等症状者为糖尿病大鼠模型,留下备用。小鼠体内与血糖上升相关的激素有肾上腺素和____________,后者的增加可以________胰岛素的分泌。
等量适宜浓度和pH的枸橼酸盐缓冲液
实验二:检验桑叶提取液的降血糖效果(1)将实验一剩余的大鼠作为甲组,将制备的糖尿病大鼠随机分成乙、丙两组。(2)用血糖测定仪测定各组大鼠的血糖浓度,并进行统计分析。(3)对丙组的每只大鼠每天灌喂2 mL桑叶提取液,连续灌喂4周;对甲组和乙组的每只大鼠___________________________________________________________;期间各组大鼠均饲喂普通饲料,自由饮食。 (4)4周后,__________________________________________________。
每天灌喂2 mL桑叶提取液的生理盐水溶液,连续灌喂4周
实验结果:研究结果如下表所示,但未标明组别。请根据上述步骤将“组别”栏补充完整(用“甲”“乙”“丙”表示)。
桑叶提取液对实验性糖尿病大鼠血糖的影响
实验结论:桑叶提取液降低糖尿病大鼠血糖浓度的作用明显,但其不能使血糖浓度降到正常水平。
【解析】实验一:(1)随机取生理状态相同的健康大鼠40只,禁食12 h后,随机均分成A、B两组,在A组左下腹腔一次性注射STZ 65 mg/kg(溶于适宜浓度和pH的枸橼酸盐缓冲液),其目的是破坏胰岛B细胞,使其患上糖尿病;在B组左下腹腔一次性注射等量适宜浓度和pH的枸橼酸盐缓冲液,作为对照。(2)由于A组破坏了胰岛B细胞,胰岛素分泌不足,所以结果是A组大鼠的血糖浓度高于B组。注射48 h后,凡血糖浓度高于13 mml·L-1,出现尿糖,并出现多饮、多食、多尿等症状的为糖尿病大鼠模型。小鼠体内与血糖上升相关的激素有肾上腺素和胰高血糖素,后者的增加可以促进胰岛素的分泌。
实验二:(1)将实验一剩余的大鼠作为甲组,将制备的糖尿病大鼠随机分成乙、丙两组。(2)用血糖测定仪测定各组大鼠的血糖浓度,并进行统计分析。(3)丙组作为实验组,每只大鼠每天灌喂2 mL桑叶提取液的生理盐水溶液,连续灌喂4周;甲组和乙组作为对照组,每只大鼠每天灌喂2 mL生理盐水,连续灌喂4周;期间各组大鼠均饲喂普通饲料,自由饮食。(4)4周后,检测三组的血糖浓度,研究结果如题表所示,表中组别从上到下分别为甲、丙、乙。本实验的结论为桑叶提取液降低糖尿病大鼠血糖浓度的作用明显,但不能使血糖浓度降到正常水平。
解题指导生物实验要遵循的一般原则主要有对照原则、等量原则、单一变量原则和控制无关变量原则。设计实验的一般步骤主要有:确定实验原理,选择材料用具,确定方法步骤(预处理→分组→处理→观察记录现象,收集数据→预测结果→得出结论)。
[高考试练](2022年河南名校模拟)为探究铅中毒对大鼠神经调节的影响,某研究小组利用下列材料和试剂进行了实验。材料和试剂:生长发育状况相同的大鼠若干,浓度分别为0.5 g·L-1、1 g·L-1、1.5 g·L-1、2 g·L-1、2.5 g·L-1的醋酸铅溶液、蒸馏水。(用灌胃方式施加醋酸铅溶液)请你完善以下实验方案,并分析有关问题。
(1)完善实验思路。①分组并编号:将大鼠_____________,编号为A、B、C、D、E、F。 ②A组灌胃适量______,B、C、D、E、F分别灌______的0.5 g·L-1、1 g·L-1、1.5 g·L-1、2 g·L-1、2.5 g·L-1的醋酸铅溶液。 ③各组每天按上述处理60天,其他条件相同且适宜。④60天后测定脑组织铅含量及乙酰胆碱酶活性(AchE)并记录。[注:AchE活性检测原理:AchE可将乙酰胆碱(Ach)水解为胆碱和乙酸,胆碱与显色剂显色,根据颜色深浅计算酶活性。]⑤对实验数据进行统计分析。
(2)预测实验结果。结果发现随施加的醋酸铅浓度增大,大鼠乙酰胆碱酯酶活性下降,请用坐标曲线图表示实验结果。
(3)分析讨论。乙酰胆碱是与学习记忆有关的神经递质,该递质由突触前膜释放进入突触间隙,与_______________________结合,引发突触后膜电位变化。发挥效应后在乙酰胆碱酯酶的催化下水解,本实验是通过检测单位时间内______生成量,进而计算该酶的活性。 实验结果表明:脑组织中铅含量越高,乙酰胆碱水解速度越______。
突触后膜上的特异受体
【解析】(1)本实验的目的是探究铅中毒对大鼠神经调节的影响,自变量为醋酸铅溶液的浓度,因变量为脑组织铅含量及乙酰胆碱酯酶活性,无关变量应相同且适宜。实验思路:①将大鼠随机均分成6组,编号为A、B、C、D、E、F;②A组为对照组,灌胃适量蒸馏水,B、C、D、E、F组为实验组,分别灌胃等量的0.5 g·L-1、1 g·L-1、1.5 g·L-1、2 g·L-1、2.5 g·L-1的醋酸铅溶液。(2)结果发现随施加的醋酸铅浓度增大,大鼠乙酰胆碱酯酶活性下降,绘制坐标曲线时应以自变量做横坐标,因变量为纵坐标,坐标曲线图如上图。
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