【生物】2021届一轮复习人教版探究性实验与验证性实验教案（湖北专用）

【生物】2021届一轮复习人教版探究性实验与验证性实验教案（湖北专用）

‎[技能必备]‎ ‎1.两种实验的比较 ‎　 比较 项目　　‎ 探究性实验 验证性实验 概念 指实验者在不知实验结果的前提下，通过自己进行实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认知活动 指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验 实验目的 探索研究对象的未知属性、特征以及与其他因素的关系 验证已知对象的已知属性、特征以及与其他因素的关系 实验假设 假设一般采用“如果A，则B”的形式表达，对所要研究的对象设想出一种或几种可能的答案、解释 因结论是已知的，故不存在假设问题 ‎2.“四步法”规范书写实验步骤 ‎[技能展示]‎ ‎1.(2019·山东名校联考)萌发的大麦种子中存在着两种淀粉酶：α淀粉酶和β淀粉酶。α淀粉酶耐热(70 ℃处理活性不受影响，但在100 ℃高温下失活)，β淀粉酶不耐热(70 ℃处理15分钟即变性失活)。现将发芽3天的大麦种子加蒸馏水研磨匀浆、离心取上清液得到淀粉酶提取液，以验证常温下α淀粉酶的活性大于β淀粉酶的活性(实验过程中测定淀粉的剩余量，具体过程不要求描述)。‎ ‎(1)酶催化作用机理是__________________________________________________。‎ ‎(2)简要写出：‎ ‎①实验思路：‎ 将适量且等量的淀粉酶提取液均分为三组编号甲、乙、丙……‎ ‎②预期实验结果：乙、丙试管淀粉剩余量的差值大于甲、乙试管淀粉剩余量的差值。‎ 实验结论：α淀粉酶的活性大于β淀粉酶的活性。‎ 解析　(1)酶通过降低化学反应所需的活化能来促进化学反应速率。(2)根据实验目的“验证常温下α淀粉酶的活性大于β淀粉酶的活性”，以及应遵循的对照原则、科学性原则和单一变量原则，实验思路：将适量且等量的淀粉酶提取液均分为三组编号甲、乙、丙，甲组放在常温下作为对照组，可衡量总淀粉酶的活性，乙组放在70 ℃恒温水浴锅中处理15分钟后取出(目的是使β淀粉酶失活，即乙组中只有α淀粉酶有活性)，丙组高温100 ℃处理相同时间取出(丙组中两种酶都失活)，在常温条件下向三支试管中加入等量且足量的淀粉溶液；一段时间后测定淀粉的剩余量，记录并比较甲、乙试管的差值与乙、丙试管的差值大小。甲、乙试管的不同与有无β淀粉酶的活性有关，其差值大小反映β淀粉酶的活性，乙、丙试管的不同与有无α淀粉酶活性有关，其差值大小反映α淀粉酶的活性。‎ 答案　(1)降低化学反应所需的活化能 ‎(2)①甲组放在常温下，乙组放在70 ℃恒温水浴锅中处理15分钟后取出，丙组高温100 ℃处理相同时间取出；在常温条件下向三支试管中加入等量且足量的淀粉溶液；一段时间后测定淀粉的剩余量，记录并比较甲、乙试管的差值与乙、丙试管的差值大小。‎ ‎2.‎ 胰岛素和胰高血糖素是调节血糖的重要激素，胰高血糖素浓度下降的原因之一是胰岛素能抑制胰高血糖素的分泌。请回答下列问题：‎ ‎(1)胰岛素和胰高血糖素的作用方式的共同的特点是　　　　　　　　　(答出两点即可)等。‎ ‎(2)胰岛素能抑制胰高血糖素的分泌，此过程中胰岛素作用的靶细胞是　　　　　　。‎ ‎(3)若要证明胰岛素能抑制胰高血糖素的分泌，可选取同品种、同日龄和同体重的健康大鼠进行实验。先测定各大鼠的胰高血糖素浓度，然后将大鼠随机分为两组，实验组注射适量的　　　　　　，对照组注射等量的生理盐水，一段时间后测定两组大鼠的　　　　　　　　。若　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，则可证明胰岛素能抑制胰高血糖素的分泌。实验过程中设置对照组的目的是 ‎_____________________________________________________________________。‎ 答案　(1)微量和高效；通过体液运输；作用于靶器官、靶细胞　(2)胰岛A细胞 ‎(3)胰岛素溶液　胰高血糖素浓度　对照组胰高血糖素浓度不变，实验组胰高血糖素浓度下降　排除胰岛素以外的因素对实验结果的影响，以保证实验结果是由胰岛素引起的 亮剑高考16　血糖调节 ‎(时间：15分钟)‎ ‎[规律方法]‎ 构建解读血糖调节模型 ‎(1)在胰岛素、胰高血糖素的调节下，血糖相对值在正常范围内波动；与此相应的是胰岛素、胰高血糖素的相对值也在一定范围内波动(如图甲)。‎ ‎(2)胰岛素、胰高血糖素相对值的变化趋势基本相反，二者在调节血糖相对值变化方面表现为拮抗作用(如图甲)。‎ ‎[方法体验]‎ ‎1.妊娠期糖尿病对母亲和胎儿的巨大危害已引起人们的高度重视，其预防、诊断及治疗已成为当今研究的热点。请分析以下材料并回答问题。‎ 材料一：“性激素结合球蛋白”(SHBG)是由肝脏合成并分泌的一种糖蛋白，能特异性结合并转运性激素。‎ 材料二：胰岛素抵抗是指胰岛素含量正常而靶器官对其敏感性低于正常的一种状态，这是妊娠期一种正常的生理性抵抗。此现象随孕周增加而加重，为代偿下降的胰岛素敏感性，胰岛素分泌量也相应增加(用“→”表示)。尽管所有孕妇在妊娠期都有上述调节过程，但少数人却发生胰岛B细胞分泌功能衰竭而使血糖升高，导致妊娠期糖尿病发生。‎ ‎(1)细胞中合成性激素的细胞器是　　　　‎ ‎；图示中涉及的器官甲分泌的激素是　　　　　　　　。‎ ‎(2)雌激素水平升高可使胰岛素靶器官对胰岛素敏感性下降，表现为组织细胞吸收利用葡萄糖的量　　　　(填“增加”或“减少”)。‎ ‎(3)肝细胞合成SHBG过程中参与的具膜细胞器是　　　　，“器官甲→胰腺→血糖”过程的调节方式为　　　　　　　　。‎ ‎(4)SHBG的分泌过程中，雌激素与胰岛素表现出的作用和胰高血糖素与胰岛素表现出的作用关系　　　　(填“相同”或“不同”)。‎ 解析　(1)性激素的化学本质是脂质，其合成场所是内质网。分析题图，器官甲应为下丘脑，图中涉及的它分泌的激素为促性腺激素释放激素。(2)由于胰岛素靶器官对胰岛素敏感性下降，所以表现为组织细胞吸收利用葡萄糖的量减少，最终血糖浓度升高。(3)SHBG本质是蛋白质，肝细胞合成SHBG过程中参与的具膜细胞器是内质网、高尔基体、线粒体。“器官甲→胰腺→血糖”过程涉及神经系统和内分泌系统，所以调节方式为神经—体液调节。(4)读图可知SHBG的分泌过程中，雌激素与胰岛素表现出的作用和胰高血糖素与胰岛素表现出的作用关系相同。‎ 答案　(1)内质网　促性腺激素释放激素　(2)减少 ‎(3)内质网、高尔基体、线粒体　神经—体液调节　(4)相同 ‎2.利用建立的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_______________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)体内移植实验：将细胞移植到患糖尿病的小鼠体内，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？　　　　　　　　。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)调节血糖浓度，在糖浓度高时，胰岛素分泌多，在糖浓度低时，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 ‎3.研究发现，血糖浓度的升降可直接改变胰岛细胞的代谢活动，而胰岛细胞分泌活动的变化又会使血糖浓度保持相对稳定。下图为胰岛B细胞的某些代谢活动，请回答下列问题：‎ ‎(1)血浆中血糖浓度保持相对稳定，这种现象称作　　　　　　‎ ‎；血糖浓度和胰岛细胞的分泌活动相互影响，这种调节机制称作　　　　　　。‎ ‎(2)图示中，葡萄糖以　　　　的方式进入胰岛B细胞并参与细胞呼吸；ATP水解产生的磷酸(Pi)能导致K＋外流受阻，随后使膜电位由　　　　变为　　　　而引起Ca2＋内流。胰岛B细胞内Ca2＋具有的作用是__________________________。‎ ‎(3)实验发现，血糖浓度的升高也会刺激感受器，经一系列变化后由神经递质作用于胰岛B细胞，进而改变血糖浓度。神经递质释放时发生的信号变化是　　　　　　　　，神经递质作用使胰岛B细胞内Ca2＋的浓度　　　　(填“升高”“保持不变”或“降低”)。‎ 解析　本题考查血糖调节的相关知识，主要考查理解能力和获取信息的能力。‎ ‎(1)机体处于稳态时，内环境中的组成成分和理化性质都处于动态平衡中。在血糖调节的过程中，血糖浓度影响胰岛细胞的分泌活动，胰岛细胞的分泌活动通过影响血糖浓度会反过来影响胰岛细胞的分泌活动，这种调节机制称作反馈调节。‎ ‎(2)据图可知，葡萄糖进入胰岛B细胞时，需要载体蛋白，不消耗能量，该种方式称作协助扩散。从图中信息可知，ATP水解产生的磷酸能导致K＋外流受阻，使膜电位由外正内负变为外负内正而引起的Ca2＋内流。胰岛B细胞内Ca2＋具有促进含有胰岛素的囊泡释放的作用，进而体现出血糖浓度高时可直接促进胰岛B细胞分泌胰岛素释放的调节作用。‎ ‎(3)血糖浓度升高时也会刺激感受器，通过神经调节使胰岛B细胞释放胰岛素增多。神经递质作用于胰岛B细胞时，通过升高Ca2＋的浓度促进胰岛素的释放。‎ 答案　(1)(内环境)稳态　(负)反馈调节 ‎(2)协助扩散　外正内负(或静息电位)　外负内正(或动作电位)　促进胰岛素的释放 ‎(3)电信号变为化学信号　升高 亮剑高考17　动物激素生理功能相关实验探究 ‎(时间：15分钟)‎ ‎[规律方法]‎ 动物激素功能的研究方法与实验探究 激素 方法 实验探究 甲状腺激素 饲喂法 含有甲状腺激素的饲料饲喂蝌蚪，蝌蚪迅速发育成小青蛙 摘除法 手术摘除小狗甲状腺，小狗发育停止；摘除成年狗的甲状腺，狗出现行动呆笨、精神萎靡、代谢中耗氧量显著降低、产热量减少等现象 生长激素 切除法 切除小狗的垂体后，小狗的生长立即停滞 注射法 对其每天注射适量的生长激素，可逐渐恢复生长 胰岛素 注射法 给饥饿处理的小鼠注射一定剂量的胰岛素溶液，不久，小白鼠出现惊厥等低血糖症状，皮下注射5%葡萄糖溶液，则可以恢复正常 ‎[方法体验]‎ ‎1.病人甲甲状腺全部切除，病人乙患甲减(甲状腺激素的合成、分泌不足，促甲状腺激素含量过高)，下列对他们所需补充激素的建议，正确的是(　　)‎ A.甲病人需要补充甲状腺激素，乙病人需要补充促甲状腺激素释放激素(TRH)‎ B.甲病人需要补充TRH，乙病人需要补充甲状腺激素 C.甲、乙两人均需要补充TRH和促甲状腺激素(TSH)‎ D.甲、乙两人均需要补充甲状腺激素，不需要补充TRH和TSH 解析　病人甲的甲状腺全部被切除，不能合成甲状腺激素，必须补充甲状腺激素；病人乙促甲状腺激素含量已经过高，但仍不能合成足量的甲状腺激素，故应补充甲状腺激素而不需要补充TRH和TSH。‎ 答案　D ‎2.下图是健康成人进食后血糖和某种相关激素变化示意图，请据图回答问题。‎ ‎(1)据图，B表示　　　　(填名称)变化曲线。‎ ‎(2)糖尿病病人的饮食受到严格的限制，受限制的并不仅仅是甜味食品，米饭和馒头等主食都需定量摄取，其原因是_________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(3)健康人血糖偏低时，可口服葡萄糖，也可通过静脉注射葡萄糖来补充。蔗糖 ‎　　　　(填“可以”或“不可以”)通过静脉注射来补充，请简述理由：‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析　本题考查血糖调节等知识，意在考查考生的析图能力和运用知识分析问题、解决问题的能力。考查的生物核心素养为生命观念和科学探究。‎ ‎(1)分析题干信息，曲线图是健康成人进食后血糖和某种相关激素的变化，A曲线含量明显上升后下降为正常，则A表示血糖浓度变化，血糖升高后某激素含量稍微下降后恢复正常，则可知B代表胰高血糖素变化。(2)米饭和馒头中富含淀粉，淀粉在消化酶的作用下水解可产生葡萄糖，被吸收后也会导致血糖浓度升高。‎ ‎(3)蔗糖为二糖，不能进行静脉注射，口服后经消化酶分解为单糖后才能被细胞吸收。‎ 答案　(1)胰高血糖素 ‎(2)米饭和馒头富含淀粉，淀粉经消化分解后生成的葡萄糖进入血液使血糖升高(合理即可)‎ ‎(3)不可以　蔗糖只能口服而不可以静脉注射，因为蔗糖是二糖，必须经过消化作用分解成两分子单糖后才能进入细胞(或蔗糖经口服后，可以在消化道内消化分解，变成单糖后被细胞吸收)(合理即可)‎ ‎3.(2018·山东潍坊市统考)糖尿病属于中医“消渴病”的范畴，在《素问·奇病论》中就有论述：“此人必数食甘美而多肥也，肥者令人内热，甘者令人中满，故其气上溢，转为消渴。”请回答相关问题：‎ ‎(1)从古籍论述中可看出，　　　　的饮食习惯是导致糖尿病的重要因素之一。人们发现这类糖尿病患者体内胰岛素的含量比正常人偏高，但肝脏细胞对血糖的利用率不高。从肝细胞结构角度分析造成这一现象的原因是____________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ ‎(2)中医自古就有“药食同源”‎ 之说，有人发现野菜马齿苋对某些糖尿病患者有一定治疗作用，科研人员为探究其机理，用小鼠进行了一系列实验，得到了如下结果：‎ 组别 处理 方式 实验开始时血糖浓度(mmol·L－1)‎ ‎7天后血糖浓度(mmol·L－1)‎ ‎7天后胰岛素浓度(μIu·mL－1)‎ 正常组 不处理 ‎8.80‎ ‎8.87‎ ‎34.19‎ 患病组1‎ 不处理 ‎16.41‎ ‎20.11‎ ‎22.98‎ 患病组2‎ 马齿苋低剂量 ‎17.00‎ ‎19.26‎ ‎26.98‎ 患病组3‎ 马齿苋中剂量 ‎16.79‎ ‎18.87‎ ‎28.86‎ 患病组4‎ 马齿苋高剂量 ‎17.25‎ ‎18.40‎ ‎33.18‎ 请分析回答：‎ ‎①实验中起对照作用的组别是　　　　。从实验结果看疗效比较好的处理组别是　　　　。‎ ‎②利用马齿苋治疗(1)题所述类型的糖尿病，从发病机理看效果　　　　(填“好”或“不好”)，理由是___________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析　本题考查血糖调节的相关知识，意在考查考生的实验分析和运用知识解决问题的能力。考查的生物核心素养为社会责任和科学思维。‎ ‎(1)据题干信息“此人必数食甘美而多肥”，“甘美”即为糖，“肥”即为脂，古人认为糖尿病是高糖高脂饮食导致的。据题干“糖尿病患者体内胰岛素的含量比正常人偏高，但肝脏细胞对血糖的利用率不高”，推断这类糖尿病是患者的肝脏细胞膜上胰岛素的受体异常或少于正常人导致的。‎ ‎(2)①实验目的是“探究马齿苋对某些糖尿病患者的作用机理”，正常组为健康人，作为对照组；患病组1没有用马齿苋处理，因此也为对照组。分析表中数据，将患病组2、3、4实验开始的血糖浓度与7天后的血糖浓度、胰岛素浓度与患病组1对照分析，患病组4实验前血糖浓度最高，而实验后血糖浓度最低，且同时胰岛素的含量最高，说明疗效比较好的处理组是患病组4。②分析表中数据，马齿苋是通过增加胰岛素的浓度从而使血糖浓度降低的，而(1)题中糖尿病是患者胰岛素受体异常引起的，因此无法通过马齿苋治疗。‎ 答案　(1)高糖高脂　肝细胞膜上胰岛素受体减少(或部分胰岛素受体被破坏或部分胰岛素受体结构异常)‎ ‎(2)①正常组、患病组1　患病组4　②不好　实验能证明马齿苋对胰岛素缺乏引起的糖尿病有疗效，而(1)题类型的糖尿病不是胰岛素缺乏引起的(其他合理答案也可)‎ ‎4.为探究亲代小鼠长期摄入高碘对子鼠血清中甲状腺激素含量的影响及硒的干预作用，某研究小组进行了如下实验：取若干生理状态相同的亲代小鼠随机分为3组，进行不同的处理，饲养四个月后雌雄交配，子鼠出生后测定血清中T4的含量。处理方法及结果见下表。回答下列问题。‎ 组别 正常对照组 高碘组 高碘加硒组 T4(nmol·L－1)‎ ‎100.85‎ ‎68.78‎ ‎93.15‎ 注：T4的含量变化与甲状腺激素的含量变化呈正相关 ‎(1)甲状腺激素的作用是_________________________________________________‎ ‎(答出一点即可)。‎ ‎(2)该实验可得到的结论是______________________________________________。‎ 为确保实验的严谨性，还需要增加　　　　处理组。‎ ‎(3)研究小组还测定了子鼠血清中促甲状腺激素的含量，结果是高碘组高于正常对照组，原因是__________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________________。‎ 解析　本题考查动物激素的作用及甲状腺激素的分级调节等相关知识，要求考生应用所学知识，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，并做出合理判断或得出正确结论。‎ ‎(1)甲状腺激素是由甲状腺合成并分泌的一种含碘的氨基酸衍生物，其能促进体内有机物的氧化分解，提高细胞代谢的速率；还能影响神经系统的发育和功能等。(2)T4的含量变化与甲状腺激素的含量变化呈正相关。与正常对照组相比，高碘组甲状腺激素的含量明显减少，而高碘补硒组甲状腺激素的含量略少于正常对照组，根据该实验结果可得：补硒能缓解高碘所致子鼠血清中甲状腺激素含量的减少。为确保实验的严谨性，还需要增加单独补硒的处理组。(3)‎ 下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素，促甲状腺激素释放激素运输到垂体，促使垂体分泌促甲状腺激素，促甲状腺激素随血液运输到甲状腺，促使甲状腺合成和分泌甲状腺激素。当血液中的甲状腺激素含量增加到一定程度时，又反过来抑制下丘脑和垂体的活动，使促甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌减少。高碘组子鼠血清中甲状腺激素的含量低于正常对照组，甲状腺激素对下丘脑和垂体的抑制作用减弱，从而使垂体合成和分泌的促甲状腺激素多于正常对照组。‎ 答案　(1)提高细胞代谢的速率；影响神经系统的发育和功能 ‎(2)补硒能缓解高碘所致子鼠血清中甲状腺激素含量的减少　单独补硒 ‎(3)高碘组子鼠血清中甲状腺激素含量低于正常对照组，对下丘脑、垂体的抑制作用减弱，垂体合成和分泌的促甲状腺激素多于正常对照组