2020版高考生物总复习非选择题必考专题四 实验探究 第12讲 实验设计学案

2020版高考生物总复习非选择题必考专题四 实验探究 第12讲 实验设计学案

第12讲　实验设计 ‎[考试要求]　1.具备验证简单生物学事实的能力，能设计实验，提出或完善实验思路，能对实验现象和结果进行处理、分析和解释。2.具有对一些生物学问题进行初步探究的能力。能提出问题、做出假设和预期、确认变量、设计实验方案、处理和解释数据、做出合理的判断，能对一些简单的实验方案做出恰当的评价和修订。‎ ‎1.(2018·浙江11月选考)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－70 mV。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(以坐标曲线图形式表示实验结果)。‎ 32‎ 解析　(1) 由题干信息可知，有效刺激是用1%H2SO4溶液剌激该蛙一侧后肢的趾尖。因此验证刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的实验思路是用1%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也需要时间，故刺激感受器与产生屈腿不会同时发生。兴奋在神经纤维上的传导速度远大于在神经元间的传递速度，因此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，其主要原因是组成该反射弧的神经元级数比屈腿反射的多，反射弧中的突触较多。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，说明5% H2SO4溶液会损伤感受器。(2)静息状态下，同一细胞表面各处的电位相等，但由于题干所述两种细胞内的Na＋浓度不同，K＋浓度也不同，因此上述两种细胞表面的电位并不相等，相互之间存在电位差。故一条肌肉直接与该肌肉相连的神经接触，将引起该肌肉收缩。动作电位产生的机理是Na＋通道开放，Na＋内流，若用某种药物处理阻断了Na＋通道，其动作电位将无法产生。(3)静息电位产生的机理是K＋通道开放导致K＋外流，而K＋外流量与膜内外K＋的浓度差有关。因此若在一定范围内增加溶液中的K＋浓度，静息电位绝对值将减小。具体曲线图见答案。‎ 答案　(1)用1%H2SO4溶液刺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 (2)神经和肌肉是两种不同的组织，存在电位差　无法产生 ‎(3)‎ 膜电位与溶液钾离子浓度的关系示意图 ‎2.(2017·浙江11月选考)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，但具体操作过程不作要求。实验条件适宜。)‎ 32‎ 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___________________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎③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，可采用的方法是____________________________，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______________________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)本实验难度不大，题目已经指出实验目的是为了研究海拉细胞的细胞增殖，测定指标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)来表示，因此只需要在实验思路中实现以下内容即可：将细胞培养至培养液中营养物质不足，每隔一段时间，用血细胞计数板在显微镜下计数并记录总细胞数，同时制作临时装片，在显微镜下观察与计数分裂细胞并记录。‎ ‎(2)实验过程中要将细胞培养至培养液中营养物质不足，由于营养物质的消耗和有害代谢产物的积累，肿瘤细胞也会出现绝大部分细胞停止分裂的现象，预期实验结果要考虑到这种情况。由于题目要求用坐标曲线图形呈现可能的实验结果，所以需要先建立坐标系，横坐标标注培养时间，纵坐标标注总细胞数和细胞分裂指数(具体参见答案)。‎ ‎(3)①细胞计数时，当遇到压在方格线上的细胞，一般只计数左线和上线上的细胞。②若要得到大量的G1期细胞，可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 32‎ 期。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胸腺嘧啶脱氧核苷，由于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。‎ 答案　(1)②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。‎ ‎(2)‎ ‎(3)①只计左线和上线上的细胞 ‎②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 ‎③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 读图析图—实验设计的程序 →→→ ‎(1)分析实验目的和实验原理可推断该实验类型：________、________，实验变量：________、________、________和可能的实验结论。‎ ‎(2)设计实施实验需要遵循________、________、科学性原则、平行重复原则等。‎ ‎(3)设计实施实验的关键是如何操纵________、控制________和观察检测________。‎ ‎(4)对比________________和 ________________，结合实验目的即可归纳概括出实验结论。‎ 提示　(1)验证性实验　探究性实验　自变量　因变量　无关变量　(2)对照原则　单一变量原则　(3)自变量　无关变量　因变量　(4)预期的实验结果　实际的实验结果 考点1　实验变量的分析和控制 32‎ ‎1.(2017·浙江4月选考)为探究不同环境因素对某植物叶片中叶绿素含量的影响，进行了相关实验，结果如图。回答下列问题：‎ 本实验的自变量是__________，因变量是________。‎ 解析　根据题干信息和曲线图知，该实验的自变量是光照和温度，因变量是叶绿素相对含量。‎ 答案　光照和温度　叶绿素含量 ‎ ‎2.夏季涨水，河边被水淹没的马铃薯田中马铃薯块茎进行厌氧呼吸会产生大量乳酸，乳酸能刺激鳙鱼前来觅食。利用豆渣接种乳酸菌生产鳙鱼饵料并进行效果测试的相关实验见下表(a～d表示实验步骤)。请回答：‎ 实验一　饵料制备 发酵罐组别 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ a加入培养液 煮沸后冷却的豆渣培养液各‎10 L b接种菌液 ‎10 mL ‎20 mL ‎30 mL ‎40 mL ‎50mL X mL c发酵培养 ‎43 ℃‎及Y环境下培养4天 d成品处理 倒出发酵罐中的溶液，烘干成粉末并装袋，编号为1～6号 实验二　效果测试 a 将同期发育的相同大小的鳙鱼苗等量放养在6个实验池中 b 每天同时向6个实验池中对应投喂等量且适量的成品1～6号饵料 c ‎5天后测定相关指标：________‎ ‎(1)实验一中自变量为________。X可以设为________或________，作用分别是________和________。‎ ‎(2)豆渣需要经过煮沸处理，目的是_______________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ Y为_____________________________________________________________。‎ ‎(3)实验二中c的指标可以为_________________________________________。‎ 解析　(1)实验一中自变量为一定梯度体积的乳酸菌液。X可以设为0或60，作用分别是空白对照和梯度间相互对照。(‎ 32‎ ‎2)豆渣需要经过煮沸处理，目的是防止杂菌产生其他物质干扰实验结果。Y为无氧，这样才能保证乳酸菌的生命活动。(3)实验二中c的指标可以为各组实验池中鳙鱼的平均体重(体长)、饵料的残余量(消耗量)。‎ 答案　(1)一定梯度体积的乳酸菌液　0　60　空白对照　梯度间相互对照 ‎(2)防止杂菌产生其他物质干扰实验结果　无氧 ‎(3)各组实验池中鳙鱼的平均体重(体长)[或饵料的残余量(消耗量)]‎ ‎(1)变量：或称因子，是指实验过程中被操作的特定因素或条件。按性质不同，通常可分为两类：‎ 因 定义 果 定义 实验 变量 亦称自变量，指实验中由实验者所操纵的因素或条件 反应 变量 亦称因变量，指实验中由于实验变量而引起的变化和结果 无关 变量 亦称控制变量，指实验中除实验变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件 额外 变量 亦称干扰变量，指实验中由于无关变量所引起的变化和结果 ‎(2)变量的控制 控制变量是指控制其他因素不变，集中研究其中一个因素的变化，保证实验不受干扰或将干扰因素降到最低程度。通过实验控制，尽量减小实验误差，以取得较为精确的实验结果。‎ ‎①操纵实验变量的方法：设法给研究对象施加干扰，造成研究对象的变化，从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。‎ ‎②检测反应变量的方法：根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标和方法。具体包括：观察特异性的颜色变化、沉淀反应；观察形态结构、生理变化；测量生长发育速度；测量生化反应速度。‎ 特别要注意，因变量和观测指标的区别，因变量是由于自变量的改变而引起的变化，这种变化有时不是直接能观察到的，因此要有一定的观测数据。如“探究pH对过氧化氢酶活性的影响”实验中，自变量是不同pH，因变量是酶的活性，但是酶的活性不是直接能观察到的，要通过气泡释放量来衡量。这时的气泡释放量是观察指标而不是因变量。‎ ‎③控制无关变量的方法(平衡控制)：排除因实验对象的个体差异带来的影响；设法创造稳定的相同的条件进行对照，以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰；设法提供适宜条件，以排除不利环境条件对实验对象的影响；重复实验，排除偶然因素的干扰，减小实验误差。‎ 32‎ 不论一个实验有几个变量，都应确定一个实验变量，观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中复杂关系的准则之一。‎ 考点2　实验目的的识别和书写 ‎3.欲研究支配胰岛的某神经的作用，选取健康大鼠，持续电刺激此神经，测定血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度，结果如图所示。‎ 请回答：‎ 实验目的是_________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ 解析　从题干可知，自变量为支配胰岛的某神经刺激持续时间。从题干或曲线图中可获得两个观察指标即血液中胰岛素和胰高血糖素的浓度，其可转换成两个因变量即胰岛素和胰高血糖素的分泌情况。因此实验目的是研究支配胰岛的某神经对大鼠胰岛素和胰高血糖素分泌的影响。‎ 答案　研究支配胰岛的某神经对大鼠胰岛素和胰高血糖素分泌的影响 ‎4.某生物兴趣小组做了一系列的实验后，得到的结果如图所示。‎ 请回答：‎ 实验目的是_____________________________________________________。‎ 32‎ 解析　据图分析，组1和组2的自变量是赤霉素，组2和组3的自变量是赤霉素合成抑制剂，组1和组4、组2和组5、组3和组6的自变量都是光照时间。该实验的自变量是光照时间、赤霉素和赤霉素合成抑制剂，而因变量是茎的生长情况，所以实验目的是探究光照时间、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎生长的影响。‎ 答案　探究光照时间、赤霉素和赤霉素合成抑制剂对某种植物茎生长的影响 ‎(1)识别实验目的：认真读题，弄清该题要验证或探究的是什么样的生物学事实。一般在题干中有“验证……”“证明……”即为实验目的。有些实验需要对其去粗取精，提炼要点。‎ ‎(2)实验目的书写 ‎①模式：探究(或验证)自变量(1或2)对研究对象＋因变量(1或2)的影响(作用)。‎ ‎②关键：准确识别自变量和因变量。‎ 有些实验题的自变量或因变量，从实验目的的角度分析，初看不止一个，较难以确定。可以用“分解目的法”来确定实验的自变量和因变量。如“请根据以下提供的实验材料，完善生物制剂W对动物不同细胞的分裂具有促进作用的实验思路”可以将实验目的进行分解，将其分解为两个小目的：①验证生物制剂W对动物正常体细胞的分裂具有促进作用；②验证生物制剂W对动物的癌细胞的分裂具有促进作用。得出该实验的自变量为生物制剂W的有无，因变量有两个，分别为正常细胞的分裂情况和癌细胞的分裂情况。‎ 考点3　实验原理的书写 ‎5.根据提供的实验材料及用具，食品卫生质量检验人员设计了一个检测稻米新鲜程度的简易实验：‎ 实验目的：根据过氧化氢酶活性的强弱来鉴别稻米是新稻米还是陈稻米。‎ 材料、用具：新稻米、待测稻米、质量分数为1%愈创木酚(氧气存在时被氧化成红褐色物质，与氧浓度呈正相关)等。‎ 实验步骤：‎ 第一步：取两支具塞试管，分别编号为A和B；A管内放入适量的新稻米，B管内放入等量的待测稻米。‎ 第二步：用移液管分别往两支试管内加入等量且适量的质量分数为1%的愈创木酚溶液，浸没稻米，盖上试管塞，充分摇匀，静置一段时间后，弃掉多余液体。‎ 第三步：将两支试管中浸有1%愈创木酚的稻米分别倒入两个对应编号的培养皿中，用镊子摊开，然后，用移液管吸取体积分数为1%的过氧化氢分别滴入培养皿内的稻米中，使所有稻米都浸有过氧化氢。‎ 第四步：一段时间后，用放大镜观察两培养皿中稻米的颜色变化。‎ 32‎ 预期结果及结论：A培养皿中的新稻米呈红褐色。B培养皿中的待测稻米若颜色很浅或几乎无色，则是陈稻米；若待测稻米颜色也呈红褐色，则是新稻米。‎ 请依据实验目的和实验流程，正确分析预期结果及结论，准确书写相应的实验原理：_________________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ 解析　实验原理可以依据已知的实验目的和材料书写，也可以在实验完成后，根据实验的过程和步骤等来书写。其内容一方面侧重于写出为什么这样操作，另一方面侧重于写出为什么出现这样的现象。这里面涵盖了：自变量作用的科学依据，操作自变量的原理和因变量获得的原理等。依据实验目的可知，本实验的自变量为“过氧化氢酶活性的强弱”，再结合实验材料用具可知，因变量为“质量分数为1%的愈创木酚氧化后的颜色变化”。因此，实验原理可概括为：①植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢存在时，能使愈创木酚氧化成红褐色物质；②愈创木酚氧化后颜色的深浅与酶活性呈正相关。‎ 答案　植物体内的过氧化氢酶在有过氧化氢存在时，能使某些酚类物质(如愈创木酚)氧化成红褐色物质，其颜色的深浅与酶活性呈正相关 ‎6.为了验证胰岛素具有降低血糖浓度的作用，以小鼠活动状况为观察指标设计实验。‎ 某学生的实验方案如下：①将20只生理状况相同的正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。‎ ‎②给A组小鼠注射适量胰岛素溶液，给B组小鼠注射等量生理盐水。一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力、活动减少甚至昏迷等低血糖症状，B组小鼠活动状况无变化。‎ ‎③A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组小鼠活动状况无变化。‎ 该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖浓度的作用。请回答：‎ 该实验的原理是_______________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ 解析　从实验目的看，自变量为胰岛素，所以书写原理时，胰岛素的作用就是原理的核心内容。先写结论：胰岛素具有降低血糖浓度的作用。再定结果(现象)：机体出现活动减少、甚至昏迷等低血糖症状；缓解(题干中给出)。最后写两者的联系：生物体内胰岛素含量过高时，引起血糖浓度下降；可以通过补充葡萄糖溶液使低血糖症状得到缓解。最后按书写格式整理成连贯的、条理清晰的答案。‎ 答案　胰岛素具有降低血糖浓度的作用。生物体内胰岛素含量过高时，引起血糖浓度下降，机体出现活动减少、甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解 32‎ 三段法析实验原理 ‎(1)实验原理一般由三段组成。‎ 自变量和因变量的关系＋因变量的观测指标＋实验具体过程描述。‎ ‎(2)自变量的作用(反应)原理，即“为什么这么做”。‎ 要密切关注实验目的及题干信息，注意充分利用题干的提示或联系教材基础知识进行准确描述。‎ ‎(3)因变量的检测原理(或操作原理、现象原理)，即“为什么出现这样的现象”。‎ 考点4　实验设计的原则 ‎7.呼吸熵(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放CO2量与吸收O2量的比值，下列有关分析错误的是(　　)‎ A.在某温度下10 min内，若甲、乙装置中墨滴分别左移‎30 mm、‎200 mm，则萌发的小麦种子的呼吸熵是1.15‎ B.若要测某幼苗的呼吸熵，需黑暗处理，避免光合作用干扰 C.若运用乙装置测量小麦种子的有氧呼吸速率，则需要设置对照组 D.若要排除外界物理因素的干扰，应设置对照组，即另加两组分别与甲、乙相同的装置，只是将等量的萌发的小麦种子替换为等量的煮沸灭菌的小麦种子 解析　分析题意和题图可知，乙装置中墨滴移动的距离可代表O2的吸收量，甲装置中墨滴移动的距离可代表CO2的释放量与O2的吸收量的差值。乙装置中墨滴左移‎200 mm可反映消耗的O2量，与甲装置对照分析可知，释放的CO2量引起墨滴移动的距离为‎170 mm 32‎ ‎，所以呼吸熵为170/200＝0.85，A错误；若要测某幼苗的呼吸熵，需避免幼苗进行光合作用，因其会干扰呼吸作用中相关气体量的变化，B正确；温度等外界物理因素(如热胀冷缩)也会引起气体体积的变化，设置相应的对照实验以排除外界因素对测量生物呼吸作用的影响，C正确；因是与装置甲、乙作对照，故对照装置中的大试管内应放等量的煮沸灭菌的小麦种子，小烧杯中的液体则和原装置中的相同，D正确。‎ 答案　A ‎8.下面是某研究性学习小组的同学为证明农田土壤中的微生物对某种农药具有分解作用而提出的实验方案。(如何检测农药的含量不作要求)‎ ‎①他们在同一块农田的不同地点取等量的土壤，将其标记为甲、乙两组；将甲组土壤进行灭菌，待用。‎ ‎②实验开始时向两组分别加入等量的用无菌水配制的某种农药，并与土壤混匀，放在自然条件下(暴露在空气中)。‎ ‎③一段时间后，多次取样检测甲、乙两组土壤中农药的浓度并求平均值，比较两组农药含量的差异。‎ ‎(1)请指出并改正实验中两处明显的错误，并说明原因。‎ 错误一：________，改正：________，原因是_________________________。‎ 错误二：________，改正：________，目的是_______________________。‎ ‎(2)上述改正遵循的主要是实验设计的什么原则？________。‎ 解析　选择不同地点的土壤，由于湿度、有机物含量的差异等可能导致土壤中含有的微生物含量和种类有差异；空气中含有大量的微生物，为了使实验结果准确，必须在无菌条件下进行实验。上述两点改正遵循的主要原则都是单一变量原则。‎ 答案　(1)不同地点　同一地点　不同地点的土壤微生物含量和种类可能有差异，可能对结果造成干扰　放在自然条件下　放在无菌条件下　防止空气中的微生物对结果造成干扰　(2)单一变量原则 实验设计的原则 ‎(1)科学性原则 指整个设计思路和实验方法的确定都不能偏离生物学基本知识和基本原理以及其他学科领域的基本原则。包括实验原理的科学性、实验材料选择的科学性、实验方法的科学性、实验结果处理的科学性。‎ ‎(2)平行重复原则 实验设计中必须设计多组相同的实验或足够的实验次数，保证实验的可重复性，在定量实验中需对多组实验的结果取平均值。‎ ‎(3)对照性原则 32‎ 一个实验通常分为实验组和对照组。实验组是施加实验变量处理的对象组，对照组是不施加实验变量处理的对象组，无关变量对两者的影响是相同的，两组之间的差别被认为是来自实验变量的影响。按照对照方式的不同可分为4种：空白对照、自身对照、相互对照、条件对照。‎ ‎(4)单一变量原则 在一组实验中实验组和对照组之间只能有一个反应变量，也就是说只有一个不相同，其他的都要一样。变量唯一能使复杂的问题简单化，变量唯一才能正确地找出实验组和对照组的差别，从而证明实验变量的作用。如在验证唾液淀粉酶具有专一性的时候，对照组和实验组的温度、pH值、所采用的试管大小、试剂多少、反应条件、溶液量等均要一致，只有一个变量，即实验组为淀粉溶液，对照组为蔗糖溶液。‎ ‎(5)等量性原则 是指实验组和对照组除一个实验变量不同外，其他无关变量(实验材料、实验器具、实验试剂、实验方法、实验条件等)要全部相同，以消除无关变量对实验结果的影响。如探究pH对酶活性的影响时，实验变量是pH，除pH不同外，其他无关变量(如温度、试管大小、添加的溶液量、试剂多少、实验时间等)在实验组和对照组中要完全相同、等量。‎ 注意：对照实验的无关变量不但要相同，还要适当、适宜。‎ 考点5　实验思路的书写 ‎9.1928年，英国细菌学家格里菲思想研制出能够抗肺炎双球菌的疫苗。我们知道，肺炎双球菌初次进入小鼠体内后，一般先要经过吞噬细胞的摄取和处理，将其内部隐藏的抗原决定簇暴露出来，并传递给T细胞。T细胞释放淋巴因子作用于小鼠体内的B细胞，B细胞进而增殖分化为浆细胞，浆细胞产生抗肺炎双球菌的抗体发挥免疫效应。有人设想抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。请为他设计一个实验验证这一想法：‎ ‎(1)实验目的：验证抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。‎ ‎(2)实验原理：动物体受到外界抗原性物质刺激可以产生特异性抗体，将抗原消灭。‎ ‎(3)实验材料：小鼠若干只、S型活菌、R型活菌、生理盐水、注射器等。(提示：可用生理盐水配制一定浓度的活菌液，但浓度和剂量不作要求)‎ ‎(4)实验思路：‎ ‎①‎ ‎·‎ 32‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎(5)实验结果及结论：甲组小鼠存活，而乙组小鼠死亡，说明抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌(R型细菌可以作为S型细菌的疫苗)。‎ 解析　通过对实验目的“验证抗R型细菌的抗体也能抗S型细菌”的分析，可知本实验设计的自变量是抗R型细菌的抗体的有无。再依据实验结果及结论，不难对实验过程进行设计。具体来说，可以对小鼠进行分组编号，如将小鼠均等地分为甲和乙两组，然后一组施以变量(一定量的用生理盐水配制的R型活菌液)处理，另一组进行等量(生理盐水)对照。一定时间后，分别对两组小鼠注入一定量的用生理盐水配制的S型活菌液，观察对照组和实验组的现象。‎ 答案　实验思路：①取小鼠若干只，均等地分成两组，分别编号为甲组和乙组 ‎　②在甲组小鼠体内注射用生理盐水配制的R型活菌液1 mL，在乙组小鼠体内注射生理盐水1 mL　③一段时间后，再分别给甲、乙两组小鼠注射用生理盐水配制的S型活菌液1 mL，观察两组小鼠的生活状况 实验思路的书写三步曲 ‎(1)材料器具的准备：包括分组、编号、非条件处理等①‎ 取n套规格相同的器材(或取长势相同的某种生物材料随机平均分成n份)分别标记为A、B、C……，并分别加入等量的……‎ 本步骤强调分组的等量性原则(器材的规格、生物材料的长势、分组的数量和随机性等)，编号可以针对实验器具，也可以针对实验材料，有的非条件处理需在条件处理之后，则需写在第二步。‎ ‎(2)设置实验组(有单一变量)和对照组(无)②‎ 在A组中加入适量的……，在B组中加入等量的……‎ 本步骤强调对照性原则、各组条件处理的等量性原则，通过“适量”和“等量”等词语表达出来。在具体的实验设计中，可用具体的量，如“在A组中加入 ‎2 mL……，在B组中加入2 mL……”。需要注意的是，一组加入试剂时，如另一组不需加入试剂，则必须加等量的蒸馏水或相应不影响实验结果的溶液；如果用试管做实验，实验中加入试管的各溶液的总量一般不超过10 mL。另外，要注意单一变量原则，即本步骤处理的变量只能有一个。‎ 32‎ ‎(3)放在适宜的、相同的条件下培养，一段时间后观察现象和结果，并统计分析③‎ 将各套装置放在相同且适宜的环境中培养一段时间(或相应方法处理，如振荡、加热等)。‎ 本步骤强调各套装置必须放在相同且适宜的环境中，这样得到的实验结果才有可比性。培养的时间可根据具体的实验确定，也可以用“一段时间”描述。(注意：a.书写步骤通常是①②③或②①③；b.用规范性语言准确地描述。)‎ 考点6　实验结果预测与实验结论分析 ‎10.(2018·浙江新高考联盟联考)普洱茶中的活性成分能够降低食物利用率和脂肪系数，有一定的降脂减肥作用。请以大鼠为实验材料，设计实验探究三种不同浓度普洱茶水提物的降脂效果，预测实验结果并分析讨论。‎ 材料与用具：生长状况相似的幼年大鼠若干只、高脂饲料、降脂药液X、溶液甲(6%普洱茶水提物溶液)、蒸馏水、灌胃器、电子秤等。‎ ‎(要求与说明：食物利用率＝体重增长量/摄食量×100%，脂肪系数＝脂肪重量/体重×100%。各种试剂用量、实验时间及脂肪提取方法不作要求。)‎ ‎(1)实验思路(其中分组对照处理用表格形式表示)：‎ ‎①‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎ (2)预测实验结果(三种浓度普洱茶水提物降脂效果均比药液X效果好，且降脂效果与浓度呈正相关。完善以下坐标，用柱形图表示实验结果)。‎ ‎(3)讨论与分析：‎ 普洱茶水提物降低食物利用率和脂肪系数的原因可能是：‎ ‎①__________________________________________________________________；‎ ‎②__________________________________________________________________。‎ 32‎ 解析　根据实验目的“探究三种不同浓度普洱茶水提物的降脂效果”及所给材料可知实验应分五组，两组对照组分别灌胃蒸馏水和药液X，三组实验组分别灌胃三种不同浓度的普洱茶水提物，相同且适宜条件下饲养一定时间，测量计算各组的食物利用率和脂肪系数。用柱形图表示实验结果时，应注明柱形图的名称，横轴和纵轴的名称等。‎ 答案　(1)实验思路：‎ ‎①用蒸馏水将溶液甲稀释不同倍数，得到溶液乙和溶液丙。‎ ‎②将生长状况相似的幼年大鼠随机平均分组如下：‎ 组别 A B C D E 每组定时灌胃 ‎2 mL 蒸馏水 ‎2 mL 药液X ‎2 mL 溶液甲 ‎2 mL 溶液乙 ‎2 mL 溶液丙 ‎③给5组大鼠每天饲喂等量适量高脂饲料，并记录摄食量。‎ ‎④在相同且适宜条件下培养一段时间，用电子秤测量各组大鼠体重并记录，提取各组大鼠体内脂肪进行测量并记录。‎ ‎⑤计算各组大鼠的食物利用率和脂肪系数，统计分析所得数据。‎ ‎(2)不同浓度普洱茶水提物的降脂效果 ‎(3)①普洱茶水提物可减少脂肪的吸收 ‎②普洱茶水提物可增加脂肪的分解 ‎11.欲研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用，对成年小鼠的分组及处理见下表。在适宜的实验条件下，正常饲养，每隔一定时间测定耗氧量(单位时间内单位体重的氧消耗量)，记录数据并统计分析。‎ 甲组 乙组 丙组 丁组 切除甲状腺 手术但不切除甲状腺 甲状腺激素溶液灌胃 W 饲养14天 饲养14天 ‎1次/天，共14天 ‎1次/天，共14天 注：本实验中灌胃是指将液体由动物口直接注入到胃中。‎ 请回答：‎ ‎(1)表中W是对丁组小鼠的处理，该处理是________________。‎ ‎(2)预测实验结果(设计一个坐标系，将预测的实验结果用示意曲线表示)：‎ 32‎ ‎(3)分析与讨论 ‎①合成与分泌促甲状腺激素释放激素的细胞位于________，该激素经________的血液运至腺垂体发挥作用。‎ ‎②通过服用放射性131I来检测甲状腺功能的依据是 ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　(1)本实验的自变量是有无甲状腺和有无灌胃甲状腺激素，表格中甲乙两组涉及的自变量是有无甲状腺，所以丙和丁组涉及的自变量是有无灌胃甲状腺激素，所以丁组小鼠的处理是生理盐水灌胃。(2)本实验的因变量是耗氧量，甲状腺激素有促进新陈代谢的作用，缺乏了甲状腺激素会导致耗氧量减少，甲状腺激素含量升高会导致耗氧量上升，所以甲组曲线绘制时注意随时间延长曲线趋势是下降，丙组曲线绘制时注意随时间延长曲线趋势是上升，乙和丁组属于正常情况，曲线绘制时注意随时间延长曲线趋势是基本不变。(3)①合成与分泌促甲状腺激素释放激素的细胞位于下丘脑，该激素经垂体门脉的血液运至腺垂体发挥作用。②通过服用放射性131I来检测甲状腺功能的依据是I是甲状腺合成甲状腺激素的原料之一，131I的放射性强度可被仪器测定。‎ 答案　(1)生理盐水灌胃 ‎(2)‎ ‎(3)①下丘脑　垂体门脉　②I是甲状腺合成甲状腺激素的原料之一　131I的放射性强度可被仪器测定 ‎12.(2018·嘉兴3月选考测试)类风湿性关节炎症状以关节慢性炎症为主。现要研究一种新药——新风胶囊(XFC)对类风湿性关节炎的疗效，药效以大鼠足跖的长度为指标。请根据下列提供的材料与用具完成有关问题：‎ 材料与用具：XFC混悬液，LEF混悬液(治疗类风湿性关节炎的一种有效药物)，生理盐水，正常大鼠40只，类风湿性关节炎模型大鼠120只，大鼠饲料等。‎ 注意：给药方式为灌胃；药物的疗效在连续给药30天后可显现。‎ ‎(1)写出实验思路：____________________________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 32‎ ‎(2)设计一个用于记录实验结果的表格。‎ ‎(3)可能的实验结论有：_______________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ 解析　根据实验目的“研究XFC对类风湿性关节炎的疗效”及实验材料“LEF混悬液”、“生理盐水”等可知实验应分为四组，三组对照组：正常大鼠灌胃生理盐水、模型大鼠灌胃生理盐水、模型大鼠灌胃LEF混悬液，一组实验组：模型大鼠灌胃XFC混悬液；适宜且相同条件下饲养并连续给药30天后，测量大鼠足跖的长度并记录。设计用于记录实验结果的表格时，需注明表格名称，四个组别及给药前后足跖的长度。因为题干没有明确XFC对类风湿性关节炎的具体疗效，所以实验结论有四种可能：没有疗效、有疗效但比LEF差、有疗效且比LEF好、有疗效且与LEF相近。‎ 答案　(1)①正常大鼠编号为A；类风湿性关节炎模型大鼠随机均分为3组，分别编号为B、C、D。‎ ‎②测量每只大鼠的足跖长度并记录。‎ ‎③C组每只大鼠灌胃适量且等量的LEF混悬液，D组每只大鼠灌胃适量且等量的XFC混悬液，A、B两组灌胃适量且等量的生理盐水。‎ ‎④四组大鼠饲喂适量且等量的大鼠饲料，在适宜且相同条件下饲养。‎ ‎⑤连续给药30天后，测量大鼠足跖的长度并记录 ‎⑥统计分析数据。‎ ‎(2)大鼠足跖长度结果记录表 组别 A B C D 给药前足跖的长度 给药后30天足跖的长度 ‎(3)①XFC对类风湿性关节炎有疗效，且比LEF更好 ‎②XFC对类风湿性关节炎有疗效，且与LEF相近 ‎③XFC对类风湿性关节炎有疗效，但比LEF差 ‎④XFC对类风湿性关节炎没有疗效 ‎1.实验结果预测与实验结论分析 32‎ ‎(1)若是验证性实验，则一般只有一个结果和一个相应的结论。依据实验原理及实验思路写出实验结果，实验结论照抄实验目的或分析实验结果得出实验结论。‎ ‎(2)若是探究性实验，则有几种可能的结果和相应的结论，常用“反推正写法”分析实验结果，得出结论。“反推正写法”就是先根据自变量与因变量的关系假设出可能的实验结论，再推出相应的实验结果；最后反过来书写，即用“若……，则……”的文字形式表述。‎ ‎2.实验结果的呈现形式 ‎(1)文字描述式 探究性实验的结果常有多种可能，叙述时注意实验结果与实验结论的对应性。验证性实验的结果一般明确唯一，依据实验原理及实验思路可直接写出。‎ ‎(2)坐标图式 选考考查的坐标图(单纵坐标、双纵坐标)主要有曲线图、柱形图两种形式，绘制时应有“自明性”，即只看图、图题和图例，不阅读正文就可以理解图示含义。‎ 坐标图的共性：往往将横轴的变化量作为自变量，纵轴的变化量作为因变量。横轴或纵轴若有标值，需均匀标出，若有计量单位，也需标注单位。若在同一坐标中绘制两个自变量时，则横轴是其中一个自变量，图例中是另一个自变量；若含有两个因变量(或其检测指标)时，则需绘出双纵坐标系。‎ 一般来说，当需要描述因变量随自变量变化而变化的趋势时，常采用曲线图；当需要描述因变量随自变量变化而呈现结果时，常采用柱形图。‎ 作图的程序：第一步：描点，即在坐标系中找到与实验数据相对应的点。第二步：若为柱形图，将各点作横坐标垂直线，并分别以适当的宽度将每一垂直线画成矩形；若为曲线图，将各点用折线或圆滑线把各点连接起来。在有些实验绘制曲线图时，需根据自变量与因变量的关系，确定曲线的大致走势，并注意曲线的起点、转折点、终点及曲线的交点。‎ ‎(3)表格式 实验设计时，必定会分析实验的目的、实验原理、变量(自变量、因变量、无关变量)等，而这些分析在表格设计时表题、表头、行标、列标等的分析中都有所运用。‎ ‎①实验表格的内容 表格通常包括：表题(表格名称)、表头、列标、行标、数据格。如表1所示，①②③合称为表头，⑤⑥分别为列标和行标，④为数据格。其中，①是⑤区域的内容，通常表示实验组别或实验自变量的具体体现，②是④区域的内容，表示因变量测量指标的名称，③是⑥区域的内容，通常表示对每个实验组内测量的次数，或同一实验组内不同个体，或测量时间等，④为②的具体化，为实验测量的具体数据，⑤为①的具体化，如A组、B组；1 000 mg/L、100 mg/L、10 mg/L等，⑥为③的具体化，如第一次测量、第二次测量；10 min后、20 min后、30 min后等。‎ 表1　表格名称 32‎ 特别需要引起注意的是对于需要测出具体数据的实验表格，行标最后一格的内容应为“平均值”，如表2所示。‎ 表2　表格名称 ‎②表题的拟定 表题一般结合实验目的，点明表格的主题或要点。当表格中的数据既有自变量也有因变量时，表题中应同时提及两者，但对照组不必在表题中提及。需要注意的是，虽然简短是表题的重要方面，但绝不可只图简短而导致意义不明，如“实验结果”、“红细胞形态变化结果”、“兔红细胞的实验”等就不符合要求。‎ ‎③表头、行题、列题的确定 许多表格用对角线将表头分为两半，分别概括行题和列题的内容，也有用斜线一分为三的。但现在多趋向于不使用斜线(对角线)，而是把栏头作为行题或列题，即只对第一行或第一列进行概括。一般情况下，行题所提出的是被研究的对象。‎ 另外，在需要时也可以将自变量和因变量的位置互换，即在行题列出因变量而列题列出自变量。‎ ‎④表中数据处理 表格一般用于实验结果的记录，若相应的实验为探究性实验，则不能将数据填入表格当中，否则将因为违背了科学实验实事求是的原则而造成不必要的丢分；若为验证性实验，且有相关数据，则可以将数据填写入表格中。‎ 32‎ 同类型数据的有效数位应统一，表中的数据应以小数点为基础进行数位对齐，以便于进行数据比较。如分组资料的表格，通常应将对照组列为第一项，而对照组数据在相应的栏目标题下的首行列出。‎ ‎⑤在表格的编制中，还需要关注以下内容：‎ 在表内各项栏目不至于混淆的前提下，表线越少越好，尽量不要设计很复杂的大表。‎ 表中文字一定要简明扼要，文字较少则居中书写，句中可使用标点，句末一律不加标点。表中各栏参数若有计量单位，标注方法为参数写在左边(上)，单位写在右边(下)的圆括号内，如“温度(℃)”；参数用符号表示时，可用斜线将两者分开，如“T/℃”。‎ ‎1.已知紫杉醇和大蒜素均具有一定的抗癌作用。为比较两者的抗癌效果及研究两者联合抗癌的效果，请根据以下材料进行回答：‎ 实验材料：培养瓶若干个、人肺癌细胞悬液、液体培养基、紫杉醇提取物、大蒜素提取物、显微镜等。‎ ‎(要求与说明：实验中所使用试剂的具体浓度和用量不作要求；不考虑加入抗癌药剂后的体积变化；培养基成分变化对细胞生长的影响不作要求)‎ ‎(1)补充实验思路：‎ ‎①取培养瓶若干，______________________，向每个培养瓶中加入____________；‎ ‎②向培养液中分别添加合适的药剂：____________________________________；‎ ‎③将各培养瓶放入________培养，一段时间后分别取上述各组培养瓶中的培养液，在显微镜下用________分别进行计数，并记录。‎ ‎④对实验数据进行分析与处理。‎ ‎(2)预测实验结果：‎ 若实验结果显示两者联合使用可起到增效作用，且紫杉醇的抗癌效果强于大蒜素。请设计一坐标系，以柱形图的形式表示药物的抗癌效果。‎ ‎(3)分析与讨论：‎ ‎①培养过程中，人肺癌细胞的细胞增殖方式为________。‎ ‎②大蒜素对人肺癌细胞细胞周期影响的实验结果如下图，该结果说明大蒜素可以将细胞阻滞于细胞周期中的________期，这为肺癌的临床治疗提供了理论依据。‎ 32‎ 解析　本实验的目的是比较紫杉醇和大蒜素抗癌效果和两者联合使用效果，所以实验的自变量为是否加入药物和药物的种类，因变量为肺癌细胞的增殖情况，具体用血细胞计数板在显微镜下统计癌细胞的数量。实验分四组完成，一组空白对照组，3个实验组，分别加入紫杉醇、大蒜素、紫杉醇和大蒜素，癌细胞的初始数量要相等，所以加入等量的肺癌细胞悬液和液体培养基。(1)①根据前面的分析，实验分4组，并编号，向每个培养瓶中加入等量人肺癌细胞悬液和液体培养基；②A组：不作处理； B组：紫杉醇提取物；C组：大蒜素提取物 ；D组：紫杉醇提取物＋大蒜素提取物(分组顺序可以调换)；③动物细胞培养的设备是CO2培养箱 ，一段时间后用血细胞计数板在显微镜下分别统计4组的癌细胞数。(2)已知紫杉醇和大蒜素均具有抗癌作用，且紫杉醇的抗癌效果强于大蒜素，两者的联合使用起到增效作用，所以4组中空白对照组细胞数最多，加大蒜素组次之，加入紫杉醇和大蒜素的组细胞数最少。注意绘制柱形图时横坐标和纵坐标的标注。(3)癌细胞的分裂方式是有丝分裂，与对照组相比，实验组的DNA含量为60的细胞数减少，而DNA含量为120的增加，所以推测出大蒜素起作用的时间为 G2、M 。‎ 答案　(1)补充实验思路：‎ ‎①均分为A、B、C、D四组　等量人肺癌细胞悬液和液体培养基；(不写等量不给分)‎ ‎②A组：不作处理； B组：紫杉醇提取物；C组：大蒜素提取物；D组：紫杉醇提取物＋大蒜素提取物(分组顺序可以调换)‎ ‎③CO2培养箱　血细胞计数板(或血球计数板)‎ ‎(2)预测实验结果 ‎(3)有丝分裂　G2、M 32‎ ‎2.(2018·学军中学3月模拟)研究表明从母瘤分离脱落的癌细胞首先要与正常细胞粘附才能转移。‎ 为研究物质X对癌细胞与毛细血管内皮细胞间粘附的影响，请根据以下提供的实验材料与用具，完善实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。‎ 材料与用具：培养瓶若干个、液体培养基、物质X、癌细胞细胞株、内皮细胞悬液、CO2培养箱、PBS溶液(用于洗去未粘附的细胞)‎ ‎(要求与说明：不考虑培养液成分变化对培养物的影响；实验条件适宜)‎ ‎(1)实验思路：‎ ‎①取培养瓶若干个均分为三组，……‎ ‎(2)下图为实验所测得的细胞粘附率，请根据图示结果，用文字描述该实验结果并得出实验结论：‎ 结果：_______________________________________________________________。‎ 结论：_____________________________________________________________。‎ ‎(3)分析与讨论 导致癌细胞从母瘤分离脱落的原因可能是________________________________。根据实验可推测：物质X可能是通过降低肿瘤细胞与毛细血管内皮细胞的粘附率，来达到________________的作用。‎ 答案　(1)实验思路：‎ ‎①取培养瓶若干个均分为三组，分别加入等量且适量的液体培养基和内皮细胞悬液，置于‎37 ℃‎的CO2培养箱中培养24 h，使培养瓶中铺满单层内皮细胞。‎ ‎②加入用液体培养基配制的不同浓度的物质X(浓度为100和300 μg/mL)，对照组加入等体积的液体培养基 ‎③同时分别取等量的癌细胞转入上述培养瓶中(取等量的癌细胞转入铺满单层内皮细胞的培养瓶中)。置于‎37 ℃‎的CO2培养箱中培养一段时间。‎ ‎④用PBS溶液洗去未粘附的细胞，测定相关值并计算细胞粘附率。‎ ‎⑤对实验数据进行分析与处理。‎ 32‎ ‎(2)结果：与正常对照组相比，加入物质X后，癌细胞与内皮细胞间的粘附率明显降低，且在实验浓度范围内剂量越高癌细胞与内皮细胞间的粘附率下降越明显 结论：物质X可降低癌细胞与内皮细胞间的粘附率(而且作用效果与物质X的浓度有关)‎ ‎(3)分析与讨论 癌细胞膜表面粘连蛋白(糖蛋白)减少　抑制癌细胞转移 ‎(时间：30分钟)‎ ‎1.为研究某生物制剂(W)具有促进细菌B增殖的作用，请根据以下提供的实验材料，以细胞数变化为检测指标，提出实验思路，并预测实验结果。‎ 实验材料：培养瓶若干个，液体培养基，W，细菌B，血细胞计数板，显微镜等。‎ ‎(要求与说明：不考虑加入W后的体积变化等因素；细胞计数的具体操作过程不作要求；培养过程中不更换培养液；培养液成分变化不利于细菌B生长不作要求；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培养过程中，细菌B的增长方式为________形增长。‎ ‎②为提取细菌B内的酶，对该菌进行破碎时，应将其________________。‎ A.置于蒸馏水中 B.用纤维素酶水解 C.置于稀盐酸中 D.冷冻研磨 解析　(1)为研究生物制剂(W)具有促进细菌B增殖，需设置对照实验。实验组添加生物制剂(W)，对照组不添加，其他条件相同。实验过程中需要定期对培养液中的细菌相对数进行检测、计算平均值并记录。(2)对照组和实验组中，细菌在培养液中增殖，细菌数目增加。但W可促进细菌B增殖，因此添加W的实验组细菌增殖速度更快。(3)①由于培养瓶的空间和培养液中营养成分的限制，细菌数量呈S形增长。②为提取细菌B内的酶，对该菌进行破碎。细菌具有细胞壁，其细胞壁的主要成分是肽聚糖，因此不能用蒸馏水或纤维素酶处理使细胞破碎，A、B错误；将细菌置于稀盐酸中会使酶失去活性，C错误；在低温条件下酶仍具有活性，因此可用冷冻研磨的方法使细胞破碎，提取细菌B内的酶。‎ 答案　(1)①取细菌B经稀释后得到菌液，在显微镜下用细胞计数板进行计数，并记录 32‎ ‎②取菌液分别接种于以下两组培养瓶中，每组若干瓶。‎ 甲组：液体培养基 乙组：液体培养基＋W ‎③将上述两组样品培养一段时间后，分别取上述两组中的培养瓶内的菌液，在显微镜下用血细胞计数板分别进行计数，并记录。‎ ‎④每隔一段时间重复③‎ ‎⑤对实验数据进行分析与处理 ‎ (2)‎ 生物制剂W对细菌B增殖的影响 ‎(3)①S　②D ‎2.科研人员实验探究了桑叶多糖对人工糖尿病小鼠空腹血糖数值的影响，实验分析结果如下表所示。请写出实验思路，并设计一个坐标系，将表中实验分析结果的数值变化趋势用曲线图表示出来。(说明：现有刚刚处理得到的人工糖尿病小鼠若干只，该品种小鼠的正常空腹血糖数值为6.0 mmol/L。给药和测定空腹血糖数值的方法不作要求，实验持续6周时间。)‎ 桑叶多糖对人工糖尿病小鼠空腹血糖数值的影响 实验分组 ‎(按体重给药量)‎ 给药前空腹血糖/(mmol·L－1)‎ 给药后空腹血糖/(mmol·L－1)‎ ‎2周末(与给 药前比较)‎ ‎4周末(与2‎ 周末比较)‎ ‎6周末(与给 药前比较)‎ A组 ‎[0(g·kg－1)]‎ ‎17.7‎ 明显升高 明显升高 明显升高(接近2周末数值)‎ B组 ‎[0.25(g·kg－1)]‎ ‎17.5‎ 明显升高 明显升高 无显著差异 C组 ‎[0.50(g·kg－1)]‎ ‎17.4‎ 明显升高 无显著差异 明显降低(明显高于正常数值)‎ 32‎ D组 ‎[1.00(g·kg－1)]‎ ‎17.3‎ 无显著差异 无显著差异 明显降低(接近正常数值)‎ ‎ (1)实验思路：‎ ‎①·‎ ‎(2)设计一个坐标系，将表中实验分析结果的数值变化趋势用曲线图表示出来。‎ 解析　(1)本实验探究桑叶多糖对人工糖尿病小鼠空腹血糖数值的影响，故自变量为是否给药(桑叶多糖)，A组不给药，作对照组，其他各组按体重给药，作为实验组，因变量是小鼠的空腹血糖在给药前后的变化，叙述时注意对照实验的对照原则、等量原则、单一变量原则等。‎ ‎(2)根据表格数据可知，A组给药后2周末(与给药前比较)血糖明显升高、4周末(与2周末比较)血糖明显升高，6周末(与给药前比较)血糖明显升高(接近2周末数值)；B组给药后2周末(与给药前比较)血糖明显升高、4周末(与2周末比较)血糖明显升高，6周末(与给药前比较)血糖无显著差异；C组小鼠给药后2周末(与给药前比较)血糖明显升高、4周末(与2周末比较)血糖无显著差异，6周末(与给药前比较)血糖明显降低接近(正常数值)6.0 mmol/L。据此画图有两种可能。‎ 答案　(1)①将小鼠随机均分为4组，编号A、B、C、D；‎ ‎②测定小鼠的空腹血糖数值；‎ ‎③A组不给药，B组给药‎0.25 g/kg；C组给药‎0.50 g/kg；D组给药‎1.00 g/kg；‎ ‎④在适宜且相同的条件下饲养；‎ ‎⑤分别于2周末、4周末、6周末测定空腹血糖数值；‎ ‎⑥记录实验数据，统计分析 ‎(2)‎ 32‎ ‎3.糖酵解增强是绝大多数恶性肿瘤的典型特征，因此肿瘤患者的葡萄糖摄取明显增加，且代谢活动强的癌细胞摄取量大。在癌细胞培养中，荧光类似物2－N－2－脱氧葡萄糖(2－NBDG)与普通葡萄糖的吸收存在竞争性(如图所示)。细胞中荧光信号强，表示细胞吸收的2－NBDG多。‎ 现有甲、乙两种不同的乳腺癌细胞，且甲的代谢强度大于乙。欲验证这两种癌细胞的代谢强度及两种葡萄糖的吸收存在竞争性，请根据以下提供的材料用具，完善实验思路，预测实验结果并回答有关问题：‎ 材料与用具：甲种乳腺癌细胞，乙种乳腺癌细胞，细胞培养液，普通葡萄糖溶液，生理盐水，2－NBDG，培养皿若干，CO2培养箱等。(注：荧光测量的具体方法不作要求)‎ ‎(1)完善实验思路：‎ ‎①取若干培养皿，均分为4组。各组加入的试剂和接种的细胞如下表：‎ 组别 A B C D 说明 细胞培养液 ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ 用“＋”表示加入 用“－”表示不加 普通葡萄糖溶液 ‎＋‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎－‎ 生理盐水 ‎－‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎2－NBDG溶液 ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ ‎＋‎ 甲种乳腺癌细胞 ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ 乙种乳腺癌细胞 ‎－‎ ‎＋‎ ‎－‎ ‎＋‎ ‎(2)设计表格，并将预期实验结果填在表格中。(荧光强度用“＋”表示，荧光强度越大，“＋”数越多，荧光强度最弱用“1＋”表示，最强用“4＋”表示)‎ ‎(3)根据实验结果，请从细胞结构的角度推测，癌细胞培养时，2－NBDG与普通葡萄糖的吸收会发生竞争的原因是_______________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　分析曲线图可知，普通葡萄糖的吸收量越大，荧光类似物2－NBDG的吸收量越小。癌细胞培养时，由于细胞膜上转运2－NBDG与普通葡萄糖的载体蛋白是同一种，因此2－NBDG与普通葡萄糖的吸收会发生竞争。‎ 32‎ 答案　(1)②各组置于温度等条件适宜的CO2培养箱培养。‎ ‎③一段时间后，检测各组细胞的荧光强度，并作记录和统计分析。‎ ‎(2)‎ 甲、乙乳腺癌细胞的代谢强度和2－NBDG吸收实验结果 组别 A B C D 荧光强度 ‎2＋(或3＋)‎ ‎1＋‎ ‎4＋‎ ‎2＋(或3＋)‎ ‎(3)细胞膜上转运2－NBDG与普通葡萄糖的载体蛋白是同一种 ‎4.为了探究紫草素对鼻咽癌细胞增殖的影响，以细胞相对生长抑制率(细胞相对生长抑制率＝1一药物组OD值/对照组OD值)为测定指标，研究者得出实验结果如图，请补充实验思路，并对实验结果进行分析和讨论。‎ 材料与用具：鼻咽癌细胞、细胞培养液、紫草素、培养瓶、比色计等。‎ ‎(要求与说明：答题时不考虑加入紫草素后的体积变化等误差，实验仪器、用具操作等不做具体要求)‎ ‎(1)实验思路：‎ ‎①‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎(2)本实验得出的实验结论：_____________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎(3)分析与讨论：‎ ‎①该实验中的细胞数量和OD值的关系是________________。‎ ‎②鼻咽癌细胞在紫草素作用下增殖减慢的机理可能有________________或________________。‎ 32‎ 答案　(1)①取培养瓶若干只，均分成甲、乙、丙、丁、戊5组，在每组中放入适量且等量的鼻咽癌细胞悬液，在乙－戊组的细胞瓶中加入浓度为1、5、10、15 mg/mL的紫草素溶液。‎ ‎②将五组鼻咽癌细胞培养瓶放在相同且适宜的条件下培养，分别在24 h、48 h、72 h后用比色计测定各组细胞的OD值。‎ ‎③对所得实验数据进行分析与处理 ‎(2)紫草素对鼻咽癌细胞增殖有抑制作用，而且在一定范围内随着浓度增加，时间延长，抑制作用加强。‎ ‎(3)①细胞数量越多，OD值越大 ‎②使鼻咽癌细胞周期变长　诱导鼻咽癌细胞凋亡 ‎5.虫草精华具有补气之疗效。为了研究不同剂量的虫草精华液对小鼠红细胞数及血红蛋白含量的影响，请根据以下提供的实验材料写出实验思路，并预测实验结果并进行分析。‎ 实验材料：不同剂量的虫草精华液(160 mg/kg，325 mg/kg，650mg/kg)、生长发育相似的健康小鼠40只、灌胃器、采血器、蒸馏水、血细胞稀释液，显微镜、血细胞计数板、血红蛋白计等(要求与说明：本实验的药物以灌胃方式给予，每天1次，连续10天。)‎ 请回答：‎ ‎(1)实验思路：________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验结果表明，小鼠灌胃虫草精华液后可使红细胞数、血红蛋白含量明显升高，中量和大剂量比小剂量效果明显，中剂量和大剂量的效果差别不明显。请以坐标柱形图形表示实验结果。‎ ‎(3)分析与讨论 ‎①细胞计数时，方格内细胞的计数顺序为________________________。‎ ‎②若发现方格内的红细胞数目多于300个或数不过来，可以用________的方法进行细胞计数。‎ 答案　(1)实验思路：‎ ‎①选取体重相近的实验小鼠40只随机均分成4组，编号为甲、乙、丙、丁组。‎ ‎②甲、乙、丙组分别每天灌胃适量且等量160 mg/kg、325 mg/kg、650 mg/kg剂量的虫草精华液、丁组灌胃等量的蒸馏水为对照，每天1次，连续10天。‎ ‎③4组小鼠放在相同且适宜的条件下培养，10天后分别取四组小鼠的血液，用血细胞稀释液进行稀释，用血细胞计数板在显微镜下对每组的红细胞进行计数并记录，同时用血红蛋白计测量每组血红蛋白含量并记录。‎ ‎④对所得数据进行统计与分析，得出结论。‎ 32‎ ‎(2)实验结果：‎ ‎(3)分析讨论 ‎①左上→ 右上→ 右下→ 左下　②稀释 ‎6.环磷酰胺(CP)是常用的化疗药物，研究表明CP对遗传物质具有损伤效应，可导致染色体结构变异产生微核。现欲以微核率(含微核的细胞数占观察细胞总数的比例)为检测指标，探究轮叶党参醇提取物水溶部分(WACL)的浓度和给药顺序对CP所致突变的拮抗作用，请根据以下提供的实验材料，提出实验思路并进行分析。‎ 材料与用具：大鼠外周血淋巴细胞悬液，动物细胞培养液，浓度为4 mg/mL的WACL溶液，20μg/mL的CP溶液，生理盐水，培养瓶若干个，显微镜，血细胞计数板等。‎ ‎[要求与说明：微核是丧失着丝粒的染色体片段于末期之后单独形成的一个或几个规则的次核(如图)；染色和制作装片的具体方法不作要求；实验条件适宜。]‎ 请回答：‎ ‎(1)实验思路(其中实验分组用表格形式表示)‎ ‎①‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎(2)分析与讨论 ‎①异常细胞的细胞周期中，观察计数微核的最佳时期应是________。‎ ‎②若本实验所得结果如下图所示：‎ 32‎ 据此可以得出的结论是：‎ a.__________________________________________________________________；‎ b._________________________________________________________________。‎ 解析　(1)本实验的自变量是WACL浓度和给药顺序，针对WACL浓度，需要配制多个浓度的WACL溶液，根据结果共需三个浓度0.25、1、4 mg/mL。针对给药顺序，设置了三种给药顺序，每种给药顺序都进行三个WACL浓度的实验，另设空白对照和单独CP处理组，实验共分11组。本实验的因变量是微核率，测量指标是总细胞数和发生微核的细胞数。(2)①由于微核是丧失着丝粒的染色体片段于末期之后单独形成的一个或几个规则的次核。所以观察计数微核的最佳时期应该是分裂间期，因为分裂间期有清晰的细胞核，次核在细胞核之外，容易观察。②根据结果实验的结论有两条，一条针对浓度，是不同浓度的WACL均对CP所致突变有拮抗作用。另一条针对给药顺序，是中低浓度先加WACL的效果好于其他两种加药顺序。‎ 答案　(1)实验思路 ‎①利用浓度为4 mg/mL的WACL溶液配置成0.25 mg/mL、1 mg/mL的溶液。‎ ‎②取11个培养瓶，并编号，并在瓶中加入等量且适量的大鼠外周血淋巴细胞悬液和培养液。‎ ‎③实验分组 表：给药顺序和WACL对CP所致突变拮抗作用的实验分组 给药方法 WACL浓度 ‎0‎ ‎0.25 mg/mL ‎1 mg/mL ‎4 mg/mL 先加CP，后加WACL ‎—‎ 第1组 第2组 第3组 先加WACL，后加CP ‎—‎ 第4组 第5组 第6组 同时加WACL和CP ‎—‎ 第7组 第8组 第9组 只加生理盐水 第10组 ‎—‎ ‎—‎ ‎—‎ 只加CP 第11组 ‎—‎ ‎—‎ ‎—‎ 32‎ ‎④按上述分组，在各培养瓶中加入等量的相关溶液，培养一段时间。‎ ‎⑤取各培养瓶中培养液，在显微镜下统计微核细胞数和细胞总数，记录结果并计算微核率。‎ ‎(2)分析与讨论 ‎①间期 ‎②a.不同浓度的WACL均对CP所致突变有拮抗作用 b.中低浓度先加WACL的效果好于其他两种加药顺序 ‎7.现提供以下实验材料、试剂与用具：新制备的数条‎5 cm长的萝卜条、蒸馏水、蔗糖、三角尺、烧杯等，请你设计一个实验方案，探究植物细胞在不同浓度的蔗糖溶液中的渗透现象。‎ ‎(1)实验思路：‎ ‎①‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎·‎ ‎(2)预期结果：建立一个坐标系，用曲线图预测萝卜条长度的变化情况(至少画出四种蔗糖浓度的变化曲线)‎ ‎(3)分析与讨论 ‎①通过本实验的探究，如何估测萝卜的细胞液浓度？请说明其依据。___________________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎②实验说明成熟的植物细胞产生渗透现象的条件是：‎ ‎____________________________________________________________________。‎ 解析　本实验探究不同浓度的蔗糖溶液中的萝卜条渗透现象，自变量为不同浓度的蔗糖溶液，因变量为萝卜条的长度。外界溶液与细胞液之间的浓度差会影响萝卜条的长度变化。外界浓度高时，萝卜条失水，长度减小，外界浓度低时，萝卜条吸水，长度变大；在等渗溶液中，植物细胞吸水和失水动态平衡，萝卜条长度基本不变。‎ 答案　(1)实验思路：①用蒸馏水与蔗糖配制成具有一定梯度的不同浓度的蔗糖溶液。②将数条‎5 cm长的萝卜条分别浸泡在蒸馏水和不同浓度的蔗糖溶液中，每隔一段时间用三角尺测量萝卜条的长度，记录并求平均值。③对所得数据进行处理和分析。‎ ‎(2)预期结果：(见下图)‎ 32‎ ‎(3)分析与讨论：①萝卜条长度基本不变组所对应的蔗糖浓度即为萝卜的细胞液浓度；此时植物细胞与外界溶液之间水分子进出相等，萝卜条既不吸水也不失水　②外界溶液与细胞液之间有浓度差 32‎