高考生物微專題15 動物激素功能的實驗探究

微專題15動物激素功能的實驗探究一、研究方法二、一般思路三、案例1.驗證甲狀腺激素的功能(1)飼喂法(2)切除法和注射法2.驗證生長激素的功能切除法和注射法3.驗證性激素的功能切除法和移植法4.驗證胰島素的功能注射法四、實驗成功關(guān)鍵點(1)動物分組的基本要求：選擇性別、年齡、體重、生理狀況相似的動物平均分組，每組要有數(shù)量相等的多只。(2)實驗設(shè)計時要注意設(shè)置對照實驗，控制無關(guān)變量，保證單一變量。(3)進行注射實驗時空白對照組應(yīng)注射生理鹽水(不可用蒸餾水)，進行飼喂實驗時，空白對照組可添加蒸餾水。(4)注意觀測指標的確定，如胰島素生理功能可以用昏迷和蘇醒快慢檢驗，甲狀腺激素生理功能可用耗氧量、代謝速率、體溫變化或活動狀況(興奮性高低)等檢驗，但具體實驗應(yīng)具體分析。[經(jīng)典演練]1.(2020·全國卷Ⅰ，3)某研究人員以小鼠為材料進行了與甲狀腺相關(guān)的實驗，下列敘述錯誤的是()A.切除小鼠垂體，會導致甲狀腺激素分泌不足，機體產(chǎn)熱減少B.給切除垂體的幼年小鼠注射垂體提取液后，其耗氧量會增加C.給成年小鼠注射甲狀腺激素后，其神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性會增強D.給切除垂體的小鼠注射促甲狀腺激素釋放激素，其代謝可恢復正常答案D解析甲狀腺激素可以促進新陳代謝，若切除小鼠垂體，會導致促甲狀腺激素分泌減少，甲狀腺激素分泌也隨之減少，細胞代謝減慢，機體產(chǎn)熱減少，A正確；切除垂體的幼年小鼠體內(nèi)促甲狀腺激素較少，注射垂體提取液后，促甲狀腺激素增多，甲狀腺激素也隨之增多，機體代謝加快，耗氧量增加，B正確；甲狀腺激素可以提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，給成年小鼠注射甲狀腺激素后，其神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性會增強，C正確；促甲狀腺激素釋放激素不能直接作用于甲狀腺調(diào)節(jié)甲狀腺激素的合成和分泌，故給切除垂體的小鼠注射促甲狀腺激素釋放激素，其代謝不會恢復正常，D錯誤。2.(2020·全國卷Ⅰ，31)某研究人員用藥物W進行了如下實驗：給甲組大鼠注射藥物W，乙組大鼠注射等量生理鹽水，飼養(yǎng)一段時間后，測定兩組大鼠的相關(guān)生理指標。實驗結(jié)果表明：乙組大鼠無顯著變化；與乙組大鼠相比，甲組大鼠的血糖濃度升高，尿中葡萄糖含量增加，進食量增加，體重下降?；卮鹣铝袉栴}：(1)由上述實驗結(jié)果可推測，藥物W破壞了胰腺中的________細胞，使細胞失去功能，從而導致血糖濃度升高。(2)由上述實驗結(jié)果還可推測，甲組大鼠腎小管液中的葡萄糖含量增加，導致腎小管液的滲透壓比正常時的________，從而使該組大鼠的排尿量________。(3)實驗中測量到甲組大鼠體重下降，推測體重下降的原因是_____________________________________________________。(4)若上述推測都成立，那么該實驗的研究意義是_______________________________________________(答出1點即可)。答案(1)胰島B(2)高增加(3)甲組大鼠胰島素缺乏，使機體不能充分利用葡萄糖來獲得能量，導致機體脂肪和蛋白質(zhì)的分解增加(4)獲得了因胰島素缺乏而患糖尿病的動物，這種動物可以作為實驗材料用于研發(fā)治療這類糖尿病的藥物解析(1)胰島B細胞受損會使胰島素分泌不足，血液中的葡萄糖進入組織細胞被利用、轉(zhuǎn)化和儲存的過程受阻，最終導致血糖濃度升高。(2)若腎小管液中的葡萄糖含量增加，腎小管液的滲透壓比正常時的高，會使腎小管上皮細胞對水分的重吸收減少，從而導致大鼠的排尿量增加。(3)甲組大鼠胰島素缺乏，機體不能充分利用葡萄糖，從而使脂肪和蛋白質(zhì)的分解增加，會造成大鼠體重下降。(4)題中實驗獲得了因胰島素缺乏而患糖尿病的動物，這種動物可以作為實驗材料用于研發(fā)治療這類糖尿病的藥物。[對點訓練]1.(2021·陜西西安五校聯(lián)考)某校學生社團欲研究甲狀腺和甲狀腺激素的生理作用，以成年小白鼠為實驗材料，實驗分組及處理如表(注：灌胃是指將液體由動物口直接注入胃中)，以下分析不正確的是()組別處理甲手術(shù)切除甲狀腺乙X丙Y丁生理鹽水灌胃A.X處的最佳處理方法為“不做處理”，以便與甲組相對照B.Y處的處理方法為“等量一定濃度的甲狀腺激素溶液灌胃”C.可以通過服用放射性碘來進一步檢測甲狀腺的功能D.甲狀腺激素能促進物質(zhì)氧化分解，因此因變量可以用測定小白鼠耗氧量的方法來檢測答案A解析乙組是甲組的對照組，因甲組對小鼠進行了手術(shù)和切除甲狀腺兩種處理，因此乙組對小鼠也應(yīng)進行同樣的手術(shù)但不切除甲狀腺，可排除無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響，A錯誤；丙組與丁組形成對照，根據(jù)實驗目的及丁組的處理，可知Y處的處理方法為“等量一定濃度的甲狀腺激素溶液灌胃”，B正確；碘是合成甲狀腺激素所必需的，因此可以通過服用放射性碘來進一步檢測甲狀腺的功能，C正確；甲狀腺激素能提高代謝強度，促進物質(zhì)氧化分解，因此可以通過測定耗氧量來檢測甲狀腺激素的生理作用，D正確。2.(2020·河南三門峽一模)某同學從小白鼠的體內(nèi)提取了一種激素，推測可能是胰島素或甲狀腺激素。為了探究該激素是何種激素，把生理狀況相同的小鼠分成四組，編號甲、乙、丙、丁，給甲組小鼠注射一定量的該激素，乙組小鼠注射等量的生理鹽水，丙組小鼠飼喂含該激素的飼料，丁組小鼠飼喂不含該激素的飼料，觀察現(xiàn)象。下列分析錯誤的是()A.如果甲組小鼠出現(xiàn)休克，注射適量的葡萄糖后恢復，說明該激素是胰島素B.如果甲組小鼠比乙組小鼠興奮、呼吸和代謝加快，說明該激素是甲狀腺激素C.如果丙組小鼠出現(xiàn)休克，飼喂適量的葡萄糖后恢復，說明該激素是胰島素D.如果丙組小鼠比丁組小鼠興奮、呼吸和代謝加快，說明該激素是甲狀腺激素答案C解析胰島素具有降血糖作用，給甲組小鼠注射一定量的該激素，甲組小鼠出現(xiàn)休克，注射適量的葡萄糖后恢復，說明該激素是胰島素，A正確；甲狀腺激素(本質(zhì)為氨基酸類衍生物)具有促進代謝活動，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性的作用，因此如果甲組小鼠比乙組(或丙組比丁組)小鼠興奮、呼吸和代謝加快，說明該激素是甲狀腺激素，B、D正確；胰島素為蛋白質(zhì)類激素，飼喂不能發(fā)揮降血糖作用，C錯誤。3.(2020·北京等級?？?，10)先天性甲狀腺功能減低癥(甲減)可對哺乳動物生長發(fā)育造成嚴重影響。以大鼠為實驗材料，檢測甲減仔鼠及補充甲狀腺激素的甲減仔鼠的各項指標，結(jié)果見下表。指標正常仔鼠甲減仔鼠補充甲狀腺激素的甲減仔鼠甲狀腺激素濃度/(pmol·L－1)20.425.9015.92促甲狀腺激素濃度/(TSH，mIU·L－1)3.129.294.97心肌重量/mg68.2741.2965.66結(jié)合上表分析甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)及其與心肌生長的關(guān)系，錯誤的是()A.TSH的增加抑制了甲狀腺激素的分泌B.補充甲狀腺激素后TSH的分泌減少C.甲狀腺激素可促進心肌的生長D.補充甲狀腺激素可用于治療甲減答案A解析TSH具有促進甲狀腺合成和分泌甲狀腺激素的作用，TSH的增加可促進甲狀腺激素的分泌，A錯誤；分析表格信息，補充甲狀腺激素的甲減仔鼠的TSH含量低于甲減仔鼠，說明補充甲狀腺激素后，TSH的分泌減少，B正確；分析表格信息，正常仔鼠及補充甲狀腺激素的甲減仔鼠的心肌重量都高于甲減仔鼠，說明甲狀腺激素能促進心肌生長，C正確；補充甲狀腺激素的甲減仔鼠的甲狀腺激素總量明顯大于甲減仔鼠的，稍小于正常仔鼠的，更明顯的是心肌重量基本正常，推測補充甲狀腺激素能治療甲減，D正確。4.(2021·廣西南寧一模)人體的甲狀腺在體溫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。下面是某同學研究藥物對氨水楊酸對大鼠甲狀腺功能的影響實驗，研究員給大鼠飼喂含一定量的對氨水楊酸飼料，一段時間后進行相關(guān)檢測，得到數(shù)據(jù)如下表所示?；卮鹣铝袉栴}：組別例數(shù)甲狀腺重/mg甲狀腺激素含量/μg對照組1013.554.2實驗組1025.418.4(1)對照組大鼠的處置是 。(2)從激素調(diào)節(jié)的角度分析，導致實驗組甲狀腺變重的主要原因是 。(3)寒冷條件下，對照組大鼠和實驗組大鼠甲狀腺激素含量的變化分別是________和________。(4)該同學采取抽取血樣的方法來檢測大鼠體內(nèi)甲狀腺激素的含量，臨床也常采取抽取血樣的方法來檢測內(nèi)分泌系統(tǒng)的疾病，這體現(xiàn)了激素調(diào)節(jié)具有____________的特點。答案(1)飼喂等量的普通飼料(2)實驗組的甲狀腺激素分泌少，經(jīng)反饋調(diào)節(jié)作用使促甲狀腺激素分泌增多，導致甲狀腺增生(3)增加基本不變(4)通過體液運輸解析(1)不接受實驗變量處理的對象組是對照組，在本實驗中，實驗變量是有無對氨水楊酸，對照組應(yīng)該不含對氨水楊酸。即用等量的普通飼料飼喂。(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析可知，實驗組加入對氨水楊酸后甲狀腺激素含量減少，經(jīng)反饋調(diào)節(jié)作用使促甲狀腺激素分