2024屆高考 二輪備考第 3講　規(guī)范表達-實驗設計綜合題增分指導 學案

第3講規(guī)范表達——實驗設計綜合題增分指導題型一正確書寫實驗思路與實驗步驟實驗思路與實驗步驟是進行實驗前必須確定的內(nèi)容。實驗思路是“粗線條”的思考過程，實驗步驟是“細節(jié)化”的操作流程，二者都能很好地反映出考生的實驗與探究能力。在探究性實驗中，實驗思路和實驗步驟都具有高度的統(tǒng)一性；在試題解答中，二者具有高度的相似性。因此，這里將實驗思路和實驗步驟作為一個角度進行說明，更有利于考生掌握二者的答題技巧。[典題感悟]eq\a\vs4\al([典例])(2023·全國甲卷)某同學將從菠菜葉中分離到的葉綠體懸浮于緩沖液中，給該葉綠體懸浮液照光后有糖產(chǎn)生?；卮鹣铝袉栴}。(1)葉片是分離制備葉綠體的常用材料，若要將葉肉細胞中的葉綠體與線粒體等其他細胞器分離，可以采用的方法是__________(答出1種即可)。葉綠體中光合色素分布__________上，其中類胡蘿卜素主要吸收________(填“藍紫光”“紅光”或“綠光”)。(2)將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，發(fā)現(xiàn)黑暗條件下懸浮液中不能產(chǎn)生糖，原因是____________________________________________________________。(3)葉片進行光合作用時，葉綠體中會產(chǎn)生淀粉。請設計實驗證明葉綠體中有淀粉存在，簡要寫出實驗思路和預期結果。[解析](1)一般采用差速離心法分離細胞器。葉綠體中吸收光能的色素分布在類囊體薄膜(或基粒)上。葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。(2)糖是在光合作用的暗反應階段產(chǎn)生的，暗反應的進行需要光反應提供ATP和NADPH。將葉綠體的內(nèi)膜和外膜破壞后，加入緩沖液形成懸浮液，黑暗條件下葉綠體懸浮液中不能產(chǎn)生糖的原因是黑暗條件下，光反應不能正常合成NADPH和ATP，由于缺少NADPH和ATP，暗反應也不能正常合成糖。(3)淀粉遇碘顯藍色。葉綠體呈綠色，要證明葉綠體中有淀粉存在，需要將葉綠體進行脫色處理，之后用碘液進行檢測，實驗思路及預期結果見答案。[答案](1)差速離心法類囊體薄膜(或基粒)藍紫光(2)黑暗條件下不能產(chǎn)生還原三碳化合物所需要的還原型輔酶Ⅱ(NADPH)和ATP(3)實驗思路：將照光和黑暗處理的葉綠體懸浮液離心得到葉綠體，分別記為A組和B組，之后將得到的葉綠體進行脫色處理。向經(jīng)脫色處理的葉綠體滴加碘液，觀察顏色變化。預期結果：A組葉綠體變?yōu)樗{色，B組葉綠體不變色。[思維建模]1．實驗思路與實驗步驟書寫技巧的比較2．厘清實驗設計的思路3．描述實驗設計步驟的“三步曲”[針對訓練]1.骨是人體中鈣的最大儲庫，通過成骨與溶骨作用，不斷與細胞外液進行鈣交換，對維持血鈣穩(wěn)定有重要作用。甲狀腺分泌的降鈣素(CT)和甲狀旁腺分泌的甲狀旁腺素(PTH)是調(diào)節(jié)機體鈣代謝的主要激素，其作用如圖所示。請回答下列問題：(1)當血液中鈣濃度較低時，PTH分泌________，CT分泌________。(均填“增多”或“減少”)(2)PTH對小腸吸收鈣具有________(填“促進”或“抑制”)作用，原因是____________________________________________________________________________________________________________。(3)CT能抑制腎臟對鈣的重吸收，推測CT能與腎小管壁細胞膜上的受體____________結合，從而引起尿液中鈣離子濃度________。(4)請以健康小鼠為實驗材料設計實驗，驗證甲狀旁腺能夠分泌PTH，且PTH能影響血鈣濃度，要求寫出實驗思路(分三組相互對照)，并預期實驗結果。解析：(1)分析題圖可知：甲狀旁腺分泌PTH，PTH可促進血鈣濃度升高，甲狀腺分泌CT，CT可抑制血鈣濃度升高。當血液中鈣濃度較低時，PTH分泌增多，CT分泌減少。(2)PTH能夠促進維生素D的合成，維生素D可以促進人和動物腸道對鈣的吸收，所以，PTH對小腸吸收鈣具有促進作用。(3)CT能抑制腎臟對鈣的重吸收，推測CT能與腎小管壁細胞膜上的受體特異性結合，阻止腎小管壁細胞吸收鈣，從而引起尿液中鈣離子濃度升高。(4)實驗思路及預期結果詳見答案。答案：(1)增多減少(2)促進PTH能夠促進維生素D的合成，維生素D能有效地促進人和動物腸道對鈣的吸收(3)特異性升高(4)實驗思路：選取生理狀態(tài)相同的健康小鼠若干只，隨機均分為甲、乙、丙三組，測量每組小鼠的血鈣濃度；甲組做手術但不摘除甲狀旁腺，乙組和丙組都摘除甲狀旁腺，一段時間后測量每組小鼠的血鈣濃度；給丙組注射PTH，甲組和乙組注射等量的生理鹽水，一段時間后測量每組小鼠的血鈣濃度。預期結果：第1次測量小鼠的血鈣濃度，三組無明顯差別；第2次測量小鼠的血鈣濃度，甲組明顯高于乙組和丙組；第3次測量小鼠的血鈣濃度，乙組明顯低于甲組和丙組。2．某研究小組研究雄性家兔中睪酮(ST，一種雄激素)與生長激素(GH)的關系，得到的實驗結果如表。(切口不影響本實驗)項目ST濃度(μg/mL)GH濃度(μg/mL)A組mnB組＜m＞n根據(jù)資料，請完成下面的探究實驗。實驗目的：______________________________________________________。實驗假設：ST含量的增加能使GH的含量下降。實驗材料：1月齡體重相同的健康雄性家兔12只，ST、GH測定試劑盒，手術器械用具等。實驗步驟：(1)將家兔分為甲、乙兩組，每組6只，依次測定和記錄每只家兔血液中______________。(2)對兩組家兔的處理：甲組切除性腺，乙組________________。(3)在相同的條件下飼養(yǎng)1個月后，依次__________________________________________。分析討論：①要使實驗更嚴謹，更具針對性，應在原有實驗基礎上再給甲組家兔注射________________，乙組家兔注射____________，然后測定和記錄每只家兔血液中的GH濃度，求兩組的平均值。②預測進一步實驗處理后的結果：甲組GH濃度________，乙組GH濃度________。③請舉出能促進雄性幼年家兔體重增加的一種處理方法：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：由題表實驗數(shù)據(jù)可知該實驗目的：研究ST與GH的關系。實驗步驟：(1)分組，測定和記錄每只家兔血液中原有ST和GH的濃度。(2)對兩組家兔的處理：甲組切除性腺，乙組為對照組不切除性腺(只作手術處理，不切除性腺)。(3)在相同的條件下飼養(yǎng)1個月后，依次測定和記錄每只家兔血液中ST和GH的濃度。分析討論：①要使實驗更嚴謹。可再給甲組家兔注射適量ST溶液，乙組家兔注射等量生理鹽水，然后測定和記錄每只家兔血液中的GH濃度，求兩組的平均值。②由B組數(shù)據(jù)可得進一步實驗處理后的結果：甲組GH濃度下降，乙組GH濃度不變。③由實驗數(shù)據(jù)可得，要促進雄性幼年家兔體重增加的一種處理方法：切除性腺(或閹割)。答案：實驗目的：研究ST與GH的關系實驗步驟：(1)ST和GH的濃度(2)不切除性腺(不作處理)(3)測定和記錄每只家兔血液中ST和GH的濃度分析討論：①適量ST溶液等量生理鹽水②下降不變③切除性腺(或閹割)(其他合理答案也可)題型二準確表達實驗結果和實驗結論實驗結果和實驗結論的得出，是在探究性實驗進行后，對所觀察到的實驗現(xiàn)象及記錄的數(shù)據(jù)進行分析，對作出的假設進行肯定或否定的關鍵環(huán)節(jié)。由于命制此類試題素材來源廣泛，且能更直接地考查考生的綜合應用能力，所以一直受高考命題者青睞。[典題感悟]eq\a\vs4\al([典例])胰島素受體被胰島素激活后會磷酸化，進而使胰島素信號通路的關鍵蛋白Akt磷酸化，磷酸化的Akt可促進葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白向膜內(nèi)轉(zhuǎn)移葡萄糖。Akt的磷酸化受阻是導致機體組織細胞(如脂肪細胞)對胰島素不敏感的主要原因，表現(xiàn)為胰島素抵抗，這是2型糖尿病發(fā)病機制之一。(1)正常情況下，胰島素與脂肪細胞膜上的特異性受體識別并結合，通過促進____________________過程，從而降低血糖。(2)研究人員利用人參皂苷進行了改善脂肪細胞對胰島素抵抗的研究。用1μmol/L地塞米松(DEX)處理正常脂肪細胞，建立胰島素抵抗模型。用25、50、100μmol/L人參皂苷處理胰島素抵抗細胞，檢測脂肪細胞對葡萄糖攝取量及葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白基因(GLUT-4)表達水平。實驗結果如圖所示。①根據(jù)上述檢測結果，推測人參皂苷能降低血糖的原因是____________________________________________________________________________________________________________。②若要進一步確定人參皂苷是通過改善胰島素抵抗，而非促進胰島素的分泌來降低血糖，需在上述實驗基礎上檢測____________水平和__________含量。(3)人參皂苷能否在生物體內(nèi)發(fā)揮作用，還需要作進一步的研究。請利用以下實驗材料及用具，設計實驗探究人參皂苷對高血糖小鼠是否有降糖作用。實驗材料及用具：2型糖尿病模型小鼠若干只，生理鹽水，人參皂苷稀釋液，血糖儀等。實驗思路：____________________________________________________________________________________________________________。預期結果及結論：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)胰島素的作用是促進組織細胞加速攝取、利用、儲存葡萄糖，抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成葡萄糖，對于脂肪細胞來說胰島素傳遞信號之后，可以促進葡萄糖向脂肪細胞的轉(zhuǎn)運。(2)①本實驗的自變量是人參皂苷的濃度，因變量是用脂肪細胞對葡萄糖攝取量及葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白基因(GLUT-4)表達水平來進行反映。分析實驗結果圖可知，人參皂苷能夠增加脂肪細胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的mRNA相對表達量，從而增加葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白數(shù)量，加快脂肪細胞對葡萄糖的攝取從而降低血糖。②若要進一步確定人參皂苷是通過改善胰島素抵抗，而非促進胰島素的分泌來降低血糖，還需要檢測Akt磷酸化水平和胰島素的含量來確認。(3)本實驗是探究人參皂苷對高血糖小鼠是否有降糖作用。自變量是人參皂苷的有無，因變量是血糖是否降低，實驗思路、預期結果及結論見答案。[答案](1)葡萄糖向脂肪細胞的轉(zhuǎn)運(或葡萄糖轉(zhuǎn)化為脂肪)(2)①增加脂肪細胞膜上葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白的數(shù)量，加快脂肪細胞對葡萄糖的攝取從而降低血糖②Akt磷酸化胰島素(3)選取2型糖尿病模型小鼠若干只隨機均分為A、B兩組，A組灌胃人參皂苷稀釋液，B組灌胃等量的生理鹽水，一段時間后，檢測兩組小鼠的血糖含量若A組小鼠血糖濃度低于B組，則人參皂苷具有降糖作用；若A組小鼠與B組小鼠血糖濃度沒有明顯差異，則人參皂苷無降糖作用[思維建模]準確表述實驗結果與實驗結論實驗結果實驗結論具體的數(shù)據(jù)或現(xiàn)象根據(jù)實驗結果總結出來的規(guī)律文字表述一定要具體、準確進行描述的文字只要反映一般規(guī)律即可。如果有學過的結論性語句，則直接“拿來”，如“酶的催化作用具有專一性、細胞膜具有一定的流動性”等，否則，就要嘗試“照貓畫虎”，組織嚴謹、簡潔的文字表述[針對訓練]1．神經(jīng)細胞外的Ca2＋能競爭性結合Na＋載體，對Na＋內(nèi)流具有抑制作用，稱為膜屏障作用。適宜的血鈣濃度對保持神經(jīng)系統(tǒng)的正常興奮性發(fā)揮著重要作用，當血鈣濃度低于2.25mmol/L時，機體會發(fā)生抽搐或肌肉痙攣(俗稱抽筋)；當高于2.75mmol/L時會患高鈣血癥，患者表現(xiàn)出肌無力等癥狀。(1)在血鈣濃度過低時，肌肉發(fā)生抽筋的病理原因是_______________________________________________________________________________；高鈣血癥患者表現(xiàn)出肌無力的原因是___________________________________________________________________________________________。由此可見，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的意義是_____________________________________________________________________________________________。(2)為驗證膜屏障作用，請簡要寫出實驗思路，并預測實驗結果。實驗材料及試劑：正常Ca2＋濃度任氏液(含有Na＋、K＋、Ca2＋、Cl－等)浸潤中的蛙坐骨神經(jīng)—腓腸肌標本，生物信號采集儀(能記錄電極處的電位變化)等。可根據(jù)實驗需要對任氏液中相關離子濃度進行調(diào)整。實驗思路：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。實驗結果(繪制膜電位變化的曲線圖)。(3)為使實驗結果更可靠、更準確，實驗中還需測定________________________來進一步驗證。解析：(1)血鈣較低，肌肉易抽搐痙攣，其原因是Ca2＋較少，對Na＋內(nèi)流的抑制作用減弱，神經(jīng)細胞的興奮性過強，很容易產(chǎn)生興奮而使肌肉收縮；高鈣血癥患者表現(xiàn)出肌無力的原因是神經(jīng)細胞不易產(chǎn)生興奮，無法完成肌肉正常收縮；由此可見，維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的意義是保證機體進行正常的生命活動。(2)動作電位的產(chǎn)生主要是鈉離子內(nèi)流的結果，分析題意可知，膜屏障是指神經(jīng)細胞外的Ca2＋能競爭性結合Na＋載體，對Na＋內(nèi)流具有抑制作用，為驗證膜屏蔽作用，則實驗的自變量是細胞外Ca2＋濃度，因變量是膜電位情況，可通過膜電位情況進行測定，實驗設計應遵循對照與單一變量原則，故可設計實驗如下：連接正常Ca2＋濃度任氏液中的神經(jīng)纖維與生物信號采集儀，對坐骨神經(jīng)施加一定刺激記錄采集儀所顯示的電位變化，然后降低任氏液中Ca2＋濃度，其他條件不變，重復實驗。由于Ca2＋濃度對Na＋內(nèi)流具有抑制作用，故降低鈣離子濃度后膜電位升高，預期實驗結果曲線見答案。(3)由于膜屏蔽是抑制Na＋內(nèi)流，故為使實驗結果更可靠、準確，實驗中還需測定膜內(nèi)外Na＋含量的變化。答案：(1)Ca2＋對Na＋內(nèi)流的抑制減弱，神經(jīng)細胞容易產(chǎn)生興奮而使肌肉持續(xù)收縮表現(xiàn)出抽筋神經(jīng)細胞不易產(chǎn)生興奮，無法完成肌肉正常收縮保證機體進行正常的生命活動(2)實驗思路：連接正常Ca2＋濃度任氏液中的神經(jīng)纖維與生物信號采集儀，對坐骨神經(jīng)施加一定刺激，記錄采集儀所顯示的電位變化；然后降低任氏液中Ca2＋濃度，其他條件不變，重復實驗(說明：設計升高任氏液中Ca2＋濃度也可)實驗結果：(3)膜內(nèi)外Na＋含量的變化2．葡萄籽原花青素提取物(GSPE)是從葡萄籽中分離出的多酚類混合物。為探究GSPE對某種糖尿病小鼠血糖的影響，某科研小組進行了如下實驗：處理Ⅰ：將60只健康且生理狀態(tài)相同的小鼠隨機分為甲、乙兩組。甲組(50只)注射一定濃度的四氧嘧啶(ALX)，以獲得某種糖尿病模型小鼠，乙組(10只)不作處理。處理Ⅱ：實驗過程及實驗結果如下表組別處理及結果甲組(隨機均分為5組，每組10只)乙組ABCDEF給小鼠分別灌胃等量的不同種溶液20/(mg/kg)GSPE100/(mg/kg)GSPE150/(mg/kg)GSPE20/(mg/kg)格列本脲生理鹽水生理鹽水4周后采血，測空腹血糖和胰島素含量空腹血糖的測量值/(mmol/L)23.3121.6820.7123.8127.186.97空腹胰島素含量/(mu/L)32.835.436.931.721.340.2注：格列本脲為臨床使用的降血糖藥物。(1)ALX通過特異性識別并破壞小鼠的________細胞，使胰島素分泌大量減少，血糖升高，從而獲得糖尿病模型小鼠。(2)上述處理Ⅱ的對照組有________(填字母)。處理Ⅱ中需控制的無關變量有__________________________________________________(答兩點)。(3)該實驗結果表明：①GSPE可以降低糖尿病小鼠血糖；②在一定濃度范圍內(nèi)____________________________________________________________________________________________________________；③______________________________________________________，具有醫(yī)學實踐上的意義。(4)根據(jù)以上實驗推測GSPE的作用機制可能是____________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)由題意可知，給小鼠注射一定濃度的ALX，獲得某種糖尿病模型小鼠，而糖尿病可由胰島素含量減少引起，胰島素是由胰島B細胞合成并分泌的，結合題干可推測，ALX通過特異性識別并破壞小鼠的胰島B細胞，使胰島素分泌大量減少，血糖升高，從而獲得糖尿病模型小鼠。(2)處理Ⅱ中的D、E、F均為對照組，其中D組是對糖尿病治療效果的對照，E組是糖尿病無治療措施的空白對照，F(xiàn)組是正常小鼠健康指標的對照。處理Ⅱ中灌胃溶液的體積、采血時間和采血量等均屬于無關變量，無關變量在實驗中應相同且適宜。(3)該實驗結果表明：①與E組小鼠(無藥物處理的糖尿病組)相比，GSPE可以降低糖尿病小鼠血糖；②隨著灌胃GSPE濃度的升高，血糖濃度降低效果越來越明顯，說明在一定濃度范圍內(nèi)隨著GSPE使用濃度的增加，GSPE降血糖效果越來越好；③A、B、C組的降血糖效果均好于D組，說明適宜濃度的GSPE可作為降血糖藥代替格列本脲，具有醫(yī)學實踐上的意義。(4)實驗結果顯示，A、B、C組的胰島素含量均高于E組，且與格列本脲效果一樣能夠使胰島素含量上升，但均低于F組，而胰島素是由胰島B細胞分泌的，據(jù)此可推測GSPE之所以能夠降血糖可能是通過修復受損胰島B細胞或增強胰島B細胞合成并分泌胰島素的能力來實現(xiàn)的，因而胰島素水平上升，進而起到了治療該種糖尿病的作用。答案：(1)胰島B(2)D、E、F灌胃溶液的體積、采血時間和采血量等(3)②GSPE降低血糖的效果與藥物劑量呈正相關(或隨著灌胃GSPE濃度的升高，血糖濃度降低效果越來越明顯)③適宜濃度的GSPE可作為降血糖藥代替格列本脲(4)通過修復受損胰島B細胞(或通過增強胰島B細胞合成并分泌胰島素的能力)，從而提高胰島素水平題型三正確分析評價實驗設計方案實驗方案的分析與評價類試題，是難度較大的一類試題，考生遇到這類題時往往感覺無從下手，不知該如何評價。實驗方案的分析與評價，是“實驗設計”的一個重要環(huán)節(jié)，所有實驗結束后，都需要進行對自己或?qū)λ说膶嶒灧桨阜治雠c評價，這就意味著“分析與評價”的內(nèi)容與“實驗設計”的內(nèi)容緊密相關。因此，遇到這類題時，考生需要從“實驗目的”“自變量”“因變量”“無關變量”的角度，按照科學性原則、單一變量原則等逐一進行評價。[典題感悟]eq\a\vs4\al([典例])為研究寨卡病毒流行與登革熱病毒的關系，科研人員進行了實驗。(1)登革熱病毒與寨卡病毒結構相似。為探究登革熱病毒抗體是否可以特異性結合寨卡病毒，科研人員用血清與病毒進行抗原—抗體雜交實驗，實驗處理及結果如圖所示。①請闡述b組和c組在本實驗中的作用。b組：排除____________對實驗結果的影響。c組：____________________________的參照。②與對照組分別比較，實驗組抗原—抗體反應強度________________________，可得出____________________________的結論。(2)科研人員假設：人感染過登革熱病毒后，體內(nèi)存留的登革熱病毒抗體與寨卡病毒結合，結合了病毒的抗體再與宿主細胞表面蛋白結合，從而幫助寨卡病毒進入宿主細胞，即存在抗體依賴性增強(簡稱ADE)。為驗證該假設，有人利用下列備選材料設計了實驗方案。備選材料：正常人血清，登革熱康復者血清，寨卡病毒，登革熱病毒，細胞系U(發(fā)生ADE時，對寨卡病毒的感染率很低)，細胞系W(不發(fā)生ADE時，對寨卡病毒的感染率很高)。實驗方案：組別實驗處理預期結果實驗組將登革熱康復者血清與寨卡病毒共同溫育一段時間后，加入細胞系W的培養(yǎng)體系中分別檢測實驗組和對照組細胞系對寨卡病毒的感染率對照組將登革熱康復者血清與寨卡病毒共同溫育一段時間后，加入細胞系U的培養(yǎng)體系中①請指出本實驗方案存在的缺陷：_____________________________________________________________________________________________。②請改進本實驗方案(寫出實驗組和對照組處理)：____________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)①在本實驗中，b組可排除無關抗體(血清中的其他抗體)對實驗結果的影響；c組可作為抗原—抗體陽性反應結果的參照。②據(jù)圖可知，與對照組分別比較，實驗組抗原—抗體反應強度明顯高于b組，與c組接近，由此可得出登革熱康復者的血清中的抗體能夠與寨卡病毒結合的結論。(2)①由于細胞系W在不發(fā)生ADE時，對寨卡病毒的感染率很高，因此本實驗方案存在的缺陷是實驗組細胞系選用不合理；對照組血清選用不合理且對照組不足。②實驗組：將登革熱康復者血清與寨卡病毒共同溫育一段時間后，加入細胞系U的培養(yǎng)體系中。對照組1：將正常人血清與寨卡病毒共同溫育一段時間后，加入細胞系U的培養(yǎng)體系中。對照組2：將正常人血清與寨卡病毒共同溫育一段時間后，加入細胞系W的培養(yǎng)體系中。[答案](1)①無關抗體(血清中的其他抗體)抗原—抗體陽性反應結果②明顯高于b組，與c組接近登革熱康復者的血清中的抗體能夠與寨卡病毒結合(2)①實驗組細胞系選用不合理；對照組血清選用不合理(且對照組不足)②實驗組：將登革熱康復者血清與寨卡病毒共同溫育一段時間后，加入細胞系U的培養(yǎng)體系中。對照組1：將正常人血清與寨卡病毒共同溫育一段時間后，加入細胞系U的培養(yǎng)體系中。對照組2：將正常人血清與寨卡病毒共同溫育一段時間后，加入細胞系W的培養(yǎng)體系中[思維建模]“五看法”評價實驗設計題[針對訓練]1．已知γ-氨基丁酸(GABA)是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛分布的神經(jīng)遞質(zhì)，具有鎮(zhèn)靜、抗焦慮的作用。當大量的鉛通過食物鏈進入人體后，人會出現(xiàn)多動、狂躁不安等癥狀。結合上述資料分析回答下列問題：(1)GABA的作用機理是當神經(jīng)沖動傳至突觸前神經(jīng)元后，引起GABA以________方式由突觸前膜釋放到突觸間隙，再經(jīng)________通過突觸間隙，然后與突觸后膜上的________________結合，引起胞外Cl－內(nèi)流，突觸后神經(jīng)元______(填“興奮”或“抑制”)。(2)研究發(fā)現(xiàn)，鉛能夠影響代謝使血液中的8-氨基酮戊酸(ALA)增多。為驗證鉛能使血液中的ALA(一種與GABA產(chǎn)生競爭抑制作用的物質(zhì))增多而影響神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能。有人設計的實驗思路是用加鉛食物飼喂實驗鼠，對照組飼喂不加鉛的等量同種食物。一段時間后，觀察兩組鼠的行動表現(xiàn)。但該實驗設計不嚴謹，請你完善。____________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)神經(jīng)遞質(zhì)在突觸前神經(jīng)細胞內(nèi)合成后，儲存在突觸小泡內(nèi)，而后通過胞吐形式釋放至突觸間隙，以擴散形式到達突觸后膜，與其特異性受體結合。GABA受體是一種Cl－通道，后膜上的受體與GABA結合后，導致Cl－通道開放，使Cl－流入神經(jīng)細胞內(nèi)，后膜膜內(nèi)為負電位，受到抑制。(2)根據(jù)實驗的目的是驗證鉛能使血液中的ALA增多而影響神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能，實驗中分了兩組，一組對照組，一組加入鉛進行處理組，結果顯示加鉛組較對照組明顯表現(xiàn)為狂躁不安，此實驗只能證明鉛能影響神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能，無法證明是通過使ALA增多影響神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能。為此需要進一步完善實驗方案，具體為補充檢測兩組小鼠血液中ALA的含量，然后向?qū)φ战M注射一定量的ALA，再觀察鼠的行動表現(xiàn)。答案：(1)胞吐擴散特異性受體抑制(2)補充檢測兩組小鼠血液中ALA的含量，然后向?qū)φ战M注射一定量的ALA，再觀察鼠的行動表現(xiàn)2．下面為某同學開展的某一驗證性實驗。實驗目的：驗證胰島素缺乏會引起狗患糖尿病。實驗材料：若干健康、大小相同的同種狗，胰島素制劑，試管，斐林試劑及其他必需用品。實驗步驟：第一步：將若干健康、大小相同的同種狗等分成A、B兩組，將A組狗的胰島切除，B組狗作假手術(切開皮膚但不切除胰島)處理。第二步：適宜時間后，分別收集兩組狗的尿液于試管中，滴加斐林試劑后立即觀察尿液顏色變化。第三步：每天定時給A組狗喂食適量的胰島素，然后收集尿液，用斐林試劑鑒定，觀察顏色變化。(1)請指出上述實驗步驟中的兩處不嚴謹之處并加以改正：______________________________；__________________________________________。(2)胰島素分泌的調(diào)節(jié)主要取決于____________。胰島素在血糖平衡調(diào)節(jié)過程中的作用是____________________________________________。(3)當機體血糖濃度升高時，下丘腦的葡萄糖感受器接受刺激并產(chǎn)生興奮，使胰島B細胞的分泌功能增強，導致血糖濃度下降，上述過程中的調(diào)節(jié)方式屬于____________調(diào)節(jié)。機體胰島素濃度升高會引起靶細胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運載體的數(shù)量增多，其意義________________，從而降低血糖濃度。解析：(1)胰島素的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，口服會被水解，從而失去藥物活性，故應改為注射；斐林試劑與葡萄糖混合后需要水浴加熱，才能出現(xiàn)磚紅色沉淀。(2)血糖濃度直接影響胰島素的分泌；胰島素能促進細胞攝取、利用和儲存葡萄糖并抑制氨基酸等非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成葡萄糖，降低血糖濃度。(3)當機體血糖濃度升高時，下丘腦的葡萄糖感受器接受刺激并產(chǎn)生興奮，使胰島B細胞的分泌功能增強，該過程的調(diào)節(jié)方式屬于神經(jīng)調(diào)節(jié)；通過胰島B細胞分泌的胰島素使血糖濃度下降，該過程的調(diào)節(jié)方式屬于體液調(diào)節(jié)，綜合分析可知，上述過程中的調(diào)節(jié)方式屬于神經(jīng)—體液調(diào)節(jié)。機體胰島素濃度升高會引起靶細胞膜上的葡萄糖轉(zhuǎn)運載體的數(shù)量增多，其意義是促進葡萄糖進入靶細胞并被利用，從而降低血糖濃度。答案：(1)給A組狗喂食適量的胰島素改為注射滴加斐林試劑后應水浴加熱(2)血糖的濃度促進細胞加速攝取、儲存、利用葡萄糖，抑制非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為葡萄糖，從而使血糖濃度降低(3)神經(jīng)—體液促進葡萄糖進入靶細胞并被利用[重難強化訓練(二)]1．馬纓丹是一種熱帶植物，在高溫環(huán)境下生長旺盛。植株中還存在揮發(fā)油、酚酸類和黃酮類物質(zhì)，能夠抑制其他植物生長。請回答下列問題：(1)馬纓丹在光合作用過程中光反應的場所是______，光反應中能量的轉(zhuǎn)換過程是________________________________________________。(2)如圖所示，以馬纓丹綠葉、CO2緩沖液、聚光燈等為實驗材料，研究光對馬纓丹光合作用的影響。實驗時，試管內(nèi)變化的氣體是________。在光照足夠強的情況下，用不同顏色的玻璃紙罩住聚光燈，研究發(fā)現(xiàn)用綠色玻璃紙罩住的實驗組紅色液滴移動量最小，原因是____________________________________________________________________________________________________________。(3)在探究馬纓丹對高溫適應性機制時表明，適當降溫后馬纓丹葉片氣孔導度增大不是由適當降溫直接引起的，而是由葉片中的細胞分裂素(CTK)含量增高引起的。請利用生理狀況相同的馬纓丹CTK缺失突變體(不能合成CTK)植株、CTK溶液、氣孔導度測定儀，設計實驗來驗證這一結論，要求簡要寫出實驗思路及預期結果。解析：(1)光反應的場所是類囊體薄膜；光反應中能量的轉(zhuǎn)換過程是將光能轉(zhuǎn)化成ATP和NADPH中活躍的化學能。(2)光合作用利用CO2并釋放O2，細胞呼吸利用O2并釋放CO2，因為試管中有CO2緩沖液，能維持CO2的恒定，所以實驗時，試管內(nèi)變化的氣體是O2；由于光合色素對綠光的吸收最少，只有綠色光照時，光合作用產(chǎn)生的O2最少，所以實驗組紅色液滴移動量最小。(3)本實驗目的是證明適當降溫后馬纓丹葉片氣孔導度增大不是由適當降溫直接引起的，而是由葉片中的細胞分裂素(CTK)含量增高引起的。實驗的自變量應為溫度和CTK的有無，因變量應為氣孔導度，實驗思路及預期結果詳見答案。答案：(1)類囊體薄膜將光能轉(zhuǎn)化成ATP和NADPH中活躍的化學能(2)O2光合色素對綠光吸收最少，只有綠色光照時，光合作用產(chǎn)生的O2最少(3)實驗思路：取CTK缺失突變體植株在較高溫度下第一次測定氣孔導度，經(jīng)適當降溫處理后，第二次測定氣孔導度，然后將上述降溫處理的CTK缺失突變體植株分成兩組，在低溫條件下，一組進行CTK溶液處理，另一組作為對照組，一段時間后，分別測定兩組的氣孔導度。預期結果：降溫前后氣孔導度不變，低溫條件下CTK處理組氣孔導度增大，對照組氣孔導度不變。2．獨腳金內(nèi)酯(SL)是具有調(diào)控植物發(fā)生分枝的一類植物激素，SL合成受阻或SL不敏感突變體都會出現(xiàn)頂端優(yōu)勢缺失?，F(xiàn)有擬南芥SL突變體1和SL突變體2，其生長素水平正常，但植株缺失頂端優(yōu)勢。為研究SL的調(diào)控機理，研究者在幼苗期進行以下嫁接實驗，培養(yǎng)后觀察植株形態(tài)。第一組：突變體1上部＋野生型根部，植株上部具有頂端優(yōu)勢；第二組：突變體2上部＋野生型根部，植株上部頂端優(yōu)勢缺失；第三組：野生型上部＋突變體2根部，植株上部具有頂端優(yōu)勢；第四組：突變體1上部＋突變體2根部，________。請根據(jù)以上實驗，回答下列問題：(1)植物頂芽產(chǎn)生的生長素，通過______________方式運輸?shù)絺妊刻帲鬼斞可L素濃度降低從而______(填“促進”或“抑制”)其生長，側芽處生長素濃度過高從而________(填“促進”或“抑制”)其生長，這種現(xiàn)象稱為頂端優(yōu)勢。(2)該實驗的自變量是_____________________，因變量是__________________________。(3)分析該嫁接實驗，第一組嫁接植株表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢，推測獨腳金內(nèi)酯合成部位最可能在_______，其作用為影響側枝的生長；第二組嫁接結果無頂端優(yōu)勢，可能的原因是突變體2為__________________________________(填“獨腳金內(nèi)酯不敏感突變體”或“獨腳金內(nèi)酯合成受阻突變體”)；第四組的嫁接結果最可能為____________________。解析：(1)生長素具有低濃度促進生長，高濃度抵制生長的特點，植物頂芽產(chǎn)生的生長素，通過主動運輸(或極性運輸)方式運輸?shù)絺妊?，使頂芽生長素濃度降低，因此促進頂芽生長，而側芽處生長素濃度過高，故而側芽的生長被抑制，這種現(xiàn)象稱為頂端優(yōu)勢。(2)對比分析各實驗組，可知實驗的自變量是不同的嫁接(處理)方式，因變量為是否具有頂端優(yōu)勢。(3)根據(jù)題干信息“SL合成受阻或SL不敏感突變體都會出現(xiàn)頂端優(yōu)勢缺失”可知，獨腳金內(nèi)酯能夠使植株出現(xiàn)頂端優(yōu)勢現(xiàn)象；第一組中突變體1上部與野生型根部結合，恢復了頂端優(yōu)勢，說明突變體1上部不能產(chǎn)生獨角金內(nèi)酯，而野生型可產(chǎn)生獨角金內(nèi)酯且能將其從根部運輸至上部，所以突變體1上部接受了獨角金內(nèi)酯的調(diào)控，表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢；第二組中突變體2上部與野生型根部結合，沒有恢復頂端優(yōu)勢，說明突變體2上部對獨腳金內(nèi)酯不敏感。第四組突變體1上部與突變體2根部結合，突變體2根部能產(chǎn)生獨角金內(nèi)酯，突變體1上部可接受獨腳金內(nèi)酯的調(diào)控，可以表現(xiàn)出頂端優(yōu)勢。答案：(1)主動運輸(或極性運輸)促進抑制(2)不同的嫁接(處理)方式是否具有頂端優(yōu)勢(3)根部獨腳金內(nèi)酯不敏感突變體植株上部具有頂端優(yōu)勢3．EV71是引發(fā)人手足口病的一種腸道病毒(其上的VP1和VP2是不同種衣殼蛋白)。目前臨床上還沒有有效的治療藥物，疫苗的研發(fā)與接種是控制手足口病流行的重要手段?？蒲腥藛T用小鼠進行相關實驗，請據(jù)圖回答下列問題：(1)該實驗的自變量是________。多次免疫后，分別取上述3組小鼠的血清和未免疫小鼠血清，測定血清中抗體與相關抗原的結合強度，結果如圖所示。實驗表明EV71免疫的小鼠血清抗體________(填“是”或“不是”)單一抗體，判斷依據(jù)是__________________________________________________________________________。(2)科學家通過基因工程誘導大腸桿菌表達病毒的衣殼蛋白VP1，經(jīng)純化，加佐劑SA04吸附后，二者共同被免疫系統(tǒng)識別加工，發(fā)揮免疫作用，吸附后制成疫苗用于預防手足口病，與傳統(tǒng)滅活疫苗相比，這樣的重組疫苗更安全又有效，其主要原因是____________________________________________________________________________。(3)為驗證SA04疫苗佐劑能否提高疫苗的免疫效果，科研人員將等量由生理鹽水配制的VP1、VP1經(jīng)SA04佐劑吸附后分別注射于小鼠體內(nèi)，然后在第7、14、21、28天測定相應抗體的相對含量。請指出本實驗方案存在的缺陷并改進實驗方案：____________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)分析題圖可知，抗原種類是該實驗的自變量。由題圖可知，EV71免疫的小鼠血清可以結合EV71、VP1和VP2多種抗原，且抗原—抗體結合強度相對值都較大，可知EV71免疫的小鼠血清抗體不是單一抗體。(2)由于衣殼蛋白VP1無侵染能力，但可刺激機體產(chǎn)生相應抗體和記憶B細胞，所以衣殼蛋白VP1經(jīng)純化，加佐劑SA04吸附后，二者共同被免疫系統(tǒng)識別加工，制成疫苗，該疫苗與傳統(tǒng)滅活疫苗相比更安全又有效。(3)本實驗缺乏對照組，改進方案是增加注射等量由生理鹽水配制的SA04佐劑的對照組，使實驗更有說服力。答案：(1)抗原種類不是EV71免疫的小鼠血清可以結合EV71、VP1和VP2多種抗原(2)衣殼蛋白VP1無侵染能力，但可刺激機體產(chǎn)生相應抗體和記憶B細胞(3)缺少對照組；增加注射等量由生理鹽水配制的SA04佐劑的對照組4．城市中的生活污水、工業(yè)廢水大量排入河流，會造成河流污染。某小組利用人工浮床技術對河流中水質(zhì)凈化分析，實驗裝置如圖。請回答下列問題：(1)圖中植物的作用是______________________________________________________。若是生活污水中的氮、磷等污染，該植物采收后可以直接用作飼料，若是工業(yè)廢水中的金屬污染，則可干燥處理后用來提取銅、鋅、汞等金屬。(2)此案例屬于生態(tài)工程的實例，它遵循的生態(tài)工程原理是________(寫出一個即可)。(3)該小組利用人工浮床開展了“菰(茭白)和菖蒲對生活污水凈化效果”的研究，請你寫出該實驗裝置每組應采取的處理措施：______________________________________________________________________________________________。為了避免實驗誤差，你認為每個實驗裝置中的植物株數(shù)應____________。(4)該工程能有效防止“水華”發(fā)生，提高水體的透明度。其原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)該小組實驗結果如表，從此表中看出，該小組研究的因變量為______________________________________________________，你能從表中得出的結論是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。污水中TN、TP去除率的比較/%組別總氮(TN)總磷(TP)對照42.638.8菰92.883.3菖蒲92.794.3混栽94.984.7解析：(1)據(jù)題意可知，人工浮床能凈化河水，主要是其中的植物能吸收水中的氮、磷、銅、鋅、汞等化學元素。(2)因為河流流經(jīng)城鎮(zhèn)，所以此案例是城市環(huán)境生態(tài)工程的實例，遵循生態(tài)工程的自生、循環(huán)、協(xié)調(diào)等多個原理。(3)該小組利用人工浮床開展了“菰和菖蒲對生活污水凈化效果”的研究，自變量是種植的植物種類(植物株數(shù)相等且多株)，因變量是污水中的氮、磷含量。對實驗裝置處理應分為四組，第一組為空白對照組、第二組為菰種植組、第三組為菖蒲種植組、第四組為菰和菖蒲混栽組。觀察各組污水中的氮、磷含量，從而探究出凈化效果。(4)“水華”現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是河流中的藻類植物大量繁殖，而藻類植物大量繁殖與水體中氮、磷等元素含量過高及光合作用過強直接相關，浮床植物能與藻類植物競爭水體中的氮、磷等元素和陽光等自然資源，從而抑制藻類植物生長，防止“水華”發(fā)生。(5)分析表中數(shù)據(jù)可以看出，污水中氮、磷含量的變化是實驗的因變量，且對照組的氮、磷去除率最低。從表中得出的結論是兩種植物不論單獨種植還是等量混栽，凈化效果均明顯高于對照組。答案：(1)吸收水中的化學元素(2)自生(或循環(huán)或協(xié)調(diào))(3)一組只栽菰；一組只栽菖蒲；一組混栽等量的菰和菖蒲；一組空白對照(不栽植物)相等且多株(4)一方面浮床植物在生長過程中能利用水中的氮、磷等污染物，減少藻類生長所需的無機鹽；另一方面又能通過遮光來抑制水體中藻類的生長繁殖(5)污水中氮、磷含量的變化兩種植物不論單獨種植還是等量混栽凈化效果均明顯高于對照組(或菖蒲對總磷的去除效果明顯高于菰和菖蒲混合種植，合理即可)5．雞的性別決定方式是ZW型，已知雞的黑羽和白羽由A/a控制，長腿和短腿由B/b控制，現(xiàn)將雌雄兩只雞多次雜交，F(xiàn)1的表型和數(shù)量如表所示，請回答下列問題：白羽長腿白羽短腿黑羽長腿黑羽短腿雄雞1500500雌雞75752525(1)上述兩對等位基因的遺傳________(填“遵循”或“不遵循”)自由組合定律，判斷的依據(jù)是____________________________________________________________________________________________________________。(2)親代父本和母本的基因型分別是____________和________________。(3)F1中的黑羽長腿雞自由交配時，若含有b基因的雄配子有一半不能受精，則F2的表型及比例是____________________________________________________________________________________________________________。(4)將短腿雄雞和長腿雌雞雜交，在產(chǎn)生的F1中，出現(xiàn)了一只短腿雄雞，有人推測可能的原因有：①母本卵細胞發(fā)生了基因突變，B基因變?yōu)閎基因；②母本卵細胞中B基因所在染色體片段缺失。已知既不存在B基因，也不存在b基因的受精卵無法發(fā)育成個體，請設計實驗探究該F1中短腿雄雞出現(xiàn)的原因。(簡要寫出實驗思路、實驗結果及結論)實驗思路：__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。實驗結果及結論：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)分析表格信息可知，F(xiàn)1的表型和比例為白羽長腿∶白羽短腿∶黑羽長腿∶黑羽短腿＝9∶3∶3∶1，兩對等位基因的遺傳遵循基因的自由組合定律。(2)根據(jù)表中結果可知，F(xiàn)1雄雞和雌雞中，白羽∶黑羽都是3∶1，所以羽色為