专题验收评价（三十三） 综合实验的设计与分析

专题验收评价（三十三）综合实验的设计与分析一、选择题1.在设计对照实验时，我们应该注意的问题是()A.所有的变量都相同B.所有的变量都不相同C.除实验变量外，其他条件均不相同D.除实验变量，其他条件均相同解析：选D设计对照实验时，要遵循单一变量原则，即除实验变量，其他条件均相同，D正确。2.(2023·浦江月考)以小白鼠为实验材料，探究垂体分泌的促性腺激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素是否存在负反馈调节，①～⑥是各种处理，下列叙述正确的是()①注射适量的促性腺激素②进行手术并切除性腺③不手术④注射适量的生理盐水⑤进行手术不切除性腺⑥不注射A.促性腺激素由性腺分泌产生B.促性腺激素通过垂体门脉运输到下丘脑C.对照组处理是②④，实验组处理是②①D.切除性腺后，下丘脑分泌促性腺激素释放激素的量减少解析：选C促性腺激素由垂体分泌产生，并通过体液运输到性腺，A、B错误；实验组和对照组的小白鼠应切除性腺，以排除性腺分泌的性激素对下丘脑进行负反馈调节作用的影响，为遵循单一变量和等量原则，实验组应注射促性腺激素，对照组应注射等量的生理盐水，一段时间后观察小白鼠体内促性腺激素释放激素的含量变化，C正确；切除性腺后，性激素含量减少，通过负反馈调节，下丘脑分泌促性腺激素释放激素的量增多，D错误。3.为探究相关激素对血糖含量的影响，科研人员选择空腹的健康小鼠为实验材料，实验过程与结果如表所示。下列有关分析错误的是()组别首次注射症状二次注射症状①X低血糖症状胰高血糖素恢复正常②Y恢复正常③葡萄糖溶液恢复正常④等量生理盐水？⑤一定量的生理盐水无症状A.X是等量的生理盐水配制的胰岛素溶液B.Y可能是等量的生理盐水配制的肾上腺素C.第④组小鼠经二次注射后可能仍然表现为低血糖症状D.二次注射后，第①②③组小鼠恢复正常的时间相同解析：选D分析题表可知，首次注射后，①②③④组均表现出低血糖症状，推测X是等量的生理盐水配制的胰岛素溶液，A正确；二次注射Y后，第②组血糖含量恢复正常，推测Y有升高血糖的作用，除胰高血糖素外，肾上腺素也有升高血糖的作用，B正确；第④组小鼠二次注射的是生理盐水，其低血糖症状在短时间内难以恢复，C正确；二次注射时，第③组注射的是葡萄糖溶液，小鼠血糖含量恢复正常的时间最快，第①②组注射的是升高血糖的激素，作用时间相对较长，小鼠血糖含量恢复正常的时间较长，D错误。4.为研究大鼠皮肤移植后影响皮肤存活率的因素，某科研小组设计了下表实验。已知相同品系移植不会出现免疫排斥，X射线可破坏骨髓和血液中的淋巴细胞。下列叙述错误的是()组别处理移植重建移植甲组(A品系大鼠)假性手术后，X射线处理A品系骨髓B品系大鼠皮肤乙组(A品系大鼠)胸腺切除后，X射线处理A品系骨髓B品系大鼠皮肤丙组(A品系大鼠)胸腺切除后，X射线处理A品系成熟T淋巴细胞B品系大鼠皮肤丁组(A品系大鼠)胸腺切除后，X射线处理A品系成熟B淋巴细胞B品系大鼠皮肤A.实验可证明大鼠体内参与免疫排斥反应的淋巴细胞及免疫应答类型B.甲、乙、丙三组实验可证明胸腺是T淋巴细胞发育成熟的器官C.实验结束时出现免疫排斥反应的是甲组和丙组，皮肤存活率随时间延长而下降D.T淋巴细胞通过识别皮肤细胞上的抗原­MHC复合体受体发挥细胞免疫作用解析：选D细胞毒性T细胞的受体识别呈递在吞噬细胞表面的抗原­MHC复合体上的抗原后，在淋巴因子的作用下分化为效应细胞毒性T细胞和记忆T细胞，发挥细胞免疫作用，D错误。阅读下列材料，回答5～6题。植物侧芽的生长受生长素(IAA)及其他物质的共同影响。有人以豌豆完整植株为对照进行了以下实验。实验一：分组进行去除顶芽、去顶并在切口涂抹IAA处理后，定时测定侧芽长度，如图1；实验二：用14CO2“饲喂”叶片，测定去顶8h时侧芽附近14C放射性强度和IAA含量，如图2。5.根据实验一及所学知识，以下说法正确的是()A.侧芽细胞合成IAA需要核糖体等细胞器的直接参与B.实验一可说明顶芽合成的IAA通过主动转运方式向下运输C.实验一说明侧芽生长受抑制与顶芽运输来的生长素有关D.去顶的侧芽在第9h～24h时生长速度最快解析：选C生长素的化学本质是吲哚乙酸，其不是在核糖体上合成的，A错误；实验一的因变量为侧芽长度，并不能说明IAA的运输方式，B错误；由图1可知，32h时Ⅲ组侧芽长度明显小于Ⅱ组，其原因是涂抹的IAA运输到侧芽附近，高浓度的IAA抑制了侧芽的生长，C正确；由图1可知，Ⅱ组0h～8h时侧芽生长量约为0.3mm,9h～24h时侧芽生长量约为0.4mm,25h～32h时侧芽生长量约为0.5mm，因此去顶的侧芽在第25h～32h时生长速度最快，D错误。6.综合两个实验的数据，以下说法及推测错误的是()A.去顶8h时a组侧芽附近的IAA浓度大于b组B.氮、磷、镁等元素供应的多少会影响实验中对含14C有机物的观测C.14CO2进入叶绿体后，首先能检测到含14C的有机物是三碳酸D.Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组是因为去顶后往侧芽分配的光合产物增多，促进侧芽生长解析：选A结合图2数据可知，去顶8h时a组侧芽附近的IAA浓度和b组基本相同，A错误；氮、磷、镁等元素参与植物的光合作用，因此氮、磷、镁等元素供应的多少会影响实验中对含14C有机物的观测，B正确；14CO2进入叶绿体后，与五碳糖结合形成三碳酸，因此首先能检测到含14C的有机物是三碳酸，C正确；由图2可知，去顶后(b组)侧芽的IAA含量与去顶前(a组)基本无差别，但去顶后有机物的含量明显大于去顶前(a组)，据此可推测，Ⅱ组侧芽长度明显大于Ⅰ组是因为去顶后往侧芽分配的光合产物增多，促进侧芽生长，D正确。二、非选择题7.对来自某嗜热短芽孢杆菌的蛋白酶TSS降解Ⅰ型胶原蛋白的催化条件展开研究，部分实验分组方案及结果见表。回答以下问题：组别pH温度/℃CaCl2降解率/%①990＋38②970＋88③970－0④770＋58⑤740＋43⑥540＋30注：“＋/－”分别表示有/无添加少量CaCl2，反应物为Ⅰ型胶原蛋白。(1)结合①②的相关变量分析，自变量是________，无关变量有____________________________________________(答出两项即可)。(2)比较______组的结果，可以判断该酶的催化活性依赖于CaCl2；第②组和第④组的结果比较说明________条件下蛋白酶TSS活性较强。(3)经实验确定TSS是Ca2＋依赖的蛋白酶，最适温度和最适pH分别是70℃和pH＝9。为进一步研究NaCl浓度对蛋白酶TSS的活性影响，请写出简要实验设计思路：____________________________________________________________________________。若TSS的活性随NaCl浓度升高而增大，请完善预期实验结果的曲线。解析：(1)分析表格数据，①②组的自变量是温度；无关变量有Ⅰ型胶原蛋白的含量、蛋白酶TSS的浓度和体积、pH等，无关变量应保持相同且适宜。(2)若探究该酶的催化活性依赖于CaCl2，则实验的自变量应为CaCl2的有无，比较②③组的结果可知，没有CaCl2，蛋白酶TSS就不能降解Ⅰ型胶原蛋白；第②组和第④组的自变量是pH，其中第②组的降解率高于第④组，说明碱性条件下蛋白酶TSS活性较强。(3)若要探究NaCl浓度对蛋白酶TSS的活性影响，则实验的自变量是NaCl的浓度，因变量是蛋白酶TSS的活性，因变量的测量指标是Ⅰ型胶原蛋白降解率，实验设计应遵循对照与单一变量原则，实验设计思路见答案。若TSS的活性随NaCl浓度升高而增大，即横坐标是NaCl浓度，纵坐标是Ⅰ型胶原蛋白降解率，具体图示见答案。答案：(1)温度Ⅰ型胶原蛋白的含量、蛋白酶TSS的浓度和体积、pH(答出两项即可)(2)②③碱性(3)在添加少量CaCl2的基础上，设计一系列NaCl浓度梯度的组别，在pH＝9和70℃的条件下，用蛋白酶TSS降解Ⅰ型胶原蛋白，测定Ⅰ型胶原蛋白的降解率如图所示8.(2023·杭州3地第二次联考)甲状腺是人体重要的内分泌腺，血清中甲状腺激素含量是甲状腺疾病的主要诊断标准。现有甲、乙两名患者，经临床初步诊断发现两患者血清中甲状腺激素水平明显升高。为进一步查明病因，医生对这两名患者进行了131I摄入率检查，即让患者摄入131I,24h后，测量其体内的相关物质含量，结果如下表：受检对象血清中的131I甲状腺内贮存的131I­甲状腺激素甲状腺内贮存的无放射性甲状腺激素血清131I­甲状腺激素正常人低中等中等中等甲低高高高乙高低低低据上表分析：(1)患者甲的甲状腺细胞对131I的摄入率________，进一步检测发现其促甲状腺激素受体抗体(TRAb)水平明显升高，推测该抗体对甲状腺功能具有________作用。(2)长期高脂肪膳食会使甲状腺激素分泌减少，使学习能力下降。研究发现，蔬菜水果中富含槲皮素，槲皮素能缓解高脂肪膳食的危害。现利用下列材料，设计实验验证上述发现。实验主要材料：生理状况相同的健康小鼠若干、高脂肪膳食、正常膳食、水溶性槲皮素、生理盐水、注射器、相应的检测仪等。实验思路：取生理状况相同的健康小鼠若干，随机分成三组，完善实验分组，并将预期实验结果填入表格：实验分组及预期结果记录表组别食物饲喂物质实验预期结果甲组正常膳食①________甲状腺激素含量正常乙组②__________生理盐水③__________________丙组④__________⑤__________⑥__________(3)实验结果分析与讨论：研究发现：人体大脑中的海马区主要负责学习和记忆，日常生活中的短期记忆都储存在海马体中。海马区神经营养因子BDNF可以选择性的促进神经元Na＋通道________，也可以促进突触前膜释放________________，增强兴奋的传递，从而促进学习记忆。据此推测：甲状腺激素分泌减少导致学习能力下降的机理可能是_______________________________。解析：(1)分析题表可知，患者甲血清中的131I含量低，而血清和甲状腺中的131I­甲状腺激素的含量高，因此患者甲的甲状腺细胞对131I的摄入率高；甲状腺的功能受促甲状腺激素的调节，促甲状腺激素受体抗体可与甲状腺上促甲状腺激素受体结合，由题意和题表可知，两者结合后甲状腺激素合成增加，故该抗体可导致甲状腺功能亢进，因此该抗体对甲状腺功能具有促进作用。(2)实验的目的是验证槲皮素对高脂肪膳食的危害有缓解作用，为了验证该结论，需要有正常膳食组作为对照，故表中①为生理盐水；据题干信息“长期高脂肪膳食会使甲状腺激素分泌减少，使学习能力下降”，则②为高脂肪膳食，③为甲状腺激素含量减少；同时还需要有高脂肪膳食并饲喂槲皮素的实验组，则④为高脂肪膳食，⑤为水溶性槲皮素，故⑥为甲状腺激素含量正常。(3)动作电位形成时，Na＋内流，BDNF可促进神经元Na＋通道开放，也可以促进突触前膜释放神经递质，增强兴奋的传递过程，从而促进学习记忆。据此推测，甲状腺激素分泌减少，导致海马区的BDNF合成减少，减弱了兴奋的传递，学习能力下降。答案：(1)高促进(2)①生理盐水②高脂肪膳食③甲状腺激素含量降低④高脂肪膳食⑤水溶性槲皮素⑥甲状腺激素含量正常(3)开放神经递质甲状腺激素分泌减少导致海马区的BDNF合成减少，神经兴奋的传递减弱，学习能力下降9.欲研究培养时摇床转速对酵母菌数量增长的影响，请根据以下提供的实验材料与用具，设计实验思路，预测实验结果并进行分析。材料与用具：酵母菌悬液、培养瓶、灭菌后的液体培养基、移液管、滴管、摇床(可调转速振荡培养瓶)、血细胞计数板(规格2mm×2mm×0.1mm，25×16型)、吸管、显微镜等。(要求与说明：定时取样，培养足够时间；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；实验条件适宜)请完成以下实验：(1)完善实验思路：①取培养瓶分为3组，每组培养瓶中加入_______________________________________。②从各组培养瓶各吸取1滴酵母菌培养液，__________________________________。③将3组培养瓶放在3个分别调好低、中、高转速的摇床上恒温培养，____________________________________________。④统计分析实验数据。(2)预期实验结果(设计一个坐标系，并绘制不同转速下酵母菌总数的变化曲线)。学生留空(3)分析与讨论：①每一次从培养液中取酵母菌计数前，都应_____________________________________________________________________以防止造成误差，培养后期的样液需__________后再计数。②由实验可知，较高转速的培养液中酵母菌增长较快，可能的原因是________________________________________________________________________。③本实验用血细胞计数板直接计数无法区分活酵母与死酵母。亚甲基蓝染料(氧化型为蓝色，还原型为无色；使用的亚甲基蓝为氧化型，且能进入细胞)可用于区分死酵母与活酵母。亚甲基蓝染色后活的酵母细胞从蓝色变为无色的原因是_______________________________。解析：(1)①由步骤②可知，步骤①中每组培养瓶中需加入等量酵母菌悬液和等量灭菌后的液体培养基。②从各组培养瓶各吸取1滴酵母菌培养液，进行计数。③将3组培养瓶放在3个分别调好低、中、高转速的摇床上恒温培养，每隔一段时间重复步骤②。(2)通过不同转速下酵母菌的数量与初始数量对比可知，转速越高，容器内营养物质混合越充分且氧气浓度也越高，故可以推测出转速越高，酵母菌种群数量增加越快，但营养物质含量相同，故最终酵母菌种群数量应大致相等，具体图示见答案。(3)①每一次从培养液中取酵母菌计数前，都应振荡培养瓶，使酵母菌分布均匀以防止造成误差，培养后期的样液酵母菌浓度大，需稀释后再计数。②由实验可知，较高转速的培养液中酵母菌增长较快，可能的原因是转速越高，容器内营养物质混合越充分且溶解氧也越高。③亚甲基蓝染料可用于区分死酵母与活酵母，由于活酵母菌细胞呼吸产生NADH，能使亚甲基蓝从蓝色的氧化型变为无色的还原型，故亚甲基蓝染色后活的酵母细胞从蓝色变为无色。答案：(1)①等量酵母菌悬液和等量灭菌后的液体培养基②进行计数③每隔一段时间重复步骤②(2)曲线图如图所示(3)①振荡培养瓶，使酵母菌分布均匀稀释②转速越高，容器内营养物质混合越充分且溶解氧也越高③活酵母菌细胞呼吸产生NADH，能使亚甲基蓝从蓝色的氧化型变为无色的还原型10.(2023·浙江精诚联盟一模)胰岛素分泌受多种因素的影响。高血糖水平能引起胰岛素分泌量显著增加，胰岛β细胞数量可发生改变。许多氨基酸如精氨酸也能刺激胰岛素分泌量轻微增加，且高血糖和高氨基酸对胰岛素分泌的刺激作用具有协同效应。请根据提供的实验材料，进行实验加以验证。实验材料：适龄、血糖正常的健康小鼠若干只，葡萄糖溶液，精氨酸溶液，注射器，血检设备等。(注：实验中涉及的剂量不作要求，血糖浓度及胰岛素含量的具体检测方法不作要求。)(1)实验思路：①选取适龄、血糖正常的健康小鼠若干只，______为甲、乙、丙、丁四组，正常饲养数天，每天测量小鼠的血糖及胰岛素含量，计算平均值并记录。②实验处理：甲组：每天注射适量的生理盐水；乙组：每天注射等量的葡萄糖溶液；丙组：____________________________________________；丁组：____________________________________________。③连续处理数天，____________________________________，计算平均值并记录。(2)预测实验结果：(请设计一个坐标系，以柱状图表示注射前、后两次测定的胰岛素含量)学生留空(3)分析与讨论：研究发现持续高血糖刺激下，血浆胰岛素含量呈现如图所示的变化。①血糖升高的几分钟内胰岛素分泌量迅速增高，是由于胰岛β细胞近质膜储存颗粒中的胰岛素快速通过________方式释放的结果。随后血浆胰岛素含量快速回落。约20分钟后，胰岛素分泌量又逐渐增加，几小时内达到平稳的高水平，是由于胰岛β细胞中远离质膜处的储存颗粒中的胰岛素转移及______________________________所致。②若高血糖持续一周，胰岛素的分泌量将进一步增加，请分析可能原因_____