新高考一轮复习人教版实验技能实验方案的补充和完善教案广东专用.docx

实验技能(六)实验方案的补充和完善典例引领(2021山东日照离三期末)阿尔茨海默病(AD)是一种严重的中枢神经系统退 行性疾病。AD患者的神经细胞外p淀粉样蛋白(Ap)沉积，会损坏周围神经细胞 膜和线粒体膜，从而导致神经元发生“过劳死”。淀粉样前体蛋白(APP)的酶切 片段被分泌到细胞外发挥功能,其中一段会形成Ap,因此以往研究更多关注在Ap 上，然而针对Ap研发的药物在近年均被证明无效。为寻找阿尔茨海默病的新治 疗途径，研究者希望通过实验了解APP其他酶切片段(比如sAPPa)的生理功能。 回答下列问题：(1)由于APP蛋白集中表达于神经元突触部位，研究者推测，分泌的sAPPa 可能与突触部位细胞表面的 结合，进而影响神经调节。(2)为研究sAPPa神经元电信号的影响，将体外培养的自身不表达APP蛋白 的神经元分成两组，实验组细胞的培养基中加入sAPPa,对照组细胞的培养基中 不加sAPPa,两组神经元电信号的变化如下图1所示，分析可知，sAPPa(填“促进”或“抑制”)了神经元电信号频率。进一步研究显示，sAPPa 通过图2所示途径影响神经元之间的信号传递。分析图2可知，sAPPa的作用机 理是对照力UsAPP a图1无 sAPPa力IsAPPaGABApRlaN端sAPPGABABRlaNlA200 ms(3)研究发现，sAPPa中一个由17个氨基酸组成的多肽片段(APP17mer)就具有sAPPa的生理功能。为验证该多肽片段在生物个体水平是否有效，有人利用同 一批正常小鼠设计了以下实验方案：组别实验处理检测实验组给小鼠注射一定量的人工合成的 多肽片段(APP17mer)溶液分别检测实验组和对照组给小鼠 海马神经元的电信号对照组小鼠注射等量的生理盐水该实验方案存在的缺陷是对本实验方案的改进是解析：(1)作为信号分子的sAPPa,可能通过与突触表面的特异性受体结合， 影响神经调节。(2)由图1神经元电信号的变化，可知sAPPa与受体结合抑制了神 经元电信号频率。由图2可知，sAPPa蛋白片段与GABAbRU结合，导致 GABAbRS蛋白空间结构改变，从而抑制囊泡运输进而抑制神经递质的释放，导 致神经元之间的信号传递被抑制。(3)为了排除无关变量的影响，对照组不应该注 射等量的生理盐水，而应该注射等量的氨基酸种类相同但排列顺序不同的多肽溶 液，然后分别检测实验组和对照组小鼠海马神经元的电信号变化。答案：(1)受体(2)抑制sAPPa与GABAbRIa结合，导致GABAeRla蛋白空间结构改变， 抑制囊泡运输进而抑制神经递质的释放，导致神经元之间的信号传递被抑制(3)对照组不应注射等量的生理盐水对照组应注射等量的氨基酸种类相同 但排列顺序不同的多肽溶液要点整合1 .补充完善类实验一般给出了具体的材料及条件，要求对已有的实验设计进行补充和完善。常 让学生补充实验假设、实验原理、实验思路、实验步骤、预期实验结果或结论。 解答此类题时要紧扣题意，仔细结合上下文进行补充。其突破方法如下：(1)补充实验原理类：需要深入分析题目中与实验原理有关的内容，如对照组 实验、重要实验步骤、重要实验装置、完善实验装置、完善实验所用的实验方法 等，在此基础上，联系教材中相关联的原理、知识点进行知识迁移，归纳其原理。 解决这类问题的关键是看我们能否对教材中基础实验的原理深刻理解，能否对其 融会贯通，举一反三，是否学会了类比迁移。(2)补充实验步骤类：需根据实验目的确定实验变量，审读所提供的信息中是 否准确控制了实验变量，是否遵循对照原则、单一变量原则等。对此类问题的考 查，主要是看学生是否知道实验变量的控制及实验原则的遵循。(3)预测实验结果类：需认真分析实验目的和相关知识，确定自变量对因变量 的影响。一定要辨别实验是属于验证性实验还是探究性实验。验证性实验具有明 确的结果；探究性实验的现象和结果是未知的或不确定的，应针对各种可能性分 别加以考虑和分析，得到相关结论。无论是哪种情况，文字描述应力求简练、准 确、科学。2 .实验评价与修订此类试题主要依据已知的实验目的、原理、材料用具评价修订实验方案。要 求学生依据所掌握的生物学知识，分析评价已知方案的优缺点，并说明原因或进 一步修订原方案。此类试题要求学生对实验原理、目的要求、材料用具、方法步骤、实验现象、 结果或结论等内容熟悉，能找出错误的地方并给予纠正，常以生物学中一些经典 实验或学生实验为基础而设计，要求学生拥有扎实的基础知识和基本技能，突出 了对“双基”的考查。其一般步骤包括：第一步：分析取材是否正确。第二步：分析实验原理及方法是否正确。第三步：分析药品与试剂的使用是否合理。第四步：步骤及操作分析，主要有以下情况：遗漏或颠倒实验步骤；操作方法错误；有没有设置对照，如果有看对照设计是否合理；实验是否遵循单一变量原则；实验是否具有偶然性；有无更为简单的实验方案；实验能否顺利完成；实验的安全性如何。第五步：分析实验结果是否正确。3.确定科学的方法假说一演绎法、建立模型与类比推理等都是现代科学研究中常用的一些科学 方法。利用假说一演绎法，孟德尔发现了两大遗传定律；利用建立模型法，沃森 和克里克发现了 DNA双螺旋结构；利用类比推理法，萨顿提出了基因位于染色体上的假说。假说一演绎法是现代科学研究中常用的一种科学方法，以下为假说一演绎法推理的逻辑关系。客观事实 ,<分析事实提出假说假说成立演绎推理假说一演绎法非常有利于学生逆向思维能力的培养和提高，学生在平时思 考问题和解决问题时会经常用到假说一演绎法。譬如，在探究性实验设计中，进 行结果和结论的预测分析时，要经常用到假说一演绎法先进行逆向思维分析，然 后再正向组织答案进行描述。针对训练1. (2021 四川成都高三三诊)为研究雄性家兔体内睾酮(ST, 一种雄性激素) 与生长激素(GH)含量的关系，某研究小组进行了以下实验(手术过程不影响结果), 请补充完成方案并回答问题。研究课题：雄性家兔ST含量对GH含量的影响。(1)实验假设：o(2)实验步骤：将1月龄体重相同的健康雄性家兔分为甲、乙两组，每组6只。测定和记 录每只家兔血液中 o甲组兔切除性腺，乙组兔 O在相同且适宜的条件下饲养1个月，测定和记录结果预测:测定时间ST 浓度/(|igmLf )GH 浓度/MgmL-i)甲组乙组甲组乙组前测mmmn后测<m2m2>ri2R2分析讨论：要使实验更严谨，在上述步骤之后，还应给甲组家兔注射，乙组家兔注射,然后测定和记 录每只家兔血液中的GH浓度，并求各组的。与后测数据相比，进一步实验处理后甲组GH浓度,乙组GH浓 度不变。根据预测结果，请举出能促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：O解析：（1）由实验数据可知该实验目的：探究ST与GH含量的关系。实验假 设：ST含量的增加能使GH含量下降。（2）实验步骤：分组：测定和记录每只 家兔血液中原有ST和GH的浓度。对两组家兔的处理：甲组切除性腺，乙组 为对照组即只手术不切除性腺。在相同且适宜的条件下饲养1个月后，依次测 定和记录每只家兔血液中ST和GH的浓度。（4）分析讨论：要使实验更严谨， 可再给甲组家兔注射适量ST溶液，乙组家兔注射等量生理盐水，然后测定和记 录每只家兔血液中的GH浓度，求两组的平均值。由后测数据可得进一步实验 处理后的结果：甲组GH浓度下降，乙组GH浓度不变。根据预测结果可知， 促进雄性幼年家兔体重增加的一种处理方法：切除性腺（或阉割）。答案：（1）ST含量的增加能使GH含量下降（2）ST和GH的浓度 只手 术不切除性腺 每只家兔血液中ST和GH的浓度（4）适量ST溶液 等量生 理盐水平均值下降切除性腺（或阉割）（其他合理答案也可）2. （2021广东广州五校高三月考）我国参与了抗击甲型H1N1流感的国际性合 作，并已经研制出了甲型H1N1流感疫苗。下图所示为甲型H1N1病毒在人体细胞中的一些变化以及相关反应。回答下列问题:人体细胞甲型H1N1RNA-® 链 RNA甲型 H1N1 RNA 一蛋白质- 子代RNA吞噬细胞>T细胞一8细胞-人体内首先通过 免疫过程阻止甲型H1N1流感病毒的散播，注 射甲型H1N1流感疫苗可预防甲型H1N1流感，疫苗的作用是o（2）图中物质b的名称是,D细胞的作用是O（3）据图分析，甲型H1N1病毒蛋白质的合成过程与正常人体细胞合成蛋白质 过程相比较，主要区别是前者没有 过程，而后者有。（4）细胞免疫中，T淋巴细胞可以被吞噬了抗原的吞噬细胞活化，也可以因受 到 刺激而活化。（5）某研究生认为某植物的提取液对甲型H1N1流感病毒有抑制作用，他以猪 为研究材料设计了下面的实验进行证明。实验步骤：选择一只健康的猪，让猪感染甲型H1N1流感病毒。在喂养猪的饲料中加入一定量的该植物提取液，观察猪是否出现患病症状。 该实验存在明显的不科学之处，请指出： ； o解析：（1）甲型H1N1流感病毒进入人体后，人体内首先通过体液免疫过程阻 止甲型H1N1流感病毒的散播，注射甲型H1N1流感疫苗可预防甲型H1N1流感， 疫苗的作用是作为抗原诱导人体产生记忆细胞和相应的抗体。（2）分析题图可知， b是抗体；D是效应T细胞，其作用是使靶细胞裂解，释放其中的病原体。（3）分 析题图可以看出，甲型H1N1病毒蛋白质的合成过程没有转录过程，正常人体细 胞合成蛋白质过程有转录过程。（4）细胞免疫中，T淋巴细胞可以被吞噬了抗原的 吞噬细胞活化，也可以因受到抗原的刺激而活化。（5）分析实验步骤可知该实验存 在明显的不科学之处是没有对照实验和用于实验的猪的数量太少。答案：（1）体液可诱导人体产生记忆细胞和相应的抗体（2）抗体与靶细胞密切接触，使靶细胞裂解死亡，释放其中的病原体（抗原）（3）转录（4）靶细胞（或抗原）（5）没有对照实验用于实验的猪的数量太少3. （2021广东河源高三月考）科学家发现植物顶端优势受生长素和另一种植物 激素M的共同调节。现有野生型植株甲、不能合成植物激素M的突变型植株乙 和按图1进行嫁接形成的嫁接型植株丙（野生型植株甲作根、突变型乙作茎）。为探究植物激素M的作用及合成部位（是茎还是根），某兴趣小组在相同的条件下分 别测定甲、乙、丙三种植株侧芽的长度，实验结果如图2所示。请据图分析并回 答下列问题：突变型野生型来嫁接点q丙一 一乙小,n甲0 5 0 5 0 5 03 2 2 11日之赵华顿辜植物激素由一定细胞产生并运到特定细胞发挥作用，这里的“一定细胞”和“特定细胞”的形成是由于遗传信息 O植株甲能产生的植物激素是（填“生长素”“植物激素M”或 “生长素和植物激素M”）。（2）图2中，植株甲、乙进行对照，自变量是, 由甲、乙对照结果可得出O（3）图2显示植株甲、丙都表现出明显的顶端优势现象，由此可得出 o为使这一结论更具说服力，还需增设的另一组 实验是解析：（1） “一定细胞”和“特定细胞”都是通过细胞分化产生的，可见，二 者的形成是由于遗传信息在不同细胞中的执行情况不同（或“选择性表达的结 果”）。依题意可知，植株甲为野生型，能产生的植物激素是生长素和植物激素M。 由题意“野生型植株甲、不能合成植物激素M的突变型植株乙”可知，图2 中，植株甲、乙进行对照，自变量是有无植物激素M。图2显示：乙的侧芽长度 明显比植株甲的长，而植株甲能产生植物激素M、植株乙则不能产生植物激素M, 这说明植物激素M对侧芽的生长有抑制作用。（3）植株甲能产生植物激素M、植 株乙则不能产生植物激素M。图2显示植株甲、丙都表现出明显的顶端优势现象, 而植株丙是由野生型甲作根、突变型乙作茎进行嫁接而形成的，据此可推知，植 物激素M是根产生的。为使这一结论更具说服力，还需增设另一组实验，以排除 野生型植株甲的茎产生植物激素M的可能性，因此增设的该组实验为用突变型作 根、野生型作茎进行嫁接实验形成植株丁，对比观察植株丁侧芽的长度。答案：(1)在不同细胞的执行情况不同(或“选择性表达的结果”)生长素和 植物激素M(2)有无植物激素M 植物激素M对侧芽的生长有抑制作用(3)植物激素M是根产生的 用突变型作根、野生型作茎进行嫁接实验形成 植株丁，对比观察植株丁侧芽的长度