新高考生物一轮复习 专题10 实验设计与分析 第30讲 实验设计与分析预测高效提升 新人教版高三全册

第30讲实验设计与分析
1．(2020·某某1月选考)欲研究大鼠皮肤移植后的皮肤存活率，某同学提出了下面的实验思路。

请以皮肤存活率为指标，预测实验结果并进行分析。

(要求与说明：A、B系大鼠即为A、B品系大鼠。

实验条件适宜。

皮肤存活率是指移植存活的皮肤片数占总移植皮肤片数的百分比。

排斥反应指移植物作为“非己”成分被免疫系统识别、破坏和清除的免疫反应)
实验思路：
(1)实验分组与处理：
组1：取A系大鼠的皮肤片移植到自身的另一部位。

组2：取A系大鼠的皮肤片移植到B系大鼠。

组3：取与组2相同处理并出现排斥反应后的B系大鼠的T淋巴细胞，注射到未处理的B系大鼠并将A系大鼠的皮肤片移植到该大鼠。

(2)将上述各组若干只处理后的大鼠进行饲养，每隔一定时间观测皮肤片的存活状况并记录，计算皮肤存活率。

回答下列问题：
(1)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果，其中横坐标为皮肤移植后时间)：
(2)分析与讨论：
①上述实验思路中，移植皮肤的受体大鼠是________。

②为了进一步验证大鼠对移植皮肤起排斥反应的主要是T淋巴细胞。

在实验思路的分组与处理中，若设置组4，其处理是给予大鼠免疫抑制剂，再移植皮肤片。

用免疫抑制剂处理的理由是______________________________________________________________。

还可设置组5，其处理是______________________________________，理由是____________________________________________________________________________。

③效应细胞毒性T细胞的生物学功能有_______________________________。

答案：(1)
(2)①A、B系大鼠
②抑制T淋巴细胞的增殖及功能，延长移植皮肤的存活时间切除大鼠的胸腺，再移植皮肤切除胸腺后，T淋巴细胞数量减少，延长移植皮肤的存活时间
③对抗被病原体感染的细胞和癌细胞，对抗移植器官的异体细胞
2．细胞分裂素溶液对离体绿色子叶的鲜重增加和保绿作用，可通过测定鲜重和叶绿素含量随时间的变化来衡量。

为了验证5 μg·mL－1的细胞分裂素溶液具有该作用，请根据以下提供的实验材料和用具完善实验思路。

实验材料和用具：符合要求的离体黄瓜绿色子叶若干、5 μg·mL－1的细胞分裂素溶液、蒸馏水、培养皿等所需材料和用具。

(要求与说明：实验持续72 h，每24 h测定一次，具体操作过程和测定方法不作要求。

) 实验思路：
(1)选大小、状态一致的黄瓜绿色子叶140片，先取其中20片子叶依次测定________，并记录。

剩余120片均分为A、B两组，每组设三个培养皿，各放入20片子叶。

(2)A组各培养皿加入适量5 μg·mL－1的细胞分裂素溶液，B组各培养皿加入________。

(3)盖上培养皿盖，置于黑暗及其他适宜条件下培养。

(4)________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(5)对所得实验数据进行分析与处理。

解析：根据实验目的“细胞分裂素溶液对离体绿色子叶的鲜重增加和保绿作用”可知，自变量为有无细胞分裂素，两个因变量为①鲜重增加和②保绿作用。

根据题干信息可知，两个观察指标分别为①鲜重和②叶绿素含量。

根据实验的逻辑顺序可知，必须先测定鲜重，后测定叶绿素含量。

黄瓜绿色子叶140片，每组20片子叶，可以分成7组。

取其中1组测定鲜重和叶绿素含量，作为空白对照组。

另外6组都进行黑暗处理，其中A组(3组)加入细胞分裂素溶液，B组(另外3组)加入等量蒸馏水。

根据要求与说明“实验持续72 h，每24 h 测定一次”，每24 h从A、B组各取一个培养皿中的20片子叶，依次测定鲜重和叶绿素含量，并记录。

答案：(1)鲜重和叶绿素含量(次序不能调换)
(2)等量蒸馏水
(4)每24 h从A、B组各取一个培养皿中的20片子叶，依次测定鲜重和叶绿素含量，并记录
3．某同学为研究腺垂体的功能，提出以下实验思路：
①将若干健康的、生理状况相同的小鼠随机均分为2组。

A组：每只小鼠注射适量且等量的促甲状腺激素；B组：每只小鼠注射适量且等量的促甲状腺激素抑制剂。

②实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠血液中甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素的浓度，并记录。

③对所测得的数据进行统计分析。

(要求与说明：促甲状腺激素抑制剂能与促甲状腺激素结合使促甲状腺激素失去活性；实验持续时间合适；实验条件均适宜。

)
请回答：
(1)本实验的目的是_________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)预测实验结果(请在坐标系中绘出甲状腺激素浓度和促甲状腺激素释放激素浓度的变化曲线)：
(3)分析与讨论：
①用甲状腺激素浓度作为检测指标的依据是__________________________________
________________________________________________________________________。

②注射促甲状腺激素后，小鼠血液中促甲状腺激素释放激素浓度发生变化的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

③上述分组时，还可增设C组作为对照组，C组：____________________________
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)据题干和图示可知，本题结果测定的是每只小鼠血液中甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素的浓度，即因变量；两组注射的分别是促甲状腺激素和促甲状腺激素抑制剂，其中促甲状腺激素抑制剂可以使促甲状腺激素失活，故自变量是有无促甲状腺激素；所以实验目的是探究促甲状腺激素对小鼠甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素分泌的影响。

(2)画图时注意促甲状腺激素释放激素浓度的变化要滞后于甲状腺激素浓度的变化，注射物失效后，4条曲线都需要向正常水平靠近(可以不到正常水平)。

(3)①由于促甲状腺激素具有促进甲状腺合成与分泌甲状腺激素的功能，所以可用甲状腺激素的浓度作为检测指标。

②小鼠注射促甲状腺激素后，甲状腺激素分泌增加，甲状腺激素通过负反馈调节作用，抑制下丘脑合成与分泌促甲状腺激素释放激素，导致血液中的促甲状腺激素释放激素浓度下降；当外源性促甲状腺激素失效后，甲状腺激素降到正常浓度，促甲状腺激素释放激素也随后上升到正常浓度。

③实验需要设置空白对照，可增设C组，给C组中小鼠注射适量且等量的生理盐水。

答案：(1)探究促甲状腺激素对小鼠甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素分泌的影响(2)如图所示
(3)①促甲状腺激素具有促进甲状腺合成与分泌甲状腺激素的功能②小鼠注射促甲状腺激素后，甲状腺激素分泌增加，甲状腺激素通过负反馈调节作用，抑制下丘脑合成与分泌促甲状腺激素释放激素，导致血液中的促甲状腺激素释放激素浓度下降；当外源性促甲状腺激素失效后，甲状腺激素降到正常浓度，促甲状腺激素释放激素随后也上升到正常浓度③每只小鼠注射适量且等量的生理盐水。