血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用

血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用

[例2]血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝固作用。请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题。

一、实验材料和用具

（1）家兔（2）生理盐水（3）酒精棉（4）适宜浓度的草酸钾溶液（5）适宜浓度的氯化钙溶液（6）试管、注射器（针管、针头）

二、实验步骤和实验结果

第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水（见下图）

第二步：

……

问题：设置B管的目的是————。（2000年高考理科综合能力测试）

[解析]本题要求有二个，一是完成实验设计和给出实验结果，二是回答实验设计中的相关问题。实验的目的是验证钙离子在血液凝固中的作用，钙离子是实验因子。实验的原理题目中以信息的形式给出，包括二方面：一是钙有凝血作用，二是草酸钾溶液能与血液中的钙离子反应生成草酸钙沉淀。尽管题目提供的实验材料和用具没有指明数量，但题目已给出了实验设计的第一步，从第一步可以可出是要设计对照实验，因此实验的思路及预期的结果应是：设计两组实验，有钙→血液凝固，无钙→血液不凝固。题目给出的实验第一步是：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水。很明显，这里的草酸钾是用于与钙结合的，因此A试管是实验组，B试管用的是生理盐水，起的是对照作用，因此B试管是对照实验组。分析实验材料和用具的作用：家兔提供血液，酒精棉用于消毒，注射器用于抽取血液，试管、生理盐水和草酸钾已在第一步实验中用到。这样就可以有以下的实验设计：

第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血液。

第三步：立即将等量的新鲜血分别加入到A、B两试管中。

根据题目所给的信息，由于甲试管中有草酸钾，与血液中的钙离子结合生成了草酸钙，血液中没有了钙离子，预期血液将是不凝固；乙试管中加的是生理盐水，不影响血液中的钙离子，因此预期血液将发生凝固。所以实验结果是：A管凝固，B管不凝固。

实验设计和结果似乎已出来了，但我们仔细观察可以发现，题目中还有一个条件没有用到，即适宜浓度的氯化钙溶液。这是很多同学容易忽略的。推敲一下上述三步设计可发现，实验还是不够严密的，A管内血液不凝固的因素并不唯一，是否可能是草酸钾的直接作用？要排除这一因素，一个可行的办法是在A管内继续加入钙，看是否会凝固。因此可继续设计一步操作：第四步：将等量的C a Cl2溶液分别加入到A、B两试管中。（B管因血液已凝固，在此也可以不加）

结果：一段时间后，A管凝固，B管仍然凝固。

这样第一到第三步采用的是并列对照实验，第四步则进一步采用前后对照实验，从而较严密地证明了钙对血液凝固的作用。

很显然，题目所问设置B管的目的应是作为A管的对照。

在本题的解答中还应该注意，本实验总体上采用的是并列对照实验的方法，因此在A、B两试管的处理上除了实验因子外，其余的各项操作都必须是相同或尽量相同的，如加入的血液、氯化钙溶液都必须等量。

当然，实验设计题是一种开放型的试题，没有唯一的标准答案，也没有固定不变的思路。学生充分发挥创造性，设计出合理、独特的实验方案，才是命题者的希冀。

例2](2000年理科综合)血液中的钙离子在血液凝固过程中起重要作用，缺乏钙则血液不能凝固，草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应，形成草酸钙沉淀，起抗凝作用，请根据提供的实验材料和用具，简要写出第二步及以后的实验步骤和实验结果，验证钙离子在血液凝固中的作用，并回答问题：

一、实验材料和用具

(1)家兔(2)生理盐水(3)酒精棉(4)适宜浓度的草酸钾溶液(5)适宜浓度的氯化钙溶液(6)试管、注射器(针管、针头)

二、实验步骤和实验结果

第一步：在A、B试管中分别加入等量的草酸钾溶液和生理盐水(见右图)。

第二步：

问题：设置B管的目的是

[解析]本题的实验目的是验证钙离子在血液凝固中的作用，具体要求是：①完成实验步骤的设计和给出实验结果；②回答实验设计中的相关问题。

本实验的原理题目中已经给出：①血液中的钙具有凝血作用；②草酸钾溶液能与血液中的钙离子发生反应生成草酸钙，很显然，本实验的研究对象为钙离子，分析题中给出的实验条件，特别是给出的实验设计的第一步，可确定试管A和试管B为一组对照实验，其中试管A用于观察除去血液中钙离子后血液的凝固情况，试管B用于观察血液中有钙离子(不清除有的钙离子)时的凝固情况，因此A管为实验组，B管为对照组，分析实验材料和用具的作用：家兔提供血液，酒精棉用于消毒，注射器用于抽取血液，试管、生理盐水和草酸钾已在第一步实验中用到。因此，实验设计如下：

第二步：用70%酒精棉消毒，用注射器取家兔血。

第三步：立即将等量的新鲜血液分别加入到A、B两支试管中。

根据题目所给的信息，由于A试管中有草酸钾，与血液中的钙离子结合生成了草酸钙，血液中没有了钙离子，预期血液将不会凝固；B管中加入的是生理盐水，不影响血液中的钙离子，因此预期血液将发生凝固，所以实验结果是：A管不凝固，B管凝固。

实验设计到此似乎已经完成，但仔细审题会发现，题目中给出的适宜浓度的氯化钙溶液尚未用到。再仔细推敲前三步实验，可以发现，实验设计还不够严密，尚不能排除A管中血液不发生凝固不是草酸钾的直接作用，要排除这一疑问，应再增加一步实验，即在A管内继续加入钙离子，

以进一步观察血液的凝固情况，如果血液发生了凝固。则证明第三步实验中A管血液不凝固不是草酸钾的直接作用。

实验设计从第一步到第三步采用的是并列对照实验。第四步则进一步采用前后对照实验，从而较严密地证明了钙对血液凝固的作用。很显然，题目设置B管的目的应是作为A管的对照。

[答案]第二步：用酒精棉消毒，用注射器取家兔血。

第三步：立即将等量的新鲜血液分别加入到A、B两试管中，静置一段时间。

结果：A管：不凝固，B管：凝固。

第四步：将等量的CaCl2溶液分别加入到A、B两试管中。

结果：A管：凝固，B管：仍凝固；(第四步B管中不加CaCl2溶液也行)。

问题：B管是作为A管的对照。

[误区]忽略了题中给出的适宜浓度的氯化钙溶液，导致实验设计不严密。

[说明](1)试剂用量对实验结果有影响，但本题对此不作要求。(2)本实验总体上采用的是并列对照实验的方法，因此在AU两试管的处理上除了实验变量外，其余的各项操作都必须是相同或尽量相同，如加入的血液、氯化钙溶液都必须等量。