例析高中生物实验试题中的解题思路

二轮小专题
例析高中生物实验试题中的解题思路
实验试题：Ⅰ型糖尿病是因为胰岛β细胞受损，导致胰岛素分泌严重不足。

相关研究表明山药多糖对胰岛功能具有一定的修复作用，现根据所提供的材料和用具予以验证。

材料和用具：生理状态及体重、性别相同的正常大鼠30只，注射器，四氧嘧啶针剂（能破坏胰岛细胞），普通饲料，拌有山药多糖的饲料等。

（提示：给药方法和检测指标的测定方法不作要求）
回答：写出实验设计思路及预测实验结果（用柱状图表示）。

方法指导：解高中生物实验题时，关键是一看实验目的，二定实验分组，三找检测指标。

一、看实验目的
关键是确定验证还是探究实验，本实验还需要注意“具有一定的修复作用”。

需要在预测实验结果时注意能恢复但不能恢复到正常状态。

二、定实验分组
高中生物中的实验试题关键还是有注意分组的确立，尤其是动物生理实验。

一般来说首先需要确定自变量，一个自变量需要分两组，二个自变量需要分四组，三个自变量需要分六组。

本实验比较特殊，需要做模型实验大鼠，需要分为三组，尽管只有一个自变量。

模型实验大鼠的制作方法：试验随机选取健康小鼠，连续2 d腹腔注射四氧嘧啶（150 mg/kg）建立糖尿病模型（空腹血糖值11.1 mmol/L）。

A组：正常空白对照组+等量普通饲料
B组：模型对照组+等量普通饲料
C组：模型实验组+等量拌有山药多糖的饲料
三、找检测指标
一般来说，一个实验只有一个因变量，也就只需要一个检测指标。

但有些实验可能有多个检测指标，本实验是验证胰岛功能具有一定的修复作用，所以需要实验之前完成前测，实验之后再测定。

对照本实验的原理可发现，关于糖尿病有关的
胰岛功能应该不仅仅是血糖浓度，还需要测定胰岛素的含量，所以有二个检测指标，最重要的还是反映胰岛β细胞功能的胰岛素含量。

另外，胰岛素的含量通常是检测C肽，因为1分子胰岛素原分解为1分子胰岛素及1分子C肽，然后以等量分子分泌进入门静脉，由于C肽几乎不被肝脏摄取，C肽血液含量能准确反映胰岛功能水平高低。

因此，此实验可以用C肽的含量增高反映山药多糖可以增加胰岛素的分泌，改善受损胰岛β细胞功能。

答案：
第一步：分组：把30只大鼠随机均分为三组，编号A、B、C；
第二步：建立糖尿病大鼠模型：给B、C组中每只大鼠注射适量且等量的四氧嘧啶生理盐水，A组不处理（正常空白对照组），建模后进行各组空腹血糖浓度和胰岛素水平的测定；
第三步：设置对照治疗实验：A、B组饲喂等量的普通饲料，C组每天饲喂适量且等量拌有山药多糖的饲料；
第四步：结果检测：连续饲养一段时间后，进行空腹血糖浓度和胰岛素水平的测定。

结果预测：
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验证胰岛素的生理作用的实验试题解析
试题研究：今年4月份的高考实验试题又回归到实验设计题，内容是验证胰岛素的生理作用。

2019年选考加试实验题：欲验证胰岛素的生理作用，根据以下提供的实
验材料与用具，提出实验思路，预测实验结果并进行分析。

材料与用具：小鼠若干只，胰岛素溶液，葡萄糖溶液，生理盐水，注射器等。

（要求与说明：血糖浓度的具体测定方法及过程不作要求，实验条件适宜）（1）实验思路：-----------------------------------------------…
（2）预测实验结果（设计一个坐标，用柱形图表示至少3次的检测结果）：（3）分析与讨论：
正常人尿液中检测不到葡萄糖，其原因是胰岛素促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收-。

当机体血糖水平升高时，胰岛中的内分泌细胞及其分泌的激素变化是-胰岛β细胞分泌胰岛素增加，胰岛α细胞分泌胰高血糖素减少-。

此时机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用，另一方面-抑制氨基酸等物质转化为葡萄糖。

其实，这次的选考试题看起来简单，答分率也不高，原因是许多考生的回答和参考答案估计有出入。

针对这次的考试，审题确实很重要，在实验设计时，不仅要遵循实验原则，还需要根据试题的要求答题。

此试题2005年理综题已经考过，只不过是考查原理的书写，这是变式考试题，2008年理综题也考过选择题，根据相关的试题进行变式复习应该是在复习时候需要做的事，而不是一味地去追求情境实验题。

老师讨论：个人观点一：切除胰腺这种方法不妥（定点损伤好一些），理由是
胰腺的功能有多种，特别是影响动物的消化吸收功能，影响生命活动，试想一个影响生命活动的操作，还能做出令人信服的实验数据？甲状腺可以摘除，并不代表胰腺可以摘除，要看该器官的功能情况。

诚然，现在许多实验应该用模型实验
鼠，而不是摘除法。

个人观点二：验证胰岛素的生理功能，检测指标有多种，如胰岛素的含量、C肽的含量等，检测该实验的指标，根据试题的要求应该是检测血糖浓度的测定。

个人观点三：先注射胰岛素还是先提供葡萄糖的问题，2008年理综选择题，应该是先注射胰岛素，因为先提供葡萄糖，让小鼠的血糖升高，再注射胰岛素现象肯定要不明显。

解析：实验需要分组，需要遵循对照实验原则，不仅有空白对照，而且有自身对照。

动物的生理活动需要前测。

实验的数据需要处理和分析，设计一个坐标，用柱形图表示至少3次的检测结果。

这些都是平时经常训练的关注的，可以说这是很常规的实验设计试题。

分析与讨论里，要求学生根据理论回答相关的问题，需要胰岛素的生理作用，需要结合教材中的尿糖试纸检测实验回答问题。

答案：
（1）分别测定每只小鼠的血糖浓度，并记录。

将小鼠分为A、B两组，A组注射胰岛素，B组注射生理盐水，每隔一段时间，分别测定两组小鼠的血糖浓度，并记录。

当出现低血糖症状（百科：低血糖是指成年人空腹血糖浓度低于2.8mmol/L。

糖尿病患者血糖值≤3.9 mmol/L即可诊断低血糖。

低血糖症是一组多种病因引起的以静脉血浆葡萄糖（简称血糖）浓度过低，临床上以交感神经兴奋和脑细胞缺氧为主要特点的综合征。

低血糖的症状通常表现为出汗、饥饿、心慌、颤抖、面色苍白等，严重者还可出现精神不集中、躁动、易怒甚至昏迷等。

）后，A组注射葡萄糖溶液，B组注射生理盐水。

每隔一段时间，分别测定两组小鼠的血糖浓度，并记录。

对每组所得数据进行统计分析。

（2）
（3）略
2015年高考理综试题：为了验证胰岛素具有降低血糖的作用，以小鼠活动
状况为观察指标设计实验。

某同学的实验方案如下：
1.将正常小鼠随机分成A、B两组，观察并记录其活动状况。

2.A组小鼠注射适量胰岛素溶液，B组注射等量生理盐水。

3.一段时间后，A组小鼠会出现四肢无力，活动减少，甚至昏迷等低血糖症状，B组活动状况无变化。

4.A组小鼠出现低血糖症状后，分别给A、B两组小鼠注射等量葡萄糖溶液。

一段时间后，A组小鼠低血糖症状缓解，B组活动状况无变化。

该实验方案可以说明胰岛素具有降低血糖的作用。

请回答：
该实验原理是：胰岛素具有降低血糖浓度的作用。

生物体内胰岛素含量过高时，
引起血糖浓度下降，机体出现活动减少、甚至昏迷等低血糖症状，此症状可以通过补充葡萄糖溶液得到缓解_。

解析：从实验目的看，自变量为胰岛素，所以书写原理时，胰岛素的作用就是原理的核心内容。

先写结论：胰岛素具有降低血糖浓度的作用。

再定结果(现象)：机体出现活动减少、甚至昏迷等低血糖症状；缓解（题干中给出）。

最后写两者的联系：生物体内胰岛素含量过高时，引起血糖浓度下降；可以通过补充葡萄糖溶液使低血糖症状得到缓解。

最后按书写格式整理成连贯的、条理清晰的答案。

2008年理综试题：为了验证胰岛素具有降低血糖含量的作用，在设计实验
方案时，如果以正常小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标，则下列对实验组小鼠注射药物的顺序正确的是（）
A．先注射胰岛素溶液，后注射生理盐水
B．先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液
C．先注射葡萄糖溶液，再注射胰岛素溶液
D．先注射生理盐水，再注射葡萄糖溶液
答案：B
解析：该实验是验证性试验，目的是“验证胰岛素具有降低血糖的作用”，试验对象是“小鼠”，观察指标是“小鼠活动状况”，注射胰岛素溶液后，血糖含量下降，小鼠组织细胞特别是脑组织细胞因血糖供应减少，导致能量供应不足而发生功能障碍，从而出现低血糖症状。

注射葡萄糖后，低血糖症状消失，通过自身前后对照说明胰岛素具有降低血糖的作用。

首先，注射胰岛素溶液，若胰岛素的浓度对小鼠体内的血糖有降低的作用，那么小鼠被注入胰岛素溶液后变会进入昏迷状态，因为小鼠体内的血糖供应不足。

后注射葡萄糖溶液的原因是当小鼠被注入胰岛素溶液后出现昏迷，及时补充葡萄糖，升高血糖浓度，若小鼠注射葡萄糖溶液后恢复正常，则证明胰岛素具有降低血糖含量的作用，所以B选项是正确的。