精做04 人和动物生命活动调节的实验设计与分析-备战2021年高考生物大题精做

精做04 人和动物生命活动调节的实验设计与分析 一、动物激素功能的实验分析 例1 哺乳动物的松果体白天分泌褪黑激素的功能会受到抑制，下图是松果体细胞内褪黑激素合成的示意图。用大鼠等动物进行实验，证实褪黑激素可以导致性腺萎缩。有关褪黑激素对性腺的调节，有两个假说：一为褪黑激素的靶器官是下丘脑，调节促性腺激素释放激素（GnRH）的分泌量；二为褪黑激素的靶器官是性腺，直接调节性腺的发育。 （1）现进行探究实验如下 ①将健康状况相同，处于发情期的成年雄性仓鼠，平均分为A、B、C3组。 ②手术摘除A组仓鼠的下丘脑，每天白天灌注适量褪黑激素，持续12小时；B组仓鼠做相同的手术，但不摘除下丘脑，每天白天灌注等量褪黑激素，持续12小时； C组仓鼠的处理为　 　。 ③在相同且适宜的条件下，持续饲养3组仓鼠4周。 ④4周后，称量3组小鼠睾丸的质量。 （2）实验结果的预测及因此得出的相应结论： ①　 　，则褪黑激素的靶器官是下丘脑而不是性腺 ②　 　，则褪黑激素的靶器官是性腺而不是下丘脑 ③如果睾丸质量C组＞A组＞B组，则性腺和下丘脑都是褪黑激素的靶器官 （3）去甲肾上腺素是一种神经递质，哺乳动物的视网膜接受光照后，通过调节　 　（填促进或抑制）A神经细胞分泌NE，图中褪黑激素合成和分泌的调节过程是　 　调节。 【解答】解：（1）实验的目的是探究褪黑激素直接作用于性腺还是通过下丘脑间接作用于性腺，根据实验的对照性原则和单一变量原则分析，手术摘除A组仓鼠的下丘脑，每天白天灌注适量褪黑激素，持续12小时；B组仓鼠做相同的手术，但不摘除下丘脑，每天白天灌注等量褪黑激素，持续12小时；则C组仓鼠作为对照组，应该做相同的手术，但不摘除下丘脑，每天白天灌注等量的生理盐水。 （2）①根据题干信息已知，褪黑激素可以导致性腺萎缩。若小鼠的睾丸质量为A组＝C组＞B组，说明褪黑激素的靶器官是下丘脑而不是性腺；②若小鼠的睾丸质量为C组＞A组＝B组，说明褪黑激素的靶器官是性腺而不是下丘脑；③如果睾丸质量为C组＞A组＞B组，说明性腺和下丘脑都是褪黑激素的靶器官。 （3）哺乳动物的松果体白天分泌褪黑激素的功能会受到抑制，因此哺乳动物的视网膜接受光照后，通过调节可抑制A神经细胞分泌NE，进而抑制褪黑激素的合成。图中显示褪黑激素受甲肾上腺素（神经递质）的调节，属于神经调节。 故答案为： （1）做相同的手术，但不摘除下丘脑，每天白天灌注等量的生理盐水 （2）A组＝C组＞B组 C组＞A组＝B组 （3）抑制 神经 1.激素功能研究的一般思路 2.激素功能的常见实验研究方法 （1）切除法：切除相应腺体。适用于个体较大的动物。 （2）饲喂法：在饲料中添加激素。只适用于甲状腺激素、性激素等小分子或脂质类激素，而多肽和蛋白质类激素则不能采用饲喂法。 （3）注射法：向动物体内注射某激素。适用于各种激素。 3.激素功能研究的案例 （1）验证甲状腺激素的功能 ①饲喂法 ②摘除法和注射法 （2）验证胰岛素的生理功能——注射法 二、动物生命活动调节的典型途径 例2 高山姬鼠是栖息于横断山区的重要小型哺乳动物，为了解高山姬鼠在横断山区的低温胁迫下的适应性生存策略，科研人员开展相关研究。 （1）选取12只非繁殖期的成年个体，随机分为两组，分别处于25℃和5℃环境下正常饲喂28天，进行相关指标检测，结果如下： 平均体重（g） 平均体脂（g） 平均摄食量（g） 0天 28天 28天 0天 28天 对照组 36.0 36.1 5.9 6.1 6.0 实验组 37.0 30.2 3.1 5.8 8.1 ①根据实验结果分析，高山姬鼠通过增加减轻体脂和　 　适应低温环境。 ②高山姬鼠在低温胁迫下，下丘脑分泌的　 　增多，通过垂体促进甲状腺的分泌活动，导致　 　增强，弥补了低温条件下因散热　 　而导致的机体能量消耗的增加； （2）科研小组继续检测了实验鼠瘦素含量和下丘脑神经肽基因的表达量，结果如下： ①下丘脑的某些神经元合成的瘦素受体依次由　 　（填细胞器）加工、分类和包装并运送到相应部位，与瘦素结合后导致相关基因表达发生变化。 ②瘦素是一类激素，有两方面作用，一方面是抑制下丘脑某些神经元合成促进食欲的神经肽NPY、AgRP；另一方面是促进下丘脑另一些神经元合成抑制食欲的神经肽POMC、CART，从而调节动物的食欲。在低温胁迫下，高山姬鼠体内瘦素的含量　 　（增加/不变/减少），而摄食量增加，原因是　 　。 （3）综上分析，高山姬鼠通过　 　调节，实现体重、摄食量等指标的生理变化，维持了内环境的　 　，最终适应了低温环境。 【解答】解：（1）①分析表格数据，根据实验结果分析，高山姬鼠通过增加减轻体脂和降低