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动物生理实验步骤的补充与完善
[考题示例]
(2018·全国卷Ⅱ)为研究垂体对机体生长发育的作用,某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中,用幼龄大鼠为材料,以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题:
(1)请完善下面的实验步骤
①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理,A组(对照组)的处理是__________________________;
B组的处理是_________________________。
②将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。
③_____________________________________________。
④对所得数据进行统计处理与分析。
(2)实验结果与分析
B组大鼠生长发育的状况不如A组,出现这种差异的原因是由于B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的______激素和________激素。
[解析] (1)本实验的自变量是有无垂体,因此A组(对照组)的处理是不切除垂体,同时为了排除手术操作对大鼠生长发育的影响,A组的处理应该是进行手术但不切除垂体;B组是实验组,对其进行的处理是切除垂体。根据实验步骤可知,①为实验处理,②为实验培养,③应为实验结果的检测与记录,且题干强调“以体重变化作为生长发育的检测指标”,因此,③的操作应该是定期测定两组大鼠的体重,并记录实验结果。(2)垂体可产生生长激素(促进生长)和促甲状腺激素(通过作用于甲状腺使其合成和分泌甲状腺激素,而甲状腺激素可促进发育),所以B组大鼠切除垂体后,其生长发育减慢。
[答案] (1)①手术但不切除垂体 切除垂体 ③每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重 (2)生长 促甲状腺
[方法技巧]
解答补充实验步骤类题目时,应先明确实验变量,审读关键信息是否准确控制了实验变量,是否遵循对照原则及单一变量原则,以此确定要补充的内容。有时还同时考查对实验结果的预测,先依据实验目的确定实验的类型,若为验证性实验,则有明确的结果;若为探究性实验,应针对各种可能性进行分析。由此针对例题作如下分析:
(1)确定本实验的自变量是有无垂体,A组只答“不切除垂体”不得分,因为无法排除手术操作对大鼠生长发育的影响。
(2)确定本实验的因变量是大鼠的生长发育情况,而此变量的检测指标是大鼠的体重变化(题干信息已呈现),设问(1)③只答两组大鼠的发育情况应不予给分。
[对应练习]
1.(2017·全国卷Ⅱ)将室温(25 ℃)饲养的某种体温为37 ℃的哺乳动物(动物甲)随机分为两组,一组放入41 ℃环境中1 h(实验组),另一组仍置于室温环境中(对照组)。期间连续观察并记录这两组动物的相关行为。结果:实验初期,实验组动物的静卧行为明显减少、焦虑不安行为明显增加。回答下列问题:
(1)实验中,实验组动物皮肤的毛细血管会_________________,
汗液分泌会___________________,从而起到调节体温的作用。
(2)实验组动物出现焦虑不安行为时,其肾上腺髓质分泌的激素会________。
(3)本实验中设置对照组的目的是__________________________
_____________________________________________________。
(4)若将室温饲养的动物甲置于0 ℃的环境中,该动物会冷得发抖,耗氧量会________,分解代谢会________。
[解析] (1)41 ℃环境对于体温为37 ℃的哺乳动物来说为炎热环境,在炎热环境中,哺乳动物的皮肤毛细血管舒张,血流量增加,汗液分泌增加,以增加散热,起到调节体温的作用。(2)肾上腺髓质能分泌肾上腺素,肾上腺素的作用之一是增强心脏活动,故其增加时可使实验动物出现焦虑不安等行为。(3)本实验的自变量是温度(41 ℃和室温),设置对照组的目的是排除无关变量即41 ℃以外因素对实验结果的影响,以保证本实验的结果是由41 ℃引起的。(4)若将室温饲养的动物甲置于0 ℃的环境(即寒冷环境)中,则在寒冷环境中哺乳动物机体作出的反应是骨骼肌战栗,甲状腺激素等分泌增加,耗氧量增加,分解代谢增强等。
[答案] (1)舒张 增加 (2)增加 (3)排除41 ℃以外因素对实验结果的影响,以保证本实验的结果是由41 ℃引起的 (4)增加 增强
2.某科学兴趣小组从当地种植花生的农民那里听到一个偏方:服用花生地下根茎水煮液可治疗糖尿病,于是该小组设计了研究花生根茎水煮液对小鼠血糖影响的实验。
材料与用具:花生根茎水煮液、生理盐水、蒸馏水,糖尿病模型小鼠雌性20只、雄性20只,健康小鼠雌雄各5只,动物血糖测试仪等。
实验步骤:
(1)将________分为四个组并编号B、C、D、E,另取10只健康小鼠作为________,设为A组,用血糖