高效作业13 与激素有关的实验设计题突破练-【精彩三年】2024-2025学年高中生物选择性必修1课程探究与巩固PPT课件（浙科版2019）

高效作业13 [与激素有关的实验 设计题突破练] 1．为验证甲状腺激素具有促进个体发育的功能，某实验小组的同学将一正常幼年家兔的甲状腺摘除并缝合后进行观察，实验组应设为(　　) A．用另一成年的家兔做相同的实验 B．用另一相似的幼年家兔在相同的环境中观察 C．用另一相似的幼年家兔在颈部切开伤口后缝合，在相同的环境中观察 D．用另一相似的幼年家兔做相同实验，外源补充甲状腺激素并在相同的环境中观察 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 D 【解析】 实验目的是验证甲状腺激素的作用，自变量是甲状腺激素的有无，由于对照组是将一正常幼年家兔的甲状腺摘除(不能产生甲状腺激素)并缝合后进行观察，所以实验组应是在摘除甲状腺后再补充甲状腺激素进行观察，D正确。 2．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．先注射生理盐水，后注射胰岛素溶液 D．先注射葡萄糖溶液，后注射胰岛素溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B 【解析】 实验组小鼠应先注射胰岛素溶液，若胰岛素具有降低血糖含量的作用，则小鼠被注入胰岛素溶液后因血糖供应不足而进入昏迷状态；再注射葡萄糖溶液，目的是及时补充葡萄糖，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。 3．为探究腺垂体分泌的促性腺激素对下丘脑分泌促性腺激素释放激素是否存在负反馈调节，进行了下列①～⑥的处理，下列叙述正确的是(　　) ①注射适量的促性腺激素　②进行手术并切除性腺　③不手术　④注射适量的生理盐水　⑤进行手术不切除性腺　⑥不注射 A．促性腺激素由性腺产生和分泌 B．促性腺激素通过垂体门脉运输到下丘脑 C．对照组处理是②④，实验组处理是②① D．切除性腺后，下丘脑分泌促性腺激素释放激素的量减少 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C 【解析】 促性腺激素由腺垂体产生和分泌，A错误；促性腺激素作用于性腺，B错误；实验组和对照组均应切除性腺，以排除性腺分泌的性激素对下丘脑进行负反馈调节，为遵循单一变量原则和等量原则，实验组注射促性腺激素，对照组应注射等量的生理盐水，再观察促性腺激素释放激素的含量变化，C正确；切除性腺后，性激素减少，通过负反馈调节，下丘脑分泌促性腺激素释放激素的量增多，D错误。 4．某小组为探究雄激素与动物性行为的关系，用尚未发育成熟的仔公鸡为材料，进行了摘除睾丸实验，发现阉割的仔公鸡长大后，不出现啼鸣、鸡冠不发育且无求偶行为，因此得出雄激素能促进和维持公鸡第二性征和求偶行为的结论。科学工作者认为该实验有不严谨之处，需继续补充实验。下列补充实验最合理的是(　　) A．重复进行上述实验，观察阉割后的现象是否稳定呈现 B．以发育成熟的公鸡为材料进行摘除睾丸实验，不出现求偶行为 C．给阉割的仔公鸡饲喂含雄激素的饲料，恢复了第二性征和求偶行为 D．不摘除仔公鸡睾丸并饲喂含雄激素的饲料，出现第二性征和求偶行为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C 【解析】 探究雄激素与动物性行为的关系，用尚未发育成熟的仔公鸡为材料，进行了摘除睾丸实验，发现阉割的仔公鸡长大后，不出现啼鸣、鸡冠不发育和无求偶行为，该过程属于实验设计中的减法原则；要想让实验更严谨，还要再添加相关激素，即给阉割的仔公鸡饲喂含雄激素的饲料，若能恢复公鸡的第二性征和求偶行为，才能得到结论：雄激素能促进和维持公鸡第二性征和求偶行为，A、D错误，C正确；实验设计应遵循无关变量一致原则，本实验中实验材料为尚未发育成熟的仔公鸡，则对照组不能选择发育成熟的公鸡，B错误。 5．生理学家发现，将狗的胰脏切除后的症状和人的糖尿病症状很相似。科学家班廷和贝斯特将狗的胰液管结扎，待胰脏萎缩至只剩胰岛保持正常时，将萎缩的胰脏取出，用等渗盐水制成滤液，将滤液注射给另一只切除胰脏的狗，结果狗不出现糖尿病症状。下列叙述错误的是(　　) A．狗糖尿病症状的表现有狗的尿量增多，且尿中含糖较多 B．该实验应设置对照：将狗的胰脏切除，注射等渗盐水，观察狗是否出现糖尿病症状 C．若将胰脏直接研磨后制成的滤液注射到切除胰脏的狗体内，则狗会出现糖尿病症状 D．该实验说明胰脏能通过胰液管分泌降低血糖的物质 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 D 【解析】 糖尿病的症状之一是尿量增多，且尿中含糖较多，A正确；由题意可知，将狗的胰脏切除后的症状和人的糖尿病症状很相似，因此对照组为将狗的胰脏切除，注射等渗盐水，观察狗是否出现糖尿病症状，B正确；若不将狗的胰液管结扎，将胰脏直接研磨后制成的滤液注射到切除胰脏的狗体内，胰脏中的胰岛产生的胰岛素会被胰蛋白酶水解，则狗会出现糖尿病症状，C正确；降低血糖的物质是胰岛素，胰岛素是动物激素，不通过胰液管分泌，D错误。 6．[2023·湖州中学检测]为探究红枣多糖物质(JP)对血糖的影响，研究人员首先用药物诱导破坏部分小鼠的胰岛β细胞并获得了糖尿病小鼠。将小鼠分为对照组(正常小鼠)、模型组(糖尿病小鼠)、JP实验组(糖尿病小鼠)，对三组小鼠灌胃等量的葡萄糖溶液后，每30 min检测其血糖变化，结果如图，其中JP实验组小鼠的血糖含量变化如曲线b所示。据图分析，下列有关叙述错误的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B A．30 min时小鼠血糖值均较高，这与葡萄糖的吸收有关 B．每组设置10只小鼠遵循的是实验设计的对照原则 C．通过曲线分析可知，红枣多糖物质(JP)有降血糖作用 D．还可比较三组小鼠肝脏中的肝糖原含量，来分析JP多糖对糖尿病小鼠的作用机理 【解析】 对小鼠灌胃等量的葡萄糖溶液后，可为机体补充葡萄糖，故30 min时小鼠血糖值均较高，这与葡萄糖的吸收有关，A正确；每组设置10只小鼠遵循的是实验设计的平行重复原则，B错误；通过曲线b与a(模型组)、c(对照组)比较，可知红枣多糖物质(JP)有降血糖作用，C正确；葡萄糖可以转化为肝糖原，故可比较三组小鼠肝脏中的肝糖原含量，来分析JP多糖对糖尿病小鼠的作用机理，D正确。 7．研究发现，乙醇会抑制抗利尿激素的释放。为验证乙醇是通过抑制抗利尿激素的释放来影响尿量的，研究小组将若干实验大鼠随机均分成两组，甲组大鼠灌胃适量乙醇溶液，乙组大鼠灌胃等量蒸馏水，半小时后检测并比较两组大鼠的尿量差异。下列有关叙述错误的是(　　) A．该实验设计不够严谨，还需要检测抗利尿激素含量的差异 B．该实验设计不够严谨，还应增加注射抗利尿激素的相关实验 C．抗利尿激素由下丘脑释放，由体液运输至肾小管、集合管起作用 D．乙醇会抑制抗利尿激素的释放，据此推测人体过量饮酒后尿量会增加 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C 【解析】 该实验的目的是“验证乙醇是通过抑制抗利尿激素的释放来影响尿量的”，所以不能仅测量比较两组大鼠的尿量差异，还需要检测抗利尿激素含量的差异或者增加注射抗利尿激素的相关实验，A、B正确；抗利尿激素由下丘脑合成、分泌，由垂体释放至血液，通过血液循环运输至肾小管、集合管起作用，C错误；乙醇会抑制抗利尿激素的释放，故人体过量饮酒后抗利尿激素减少，尿量增加，D正确。 8．生长激素在前体脂肪细胞体外诱导分化为成熟的脂肪细胞的过程中具有一定的抑制作用。研究表明，生长激素可抑制脂肪细胞中FAS和FABP等基因的转录，使脂肪合成酶类的含量降低，从而抑制脂肪代谢。胰岛素和生长激素在脂肪细胞分化中是否起协同作用，现要对这一作用进行验证。首先设置添加一定量生理盐水的对照组，下列对实验的分析，错误的是(　　) A．该实例说明，激素可通过影响基因的表达而影响细胞代谢 B．应另外设置两个组别，即在培养液中分别添加等量且适量的生长激素和胰岛素组 C．和生长激素组比，只添加生理盐水的组别中FAS和FABP基因转录水平较高 D．本实验的检测指标可为脂肪合成酶类含量的高低 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 B 【解析】 由题意可知，生长激素可抑制脂肪细胞中FAS和FABP等基因的转录，使脂肪合成酶类的含量降低，从而抑制脂肪代谢，本实例说明激素可通过影响基因的表达而影响细胞代谢，A正确；本实验目的是验证胰岛素和生长激素在脂肪细胞分化中是否起协同作用，实验首先设置添加一定量生理盐水的对照组，该组为空白对照，此外还应另外设置三个组别，即在培养液中分别添加等量且适量的生长激素和胰岛素组、 同时添加生长激素和胰岛素组，B错误；由题意可知，生长激素可抑制脂肪细胞中FAS和FABP等基因的转录，故和生长激素组比，只添加生理盐水的组别中FAS和FABP基因转录水平较高，C正确；本实验目的是验证胰岛素和生长激素在脂肪细胞分化中是否起协同作用，故实验的因变量是脂肪代谢情况，检测指标可为脂肪合成酶类含量的高低，D正确。 9．[2023·义乌中学检测]研究发现血糖水平的升高与多种激素有关。用不同激素处理生理状况相同的3组健康小鼠(每种激素在不同组别的剂量相同)，分别测定处理前、后血液中葡萄糖含量的变化，如下表。下列相关叙述错误的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 C A．本实验的因变量是血糖浓度 B．处理前测定血液中葡萄糖含量，在实验中起对照作用 C．激素X可明显升高血糖，同时也促进胰高血糖素升高血糖 D．检测丙组小鼠是否出现尿糖可用本尼迪特试剂进行检测 【解析】 由题表可知，本实验中的自变量是不同的激素处理，因变量是血糖浓度，A正确；处理前测定血液中葡萄糖含量，在实验中的作用是与实验后做对照，B正确；由题表可知，胰高血糖素单独作用(甲组)能升高血糖，胰高血糖素＋激素X(丙组)升高血糖的效果强于甲组，单独的激素X(乙组)作用，升高血糖的作用效果不明显，可知激素X的作用是促进胰高血糖素生理作用的发挥，使血糖水平升高，但其本身不能升高血糖，C错误；本尼迪特试剂与还原糖热水浴加热呈红黄色沉淀，所以检测丙组小鼠是否出现尿糖可用本尼迪特试剂进行检测，D正确。 10．研究发现，若调节功能相近的两种激素同时使用，其调节作用会进一步增强。某兴趣小组为了探究甲状腺激素和生长激素同时使用对动物生长的促进作用程度，设计了如下实验：①配制生理盐水，并用生理盐水配制A mol·L-1的甲状腺激素溶液、B mol·L-1的生长激素溶液以及一定浓度的激素溶液X(每升X溶液中含甲状腺激素A mol和生长激素B mol)，且这些激素的浓度适宜；②取4只同性别、W品系的成年小鼠，分成四组并分别编号为甲、乙、丙、丁。据此完善以下实验。 (1)本探究实验的假设是_________________________________________ __________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 甲状腺激素和生长激素同时使用对动物生长的 促进作用大于(或小于)两种激素各自单独使用的促进作用之和 (2)实验步骤：给甲组小鼠每天注射适量的__________________________，乙组小鼠每天注射_____________________________________，丙组小鼠每天注射______________________________，丁组小鼠每天注射等量的生理盐水作为______________________。 (3)上述实验②的设计上是否存在问题？________(填“存在”或“不存在”)，如果不存在，请写出实验结果，如果存在，请写出改进后的完整步骤：_________________________________________________________ ______________________________________________________________________。 Amol/L的甲状腺激素溶液 等量的Bmol/L的生长激素溶液 等量的一定浓度的激素溶液X 对照(或空白对照) 存在 取40只(或其他数据或多只，能体现平行重复原则)生长状况一致 的同性别、W品系的幼年小鼠，平均分成四组，分别编号为甲、乙、 丙、丁 【解析】 (1)由题意可知，如果调节功能相近的两种激素同时使用，其调节作用会进一步增强，因此本探究实验的假设为甲状腺激素和生长激素同时使用对动物生长的促进作用大于(或小于)两种激素各自单独使用的促进作用之和。 (2)实验设计的一般步骤：分组编号→设置对照实验(给予不同的处理)→观察并记录实验结果(注意保证无关变量的一致性)→得出结论。故该实验对甲组小鼠每天注射适量的A mol/L的甲状腺激素溶液，乙组小鼠每天注射等量的B mol/L的生长激素溶液，丙组小鼠每天注射等量的一定浓度的激素溶液X，丁组小鼠每天注射等量的生理盐水作为空白对照，以排除生理盐水对实验的干扰。 (3)题述的实验思路中只取4只小鼠进行实验，每组只有1只，数量太少，会导致实验结果的可信度下降，同时也无法排除偶然因素的影响，且成年小鼠生长缓慢，体重变化较小，所以改进后的完整步骤为取40只(或其他数据或多只，能体现平行重复原则)生长状况一致的同性别、W品系的幼年小鼠，平均分成四组，分别编号为甲、乙、丙、丁。 11．[2023·杭二中检测]糖尿病是一种慢性代谢性疾病，其发病率呈逐年上升趋势。Ⅰ型糖尿病即胰岛素依赖型糖尿病。Ⅱ型糖尿病又称非胰岛素依赖型糖尿病，其典型特征是出现胰岛素抵抗，即胰岛素功效降低，进而导致血糖水平居高不下，持续的高血糖又进一步刺激胰岛素分泌，形成恶性循环。 (1)正常情况下，人体血糖浓度升高时，胰岛素分泌增多。胰岛素与受体结合后，经过一系列信号传导，可引起如图所示的变化，即__________ _____________________，从而促进组织细胞对葡萄糖的摄取。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 促进囊泡将 GLUT4转运至细胞膜 注：GLUT4是一种葡萄糖转运蛋白。 (2)注射胰岛素能有效治疗____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)型糖尿病。 (3)科研人员发现了一种Ⅱ型糖尿病治疗因子——FGF1，它调节血糖时必须依赖胰岛素。欲验证上述观点，请根据提供的实验材料，完善实验思路，预测实验结果，并进行分析与讨论。 实验材料：30只Ⅱ型糖尿病小鼠、适宜浓度的FGF1溶液、胰岛素抑制剂、生理盐水等。(要求与说明：实验中涉及的试剂用量不作具体要求) Ⅰ ①完善实验思路： 第一步：将30只Ⅱ型糖尿病小鼠随机均分为3组，编号为A、B、C，检测各组小鼠的血糖浓度并____________。 第二步，各组的处理： A组：向每只小鼠注射适量且等量的生理盐水； B组：向每只小鼠注射______________________________； C组：向每只小鼠注射___________________________________________。 求平均值 等量适宜浓度的FGF1溶液 等量适宜浓度的FGF1溶液和胰岛素抑制剂 第三步：将小鼠在______________的条件下培养24 h后，重复第一步的操作。 ②预测实验结果：完善下列坐标图，并用柱状图表示实验结果。 相同且适宜 【答案】 ③请推测FGF1改善胰岛素抵抗的可能机制：____________________________________________________________________________。 FGF1可通过促进胰岛素与受体结合，从而提高胰岛素的功效，改善胰 岛素抵抗 【解析】 (1)由题图可知，胰岛素可促进囊泡将GLUT4(葡萄糖转运蛋白)转运至细胞膜，从而促进组织细胞对葡萄糖的摄取，使血糖浓度降低。 (2)Ⅰ型糖尿病为胰岛素依赖型糖尿病，Ⅱ型糖尿病又称非胰岛素依赖型糖尿病，故注射胰岛素能有效治疗Ⅰ型糖尿病。 (3)①第一步：将30只Ⅱ型糖尿病小鼠随机均分为3组，编号为A、B、C，检测各组小鼠的血糖浓度并求平均值(以平均值代表各组小鼠实验前的血糖值)。 第二步：A组，向每只小鼠注射适量且等量的生理盐水(作为空白对照组，即不进行药物治疗，Ⅱ型糖尿病小鼠的血糖偏高)；B组，向每只小鼠注射等量适宜浓度的FGF1溶液(作为治疗的阳性对照组，即FGF1可使Ⅱ型糖尿病小鼠的血糖降低)；C组，向每只小鼠注射等量适宜浓度的FGF1溶液和胰岛素抑制剂(即通过胰岛素抑制剂来抑制自身产生的胰岛素的作用)。 第三步：将小鼠在相同且适宜的条件下培养24 h(为保证实验结果的准确性，要保证无关变量一致，即实验条件要相同且适宜)，再重复第一步的操作。 ②根据实验步骤可知，在实验前A、B、C三组的血糖平均值基本相同，A组为空白对照，实验前后血糖含量基本不变，B组为治疗的阳性对照，故实验后血糖含量比实验前低，C组为实验组，胰岛素抑制剂使胰岛素失去作用，FGF1不能发挥降血糖作用，且胰岛素的相对量减少，血糖含量升高。实验结果柱形图见答案。 ③由题干信息可知，Ⅱ型糖尿病典型的特征是出现胰岛素抵抗，其原因可能是胰岛素受体对胰岛素不敏感，故可推测，FGF1可能通过促进胰岛素与受体结合，从而提高胰岛素的功效，改善胰岛素抵抗。 感谢聆听，再见！ 组别 实验处理 血糖浓度/(g/L) 处理前 处理后 30 min 60 min 90 min 120 min 甲 胰高血糖素 1.00 1.28 1.20 1.10 1.10 乙 激素X 1.00 1.02 1.00 1.05 1.01 组别 实验处理 血糖浓度/(g/L) 处理前 处理后 30 min 60 min 90 min 120 min 丙 胰高血糖素＋激素X 1.00 1.50 1.60 1.56 1.50 $$