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课时提升练(44) 实验与探究专题
1.(2025·浙江金华模)胰脂肪酶是肠道内脂肪水解过程中的关键酶,板栗壳黄酮可调节胰脂肪酶活性进而影响人体对脂肪的吸收。为探究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响机制,科研人员进行了以下实验:
材料与用具:试管,一系列不同浓度的脂肪溶液,胰脂肪酶溶液,板栗壳黄酮溶液,甘油检测试剂盒等
(要求与说明:甘油检测试剂盒具体操作不作要求)
(1)完善实验思路
①取试管若干,随机均分成甲、乙两组,每组试管中分别加入____________;
②甲组加入____________,作为对照;乙组加入_______________________________;
③在______________条件下反应一段时间后,_________________________________;
④统计分析所得实验数据。
(2)分析与讨论
①胰脂肪酶能将脂肪分解成______________,因此本实验中酶促反应速率可用________________________________________________________________________________________________________________________________________________表示。
②科研人员得到实验结果如图1所示,据图分析,板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有________作用。图2中的B和C为板栗壳黄酮对胰脂肪酶作用的两种推测的机理模式图。结合图1曲线分析,板栗壳黄酮的作用机理应为______(填“B”或“C”)。
答案:(1)等量不同浓度的脂肪溶液 适量胰脂肪酶溶液 等量的胰脂肪酶和适量板栗壳黄酮溶液 相同且适宜 取甲、乙两组试管中等量溶液加入甘油检测试剂盒中
(2)甘油和脂肪酸 单位时间内甘油、脂肪酸的生成量 抑制 B
解析:(1)实验目的为探究板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性的影响机制,故实验的自变量是有无板栗壳黄酮,因变量是胰脂肪酶活性。对照实验需要遵循单一变量原则,故实验思路是①取试管若干,随机均分成甲、乙两组,每组试管中分别加入等量不同浓度的脂肪溶液;②甲组加入适量胰脂肪酶溶液,作为对照;乙组加入等量的胰脂肪酶和适量板栗壳黄酮溶液;③在相同且适宜的条件下反应一段时间后,取甲、乙两组试管中等量溶液加入甘油检测试剂盒中;④统计分析所得实验数据。(2)分析与讨论:①胰脂肪酶能将脂肪分解成甘油和脂肪酸,因此本实验中酶促反应速率可用单位时间内甘油、脂肪酸的生成量表示。②科研人员得到实验结果如题图1所示,据图分析,板栗壳黄酮对胰脂肪酶活性具有抑制作用。题图2中的B的作用机理显示板栗壳黄酮与胰脂肪酶结合后导致酶的空间结构发生改变,进而使脂肪无法与胰脂肪酶发生结合,从而实现了对酶促反应速率的抑制,该抑制作用会导致脂肪的分解终止,此种抑制不可以通过增加底物浓度而缓解;C图显示的作用机理为板栗壳黄酮和脂肪竞争胰脂肪酶上的活性位点,从而减小了脂肪与胰脂肪酶的结合概率,进而使酶促反应速率下降,此种抑制可以通过增加底物浓度而缓解。据题图1可知,加入板栗壳黄酮组的酶促反应速率低于对照组,且增加脂肪浓度,反应速率依然比对照组低,因此板栗壳黄酮的作用机理应为B。
2.(2024·浙江杭州联考)糖尿病是危害健康的慢性疾病,回答以下问题:
(1)材料1:为了提取狗的胰岛素,科学家先将狗的胰导管结扎,一段时间后等胰腺部分萎缩再从________中提取胰岛素。先结扎胰导管的目的是___________________________
_____________________________________________________________________________。
材料2:以小鼠每次注射药物前后小鼠症状的变化为观察指标,来验证胰岛素具有降低血糖的作用,则实验小鼠注射胰岛素溶液和葡萄糖溶液的先后顺序应是________________
_____________________________________________________________________________。
(2)材料3:某研究小组欲证明某物质X对糖尿病大鼠具有降血糖作用。请回答有关问题:
材料与试剂:生理状况相同的健康大鼠若干只、物质X溶液(用生理盐水配制)、链脲佐菌素溶液、生理盐水、血糖测定仪(可测血糖浓度)等。
(要求与说明:给药方式为灌胃,相关指标的具体检测方法不作要求)
完善实验思路:
①材料准备:取30只生理状况相同的健康大鼠,其中________只用高脂高糖饲料喂养 8 周后,灌胃适量的链脲佐菌素溶液以获得实验大鼠模型。推测链脲佐菌素在本实验中的作用是_______________________________________________________________________,从而抑制或减少胰岛素的分泌。
②________________________________________________________________________。
③实验分组处理:
甲组______________________________________________________________________,作为空白对照组; 乙组________________________________________________________,作为治疗组;丙组__________________________________________________________。
各组均连续处理4周,其间,各组大鼠均饲喂普通饲料。
④4周后,重复上述步骤②。
⑤对所得数据进行统计分析。
预测实验结果(设计一个坐标系,用柱形图表示实验结果)。
答案:(1)胰腺 防止胰腺产生的消化酶降解胰岛素 先注射胰岛素溶液再注射葡萄糖溶液
(2)20 损伤胰岛β细胞 用血糖测定仪测定上述30只大鼠的血糖浓度,并记录 取步骤①中10只健康大鼠,对每只大鼠灌胃适量生理盐水 取步骤①中10只糖尿病大鼠,对每只大鼠灌胃等量物质X溶液 取步骤①中10只糖尿病大鼠,对每只大鼠灌胃等量生理盐水
解析:(1)为了提取狗的胰岛素,科学家先把狗的胰导管结扎,一段时间后等胰腺部分组织萎缩,再从中提取胰岛素。先结扎胰导管的目的是防止胰腺产生的消化酶降解胰岛素,进而可以从萎缩的胰腺中提取胰岛素。为了验证胰岛素具有降低血糖的作用,以小鼠每次注射药物前后症状变化为观察指标,则实验小鼠注射胰岛素和葡萄糖溶液的先后顺序应该是先注射胰岛素,使之出现低血糖症状,而后再注射葡萄糖,看症状是否恢复。(2)①准备材料:取30只生理状况相同的健康大鼠,其中20只用高脂高糖饲料喂养8周后,灌胃适量的链脲佐菌素溶液以获得实验用糖尿病大鼠模型。由此可推测链脲佐菌素在本实验中的作用是损伤胰岛β细胞,从而抑制或减少胰岛素的分泌,获得患糖尿病的大鼠。②用血糖测定仪测定大鼠的血糖浓度,并记录,获得初始的血糖数据,便于分析实验鼠的血糖含量变化。③实验鼠分成三组,编号为甲、乙和丙,处理如下:甲组:10只健康大鼠+每只大鼠灌胃适量生理盐水,作为空白对照组;乙组:10只糖尿病大鼠,每只大鼠灌胃等量物质X溶液,作为治疗组;丙组:10只糖尿病大鼠,每只灌胃等量生理盐水(作为条件对照组)。各组均连续处理4周,其间,各组大鼠其他条件均正常。④4周后,重复实验步骤②获取处理后的血糖数据。⑤对所得数据进行统计分析。证明物质X对糖尿病大鼠有降血糖作用,则预期实验结果为丙组血糖含量高于乙组血糖含量,且都高于甲组血糖含量。柱形图见答案。
3.(2024·浙江县域联盟联考)经调查发现,海洋、土壤等环境都存在有不同程度的微塑料污染,其可随着食物链进入不同生物体内。为探究微塑料对高等动物生殖功能的影响,科学家以大鼠为实验材料进行了有关实验,部分数据见下图:
(1)根据图中数据分析,该实验的自变量是_____________________________________
_____________________________________________________________________________。
(2)已知睾丸产生的雄激素会影响精子的产生及发育。因此,若要进一步佐证微塑料对雄性生殖功能的影响,还可通过测量________________________等指标(写出2个即可)。
(3)性激素的分泌受“下丘脑-腺垂体-性腺调控轴”的调控。据此推测,实验中小鼠睾丸增大的原因可能是微塑料导致雄激素分泌量不足,通过负反馈调节导致下丘脑分泌的促性腺激素释放激素和腺垂体分泌的促性腺激素分泌量增加,不断刺激睾丸的有关细胞,引起代偿性增大。请在前述实验的基础上另设3个组别,探究推测是否正确。
①完善实验思路:将生理状态相同的雄性大鼠随机均分成3组。A组灌胃适量普通饲料,B组灌胃______________________________________________________________________,C组灌胃添加PS微颗粒的等量普通饲料,连续处理一段时间,测定并比较各组________________________________________________________________________________________________________________________________________________
的含量。
②预测结果与结论:若______________________________________________________
______________________________________________________________________________,
则仅PVC材质微塑料引起睾丸增大的机制符合推测的过程;若___________________
____________________________________________________________________________,则________________________________________________________________________________________________________________________________________________;
若B、C组的各项含量均高于A组,则两种材质的微塑料引起睾丸增大的机制都符合推测的过程;若三组的各项含量无明显差异,则推测不成立。
答案:(1)大鼠的性别、微塑料的材质
(2)精子数量、精子活动率
(3)添加PVC微颗粒的等量普通饲料 促性腺激素释放激素、促性腺激素 B组的各项含量均高于A组,且C组的各项含量不高于A组 C组的各项含量均高于A组,且B组的各项含量不高于A组 仅PS材质微塑料引起睾丸增大的机制符合推测的过程
解析:(1)该实验的目的是探究微塑料对高等动物生殖功能的影响,由题图内容可知,该实验的自变量为大鼠的性别、微塑料的材质,因变量为睾丸、卵巢的相对重量。(2)睾丸产生的雄激素会影响精子的产生及发育,该实验除了检查睾丸的相对重量,还可测量精子数量、精子活动率等指标。(3)实验探究的是“实验中小鼠睾丸增大的原因可能是微塑料导致雄激素分泌量不足,通过负反馈调节导致下丘脑分泌的促性腺激素释放激素和腺垂体分泌的促性腺激素分泌量增加,不断刺激睾丸的有关细胞,引起代偿性增大”,故实验的自变量是微塑料。①完善实验思路:将生理状态相同的雄性大鼠随机均分成3组。A组灌胃适量普通饲料,B组灌胃添加PVC微颗粒的等量普通饲料,C组灌胃添加PS微颗粒的等量普通饲料,连续处理一段时间,测定并比较各组促性腺激素释放激素、促性腺激素的含量。②预测结果与结论:若B组的各项含量均高于A组,且C组的各项含量不高于A组,则仅PVC材质微塑料引起睾丸增大的机制符合推测的过程;若C组的各项含量均高于A组,且B组的各项含量不高于A组,则仅PS材质微塑料引起睾丸增大的机制符合推测的过程;若B、C组的各项含量均高于A组,则两种材质的微塑料引起睾丸增大的机制都符合推测的过程;若三组的各项含量无明显差异,则推测不成立。
4.研究表明燕窝具有增强免疫力、调节血压和提高代谢机能等多方面功效,其主要功效成分是唾液酸。某小组通过实验测定了燕窝和燕窝酶解产物低聚肽中唾液酸的含量,结果如下表。
燕窝及燕窝低聚肽中唾液酸含量分析结果
样品
检测次数
唾液酸含量/%
唾液酸含量平均值/%
燕窝
1
11.57
11.6
2
11.62
3
11.61
燕窝低
聚肽
1
14.29
14.3
2
14.32
3
14.29
欲研究燕窝和燕窝低聚肽对效应细胞毒性T细胞增殖效果和抑制自然杀伤细胞(NK细胞)活性方面的作用,以探究其对机体免疫力的影响。请你利用以下材料和用具,完成实验步骤,并按要求呈现实验结果。
材料和用具:健康小鼠若干、燕窝、燕窝低聚肽、生理盐水等(注:效应细胞毒性T细胞从小鼠脾脏中研磨后分离提取;NK细胞活性需通过淋巴瘤YAC细胞来实现,具体检测方法不作要求)。
(1)唾液酸是燕窝糖蛋白中的糖基,唾液酸与蛋白质结合需要在细胞中的______________中完成,实验中检测3次唾液酸含量的目的是_________________________
____________________________________________________________________________。
(2)实验思路:
①选取15只生长状况相似的健康小鼠,随机均分为A、B、C三组,其中C组为对照组。
②_______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
③在相同且适宜条件下喂养14天后,分别取____________,研磨后提取效应细胞毒性T细胞和NK细胞。
④分别测定各组样品中的________________________和NK细胞活性,取平均值。
⑤统计分析实验所得数据。
(3)实验结果:在刺激效应细胞毒性T细胞增殖方面,燕窝和燕窝低聚肽组显著强于对照组,且燕窝低聚肽的效果更强;在抑制NK细胞活性方面,实验组抑制效果强于对照组,而实验组之间无显著差异。请设计一个坐标系,并以柱形图的形式表示相应的结果。(用相对值表示即可)
(4)分析与讨论:
小鼠脾脏细胞中的效应细胞毒性T细胞是在________器官中发育成熟的,实验结果表明______________________提高免疫力的效果更佳。
答案:(1)内质网 防止偶然性因素对实验结果造成干扰
(2)②A组、B组和C组分别喂养等量且适量的燕窝溶液、燕窝低聚肽溶液和生理盐水 ③小鼠脾脏 ④效应细胞毒性T细胞数量
(3)
(4)胸腺 燕窝低聚肽
解析:(1)唾液酸是燕窝糖蛋白中的糖基,唾液酸与蛋白质结合属于蛋白质的加工,需要在细胞中的内质网中完成。为了防止偶然性因素对实验结果造成干扰,实验中检测3次唾液酸含量。(2)欲研究燕窝和燕窝低聚肽对效应细胞毒性T细胞增殖效果和抑制自然杀伤细胞(NK细胞)活性方面的作用,实验分为A、B、C三组,其中C组为对照组;A组、B组和C组分别喂养等量且适量的燕窝溶液、燕窝低聚肽溶液和生理盐水;在相同且适宜条件下喂养小鼠14天后,分别取小鼠脾脏,研磨后提取效应细胞毒性T细胞和NK细胞;测定各组样品中的效应细胞毒性T细胞数量和NK细胞活性,取平均值。(3)根据实验结果,绘制双纵坐标图形,左侧纵坐标表示效应细胞毒性T细胞数量的相对值,右侧纵坐标表示NK细胞活性相对值,柱形图见答案。(4)免疫系统中效应细胞毒性T细胞是在胸腺中发育成熟。根据实验结果可知,燕窝低聚肽提高免疫力的效果更佳。
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