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加试特训12探究性、验证性实验设计方法(B)1生长素是植物体内的激素，可调节植物多项生命活动，结合生长素的有关知识完成下列问题：(1)生长素的化学本质是_，是在细胞内由_合成的，植物茎、根、芽对生长素的敏感程度依次是_。(2)生长素的生理作用具有两重性，即_。现提供暗室中萌发的马铃薯嫩茎、生长素类似物如萘乙酸、琼脂块、砂盘、小刀等器材。请设计实验验证上述结论并写出实验步骤。实验方法：马铃薯带芽茎段扦插在砂盘上，上端安放含生长素类似物的琼脂块。实验操作：a配制能抑制(1000106)和促进(50100106)马铃薯嫩茎生长的萘乙酸溶液，制作成A(高浓度)和B(低浓度)以及C(只含清水)三种(组)琼脂块。b切取3根(组)_的马铃薯嫩茎段，将3根(组)嫩茎段扦插在同一砂盘中(固定)，_。c_。d_。实验预期(设计一个坐标系，用柱形图表示实验的检测结果)。2有网民反映某湖泊靠近电池厂附近的湖面出现大面积死鱼，怀疑是重金属污染所致。环保部门赶赴现场取得水样，带回实验室检测，检测结果认为，致使鱼类大批死亡的主因是缺氧，次因是重金属污染中毒。请根据以下提供的实验材料，完善符合上述检测结果的实验思路，并预期实验结果。可供选择的实验材料：重金属清除剂、增氧机、鱼缸、小鱼120条、鱼饲料若干等。请回答：(1)实验思路：采集水样：在远离电池厂污水排放口采集适量的湖水(简称湖水甲)、在靠近电池厂污水排放口的死鱼区域采集适量的湖水(简称湖水乙)将12只鱼缸，分为如下四组：A组3只鱼缸：均加适量且等量湖水甲小鱼10条增氧机通氧。B组3只鱼缸：_；C组3只鱼缸：_；D组3只鱼缸：_。各组鱼缸在相同且适宜条件下饲养，间隔一定时间观察并记录小鱼的存活数量(若有死亡，须及时清除死亡小鱼)。_，获得各组小鱼平均存活时间(单位：天)。(2)请以柱形图表示预期实验结果：(3)生活中常见一个湖泊受到富养化的污染，水体溶氧量急剧下降，导致鱼类大量死亡，死鱼腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼死亡，这种生态系统的调节过程称为_。3如图为一个蟾蜍屈肌反射实验装置的结构模式图，回答下列问题：(1)动作电位沿着神经纤维传导时，神经纤维细胞膜内侧局部电流的方向与动作电位传导方向_。(2)已知药物X能阻断蟾蜍的屈肌反射活动，肌肉不能发生收缩，但不知是阻断神经纤维上的兴奋传导，还是阻断神经元之间的兴奋传导，或是两者都能阻断。现有一个如上图所示的屈肌反射实验装置，请利用该实验装置在A、B、C、D、E中选择四个位点作为实验位点进行探究。(在实验位点可以进行药物处理或电刺激。假设药物X在实验位点起作用后，其作用效果在实验过程中都不能消除)实验步骤：_。实验结果预测及相应结论：_。4通过科学实验发现，土壤中缺磷会导致植株矮小，叶色暗绿，依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素。试设计实验探究叶色暗绿是否由缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。实验所需主要用具、试剂：烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、只缺磷的完全培养液、95%的乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。(1)实验假设：_。(2)实验步骤：第一步：取两个烧杯，分别编号为A、B，各放入_的黄瓜幼苗。第二步：向A烧杯中加入适量_，向B烧杯中加入_，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现差异时。第三步：分别从A、B两组中相似位置选取等量叶片，用_提取叶片色素，用_法分离色素，观察比较_。(3)实验结果预测：_，说明缺磷导致叶色暗绿不是由类胡萝卜素缺乏所致；_，说明缺磷导致叶色暗绿是由类胡萝卜素缺乏所致。5(2016舟山中学高三仿真)某同学为研究促甲状腺激素的功能，提出以下实验思路：将若干健康的、生理状况相同的小鼠随机均分为2组。A组：每只小鼠注射适量且等量的促甲状腺激素；B组：每只小鼠注射适量且等量的促甲状腺激素抑制剂。实验开始时和实验中每隔一段时间，分别测定每只小鼠血液中甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素的浓度并记录。对所测得的数据进行统计分析。(要求与说明：促甲状腺激素抑制剂能与促甲状腺激素结合使促甲状腺激素失去活性；实验持续时间合适；实验条件均适宜)请回答：(1)实验目的是_。(2)预测实验结果(请在坐标系中绘出甲状腺激素浓度和促甲状腺激素释放激素浓度的变化曲线)。(3)分析与讨论用甲状腺激素浓度作为检测指标的依据是_。注射促甲状腺激素后，小鼠血液中促甲状腺激素释放激素浓度发生变化的原因是_。上述分组，还可增设C组作为对照组，C组：_。6(2016宁波模拟)为探究在不同温度条件下，不同浓度2,4D对某植物插条生根的作用，请根据以下实验材料与用具，提出实验思路，设计表格记录实验结果。材料与用具：2,4D，蒸馏水，某植物插条若干，500 mL烧杯若干，量尺等。(要求与说明：插条均无顶芽且侧芽数相同，2,4D溶液具体浓度及配制过程、插条浸泡的具体时间等不作要求)请回答：(1)实验思路：_。(2)设计一个表格，用于记录实验结果。(3)分析与讨论本实验的检验指标是_。对植物插条生根有作用的其他植物激素有_。在相同的时间和条件下，某同学发现插条有的生根，有的不生根，试分析不生根的原因：_。7某同学为验证胰岛素能降低血糖浓度、胰高血糖素能升高血糖浓度，设计了以下实验步骤：实验材料：健康、生长状况相似的小白鼠若干、适宜浓度的胰岛素溶液、适宜浓度的胰高血糖素溶液、生理盐水、注射器等。实验步骤：将健康、生长状况相似的小白鼠均分为A、B、C三组，检测小白鼠的血糖浓度，并计算平均值。给A、B组中的每只小白鼠注射适量适宜浓度的胰岛素溶液，给C组的每只小白鼠注射_。半小时后检测小白鼠的血糖浓度，并计算平均值。给A、C组中的每只小白鼠注射一定量的生理盐水，_。请回答相关问题：(1)请将实验步骤补充完整：_；_。(2)画出坐标曲线图并表示实验过程中三组小白鼠的血糖浓度变化过程(小白鼠生命活动对血糖的影响忽略不计)。(3)胰岛素能降低血糖浓度的原因是_。高等动物体内的胰高血糖素由_细胞分泌。8某生物兴趣小组的同学欲对酶A催化作用的最适pH进行探究，请你根据所供材料进行实验设计。材料用具：试管、气体收集和测定装置、加热装置、温度计、新鲜酶A溶液、一定浓度的甲溶液(甲溶液能在酶A的催化下产生氧气)，pH1的盐酸溶液，pH13的NaOH溶液，蒸馏水(答题时，对溶液的配制与加热方法和气体的收集与测定方法不作要求)。(1)第一步：用pHl的盐酸溶液、pH13的NaOH 溶液、蒸馏水配制pH分别为2、_、_、_、10的溶液，依次放入编号为1到5的洁净试管中。(2)第二步：五支试管中分别注入等量的新鲜酶A溶液。(3)第三步：分别向五支试管中注入_，振荡，将试管置于适宜且相同温度的加热装置中加热，连接好实验装置。(4)第四步：一定时间后分别测定15号试管中释放的氧气的体积，结果如下表所示：试管1号2号3号4号5号O2体积(mL)2.13.84.23.31.1(5)实验结论：酶A的最适pH在_与_之间。(6)有同学还想模仿上述实验设计思路，进一步探究酶A的更精确的最适pH，请问该同学该如何设计实验(简要写出实验设计思路即可)_。答案解析1(1)吲哚乙酸色氨酸根芽茎(2)低浓度促进生长，高浓度抑制生长b等长的侧芽数相等削去顶端c分别在嫩茎段上端安放A、B和C琼脂块d在相同且适宜环境条件下培养一段时间如图解析(1)生长素的化学本质是吲哚乙酸，是色氨酸的衍生物，同一植物的不同器官对生长素的敏感程度不同，其中根最为敏感其次是芽，最不敏感的是茎。(2)生长素生理作用的两重性是指低浓度促进生长，高浓度抑制生长。b、实验应该遵循等量原则和无关变量一致原则，所以切取3(组)根等长的侧芽数相等的马铃薯嫩茎段，将3根(组)嫩茎段扦插在同一砂盘中(固定)，并削去顶端。c、设置自变量，即分别在嫩茎段上端安放A、B和C琼脂块。d、在相同且适宜环境条件下培养一段时间，观察现象，记录结果。绘图时注意：A组高浓度的生长素，会抑制茎段的生长，B组低浓度的生长素会促进茎段的生长，C组为清水对照组，茎段生长低于B组但高于A组。柱状图见答案。2(1)B组3只鱼缸：均加适量等量湖水乙小鱼10条增氧机通氧C组3只鱼缸：均加适量等量湖水乙小鱼10条D组3只鱼缸：均加适量等量湖水乙小鱼10条适量重金属清除剂统计并分析所得数据(2)如图(3)正反馈解析(1)将12只鱼缸，分为如下四组：A组3只鱼缸：均加适量等量湖水甲小鱼10条增氧机通氧。B组3只鱼缸：均加适量等量湖水乙小鱼10条增氧机通氧。C组3只鱼缸：均加适量等量湖水乙小鱼10条。D组3只鱼缸：均加适量等量湖水乙小鱼10条适量重金属清除剂。其中A、B是一组对照实验，单一变量是重金属的含量；B、C两组的单一变量是含氧量；C、D两组的单一变量是重金属的含量。统计并分析所得数据，获得各组小鱼平均存活时间。(2)以柱形图表示预期实验结果(见答案)。 (3)一个湖泊受到富养化的污染，水体溶氧量急剧下降，导致鱼类大量死亡，死鱼腐烂后又会进一步加重污染并引起更多鱼死亡，这种生态系统的调节过程称为正反馈，即输入信息加强输出信息。3(1)相同(2)实验步骤：将药物X放于D点，再刺激E点，观察记录肌肉收缩情况；将药物X放于B点，再刺激C点，观察记录肌肉收缩情况(说明：顺序不得颠倒，不可选择其他实验位点做实验处理)实验结果预测及相应结论：若处理后肌肉收缩，处理后肌肉不收缩，说明药物X是阻断神经元之间的兴奋传导；若处理后肌肉不收缩，处理后肌肉收缩，说明药物X是阻断神经纤维上的兴奋传导；若处理后肌肉不收缩，处理后肌肉也不收缩，说明药物X是两者都能阻断解析(1)兴奋在神经纤维上传导时，其传导的方向与细胞膜外侧局部电流的方向相反，与细胞膜内侧局部电流的方向相同。(2)本实验的目的是为了探究药物作用的部位，而药物可以放在突触处，也可以放在神经纤维上。实验步骤见答案(由于药物作用效果在实验过程中不能消除，故实验步骤的操作顺序和实验操作位点不能随意改变)。4(1)缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿(2)第一步：同一品种且长势相近、苗龄相同第二步：完全培养液等量的只缺磷的完全培养液第三步：95%的乙醇纸层析A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅(3)A、B两组类胡萝卜素色素带一致A组比B组类胡萝卜素色素带宽，或B组缺少类胡萝卜素色素带解析依实验探究的目的可以作出“缺磷将导致类胡萝卜素缺乏，从而引起叶色暗绿”的假设。由于本实验的自变量是磷的有无，故需要设置A、B两组，A组用完全培养液培养，B组用只缺磷的完全培养液培养，实验的因变量是叶色暗绿，要检测叶色暗绿是否由类胡萝卜素缺乏引起，可用纸层析法进行判断。若A、B两组叶片中类胡萝卜素含量相近，说明叶色暗绿不是由类胡萝卜素缺乏所致；若B组叶片中类胡萝卜素含量少于A组，说明叶色暗绿是由类胡萝卜素缺乏所致。5(1)研究促甲状腺激素对小鼠甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素分泌的影响(2)如下图所示甲：A组甲状腺激素浓度乙：B组甲状腺激素浓度丙：B组促甲状腺激素释放激素浓度丁：A组促甲状腺激素释放激素浓度(3)促甲状腺激素具有促进甲状腺合成与分泌甲状腺激素的功能甲状腺激素增多会通过负反馈作用，抑制下丘脑合成与分泌促甲状腺激素释放激素，导致其浓度下降每只小鼠注射适量且等量生理盐水解析(1)据题干和图示可知，本实验测量的是甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素的浓度，两组分别注射的是促甲状腺激素及促甲状腺激素抑制剂，所以实验目的是研究促甲状腺激素对小鼠甲状腺激素和促甲状腺激素释放激素分泌的影响。(2)画图时注意促甲状腺激素释放激素浓度的变化要滞后于甲状腺激素的变化，注射物失效时间后，4条曲线都需要向正常水平靠近(可以不到正常水平)。(3)由于促甲状腺激素具有促进甲状腺激素合成与释放的功能，所以可用甲状腺激素的浓度作为检测指标；小鼠注射促甲状腺激素后，甲状腺激素分泌增加，甲状腺激素通过负反馈作用，抑制下丘脑合成与分泌促甲状腺激素释放激素，导致血液中的促甲状腺激素释放激素浓度下降；当外源促甲状腺激素失效后，甲状腺激素浓度降到正常水平，促甲状腺激素释放激素浓度也随后上升到正常水平；实验需要设置对照实验，可增设C组，C组中小鼠注射适量且等量的生理盐水，比较曲线的变化。6(1)实验思路：用蒸馏水配制具体浓度梯度的2,4D溶液，分别标记为A、B、C、D、E，另标记蒸馏水为F；取三个水浴锅，设温度分别为20 、30 、40 ，在每个水浴锅中放入6个分别装有适量且等量浓度依次为A、B、C、D、E、F的六种溶液的500 mL烧杯。另取生长状况相同的该植物插条，均分成18份，每份3根插条编号为1、2、3，分别浸泡在烧杯内溶液中；在相同且适宜的条件下浸泡相同的时间后，取出各组插条，测量并记录各组插条的生根总长度，分析实验结果，得出结论(2)如下表所示不同温度条件下，不同浓度2,4D溶液对某植物插条生根的作用结果记录表 组别根的总长度(mm)温度A组B组C组D组E组F组20 123平均值30 123平均值40 123平均值(3)根的总长度赤霉素、细胞分裂素、乙烯(脱落酸)插条的(形态学)下端未接触到2,4D溶液(或插条倒置于2,4D溶液中)解析(1)题干要求探究在不同温度条件下，不同浓度2,4D对某植物插条生根的作用，根据实验设计的对照原则和单一变量原则，实验的自变量为温度和2,4D溶液浓度，因变量为插条生根的情况。故实验思路：用蒸馏水配制具体浓度梯度的2,4D溶液，分别标记为A、B、C、D、E，另标记蒸馏水为F；取三个水浴锅，设置温度分别为20 、30 、40 ，在每个水浴锅中放入6个分别装有适量且等量浓度依次为A、B、C、D、E、F的六种溶液的500 mL烧杯。另取生长状况相同的该植物插条，均分成18份，每份3根插条编号为1、2、3，分别浸泡在烧杯内溶液中；在相同且适宜的条件下浸泡相同的时间后，取出各组插条，测量并记录各组插条的生根总长度，分析实验结果，得出结论。(2)设计一个表格，用于记录实验结果，具体见答案。(3)本实验的检测指标是根的总长度。对植物插条生根有作用的其他植物激素有赤霉素、细胞分裂素、乙烯(脱落酸)。在相同的时间和条件下，某同学发现插条有的生根，有的不生根，原因可能是插条的形态学下端未接触到2，4D溶液或插条倒置于2,4D溶液中。7(1)等量的生理盐水给B组的每只小白鼠注射等量适宜浓度的胰高血糖素溶液，半小时后检测小白鼠的血糖浓度，并计算平均值(2)(3)胰岛素能促进细胞摄取、贮存、利用葡萄糖，抑制氨基酸转化成葡萄糖胰岛解析(1)根据题意A、B组为实验组，C组为对照组，需要注射等量的生理盐水。根据题意，A、B两组为低血糖模型，给A、C组中的每只小白鼠注射一定量的生理盐水，则需要给B组的每只小白鼠注射等量适宜浓度的胰高血糖素溶液，半小时后检测小白鼠的血糖浓度，并计算平均值。(2)根据实验步骤，曲线图应该如答案所示。(3)由于胰岛素能促进细胞摄取、贮存、利用葡萄糖，抑制氨基酸转化成葡萄糖，所以具有降低血糖的作用。高等动物的胰岛细胞可以分泌胰高血糖素。8(1)468(3)等量的甲溶液(5)48(6)在pH48之间再设置一系列等梯度pH，进行上述实验解析(1)根据实验梯度设置的pH分别为2、4、6、8、10五个。(3)酶注入到试管后便要加入等量的反应物甲溶液。(5)从表格中可以看出3号试管放出氧气体积最多，故相对应的最适pH为48之间。(6)为获得精确具体的最适pH，可以在pH48之间再设置一系列等梯度pH实验。
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