實驗專題2實驗方案的補充和完善(本欄目對應(yīng)學(xué)生用書P201)［實驗歸納］1.實驗材料用具的評價角度和改進技巧（1）材料用具是否恰當(dāng)。明確實驗原理，分析所給的材料用具應(yīng)具備的條件（濃度、規(guī)格等）。如觀察洋蔥表皮細胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實驗時不能用0.5g/mL的蔗糖溶液。（2）是否遺漏重要的實驗用具。分析處理操作對象、觀察現(xiàn)象時，所用到的重要用具，仔細檢查在所給用具中是否存在。如觀察葉綠體的形態(tài)和分布，不能缺少顯微鏡。（3）藥劑選擇使用和用量是否準確。根據(jù)所學(xué)實驗要求合理選擇、使用，做到用量準確。（4）材料用具是否充分利用。思考所給材料用具分別起什么作用，怎樣運用。2.實驗步驟的評價角度和改進技巧（1）步驟是否完整，是否設(shè)置對照實驗。若沒有，應(yīng)依據(jù)實驗?zāi)康摹⒃恚_定設(shè)置的對照類型，進行補充。（2）步驟是否合理，操作步驟是否顛倒。應(yīng)依據(jù)已有的生物學(xué)知識進行調(diào)換。如使用雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時，A液（NaOH溶液）和B液（CuSO4溶液）滴加順序不能顛倒。（3）操作是否違反生物學(xué)原理。若違反，應(yīng)進行糾正。如在探究溫度、pH對酶活性影響的實驗中，不能用斐林試劑檢測。（4）是否遵循單一變量原則、等量原則和排除無關(guān)變量的干擾。應(yīng)保證實驗組和對照組除自變量外，其他條件完全一致，如在探究溫度對酶活性影響的實驗中，保證實驗組和對照組除溫度外，其他條件（如pH、加入底物的量等）完全一致。（5）實驗條件是否正確。如分析實驗是否需要攪拌、加熱，實驗所需的溫度、光照等條件是否合理。3.實驗結(jié)果的評價角度和改進技巧（1）實驗結(jié)果的種類是否符合實驗的類型。驗證性實驗只有一種結(jié)果，探究性實驗的結(jié)果要分類討論。（2）實驗結(jié)果出現(xiàn)科學(xué)性錯誤。應(yīng)根據(jù)實驗原理和過程，聯(lián)系教材相關(guān)知識，推導(dǎo)出正確的實驗結(jié)果。如雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)時，結(jié)果寫成藍色。（3）因果關(guān)系倒置。要學(xué)會表達，表達的模式是根據(jù)實驗結(jié)果（現(xiàn)象），推導(dǎo)出實驗結(jié)論。【典例】據(jù)《本草綱目》記載，桑葉具有降低血糖的作用。為了研究桑葉提取液的降血糖效果，某研究小組以大鼠為實驗對象進行了如下實驗，現(xiàn)請你把實驗報告補充完整。材料與藥劑：生理狀況相同的健康大鼠50只、桑葉提取液、鏈脲佐菌素（STZ）、蒸餾水、溶解STZ的枸櫞酸鹽緩沖液，血糖測定儀等。（注：①大鼠全部用于實驗，實驗過程中全部存活；②STZ是一種特異性破壞胰島B細胞的藥物）實驗一：制備實驗性糖尿病大鼠模型（1）隨機取

的健康大鼠40只，禁食12h后，隨機均分成A、B兩組，在A組左下腹腔一次性注射STZ65mg/kg（溶于適宜濃度和pH的枸櫞酸鹽緩沖液），在B組左下腹腔一次性注射__________________

。

（2）注射48h后，凡血糖濃度高于13mmol·L-1，尿中出現(xiàn)糖，并出現(xiàn)

等癥狀者為糖尿病大鼠模型，留下備用。大鼠體內(nèi)與血糖上升相關(guān)的激素有腎上腺素和

，后者的增加可以

胰島素的分泌。

生理狀態(tài)相同等量適宜濃度和pH的枸櫞酸鹽緩沖液多飲、多食、多尿胰高血糖素促進實驗二：檢驗桑葉提取液的降血糖效果（1）將實驗一剩余的大鼠作為甲組，將制備的糖尿病大鼠隨機分成乙、丙兩組。（2）用血糖測定儀測定各組大鼠的血糖濃度，并進行統(tǒng)計分析。（3）對丙組的每只大鼠每天灌喂2mL桑葉提取液，連續(xù)灌喂4周；對甲組和乙組的每只大鼠

；期間各組大鼠均飼喂普通飼料，自由飲食。

（4）4周后，

。每天灌喂2mL桑葉提取液的生理鹽水溶液，連續(xù)灌喂4周檢測三組的血糖濃度實驗結(jié)果：研究結(jié)果如下表所示，但未標明組別。請根據(jù)上述步驟將“組別”欄補充完整（用“甲”“乙”“丙”表示）。桑葉提取液對實驗性糖尿病大鼠血糖的影響實驗結(jié)論：桑葉提取液降低糖尿病大鼠血糖濃度的作用明顯，但其不能使血糖濃度降到正常水平。組別數(shù)量/只實驗開始時/（mmol·L-1）給藥4周后/（mmol·L-1）

103.85±1.283.94±2.20

1018.62±3.0810.12±2.65

1019.46±3.9819.00±2.70甲丙乙【解析】實驗一：（1）隨機取生理狀態(tài)相同的健康大鼠40只，禁食12

h后，隨機均分成A、B兩組，在A組左下腹腔一次性注射STZ

65

mg/kg（溶于適宜濃度和pH的枸櫞酸鹽緩沖液），其目的是破壞胰島B細胞，使其患上糖尿病；在B組左下腹腔一次性注射等量適宜濃度和pH的枸櫞酸鹽緩沖液，作為對照。（2）注射48

h后，凡血糖濃度高于13

mmol·L-1，出現(xiàn)尿糖，并出現(xiàn)多飲、多食、多尿等癥狀的為糖尿病大鼠模型。大鼠體內(nèi)與血糖上升相關(guān)的激素有腎上腺素和胰高血糖素，后者的增加可以促進胰島素的分泌。實驗二：（1）將實驗一剩余的大鼠作為甲組，將制備的糖尿病大鼠隨機分成乙、丙兩組。（2）用血糖測定儀測定各組大鼠的血糖濃度，并進行統(tǒng)計分析。（3）丙組作為實驗組，每只大鼠每天灌喂2

mL桑葉提取液的生理鹽水溶液，連續(xù)灌喂4周；甲組和乙組作為對照組，每只大鼠每天灌喂2

mL生理鹽水，連續(xù)灌喂4周；期間各組大鼠均飼喂普通飼料，自由飲食。（4）4周后，檢測三組的血糖濃度，研究結(jié)果如題表所示，表中組別從上到下分別為甲、丙、乙。本實驗的結(jié)論為桑葉提取液降低糖尿病大鼠血糖濃度的作用明顯，但不能使血糖濃度降到正常水平。解題指導(dǎo)

生物實驗要遵循的一般原則主要有對照原則、等量原則、單一變量原則和控制無關(guān)變量原則。設(shè)計實驗的一般步驟主要有：確定實驗原理，選擇材料用具，確定方法步驟（預(yù)處理→分組→處理→觀察記錄現(xiàn)象，收集數(shù)據(jù)→預(yù)測結(jié)果→得出結(jié)論）。［高考試練］1.（2024年黑龍江哈爾濱模擬）肝是脊椎動物體內(nèi)以代謝功能為主的器官，具有儲存肝糖原、制造膽汁等功能。急性肝衰竭（ALF）是可由多種原因引起的危重疾病，其病理基礎(chǔ)是肝細胞在短時間內(nèi)大量死亡，導(dǎo)致肝發(fā)生功能性障礙，致死率很高。（1）肝作為機體的重要器官，其生命活動受_________________________

（至少寫出兩種）、胰高血糖素等多種激素的調(diào)節(jié)，肝細胞受胰高血糖素調(diào)節(jié)的根本原因是

。

胰島素、甲狀腺激素、糖皮質(zhì)激素、腎上腺素胰高血糖素受體基因在肝細胞中表達（2）肝中的肝糖原對維持血糖濃度的相對穩(wěn)定起著重要作用。正常人體血糖濃度為

。饑餓狀態(tài)下，在流經(jīng)肝的血液中，與動脈端相比，靜脈端的胰高血糖素含量

。

3.9~6.1mmol/L下降（3）葛根是我國傳統(tǒng)名貴的中草藥，其中的葛根素（Pue）對肝具有保護作用。某科學(xué)研究小組欲探究葛根素預(yù)處理對D-氨基半乳糖所致的急性肝衰竭小鼠肝臟是否具有降低肝細胞凋亡率的保護作用。請根據(jù)實驗材料完善實驗思路、預(yù)測實驗結(jié)果。實驗材料：正常小鼠若干，Pue（300mg/kg），10%D-氨基半乳糖（1.2mL/100g），TUNEL染色試劑盒（染色后正常細胞核為藍色，凋亡細胞核中有棕黃色顆粒），光學(xué)顯微鏡等。①完善實驗步驟：a.將若干只正常小鼠隨機分為甲（對照組）、乙（模型組）、丙（實驗組）3組。b.丙組靜脈注射適量

，甲、乙組靜脈注射等量生理鹽水，每日1次，連續(xù)給藥兩周。

c.末次給藥后24h，對乙、丙組腹腔注射

，甲組腹腔注射

。

d.8h后，取小鼠肝臟組織進行切片并用TUNEL染色試劑盒染色，在光學(xué)顯微鏡下隨機選取若干個視野進行觀察，并計算肝細胞凋亡率。Pue10%D-氨基半乳糖等量生理鹽水②預(yù)測實驗結(jié)果：若Pue預(yù)處理能減輕D-氨基半乳糖對肝功能的損傷程度，則肝細胞凋亡受到

。

抑制【解析】（1）依題意“肝是脊椎動物體內(nèi)以代謝功能為主的器官，具有儲存肝糖原、制造膽汁等功能”，則其生命活動受各種與代謝及血糖平衡相關(guān)的激素的作用，如胰島素、甲狀腺激素、糖皮質(zhì)激素、腎上腺素、胰高血糖素等。肝細胞受胰高血糖素調(diào)節(jié)是因為細胞膜為有相關(guān)的特異性受體，受體是蛋白質(zhì)，受基因的調(diào)控。因此，肝細胞受胰高血糖素調(diào)節(jié)的根本原因是胰高血糖素受體基因在肝細胞中表達。（2）正常人體血糖濃度約為3.9~6.1

mmol/L。饑餓狀態(tài)下，胰高血糖素作用于肝細胞，使肝糖原分解成葡萄糖補充血糖。流入肝臟的血是動脈血，流出肝臟的是靜脈血。所以在流經(jīng)肝的血液中，與動脈端相比，靜脈端的胰高血糖素含量下降。（3）①依題意，實驗的目的是探究葛根素預(yù)處理對D-氨基半乳糖所致的急性肝衰竭小鼠肝臟是否具有降低肝細胞凋亡率的保護作用。因此，實驗開始前小鼠要經(jīng)Pue預(yù)處理。又知“甲、乙組靜脈注射等量生理鹽水，每日1次，連續(xù)給藥兩周”且丙組是實驗組，因此，丙組要靜脈注射適量Pue。根據(jù)實驗?zāi)康模瑢嶒灥淖宰兞砍瞬牧鲜欠窠?jīng)Pue預(yù)處理外，還有是否注射10%D-氨基半乳糖。依題意，甲是對照組、乙是模型組、丙是實驗組，因此，末次給藥后24

h，對乙、丙組腹腔注射10%D-氨基半乳糖，甲組腹腔注射等量生理鹽水。②若Pue預(yù)處理能減輕D-氨基半乳糖對肝功能的損傷程度，則肝細胞凋亡受到抑制。2.（2024年貴州安順期中）垂體和下丘腦發(fā)生病變都可引起甲狀腺功能異常。現(xiàn)有甲、乙兩人都表現(xiàn)為甲狀腺激素水平低下，通過給兩人注射適量的TRH，分別測定每個人注射前30min和注射后30min的TSH濃度來鑒別病變的部位是垂體還是下丘腦。測定結(jié)果如下表：組別TSH濃度/（mU·L-1）注射前注射后健康人930甲229乙12（1）由上述結(jié)果可以推測甲生病變的部位是

，理由是___________

；乙發(fā)生病變的部位是

。

（2）正常人血液中的甲狀腺激素濃度增高時，會抑制下丘腦和垂體的活動。使甲狀腺激素含量維持正常生理水平，這稱為

調(diào)節(jié)。

為驗證動物體內(nèi)甲狀腺激素分泌是該調(diào)節(jié)機制，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗。實驗材料和用具：若干只同種同齡生理狀態(tài)相近性別相同的健康成年鼠、適宜濃度含放射性碘的溶液、無放射性的促甲狀腺激素、無放射性的甲狀腺激素、生理鹽水、注射器若干等。下丘腦因為當(dāng)注射適量的TRH后，垂體分泌的TSH水平恢復(fù)至接近正常，表明垂體是正常的垂體（負）反饋請完善下面的實驗步驟。①將若干只同種生理狀態(tài)相近的實驗鼠隨機分為甲、乙、丙3組，甲組設(shè)置為對照組，乙組和丙組設(shè)置為實驗組。②給各組鼠注射

至甲狀腺，并測定各組鼠的甲狀腺中的碘的放射性含量。

③分別給甲、乙、丙3組實驗鼠注射

、無放射性的甲狀腺激素、無放射性的促甲狀腺激素。

④將甲、乙、丙3組實驗鼠在相同且適宜條件下飼養(yǎng)，5天后分別測定三組實驗鼠甲狀腺中碘的放射性含量。適宜濃度含放射性碘的溶液等量的生理鹽水實驗結(jié)果與分析：經(jīng)放射性含量檢測，與甲組相比，乙組實驗鼠甲狀腺中碘的放射性含量下降較慢，原因是__________________________________________________________________________________________________________________

；與甲組相比，丙組實驗鼠甲狀腺中碘的放射性含量下降較快，原因是________________________________________________________________

。則驗證動物體內(nèi)甲狀腺激素的分泌過程中存在該調(diào)節(jié)機制。

乙組注射無放射性的甲狀腺激素，甲狀腺激素含量較高會抑制促甲狀腺激素的合成，甲狀腺細胞利用