【考前冲刺微专题】强化课件5：动物生命活动调节相关实验探究(共46张PPT)

(共46张PPT)
动物生命活动调节相关实验探究
考前冲刺微专题强化5
一、神经调节相关实验分析与探究
1.切断实验法确认“传入神经”和“传出神经”
若切断某一神经，刺激外周侧（远离中枢的位置），肌肉不收缩，而刺激向中侧（近中枢的位置），肌肉收缩，则切断的为传入神经，反之则为传出神经。
2.探究兴奋在反射弧中传导特点
（1）探究冲动在神经纤维上的传导
（2）探究冲动在神经元之间的传递
（3）“药物阻断”实验
探究某药物（如麻醉药）是阻断兴奋在神经纤维上传导，还是阻断兴奋在突触处传递，可分别将药物置于神经纤维上和突触处，依据其能否产生“阻断”效果作出合理推断。
1.用去脑的牛蛙为材料进行①至⑤步骤的反射实验。下列说法正确的是( )
①浸水的小纸片放右后肢趾尖
②沾有 的小纸片放右后肢趾尖
③沾有 的小纸片放腹部
④剥去右后肢趾尖皮肤后，重复步骤②
⑤破坏脊髓后，重复步骤②③
A.步骤③可观察到牛蛙发生屈腿反射
B.步骤②③⑤可验证传入神经是反射弧不可缺少的部分
C.步骤①②可说明反射活动的发生需要有适宜的刺激
D.步骤④验证了感受器在反射中的重要性，而步骤①是其对照实验
C
[解析] 分析实验步骤，步骤③可观察到牛蛙发生骚扒反射，而不发生屈腿反射，A错误；步骤⑤破坏脊髓，脊髓属于神经中枢，因此步骤②③⑤可验证神经中枢是反射弧不可缺少的部分，B错误；步骤①将浸水的小纸片放右后肢趾尖，牛蛙不发生屈腿反射，步骤②将沾有 的小纸片放右后肢趾尖，牛蛙发生屈腿反射，可说明反射活动的发生需要有适宜的刺激，C正确；步骤④剥去右后肢趾尖皮肤，皮肤为感受器，其对照组应该使用右后肢趾尖皮肤完整的牛蛙，即步骤②是其对照实验，以验证感受器在反射中的重要性，D错误。
2.如图是从蛙体内剥离出的某反射弧结构的模式图（反射弧结构未被破坏），其中甲表示神经中枢，乙、丙未知。神经元 、 上的1、2、3、4为4个实验位点。现欲探究神经元 是传出神经还是传入神经，结合所给器材完成以下内容。
（1） 如果该反射弧的效应器为运动神经末梢及其连接的肌肉。探究神经元 是传出神经还是传入神经的方法步骤（只在神经元 上完成）：
①先用剪刀在神经元 的___________将其剪断；
②再用电刺激仪刺激神经元 上的实验位点____，若_________________，则神经元 为传入神经，反之则为传出神经。
1、2之间
1
无肌肉收缩现象
[解析] 该反射弧的效应器为运动神经末梢及其连接的肌肉，可通过效应器是否运动来判断 是传出神经还是传入神经，可在1、2之间将神经纤维剪断，刺激1，如发生肌肉收缩则 是传出神经，若肌肉不收缩则 是传入神经。
（2） 如果在实验过程中要保证神经元 和神经元 的完整性，探究神经元 是传出神经还是传入神经的方法步骤（每个实验位点只能用一次）：
①将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外；
②用电刺激仪刺激实验位点____，若微电流计的指针偏转____次，则神经元 为传出神经；若微电流计的指针偏转____次，则神经元 为传入神经。该实验结果表明兴奋在神经元间传递的特点为___________。
1
1
2
单向传递
[解析] 由于兴奋在神经细胞间传递的特点为单向传递，可根据电流表偏转情况进行判断，将微电流计的两个电极分别搭在实验位点2和实验位点3的神经纤维膜外，若 是传出神经，刺激1则发生1次偏转，若 是传入神经，刺激1则发生2次方向相反的偏转。
3.[2020河南郑州一中名校联考] 破坏蛙脑，保留脊髓，用任氏液做蛙心静脉灌注，以维持蛙的基本生命活动。暴露蛙左后肢屈腿反射的传入神经和传出神经，分别连接电位计 和 。将蛙左后肢趾尖浸入质量分数为 的硫酸溶液后，电位计 和 有电位波动，出现屈腿反射。如图为该反射弧结构示意图，回答下列问题：
（1） 若在任氏液中滴加质量分数为 的 溶液，则神经细胞外 浓度大幅升高，使___________增加，从而使___________加强，神经元兴奋性增高，导致 外流，心脏收缩力降低，心率减弱。若在任氏液中添加了某种药物，重复屈腿反射实验发现，电位计 有波动，电位计 未出现波动，左后肢未出现屈腿反射，推测其原因可能是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（答出两点）。
内流
动作电位
突触前膜释放的递质不能与突触后膜上的特异性受体结合；突触前膜不能释放递质（或递质与药物结合而不能与突触后膜上的特异性受体结合；或突触后膜上的特异性受体与药物结合而不能与递质结合；或药物抑制递质合成；或递质被分解等）
[解析] 神经纤维受到刺激时， 内流的方式为协助扩散，若神经细胞外 浓度大幅升高，会使 内流增加，动作电位加强。将蛙左后肢趾尖浸入添加了某种药物的任氏液中，电位计 有波动，电位计 未出现波动，左后肢未出现屈腿反射，说明兴奋没有从传入神经的突触前膜传递到突触后膜，原因可能是在药物的影响下，突触前膜释放的递质不能与突触后膜上的特异性受体结合或者突触前膜不能释放递质。
（2） 请用上述屈腿反射的材料设计实验验证兴奋在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递。简要写出实验方法和实验现象：_______________________________________________________________________________________________。
刺激电位计 与骨骼肌之间的传出神经，电位计 有电位波动，电位计 未出现电位波动，且左后肢屈腿
[解析] 可刺激电位计 与骨骼肌之间的传出神经，观察 、 处电位变化，实验结果应为电位计 有电位波动，电位计 未出现电位波动，且左后肢屈腿，可验证兴奋在神经纤维上双向传导，而在反射弧中只能单向传递。
二、激素生理功能的验证或探究实验
1.激素功能的常见实验验证思路
某种方法处理实验动物 出现相应病理症状 添加某激素后恢复正常 推知相应激素生理功能
2.对照组设置
（1）饲喂时：对照组可添加与实验组所加激素溶液等量的蒸馏水或溶解激素的溶液。
（2）注射时：对照组可注射等量的生理盐水或溶解激素的溶液。
（3）切除腺体时：对照组宜做相同切口处理，只是不切除内分泌腺。
（4）实验动物选取分组时，选择性别、年龄、体重、生理状况相似的平均分组，每组要有数量相等的多只。
（5）根据激素的化学本质，选择不同的实验方法：
①下丘脑、垂体和胰岛分泌的激素多为肽类或蛋白质类，肽类、蛋白质类激素易被消化酶所分解，只能采用注射法。
②雄激素、雌激素、孕激素等固醇类激素和甲状腺激素、肾上腺素等氨基酸衍生物类激素都可以口服，也可以注射。
3.方法示例
（1）验证甲状腺激素的生理功能
①饲喂法
②摘除法和注射法
（2）验证胰岛素的生理功能
4.[2021吉林高三第四次调研] 甲状腺激素 是一种对动物的生长、发育有促进作用的激素。如图为 的调节示意图。
某兴趣小组为了探究图中虚线所示情况是否存在，进行了相关实验。该小组分析设计不合理的是( )
A.实验的自变量是是否口服
B.实验组：切除甲状腺，注射适量的 ；对照组：切除甲状腺，注射等量生理盐水
C.实验的因变量是检查两组的 的含量
D.若 对下丘脑有抑制作用，实验组的 的分泌量比对照组低
A
[解析] 实验的自变量是是否注射 ，因为促甲状腺激素的化学本质是蛋白质，在口服的情况下会被消化吸收，A错误；根据对该实验的自变量和因变量的分析，实验组的处理是切除甲状腺并注射适量的 ，对照组的处理为切除甲状腺同时注射等量生理盐水，一段时间后检测两组促甲状腺激素释放激素的含量并做比较，B正确；实验的因变量是检查两组的 的含量并进行比较，C正确；若实验组的 的分泌量比对照组低，则可得出 对下丘脑有抑制作用的结论，D正确。
5.[2021安徽淮北一模] 塑化剂事件的出现，使我们认识到塑化剂对人体的危害。有人猜测塑化剂的作用类似于雌性激素，可能会引发性早熟。请设计实验探究上述猜测是否正确。（说明：性成熟的早晚可以用初始发情时间为指标）
（1）实验目的：探究塑化剂的作用是否类似于雌性激素，可引发性早熟。
（2）实验原理：略。
（3） 实验材料和用具：同种_____________雌鼠若干、含适量浓度塑化剂的饲料（甲）、_____________________的饲料（乙）、普通饲料（丙）等。
同龄、幼年
含适量浓度雌性激素
[解析] 应该选取发育程度相同的同龄、幼年雌鼠若干；本实验的目的是探究塑化剂的作用类似于雌性激素，因此要用含适量浓度塑化剂的饲料甲与含适量浓度雌性激素的饲料乙做对比。
（4） 实验设计思路：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
将实验中的同种同龄、幼年雌鼠随机均分成 、 、 三组， 组每天饲喂饲料甲， 组每天饲喂等量的饲料乙， 组每天饲喂等量的普通饲料，在相同且适宜的条件下培养一段时间，观察记录小鼠的初次发情时间
[解析] ①本实验要做到平均分组，即将实验材料中的生长发育状况相似的幼龄雌鼠随机均分3组，编号 、 、 ；②本实验三组小鼠饲喂饲料量要相等， 组作为实验组饲喂等量的饲料甲， 组作为对照组饲喂等量的饲料乙， 作为空白对照组饲喂等量的普通饲料；③三组小鼠生活的环境必须相同，排除其他因素的影响，所以在相同且适宜的条件下饲养一段时间；④本题实验的因变量为各组雌鼠的初始发情时间，即观察记录每只雌鼠的初始发情时间，并取平均值。
（5） 如果猜测正确，则实验结果是_____________________________。
、 组的发情时间早于 组
[解析] 如果猜测正确，由于塑化剂和雌性激素可以促进小鼠性成熟，则实验结果是 、 组的发情时间早于 组。
6.[2021长春东北师大附中五模] 科学家在研究性激素在胚胎生殖系统发育中所起的作用时，提出如下假说：
假说1：发育出雄性生殖器官需要来自睾丸提供的激素信号，当这一信号缺失时，胚胎发育出雌性生殖器官；
假说2：发育出雌性生殖器官需要来自卵巢提供的激素信号，当这一信号缺失时，胚胎发育出雄性生殖器官。
为验证假说的正确性，科学家设计了如下实验：在家兔胚胎生殖系统分化之前，通过手术摘除即将发育为卵巢或睾丸的组织。当幼兔生下来之后，观察它们的性染色体组成及外生殖器的表现。实验结果如表，回答下列问题：
性染色体组成 外生殖器表现 未做手术 手术后
雄性 雌性
雌性 雌性
固醇
（1） 睾丸和卵巢分泌的性激素属于_______类物质，本研究可验证性激素具有___________________的作用。
促进生殖器官发育
[解析] 性激素属于固醇类物质。根据实验结果可知， 型的雄性个体做手术后会表现为雌性，说明性激素可以促进生殖器官的发育。
（2） 实验结果验证了假说____。如另一个假说成立，关键性的实验结果应为
________________________________________________。为进一步验证上述假说的正确性，还应再设置一组对照：手术摘除即将发育为卵巢或睾丸组织的同时，给予一定剂量的___________刺激。则性染色体组成为 的胚胎将发育为
_______（填“雌性”或“雄性”），性染色体组成 的胚胎将发育为_______（填“雌性”或“雄性”）。
1
性染色体组成为 的家兔胚胎，手术后发育为雄性
雄性激素
雄性
雄性
[解析] 根据实验结果可知，性染色体为 的胚胎在摘除即将发育为睾丸的组织后，外生殖器官变为雌性外观，说明假说1正确；如果另外一个假说成立，则相应的实验结果是性染色体为 的（家兔）胚胎手术后发育出雄性器官。根据假说 ， 型的胚胎需要睾丸提供的雄性激素的作用，才会发育出雄性生殖器官，若缺乏雄性激素，则会发育出雌性生殖器官，故为了验证上述假说，对照组应该在手术摘除即将发育为卵巢或睾丸组织的同时，给予一定剂量的雄性激素的刺激，预期的结果：在雄性激素的刺激下， 型和 型的胚胎都将会发育出雄性生殖器官，即都将发育成雄性。
7.[2021黑龙江大庆铁人中学三模] 为了探究奇亚籽油魔芋糕对小鼠血糖调节作用的影响。某研究小组进行了相关实验，内容及结果如表所示。
组别 处理方式 饲喂前后空腹血糖 饲养0天 饲养35天
甲组 正常饲料 定时灌胃生理盐水
乙组 高糖高脂饲料 定时灌胃生理盐水
丙组 高糖高脂饲料 定时灌胃奇亚籽油魔芋糕制品
丁组 高糖高脂饲料 定时灌胃不含奇亚籽油魔芋糕制品
注：灌胃指由动物口中直接注入动物胃中。
回答下列问题：
（1） 四组实验所用小鼠，除了性别、品种相同，生长发育状况相似外，还应该具备的条件是_________________________（答出1点即可）。
健康状况相似、数量相同
[解析] 实验目的是探究奇亚籽油在魔芋糕中对小鼠血糖调节作用的影响，应保证各组小鼠的品种、性别、生长发育状况、健康情况及选取数量均相同。
（2） 正常情况下，血糖的去向除了氧化放能外，还有_______________________________________________________。
合成肝糖原、肌糖原，转化为脂肪、某些氨基酸等非糖物质
[解析] 正常情况下，血糖的去向有3个，除了氧化放能外，还有合成肝糖原、肌糖原及转化为脂肪、某些氨基酸等非糖物质。
（3） 在血糖平衡的调节中，既有神经调节，也有激素调节，两者的作用途径分别是___________________；若需要测定后者涉及的相关激素的浓度时，可在手指处抽血检测，其原因是_________________________________________。
反射弧、体液运输
激素通过体液（血液循环）运输到全身各处
[解析] 神经调节的结构基础是反射弧，激素通过体液运输到全身各处，因此神经调节与激素调节的作用途径分别是反射弧、体液运输；激素调节需通过血液运输，所以抽血可以检测激素含量。
（4） 能说明添加奇亚籽油的魔芋糕制品可以调节血糖水平的组别是_______和_______。
丙组
丁组
[解析] 根据实验的自变量分析，丙组研究的是奇亚籽油添加在魔芋糕后对小鼠血糖浓度的影响，丁组是研究魔芋糕制品对小鼠血糖浓度的影响，故对比丙组和丁组两组实验的结果，能够说明添加奇亚籽油的魔芋糕制品可以调节血糖水平。
三、免疫调节相关的实验分析与探究
1.免疫缺陷实验探究
（1）切除胸腺后并非免疫功能全部丧失： 细胞、记忆 细胞和效应 细胞将不能产生，细胞免疫全部丧失，体液免疫绝大部分丧失。
（2）脊髓破坏的结果：造血干细胞不能产生，免疫细胞都将不能产生，一切特异性免疫全部丧失。
2.免疫学应用及疫苗是否起到预防作用的实验探究
结果： 组不患病或患病症状轻， 组患病（死亡）。
结论：该疫苗可起到预防作用。
8.[2021河南高三质量检测] 是一种可激活吞噬细胞的聚合物。为了研究 对小鼠注射不同浓度 疫苗免疫效果的影响，某小组进行了相关实验，结果如表所示（血清抗体水平和小鼠存活率为一个月后再次注射 疫苗检测得出）。
组别 疫苗剂量 是否添加 血清抗体水平 小鼠存活率
1 1.5 添加 13 100
2 1.5 未添加 11.3 100
3 0.15 添加 11.3 87.5
4 0.15 未添加 9.67 50
5 0 添加 6.0 0
A.实验小鼠只要健康性别一致、具有一定的数量即可
B.注射 疫苗剂量越大产生的抗体越多存活率也越高
C.第5组抗体水平低是因为该组小鼠产生抗体的浆细胞数量少
D. 和3组比较说明，添加 不能提高抗体水平和存活率
下列分析正确的是( )
C
[解析] 实验目的是研究 对小鼠注射不同浓度 疫苗免疫效果的影响，所以实验自变量是是否添加了 和不同浓度的 ，因变量是小鼠的免疫效果，以抗体浓度和小鼠存活率作为指标，对实验小鼠的要求是生长状况一致，身体健康、体重相当、生长期相同、性别一致，并有一定的数量，A错误；在一定范围内，注射的疫苗剂量越大，抗体越多，超过 后，产生的抗体量不能判断，B错误；第5组抗体水平低是因为该组没有注射疫苗，为初次免疫，产生抗体的浆细胞数量少，C正确；1组和2组，3组和4组比较， 的添加可增加抗体水平，第2组和第3组实验有两个变量，不能进行比较，D错误。
9.[2021河南安阳二模] 现有 、 、 三个品系的小鼠，将 小鼠的皮肤移植到 小鼠身上，发生了免疫排斥反应；实验小组从 小鼠中抽取 淋巴细胞注入已受孕 小鼠的早期胚胎中，胚胎发育后出生得到子代—— 小鼠，再将 小鼠的皮肤移植到 小鼠身上， 小鼠不发生免疫排斥反应。请回答下列问题：
（1） 将 小鼠的皮肤移植到 小鼠身上，发生了免疫排斥反应，此时 小鼠的皮肤对 小鼠而言相当于_______，小鼠对移植的皮肤发生免疫排斥反应体现了免疫系统的_______功能。若要降低器官移植过程中的免疫排斥反应，可给受体注射_____________。
抗原
防卫
免疫抑制剂
[解析] 据题意分析， 小鼠的皮肤对 小鼠而言属于能引发机体发生免疫调节的物质，相当于抗原。小鼠对移植的皮肤发生免疫排斥反应体现了免疫系统的防卫功能。若要降低器官移植过程中的免疫排斥反应，可给受体注射免疫抑制剂。
（2） 将 小鼠的皮肤移植到子代 小鼠身上，不发生免疫排斥反应，试分析其原因可能是____________________________________________________________________。
小鼠中含有 小鼠的 淋巴细胞，不将移植的 小鼠的皮肤识别为抗原
[解析] 将 小鼠的皮肤移植到 小鼠身上，不发生免疫排斥反应，原因可能是 小鼠体内含有 小鼠的 淋巴细胞，不将移植的 小鼠的皮肤识别为抗原。
（3） 为了保证实验的严谨性，该实验需补充一组实验以验证子代 小鼠的免疫功能是正常的，试利用题中实验材料设计补充实验，并预测结果：___________________________________________________________________。
将 品系小鼠的皮肤移植到子代 小鼠身上， 小鼠发生免疫排斥反应
[解析] 该实验要验证 小鼠的免疫功能是正常的。可将 品系小鼠的皮肤移植到 小鼠身上。观察并发现 小鼠发生免疫排斥反应，说明 小鼠的免疫功能是正常的。
10.[2021广东普宁二中高三适应性考试] 新型冠状病毒肺炎是一种由新型冠状病毒引起的急性传染病，面对新型冠状病毒的疫情，药物开发成为一个迫在眉睫的国家重大战略需求。
经过科研工作者的不懈努力，多种新冠疫苗已被研发并陆续投入市场，并仍有多种疫苗处于研发当中。初步实验得知，某种疫苗总剂量 为最佳剂量，为了确定最佳接种方案，研究人员进行了进一步的研究，结果如表所示，回答下列问题：
第一针接种时间 第0天 第二针接种时间 不接种 第14天 第21天 第28天 相应抗体相对含量 14.7 0 169.5 0 282.7 0 218.0 0
注： 、 、 、 组分别接种该疫苗， 、 、 、 组分别接种 试剂。
组别
接种试剂剂量（ 针） 疫苗 / 4 / 4 / 4 /
/ / 4 / 4 / 4
是否接种疫苗、疫苗接种次数、两次接种间隔时间
（1） 从表中可看出，该实验的自变量有_______________________________________________。
[解析] 从表中可看出，该实验里的自变量有是否接种疫苗、第一针和第二针的接种时间间隔，以及是否接种第二针，故自变量可概括为是否接种疫苗、疫苗接种次数、两次接种间隔时间。
（2） 表中试剂 是______________________________ 的剂量应该为____ 。
生理盐水（不含疫苗成分的试剂）
8
[解析] 实验设计应遵循对照原则，实验组注射疫苗，则对照组 应选取生理盐水（不含疫苗成分的试剂）；实验组和对照组应遵循无关变量一致原则，故 的剂量应该为 。
（3） 根据实验结果分析：
① 疫苗接种两次组的抗体含量均明显高于接种一次组，原因是_____________________________________________________________________________。
机体再次接触相同抗原，记忆细胞迅速增殖分化，形成大量浆细胞，产生了大量抗体
[解析] 若机体再次接触相同抗原，机体会发生二次免疫反应，记忆细胞迅速增殖分化，形成大量浆细胞，产生大量抗体，故疫苗接种两次组的抗体含量均明显高于接种一次组。
② 疫苗两次接种时间间隔_____天的效果最好，间隔时间过短影响效果的原因可能是_____________________________________________________。
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疫苗中的抗原与初次免疫后存留的抗体结合后被迅速清除
[解析] 分析表格数据可知：疫苗两次接种时间间隔为21天时相应抗体的相对含量最高，效果最好。间隔时间过短影响效果的原因可能是疫苗中的抗原与初次免疫后存留的抗体结合后被迅速清除。