生命活动调节的相关实验
类型一 植物的激素调节
1.[2021·江干区校级期中] 甲同学从一本《植物生理学》中查到“幼嫩叶片可产生生长素,生长素可阻止叶柄脱落”的结论,于是他设计了如下实验,想证实该结论。
第一步:取一盆生长状况良好的植物,去掉幼叶的叶片(如图所示);
第二步:观察幼叶叶柄的脱落情况。
同学乙在仔细研究了甲的实验设计方案后,向他提出了两点意见。请你用所学的科学知识和原理,把同学乙提出的意见补充完整:
(1)在去掉幼叶叶片的同时,还必须 ,
因为 。
(2)应增加一个对照组,该对照设置为:取同一品种、生长状况相同的植物;然后 , 观察幼叶叶柄的脱落情况,以此对照实验来说明叶柄脱落是缺乏幼叶产生的生长素所致。
(3)同学丙认为乙的补充还不能完全证明“幼嫩叶片产生的生长素,阻止了叶柄的脱落”,还应该再增加实验组,其增加实验组的设计方案是:取同一品种、生长状况相同的植株,然后去掉幼叶叶片和顶芽,再将含有适宜浓度 的琼脂块放到叶柄的断口处,同时观察幼叶叶柄的脱落情况。
2.[2017·长兴县期末] 科学兴趣小组了解到植物的茎具有背离地面向上生长的特性,查阅资料发现,玉米幼苗能在黑暗中生长较长时间,是一种比较好的实验材料。于是他们利用玉米幼苗、大纸板箱等器材进行实验,以验证玉米的茎具有背地生长的特性,他们选择了10盆长势良好且大小相近的玉米幼苗,随机平均分成两组,分别标为A组和B组。
(1)为了A组和B组能进行有效对照,兴趣小组将A组玉米幼苗竖放,应该对B组进行的操作是 。
(2)用大纸板箱分别罩住A、B两组玉米幼苗,放在温度适宜环境中培养,几天后,观察 ,并做好记录,比较A、B两组的实验结果,得出结论。
(3)该实验要在黑暗条件下进行的原因是 。
类型二 动物和人的激素调节
3.[2021·安吉县模拟] 妊娠期糖尿病是一种可由多种因素导致的疾病。以下是某位孕妇的妊娠期糖尿病检验过程:①受检者禁食12 h;②配制适宜的葡萄糖溶液;③抽取其静脉血(血样品号:0 h)然后在5 min内口服完步骤②配制的葡萄糖溶液;④开始服葡萄糖溶液后1 h、2 h、3 h分别抽取其静脉血(血样品号分别为1 h、2 h和3 h)。测定所采集各血样品中的血糖浓度。判定方法:4个样品中有3个的血糖浓度大于或等于参考值即可判定为患GDM(妊娠期糖
尿病)。
根据有关信息,回答下列问题。
(1)检测报告如下:由此可判定该孕妇 (填“是”或“否”)患有妊娠期糖尿病。
姓名:××× 性别:女 测定日期:××年××月××日
样品 测定值(g/L) 参考值(g/L)
0 h 1.08 1.05
1 h 2.30 1.90
2 h 1.85 1.65
3 h 1.48 1.45
(2)在1 h~3 h的时间段内,该孕妇血糖含量下降的主要原因是 。
(3)该孕妇口服大量葡萄糖溶液一段时间后,会有“尿意”。产生“尿意”的过程是:膀胱壁内的感受器兴奋,神经冲动传到排尿中枢,并进一步传到 产生“尿意”。
4.[2017·椒江区期末] 生长激素能促进生长发育,生长激素类药物的说明书上标明的用法为注射。某学习小组为了探究“生长激素能否口服 ”设计了如下方案:
①将30只体长、体重相近的幼年小白鼠,平均分为甲、乙、丙三组。
②甲组定时饲喂普通食物;乙组定时饲喂等量添加了生长激素的普通食物;丙组定时饲喂等量普通食物并注射生长激素。
③重复步骤②的操作,一段时间后,测量并记录小白鼠的体长和体重。
(1)人体的生长激素是由 分泌的,甲组在实验中起 作用。
(2)该实验设计分3组进行,每组样品都选用10只小白鼠,主要是为了 。
(3)一段时间后,比较各组小白鼠的体长和体重的平均值:丙组的数值最大,甲组和乙组的数值相比丙组都明显较小且基本相等,则该实验的结论是 。
类型三 神经调节
5.[2021·宁波] 5月12日是我国的“防灾减灾日”,当天宁波会拉响警报,以增强市民的国防观念和防空防灾意识。某校为提高学生应急避险能力,进行了地震逃生演习。逃生演习时,高层的同学听到警报声后迅速躲到课桌底下,同时把双手交叉放在脖子后(正确姿势如图所示)。同学作出的这些反应属于 (填“条件”或“非条件”)反射。其中双手交叉放在脖子后主要是保护人体的生命中枢—— 。
6.[2021·拱墅区二模] 某人自从患上了糖尿病后就一直依靠肌肉注射胰岛素来维持血糖的稳定。分析并回答问题。
(1)此患者在进行肌肉注射时,肌肉会出现不自主地战栗,而后感觉到疼痛。“战栗”是一种反射活动,图中甲是完成该反射活动的神经结构示意图,请用图甲中的序号和箭头表示完成此反射活动的途径: ;此患者后来感觉到疼痛,这一现象说明脊髓具有 功能。
(2)图乙为此患者(未注射胰岛素)和正常人摄入葡萄糖溶液后血糖含量的变化曲线,其中表示此患者的曲线是 (填“A”或“B”)。
(3)如果在此患者摄入葡萄糖溶液1 h后,给其注射适量的胰岛素,在图中绘出其体内血糖含量的变化曲线。(用虚线表示出大致趋势即可)
类型四 体温调节
7.[2020·西湖区月测] 人的体温并不是一个固定的值,而是一个温度范围。在正常的生理条件下,体温可随昼夜、性别、年龄、环境温度等情况而改变。那体温会随运动强度的变化而发生改变吗 晓东
在家里利用体温计、跑步机等器材进行了下述实验:
(1)晓东在跑步机上快走10 min后,用体温计测量腋下温度为37.2 ℃;
(2)休息30 min后,晓东在跑步机上快跑10 min,再用体温计测量腋下温度为37.5 ℃;根据以上两个实验,晓东得出:人的体温变化受运动强度的影响,随着运动强度的增大而增加。
①晓东把自己的实验过程和结论带到学校里和老师及同学分享,大家发现晓东的实验有一个明显的不足,请帮晓东改进: 。
②进行剧烈运动后,晓东脸变得通红,这个原因是运动时人体的主要产热器官是 ,脸部皮肤中的血管处于图中 (填字母)状态,导致皮肤中血流量的改变,从而出现满脸通红的情况,可帮助人体散热。(图中B为正常状态)
8.恒温动物的体温恒定,是维持机体内环境稳定、保证新陈代谢等生命活动正常进行的必要条件。有人认为维持体温恒定的体温调节中枢位于下丘脑,有人认为位于脊髓。现给定四只大小相同、健康生长的小白鼠作为实验材料,对上述问题进行探究。
实验步骤:
(1)将四只小白鼠分别设为甲、乙、丙、丁。甲鼠不作任何处理。
(2)乙鼠破坏下丘脑。
(3)丙鼠 。
(4)丁鼠既破坏下丘脑,又破坏脊髓。
(5)将四只鼠放在寒冷环境下,观察各自的体温是否恒定。
预期结果:
(1)若甲、丙 (填“能”或“不能”)保持体温恒定,乙、丁 (填“能”或“不能”)保持体温恒定,则维持体温的中枢在下丘脑。
(2)若 ,则维持体温的中枢在脊髓。
答案
1.(1)去掉顶芽 顶芽能产生生长素,可向下运输到叶柄处,阻止叶柄脱落
(2)去掉顶芽保留幼叶 (3)生长素
设计实验时应该遵循单一变量原则、对照原则和等量原则,还要排除其他干扰因素。因此,在去掉幼叶的同时,还应去掉顶芽,因为顶芽产生的生长素向下运输,可到幼叶叶柄处阻止叶柄脱落。此外应增加一个对照实验,因为没有对照实验,难以说明幼叶叶柄脱落是缺乏幼叶产生的生长素所致。对照组设置为:①取同一品种、生长状况相同的植物,去掉幼叶的叶片和顶芽;②在叶柄横断面上涂上一定浓度的生长素,观察幼叶叶柄的脱落情况。以此对照实验来说明叶柄脱落是缺乏幼叶产生的生长素所致。
2.(1)将玉米幼苗横放
(2)两组玉米幼苗茎的生长方向
(3)为排除影响实验结果的主要因素光的干扰
(1)选择10盆长势良好且大小相近的玉米幼苗,随机平均分成两组,分别标为A组和B组;设置对照实验,可以将A组玉米幼苗竖放,B组玉米幼苗横放。(2)培养几天后,观察两组玉米幼苗茎的生长方向,并如实做好记录。最后比较A,B两组的实验结果,得出结论:茎具有背离地面向上生长的特性。(3)植物的生长具有向光性。为排除影响实验结果的主要因素光的干扰,可以用大纸板箱罩住A、B两组玉米幼苗,放在温度适宜环境中培养。
3.(1)是 (2)胰岛素分泌增加,加快血糖分解与转化 (3)大脑
(1)由表中该孕妇各血样品中的血糖浓度可以看出,4个样品中的血糖浓度都大于参考值,因此可判定该孕妇患有妊娠期糖尿病。(2)在1 h~3 h的时间段内,该孕妇血糖含量下降的主要原因是胰岛素分泌增加,加快血糖分解与转化。(3)产生“尿意”的过程是:膀胱壁内的感受器兴奋,神经冲动传到排尿中枢,并进一步传到大脑产生“尿意”。
4.(1)垂体 对照 (2)避免偶然性
(3)生长激素口服无效,注射有效
(1)人体的生长激素是由垂体分泌的。甲组和乙、丙组形成对照,实验变量是生长激素,其中甲组起对照作用。(2)小白鼠数量如果太少,存在偶然性,如小白鼠生病或受其他非生物因素的影响、处于特殊生长时期等都会导致实验结论出错。因此该实验设计分3组进行,每组样品都选用10只小白鼠,这样做的目的是避免偶然性。(3)一段时间后,比较各组小白鼠的体长和体重的平均值:丙组的数值最大,甲组和乙组的数值相比丙组都明显较小且基本相等,则该实验的结论是生长激素口服无效,注射有效。
5.条件 脑干
听到警报声,同学们迅速逃生是在大脑皮层的听觉中枢参与下形成的反射,从反射的类型看,属于条件反射。脑干的灰质中有调节人体基本生命活动的中枢,如心血管运动中枢和呼吸中枢。所以双手交叉放在脖子后主要是保护人体的脑干。
6.(1)⑤→④→③→②→① 传导
(2)A
(3)
(1)进行肌肉注射时,肌肉会出现不自主地战栗,而后感觉到疼痛。“战栗”是一种反射活动,图甲是完成该反射活动的神经结构示意图,完成此反射活动的途径是:⑤感受器→④传入神经→③神经中枢→②传出神经→①效应器,此患者后来感觉到疼痛,这一现象说明脊髓具有传导功能。(2)B曲线表示正常人摄入葡萄糖溶液后血糖含量的变化曲线,A曲线表示糖尿病患者未注射胰岛素时摄入葡萄糖溶液后血糖含量的表示曲线。(3)如果在此患者摄入葡萄糖溶液1 h后,给其注射适量的胰岛素,其血糖浓度会下降到正常状态,因此在图中绘出其体内血糖含量的变化曲线如上图所示。
7.(2)①未测量安静状态时的体温 ②骨骼肌 C
(2)①晓东实验的明显不足是未测量安静状态时的体温。不能对比运动前后体温的变化。②皮肤具有调节体温的功能:当外界气温较高时,皮肤内血管扩张,血流量增加,散热量增多,与此同时,汗腺分泌汗液增多,通过汗液蒸发散失的热量也多;外界气温较低时,皮肤内的大多数血管收缩,血流量减少,通过皮肤散发的热量减少,与此同时,汗腺分泌汗液减少,通过汗液的蒸发散失的热量也减少。因此晓东进行剧烈运动后,脸变得通红的原因是由于运动时人体的骨骼肌产生大量热,从而使脸部皮肤中的血管舒张(图C),汗液分泌增多,从而出现满脸通红的情况。
8.实验步骤:(3)破坏脊髓
预期结果:(1)能 不能
(2)甲、乙能保持体温恒定,丙、丁不能保持体温恒定
实验遵循对照原则和单一变量原则,维持体温恒定的体温调节中枢位于下丘脑还是位于脊髓,只需破坏下丘脑或破坏脊髓或都破坏,看小鼠的体温变化即可。