高中生物核心素养微专题之科学探究7　实验方案的评价与修正(共11张PPT)

(共11张PPT)
【名师授法·答题要点】
“五看法”评价与修订实验方案:
【典例示范·答题模板】
图中曲线a、b分别表示两个人饭后血糖变化的情况。
(1)曲线________表示糖尿病患者血糖含量的变化,理由是_______________。
(2)正常人进食后血糖浓度上升,胰岛素分泌增多。胰岛素的生理功能是__________________________________________________。胰岛素能作用于全身组织,而胰高血糖素不能,说明激素调节具有__________________的特点。
(3)胰岛素的发现经历了漫长的历程。从1889年到1920年的几十年里,科学家进行了几百次实验,试图直接通过研磨胰腺提取胰岛素,但总是失败。直接从正常的胰腺提取胰岛素失败的原因是_____________________________________。
(4)研究表明,胰高血糖素能促进胰岛素的分泌。为了验证这一观点,科研人员利用细胞体外培养方法验证胰高血糖素能促进胰岛素的分泌,具体实验方案如下:第一步,用高糖的动物细胞培养液来培养胰岛A细胞,一段时间后,过滤得到细胞和滤液;第二步,取第一步得到的适量滤液作为培养液来培养胰岛B细胞,一段时间后,测定培养液中胰岛素的含量。请指出该实验方案的错误之处:
第一处:__________________________________________。
第二处:__________________________________________。
【模板应用】
【解析】(1)根据曲线图分析,正常人的血糖浓度是3.9~6.1 mmol/L,曲线a的血糖浓度明显超出正常范围,所以曲线a代表糖尿病患者,曲线b代表正常人。造成血糖升高的生理活动可能是食物中糖类的消化吸收。要使血糖浓度降低,主要代谢途径是葡萄糖氧化分解。能够促进血糖浓度降低的激素是胰岛素。
(2)胰岛素是唯一能降低血糖的激素,胰岛素通过促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低。激素调节具有作用于靶器官、靶细胞的特点,胰岛素的靶细胞是几乎全身所有的细胞,而胰高血糖素主要作用于肝脏细胞。
(3)胰腺还是一种外分泌腺,可以分泌胰蛋白酶,胰岛素是一种蛋白质,胰腺分泌胰蛋白酶,直接提取时胰蛋白酶分解胰岛素从而导致提取失败。
(4)利用细胞体外培养方法验证胰高血糖素对胰岛素分泌有促进作用,实验中不能用高糖的动物培养液培养胰岛A细胞,应用低糖的动物细胞培养液培养胰岛A细胞,一段时间后过滤得到细胞和滤液。并且应设置对照组,用等量不含滤液的低糖动物细胞培养液培养胰岛B细胞,得出结论。
答案:(1)a　糖尿病患者饭后血糖浓度急剧升高,且血糖浓度始终高于正常值
(2)促进组织细胞加速摄取、利用和储存葡萄糖,从而使血糖水平降低　作用于靶器官、靶细胞
(3)胰岛素是一种蛋白质,胰腺中含有胰蛋白酶(或消化酶),直接提取胰岛素,胰蛋白酶会水解胰岛素,导致提取失效
(4)用高糖的动物细胞培养液来培养胰岛A细胞　缺少对照组
【举一反三·融会贯通】
昆明小鼠(KM小鼠)是我国生产量、使用量最大的实验小鼠,广泛应用于药理学、毒理学等领域的研究。为探究不同因素对尿量的影响,研究小组将麻醉后的KM小鼠平均分为甲、乙、丙三组,进行如下实验:甲组静脉注射垂体提取液0.1 mL;乙组静脉注射20%的葡萄糖溶液2 mL;丙组不做处理。记录实验后一段时间内每组小鼠的总尿量。请回答相关问题:
(1)甲组在该段时间内的总尿量明显少于丙组,其原因是__________________。
(2)当乙组总尿量明显多于丙组时,仍不能说明葡萄糖具有利尿作用,为什么 ____
________________________________________________。应该如何改进实验
______________________________________________________。
(3)若实验改进后,证明葡萄糖具有利尿作用。则一定量的葡萄糖能够增加尿量的原因是_________________________________________________________。
(4)研究小组用低频率低强度电刺激实验小鼠支配肾小管细胞的交感神经,结果使实验鼠的尿量减少,该过程能够被去甲肾上腺素受体拮抗剂所阻断。可推断,去甲肾上腺素在该过程中的作用是___________________________________。
【解析】(1)甲组注射了垂体提取液,而垂体提取液中含有抗利尿激素,促进肾小管和集合管对水的重吸收,导致尿量减少。
(2)乙组注射了20%的葡萄糖溶液2 mL,由于葡萄糖溶液中含有水分,会使尿量增加,所以即使乙组总尿量明显多于丙组时,仍不能说明葡萄糖具有利尿作用,为改进实验,应该增设注射与乙组等量的水分的组别,作为对照;如果乙组尿量多于对照组,则可以说明葡萄糖利尿。
(3)过多的葡萄糖超过了肾小管的重吸收能力,导致肾小管腔内的渗透压升高,影响了水分的重吸收,所以一定量的葡萄糖可以增加尿量。
(4)用低频率低强度电刺激实验小鼠支配肾小管细胞的交感神经,结果使实验鼠的尿量减少,该过程能够被去甲肾上腺素受体拮抗剂所阻断,说明去甲肾上腺素可以作为神经递质,作用于肾小管细胞上的受体,促进肾小管重吸收水,导致尿量减少。
答案:(1)垂体提取液中含有抗利尿激素,促进肾小管和集合管对水的重吸收
(2)由于20%的葡萄糖溶液中含有水分,会使尿量增加　增设注射与乙组等量的水分的组别
(3)过多的葡萄糖超过了肾小管的重吸收能力,导致肾小管腔内的渗透压升高,影响了水分的重吸收
(4)去甲肾上腺素可以作为神经递质,作用于肾小管细胞上的受体,促进肾小管重吸收水,导致尿量减少