【状元之路】高中生物 实验能力特训 二 训练实验设计的基本步骤 新人教版必修1.doc

实验能力特训(2)作业目标训练实验设计的基本步骤作业设计限时：40分钟满分：100分一、材料导读此类热点命题不仅具有新颖性，而且会极大提高试题的质量。解答此类实验设计的基本步骤：明确实验目的：挖掘试题背景材料的信息，拟定实验目的分析实验原理：一般以某个知识点或某些知识点为实验设 计的依据，那么此知识点为其实验原理确定实验步骤：分三步走：分组、处理和观察 分组：根据实验目的和实验材料确定分组并编号，确定实验组和对照组，分组时要体现等量原则，常用“等量原则”的词语有“等量”“等温”“生长(生理)状况相同”等处理：根据实验目的人为改变的实验变量为自变量，一般为实验组，实验处理要遵循单一变量的原则观察：一段时间后观察因变量的现象并记录。对记录现象或数据进行处理，得出结论归纳结论：验证性实验，结论就是实验目的 探究性实验，从正相关、负相关和无关三个方 面进行讨论二、应用训练1(24分)近期统计数据显示，癌症已经成为我国城乡居民的首要死因。请根据提供的材料回答问题。(1)体外分别培养某癌细胞和正常体细胞，图中代表癌细胞生长曲线的是_。在体内，癌细胞可能侵袭周围正常组织，说明癌细胞具有_的特性。(2)细胞癌变后，膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质，这些蛋白质会为_提供依据。(3)端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验。细胞类型增殖代数端粒酶活性正常体细胞5060无癌细胞无限有实验目的：探究端粒酶与细胞癌变的关系。实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。实验步骤：_。_。_。结果预测及分析：_。(4)根据上述内容，提出一种治疗癌症的新思路：_。解析(1)癌细胞是恶性增殖的“不死的细胞”，所以代表癌细胞生长曲线的应该是a，癌细胞由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致接触抑制丧失，具有迁移扩散性(或扩散转移性)。细胞癌变后，膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质，能引起机体的免疫反应，所以这些蛋白质是抗原。从实验目的“探究端粒酶与细胞癌变的关系”看本实验的变量是“端粒酶的有无”，据此可以确定实验组和对照组。对照实验的基本思路是分组编号：将癌细胞分成a、b两组。实验处理：a组加入端粒酶抑制剂，b组不加，进行培养。结果观察：记录并比较a、b两组的增殖代数(分裂次数)。掌握了实验设计步骤的通用方法，类似的题目都迎刃而解。(4)实际上题目中已经告诉我们治疗癌症的新思路。可从免疫的角度回答：免疫治疗(输入淋巴因子、dna疫苗)。也可从端粒酶的角度作答；抑制癌细胞中端粒酶的活性。答案(1)a扩(分)散转移(2)临床诊断(3)将癌细胞分成a、b两组a组加入端粒酶抑制剂，b组不加，进行培养记录并比较a、b两组的增殖代数(分裂次数)a组比b组增殖代数减少，说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)有关；a组仍然无限增殖，说明端粒酶与细胞癌变(连续分裂)无关(4)抑制癌细胞中端粒酶的活性(或抑制细胞分裂)或免疫治疗(输入淋巴因子、dna疫苗)2(24分)据央视每周质量报告2006年11月12日报道，对河北养鸭基地和销往北京市场的红心鸭蛋样品进行的检测结果表明，鸭蛋里含有苏丹红四号，最高达到了0.137毫克。这种色素常用于工业方面，比如溶解剂、机油、蜡和蜡油等产品的染色。科学家通过实验发现，苏丹红四号会导致鼠类患癌，它在人类肝细胞研究中也显现出可能致癌的特性。据此回答下列问题。(1)脂肪被苏丹红四号染成_色，所以利用此颜色特征反应可以鉴定生物组织中是否含有脂肪。(2)癌细胞与正常细胞相比，癌细胞在显微镜下观察可看见明显增多的无膜结构的细胞器有_，双层膜细胞器有_。(3)为了证明苏丹红四号对肝脏具有强烈的致癌性，某校研究性小组的同学利用小白鼠做了一个实验。课题名称：_。材料用具：生长状况一样的健康小白鼠12只、苏丹红四号、解剖盘、解剖剪、放大镜等。实验步骤：第一步：将小白鼠等分为两组，编号为a、b。第二步：_。第三步：_。预期结果及结论：_。解析(1)脂肪遇苏丹红四号呈红色。(2)癌细胞无限增殖时，在无膜结构的核糖体上合成大量的酶和组成染色体的蛋白质，此时需线粒体提供大量能量。(3)实验步骤：确定自变量，编组标号；分别对实验组和对照组施加单一变量；培养(或饲养)、观察、记录等。本实验的自变量：苏丹红四号的有无。无关变量：小白鼠的开始长势情况、饲养条件等(遵循单一变量原则)。反应变量：小白鼠生长情况及肝脏病理变化。明确了实验思路，实验步骤就不再难写了。如果是“验证性”的实验，则要根据所学知识和原理分析得出应有的实验结果和推出相应的结论(此时一般只有一个结果和相应的结论，且结论与实验目的相对应)。答案(1)红(2)核糖体线粒体(3)验证苏丹红四号能诱发小白鼠肝细胞癌变第二步：a组饲喂拌有足量苏丹红四号的适量饲料，b组饲喂等量普通饲料，两组放在相同的适宜条件下饲养第三步：一段时间后，观察两组小白鼠的长势并解剖小白鼠，用放大镜观察其肝脏，并记录结果预期结果及结论：a组小白鼠长势明显不如b组，且在放大镜下观察，a组小白鼠肝脏有明显肿块，而b组小白鼠生长正常，在放大镜下可观察到肝脏无肿块。说明苏丹红四号可诱发小白鼠肝细胞癌变(合理即可)3(28分)科学家为了探究影响细胞衰老的因素，进行了如下实验。实验：分别在相同的条件下，体外培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞，结果见下表：细胞来源胎儿中年人老年人增殖代数502024实验：分别将鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养，结果如图所示：实验：将年轻人体细胞去核后与老年人细胞核融合；将老年人体细胞去核后与年轻人细胞核融合，分别在体外培养，结果前者不分裂，后者分裂旺盛。实验：将老年男性体细胞和年轻女性体细胞混合培养，当老年男性细胞停止分裂时，年轻女性细胞依然分裂旺盛。(1)每个实验可以得出的结论是：实验_；实验_；实验_；实验_。(2)从实验可以得出影响细胞衰老的因素有_等。(3)欲使实验的设计更加严密，请写出改进方案：_。解析分析题干信息得出结论：实验：年龄不同，从胎儿到老年人增殖代数依次减弱，实验：四种生物的寿命不同，随寿命的增大，细胞分裂次数增多，实验：年轻人的细胞核与老年人体细胞去核后相融合，结果分裂旺盛，反之不分裂，可见细胞核在分裂中起决定性作用，实验：细胞培养结果表明：细胞衰老与年龄和性别有关，此组实验设计不严密，同时有两个变量，不符合对照实验单一变量的原则。答案(1)实验：细胞分裂能力随着生物体的年龄增长而减弱实验：细胞分裂次数与物种的特异性有关，一般来讲，寿命越长的物种，体细胞分裂的最高次数越高实验：细胞核是决定细胞衰老的重要因素实验：细胞的衰老速率与年龄和性别有关(2)生物的物种、年龄、性别和细胞核(3)增加两个对照组，如第一组：同年龄的男性细胞和女性细胞一起混合培养，然后观察实验结果，以探究性别对细胞分裂能力有什么影响；第二组：相同性别的男性或女性细胞分不同年龄一起混合培养，探究在同一性别下年龄对细胞分裂能力的影响(合理即可)4(24分)生物学家研究发现，癌细胞的无限增殖受某调控基因的控制，该调控基因能激发所有动物细胞大量增殖，为探究该调控基因是存在于细胞质内还是细胞核内，科研人员做了以下实验设计。请根据以上思路，继续完成下列实验设计方案：a实验方案：(实验提示：癌细胞能传代培养，细胞形态发生明显改变。如何观察细胞形态，不作实验设计要求)用胰蛋白酶分别处理宫颈癌细胞和小鼠肝脏，使之分散成单个细胞。分别使单个癌细胞和单个肝脏细胞核质分离。_。取两只培养瓶分别编号为甲、乙，各加入等量的培养液。_。_。b预测实验结果及结论：_。_。_。答案a取癌细胞核和肝细胞质形成重组细胞甲，取癌细胞质和肝细胞核形成重组细胞乙分别取等量的重组细胞甲和重组细胞乙，依次加入甲、乙两只培养瓶中，进行细胞培养分别观察