1、微专题(五)神经调节和体液调节的相关实验探究1.神经调节相关实验的核心素养解读由于神经调节在维持机体稳态调节中占有重要地位,特别是新教材中贯穿着生命观念、科学思维和科学探究的核心素养。通过设计实验,利用电流表探究兴奋传导的方向,兴奋产生的机理等知识是高考的重点、热点和高频考点。“设计实验”的流程为:明确实验目的和具体要求提出假设确定实验的原理和研究对象明确实验条件找出实验变量明确实验设计思路设计实验步骤实验结果的预测和分析等。【典例1】科学工作者为研究兴奋在神经纤维及突触间传导的情况,设计如图所示实验。图中c点位于灵敏电流计两条接线的中点,两个电流计两条接线之间的距离相同,且X=Y。请回答下列
2、问题。(1)在a点未受刺激时,膜外电位为电位,受到刺激时,其电位变化主要是由于导致形成动作电位。(2)分别刺激b点和e点,电流计偏转的次数(填“相同”或“不同”),判断的理由是:。(3)请根据已知条件,利用电流计设计一个简单实验,验证兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度。请写出实验思路,预测实验结果。实验思路:。结果预测:。【答题模板】2.体液调节相关实验的核心素养解读“科学探究”中的“结果的交流与讨论”是科学实验的重要环节,其中评价实验方案是重要的一环。高考试题中常出现对实验设计方案的评价与修正类的题目,这类试题要求考生必须熟练掌握教材基础实验,并能灵活运用教材知识及生物学实验
3、思维来答题。【典例2】垂体在人体生理调节过程中发挥着重要作用,请回答下列有关问题。(1)垂体分泌的生长激素(GH)的化学本质是,它具有促进蛋白质合成、促进骨骼和肌肉的生长、影响脂肪分解等生理功能。人在应激状态下,GH分泌增多会刺激肝细胞释放胰岛素样生长因子(IGF-1),进而降低GH的分泌,这种调节机制称为,其生物学意义是。(2)资料表明,GH过多会使人患“垂体性糖尿病”,请利用小鼠验证长期使用生长激素对胰岛B细胞的功能有抑制作用,写出实验步骤并预测实验结果。实验步骤。第一步:选取生理状况相似、性别相同的健康小鼠若干只,分别测定记录每只健康小鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度。第二步:每只小鼠
4、均正常进食、进水,。第三步:连续给药两周后,。预测实验结果:血糖浓度、血清胰岛素浓度分别较实验前。分析与讨论:实验不另设对照组的原因是。(3)研究人员同时还发现患者血液中含有抗胰岛B细胞的抗体和细胞毒性T细胞,从免疫角度看,这是一种病。胰岛B细胞的损伤是机体通过免疫导致的。【答题模板】微专题(五)神经调节和体液调节的相关实验探究典例1答案(1)正钠离子内流(或Na+内流)(2)不同刺激b点,兴奋可以由A传向B,电流计和均偏转2次,刺激e点,兴奋不能由B传向A,电流计偏转1次,电流计不偏转,因此不同(3)刺激d点,观察电流计发生第二次偏转的先后顺序电流计发生第二次偏转的时间早于电流计解析(1)神
5、经纤维未受刺激时,钾离子外流形成内负外正的静息电位,因此膜外电位为正电位;受到刺激时,钠离子内流,形成内正外负的动作电位。(2)分别刺激b点和e点,电流计偏转的次数不同,因为刺激b点,兴奋可以由A传向B,电流计和均偏转2次,刺激e点,兴奋不能由B传向A,电流计偏转1次,电流计不偏转。(3)可刺激d点,观察电流计发生第二次偏转的先后顺序。若电流计发生第二次偏转的时间早于电流计,则说明兴奋在神经纤维上的传导速度大于其在突触间的传递速度。典例2答案(1)蛋白质负反馈调节维持人体内GH含量的相对稳定(2)每天同时注射适量且等量的生长激素制剂测定记录每只小鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度升高、降低实验
6、过程中已经形成前后自身对照(3)自身免疫体液免疫和细胞(或特异性)解析(1)生长激素(GH)的化学本质是蛋白质,它具有促进蛋白质合成、促进骨骼和肌肉的生长、影响脂肪分解等生理功能。人在应激状态下,GH分泌增多会刺激肝细胞释放胰岛素样生长因子(IGF-1),进而降低GH的分泌,这种调节机制称为负反馈调节,其生物学意义是维持人体内GH含量的相对稳定。(2)根据实验目的“验证长期使用生长激素对胰岛B细胞的功能有抑制作用”,确定实验自变量是生长激素的含量,因变量是血糖浓度和血清胰岛素浓度。然后依据提供的部分实验步骤,完成实验填空内容。实验步骤:第一步,选取生理状况相似、性别相同的健康小鼠若干只,分别测定记录每只健康小鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度;第二步,每只小鼠均正常进食、进水,每天同时注射适量且等量的生长激素制剂;第三步,连续给药两周后,测定记录每只小鼠空腹时的血糖浓度和血清胰岛素浓度。预测实验结果:血糖浓度、血清胰岛素浓度分别较实验前升高、降低,说明长期使用生长激素对胰岛B细胞的功能有抑制作用。分析与讨论:实验不另设对照组的原因是实验过程中已经形成前后自身对照。(3)研究人员同时还发现患者血液中含有抗胰岛B细胞的抗体和细胞毒性T细胞,从免疫角度看,这是一种自身免疫病。胰岛B细胞的损伤是机体通过体液免疫和细胞(或特异性)免疫导致的。