1、规范练 3 实验探究与实验设计1(2018浙江 4 月选考， 33)对下列生物学实验进行结果预测或分析与讨论。(1)在用血细胞计数板计数兔红细胞时，见到压在方格线上的细胞只计左线和上线上的细胞，以避免_，减少误差。(2)在验证胰岛素具有降低血糖浓度作用的实验设计中，若以小鼠活动状况为观察指标，注射胰岛素溶液和葡萄糖溶液的顺序应是_。人体血液中胰岛素与胰高血糖素的摩尔比值，在不同生理状况下是不同的，当机体处于_状况时，该比值明显下降，此时机体物质代谢的变化是_(答出 2点即可)。(3)某同学进行切除甲状腺对小鼠体长影响的实验，观测到切除甲状腺的幼年组小鼠体长增加明显低于未切除组，其机理是_。(4
2、)以某种实验小鼠为材料制备抗血清。欲获得某一种较高浓度的抗体，在你的实验思路中，关键是需对小鼠进行_。为什么？_。预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果 )。2(2017浙江 11 月选考， 33)为了研究海拉细胞的细胞增殖，以总细胞数和细胞分裂指数( 细胞群体中分裂细胞所占的百分比)为测定指标，完善实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。(要求：细胞培养至培养液中营养物质不足。实验思路涉及的主要用具须写出，但具体操作过程不作要求。实验条件适宜)回答下列问题：(1)完善实验思路：将已知细胞密度的海拉细胞悬液，用移液管加入到各个含培养液的培养瓶中，然后置于CO2 培养箱中培养。_。对所得数据
3、进行统计与处理。(2)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果 )：(3)分析与讨论：细胞计数时，见到压在方格线上的细胞如何计数？_。若要得到大量的 G1 期细胞，可采用的方法是 _，原因是_。若为了检测某种药物对该细胞的增殖有促进作用，可在培养液中加入同位素标记的物质是_，原因是_。3(2018杭州学军中学 3 月选考模拟) 研究表明从母瘤分离脱落的癌细胞首先要与正常细胞粘附才能转移。为研究物质 X 对癌细胞与毛细血管内皮细胞间粘附的影响，请根据以下提供的实验材料与用具，完善实验思路，预测实验结果并进行分析与讨论。材料与用具：培养瓶若干个、液体培养基、物质 X、癌细胞细胞株、内皮细胞悬液、
4、CO 2 培养箱、PBS 溶液(用于洗去未粘附的细胞) 。(要求与说明：不考虑培养液成分变化对培养物的影响；实验条件适宜)(1)实验思路：取培养瓶若干个均分为三组，_。_。_。_。_。(2)下图为实验所测得的细胞粘附率，请根据图示结果，用文字描述该实验结果并得出实验结论：结果：_。结论：_。(3)分析与讨论导致癌细胞从母瘤分离脱落的原因可能是_。根据实验可推测：物质 X 可能是通过减少肿瘤细胞与毛细血管内皮细胞的粘附率，来达到_的作用。4(2018稽阳联谊学校 3 月联考) 疟原虫是一种单细胞动物，是疟疾的病原体。青蒿素是效果好副作用少的抗疟药。然而，令人担心的是部分疟原虫对青蒿素产生了抗药性
5、。请根据提供的实验材料及部分思路，完善不同种类的疟原虫对青蒿素抗药性情况的探究。实验材料：培养液、疟原虫甲、疟原虫乙、 3H异亮氨酸、1.010 6 mol/L 青蒿素溶液、DMSO(用于配制青蒿素的溶液) 、放射性测量仪。(1)实验思路：取培养瓶若干，分成 4 组，分组如下：_，加入的各种试剂等量且适量，每组设置若干个重复样品。各组样品同时加入等量的 3H异亮氨酸。在相同且适宜的条件下培养。_。统计分析各组数据，通过与对照组数据比较，计算出青蒿素溶液对疟原虫甲与乙生长的抑制率。(2)预测实验结果：用一个坐标系和疟原虫甲、乙生长的抑制率变化曲线示意图表示( 实验结果表明疟原虫甲对青蒿素溶液敏感
6、度高于疟原虫乙)。(3)分析与讨论：下列生物中，与疟原虫的结构相似的是_。A人成熟的红细胞 B小球藻C变形虫 D大肠杆菌实验中采用 3H异亮氨酸的原因是_。在上述实验的基础上，探究疟原虫乙吸收的异亮氨酸是否会分泌到细胞外，写出简要的实验思路。_。5(2018宁波市 3 月新高考模拟) 某研究小组发现药物 M 对人乳腺癌细胞 MCF7 的增殖有抑制作用，并具有明显的浓度和时间依赖性，其实验结果如下图所示。请根据以下提供的实验材料与用具，完善实验思路，并得出实验结论。材料与用具：培养瓶若干，不同浓度的药物 M 溶液，生理盐水，人乳腺癌细胞 MCF7 细胞悬液，含 10%胎牛血清的细胞培养液， CO
7、2 培养箱，酶标仪( 测定细胞培养液的吸光度值)等。要求与说明：细胞数量通过测定相应培养液的吸光度值表示，细胞抑制率(1 相应组吸光度值)/对照组吸光度值请回答：(1)实验思路：取若干培养瓶均分成四组，编号 A、B、C、D，均加入等量的_。分组处理：_。细胞培养：_。数据收集与处理：_。(2)实验结果：请你绘制一张用于记录实验数据的表格。(3)实验结论：_。6(2018台州中学第四次通练) 研究发现，海胆卵细胞受精后的 5 小时内蛋白质合成量迅速增加，而放线菌素 D 溶液能抑制 mRNA 的合成。请完成下面的探究实验：实验目的：探究卵细胞受精后的 5 小时内合成蛋白质的模板(mRNA)的来源。
8、实验材料：刚受精的卵细胞(若干) 、放线菌素 D 溶液、生理盐水、卡氏瓶(若干)、二氧化碳恒温培养箱、细胞培养液等(蛋白质合成量的测定方法不作要求) 。(1)实验思路：取等量的两组卡氏瓶，分别编号为 A、B，往 A、B 组卡氏瓶中加入适量且等量的细胞培养液；A 组加入_，B 组加入_，_，每隔相同时间_，并对实验所得数据进行处理分析。(2)设计一个表格用以记录实验数据。(3)结果预期及分析：若 A、B 两组蛋白质合成量大致相等，则说明合成蛋白质的模板来源是_；若 A 组比 B 组蛋白质合成量明显减少，则说明合成蛋白质的模板来源是_；若 A 组_，而 B 组蛋白质合成量增加，则说明合成蛋白质的模
9、板是 DNA 新转录合成的。答案精析1(1)重复计数(2)先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液低血糖 肝糖元(糖元)分解加强、脂肪分解加速(3)切除甲状腺后，甲状腺激素浓度下降，导致物质代谢与能量转换下降(4)两次或多次注射相同抗原 因第二次或更多次注射相同抗原，会使小鼠产生更多的效应 B 细胞，从而产生更多的抗体如图所示解析 (1)血细胞计数板计数，只计左线和上线上的细胞，这样是为了避免重复计数。(2)给小鼠注射胰岛素溶液，出现血糖降低的症状，再注射一定 浓 度的葡萄糖溶液，症状得以恢复。所以注射胰岛素溶液和葡萄糖溶液的顺序应是先注射胰岛素溶液，后注射葡萄糖溶液。当机体处于低血糖状况时，胰高血
10、糖素增多，人体血液中胰岛素与胰高血糖素的摩尔比值下降，此时机体物质代谢的变化是肝糖元分解加强、非糖物 质转 化为葡萄糖，如脂肪分解加速。(3)甲状腺分泌的甲状腺激素有促进新陈代谢和发育、提高神经系统的兴奋性的作用；切除甲状腺后，甲状腺激素浓度下降，导致物质代谢与能量转换下降。(4) 小鼠血清中含抗体，想要升高某种抗体浓度，则需两次或多次注射相同抗原，因 为二次免疫比初次免疫 强，多次刺激后血清中的特定抗体会维持较高水平。2(1)每隔一段时间，用血细胞计数板在显微镜下计数并记录，同时制作临时装片，在显微镜下观察与计数分裂相细胞并记录(2)如图所示(3)只计左线和上线及其夹角的细胞减少培养液中的营
11、养物质成分 由于原料缺少使细胞合成有关物质如 RNA 和蛋白质等受阻，而停滞于 G1 期胸腺嘧啶脱氧核苷 胸腺嘧啶脱氧核苷是 DNA 合成的原料，其进入细胞的量可反映细胞的增殖情况解析 (1)本实验难度不大， 题目已经指出实验目的是为了研究海拉细胞的细胞增殖，测定指标以总细胞数和细胞分裂指数(细胞群体中分裂细胞所占的百分比) 来表示，因此只需要在 实验思路中实现以下内容即可：将细胞培养至培养液中营养物质不足，每隔一段时间，用血 细胞计数板在显微镜下计数并记录总细胞数，同 时制作临时装片，在显微镜下观察与计数分裂相细胞并记录。(2)实验过程中要将细胞培养至培养液中营养物质不足，由于营养物质的消耗
12、和有害代谢产物的积累，肿瘤细 胞也会出现绝大部分细胞停止分裂的 现象， 预期实验结果要考虑到这种情况。由于题目要求用坐 标曲线图形呈现可能的 实验结果，所以需要先建立坐 标系，横坐标标注培养时间，纵坐标标 注总细胞数和细胞分裂指数 (具体参见答案)。(3)细胞计数时，当遇到压在方格线上的细 胞，一般只 计数左线和上线及其 夹角的细胞。若要得到大量的 G1 期细胞，可减少培养液中的营养物质成分，由于原料缺少使细胞合成有关物质如 RNA和蛋白质等受阻而停滞于 G1 期。若为了检测某种药物对该细胞的增殖有促进作用，可在培养液中加入同位素标记的胸腺嘧啶脱氧核苷，由于胸腺 嘧啶 脱氧核苷是 DNA 合成
13、的原料，其进入细胞的量可反映细胞的增殖情况。3(1)分别加入等量且适量的液体培养基和内皮细胞悬液，置于 37 的 CO2 培养箱中恒温培养 24 h，使培养瓶中铺满单层内皮细胞。加入用液体培养基配制的不同浓度的物质 X(浓度为 100 和 300 g/mL)，对照组加入等体积的液体培养基。同时分别取等量的癌细胞转入上述培养瓶中(取等量的癌细胞转入铺满单层内皮细胞的培养瓶中)，置于 37 的 CO2 培养箱中恒温培养一段时间。用 PBS 溶液洗去未粘附的细胞，测定相关值并计算细胞粘附率。对实验数据进行分析与处理。(2)结果：与正常对照组相比，加入物质 X 后，癌细胞与内皮细胞间的粘附率明显降低，
14、剂量越高癌细胞与内皮细胞间的粘附率下降越明显。结论：物质 X 可降低癌细胞与内皮细胞间的粘附率而且作用效果与物质 X 的浓度有关。(3)癌细胞膜表面粘连蛋白(糖蛋白 )减少 抑制癌细胞转移解析 (1)实验思路：取培养瓶若干个均分为三组，分别加入等量且适量的液体培养基和内皮细胞悬液，置于 37 的 CO2 培养箱中恒温培养 24 h，使培养瓶中铺满单层内皮细胞。加入用液体培养基配制的不同浓度的物质 X(浓度为 100 和 300 g/mL)，对照组加入等体积的液体培养基。同时分别取等量的癌 细胞转入上述培养瓶中 (取等量的癌细胞转入铺满单层内皮细胞的培养瓶中)。置于 37 的 CO2 培养箱中恒
15、温培养一段时间。用 PBS 溶液洗去未粘附的细胞，测定相关值并计算 细胞粘附率。 对实验数据进 行分析与处理。(2)结果：与正常对照组相比，加入物质 X 后，癌细胞与内皮细胞间的粘附率明显降低，剂量越高癌细胞与内皮细胞间的粘附率下降越明显。结论：物质 X 可降低癌细胞与内皮细胞间的粘附率而且作用效果与物质 X 的浓度有关。(3)分析与讨论：导致癌细胞从母瘤分离脱落的原因可能是癌 细胞膜表面粘连蛋白( 糖蛋白)减少。根据实验可推测：物质 X 可能是通过减少肿瘤细胞与毛细血管内皮细胞的粘附率，来达到抑制癌细胞转移的作用。4(1)A 组：培养液中加入疟原虫甲、1.010 6 mol/L 青蒿素溶液；
16、B 组：培养液中加入疟原虫甲、DMSO；C 组：培养液中加入疟原虫乙、1.010 6 mol/L 青蒿素溶液；D 组：培养液中加入疟原虫乙、DMSO 每隔一段时间，用放射性测量仪测定各组疟原虫的细胞内放射性强度并记录(2)如图所示(3)C 3H异亮氨酸是疟原虫合成蛋白质的原料，可根据放射性强度变化来判定疟原虫的生长(繁殖) 情况取上述实验后的疟原虫乙放入含有(无放射性的) 异亮氨酸的培养液中进行培养，离心后检测上清液和沉淀物的放射性强度解析 (1)实验思路：本实验为探究不同种类的疟原虫对青蒿素抗 药性的情况，故自变量是疟原虫的种类和青蒿素的有无，因此可 设置 4 组实验，操作步骤如下：取培养瓶
17、若干，分成 4 组，分组如下：A 组培养液中加入疟原虫甲、 1.0106 mol/L 青蒿素溶液；B 组培养液中加入疟原虫甲、DMSO；C 组培养液中加入疟原虫乙、1.010 6 mol/L 青蒿素溶液；D 组培养液中加入疟 原虫乙、DMSO。加入的各种试剂等量且适量，每组设置若干个重复样品。各组样品同时加入等量的 3H异亮氨酸。在相同且适宜的条件下培养。每隔一段时间，用放射性测 量仪测定各组疟原虫的细胞内放射性 强度并记录。统计分析各组数据，通过与 对照组数据比较， 计算出青蒿素溶液 对疟原虫甲与乙生长的抑制率。(2)预测实验结果：可以时间为横坐标、抑制率为纵坐标， 绘制青蒿素对疟原虫甲和乙
18、生长抑制率变化曲线。若实验结果表明 疟原虫甲对青蒿素溶液敏感度高于 疟原虫乙， 则青蒿素对疟原虫甲生长的抑制率高于乙，且青蒿素 对两种疟原虫生长的抑制率随 处理时间的延长而逐渐升高，曲线图见答案。(3)疟原虫是一种单细胞动物，属于真核生物。 变形虫也是一种单细胞动物，所以与 疟原虫的结构相似的是 C 变形虫；人成熟的 红细胞没有细胞核和各种细胞器，故 A 项不符合题意；小球藻属于单细胞藻类，与疟 原虫相比，特有的 结构有细胞壁、叶绿体等，故 B 项不符合题意；大肠杆菌属于原核生物，D 项不符合题意。异亮氨酸是疟原虫合成蛋白质的原料， 实验中采用 3H异亮氨酸，可根据放射性强度变化来判定疟原虫的
19、生长(繁殖)情况。异亮氨酸是疟原虫合成蛋白质的原料，要探究 疟原虫乙吸收的异亮氨酸是否会分泌到 细胞外，可取上述实验后的疟原虫乙放入含有 (无放射性的)异亮氨酸的培养液中 进行培养，离心后检测上清液和沉淀物的放射性强度。5(1)含 10%胎牛血清的细胞培养液，并接种适量且等量的人乳腺癌细胞 MCF7 细胞悬液 A、B、C 三组分别加入等量的 25 g/mL、100 g/mL、400 g/mL 的药物 M 溶液，D 组加入等量生理盐水 将培养瓶置于 CO2 培养箱中，在相同且适宜的环境下培养 定时取样(每隔 24 小时)并用酶标仪测定吸光度值，记录数据求平均值，并计算细胞抑制率(2)如表所示组别
20、(g/mL) 0 25 100 40012吸光度值平均值24 h细胞抑制率(%)12吸光度值平均值48 h细胞抑制率(%)12吸光度值平均值72 h细胞抑制率(%)(3)药物 M 能抑制人乳腺癌细胞 MCF7 的增殖作用，且在一定范围内，抑制作用与药物M 浓度、培养时间成正相关解析 (1)依题意可知：本实验的目的是研究药物 M 对人乳腺癌 细胞 MCF7 增殖的抑制作用与浓度和时间的关系，自变 量是药物 M 的浓度和时间；因 变量是细胞数量，通 过测定相应培养液的吸光度值，再将其换 算为细胞抑制率；其余对实验结 果有影响的因素均为无关变量，应控制相同且适宜。据此，依据图示信息、实验设计应遵循的
21、单一变量原则和对照原则等以及给出的不完善的实验思路可知：取若干培养瓶均分成四组，编号 A、B、C、D，均加入等量的含 10%胎牛血清的细胞培养液，并接种适量且等量的人乳腺癌细胞 MCF7 细胞悬液。分组处理：A、B、C 三组分别加入等量的 25 g/mL、100 g/mL、400 g/mL的药物 M 溶液，D 组加入等量生理盐水。细胞培养：将培养瓶置于 CO2 培养箱中，在相同且适宜的环境下培养。数据收集与处理：定时取样(每隔 24 小时) 并用酶标仪测 定吸光度值， 记录数据求平均值，并计算细胞抑制率。(2)依据曲线图呈现的信息可知，24 h、48 h、72 h，每个 时间段内各设置药物 M
22、 溶液浓度为0、25、100、400 g/mL的 4 组，因此应定时测定每个时间段内这 4 组培养液的吸光度值并取其平均值，计算相应的细胞抑制率。上述信息在绘制的用于 记录实验数据的表格中都应加以体现(相关表格见答案)。(3)曲线图显示：细胞抑制率随着药物 M 溶液的浓度的增加和培养 时间的延长而逐渐增大，说明药物 M 能抑制人乳腺癌细胞 MCF7 的增殖作用，且在一定范围内，抑制作用与药物 M浓度、培养时间成正相关。6(1)适量的放线菌素 D 溶液，刚受精的卵细胞 等量的生理盐水，等量的刚受精的卵细胞 在二氧化碳恒温培养箱中培养 对两组培养物(或受精的卵细胞) 测定一次蛋白质的合成量(2)探
23、究卵细胞受精后 5 小时内蛋白质合成模板(mRNA) 来源实验记录表组别 A 组 B 组1 2 3 平均值 1 2 3 平均值蛋白质合成量(3)受精卵中原本就存在的 mRNA 既有受精卵中原本就存在的 mRNA，也有 DNA 新转录合成的 mRNA 蛋白质合成量始终不变解析 (1)不同组自变量的处理，本实验的目的是探究卵细胞受精后的 5 小时内合成蛋白质模板(mRNA)的来源，而放线菌素 D 溶液能抑制 mRNA 的合成，因此 A 组加入适量的放线菌素 D 溶液，B 组加入等量的生理 盐水，分 别加入适量且等量的 刚受精的卵细胞。动物细胞的培养应放入二氧化碳恒温培养箱中。实验中要 对因变量进行观察、 测量和记录，然后分析实验结果，即每间隔相同 时间对两组培养物(或受精的卵细胞)测定一次蛋白质的含量，并对实验所得数据进行处 理分析。(2)实验分两组：A 组、 B 组。为了减少实验的误差， 实验中蛋白质的检测需要多次，取平均 值。(3)如果合成蛋白质的模板原来就存在于受精的卵细胞中，则 A、B 两组蛋白质合成量大致相等。如果合成蛋白质的模板原来就存在于受精的卵细胞中，也有 DNA 新转录合成的，则 A 组比 B 组蛋白质合成量明显减少。如果合成蛋白质的模板是 DNA 新转录合成的， 则 A 组 蛋白质合成量始终不变，而 B 组蛋白质合成量增加。
