生物調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)分類探究

一、興奮傳導(dǎo)方向的實(shí)驗(yàn)探究

技能歸納 正確選擇刺激和測(cè)量的部位

在神經(jīng)纖維上選一刺激點(diǎn)，測(cè)量部位應(yīng)選在刺激點(diǎn)兩側(cè)。若在傳出神經(jīng)纖維上，可通過觀察效應(yīng)器的變化和另一側(cè)的電位測(cè)量?jī)x來確定傳導(dǎo)方向；若在神經(jīng)元之間，則在傳人和傳出神經(jīng)上各選一點(diǎn)，先在一點(diǎn)刺激，另一點(diǎn)測(cè)電位變化，再反過來進(jìn)行，通過兩次結(jié)果來確定傳遞方向。

例1 下圖為一個(gè)蟾蜍屈肌反射實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)模式圖，回答下列問題：

（1）動(dòng)作電位沿著神經(jīng)纖維傳導(dǎo)時(shí)，神經(jīng)纖維細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)局部電流的方向與動(dòng)作電位傳導(dǎo)的方向______（填“相同”或“相反”）。

（2）已知藥物X能阻斷蟾蜍的屈肌反射活動(dòng)，肌肉不能發(fā)生收縮，但不知是阻斷神經(jīng)纖維上的興奮傳導(dǎo)，還是阻斷神經(jīng)元之間的興奮傳遞，或是兩者都能阻斷。現(xiàn)有一個(gè)如圖所示的屈肌反射實(shí)驗(yàn)裝置，請(qǐng)利用該實(shí)驗(yàn)裝置從A、B、C、D、E中選擇四個(gè)位點(diǎn)作為實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)進(jìn)行探究。（在實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)可以進(jìn)行藥物處理或電刺激。假設(shè)藥物X在實(shí)驗(yàn)位點(diǎn)起作用后，其作用效果在實(shí)驗(yàn)過程中都不能消除）。

實(shí)驗(yàn)步驟：

①將藥物X放于______點(diǎn)，再刺激______點(diǎn)，觀察記錄肌肉收縮情況。

②________________________________________________________。

觀察記錄肌肉收縮情況。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及相應(yīng)結(jié)論：

若________________________________________________________，

說明藥物X阻斷神經(jīng)元之間的興奮傳遞：

若________________________________________________________，

說明藥物X阻斷神經(jīng)纖維上的興奮傳導(dǎo)：

若_________________________________________________________，

說明藥物X對(duì)兩者都能阻斷。

解析 （1）受刺激部位的神經(jīng)纖維膜外為負(fù)電荷，膜內(nèi)為正電荷，未興奮部位膜外為正電荷，膜內(nèi)為負(fù)電荷，而電流方向是由正電荷向負(fù)電荷流動(dòng)，所以在膜內(nèi)由興奮部位向未興奮部位流動(dòng)，這與動(dòng)作電位傳導(dǎo)方向是相同的。

（2）觀察該結(jié)構(gòu)模式圖，由于興奮是從前一個(gè)神經(jīng)元的軸突傳遞到后一個(gè)神經(jīng)元的樹突或細(xì)胞體，所以在正常情況下，動(dòng)作電位的流動(dòng)方向是E→D→C→B→A，要知道藥物究竟阻斷神經(jīng)纖維上的興奮傳導(dǎo)，還是阻斷神經(jīng)元之間的興奮傳遞，可以：①將藥物放在D處，刺激E處，觀察肌肉的收縮情況；②將藥物放在B處，刺激C處，觀察肌肉收縮情況。若①處理后肌肉收縮，②處理后肌肉不收縮，說明藥物X是阻斷神經(jīng)元之間的興奮傳遞；若①處理后肌肉不收縮，②處理后肌肉收縮，說明藥物X是阻斷神經(jīng)纖維上的興奮傳導(dǎo)；若①處理后肌肉不收縮，②處理后肌肉也不收縮，說明藥物X對(duì)兩者都能阻斷。

答案 （1）相同 （2）實(shí)驗(yàn)步驟：①DE②將藥物X放于B點(diǎn)，再刺激C點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及相應(yīng)結(jié)論：①處理后肌肉收縮，②處理后肌肉不收縮①處理后肌肉不收縮，②處理后肌肉收縮①處理后肌肉不收縮，②處理后肌肉也不收縮

二、與動(dòng)物激素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

技能歸納 1 研究動(dòng)物激素生理功能的幾種常用方法

（1）切除法：切除有關(guān)內(nèi)分泌腺，觀察動(dòng)物所產(chǎn)生的各種變化，得出結(jié)論，如切除垂體生長(zhǎng)停滯，驗(yàn)證生長(zhǎng)激素的生理功能。

（2）移植法：在動(dòng)物體內(nèi)移入一種內(nèi)分泌腺（一般是這種動(dòng)物本來沒有的），觀察現(xiàn)象并得出結(jié)論，如睪丸、卵巢移植驗(yàn)證性激素的生理功能。

（3）飼喂法：用含動(dòng)物激素的飼料喂養(yǎng)小動(dòng)物，觀察其變化，要注意飼喂的激素是不需消化液消化就能被動(dòng)物直接吸收的。如可以飼喂甲狀腺激素，但不可飼喂胰島素。（提醒：蛋白質(zhì)、多肽類激素都不能用飼喂法實(shí)驗(yàn)）

（4）注射法：通常把不能飼喂的激素注入動(dòng)物體內(nèi)，觀察其變化。如注射胰島素觀察動(dòng)物體內(nèi)血糖的變化。

（5）同位素標(biāo)記法：用放射性同位素標(biāo)記所要研究的腺體或激素，再加以跟蹤。如應(yīng)用放射性同位素I研究甲狀腺的功能。

2 ?？技に氐膶?shí)驗(yàn)探究思路

（1）甲狀腺激素的實(shí)驗(yàn)探究思路

（2）胰島素和胰高血糖素的實(shí)驗(yàn)探究思路

3 實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的問題

（1）動(dòng)物分組的基本要求：選擇性別、年齡、體重、生理狀況相似的動(dòng)物進(jìn)行平均分組，且每組不能只有一只。

（2）注意描述指標(biāo)的確定，如甲狀腺激素的生理功能可用耗氧量、死亡時(shí)間、代謝或活動(dòng)狀況等表示，具體實(shí)驗(yàn)應(yīng)具體分析。

（3）生理鹽水在對(duì)照中的作用，不能用蒸餾水代替。

例2 為了驗(yàn)證胰高血糖素具有升高血糖的生理作用，請(qǐng)你根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)材料和用具，完善實(shí)驗(yàn)步驟，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（1）材料和用具：年齡相同、體重相近的雄性成年大白鼠若干只，胰高血糖素溶液，生理鹽水，注射器，血糖測(cè)量?jī)x等。

（2）方法與步驟：

A、將__________若干只隨機(jī)分為數(shù)量相等的甲、乙兩組，分別用給出的儀器，測(cè)定并記錄它們的__________。

B、用注射器給甲組鼠注射__________，給乙組鼠注射__________。

C、一定時(shí)間后分別測(cè)定并記錄兩組鼠的血糖含量。

（3）結(jié)果預(yù)測(cè)：

__________________________________________________。

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

__________________________________________________。

解析 在動(dòng)物激素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)做到：①確保實(shí)驗(yàn)分組的隨機(jī)、同質(zhì)和數(shù)量均等，遵循單一變量原則；②合理確定實(shí)驗(yàn)方法——注射法；③觀測(cè)指標(biāo)可操作——檢測(cè)血糖含量；④注意實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)性質(zhì)吻合。

答案 （2）年齡相同、體重相近的雄性成年大白鼠血糖含量適量的胰高血糖素溶液等量的生理鹽水（3）甲組鼠血糖含量升高，乙組鼠血糖含量維持穩(wěn)定（4）胰高血糖素有升高血糖含量的作用。

三、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)扦插枝條生根作用的探究

技能歸納 生長(zhǎng)素類似物變量梯度設(shè)置的注意事項(xiàng)

1 在合適范圍內(nèi)取值。研究生長(zhǎng)素類似物的適宜濃度時(shí)，應(yīng)在適宜濃度的范圍內(nèi)設(shè)置，如生長(zhǎng)素促進(jìn)生根的濃度范圍應(yīng)設(shè)置為10^-12-10^-8mol/L。

2 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定變量梯度大小。若進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)，如探究生長(zhǎng)素類似物的濃度對(duì)扦插枝條生根有影響，梯度設(shè)置可稍大些，分組可少些；若進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)，如探究生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)扦插枝條生根的最適濃度，則梯度設(shè)置要小，分組稍多些。

3 梯度大小設(shè)置要適宜。梯度設(shè)置過小，分組太多，操作難度大；梯度設(shè)置過大，分組太少，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。

例3 如圖是科學(xué)家經(jīng)過研究繪制的不同濃度的生長(zhǎng)素對(duì)植物不同器官的作用效果曲線。2，4-D是一種人工合成的生長(zhǎng)素類似物，其生理作用與生長(zhǎng)素基本相同。某公司需要探究2，4-D促進(jìn)植物扦插枝條生根的最適濃度，請(qǐng)你依據(jù)圖中生長(zhǎng)素的作用效果，利用下面所給實(shí)驗(yàn)材料和用具（數(shù)量不限），協(xié)助完成實(shí)驗(yàn)步驟。（提示：可以用水培法栽培植物）

材料用具：盆栽植株，2，4-D，清水，500mL的燒杯，米尺，等等。

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）取5個(gè)燒杯，分別編成1、2、3、4、5號(hào)。

（2）配制濃度分別為__________。

（3）從同一植株上剪下_________植物枝條若干，_________。

（4）定期測(cè)量，記下這些枝條上生根的________。

解析 由圖可知：促進(jìn)根生長(zhǎng)的最適生長(zhǎng)素濃度為10^-10mol/L，因此，實(shí)驗(yàn)分組中應(yīng)圍繞10^-10mol/L設(shè)置濃度梯度，根據(jù)第一步的要求，應(yīng)設(shè)置5種不同濃度的2，4-D溶液，并包含10^-10mol/L，分別裝入5個(gè)燒杯中；為了遵循單一變量原則，應(yīng)做到所用枝條取自同一植株、生長(zhǎng)狀況相同和長(zhǎng)度相等，為了避免偶然性，應(yīng)注意剪取多個(gè)枝條，平均分成5組，分別置于不同濃度的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，其觀測(cè)指標(biāo)應(yīng)為枝條上生根的總數(shù)量和總長(zhǎng)度。

答案（2）10^-12mol/L、10^-11mol/L、10^-10mol/L、10^-9mol/L、10^-8mol/L的2，4-D溶液，分別裝入5個(gè)燒杯中（溶液濃度要有5個(gè)，要圍繞圖中的最適濃度10^-10mol/L設(shè)置濃度梯度）（3）長(zhǎng)勢(shì)相同的等長(zhǎng)平均分成5組，分別插入5個(gè)燒杯中（4）總數(shù)量和總長(zhǎng)度。