为研究垂体对机体生长发育的作用,某同学用垂体切除法进行实验。在实验过程中,用幼龄大鼠为材料,以体重变化作为生长发育的检测指标。回答下列问题:
(1)请完善下面的实验步骤
①将若干只大鼠随机分为A、B两组后进行处理,A组(对照组)的处理是___________,B组的处理是_____________。
②将上述两组大鼠置于相同的适宜条件下饲养。
③_______。
④对所得数据进行统计处理与分析
(2)实验结果与分析
B组大鼠生长发育的状况不如A组,出现这种差异的原因是由于B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的_________激素和________激素。
①手术但不切除垂体 切除垂体 每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重 生长 促甲状腺
【解析】本题采用切除法,以“研究垂体对机体生长发育的作用”为情境,考查考生的实验与探究能力。解题的关键是由题意准确把握实验目的(研究垂体对机体生长发育的作用),进而明辨实验变量(自变量、因变量、无关变量)。在此基础上,依据实验设计应遵循的原则,围绕给出的不完善的实验步骤,以及垂体分泌的与生长发育有关的激素等知识,对各问题情境进行解答。
【详解】(1)依题意可知:本实验的自变量是垂体的有无,因变量是通过检测幼龄大鼠的体重变化来反映其生长发育的状况,其他对实验结果有影响的因变量应控制相同且适宜。据此结合题意所示的实验方法(切除法)、不完善的实验步骤和实验设计应遵循的原则可知,①A组(对照组) 手术但不切除垂体,B组(实验组)要切除垂体;③的内容为“每隔一定时间,测定并记录两组大鼠的体重”。
(2)垂体分泌的促甲状腺激素可促进甲状腺的正常生长发育,调节甲状腺激素的合成和分泌。垂体分泌的生长激素和甲状腺分泌的甲状腺激素都有促进生长发育的作用,但前者主要促进生长,后者主要促进发育,二者共同协调,机体才能正常的生长发育。可见,若B组大鼠生长发育的状况不如A组,则是由于B组的处理使大鼠缺失了来源于垂体的生长激素和促甲状腺激素。
【点睛】解答实验题的切入点为找准实验目的,由此分析出实验的自变量和因变量,从而做到在实验设计或完善实验步骤中有的放矢。实验处理要遵循“单一变量和对照原则”,设立实验组和对照组时,注意控制无关变量,在措辞中往往有“相同”、“一致”等字眼;在培养(或饲养)、观察记录实验现象或记录测定的实验数据时,依然在措辞中体现对无关变量的控制,经常有“相同条件下”、“每隔一定时间”等字眼。把握上述要点,本题便可形成如下清晰的实验思路:
组别 | 实验动物 | 实验处理 | 观察指标 |
实验组 | 幼小动物 | 切除垂体 | 幼小动物生长发育情况 |
对照组 | 幼小动物 | 不做任何处理(不切除垂体),只切开皮肤 |
实验动物选取分组时,要选取生长发育状况相同的,且饲养时其他条件要一致。
内分泌腺 |
激素名称 |
化学本质 |
主要生理功能 | |
垂 |
腺 |
促甲状腺激素 |
糖蛋白 |
促进甲状腺的增生与分泌 |
促肾上腺激素 |
39肽 |
促进肾上腺皮质增生与糖皮质类固醇的分泌 | ||
促性腺激素 |
糖蛋白 |
促进性腺生长、生殖细胞生成和分泌性激素 | ||
生长激素 |
蛋白质 |
促进蛋白质的合成和骨的生长 | ||
催乳素 |
蛋白质 |
促进成熟的乳腺分泌乳汁 | ||
神经 |
抗利尿激素 |
9肽 |
促进肾小管、集合管对水分的重吸收 | |
催产素 |
9肽 |
促进妊娠末期子宫收缩 | ||
甲 |
甲状腺激素 |
氨基酸衍生物 |
氨基酸衍生物 |
促进新陈代谢(糖的吸收、肝糖原的分解、升高 |
胰 |
A细胞 |
胰高血糖素 |
29肽 |
升高血糖 |
B细胞 |
胰岛素 |
蛋白质 |
降低血糖 (人体内唯一降低血糖的激素) | |
肾 |
肾上腺 |
糖皮质激素 |
类固醇 |
升高血糖、抗过敏、抗炎症、抗毒性 |
盐皮质激素 |
类固醇 |
促进肾小管吸收钠和钾 | ||
肾上腺 |
肾上腺激素 |
儿茶酚胺 |
增加心输出量,使血糖升高, | |
性 |
睾丸 |
雄激素 |
类固醇 |
促进精子和生殖器官生长发育, |
卵巢 |
雌激素 |
类固醇 |
促进卵巢、子宫、乳腺等女性生殖器官的生长发育, | |
孕激素 |
类固醇 |
促进子宫内膜增生和乳腺泡发育 |
激素名称 |
相关内分泌腺 |
分泌不足引起的疾病 |
分泌过多引起的疾病 |
生长激素 |
垂体前叶 |
侏儒症 |
巨人症、肢端肥大症 |
甲状腺素 |
甲状腺 |
呆小症、生理性便秘、水肿 |
甲亢 |
胰岛素 |
胰岛 |
糖尿病 |
低血糖 |
内分泌腺 |
激素名称 |
化学本质 |
主要生理功能 | |
垂 |
腺 |
促甲状腺激素 |
糖蛋白 |
促进甲状腺的增生与分泌 |
促肾上腺激素 |
39肽 |
促进肾上腺皮质增生与糖皮质类固醇的分泌 | ||
促性腺激素 |
糖蛋白 |
促进性腺生长、生殖细胞生成和分泌性激素 | ||
生长激素 |
蛋白质 |
促进蛋白质的合成和骨的生长 | ||
催乳素 |
蛋白质 |
促进成熟的乳腺分泌乳汁 | ||
神经 |
抗利尿激素 |
9肽 |
促进肾小管、集合管对水分的重吸收 | |
催产素 |
9肽 |
促进妊娠末期子宫收缩 | ||
甲 |
甲状腺激素 |
氨基酸衍生物 |
氨基酸衍生物 |
促进新陈代谢(糖的吸收、肝糖原的分解、升高 |
胰 |
A细胞 |
胰高血糖素 |
29肽 |
升高血糖 |
B细胞 |
胰岛素 |
蛋白质 |
降低血糖 (人体内唯一降低血糖的激素) | |
肾 |
肾上腺 |
糖皮质激素 |
类固醇 |
升高血糖、抗过敏、抗炎症、抗毒性 |
盐皮质激素 |
类固醇 |
促进肾小管吸收钠和钾 | ||
肾上腺 |
肾上腺激素 |
儿茶酚胺 |
增加心输出量,使血糖升高, | |
性 |
睾丸 |
雄激素 |
类固醇 |
促进精子和生殖器官生长发育, |
卵巢 |
雌激素 |
类固醇 |
促进卵巢、子宫、乳腺等女性生殖器官的生长发育, | |
孕激素 |
类固醇 |
促进子宫内膜增生和乳腺泡发育 |
激素名称 |
相关内分泌腺 |
分泌不足引起的疾病 |
分泌过多引起的疾病 |
生长激素 |
垂体前叶 |
侏儒症 |
巨人症、肢端肥大症 |
甲状腺素 |
甲状腺 |
呆小症、生理性便秘、水肿 |
甲亢 |
胰岛素 |
胰岛 |
糖尿病 |
低血糖 |
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