Question

8．科學家研究發現，有一種俗稱“熊蟲”的動物，若進入“隱生狀態”（這時它的代謝速率幾乎可降至0），能耐受-271℃的冰凍數小時，據研究，“熊蟲”進入隱生狀態時，它們的體內會大量產生一種叫做海藻糖的二糖．根據上述資料，有人認為“熊蟲”體液中的海藻糖可以保護組織細胞，使組織細胞避免受到因低溫造成的損傷．
請設計一實驗方案，用于探究題中假設的真實性．（操作時只要定性即可）
（1）設計實驗的目的是：探究“熊蟲”產生的海藻糖是否能保護組織細胞，使組織細胞避免受到因低溫造成的損傷．
（2）實驗材料的選擇及要求：
①用于實驗的材料：取同一動物個體的組織或器官，經過動物細胞培養技術獲得大量細胞供實驗用．
②要求所培養的細胞內不含有（填“含有”或“不含有”）海藻糖．
（3）實驗步驟：
①將培養的動物細胞適量、等分為甲、乙兩組；
②向甲組細胞的培養液中添加海藻糖，
乙組細胞的培養液中不加；
③將上述細胞培養液在-271℃條件下培養數小時；
④觀察并記錄兩組細胞的生活狀況．
（4）實驗預期結果及結論：
①若甲組細胞均生活良好，乙組細胞均（或絕大部分）死亡，則說明“熊蟲”產生的海藻糖確實能保護組織細胞，使組織細胞避免受到因低溫造成的損傷；
②若甲、乙兩組細胞均（或絕大部分）死亡，則說明“熊蟲”產生的海藻糖不能保護組織細胞，組織細胞因低溫而損傷．

Answer 1

分析 實驗目的從題中給出的信息即可得出；在實驗步驟中應盡可能用“定性”的語言表達．如：“一段時間”、“適宜的溫度”、“適量的”、“一定量的”等．研究海藻糖對組織細胞的影響，確認海藻糖為自變量，在設計實驗時，實驗組加入海藻糖，對照組不加，將其他無關變量控制為等量，創設單一變量．該題研究的是低溫對細胞的損傷狀況，所以細胞的生活是否良好是觀察指標．

解答 解：（1）從題中給出的信息即可得出實驗目的．
（2）本實驗研究海藻糖對組織細胞的影響，確認海藻糖為自變量，故試驗應排除掉試驗材料中的海藻糖的影響，并通過動物細胞培養獲得大量動物細胞．
（3）試驗設計時，第一步，分組，要符合等量原則；第二步，采取不同的處理措施，實驗組加入海藻糖，對照組不加，要符合單一變量原則；第三步，控制相同且低溫的條件培養；第四步，觀察結果，得出結論．
（4）預期試驗結果時要考慮全面，分別有哪幾種情況，并得出相應結論．
故答案為：
（1）探究“熊蟲”產生的海藻糖是否能保護組織細胞，使組織細胞避免受到因低溫造成的損傷
（2）②不含有　　
（3）①將培養的動物細胞適量、等分為甲、乙兩組     ②海藻糖   ③-271℃
（4）①“熊蟲”產生的海藻糖確實能保護組織細胞，使組織細胞避免受到因低溫造成的損傷
②甲、乙兩組細胞均（或絕大部分）死亡，則說明“熊蟲”產生的海藻糖不能保護組織細胞，組織細胞因低溫而損傷

點評 本題綜合考查了試驗設計，解答本題的關鍵是實驗設計時注意對照原則和單一變量原則．