Question

欲研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用，请根据实验材料完善实验思路，并回答有关问题。

实验材料：生理状况一致的成年小鼠，甲状腺激素溶液，生理盐水，手术器材，耗氧量测定仪，灌胃器等（要求与说明：手术和耗氧量测定具体操作不作要求；实验持续时间合适；实验条件均适宜；）

（1）实验思路：

①将生理状况一致的成年小鼠随机均分为A、B、C、D四组。

（2）预测实验结果（在坐标系中用柱形图表示至少2次的检测结果，其中包括对小鼠处理前和处理后的检测）：

（3）分析与讨论：

①用耗氧量作为检测指标的依据是          。

②合成与分泌促甲状腺激素的细胞位于          ，该激素可促进甲状腺激素的生成和分泌。

Answer

（1）实验思路：

②每隔一定的时间用耗氧量测定仪测定各组小鼠单位时间的耗氧量。

③A组小鼠手术切除甲状腺；B组小鼠假手术；C组小鼠用灌胃器灌喂适量的甲状腺激素溶液；D组小鼠用灌胃器灌喂等量的生理盐水。（或③A组小鼠手术切除甲状腺，B组小鼠假手术； C组小鼠手术切除甲状腺，用灌胃器灌喂适量的甲状腺激素溶液，D组小鼠手术切除甲状腺用灌胃器灌喂等量生理盐水）。然后将各组小鼠置于相同且适宜条件下培养。

④每隔相同时间用耗氧量测定仪测定各组小鼠单位时间的耗氧量。

⑤对所得实验数据进行分析与处理。

（2）预测实验结果：

（3）分析与讨论：①甲状腺激素促进新陈代谢，此过程需要消耗氧 ②垂体（或腺垂体）

【解析】（1）甲状腺激素是一种小分子的氨基酸衍生物，其功能是促进幼小动物的生长发育、促进代谢、提高神经系统的兴奋性；欲研究甲状腺和甲状腺激素的生理作用，可采用的方法有饲喂法和摘除法；根据题给的材料用具可知，对成年小鼠进行实验可以单位时间内耗氧量的多少以衡量甲状腺激素对代谢的影响；同时对照实验的设计还应遵循单一变量原则和对照原则等原则，故实验思路为：

①将生理状况一致的成年小鼠随机均分为A、B、C、D四组。

②每隔一定的时间用耗氧量测定仪测定各组小鼠单位时间的耗氧量。

③A组小鼠手术切除甲状腺；B组小鼠假手术；C组小鼠用灌胃器灌喂适量的甲状腺激素溶液；D组小鼠用灌胃器灌喂等量的生理盐水。（或③A组小鼠手术切除甲状腺，B组小鼠假手术； C组小鼠手术切除甲状腺，用灌胃器灌喂适量的甲状腺激素溶液，D组小鼠手术切除甲状腺用灌胃器灌喂等量生理盐水）。然后将各组小鼠置于相同且适宜条件下培养。

④每隔相同时间用耗氧量测定仪测定各组小鼠单位时间的耗氧量。

⑤对所得实验数据进行分析与处理。

（2）预测实验结果：根据上述实验设计可知，处理前各组小鼠代谢程度相同，故各组的耗氧量也相同；D组小鼠用灌胃器灌喂等量的生理盐水，故D组作为对照组，则处理前后其耗氧量不变；由于甲状腺激素能促进代谢，加速体内物质的氧化分解，故与D组（对照组）相比，A组小鼠手术切除甲状腺，其甲状腺激素来源减少，因此耗氧量降低；B组小鼠假手术，其体内甲状腺激素含量与D组相当，其耗氧量也相当；C组小鼠用灌胃器灌喂适量的甲状腺激素溶液，会导致小鼠体内甲状腺激素含量升高，故氧化分解加快，耗氧量增大，可据此画出相应的柱形图。

（3）分析与讨论：

①由于甲状腺激素促进新陈代谢，此过程需要消耗氧，故可用耗氧量作为该实验的检测指标。

②合成与分泌促甲状腺激素的细胞位于垂体（或腺垂体），该激素可促进甲状腺激素的生成和分泌。

【考点定位】

【名师点睛】激素功能的常见实验研究方法：

（1）常用实验方法：

激素

方法

实验探究

甲状腺激素

饲喂法

用含有甲状腺激素的饲料喂养蝌蚪，蝌蚪迅速发育成小青蛙

摘除法

手术摘除幼年狗甲状腺，幼年狗发育停止；摘除成年狗的甲状腺，狗出现行动呆笨、精神萎靡、代谢中耗氧量显著降低、产热量减少等现象

生长激素

切除法

切除小狗的垂体后，小狗的生长立即停止

注射法

对雌雄小狗每天注射适量的生长激素，可逐渐丧失各自第二性征

性激素

割除法

将公鸡和母鸡的生殖腺阉割后，会逐渐丧失各自第二性征

移植法

把公鸡的睾丸移植到阉割过的母鸡体内，该母鸡就会逐渐长出公鸡型的鸡冠和长的尾羽，并且具有公鸡那种好斗的特性

胰岛素

注射法

给饥饿18～24 h的小白鼠注射一定剂量的胰岛素溶液，不久，小白鼠出现惊厥等低血糖症状，皮下注射5%的葡萄糖溶液，则可以恢复正常

（2）实验设计注意事项：

①动物分组的基本要求：选择性别、年龄相同，体重、生理状况相似的动物进行平均分组，且每组不能只有一只。

②在研究动物激素生理功能的实验设计中，要注意设计对照实验，排除无关变量的影响，使实验结论更加科学。

③针对不同的激素或腺体选择不同的实验方法：

a．切除法：只适用于个体较大的动物。

b．饲喂法：只适用于甲状腺激素、性激素等小分子激素，多肽和蛋白质类激素不能用饲喂法。

c．注射法：适用于各种激素。