以小白鼠实验为背景材料开发生物试题_生物领域实验小白鼠

　　摘要 对以小白鼠实验为题材开发的生物试题进行了简要归纳。 　　关键词小白鼠实验生物试题 　　中图分类号G633.91 　　文献标识码B 　　
　　小白鼠是野生鼷鼠的变种，属于动物界脊椎动物门，哺乳纲，啮齿目，鼠种。小白鼠经过人们长期选择，定向培育，已形成许多品种类型。由于小白鼠有着和人类非常类似的基因，生理功能上有许多的相似性，因而成为生命科学实验的模式实验动物，实验小白鼠为生命科学的进步作出了不可磨灭的贡献。
　　以小白鼠实验作为背景材料，可以开发多方位、多角度的生物试题。
　　
　　1　神经―体液调节
　　
　　动物体的各项生命活动主要受神经系统的调节，同时也受体液的调节。神经调节的基本方式是反射，它是指在中枢神经系统参与下，动物体或人体对内外环境变化作出的规律性应答。完成反射的结构基础是反射弧，通常由感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器组成。
　　[例1]小白鼠是恒温动物，当环境温度明显降低时，其体温仍能保持相对恒定。为了探究下丘脑的某部位是否为调节体温的中枢，某校生物兴趣小组制订了以下实验方案：
　　实验假设：下丘脑的某部位是调节体温的中枢。
　　材料用具：略。
　　实验步骤：
　　①取两只健康的、性别与生理状况相同的成年小白鼠，并标记为甲、乙；
　　②用一定的方法破坏甲鼠的下丘脑相应部位，乙鼠不做处理作为对照；
　　③把甲、乙两鼠置于可人工控制的温室中，将室内温度调为0℃，在相对安静的条件下观察24h，每隔4h分别测量一次体温，并做好记录。
　　预期结果与结论：
　　①若甲鼠体温发生明显改变，乙鼠体温保持相对恒定，则假设成立；
　　②若甲、乙两鼠体温均保持相对恒定，则假设不成立。
　　请分析回答：
　　(1)该兴趣小组设计的实验方案有哪些不妥之处?请指出。
　　①____；
　　②____。
　　
　　(2)若假设成立，下面给出了四张坐标图，表示小白鼠的代谢状况与环境温度的关系(其中横轴表示环境温度，纵轴表示小白鼠的耗氧量或酶的反应速率)。则符合甲鼠生理状况的是____；符合乙鼠生理状况是______。
　　(3)若假设成立，当环境温度明显降低时，一方面可通过下丘脑的调节作用，引起小白鼠_______，从而使皮肤的散热量减少；同时还可促进有关腺体的分泌活动，使______的分泌增加，导致体内代谢活动增强，产热量增加，从而维持体温恒定。由此可见小白鼠对体温的调节属于_____调节。
　　参考答案：(1)①实验前要先测定甲、乙鼠的体温⑦实验要有重复性，仅用两只小白鼠进行实验有一定的偶然性。
　　(2)BD AC
　　(3)皮肤血管收缩，皮肤的血流量减少 甲状腺激素和肾上腺素神经一体液
　　
　　2　体液调节
　　
　　激素等化学物质(除激素以外，还有其他调节因子，如CO2等)，通过体液传送的方式对生命活动进行调节，称为体液调节。激素调节是体液调节的主要方式，如胰岛素与胰高血糖素对血糖浓度的调节，甲状腺激素分泌的分级调节等。
　　
　　[例2]下面是某研究性学习小组用若干只健康的、生长状况相同的、同龄雌性幼鼠做的两个实验(见下表，表中①～③处需要你来完成)。其中，实验Ⅰ是探究卵巢能分泌激素A并能促进子宫的发育(表1)；实验Ⅱ是探究垂体能分泌激素B并能促进卵巢和子宫的发育(表2)。请回答后面的相关问题。
　　(1)实验中要选用体重和年龄相当的小鼠做实验，其目的是______ 。
　　(2)请完成上表中的“①―③”的处理方法：
　　①_____；②_____；③_______；
　　(3)实验中，激素A和激素B分别最可能是_____、______ 、______ 。(写名称)
　　参考答案：(1)排除小鼠个体差异对实验结果的影响
　　(2)①切除卵巢后补充激素A②切除垂体③切除垂体，补充激素B
　　(3)性激素促性腺激素
　　
　　3　免疫调节
　　
　　一般来说，免疫是指机体对抗病原体引起的疾病的能力。免疫分为生来就有的非特异性免疫和后天形成的特异性免疫。在特异性免疫中淋巴细胞起着重要的作用，其中B细胞主要靠产生抗体发挥作用(体液免疫)，T细胞主要靠直接接触靶细胞发挥作用(细胞免疫)。对机体接种某种疫苗，可以诱发机体产生抵抗某种病原体的免疫力。
　　[例3]霍乱弧菌会引起人类患霍乱病，主要通过污染水源或鲜鱼、贝壳类食物而引起烈性肠道感染，它产生的霍乱肠毒素导致小肠液过度分泌，严重者上吐下泻，导致脱水和代谢性酸中毒，甚至休克死亡。患过霍乱的人可获得长久的免疫力，再感染的较为少见。有研究小组做了以下两个实验。
　　实验一：
　　第一步：取未受感染的体重相同的小鼠3只，标为。1、2、3号，都摘除胸腺并用大剂量x射线照射；
　　第二步：分别接种等量的霍乱弧菌疫苗，测定并确定没有了免疫力(无抗体产生)；
　　第三步：分别向1、2、3号小鼠体内注射等量的新鲜T淋巴细胞液、新鲜B淋巴细胞液、新鲜T淋巴和B淋巴细胞混合液；
　　第四步：分别向三只小鼠接种等量的霍乱弧菌疫苗；
　　第五步：在相同条件下饲养20d后，分别测定3只小鼠体内血清抗体的含量。
　　实验二：
　　
　　向健康正常的实验小鼠注射毒性弱霍乱菌苗，这些小鼠感染后没有发病。4d后，对实验小鼠注射毒性极强的霍乱弧菌制剂，一段时间后实验小鼠全部正常生活。
　　请分析回答下列问题：
　　(1)实验一的检测结果是3号小鼠体内血清抗体含量最多，这说明______ 。
　　(2)实验一第二步的目的和意义是______ 。
　　(3)实验二中毒性弱的霍乱菌苗进入小鼠体内作为_______起作用，使其体内产生了相应的免疫活性物质，该过程曾出现图2 (填A或B)所示的现象。
　　(4)写出与图2B中5的产生有关的所有细胞名称____。
　　(5)实验二中向实验小鼠第二次注射毒性极强的霍乱弧菌制剂后没有发病，但会在实验小鼠体内发生一系列重要的生理反应，其中主要的是______ 。
　　(6)你认为要使实验二更具说服力，应补充的实验操作是______。
　　参考答案：(1)在B淋巴细胞和T淋巴细胞的共同参与下，小鼠获得的免疫力最强
　　(2)排除实验动物体内残留的免疫细胞或物质，使实验结果更有说服力
　　(3)抗原B
　　(4)巨噬细胞、T细胞(或活化的辅助性T细胞)、B细胞(或致敏B细胞)、浆细胞(或效应B细胞)
　　(5)体内快速产生大量抗体
　　(6)将未经免疫的大小、体质大致一致的小鼠注射等量的毒性极强的霍乱弧菌制剂 　　
　　4　细胞增殖
　　
　　哺乳动物生殖器官(睾丸或卵巢)内的原始生殖细胞(精原细胞或卵原细胞)，有的通过有丝分裂继续生成原始生殖细胞，有的通过减数分裂形成成熟的生殖细胞(精子或卵细胞)。选择恰当的动物实验材料制成装片，可以观察到处于不同分裂时期的细胞。
　　[例4](2009年山东省高考)小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤：
　　供选材料及试剂：小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液、醋酸洋红染液、詹纳斯绿B(健那绿)染液，解离固定液。
　　取材：用_____作实验材料。
　　制片：①取少量组织低渗处理后，放在_______溶液中，一定时间后轻轻漂洗。
　　②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量____________。
　　③一定时间后加盖玻片，__________ 。 观察：①用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。若它们正常分裂，产生的子细胞是______。
　　②图3是观察到的同源染色体A1和A2的配对情况。
　　若A1正常，A2发生的改变可能是_____。
　　参考答案：(小鼠)睾丸解离固定液醋酸洋红染色 压片 次级精母细胞、精细胞、精原细胞缺失
　　
　　5　肺炎双球菌转化实验
　　
　　肺炎双球菌是一种病原菌，存在着光滑型(S型)和粗糙型(R型)两种不同类型。其中光滑型的菌株产生荚膜，有毒，在人体内它导致肺炎，在小鼠体中它导致败血症，并使小鼠患病死亡，其菌落是光滑的；粗糙型的菌株不产生荚膜，无毒，在人或动物体内不会导致病害，其菌落是粗糙的。肺炎双球菌转化实验是证实DNA作为遗传物质的最早证据来源。
　　[例5](2008年江苏省高考)某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
　　①s型菌的DNA+DNA酶―加入R型菌―注射入小鼠
　　②R型菌的DNA+DNA酶―加入s型菌―注射入小鼠
　　③R型菌+DNA酶―高温加热后冷却―加入s型菌的DNA―注射入小鼠
　　④s型菌+DNA酶―高温加热后冷却―加入R型菌的DNA―注射入小鼠
　　以上4个实验中小鼠存活的情况依次是( )
　　A　存活、存活、存活、死亡
　　B　存活、死亡、存活、死亡
　　c　死亡、死亡、存活、存活
　　D　存活、死亡、存活、存活
　　参考答案：D。
　　
　　6　胚胎工程
　　
　　胚胎工程是指对动物(特别是哺乳动物)早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割移植、胚胎干细胞培养等技术。这些技术进一步挖掘动物的繁殖潜力，为优良牲畜的大量繁殖，稀有动物的种族延续提供有效的解决办法。
　　[例6](2008年江苏省高考)下面是以小鼠为对象进行的研究工作，请分析回答问题。
　　(1)进行小鼠胚胎工程操作时，首先在光控周期下(光照14h，黑暗10h)饲养成年雌鼠，并注射促性腺激素，目的是____ 。然后从雌鼠输卵管中取出卵子，在一定条件下培养成熟；并从雄鼠附睾中取出精子，在一定条件下培养一段时间，目的是______ 。再在37℃，5％CO2条件下，精卵共同作用4h，冲洗后继续培养。定时在显微镜下观察胚胎的变化，第5天可以看到胚胎发生收缩，细胞间隙扩大，接着胚胎内部出现裂隙，这是胚胎______期开始的标志。
　　(2)如果体外受精后，在精核与卵核融合之前，用微型吸管吸除雄核，再用细胞松弛素B处理(作用类似于用秋水仙素处理植物细胞)，处理后的受精卵可发育成小鼠。这种方法在动物新品种选育中的显著优点是________。
　　(3)如果将小鼠甲的体细胞核移入小鼠乙的去核卵细胞中，由重组细胞发育成小鼠丙，则小鼠丙的基因来源于______ 。
　　(4)如果将外源基因导入小鼠受精卵，则外源基因可能随机插入到小鼠受精卵DNA中。这种受精卵有的可发育成转基因小鼠，有的却死亡。请分析因外源基因插入导致受精卵死亡的最可能原因＿＿＿________________________。
　　参考答案：(1)促进排卵(或超数排卵)使精子获能 囊胚 (21容易获得纯合子并缩短育种时间(3)小鼠甲(体细胞)的核基因和小鼠乙(卵细胞)的细胞质基因 (4)外源基因的插入使受精卵内生命活动必需的某些基因不能正常表达
　　
　　7　基因敲除
　　
　　基因敲除是20世纪80年代后半期应用DNA同源重组原理发展起来的一门新技术。它是指对一个结构已知但功能未知的基因，从分子水平上设计实验，将该基因去除，或用其他顺序相近基因取代，然后从整体观察实验动物，推测相应基因的功能。现在基因敲除技术主要应用于动物模型的建立，而最成熟的实验动物是小鼠。基因敲除小鼠是研究疾病的发生机理、分子基础及诊断治疗的重要实验材料，深入研究基因敲除小鼠在胚胎发育及生命各期的表现，可以得到详细的有关该基因在生长发育中的作用，为研究基因的功能和生物效应提供模式。
　　[例7](2009年重庆市高考)小鼠基因敲除技术获得2007年诺贝尔奖，该技术采用基因工程、细胞工程、杂交等手段使小鼠体内的某一基因失去功能，以研究基因在生物个体发育和病理过程中的作用。例如现有基因型为BB的小鼠，要敲除基因B，可先用体外合成的突变基因b取代正常基因B，使BB细胞改变为Bb细胞，最终培育成为基因敲除小鼠。
　　(1)基因敲除过程中外源基因是否导入受体细胞，可利用重组质粒上的____检测，如果被敲除的是小鼠抑癌基因，则可能导致细胞内的_____
　　被激活，使小鼠细胞发生癌变。
　　(2)通过基因敲除，得到一只AABb小鼠。假设棕毛基因A、白毛基因a、褐齿基因B和黄齿基因b均位于常染色体上，现要得到白毛黄齿新类型小鼠，用来与AABb小鼠杂交_____的纯合亲本的基因型是_____，杂交子代的基因型是_____ ，让F1代中双杂合基因型的雌雄小鼠相互交配，子代中带有b基因个体的概率是____，不带B基因个体的概率是________ 。
　　(3)在上述F1代中只考虑齿色这对性状，假设这对相对性状的遗传属x染色体伴性遗传，则表现黄齿个体的性别是_____，这一代中具有这种性别的个体基因型是______ 。