Question

2．甲狀腺素（簡稱T4）不僅能促進動物的個體發育，還能提高神經系統的興奮性，使實驗動物反應敏銳．研究發現，低濃度的甲基異噻唑啉酮（簡稱MIT，一種防腐劑）對蝌蚪的神經系統有負面影響．為了研究這兩種物質對蝌蚪神經系統的影響及其相互作用，某研究小組進行了如下實驗，請完成實驗設計方案：
材料：甲狀腺素片，MIT制劑，直徑20cm的玻璃培養缸4個，研缽，任氏液（蛙的生理鹽水），清水，電表，停表．
（1）將體長2cm～3cm日齡相同的40尾健康蝌蚪隨機均分在4個玻璃培養缸中，缸內放入3L的清水．
（2）其中A缸不加任何藥物作為對照；B缸加入120mg的甲狀腺素片；C缸加入30mg的MIT制劑；D缸加入120mg的T₄和30mg的MIT．
（3）每兩天換水一次，連續飼養20天后，從下向水缸的底部一半照射一定強度的光束，蝌蚪會出現避光行為，觀察、記錄四組蝌蚪避開光束所需要的時間并計算平均值，記為a、b、c、d，進行比較分析得出實驗結論．
（4）在驗證甲狀腺素能夠促進動物的個體發育的實驗中，通常選擇蝌蚪作為實驗材料，原因是蝌蚪具有變態發育的生理特點．
（5）后續實驗：繼續用上述實驗方法飼養20天后，所有蝌蚪都發育為成蛙．再分別剝離A、C兩組成蛙的坐骨神經腓腸肌標本．如圖所示，在M處給予適宜的刺激，甲、乙電表將檢測到電位變化，現分別記錄從開始刺激到電表甲、乙出現電位變化所需的時間，記為T₁、T₂．該后續實驗的目的是：探究MIT影響的是動作電位在神經纖維上的傳導還是在突觸處的傳遞，或兩者兼有．

Answer 1

分析 本題是為了研究甲狀腺素和MIT制劑對蝌蚪神經系統的影響及其相互作用，試驗的自變量為甲狀腺素和MIT制劑，因變量為蝌蚪神經系統的興奮性，可以通過觀察、記錄四組蝌蚪避開光束所需要的時間來看它們神經系統的興奮性．設計該試驗時應遵循單一變量原則．

解答 解：（1）本試驗的自變量為甲狀腺素和MIT制劑，其他無關變量都應相同，所以應將體長2cm～3cm日齡相同的40尾健康蝌蚪隨機均分在4個玻璃培養缸中，缸內放入3L的清水供蝌蚪正常生活利用．
（2）由于本題是為了研究這兩種物質對蝌蚪神經系統的影響及其相互作用，且其中A缸不加任何藥物作為對照，B缸加入120mg的甲狀腺素片，C缸加入30mg的MIT制劑，所以D缸應加入120mg的T₄和30mg的MIT．
（3）由于神經系統的興奮性會影響蝌蚪的避光行為，所以可以通過觀察、記錄四組蝌蚪避開光束所需要的時間來看它們神經系統的興奮性，為了減小實驗誤差，應取平均值．
（4）蝌蚪具有變態發育的生理特點，所以在驗證甲狀腺素能夠促進動物的個體發育的實驗中，通常選擇蝌蚪作為實驗材料．
（5）由圖可知，記錄電表甲可知興奮在神經纖維上傳遞所需的時間，記錄電表乙可知興奮在神經纖維和突觸上傳遞所需的時間，現分別記錄從開始刺激到電表甲、乙出現電位變化所需的時間，就可以探究MIT影響的是動作電位在神經纖維上的傳導還是在突觸處的傳遞，或兩者兼有．
故答案為：
（1）日齡相同（或“發育狀況相同”）清水
（2）120mg的T₄和30mg的MIT
（3）四組蝌蚪避開光束所需要的時間并計算平均值
（4）蝌蚪具有變態發育的生理特點（或“幼體和成體的形態結構相差明顯”）
（5）探究MIT影響的是動作電位在神經纖維上的傳導還是在突觸處的傳遞，或兩者兼有．

點評 本題以甲狀腺激素的生理功能為背景，考查了學生設計探究實驗的能力．解此題從確定、控制實驗自變量，設置對照實驗，控制無關變量等方面來考慮解答．