四川 张绍斌

“血糖平衡调节”属于选择性必修1《稳态与调节》模块的重点内容，是高考的高频考点，学生在解答这类试题时，在实验设计思路、预测实验结果和实验分析等方面常出现错误，而“实验思路”“原因”类试题又是每年高考的必考内容，为此，本文以“2019年4月浙江选考生物第33题”为例，对其易错点进行剖析研究，提出“思维建模”的策略加以突破，以提升学生的解决问题能力，精准备考。

一、典型错题分析

【典型错题】(2019年4月，浙江卷，第33题)欲验证胰岛素的生理作用，根据以下提供的实验材料与用具，提出实验思路，预测实验结果并进行分析。

材料与用具：小鼠若干只，胰岛素溶液，葡萄糖溶液，生理盐水，注射器等。

(要求与说明：血糖浓度的具体测定方法及过程不作要求，实验条件适宜)

(1)实验思路：

①……

(2)预测实验结果(设计一个坐标，用柱形图表示至少3次的检测结果)：

(3)分析与讨论：

①正常人尿液中检测不到葡萄糖，其原因是________。

②当机体血糖水平升高时，胰岛中的内分泌细胞及其分泌的激素变化是________。此时机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用，另一方面________。

【答案】(1)①分别测定每只小鼠的血糖浓度，并记录 ②将小鼠分为A、B两组，A组注射适量胰岛素，B组注射等量的生理盐水，一段时间，分别测定两组小鼠的血糖浓度，并记录 ③当A出现低血糖症状后，A组注射葡萄糖溶液，B组注射生理盐水，每隔一段时间分别测定两组小鼠的血糖浓度，并记录 ④对每组所得数据进行统计分析。

(2)

图1 胰岛素对小鼠血糖浓度影响示意图

(3)①胰岛素促进肾小管对过滤液中葡萄糖的吸收 ②胰岛B细胞分泌胰岛素增加，胰岛A细胞分泌胰高血糖素减少 抑制氨基酸等物质转化为葡萄糖

【解析】(1)依据题中有效信息可知：实验目的是验证胰岛素的生理作用,实验原理是胰岛素具有降低血糖浓度的生理作用，实验材料有小鼠若干，自变量和因变量分别是胰岛素溶液和血糖浓度，实验需要遵循对照原则和单一变量原则。实验前需要测定各处理组小鼠的血糖浓度，作为实验前后的对照数据。依据单一变量原则，实验分为两组，一组注射胰岛素，另一组注射等量的生理盐水，固定时间检测小鼠的血糖浓度。按照“先缺后加”的原则，待小鼠出现低血糖症状后，给低血糖组小鼠注射葡萄糖溶液，空白对照组小鼠注射生理盐水，固定时间检测小鼠的血糖浓度。整合这些有效信息，组织实验语言，梳理后作答实验思路(见上述答案)。(2)依据题干有效信息可知:实验结果的呈现依据是胰岛素的生理作用；实验结果呈现要求是设计坐标，并用柱形图表示3次检测结果。A、B两组小鼠的初始血糖浓度差别不大；胰岛素有降低血糖的作用，故A组注射胰岛素后血糖浓度应有一定程度下降，B组小鼠血糖浓度应在正常范围内波动平衡；A组小鼠注射葡萄糖后血糖浓度会上升，但与B组小鼠相比可能还会偏低，整合这些信息，按绘图要求即可绘制出实验结果的柱形图(见上述答案)。(3)①正常人尿液中检测不到葡萄糖是因为人体正常分泌的胰岛素能够促进肾小管对过滤液中葡萄糖全部重吸收；②机体血糖水平升高时，会刺激胰岛B细胞分泌胰岛素，并抑制胰岛A细胞分泌胰高血糖素；机体细胞一方面增加对葡萄糖的摄取、贮存和利用，另一方面抑制其他非糖物质转化为葡萄糖。

【易错分析】笔者任教的3个班级中，参加本次测试的学生共137人，各班的得分(满分10分)和各分数段人数概况如下表所示：

班级均分/得分率9～10分人数6～9分人数3～6分人数0～3分人数班级14.72/47.2%018(38.3%)24(51.1%)5(10.6%)班级24.78/47.8%018(36.7%)25(51%)6(12.2%)班级34.36/43.57%1(2.4%)12(28.6%)22(52.4%)7(16.7%)

主要错误表现在：审题不准确，不能有效组织语言回答“实验思路”“原因”类试题，语言缺乏逻辑性和严谨性，绘图时不能规范标识图例、图名、横纵坐标等。

针对本题错误率较高的“(1)实验思路，(2)预测实验结果，(3)分析与讨论①正常人尿液中检测不到葡萄糖的原因”这3个问题，采用“审题→提取有效信息→整合信息→组织书面语言→规范答题”这几个步骤进行梳理。

二、思维建模分析

1.“审题→提取有效信息”环节

基于以下问题展开讨论(用笔圈划题干关键词)：

①该实验的实验目的是什么？实验类型是什么？胰岛素的作用是什么？自变量是什么？因变量是什么？该实验应遵循哪些实验原则？

②实验结果呈现依据是什么？怎样设计横纵坐标？绘制柱形图时应注意哪些问题？

③肾小管的作用是什么？

2.“整合信息→规范答题”环节

规范答题也就是进行“思维建模”的过程：

(1)实验思路常用的答题模板：“材料的选择→自变量的设置→因变量的检测”。

(2)绘制柱形图的答题模板：明方向(明确题目的考查方向)→析坐标(明确横、纵坐标的含义)→理关系(理清柱形图与横、纵坐标的关系)→找规律(依据数量关系，找出相关变量之间的变化规律)→绘制柱形图。

(3)“原因”类试题的答题模板：“因为……导致……，于是……，所以……”。其中“因为……”照抄题干中的已知条件，“所以……”照抄题干的中的结果，“导致……，于是……”是利用学科知识或题干信息回答已知条件与结果之间的逻辑推理关系。

三、变式练习

【变式练习1】(2022年，绵阳三诊)胰岛素是人体血糖调节的重要激素，也是治疗糖尿病的主要药物。回答下列问题：

(1)胰岛素的化学本质是________，人体内胰岛素含量相对稳定是________调节机制的结果。

(2)目前，量产的胰岛素主要通过基因工程方法生产。通过基因工程手段，能够让大肠杆菌或酵母菌发酵进行量产胰岛素。胰岛素基因在不同生物体内指导合成的胰岛素的氨基酸序列相同，依据的原理是________。

(3)我国科学家在1965年成功完成了人工合成结晶牛胰岛素的科学壮举，摘取了第一顶人工合成蛋白质的桂冠。某科研小组以牛为实验材料，设计实验来验证人工合成的胰岛素具有与天然胰岛素相同的生物活性，请简要写出实验思路：________。

【答案】(1)蛋白质 (负)反馈 (2)所有生物共用一套密码子表 (3)①将生理状况基本相同的牛分为甲、乙、丙三组，测定其血糖浓度；②给甲组注射适宜浓度的天然胰岛素，乙组注射等量相同浓度的人工合成的胰岛素，丙组注射等量的生理盐水；③一段时间后,测定三组牛的血糖浓度并进行比较。

【解析】(1)胰岛素是一种蛋白质，通过机体的(负)反馈调节使胰岛素在体内的含量保持相对稳定。(2)由于密码子具有“通用性”，因此通过基因工程方法让大肠杆菌或酵母菌发酵生产胰岛素时，胰岛素基因在不同生物体内指导合成的胰岛素的氨基酸序列是相同的。(3)胰岛素的生理作用表现在能促进组织细胞对葡萄糖的摄取、利用和储存，从而降低血糖。为验证人工合成的胰岛素具有与天然胰岛素相同的生物活性，根据实验目的可知该实验的自变量是给牛注射天然胰岛素或人工合成的胰岛素，因变量是血糖含量的变化，据此设计实验思路(见答案)。

【易错点拨】本题旨在强化“原理”“实验思路”的写法，熟知胰岛素的生理作用以及实验设计的一般原则是解答本题的关键。学生往往因缺乏“语言逻辑性和实验严谨性”而出现错误，可参照前面提供的“答题模板”作答。

【变式练习2】(2022年，济南一模)多囊卵巢综合征以双侧卵巢增大、胰岛素抵抗和雄激素产生过剩为特征，是生育年龄妇女最常见的内分泌疾病。图2为多囊卵巢综合征患者发病机制示意图。请回答问题。

图2

(1)雄激素的分泌过程受到“下丘脑—垂体—性腺轴”的调节，这属于________调节，这种调节方式的意义是________。雄激素可在血液中检测含量的理由是________。

(2)胰岛素抵抗是指组织细胞对胰岛素不敏感，多囊卵巢患者体内胰岛素的分泌量________正常值，长期如此会出现多尿现象，原因是________。

(3)多毛是雄激素分泌过多的表现之一。请利用以下实验材料设计实验，验证多毛症状与多囊卵巢综合征有关。写出设计思路并预期实验结果。

材料器具：生理状态相同的雌性育龄健康小鼠若干只，生理盐水、胰岛素，注射器等。

实验设计思路：

。

预期实验结果：

。

【答案】(1)分级 可以放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细化调控，从而维持机体的稳态 雄激素进入卵巢内的毛细血管，并随血液循环运到全身各处 (2)高于 原尿中葡萄糖浓度过高，渗透压增大，肾小管集合管对水的重吸收减少，尿量增多 (3)将若干只生理状态相同的雌性小鼠均分成A、B两组，检测卵巢大小、雄激素的含量和体毛数量；A组每天注射一定量的生理盐水，B组每天持续注射等量的胰岛素；在相同适宜的条件下饲养一段时间，检测每组小鼠卵巢大小，雄激素的平均含量和体毛的数量 B组卵巢增大、雄激素的含量和体毛数量比A组多，说明多毛症状与多囊卵巢综合征有关

【解析】(1)据图可知，雄激素的分泌过程受“下丘脑—垂体—性腺轴”的分级调节，这种调节方式能放大激素的调节效应，形成多级反馈调节，有利于精细化调控，从而维持机体的稳态。激素调节的特点之一是随体液运输，雄激素进入卵巢内的毛细血管，并随血液循环运到全身各处，故雄激素可在血液中检测含量。(2)据图可知，胰岛素能促进垂体分泌促性腺激素和促进卵巢分泌雄激素，多囊卵巢综合征以双侧卵巢增大、胰岛素抵抗和雄激素产生过剩为特征，说明多囊卵巢患者体内胰岛素的分泌量高于正常值。由于胰岛素抵抗，患者分泌的胰岛素不能正常发挥作用，导致原尿中葡萄糖浓度过高，渗透压增大，肾小管集合管对水的重吸收减少，尿量增多。(3)该实验的目的是验证多毛症状与多囊卵巢综合征有关，题目所给实验材料有生理状态相同的雌性育龄健康小鼠若干只，生理盐水，胰岛素，注射器等，自变量为胰岛素的含量(正常或含量过高)，因变量是雄激素的平均含量和体毛的数量。实验应遵循单一变量原则、等量原则和对照原则，按照“答题模板”书写实验思路(见答案)。