高考生物大一轮复习学案+作业第九单元专题学案48生物实验与探究2
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专题学案48 生物实验与探究
考纲要求 1.教材基本实验(Ⅱ)。2.实验设计及分析(Ⅰ)。3.实验评价与修订(Ⅰ)。
命题规律 在各套高考卷中,实验作为重要内容,突出了对学生学习能力和科学素养的考查,而且常常作为全卷的压轴题。分析近三年高考可以看出,对于教材实验,一般不单独考查一个,而是将几个实验综合在一起进行考查。对于教材以外的拓展实验,一般是创设情境,利用所学的实验技能、方法进行分析、解答。具体如下:
1.以教材所列实验内容为命题素材,以对实验技术的掌握,对实验原理、实验程序、实现现象、实验结果等内容的分析、归纳与总结为基本要求,重点考查实验过程、操作技能及分析推导能力,以及运用恰当的语言对实验结果作出科学描述和解释的能力。试题基础性强,难度较小或适中。这类题目在高考中考查较多,如2010年江苏卷第19题、2009年福建理综第1题、2008年江苏卷第4题等。
2.以技术为背景而设计的各项实验,重点考查基础知识、基本理论及运用已有知识在新情境下解决新问题的能力。试题具有较强的综合性,但难度适中,如2009年江苏卷第32题,探究肝脏小块对有机物X是否具有解毒作用;2008年宁夏理综第29题,考查了用硫酸铵溶液分离蛋白质。
3.以给出的材料为基础,要求根据现有条件,设计实验程序,预测实验结果,对实验结果进行合理的分析和解释。题目所需背景知识也可能与教材内容无关,所要验证的事实由题目提供的材料告知,因此需要阅读材料,再通过分析,设计出严密的实验方案,如2010年浙江理综第29Ⅱ、2010年安徽理综第29Ⅱ、2009年广东卷第36题、2009年福建理综第26题等。此类题目考查了考生独立完成实验的能力,包括理解实验原理、实验目的及要求;了解材料、用具;会控制实验条件(如设置对照、重复实验、控制无关变量等)和使用实验仪器;会处理实验安全问题;能观察和解释实验现象、数据,得出合理的结论,较好地反映考生的综合素质(如自学能力、收集处理信息的能力、语言表达能力、逻辑思维能力等)。此类题目符合当前高考改革的需要,并成为目前高考命题的热点题型。
4.给出实验的原理、步骤等,对实验能否完成实验目的作出评价,或对实验中的错误进行修订,如2008年江苏卷第29题。此类题目在高考中相对较少。
在实验设计中,还有一类题目是设计表格用以填入记录的数据,如2010年浙江理综第29题。
纵观近几年高考试题,高考实验的命题形式多种多样,绝不仅仅局限于做过的实验,其特点是“情在书外,理在书中”,主要以考查能力为主,具体命题角度也呈现多样化,如补充实验步骤、预测实验结果、设计实验程序、探索实验中各种因素对实验的影响、探索生物的某种生理作用等。
考查题型上,主要以简答题形式出现,选择题相对较少。
命题趋势 实验题是高考必考的内容,也是命题的热点。高考生物实验的考查,一是重视实验回归教材:从内容上看,既可对教材实验内容直接考查,也可对教材相关实验的原理和方法进行拓展考查。从形式上看,不是简单机械的重复,而是通过创设新的实验情境,考查考生对教材实验的分析、理解和提取新信息的能力;二是重视对探究能力的考查:既有以实验操作技能训练为主的试题,又有以检验已知的事实、概念或原理为主的验证性试题,作为相对成熟的考查模式,探究性实验仍然是未来两年高考的重点和热点,题型以简答为主,难度0.56,不易得分。
一、考纲要求的教材实验归纳分类
实验类型
实验名称
实验一般程序
显微镜
观察类
1.用高倍显微镜观察几种细胞
2.观察DNA和RNA在细胞中的分布
3.用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体
4.观察植物细胞的吸水和失水
5.观察细胞的有丝分裂和减数分裂
取材→(染色)→____→
显微观察→结论
探究性
实验
1.影响酶活性的条件
2.探究酵母菌细胞呼吸的方式
3.低温诱导染色体数目变化
4.植物生长素类似物对插条生根的作用
____编号→____对照→条件____
→观察比较→得出____
5.探究培养液中酵母菌种群数量的变化
6.探究水箱(或鱼缸)中群落的演替
处理→______→结论
验证性
实验
1.检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质
2.绿叶中色素的提取和分离
____材料→材料______→
检测或分离→____
模拟实验
1.通过模拟实验探究膜的透性
2.模拟探究细胞大小与物质运输的关系
3.模拟尿糖的检测
选择材料→____研究
→结论
调查类
实验
1.种群密度的取样调查
2.调查常见的人类遗传病
3.土壤中小动物类群丰富度的研究
4.环境污染对生物的影响
选择课题→课题选择理由→
收集、处理____→结论
探究示例1 (创新预测)由实际调查获得的事实证据及数据,经过科学的统计和分析,可获得一些规律性的结论。下列有关调查、实习的内容正确的一组是( )
内容
方法
实验要点
A
人群中遗传病
实际调查法
一定要选择群体中发病率较高的单基因遗传病
B
种群密度
样方调查法
随机选取不同大小的样方,统计种群密度平均值
C
设计并制作小生态瓶
模拟淡水生态系统
将多种生物放入广口瓶中,一定要在直射光下
D
调查环境污染对生物的影响
实际调查法、实验法等
可选择SO2处理植物、探索酸雨对植物的影响
听课记录:
二、生物学中常见的试剂
试剂
作用对象
颜色
备注
斐林试剂
还原糖
______
________,需水浴加热
双缩脲试剂
______
紫色
先加____液,再加____液
苏丹Ⅲ(Ⅳ)染液
脂肪
____
______
有毒害性和致癌性
甲基绿
______
绿色
DNA、RNA都存在时混合使用
吡罗红
RNA
____
健那绿
线粒体
______
活染法
龙胆紫(醋酸洋红)
______
____
紫(红)色
染色前必须漂洗彻底
探究示例2 (2011·山东卷,6)只有在保持细胞活性的条件下,才能显示细胞中某物质或结构的实验是( )
A.苏丹Ⅲ染色观察花生种子子叶细胞中的脂肪
B.龙胆紫染色观察洋葱根尖分生区细胞的有丝分裂
C.健那绿(詹纳斯绿B)染色观察动物细胞中的线粒体
D.甲基绿、派洛宁(吡罗红)染色观察动物细胞中的DNA和RNA
听课记录:
三、中学实验有关的一些最常见的经典性的实验方法汇总
1.实验结果的显示方法
(1)光合速度——________释放量或________吸收量或淀粉产生量。
(2)呼吸速度——________吸收量或________释放量或淀粉减少量。
(3)原子途径——____________示踪法。
(4)植物细胞液浓度大小——质壁分离、体积的变化。
(5)植物细胞是否死亡——质壁分离。
(6)甲状腺激素作用——动物耗氧量,发育速度,神经系统兴奋性等。
(7)生长激素作用——生长速度(体重变化,身高、身长变化)。
(8)胰岛素作用——动物活动状态、血糖浓度。
(9)菌量——菌落数或亚甲基蓝褪色程度。
2.实验条件的控制方法
(1)增加水中氧气——泵入空气或吹气或放入绿色植物。
(2)减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水。
(3)除去容器中CO2——NaOH溶液。
(4)除去叶中原有淀粉——置于________环境(饥饿处理)。
(5)除去叶中叶绿素——酒精加热。
(6)避免光合作用对呼吸作用的干扰——给植株遮光。
(7)平衡密闭容器中CO2——________溶液。
探究示例3 下图表示三株脱淀粉(经充分“饥饿”处理)的同种相似植株放在不同的玻璃钟罩内。以下关于本实验的叙述中最准确的是( )
A.证明光合作用的速率随CO2浓度的增大而增大
B.证明光合作用的必需条件是CO2
C.证明过多的CO2阻碍光合作用
D.证明NaOH能促进光合作用
听课记录:
变式训练1 (2009·浙江卷,5)对某动物细胞进行荧光标记实验,如下示意图所示,其基本过程:①用某种荧光染料标记该动物细胞,细胞表面出现荧光斑点。②用激光束照射该细胞表面的某一区域,该区域荧光淬灭(消失)。③停止激光束照射一段时间后,该区域的荧光逐渐恢复,即又出现了斑点。
上述实验不能说明的是( )
A.细胞膜具有流动性
B.荧光染料能与细胞膜组成成分结合
C.根据荧光恢复的速率可推算出物质跨膜运输的速率
D.根据荧光恢复的速率可推算出膜中蛋白质或脂质的流动速率
四、生物实验中的变量与控制
1.变量的种类
变量是指可被操纵的特定因素或条件。据其在实验中的作用可分为两大类:
(1)自变量与因变量
自变量,指实验中由________________的因素或条件;因变量,指实验中由于________变化而引起的变化和结果。通常,自变量是________,因变量是________,二者具有因果关系。实验的目的在于获得和解释这种前因后果。例如,在“温度对酶活性的影响”的实验中,所给定的低温、适温、高温就是自变量,而由于低温、适温、高温条件变化,α淀粉酶水解淀粉的反应结果也随之变化,这就是因变量,该实验即在于获得和解释温度变化(自变量)与酶的活性变化(因变量)的因果关系。
(2)无关变量与额外变量
无关变量,指实验中除自变量以外,可能还会存在一些________因素,对实验结果造成影响,这些变量称为无关变量。额外变量,也称干扰变量,指实验中由于无关变量所引起的变化和结果。显然,额外变量会对因变量有干扰作用。例如,上述实验中除自变量(低温、适温、高温)以外,试管洁净程度、α淀粉酶的浓度和纯度、可溶性淀粉的浓度和纯度、试剂溶液的剂量、实验操作程序、温度处理的时间长短等等,都属于无关变量,要求对低温、适温、高温3组实验是等同、均衡、稳定的;如果无关变量中的任何一个或几个因素或条件,对3个实验组的给定不等同、不均衡、不稳定,则会在实验结果中产生额外变量,出现干扰,造成误差。
2.变量的控制
控制变量法是指控制其他因素不变,集中研究其中一个因素的变化,保证实验____________或将干扰因素降低到________程度。通过实验控制,尽量减小实验误差,以取得较为精确的实验结果。
(1)操纵自变量的方法:设法给研究对象施加干扰,造成研究对象的变化,从而使研究对象在被干扰状态中反映出某种现象和属性。
(2)检测因变量的方法:根据实验原理和实验条件确定观察、测量的指标和方法。具体:观察特异性的颜色变化、沉淀反应;观察形态结构、生理变化;测量生长发育速度;测量生化反应速度等。
(3)控制无关变量的方法(平衡控制):排除因实验对象的个体差异带来的影响;设法创造稳定的相同的条件进行对照,以抵消或排除这些因素对实验对象的干扰;设法提供适宜条件,以排除不利环境条件对实验对象的影响;重复实验,排除偶然因素的干扰,减小实验误差。
(4)对照的方法:对照是实验控制的手段之一,目的还是在于消除________变量对实验结果的影响。通过设置对照实验,即可排除________变量的影响,又可增加______的可信度和说服力。
不论一个实验有几个实验变量,都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量,这就是单一变量原则,它是处理实验中的复杂关系的准则之一。
探究示例4 (2010·淮安质检)下列对有关实验的变量的叙述,正确的是( )
A.在探究温度对酶活性影响的实验中,温度和pH是自变量
B.在模拟探究细胞大小与物质运输关系的实验中,正方体琼脂块的体积是无关变量
C.在探究植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的实验中,插条生根数是因变量
D.在探究酵母菌呼吸方式的实验中,酒精是无关变量
听课记录:
变式训练2 某人将刚孵出的蟑螂分甲、乙、丙、丁四组,分别喂含不同营养的食物(如下表)。表中的数字代表所含成分的多少,“-”表示没有此成分。由表中内容可知,该研究者想研究的对蟑螂发育有影响的物质共几种( )
甲
乙
丙
丁
抗生素
-
0.1
0.1
0.1
维生素
0.5
-
0.5
0.5
蛋白质
44
44
44
-
淀粉
66
66
66
66
A.1 B.2 C.3 D.4
五、探究性实验
1.探究性实验的基本模式
(1)理论假设的提出
提出问题,明确________x,提出假说。假说必须能被检验,常描述为:当x存在时,事件如何;当x改变时,事件若________,可证明……当事件________时,可得到何种结论。
(2)设计实验
①实验准备,包括实验器材及药品。
②设置变量x,观察x被满足及x发生变化时,事件是否发生,如何变化。
③设计对照实验。
④检查你的实验设计是否遵循了“________变量”、“平行实验”等原则。
(3)分析数据
实验结束时要对数据进行分析,看是否存在什么规律或趋势。它们能不能支持你的假说?它们是否指出了你在实验中存在的缺陷?是否需要收集更多的数据?
(4)得出结论
在下结论的时候,你要确定收集的数据是否支持原先的假说。通常需要________________实验才能得出最后的结论。
探究示例5 小王发现黑暗中生长的大豆幼苗比阳光下生长的大豆幼苗高得多。请设计一个实验方案,探究不同光照强度对大豆植株高度的影响,并预测实验结果。
实验材料和用具:大豆种子(200粒)、光照培养箱(光照强度范围0~10 000 Lux,温度、湿度等均可自行设定)、培养皿、直尺等。
(1)实验方案:
(2)实验结果预测:
听课记录:
2.探究性实验与验证性实验的比较
比较项目
探究性实验
验证性实验
概念
指实验者在______实验结果的前提下,通过自己实验、探索、分析、研究得出结论,从而形成科学概念的一种认知活动
指实验者针对____的实验结果而进行的以____实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的______实验
实验目的
探究研究对象的____属性、特征以及与其他因素的关系
验证已知对象的____属性、特征以及与其他因素的关系
实验假设
假设一般采用“如果A,则B”的形式表达,是根据现有的科学理论、事实,对所要研究的对象设想出____或____可能性的答案、解释
因结论是已知的,故______假设问题
实验原理
因____内容而异
因____内容而异
实验步骤
①取材、分组、编号;②相同处理、不同处理;③进一步相同处理;④检测、观察、统计、分析
实验现象
____
________
实验结果预期
对应假设,分类讨论
____
实验结论
根据____的实验结果,进行分析
对应实验目的作出____结论
探究示例6
探究性实验
验证性实验
实验名称
鉴定某人____出现糖尿
验证某糖尿病患者尿液中__葡萄糖
实验原理
相同(斐林试剂与可溶性还原糖作用呈现砖红色沉淀)
实验步骤
相同(取尿液后加斐林试剂水浴加热,观察实验现象)
实验现象
____________砖红色沉淀
____砖红色沉淀
预期实
验结果
____________砖红色沉淀
____砖红色沉淀
实验结论
若____砖红色沉淀,证明此人出现糖尿;若______砖红色沉淀,证明此人不出现糖尿
糖尿病患者尿液中______葡萄糖
听课记录:
六、设计型实验试题的解题突破和方法
2.实验设计时的一般步骤
(1)____、____、____
取材时要注意数量和生理及发育状态相同;用具要相同等。
(2)相同处理和不同处理
根据实验变量设置对照(注意:单一因素不同,其他因素相同且最适)。
(3)进一步的____处理
其他因素相同且最适的继续处理。
(4)检测、观察、统计、比较
必须找出具体的观察和记录对象,观察、记录、统计、比较实验数据和现象。
探究示例7 Ⅰ:长江的水体污染是由流入长江的次级河流(城市生活污水)污染引起的,某小组利用人工浮床技术对次级河流中水质净化进行研究,实验装置如图所示。
(1)图中植物的作用是___________________________________________________。
该植物采收后,可以直接用作饲料,也可干燥处理后用来提取________________等金属。
(2)该小组利用人工浮床开展了“菰(茭白)和菖蒲对生活污水净化效果的研究”。为了避免实验误差,你认为每个实验装置中的植物株数应______________________________。
(3)该小组实验结果如表所示,从此表中看出,该小组研究的因变量为________,你从表中得出的结论是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ:为探究菖蒲(一种湿地植物)对不同种类污水的净化作用,某研究小组进行了以下实验:
(1)实验目的:(略)
(2)实验材料:从不同地点采集的生活污水、工业污水、混合污水、普通池塘水4种水样;菖蒲若干;透明玻璃缸若干个;测定BOD(即水中有机污染物经微生物分解的需氧量)和总氮量的设备。
(3)请写出实验步骤:
(4)实验结果:该实验小组得出的数据如下图所示,请分析回答:
①实验后a、b、c、d 4种水样中的总氮量均下降到较低的水平,其原因是________________________________________________________________________。
②4种水样中,有机污染物浓度最高的是________(填图中字母)。
听课记录:
七、补充完善类实验
1.概述
补充完善类实验是依据给出的实验目的、具体材料及一些附加条件,来补充完善实验的相关内容,主要包括补充实验材料、原理、步骤、结果等几个方面。
2.类型
(1)补充完善实验材料
①条件:已知实验目的、部分实验步骤。
②补充完善角度:a.获取实验目的中的有关________信息。b.做对照时所需材料。此类试题往往是空白对照,故实验材料应有________。c.相同处理操作对象时所需材料。
(2)补充完善实验原理
①条件:已知实验目的。
②补充完善角度:根据实验目的中的________,而后联系教材相关知识进行作答。
(3)补充完善实验步骤
①条件:已知实验目的、实验材料、部分实验步骤。
②补充完善角度
依据实验操作的一般步骤,即:________编号→________处理→相同处理→________现象。
a.分组编号
根据实验目的,确定出需设对照类型,明确应分几组。
如探究生长素浓度对扦插枝条生根的影响,需设相互对照,一般分5~6组。
b.对照处理
明确自变量,分清对照组、实验组应加何种物质。
c.相同处理
明确对操作对象做如何处理,这时要针对不同的操作对象进行具体分析。
d.观察现象
要依据实验原理,针对不同的操作对象,找出观察指标。
(4)补充完善实验结果
①分清实验类型
是验证性还是探究性,验证性只有________结果,根据实验目的、原理即可确定,探究性有________结果,实验中出现的可能结果都要一一列出。
②依据实验原理,明确对照组、实验组出现的现象。
探究示例8 (2010·安徽理综,29Ⅱ)面对去冬今春我国西南部分地区严重旱情,生物兴趣小组同学查阅资料发现,摩西球囊霉菌可以与植物根系形成共生体,能提高干旱条件下植物体内活性氧的清除能力,增强抗旱性。请完成实验设计,探究接种摩西球囊霉菌是否具有提高紫花苜蓿(牧草)的抗旱能力的作用。
材料用具:紫花苜蓿幼苗,摩西球囊霉菌菌种,栽培土(经灭菌处理的田园土与河沙混合,体积比9∶1),大小一致的花盆……
方法步骤:(1)每个花盆中放置栽培土3 kg,并将花盆平均分成A、B两组。
(2)A组各花盆中________,B组各花盆中________。
(3)将等数量的幼苗移栽于各花盆中,置于________条件下培养。
(4)6周后,________处理10 d,每天观察、记录并统计________。
结果预测与分析:___________________________________________________________。
听课记录:
1.下列有关生物学实验操作、材料、条件等方面的叙述,正确的是( )
A.“设计并制作生态缸,观察其稳定性”实验中,生态缸应放在黑暗密室中
B.“观察细胞有丝分裂”实验中,洋葱根尖细胞用吡罗红染色
C.“探究酵母菌种群数量动态变化”实验中,用培养液培养酵母菌
D.“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验中,叶绿体和线粒体都不需染色
2.(2011·山东卷,4)
某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验(如图)。下列分析错误的是( )
A.滴管中冒出气泡是反应产生CO2的结果
B.试管中加水的主要目的是制造无氧环境
C.若试管中的水换成冷水,气泡释放速率下降
D.被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP,其余的存留在酒精中
3.生物实验中常用到对照,以下对照设置不正确的是(多选)( )
A.研究氧浓度对植物呼吸的影响时分别在黑暗和光照条件下进行
B.研究细胞核的功能,把蝾螈的受精卵横缢成有核和无核两部分
C.探究Ca2+的主动吸收,使细胞外Ca2+浓度大于或小于细胞内液
D.研究观察植物有丝分裂实验中解离的效果,使用龙胆紫溶液或醋酸洋红液染色
4.在下图Ⅰ装置甲与装置乙中敞口培养相同数量的小球藻,研究光照强度对小球藻产生氧气量的影响。绘制成曲线如图Ⅱ(净氧气量=光合作用产生的氧气量-细胞呼吸消耗的氧气量)所示。据图分析,下列叙述不正确的是( )
A.P处可以表示细胞呼吸消耗氧气的量,且温度越低,其绝对值越大
B.Q处净氧气量为零,是因为Q处小球藻光合作用较弱,光合作用速率等于细胞呼吸速率
C.甲、乙两管净氧气量差异的原因是乙管小球藻叶绿素合成受阻,影响光合作用
D.由图Ⅱ可知,无机盐也可影响光合作用强度
5.(2011·新课标卷,6)下表中根据实验目的,所选用的试剂与预期的实验结果正确的是( )
实验目的
试剂
预期的实验结果
A
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
醋酸洋红
染色体被染成紫红色
B
检测植物组织中的脂肪
双缩脲试剂
脂肪颗粒被染成红色
C
检测植物组织中的葡萄糖
甲基绿
葡萄糖与甲基绿作用,生成绿色沉淀
D
观察DNA和RNA在细胞中的分布
斐林试剂
吡罗红
斐林试剂将DNA染成绿色,吡罗红将RNA染成红色
6.下列有关实验设计的叙述中正确的是(多选)( )
A.实验材料的数量,温度和时间都可能是实验的变量
B.各种实验中都必须设置空白对照组,确保单一变量
C.数据测量应力求精确,因而需要多次测量求平均值
D.探究实验设计中,实验结果总是与提出的假设一致
7.某研究性学习小组搞设计实验,检测温度对种子萌发速率的影响。他们在四个培养皿中放置湿滤纸,然后在每个培养皿中随机放入10粒具有生活力的小麦种子,将四个培养皿标号并放置于不同温度的环境中。每天记录各培养皿中种子萌发总数,持续进行2周。如果你是该小组的一员,你认为下列哪个表格最适合记录实验结果( )
8.去除鼠的甲状腺,10 d后进行测试,与未去除甲状腺的鼠相比较,物质代谢低下,而且在血液中无法检出甲状腺激素。摘除后第5日开始连续注射用溶剂溶解的甲状腺激素5 d,10 d后物质代谢低下症状消失。由此推断甲状腺激素使物质代谢率提高。为证明以上推论,还需若干对照实验进行比较观察,最必要的是下列哪项实验( )
A.不去除甲状腺,不注射甲状腺激素对照组
B.注射甲状腺激素,切除甲状腺后第5日移植甲状腺
C.摘除后第5日开始,只注射前述实验用的溶剂
D.从手术后就开始注射与上述实验不同的溶剂溶解的甲状腺激素
9.某学生为了验证唾液的功能,做了如下一组实验:取甲、乙两试管,分别加入淀粉糊2 mL,甲试管又加入2 mL唾液,两试管同时放入37℃的温水中保持10 min后取出,各加入0.5 mL碘液,振荡,发现只有乙试管中呈现蓝色反应。此同学的实验程序中有一错误,请指出( )
A.乙试管应低温或室温
B.乙试管应加胃液
C.乙试管应加入与唾液等量的蒸馏水
D.应再加一支试管,内加些酸或碱
10.对下列图示的生物学实验的叙述正确的是( )
A.若图①表示用低倍显微镜观察正在发生质壁分离的紫色洋葱表皮细胞,可见其液泡体积逐渐变小,颜色逐渐变深
B.若图②是用低倍显微镜观察洋葱根尖某视野中的图像,则要看清处于分裂期的细胞,应将装片适当向右移动
C.若图③表示将显微镜镜头由甲转换成乙,则视野中观察到的细胞数目增多
D.若图④是利用2 m×2 m的样方调查双子叶草本植物苦荬菜的种群密度(圆圈表示个体),则该样方内苦荬菜的种群密度为2.75株/m2
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答 案
11.(2011·福建理综,26)回答下列Ⅰ、Ⅱ题。
Ⅰ.机体的免疫系统对核辐射损伤很敏感,主要表现在核辐射会诱导免疫细胞凋亡。人白细胞介素18(IL-18)能促进免疫细胞的增殖和分化,提高机体免疫功能。某科研小组开展了“IL-18对核辐射诱导小鼠脾细胞凋亡的抑制作用”的研究,方法如下:
选取若干实验小鼠,随机分成三组:①组无辐射损伤;②组辐射损伤(60Co照射,下同);③组先辐射损伤,1天后注射IL-18。14天后分别取各组小鼠脾细胞进行体外培养,在培养了0 h、12 h、24 h、48 h后,进行细胞凋亡检测,得到的细胞凋亡相对值如下表:
组别
处理方法
0 h
12 h
24 h
48 h
①
无辐射损伤
0.046
0.056
0.048
0.038
②
辐射损伤
0.460
0.420
0.530
0.520
③
辐射损伤+IL-18
0.239
0.265
0.279
0.269
(1)选择脾细胞作为本实验材料,是因为脾脏是机体重要的________器官。已知IL-18是一种淋巴因子,淋巴因子与________都属于免疫活性物质。
(2)细胞凋亡是由遗传机制决定的________死亡。从表中数据可知,细胞凋亡相对值越小,说明发生凋亡的脾细胞数目越________;从________(组别)两组数据可知,IL-18能够抑制脾细胞凋亡。
(3)科研小组还设置了第④组实验,方法是先注射IL-18,3天后进行辐射损伤,14天后的实验操作同前三组。与第③组相比,设置第④组的目的是____________________________
________________________________________________________________________。
(4)在作物育种中,可用60Co放出的γ射线使作物发生基因突变,从中筛选出优良的变异类型,这种育种方法叫做________育种,其特点是____________________________________
(至少答出两点)。
Ⅱ.使用染色剂染色是生物学实验常用的方法,某同学对有关实验做了如下归纳:
实验
观察对象
染色剂
实验结果
①
花生子叶细胞的脂肪颗粒
苏丹Ⅲ
脂肪颗粒被染成橘黄色
②
人口腔上皮细胞中的DNA和RNA分布
吡罗红甲基绿
细胞内染成绿色的面积显著大于染成红色的面积
③
人口腔上皮细胞中的线粒体
健那绿
线粒体呈现蓝绿色
④
洋葱根尖分生组织细胞的有丝分裂
龙胆紫
间期细胞不着色,分裂期细胞染色体着色
(1)上述实验结果的归纳,正确的有____________(实验序号)。
(2)实验②和实验④在染色之前,都使用了一定浓度的盐酸处理,其中,实验②用盐酸可改变________通透性,加速染色剂进入细胞;实验④用盐酸与酒精混合,对材料进行解离。在两个实验操作中,都要注意盐酸浓度、处理材料时的温度和________。
(3)健那绿使线粒体着色与线粒体内膜的酶系统有关。线粒体内膜上的酶主要催化有氧呼吸的第________阶段反应,该反应变化是___________________________________________。
12.为了探究生长素对早期幼苗生长发育的影响,某校生物兴趣小组以萝卜种子为材料设计了以下实验方案,假如你是其中一员,请你一起完成该研究方案。
(1)请为该研究方案拟一个名称:____________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)实验假设:____________________________________________________________。
(3)实验设计
A.材料用具:已萌发的生长状况相同的萝卜种子若干、移液管和培养皿若干、蒸馏水、滤纸、生长素溶液(浓度分别为100 mg/L、10 mg/L、1 mg/L、0.1 mg/L、0.01 mg/L)。
B.方法步骤:①_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②使用移液管,__________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果实验处理的幼苗生长情况如下图所示,则可以判断生长素促进幼苗生长的最适浓度范围为________________,请建立坐标曲线图以统计结果。
(5)为了进一步探究促进早期幼苗生长发育的最适生长素浓度,你认为应采取怎样的措施?
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
13.(2011·大纲全国卷,33)为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响,将某植物在黑暗中放置一段时间,耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片,平均分成8组,实验处理如下表所示。一段时间后,检测叶片中有无淀粉,结果如下表。
回答问题:
(1)光照条件下,组5叶片通过________作用产生淀粉;叶肉细胞释放出的氧气来自于________的光解。
(2)在黑暗条件下,叶片能进行有氧呼吸的组别是____________。
(3)组2叶片中合成淀粉的原料是__________,直接能源物质是________,后者是通过__________产生的。与组2相比,组4叶片无淀粉的原因是__________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果组7的蒸馏水中只通入N2,预期实验结果是叶片中________(有、无)淀粉。
14.(2011·江苏卷,28)洋葱(2n=16)为二倍体植物。为比较不同处理方法对洋葱根尖细胞分裂指数(即视野内分裂期细胞数占细胞总数的百分比)的影响,某研究性学习小组进行了相关实验,实验步骤如下:
①将洋葱的老根去除,经水培生根后取出。
②将洋葱分组同时转入质量分数为0.01%、0.1%秋水仙素溶液中,分别培养24 h、36 h、48 h;秋水仙素处理停止后再转入清水中分别培养0 h、12 h、24 h、36 h。
③剪取根尖,用Carnoy固定液(用3份无水乙醇、1份冰乙酸混匀)固定8 h,然后将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中5~8 min。
④将根尖取出,放入盛有清水的培养皿中漂洗。
⑤用石炭酸—品红试剂染色。
⑥制片、镜检;计数、拍照。
实验结果:不同方法处理后的细胞分裂指数(%)如下表。
请分析上述实验,回答有关问题:
(1)步骤③中“将根尖浸泡在1 mol/L盐酸溶液中”的作用是_______________________。
(2)步骤⑥为了获得相应的观察视野,镜检时正确的操作方法是_____________________。
(3)根据所学的知识推测,石炭酸—品红试剂是一种________性染料。
(4)为了统计数据更加科学,计数时应采取的方法是____________________。
(5)根据上表结果可以得出如下初步结论:
①质量分数为________秋水仙素溶液诱导后的细胞分裂指数较高;
②本实验的各种处理中,提高细胞分裂指数的最佳方法是__________________________。
(6)下面为一位同学在步骤⑥所拍摄的显微照片,形成细胞a的最可能的原因是________________________________________________________________________。
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