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1、 第10單元 實驗原則與設(shè)計單 (建議用時：60分鐘) 1．(2016·深圳五校聯(lián)考)甲、乙兩個生物興趣小組分別利用圖Ⅰ、圖Ⅱ裝置對酵母菌細胞呼吸方式進行了如下的探究實驗。回答下列問題： (1)甲利用圖Ⅰ裝置探究酵母菌在有氧與無氧的條件下呼吸作用放出的熱量多少。 材料用具：500 mL保溫桶、溫度計、活性酵母菌、0.1 mol/L葡萄糖溶液、棉花、石蠟油 實驗步驟： ①取A、B兩套裝置按下表的設(shè)計進行實驗。 裝置 步驟一 步驟二 步驟三 A 加入200 mL的葡萄糖溶液 加入10 g活性酵母菌 X________ B 加入200 mL煮沸后冷卻的葡萄

2、糖溶液 Y________ 加入石蠟油鋪滿液面 則X是________________；Y是________________________________________________________________________。 ②B裝置中步驟一的主要目的是________________，這是控制實驗的________變量。 實驗結(jié)果：略 (2)乙利用圖Ⅱ裝置(橡皮塞上的彎管為帶有紅色液滴的刻度玻璃管)，探究酵母菌的細胞呼吸類型。 ①想得到實驗結(jié)論還必須同時設(shè)置對照實驗，假設(shè)該裝置編號為Ⅲ，則裝置Ⅲ除用____________代替NaOH溶液外，其他設(shè)計與裝置Ⅱ相同。

3、 ②檢測酵母菌細胞呼吸是否產(chǎn)生CO2時，可用澄清的石灰水或溴麝香草酚藍水溶液。CO2可使溴麝香草酚藍水溶液發(fā)生的顏色變化是________________________________________________________________________。 ③寫出乙同學改進后所得的實驗結(jié)果及相應的結(jié)論： 若裝置Ⅱ中紅色液滴不移動，裝置Ⅲ中紅色液滴向右移動，說明酵母菌只進行無氧呼吸； 若____________________________________________，說明酵母菌只進行有氧呼吸； 若___________________________________

4、_____，說明酵母菌同時進行有氧呼吸和無氧呼吸。 [導學號29520624]　解析：(1)①探究酵母菌在有氧呼吸與無氧呼吸作用下放出熱量的多少，需要創(chuàng)設(shè)有氧和無氧條件，A、B兩套裝置進行對照，A裝置為有氧條件，B裝置為無氧條件；X是不加入石蠟油，Y是加入10 g活性酵母菌。②B裝置加入200 mL煮沸后冷卻的葡萄糖溶液，主要目的是去除氧氣，本實驗的自變量是有無氧氣。(2)①探究酵母菌的細胞呼吸類型必須設(shè)置對照實驗并遵循單一變量原則，故裝置Ⅲ除用等量清水代替NaOH溶液外，其他設(shè)計與裝置Ⅱ相同。②CO2的檢測可用澄清的石灰水或溴麝香草酚藍水溶液。CO2可使溴麝香草酚藍水溶液發(fā)生的顏色變化是由

5、藍變綠再變黃。③裝置Ⅱ中NaOH溶液的作用是吸收CO2，如果酵母菌只進行無氧呼吸，此過程不消耗氧氣，酵母菌無氧呼吸生成的CO2會被NaOH溶液吸收，紅色液滴不移動；裝置Ⅲ中換成清水，酵母菌產(chǎn)生的CO2不被吸收，紅色液滴向右移動。如果只進行有氧呼吸，裝置Ⅱ中產(chǎn)生的CO2被吸收，裝置Ⅱ中紅色液滴向左移動；裝置Ⅲ中消耗的O2與產(chǎn)生CO2體積相等，裝置Ⅲ中紅色液滴不移動。如果酵母菌既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸，裝置Ⅱ中紅色液滴向左移動，裝置Ⅲ中紅色液滴向右移動。 答案：(1)①不加入石蠟油　加入10 g活性酵母菌?、谌コ鯕狻∽? (2)①等量清水　②由藍變綠再變黃?、垩b置Ⅱ中紅色液滴向左移動，裝置

6、Ⅲ中紅色液滴不移動　裝置Ⅱ中紅色液滴向左移動，裝置Ⅲ中紅色液滴向右移動 2．(2016·廣東增城月考)隨著人口的不斷增長，糧食短缺的問題日益嚴重。小麥是我國重要的糧食作物。對小麥生理過程的研究有利于指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、提高糧食產(chǎn)量。請回答下列有關(guān)問題： (1)小麥植株進行光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25 ℃和30 ℃。下圖是在CO2濃度一定、環(huán)境溫度為25 ℃、不同光照強度條件下測得的小麥葉片的光合作用強度。據(jù)圖分析： ①B點時，該植物葉肉細胞產(chǎn)生ATP的細胞器是____________________。 ②C點以后限制光合作用強度繼續(xù)上升的主要環(huán)境因素是_____________

7、，依據(jù)此原理，你認為在生產(chǎn)中可以采用 ____________________等具體措施提高小麥產(chǎn)量。 (2)科學家研究發(fā)現(xiàn)紫外光能夠抑制植物生長，原因是紫外光可增強植物體內(nèi)吲哚乙酸氧化酶的活性，促進生長素氧化為3-亞甲基氧代吲哚，而后者沒有促進細胞伸長的作用。請完成以下實驗以驗證紫外光抑制植物生長與生長素的氧化有關(guān)。 實驗步驟： 第一步：_________________________________。 第二步：在實驗室條件下，連續(xù)7天按下表的方法進行處理，請將表格的內(nèi)容補充完整。 對照組 實驗組 適宜強度的可見光和紫外光 每天光照12小時 第三步：7天后，觀

8、察、測量、記錄_____________________________，并檢測____________________________。 預測實驗結(jié)果：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [導學號29520625]　解析：(1)分析曲線圖可知，B點的含義是植物的光合速率等于呼吸速率，這時植物產(chǎn)生ATP的細胞器有線粒體和葉綠體。A點時

9、，沒有光照只有呼吸作用，產(chǎn)生的能量主要來自細胞呼吸。當?shù)竭_C點以后，光照強度繼續(xù)增加，光合速率不再增加，而溫度一定，所以限制光合作用的因素是二氧化碳濃度。增加二氧化碳濃度的方法有增加有機肥、合理密植、正其行、通其風等措施。 (2)分析實驗關(guān)鍵要圍繞實驗目的，找準實驗的自變量和因變量，嚴格遵循實驗對照原則和單一變量原則等設(shè)計并完善實驗，本實驗的自變量是紫外光的有無，觀察的指標有植株的高度及3-亞甲基氧代吲哚的含量。分析實驗結(jié)果要對應于實驗組和對照組，進行準確的闡述即可。 答案：(1)①葉綠體、線粒體　②CO2濃度　施加有機肥、合理密植、正其行、通其風 (2)第一步：取生長狀況及高度均相同的

10、小麥幼苗若干，平均分成兩組 第二步： 對照組 實驗組 適宜強度的可見光 適宜強度的可見光和紫外光 每天光照12小時 每天光照12小時 第三步：兩組幼苗的平均高度　兩組植株中3-亞甲基氧代吲哚的含量(或生長素的含量) 預測實驗結(jié)果：對照組植株高于實驗組，且實驗組中3-亞甲基氧代吲哚含量高于對照組(或生長素的含量低于對照組) 3．(2016·廣東深圳模擬)植酸酶能將植酸磷分解為無機磷。科研人員研究了普通玉米餌料和轉(zhuǎn)植酸酶基因(PTC)玉米餌料中有機植酸磷和無機磷的相對含量，及飼喂一個月后對家豬體重的影響，結(jié)果如圖： (1)家豬不能直接利用餌料中的植酸磷，這些植酸磷會隨動物

11、糞便排出，再經(jīng)過微生物的________作用轉(zhuǎn)變成無機磷，進入湖泊后將導致____________現(xiàn)象。 (2)植酸酶活性較高的餌料是__________，該餌料能使家豬增重比提高的原理是____________________。 (3)科研人員做了如下實驗。 實驗餌料：普通玉米餌料，轉(zhuǎn)PTC玉米餌料，混有植酸酶的普通玉米餌料，混有無機磷的普通玉米餌料。 實驗步驟： 步驟 操作內(nèi)容 1 將同齡仔公雞480只隨機分為3組，每組分8個小組，每小組含仔雞20只 2 甲組 乙組 丙組 每只仔雞飼喂普通玉米餌料100 g/d 每只仔雞飼喂轉(zhuǎn)PTC玉米餌料100 g/d Y

12、 3 連續(xù)飼喂40天，間隔10天測定并記錄體重 4 統(tǒng)計數(shù)據(jù)與分析 ①步驟1中分小組依據(jù)的原則有________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②表中Y為________________________________________________________________________； 該實驗的目的是____________

13、____________________________________________________________。 ③步驟4中應該取________________________________________________________________________ 進行分析。 [導學號29520626]　解析：(1)根據(jù)題意，植酸磷隨動物糞便排出后經(jīng)過微生物的分解作用轉(zhuǎn)變成無機磷進入湖泊，將導致水體磷含量過高而出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，造成水體污染。(2)分析圖形可知，普通玉米餌料比轉(zhuǎn)植酸酶基因(PTC)玉米餌料中有機植酸磷相對含量高，但無機磷的相對含量低，說明植酸酶基因(P

14、TC)表達產(chǎn)物植酸酶能促進有機植酸磷分解為無機磷，從而促進了家豬的發(fā)育，導致轉(zhuǎn)植酸酶基因(PTC)玉米餌料飼喂的家豬體重明顯增大。(3)①對照實驗應遵循對照原則，實驗設(shè)置甲組為對照組，乙丙為實驗組；還要遵循等量原則和平行重復即隨機原則。②根據(jù)表中的實驗設(shè)計可知本實驗的目的是探究轉(zhuǎn)PTC玉米餌料中植酸酶的作用；甲組每只仔雞飼喂普通玉米餌料作為對照組，乙組每只仔雞飼喂轉(zhuǎn)PTC玉米餌料作為實驗組，則丙組應每只仔雞飼喂普通玉米餌料及適量外源性植酸酶作為條件對照組；各組應遵循等量原則，所以各組飼喂的量應均為100 g/d。③為使實驗結(jié)果準確，應取各組數(shù)據(jù)的平均值進行分析以避免誤差。 答案：(1)分解(

15、呼吸)　富營養(yǎng)化(水華) (2)轉(zhuǎn)PTC玉米餌料　促進了植酸磷轉(zhuǎn)化為無機磷(從而促進了家豬的發(fā)育) (3)①平行重復、等量、隨機、對照 ②每只仔雞飼喂普通玉米餌料100 g/d及適量外源性植酸酶　探究轉(zhuǎn)PTC玉米餌料中植酸酶的作用(或：每只仔雞飼喂普通玉米餌料100 g/d及適量外源性無機磷　探究轉(zhuǎn)PTC玉米餌料中無機磷含量變化對仔雞生長的影響) ③各組數(shù)據(jù)的平均值 4．(2016·廣東梅州模擬)研究人員用同種小鼠進行了某項實驗，實驗設(shè)計和結(jié)果如下表所示，請據(jù)表分析回答： 組別 除每天喂養(yǎng)相同的飼料外，進行如下處理 在第11天測量并計算每組小鼠肝臟脂肪的平均含量(mmol·L－

16、1) 連續(xù)11天每天飼喂下列試劑 同時第8天至第11天每天腹腔注射下列物質(zhì) 甲組 等體積生理鹽水 等體積生理鹽水 0.49 乙組 等體積生理鹽水 0.025 mmol四環(huán)素 6.51 丙組 中藥制劑(0.05 g) 0.025 mmol四環(huán)素 4.74 丁組 中藥制劑(0.10 g) 0.025 mmol四環(huán)素 4.52 戊組 中藥制劑(0.15 g) 0.025 mmol四環(huán)素 4.10 (1)若要觀察小鼠皮下脂肪細胞中的脂肪含量，可用________________染液染色后加以判斷。 (2)請擬定實驗題目__________________

17、____________________________________。 (3)甲組和乙組對照可說明__________________________________。上表實驗結(jié)果可初步說明該中藥制劑能對小鼠起什么作用？__________________________________________。 (4)研究人員認為，還需要觀察中藥制劑單獨使用時對小鼠肝臟脂肪含量的影響。請完善實驗步驟： ①步驟一：按上表所示實驗設(shè)計的要求增加3組小鼠，并編號。 ②步驟二：這3組小鼠每天除喂養(yǎng)相同的飼料外，還需分別飼喂0.05 g、0.10 g、0.15 g的中藥制劑，共11天。同時在第8至

18、11天________________________________，并保持其他條件適宜且相同。 ③步驟三：測量并統(tǒng)計實驗結(jié)果，將得到的實驗結(jié)果與上表的______組的結(jié)果進行對照，然后得出結(jié)論。 [導學號29520627]　解析：(1)脂肪可以被蘇丹Ⅲ染液染成橘黃色(或被蘇丹Ⅳ染液染成紅色)，因此若要觀察小鼠皮下脂肪細胞中的脂肪含量，可用蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ)染液染色后加以判斷。(2)表中飼喂或注射生理鹽水的為對照組，飼喂中藥制劑或注射四環(huán)素的為實驗組，測量的因變量是每組小鼠肝臟脂肪的含量，據(jù)此可擬定的實驗題目為：探究中藥制劑、四環(huán)素對肝臟脂肪含量的影響。(3)甲組為對照組，乙組為實驗組，

19、乙組小鼠的肝臟脂肪的含量明顯高于甲組，說明四環(huán)素導致肝臟脂肪含量增加。對乙、丙、丁、戊四組小鼠檢測的結(jié)果顯示，小鼠的肝臟脂肪的含量隨著飼喂的中藥制劑濃度的加大而逐漸降低，所以該結(jié)果可初步說明：該中藥制劑能抑制四環(huán)素引起的肝臟脂肪累積。(4)②依題意，欲觀察中藥制劑單獨使用時對小鼠肝臟脂肪含量的影響，按上表所示實驗設(shè)計的要求增加的3組小鼠，在連續(xù)11天每天除喂養(yǎng)相同的飼料、分別喂0.05 g、0.10 g、0.15 g的中藥制劑外，還需同時在第8至11天，每天腹腔注射等體積生理鹽水。③將測量并統(tǒng)計的實驗結(jié)果與上表對照組甲的結(jié)果進行對照后，才能得出結(jié)論。 答案：(1)蘇丹Ⅲ(或蘇丹Ⅳ) (2)

20、探究中藥制劑、四環(huán)素對肝臟脂肪含量的影響 (3)四環(huán)素導致肝臟脂肪含量增加　中藥制劑能抑制四環(huán)素引起的肝臟脂肪累積 (4)②每天腹腔注射等體積生理鹽水?、奂? 5．(2016·江蘇兩市一模)人們?nèi)找骊P(guān)注食品安全。一種保鮮劑——青鮮素，能抑制植物細胞生長與分裂，從而抑制發(fā)芽，被用于蔬菜和水果的保鮮，但其殘留物會損害人體健康。請根據(jù)材料回答問題： (1)青鮮素的作用與_______(一種植物激素)的作用最為相似。 (2)青鮮素殘留物可能會使人體細胞中的_______________發(fā)生突變，導致正常細胞生長和分裂失控而變成癌細胞。 (3)科研人員以小鼠為實驗材料，用“動物細胞培養(yǎng)技術(shù)”對

21、青鮮素毒性進行了檢測。 ①請完善檢測青鮮素毒性的實驗： 主要實驗步驟： 第一步：取大小相同的六只培養(yǎng)瓶編號為1～6，分別加入等量的相同培養(yǎng)液和小鼠細胞。 第二步：向1號培養(yǎng)瓶中加入適量的生理鹽水，向2～6號培養(yǎng)瓶中分別加入___________________。 第三步：培養(yǎng)一段時間后，取樣制成臨時裝片，用顯微鏡觀察、計數(shù)，計算出___________________，記錄結(jié)果如下表： 培養(yǎng)瓶編號 1 2 3 4 5 6 青鮮素濃度(mg/L) 0 10 30 90 270 810 變異細胞比例 0 0 1/106 1/106 2/106 8

22、/106 實驗結(jié)論：______________________________。 ②培養(yǎng)前，所取小鼠組織需用_______處理，制成細胞懸液；培養(yǎng)時，需向培養(yǎng)液中通入5%的CO2，其目的是___________；為提供全面的營養(yǎng)，培養(yǎng)液中常常還需要加入_________。 [導學號29520628]　解析：(1)由于“青鮮素能抑制植物細胞生長與分裂從而抑制發(fā)芽”，所以它的作用與脫落酸類似。 (2)青鮮素殘留物可能會使人體癌變，即會使人體細胞中的原癌基因和抑癌基因發(fā)生變異。 (3)①對照記錄表格，可知2～6號培養(yǎng)瓶分別加入等量10、30、90、270、810 mg/L的青鮮素溶液，作

23、為實驗組；對照表格的記錄結(jié)果，可知第三步為計算變異細胞比例。實驗結(jié)論：低濃度的青鮮素毒性很小，濃度90 mg/L以上毒性增加明顯。②動物細胞培養(yǎng)，需用胰蛋白酶(膠原蛋白酶)處理組織塊以分散為細胞懸液。培養(yǎng)液通入5%的CO2的目的是維持培養(yǎng)液的pH，通常還要添加動物的血清或者血漿。 答案：(1)脫落酸 (2)原癌基因和抑癌基因 (3)①第二步：等量10、30、90、270、810 mg/L的青鮮素溶液 第三步：變異細胞比例 結(jié)論：低濃度的青鮮素毒性很小，濃度90 mg/L以上毒性增加明顯 ②胰蛋白酶(膠原蛋白酶)　調(diào)節(jié)pH　動物血清(或血漿) 6．(2016·廣東韶關(guān)調(diào)研)“Gra

24、ves氏病”是由于機體產(chǎn)生一種抗體，它可與促甲狀腺激素受體結(jié)合，從而發(fā)揮與此激素相同的生理作用，但甲狀腺激素不會影響該抗體的分泌(如圖示)。據(jù)此回答： Ⅰ.與正常人相比，“Graves氏病”患者體內(nèi)甲狀腺激素的分泌量________；從免疫學角度看，促甲狀腺激素受體屬于________，能引起免疫反應。 Ⅱ.某興趣小組據(jù)上述資料欲探究動物體內(nèi)甲狀腺激素分泌的調(diào)節(jié)機理，以下為實驗方案： 第一步：取9只年齡、生理狀況大致相同的正常兔子，分別給每只兔子注射適宜且等量含放射性的碘溶液。 第二步：將上述實驗兔子隨機均分為A、B、C三組，每組3只。 第三步：2天后，分別測定每只兔子甲狀腺中碘

25、的放射量，記錄并計算平均值。(前測) 第四步：向A組注射一定量的無放射性的甲狀腺激素溶液，向B組注射__X__，向C組注射等量的生理鹽水。 第五步：2天后，分別測定三組兔子甲狀腺中碘的放射量，記錄并計算平均值。(后測) 請回答： (1)實驗第四步中的X應是________________________________________________________________________。 (2)請設(shè)計一個實驗表格，以記錄實驗結(jié)果： (3)預期實驗結(jié)果 注射碘溶液后甲狀腺能快速地將碘攝入細胞內(nèi)。實驗后，A、B、C三組兔子甲狀腺中碘的放射量平均值從高到低排列的順序是___

26、_____________。 (4)分析與討論 ①用兔子甲狀腺中碘的放射量作為檢測指標的依據(jù)是________________________________________________________________________。 ②第四步向A組注射無放射性的甲狀腺激素溶液的目的是________________________________________________________________________。 [導學號29520629]　解析：Ⅰ.Graves氏病患者產(chǎn)生的某種抗體與促甲狀腺激素受體結(jié)合，產(chǎn)生與促甲狀腺激素幾乎相同的作用，患者體內(nèi)甲狀腺激素分泌

27、量增加，從免疫學角度看，促甲狀腺激素受體屬于抗原，能引起免疫反應。Ⅱ.(1)實驗第四步中的X應是等量的無放射性的促甲狀腺激素溶液。(2)甲狀腺中碘的放射量變化記錄表見答案。(3)A組兔體內(nèi)注射無放射性的甲狀腺激素，則產(chǎn)生并進入血液中的甲狀腺激素量最少，因而甲狀腺中積存的放射性最高；B組注射無放射性的促甲狀腺激素溶液，促進了甲狀腺激素的分泌，產(chǎn)生并進入血液中的甲狀腺激素量最多，因而甲狀腺中積存的放射性最低，因此A、B、C三組兔子甲狀腺中碘的放射量平均值從高到低排列的順序是A＞C＞B。(4)分析與討論：①用兔子甲狀腺中碘的放射量作為檢測指標的依據(jù)是碘是合成甲狀腺激素的原料，甲狀腺是合成、分泌甲狀腺

28、激素的器官。②第四步向A組注射無放射性的甲狀腺激素溶液的目的是為了探究甲狀腺激素對甲狀腺激素合成是否具有負反饋調(diào)節(jié)功能。 答案：Ⅰ.增加　抗原 Ⅱ.(1)等量的無放射性的促甲狀腺激素溶液 (2)甲狀腺中碘的放射量變化記錄表 組別 A B C 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值 前測 后測 (3)A > C > B (4)①碘是合成甲狀腺激素的原料，甲狀腺是合成、分泌甲狀腺激素的器官 ②為了探究甲狀腺激素對甲狀腺激素合成是否具有負反饋調(diào)節(jié)功能 7