（浙江选考）高考生物一轮复习 第29讲 实验与探究课件-人教版高三全册生物课件.pptx
第第2929讲实验与探究讲实验与探究知识1 显微镜的使用知识2 染色剂、试剂的使用知知识识梳梳理理知识3 调查的方法知识4 教材中实验的变量分析考点一 教材基本实验与方法考点二 验证性实验和探究性实验设计考考点点突突破破知识知识1 1显微镜的使用显微镜的使用教材研读1.高倍显微镜的使用步骤高倍显微镜的使用步骤取镜安放对光放置装片使镜筒下降使镜筒上升低倍镜下调清晰,并将要放大观察的物像移至视野中央转动转换器,换上高倍物镜缓缓调节细准焦螺旋,使物像清晰。2.注意事项注意事项(1)调节粗准焦螺旋使镜筒下降时,两眼要注视物镜与玻片之间的距离,到快接近时(距离约为0.5cm)停止下降。(2)首先用低倍镜观察,找到要放大观察的物像,移到视野中央,然后换上高倍物镜。(3)换上高倍物镜后,不能再转动粗准焦螺旋,而只能用细准焦螺旋来调节。3.高倍镜与低倍镜的比较高倍镜与低倍镜的比较物像大小看到细胞数目视野亮度物镜与载玻片的距离视野范围高倍镜大少暗近小低倍镜小多亮远大知识知识2 2染色剂、试剂的使用染色剂、试剂的使用1.教材实验中的染色剂及其作用教材实验中的染色剂及其作用试剂检测成分呈现颜色本尼迪特试剂还原糖红黄色沉淀碘碘化钾溶液淀粉蓝色苏丹(或苏丹)油脂橙黄色(或红色)双缩脲试剂蛋白质紫色龙胆紫染液染色体紫色醋酸洋红红色2.教材实验中的试剂使用教材实验中的试剂使用(1)在测定细胞呼吸强度时常使用NaOH2,目的是吸收CO2,测定呼吸强度时,常用的观测指标是密闭容器内O2的减少量。(2)在测定光合作用强度时常用NaHCO3溶液,目的是提供稳定的CO2环境。(3)在观察人体口腔上皮细胞的实验中,采集的口腔上皮细胞常放在生理盐水中,以维持细胞的形态。(4)观察植物细胞的质壁分离和复原常用洋葱表皮细胞,所用的蔗糖溶液浓度常为0.3g/mL。(5)观察细胞的有丝分裂时,用于染色体染色的是龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液。(6)验证活细胞吸收物质的选择性中,染色的试剂是红墨水。(7)农业生产中获得无籽番茄常用的试剂是适宜浓度的生长素类似物溶液,作用是促进子房壁发育成果实,获得无籽葡萄常用的试剂是赤霉素。知识知识3 3调查的方法调查的方法1.调查研究的一般程序调查研究的一般程序:确定课题和实施方案实施计划结果分析结论建议。2.调查人类遗传病发病率时要求调查的群体足够大,调查某种病的遗传方式多选取发病率较高的单基因遗传病,如红绿色盲等,在患病家系中调查。3.种群密度的调查常用的方法是样方法和标志重捕法,其中前者适用于活动范围较小的动物和植物,后者适用于活动范围较大的动物。4.采用样方法调查植物种群密度时,调查取样的关键在于随机取样;选取样方的方法有五点取样法和等距取样法;植物种群密度的调查中,最终种群密度的估算值应该取各样方的平均值。知识知识4 4教材中实验的变量分析教材中实验的变量分析变量是实验过程中可以变化的因素。在设计实验时,要注意使自变量可控制、因变量比较好检测,并尽量避免无关变量对实验的干扰。探究实验自变量(可变因素)因变量(测量指标)无关变量验证细胞吸收物质的选择性玉米胚细胞的死或活玉米胚细胞的着色程度染色时间,红墨水浓度,玉米籽粒探究温度对淀粉酶活性的影响不同温度(至少三种)酶的活性(加碘后溶液颜色的变化)pH、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究pH对过氧化氢酶活性的影响不同pH(至少三种)酶的活性(气泡的数量或带火星的卫生香燃烧猛烈程度)温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究酶的专一性底物种类/酶种类底物是否反应(试管颜色变化)pH、温度、底物量、酶量、试管的洁净程度、反应时间、操作程序等探究2,4-D对插条生根的影响不同浓度的2,4-D扦插枝条的生根总长度生根长度和数量)实验材料的一致性、激素浓度的准确性、处理时间的一致性等模拟尿糖的检测尿液中葡萄糖含量葡萄糖试纸的颜色变化尿液量、试纸种类、检测方法等探究环境因素对光合作用的影响光强度/CO2浓度/温度 光合速率(氧气产生速率等)植物种类、生长状况、另两个环境因素、检测方法等1.在进行“验证活细胞吸收物质的选择性”活动中,某同学将玉米籽粒纵切,其剖面结构如图所示。下列关于该活动的叙述,错误的是(C)A.煮过和未煮过籽粒部位的着色基本相同B.用沸水煮籽粒的目的是杀死部位细胞C.籽粒部位的着色,煮过的比未煮过的浅D.纵切籽粒可让部位、便于染色和观察解析解析玉米成熟的种子中有胚和胚乳,胚细胞具有生命活性,胚乳细胞已经凋亡,是胚乳细胞,煮过的和未煮过的均相同,着色较深,A正确;沸水煮籽粒的目的是杀死部位细胞,使细胞失去对物质的选择性,因此煮过的比未煮过的着色深,B正确,C错误;纵切籽粒便于观察和染色,D正确。2.(2018浙江4月选考,9,2分)某同学进行了2,4-D对插枝生根作用的实验,结果如图所示,其中丙是蒸馏水处理组。下列叙述正确的是(B)A.图中纵坐标的名称只能用根数量表示B.2,4-D的浓度是该实验的可变因素C.由图中可知甲组的2,4-D浓度高于乙组D.达到a点的生根效果,甲组处理时间比乙组长解析解析依题意可知:本实验的目的是研究2,4-D对插枝生根的作用,因此图中纵坐标所示的因变量的名称既可用生根数量表示,也可以用根长度表示,A错误;该实验的自变量是2,4-D浓度,换言之,2,4-D的浓度是该实验的可变因素,B正确;因为2,4-D属于生长素类似物,其生理作用具有两重性,所以甲组的2,4-D浓度不一定高于乙组的,C错误;该实验的处理时间为无关变量,因此达到a点的生根效果,甲组与乙组的处理时间应等长,D错误。3.实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列控制无关变量的操作,错误的是(C)A.验证光合作用能产生淀粉的实验中,首先将实验植物做“饥饿”处理B.探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中,将每一组温度均控制在37C.验证光合作用需要光照的实验中,将叶片的一半用黑纸包住D.探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,每一组都加入等量的淀粉解析解析验证光合作用能产生淀粉的实验中,对实验植物做“饥饿”处理,以避免植物自身原有的有机物对实验结果产生影响,这属于控制无关变量的操作,A正确;探究唾液淀粉酶的最适pH的实验中,将每一组温度都控制在37,是控制无关变量,B正确;验证光合作用需要光照的实验中,将叶片的一半用黑纸包住,这是设置自变量,不是控制无关变量,C错误;探究唾液淀粉酶最适温度的实验中,每一组都加入等量的淀粉,淀粉的量也影响实验的结果,需要控制,D正确。4.为了观察植物细胞质壁分离和复原的现象,某同学设计并进行了如下实验:材料用具:洋葱;刀片,镊子,滴管,载玻片,盖玻片,吸水纸,显微镜;质量浓度为0.075g/mL的胭脂红溶液(胭脂红是一种水溶性的大分子食用色素,呈红色),清水等。方法步骤:请回答下列问题:(1)图中步骤B显微镜观察的目的是。(2)假如该同学发现植物细胞质壁分离后不能复原,可能的原因有、,导致细胞过度失水而死亡。(3)该同学在步骤D观察到了质壁分离现象,其实验结果应为下图中的(填序号),判断的理由有。答案答案(1)观察到的现象与后续质壁分离的现象形成对比(2)胭脂红溶液浓度过大质壁分离时间过长(3)胭脂红不能透过生物膜,但可以透过细胞壁,故发生质壁分离后,在原生质层和细胞壁之间为红色,原生质层为无色解析解析(1)图中步骤B显微镜观察到的现象可以与后续质壁分离的现象形成对比。(2)假如植物细胞质壁分离后不能复原,可能是胭脂红溶液浓度过大或质壁分离时间过长,导致细胞过度失水死亡。(3)胭脂红不能透过生物膜,但可以透过细胞壁,故发生质壁分离后,在原生质层和细胞壁之间为红色,原生质层为无色,对应图。考点一教材基本实验与方法考点一教材基本实验与方法 考点突破1.显微观察类显微观察类(1)检测生物组织中的油脂(必修一P10)(2)观察多种多样的细胞(必修一P25)(3)观察叶绿体(必修一P39)(4)观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原(必修一P55)(5)观察细胞的有丝分裂(必修一P106)(6)制作并观察植物细胞有丝分裂的临时装片(必修一P111)(7)探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化(必修三P71)实验名称观察方式 观察对象细胞状态染色剂常用实验材料观察根尖分生组织细胞的有丝分裂染色观察 染色体死龙胆紫溶液(或醋酸洋红溶液)洋葱根尖观察多种多样的细胞原色观察 多种类型细胞死或活无各种细胞观察叶绿体叶绿体活黑藻小叶观察植物细胞的质壁分离与复原紫色大液泡活紫色洋葱鳞片叶外表皮探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化酵母菌菌体数量 活酵母菌培养液典例典例1下列关于植物细胞质壁分离实验的叙述,错误的是(B)A.与白色花瓣相比,采用红色花瓣有利于实验现象的观察B.用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在会干扰对实验现象的观察C.用紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位观察到的质壁分离程度可能不同D.紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中有色素,有利于实验现象的观察解题关键解题关键明确“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离的复原”的实验原理及选材原因,熟悉成熟植物细胞的各部分结构。解析解析红色花瓣与白色花瓣相比,其细胞液中因含花青素而呈现红色,有利于实验现象的观察,A正确;用黑藻叶片进行实验时,叶绿体的存在使原生质层呈现绿色,与无色的细胞液形成鲜明的对比,有利于实验现象的观察,B错误;紫色洋葱鳞片叶外表皮不同部位细胞的细胞液浓度可能不同,因此,放在同一浓度蔗糖溶液中发生质壁分离的程度可能不同,C正确;紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的液泡中含有色素,有利于实验现象的观察,D正确。1-1下列关于利用马蛔虫受精卵有丝分裂永久装片进行观察实验的叙述,正确的是 （A）A.前期的细胞中有一对中心体,其间存在纺锤丝B.能观察到后期的细胞中染色体以相同的速率被拉向两极C.末期的细胞中细胞板是由核膜解体后的小泡形成的D.装片中的所有细胞不一定都存在同源染色体解析解析马蛔虫是蛔虫的一种,是染色体数最少的动物种类之一,马蛔虫体细胞里有两对染色体。动物细胞是中心体发出纺锤丝构成纺锤体,A正确;观察的是永久装片,不能看到动态过程,B错误;植物细胞有丝分裂的末期,在赤道面位置许多囊泡聚集成一个细胞板,C错误;该装片是有丝分裂永久装片,所有细胞都存在同源染色体,D错误。2.物质鉴定及提取类物质鉴定及提取类常见的物质鉴定和提取实验归纳(1)检测生物组织中的油脂(必修一P10)(2)检测生物组织中的糖类和蛋白质(必修一P14)(3)光合色素的提取与分离(必修一P87)实验名称试剂颜色生物材料备注淀粉的鉴定碘碘化钾溶液 蓝色馒头等还原糖的鉴定本尼迪特试剂红黄色苹果或梨匀浆等 水浴加热油脂的鉴定苏丹橙黄色花生种子切片需用高倍镜观察蛋白质的鉴定双缩脲试剂紫色豆浆、稀蛋清等 先加A液,后加B液叶绿体中色素的提取和分离提取液:95%乙醇;分离液:层析液胡萝卜素:橙黄色叶黄素:黄色叶绿素a:蓝绿色叶绿素b:黄绿色新鲜的绿叶(如菠菜叶)加入二氧化硅是为了研磨得更充分;加入碳酸钙可防止在研磨中色素被破坏;新鲜菠菜叶烘干的目的是降低含水量,增加色素浓度知能拓展知能拓展(1)在物质鉴定实验中应注意选择无色或颜色浅的材料,这样可以避免材料本身的颜色影响反应结果。(2)物质鉴定实验一般不设立对照实验,若需设立对照实验,对照组应加入成分已知的物质,如验证唾液淀粉酶是蛋白质,对照组可加入稀释的鸡蛋清。(3)叶绿体色素提取和分离的原理不同。提取液用95%的乙醇,是因为绿叶中的色素能够溶解在乙醇等有机溶剂中;分离使用纸层析法,是因为不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。(4)在提取色素时,收集滤液的试管口要及时用棉塞塞紧,防止乙醇挥发;在层析时,制备的滤纸条要选用干燥的滤纸;滤液细线要画得细且直,以防止色素带重叠而影响分离效果;画滤液细线时待滤液干燥后要再画2-3次,画3-4次的目的是积累更多的色素,使分离后的色素带明显。典例典例2下列关于检测生物组织中化合物实验的叙述,正确的是(B)A.向淀粉溶液中加入碘碘化钾溶液,反应后呈橙黄色B.向葡萄糖溶液中加入本尼迪特试剂,加热后呈红黄色C.向蛋清液中加入双缩脲试剂A液,加热后溶液呈紫色D.用苏丹染液处理花生子叶切片,观察到油滴呈蓝色解析解析淀粉用碘碘化钾溶液检测呈蓝色,A错误;葡萄糖是还原糖,用本尼迪特试剂检测,加热后呈红黄色,B正确;蛋清液中加入双缩脲试剂A液,再加入几滴B液后呈紫色,C错误;花生中的油脂经苏丹染液处理后呈橙黄色,D错误。2-1下列有关实验的叙述,正确的是(D)A.检测试管内梨汁中是否有还原糖,可加入适量本尼迪特试剂,摇匀后观察颜色变化B.溴麝香草酚蓝水溶液可检测酒精的存在,在酸性条件下与酒精反应呈灰绿色C.在油脂鉴定实验中,用滴管在花生子叶薄片上滴加苏丹染液,发现满视野都呈现橙黄色,可滴加12滴质量分数为50%的盐酸洗去浮色D.在用纸层析法分离叶绿体色素的结果中,蓝绿色色素带最宽,可判断为叶绿素a含量最多解析解析检测试管内梨汁中是否含有还原糖,可加入适量本尼迪特试剂,需水浴加热摇匀后观察颜色变化,A错误;溴麝香草酚蓝水溶液用于鉴定二氧化碳,酸性重铬酸钾溶液用于鉴定酒精,B错误;在油脂鉴定实验中,洗去浮色需用酒精溶液,C错误;在用纸层析法分离叶绿体中色素的结果中,蓝绿色色素带最宽,可判断为叶绿素a含量最多,D正确。3.调查、模拟、模型制作类调查、模拟、模型制作类(1)模拟孟德尔杂交实验(必修二P13)(2)减数分裂模型的制作研究(必修二P28)(3)制作DNA双螺旋结构模型(必修二P56)(4)探究DNA的复制过程(必修二P61)(5)模拟尿糖的检测(必修三P40)(6)探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化(必修三P71)(7)调查社区、村镇或学校附近一个淡水区域的水质(必修三P130)课题对象统计/实验方法计算公式/模型类型模拟孟德尔杂交实验基因分离和自由组合 不同颜色小球模拟基因,随机抓球模拟配子产生和受精模拟过程和概率减数分裂模型的制作研究减数分裂中染色体行为不同颜色、不同大小橡皮泥模拟染色体模拟染色体变化行为制作DNA双螺旋结构模型DNA双螺旋结构搭建空间结构物理模型探究DNA复制的过程DNA半保留复制同位素标记、密度梯度超速离心离心管中条带位置反映DNA分子的密度高低模拟尿糖的检测葡萄糖检测模拟颜色变化探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化酵母菌种群数量抽样血球计数板计数、比浊计混浊度测量数学模型(生长曲线)调查社区、村镇或学校附近一个淡水区域的水质水生生物的种类及其他水质指标取样法典例典例3(2016浙江10月选考,20,2分)在模拟孟德尔杂交实验中,甲同学分别从题图、所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合;乙同学分别从下图、所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合。将抓取的小球分别放回原烧杯后,重复100次。下列叙述正确的是(A)A.甲同学的实验模拟F2产生配子和受精作用B.乙同学的实验模拟基因自由组合C.乙同学抓取小球的组合类型中DR约占1/2D.从中随机各抓取一个小球的组合类型有16种解析解析甲同学分别从题图、所示烧杯中随机抓取一个小球,模拟F1产生配子和受精作用,A项错误;乙同学分别从、所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合,模拟两对等位基因在产生配子过程中的自由组合,B项正确;乙同学抓取小球的组合类型中DR约占1/4,C项错误;从中随机各抓取一个小球的组合类型有9种,D项错误。3-1在减数分裂模型的制作研究活动中,以下操作和分析正确的是(C)A.用铁丝将长度和粗细相同、颜色不同的两条橡皮泥扎在一起,铁丝代表着丝粒B用铁丝捆扎后,将长度和颜色均相同的橡皮泥两两配对,并放在赤道面上,此时代表中期C活动中第二次绘制的两个纺锤体应与第一次绘制的纺锤体垂直D每次模拟染色体移动时,都要将长度和粗细相同的橡皮泥拉向纺锤体的同一极解析解析用铁丝将长度和粗细相同、颜色相同的两条橡皮泥扎在一起,铁丝代表着丝粒,A错误;用铁丝捆扎后,将长度相同但颜色不同的橡皮泥两两配对,并放在赤道面上,此时代表中期I,B错误;活动中第二次绘制的两个纺锤体应与第一次绘制的纺锤体垂直,C正确;每次模拟染色体移动时,后期同源染色体分离,非同源染色体自由组合,后期着丝粒断裂,子染色体分离,移向同一级的染色体的长度和粗细均不相同,D错误。3-2(2017浙江4月选考,24,2分)若将处于G1期的胡萝卜愈伤组织细胞置于含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷培养液中,培养至第2次分裂中期。下列叙述正确的是(A)A.每条染色体中的两条染色单体均含3HB.每个DNA分子的两条脱氧核苷酸链均含3HC.每个DNA分子中均只有一条脱氧核苷酸链含3HD.每条染色单体均只有一个DNA分子的两条脱氧核苷酸链含3H解析解析根据DNA的半保留复制特点,在第二次分裂中期,每条染色体的两条姐妹染色单体的DNA分子中,一个DNA分子只有一条链含有3H,另一个DNA分子的两条链均含有3H,A正确。考点二验证性实验和探究性实验设计考点二验证性实验和探究性实验设计1.验证性实验与探究性实验的一般区别验证性实验与探究性实验的一般区别验证性实验:已知特性、属性、影响因素等,实验中不用假设,结论能准确描绘,即为验证的内容,不必进行推论。探究性实验:对象未知,必须要假设一种或多种,结论需观察分析,必须进行推论。2.实验设计的一般步骤实验设计的一般步骤(1)了解实验目的:认真读题,弄清该题要验证的是什么样的生物学事实。即明确实验要解决什么问题。一般在题干中有“验证”“证明”。有些实验需要对其去粗取精,提炼要点。而探究性实验则要搞清楚需要探究什么。(2)明确实验原理:实验原理就是设计该实验的理论依据是什么。这就需要分析实验中所涉及的生物学及相关学科中的知识、方法。另外提供的实验仪器的使用方法和原理也应考虑在内。原理一般是高中生物教材上的有关理论知识,分析该实验考查的是哪部分知识,联想该部分知识结构,用有关的生物学原理先解释清楚实验。(3)写出实验操作过程A.选材:选材应保持条件相同(如日龄相同、体重相近的雄性成年大白鼠)。B.分组编号:研究对象、器皿等要随机均分、分组标号,设立实验组和对照组。C.实验处理:分别对实验组和对照组施加单一变量(自变量);除自变量外,实验组和对照组的培养、饲养等条件应相同且适宜,即控制无关变量。D.培养(或饲养)、观察、记录:培养条件一定相同,可以用“适宜、相同、合适、一定时间”等模糊词去表述,观察记录实验现象和实验数据。E.分析实验结果或者预测实验现象:验证性实验,要根据所学知识和原理,分析得出应有的实验结果和推出相应的结论(此时一般只有一个结果和相应的结论,且结论与实验目的相对应),如“验证”“证明”都可预测到与实验目的一致的结果。探究性实验,在进行结果预测时,应讨论可能出现的各种情况,并根据各实验结果得出相应的结论。F.实验结论:通过对现象、结果的分析,概括出规律性的结论,结论一般就是实验目的。常用格式有:验证性实验:因为(现象)说明(分析原因)证明(结论)。探究性实验:如果(现象)那么说明(结论)。实验评价题的解题方法实验评价题的解题方法1.实验评价题类型实验评价题类型随着生物高考越来越重视对实验能力的考查,实验题形式日趋多样化,其中实验评价题是较常见的形式,考查形式主要有以下几种:(1)对对照实验的评价由于生物实验研究对象的复杂性、多样性和差异性等原因,生物实验大多采用对照实验法,即确定实验组后,根据等量原则和单一变量原则设置相应对照组,要求不同组别只能有一个实验变量,其余无关变量保持相同且适宜,观察比较不同实验组别的差异。通过对照(对比)实验得出科学的结论。(2)对实验步骤顺序的评价正确的实验步骤是实验取得成功的前提,它能确保出现正常的实验现象,进而推理得出正确的实验结论。答题时应注意:是否漏做某个实验步骤;操作步骤是否颠倒。(3)评价实验试剂和仪器使用是否正确实验者只有正确使用试剂和仪器才能如期看到实验效果。如使用双缩脲试剂时必须先加氢氧化钠(A)溶液形成碱性环境后再加硫酸铜(B)溶液;使用碘液检测淀粉是否被淀粉酶完全水解时,正确顺序:淀粉+淀粉酶水浴保温一段时间加碘液。(4)纠正或改进题型特点试题中既有合理成分,又有不合理成分,干扰因素较多,要求在原有设计的合理成分的基础上,提出自己的实验设计思路。这表面上是考查考生对实验设计的分析与评价能力,实质上是全面检测设计生物学实验方案的能力,同时还考查考生的科学态度和科学精神方面的水准。2.实验评价题解题策略和步骤实验评价题解题策略和步骤四步看:一看对照、二看变量、三看操作、四看结果。(1)一看对照:需要什么对照、几个对照组。(2)二看变量在实验中除要设计的单一变量外,其他条件都必须一致,特别注意实验过程中是否会因添加试剂或进行某个操作而引起控制条件的不一致。实验对象的一致性;实验所加试剂的量要相等;实验控制时间的一致性;实验条件的一致性。(3)三看操作主要看实验原理是否合理正确、实验取材是否正确、方法步骤是否科学。实验取材分析与评价:实验材料的选择要得当、经济、易得、好用、效果好。药品与试剂分析、评价及改进:药品与试剂的量、浓度、纯度等都是影响实验结果的重要因素,在进行实验分析时要逐一检查,不能忽视。例如:本尼迪特试剂与双缩脲试剂。步骤及操作的分析、评价及改进:a.是否漏做某个实验步骤;b.操作步骤是否颠倒;c.操作方法是否正确。(4)四看结果主要看实验结果的验证方法与预测是否合理:实验结果的验证方法是否正确;验证目标是否准确;探究性实验的实验结果与结论是否为多个。典例典例4(2017浙江11月选考,33,10分)为了研究海拉细胞的细胞增殖,以总细胞数和细胞分裂指数(细胞群体中分裂细胞所占的百分比)为测定指标,完善实验思路,预测实验结果并进行分析与讨论。(要求:细胞培养至培养液中营养物质不足时。实验思路涉及的主要用具需写出,但具体操作过程不作要求。实验条件适宜)回答下列问题:(1)完善实验思路:将已知细胞密度的海拉细胞悬液,用移液管加入到各个含培养液的培养瓶中,然后置于CO2培养箱中培养。对所得数据进行统计与处理。(2)预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果):(3)分析与讨论:细胞计数时,见到压在方格线上的细胞如何计数?。若要得到大量的G1期细胞,可采用的方法是,原因是。若为了检测某种药物对该细胞的增殖有促进作用,可在培养液中加入同位素标记的物质是,原因是。答案答案(1)每隔一段时间,用血细胞计数板在显微镜下计数并记录,同时制作临时装片,在显微镜下观察与计数分裂相细胞并记录。(2)总细胞数与细胞分裂指数变化曲线(3)只计左线和上线上的细胞减少培养液中的营养物质成分由于原料缺少使细胞合成有关物质如RNA和蛋白质受阻,而停滞于G1期胸腺嘧啶脱氧核苷胸腺嘧啶脱氧核苷是DNA合成的原料,其进入细胞的量可反映细胞的增殖情况解析解析本题结合动植物细胞的培养考查实验思路的设计及实验分析的能力。(1)海拉细胞培养时,将已知细胞密度的细胞悬液用移液管加入含细胞培养液的培养瓶中,然后置于适宜条件的CO2培养箱中,每隔一定时间取样采用血球计数板制成临时装片,在显微镜下观察,计数细胞数目。再计算细胞的密度。计数时压在方格线上的细胞通常只统计左线和上线上的细胞。(2)该题中要求用坐标曲线来预测实验结果,注意题中的限定条件是将细胞培养至营养不足时,这样到后期细胞数目不再增加(或会下降)。细胞的分裂指数因分裂能力减弱而先下降,题中有两个因变量:细胞数目和细胞分裂指数,因此需要双纵坐标,横坐标是培养时间。(3)若要得到大量处于G1期细胞,需限制DNA的复制,可采用的措施是减少培养液中营养物质的成分,或者是加入DNA合成抑制剂,这两种方式均可抑制DNA复制,从而使海拉细胞正常分裂过程受到影响,处于G1与S期之间。细胞增殖过程中需进行DNA复制,因此可加入放射性胸腺嘧啶脱氧核苷,可通过培养过程中放射性强弱来分析细胞的增殖情况。4-1(2016浙江4月选考,33,10分)为研究某生物制剂(W)具有促进细菌B增殖的作用,请根据以下提供的实验材料,以细胞数变化为检测指标,提出实验思路,并预测实验结果。实验材料:培养瓶若干个、液体培养基、W、细菌B、血细胞计数板、显微镜等(要求与说明:不考虑加入W后的体积变化等因素;细胞计数的具体操作过程不作要求;培养过程中不更换培养液;培养液成分变化不利于细菌B生长不作要求;实验条件适宜)请回答:(1)实验思路:(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:培养过程中,细菌B的增长方式为形增长。为提取细菌B内的酶,对该菌进行破碎时,应将其。A.置于蒸馏水中B.用纤维素酶水解C.置于稀盐酸中D.冷冻研磨答案答案(1)取细菌B,经稀释后得到菌液,在显微镜下用血细胞计数板进行计数,并记录;取菌液分别接种于以下两组培养瓶中,每组若干瓶。甲组:液体培养基;乙组:液体培养基+W;将上述两组样品培养一段时间后,分别取上述两组中的培养瓶内的菌液,在显微镜下用血细胞计数板分别进行计数,并记录;每隔一段时间重复;对实验数据进行分析与处理。(其他合理答案也给分)(2)生物制剂W对细菌B增殖的影响(3)SD解析解析本题考查实验的设计和分析能力,种群增长的方式,细菌的增殖。(1)本题需要先对实验目的进行具体分析,根据题干中“研究某生物制剂(W)具有促进细菌B增殖的作用”的表述,可理解该实验的性质是“验证”,故在实验结果预测时,预期的实验结果应是W对细菌B增殖有促进作用;自变量为“生物制剂W的有无”,设计组别时应考虑设计两组,一组加适量的W,另一组不加;因变量为“细菌B的增殖”,确定其检测指标为“细菌B的数目”。有了上述分析基础,可设计相应的实验思路(见答案)。(2)预测实验结果,要求用柱形图,呈现至少3次的检测结果,横坐标可表示时间,每次有两组的测量数据;纵坐标表示细菌数目;图例表示出对照组和实验组,两组的3次测量结果差异应逐渐扩大,以显示W对细菌增殖的促进作用,结果见答案,同时要注意注明第1次、第2次和第3次检测。(3)对于细菌种群的增长方式,因题干说明中规定不更换培养液,故该种群的增长为S形增长;分析破碎细菌的合理方法,虽然这些方法在教材中并未直接介绍,但可通过排除法进行筛选:如置于蒸馏水中,由于细菌细胞壁的保护作用,细菌并不会过多吸水导致细胞破裂,故A错;如用纤维素酶不能水解细菌细胞壁,因为细菌细胞壁主要是由肽聚糖组成的,B错;如用稀盐酸处理,稀盐酸的作用是从教材中洋葱根尖细胞装片的制作实验中迁移来的,稀盐酸能破坏植物细胞胞间层,但对细菌细胞壁无类似作用,故C错;而冷冻研磨法可能有效,因为通过低温处理,细胞的活性会受到影响,再通过机械研磨的方法,细菌细胞壁及细胞膜易于破碎,能达到破碎细胞的目的,故D正确。4-2(2018浙江11月选考,33,10分)以实验动物蛙为材料,开展神经系统结构与功能的研究。(要求与说明:简要写出实验思路,具体实验操作过程不作要求,实验条件适宜)回答下列问题:(1)关于反射弧分析的实验及有关问题如下:为验证脊蛙屈腿反射(属于屈反射)的反射弧是完整的,实验思路是用1%H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖,出现屈腿,说明反射弧完整。验证刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的实验思路是。刺激感受器与产生屈腿不是同时发生的主要原因有、。若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射的长,其主要原因是。若用5%H2SO4溶液刺激蛙一侧后肢的趾尖后,再用1%H2SO4溶液刺激该趾尖,没有观察到屈腿,其原因是。(2)神经细胞和肌肉细胞的细胞内Na+浓度均低于细胞外,K+浓度均高于细胞外,但这两种细胞内的Na+浓度不同,K+浓度也不同。实验证明蛙下肢的一条肌肉直接与该肌肉相连的神经接触,引起该肌肉收缩,其主要原因是。若取上述一段神经,用某种药物处理阻断了Na+通道,然后刺激该神经,其动作电位将。(3)将蛙坐骨神经纤维置于生理溶液中,测得其静息膜电位为-70mV。若在一定范围内增加溶液中的K+浓度,并测量膜电位变化。预测实验结果(以坐标曲线图形式表示实验结果)。答案答案(1)用1%H2SO4溶液刺激该蛙一侧后肢的趾尖,测定刺激感受器开始到出现屈腿的时间,有时间差,说明不是同时发生的兴奋在神经元上的传导需要时间兴奋通过突触的传递需要时间组成该反射弧的神经元级数比屈腿反射的多感受器受损(2)神经和肌肉是两种不同的组织,存在电位差无法产生(3)解析解析(1)要验证刺激感受器与产生屈腿不是同时,可测定刺激感受器(1%H2SO4溶液剌激该蛙一侧后肢的趾尖)到效应器出现反应(屈腿)的时间,有时间差说明不是同时发生。由于兴奋在神经纤维上的传导以电信号的形式,而兴奋在神经元间的传导通过突触的传递,传递速度相对较慢,兴奋在反射弧中的传递需要时间。因此,从刺激感受器与产生屈腿存在时间差。由上一个问题的分析可知,组成反射弧的神经元数量越多,兴奋传递所需要的时间越长。因此,根据“若某反射从刺激感受器到效应器出现反应的时间比屈腿反射的长”可推测该反射的反射弧的神经元级数比屈腿反射的多。提高H2SO4溶液的浓度,再恢复H2SO4溶液的浓度,不再出现屈腿现象,可推测感受器受损。(2)由“这两种细胞内的Na+浓度不同,K+浓度也不同”可知,神经组织和肌肉组织间存在电位差。用药物处理阻断了Na+通道,刺激该神经时,Na+通道无法打开,阻断了Na+内流,因此无法产生动作电位。(3)静息状态时,Na+通道关闭,K+通道打开,K+外流(导致膜外阳离子多),产生外正内负的膜电位。若在一定范围内增加溶液中的K+浓度,细胞内外的浓度差减小,K+外流减少,静息膜电位绝对值减少。实验结果如下图所示:
