(每空2分,共8分)如图是测量种子萌发时呼吸作用的密闭系统,U形毛细玻璃管(带刻度)作为检压计。锥形瓶内放一盛有20%KOH溶液的小烧杯,锥形瓶中放的种子事先用水浸泡过并在稀释的消毒剂中清洗过(不影响种子生命力),加入适量蒸馏水,打开三通活塞(T),待U形管两侧液柱平衡后关闭T。开始计时,并放置到20℃恒温的环境中。每隔半小时利用标尺量出X管内的液面高度变化,实验结果记录于下表。回答下列问题:
(1)管X中液面是怎样移动的? 。
(2)解释0—3.5小时内气体体积变化的原因: 。估计3.5—4小时内种子的呼吸作用方式为 。
(3)此实验的实验目的是 。
早在1926年,科学家就观察到,当水稻感染了赤霉菌后,会出现植株疯长的现象。据研究,赤霉素(GA3)促进茎的伸长主要与细胞壁的伸展性有关。细胞壁里的Ca2+有降低细胞壁伸展性的作用,有人用赤霉素消除细胞壁中Ca2+的作用来解释赤霉素促进细胞延长的原因。据报道,用CaCl2处理莴苣下胚轴,生长变慢;当加入GA3(50 μmol)后,生长迅速增快,如下图所示。请回答:
(1)植物体内赤霉素的合成部位主要是 ________ 。用一定浓度的赤霉素多次喷洒水稻植株后,引起其生长速度过快,将导致稻谷产量________。
(2)赤霉素有促进细胞分裂的作用。用适宜浓度的赤霉素处理植物芽尖细胞,其细胞周期的________期明显变短,此时期分子水平上所发生的变化主要是________和________。
(3)请完成以下实验步骤,证明Ca2+抑制植物生长,而赤霉素通过消除细胞壁中Ca2+而促进植物生长。
实验材料:一定浓度的CaCl2溶液和赤霉素溶液、生长状况相同的植物若干、蒸馏水。
实验步骤:①取生长状况相同的植物若干,均分为甲、乙两组。
②____________________________________________________________。
③培养一段时间后,观察两组植物的生长状况。
④_____________________________________________________________。
⑤继续培养一段时间后,观察两组植物的生长状况。
实验结果:甲组植物________________,乙组植物正常生长。
分析有关科学探究的资料,回答下列问题:
研究发现,多种入侵植物的种子有光条件下的发芽率显著高于无光对照。紫茎泽兰是外来入侵物种,作为入侵的第一步,发芽应该与其强入侵力有关。科学家希望通过实验,探讨紫荆泽兰种子的光萌发机制是否和其他入侵植物相同,并且研究光照、温度如何共同影响紫茎泽兰种子的萌发。
实验材料及器材:紫茎泽兰种子(千粒重48mg);培养皿
实验步骤:
1、在培养皿内垫2层吸附足够量水的滤纸,每个培养皿内装入40粒种子。
2、控制不同组别培养皿的光照处理为:
A组:黑暗;B组:铝箔纸覆盖(可见光范围内,铝箔纸覆盖的透光率为0.23%);C组:全光照
3、上述A、B、C三组培养皿中种子的处理方式为:
1-3号培养皿为25℃;4-6号培养皿为5℃;7-9号培养皿为-20℃。
例如A1、A2、A3: 25℃; A4、A5、A6:5℃;A7、A8、A9:-20℃。
4、以子叶展开为正常发芽标准,对种子发芽进行统计,当连续3天无新发芽种子出现,即视为发芽过程结束。
1.根据实验背景和实验目的,提出本实验的假设 。
2.A组中每一个温度条件下都设置3个培养皿的目的是 。
实验结果:
记录各培养皿内种子的发芽数为:
培养皿号 |
发芽数(粒) |
培养皿号 |
发芽数(粒) |
培养皿号 |
发芽数(粒) |
A1 |
11 |
A2 |
12 |
A3 |
13 |
A4 |
11 |
A5 |
11 |
A6 |
14 |
A7 |
0 |
A8 |
0 |
A9 |
0 |
B1 |
24 |
B2 |
25 |
B3 |
23 |
B4 |
23 |
B5 |
24 |
B6 |
24 |
B7 |
0 |
B8 |
0 |
B9 |
0 |
C1 |
25 |
C2 |
24 |
C3 |
25 |
C4 |
25 |
C5 |
24 |
C6 |
24 |
C7 |
0 |
C8 |
0 |
C9 |
0 |
3.将以上实验结果进行统计处理,并用柱形图直观表示各种处理方式对种子发芽率的影响。
4.分析以上实验结果,得出实验结论: 。
5.就本实验研究结果,提出有效控制紫茎泽兰种子萌发从而防治其入侵的方法: 。
6.关于紫荆泽兰种子的萌发,该实验研究并未结束,请你提出可以进一步研究的课题:
植物叶片气孔的开放程度对其光合作用强度有较大的影响。为了探究影响气孔开闭的因素,研究人员先后进行了如下相关研究。请分析回答相关问题:
I.利用相同的蚕豆叶片,按如下四个装置图进行预实验:
4小时后,取4组蚕豆叶片,撕取下表皮制作临时装片,显微观察每组叶片的气孔开闭情况,结果记录如下表:
(1)该预实验的目的是_________________。
(2)请根据上表数据,在答题卡的坐标图中用柱形图表示Na+和K+对气孔开闭影响的实验结果
(3)为进一步探究Na+和Ca2+对豌豆叶片气孔开放的复合影响,请补充设计思路。
①在预实验的基础上,再取三个烧杯编号,分别加入pH为7的100ml CaCl2溶液、______________和蒸馏水。
②取相同的蚕豆叶片,分别置于上述三个烧杯中。
③将烧杯置于适宜光照条件下照射4h。
④从上述三组叶片上撕取下表皮若干,制作临时装片,观察、记录并统计实验结果。
Ⅱ.研究人员进一步研究了不同土壤含水量条件下番茄叶片的气孔导度(气孔开放程度)和胞间CO2浓度。结果如下图。
(1)随着土壤含水量降低,气孔导度降低,胞间O02并未因光合作用消耗而降低,反而逐渐升高,对此有两种不同观点:观点一认为光合产物的输出变慢,导致细胞内光合产物积累,阻碍了CO2吸收利用;观点二认为水分亏缺导致叶绿体片层结构破坏,从而直接影响光合作用的__________反应,而且不能恢复。
(2)为验证上述观点,将培养在土壤_________(填“高” 或“低”)含水量条件下的番茄幼苗分为两组,实验组番茄幼苗进行 ___________处理,对照组保持原有状态。若实验组番茄幼苗光合速率______________,则观点二成立。
Ⅲ.研究发现,植物的气孔一般长约7-30μm,宽约1一6μm,空气中的悬浮颗粒物大小为1一90μm不等。据此分析,雾霾天气对植物的光合作用的影响是_________________。
为了比较甲、乙、丙三种微生物所产生的淀粉酶的活性,某生物兴趣小组以三种微生物提取液(提取液中淀粉酶浓度相同)为材料进行了如下实验。
(1)表中A的数值为_______,F的颜色深浅程度为_______(用“+”或“-”表示)。
(2)该实验的自变量是___________________,无关变量有___________________(写出两种即可)。
(3)根据上述结果得出的结论是:不同来源的淀粉酶,虽然酶的浓度相同,但活性不同。造成实验中三种酶活性差异的根本原因是________________。
下图为一项实验装置,用以测定种子萌发时密闭容器中气体容积的变化。每隔一段时间,即调节X管与Y管内的液面至同一水平,并通过Y管上刻度尺量出气体容积。容积变化与时间之间关系如图所示。
(1)每次测量气体容积前要调整X、Y管的液面至____________________,从而确保
(2)在6h内气体容积变化的主要原因________________________________________
__________________________________ ____。
(3)在种子始终保持活力的情况下,曲线在10小时以后仍保持稳定,原因是
________________________________________________________________________
(4)有人认为该实验不足以证明气体量的变化就是由萌发种子引起的,原因是该实验缺少 ,请你对该实验进行改进,改进的具体方法是 ________________________ 。改进后的实验如果由于温度的变化引起气体膨胀,则可能造成X、Y管中的液面__________________
(5)如果采用带叶的幼苗来代替萌发的种子做上述实验,要对试管进行的处理是____________________,其目的是 _____。
红薯和土豆都富含淀粉,但红薯吃起来比土豆甜。为探究其原因,某兴趣小组在温度不同、其他条件相同的情况下对处于休眠期的红薯块根与土豆块茎处理30 min后测定还原糖的含量。结果如图:
(1)由图中曲线可知,60℃时红薯还原糖含量最高,原因是 。
(2)与红薯相比土豆不含还原糖的可能原因是 。
(3)为了确定土豆中不含还原糖的原因,请完成以下实验:
实验原理:
①淀粉能被淀粉酶水解为还原糖;
② 。
备选材料与用具:
去掉淀粉和还原糖的红薯提取液,去掉淀粉的土豆提取液,双缩脲试剂A液,双缩脲试剂B液,斐林试剂A液,斐林试剂B液,苏丹Ⅲ染液,质量分数为3%的淀粉溶液,质量分数为3%的蔗糖溶液等。
实验步骤:
第一步:取A.B两支试管,在A试管中加入去掉淀粉的土豆提取液2 mL,B试管中加入去掉淀粉和还原糖的红薯提取液2 mL。_______________水浴保温5 min。
第二步:向A.B两支试管中各加入等量的水浴加温至60℃的___ __溶液。水浴保温5 min。
第三步:将_____________后,向A.B试管内各加入2 mL。然后,____________________。
实验结果:最可能是 。
某研究性学习小组利用荧光素—荧光素酶生物发光法,测定人参愈伤组织中ATP的含量,以研究人参细胞能量代谢的特点。
实验原理:荧光素在荧光素酶、ATP等物质参与下,进行反应发出荧光;用分光光度计可测定发光强度;当荧光素和荧光素酶都足量时,在一定范围内,ATP的含量与发光强度成正相关。
实验步骤:
一、ATP的提取:称取一定量的人参愈伤组织,研磨后沸水浴10min,冷却至室温,离心,取上清液。
二、ATP的测定:吸取一定量的上清液,放入分光光度计反应室内,并注入适量的所需物质,在有氧等适宜条件下进行反应,记录发光强度并计算ATP含量。
请回答:
(1)步骤一中的沸水浴处理,使酶的 被破坏而失活。
(2)步骤二注入的物质中,属于反应物的是 。分光光度计反应室内能量的转换形式是 _。
(3)荧光素酶价格昂贵,为能准确测定出ATP的含量,又能节
省酶的用量,学习小组探究了“测定ATP时所需荧光素酶溶
液的最佳浓度”,实验结果如图。
①学习小组配制了1×10-8mol/L ATP标准液、 和70mg/L的荧光素溶液(过量)溶液进行实验。
②结果表明:
图中 _点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。
图中e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同,但发光强度相同,这是因为 。
(4)ATP测定对食品卫生监控有重要意义。食品卫生检验人员利用上述生物发光法测定某熟食品样品中细菌的ATP总含量,测算出了细菌的数量,从而判断食品污染程度。做出上述判断的理由是:每个细菌细胞中ATP的含量 。
(5)下列生理过程中,不消耗ATP的一组是( )
A.蛋白质的合成和加工 | B.染色体的复制和运动 |
C.胰岛素的分泌 | D.质壁分离和复原 |
科学家为了探究细胞衰老的影响因素,进行了如下实验。
实验Ⅰ:在相同的条件下,体外分别培养胎儿、中年人和老年人的肺成纤维细胞,结果见下表:
细胞来源 |
胎儿 |
中年人 |
老年人 |
增殖代数 |
50 |
20 |
2~4 |
实验Ⅱ:分别将老鼠、鸡、人和龟的体细胞在体外培养,结果见下图:
实验Ⅲ:将老年男性体细胞和年轻女性体细胞混合培养,当老年男性细胞停止分裂时,年轻女性细胞依然分裂旺盛。
实验Ⅳ:将年轻人体细胞去核后与老年人细胞完整融合;另将老年人体细胞去核后与年轻人的完整细胞融合,分别在体外培养,结果前者不分裂,后者分裂旺盛。
分析以上实验,回答下列问题:
(1)每个实验可以得出怎样的结论?
实验Ⅰ:_____________________________________________________________________。
实验Ⅱ:_____________________________________________________________________。
实验Ⅲ:_____________________________________________________________________。
实验Ⅳ:_____________________________________________________________________。
(2)影响细胞衰老的内在因素有哪些?
(3)实验Ⅲ的设计是否严密?应怎样改进?
蛋白质的空间结构遭到破坏,其生物活性就会丧失,这称为蛋白质的变性。高温、强碱、强酸、重金属等都会使蛋白质变性。现利用提供的材料用具,请你设计实验,探究乙醇能否使蛋白质变性。材料用具:质量分数为3%的可溶性淀粉溶液、质量分数为2%的新鲜淀粉酶溶液、蒸馏水、质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.05g/mL的CuSO4溶液、无水乙醇、烧杯、试管、量筒、滴管、温度计、酒精灯。
(1)实验步骤
①取两支试管,编号A、B,向A、B两试管中各加入1mL新鲜的淀粉酶溶液,然后向A试管加 ,向B试管加5滴无水乙醇,混匀后向A、B两试管再加2mL可溶性淀粉溶液;
②将两支试管摇匀后,同时放入适宜的温水中维持5min;
③配制斐林试剂: ;
④从温水中取出A、B试管,各加入1mL斐林试剂摇匀,放入盛有50—65℃温水的大烧杯中约2min,观察试管中出现的颜色变化。
(2)实验结果预测及结论
① ,说明乙醇能使淀粉酶(蛋白质)变性;
② ,说明乙醇不能使淀粉酶(蛋白质)变性。
(3)该实验的自变量是 ,对照组是 。
某生物学家用蜻蜓、蟾蜍、盗虻和黄蜂做实验:
a.用线吊一只蜻蜓逗引蟾蜍吃掉蜻蜓。
b.用盗虻(身体上有黄蜂样的色斑)代替a中的蜻蜓作实验,盗虻也被吃掉。
c.用黄蜂代替a中的蜻蜓,黄蜂刺了蟾蜍一下而逃生。
d.再用黄蜂、盗虻逗引蟾蜍,蟾蜍都不吃,但用蜻蜓逗引,蜻蜓被吃掉。
请根据上述实验回答下列问题:
(1)实验d中,蟾蜍不吃黄蜂,是因为蟾蜍对黄蜂的_______形成了________反射。
(2)实验d中,蟾蜍不吃盗虻,是由于盗虻具有__________的缘故。
(3)黄蜂和盗虻的色斑是蟾蜍免遭刺伤的______,对于它们自身来说在生物学上分别称为__________和__________。
(4)如果在一个自然生态系统中,从来没有过黄蜂的分布,将盗虻引入这个生态系统将会出现___________________。
(5)上述实验中,盗虻色斑的形成是_______的结果。以上实验证明:具有________的生物更适应环境。
低温迫使植物细胞产生大量对细胞有害的过氧化产物,如脂质过氧化产物(MDA)。超氧化物歧化酶(SOD)能够清除过氧化产物,从而增强植物的抗冷性。研究人员进行了“水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响”实验,结果如下表。请回答:
组别 |
处理+培养温度 |
SOD活性 (U/g·min) |
MDA(umovg) |
1 |
25 ℃的蒸馏水 浇灌+25 ℃ |
7.3 |
29.4 |
2 |
①________ |
9.4 |
34.3 |
3 |
5 ℃的0.5 mmol/L 水杨酸浇灌+5 ℃ |
10.3 |
33.8 |
4 |
5 ℃的1.0 mmol/L 水杨酸浇灌+5 ℃ |
11.6 |
33.0 |
5 |
5 ℃的1.5 mmol/L 水杨酸浇灌+5 ℃ |
13.6 |
31.5 |
6 |
5 ℃的2.0 mmol/L 水杨酸浇灌+5 ℃ |
8.5 |
34.8 |
7 |
②________ 水杨酸浇灌+5 ℃ |
7.9 |
35.4 |
8 |
5 ℃的3.0 mmol/L 水杨酸浇灌+5 ℃ |
6.5 |
35.7 |
(1)低温迫使植物产生大量MDA,这些MDA会破坏细胞的脂质,由此可知低温伤害的细胞结构主要是________________________。
(2)表中①是____________,②是____________。
(3)实验中挑选的种子要用70%酒精进行表面消毒并用无菌水冲洗几次,目的是____________。在水稻种子萌发过程中含量迅速下降的激素是________。
(4)本实验需要控制的无关变量有______________。(至少写2点)
(5)请根据5 ℃条件下实验结果画出SOD活性与水杨酸浓度关系的坐标曲线图。
(6)本实验可以得出的结论是①__________________;
②水杨酸对水稻幼苗抗冷性的影响存在“两重性”的效应。
阅读下列内容,回答有关问题:
(1)实验目的:
①验证种子萌发、幼苗生长与生长素有关。
②确定某种植物的种子萌发、幼苗生长的最适生长素浓度范围。
(2)材料用具:
萝卜、水稻、油菜等种子若干;试管、移液管、培养皿、滤纸、生长素溶液(浓度分别为100 mg/L、10 mg/L、1mg/L、0.1 mg/L、0.01 mg/L)。
(3)实验步骤:
①取5支试管,编号。在1~5号试管中,分别加入5 mL不同浓度的生长素溶液。
②在5支试管中各放入2粒某植物种子,浸泡24小时。
③取5个培养皿编号(1~5号),每个培养皿内事先都垫上用蒸馏水浸湿的滤纸,将从1~5号试管中取出的种子分别放入与之对应的1~5号培养皿中,在湿滤纸上均匀摆放。盖上培养皿盖(假设氧气充足)。
(4)观察与收集数据。
(5)分析与讨论:
问题1:本实验步骤中,有三处不够严谨,请指出并改正:
①__________________________________________;
②___________________________________________;
③____________________________________________。
问题2:为使实验结果真实和具有普遍性,需要__________________________________________。
问题3:若你是该实验小组的成员,负责观察和收集数据,请你按实验目的的要求,设计一张记录表格。
已知大麦在萌芽过程中可以产生α-淀粉酶,用GA(赤霉素)溶液处理大麦可使其不用发芽就产生α-淀粉酶。为验证这一结论,某同学做了如下实验:
试管号 |
GA溶液 |
缓冲液 |
水 |
半粒种子10个 |
实验步骤 |
实验结果 |
|
步骤1 |
步骤2 |
||||||
1 |
0 |
1 |
1 |
带胚 |
25℃保温24h后去除种子,在各试管中分别加入1mL淀粉液 |
25℃保温10min后各试管中分别加入1mL碘液,混匀后观察溶液颜色深浅 |
++ |
2 |
0 |
1 |
1 |
去胚 |
++++ |
||
3 |
0.2 |
1 |
① |
去胚 |
++ |
||
4 |
0.4 |
1 |
0.6 |
去胚 |
+ |
||
5 |
0.4 |
1 |
0.6 |
去除糊粉层的种子 |
② |
注:实验结果中“+”越多表示颜色越深。表中液体量的单位均为mL。
回答下列问题:
(1)请完成表格中的① ,表格中的② 。
(2)综合分析试管1和2的实验结果,可以判断反应后试管1溶液中的淀粉量比试管2中的_______,这两支试管中淀粉量不同的原因是__ 。
(3)综合分析试管2、3和5的实验结果,说明在该实验中GA的作用是_ ___
(4)综合分析试管2、3和4的实验结果,说明___________ ___________。
(5)推测糊粉层细胞和α淀粉酶的关系可能是________,糊粉层细胞和赤霉素的关系可能是________。
我们大都认为长生不老只是人类的一种美好愿望,但一种简单的注射剂让长生不老的希望离我们更近了一步。这项研究主要集中在线粒体上。2007年发表在《新科学家》杂志上的一份报告显示,研究表明,线粒体的退化是导致衰老的一个重要因素。线粒体的一个特点就是它们有自己的DNA,即线粒体DNA。线粒体DNA的缺陷是引发一系列罕见遗传的“罪魁祸首”,包括一些糖尿病、Leber遗传性视神经病和心脏病。它们还与衰老有关,研究表明,修复这些缺陷能延缓衰老。刊登在《柳叶刀》医学杂志上的一项新试验中,将基因注入大脑可明显缓解帕金森氏症的症状,震颤和硬化症状减少多达65%,没有任何有害影响。
请回答:
(1)材料中所示“一种简单的注射剂”是指 。
(2)Leber遗传性视神经病是mtDNA1177位点的G-A突变造成的,患者常伴有继发性色觉障碍,多为全色盲,次为红绿色盲和色弱。图甲、乙、丙分别为三个色盲家系谱,其中属Leber遗传性视神经病系谱的是
(3)给衰老提出一种可能的解释。
(4)帕金森氏症患者体内的神经末梢中,“多巴胺”缺乏;“多巴”是缓解该病的有效药物。现在已知,“多巴”在人体内可以转化成“多巴胺”,而一种名为“利血平”的药物可耗尽神经末梢内的多巴胺。试设计实验用来验证多巴胺缺乏是引起运动时不自主地震颤的原因。
实验步骤:
①把生长发育状况相同的健康小鼠分为数量相等的甲、乙两组。
②……
实验结果: