两栖类中某些蛙的性别决定类型与人类相似。现把某种蛙的蝌蚪置于在20℃左右的条件下生长发育,其雌雄比例约为1:1。但如果把此蛙的蝌蚪放在30℃左右的条件下生长发育,不管它们原来具有何种性染色体,则全部发育成雄性。那么,较高的温度是改变了发育着的雌性蝌蚪的性染色体而使之改变性状,还是只改变了性别的表现型呢?请完成相关实验设计。
材料、用具:
一对双亲产生的适量的蛙受精卵、相同的饲料、显微镜、各种试剂等。
实验步骤:
(1)取一对双亲产生的足量的受精卵,随机分成两组,分别接受如下处理:
实验组 甲:_______________________________________________。
对照组 乙:_______________________________________________。
(2)在每个组中随机选取若干只成蛙编号(如1~20,要求样本足够大),分别从其体内选取具有__________能力的细胞进行处理,制成装片。
(3)在显微镜下观察 ________________________________并进行统计。
(4)预期的结果与分析:
A.____________________________________________________________。
B.___________________________________________________________。
(5)假如研究结果支持温度只改变了蛙的表现型这一结论,则30℃条件下发育成的雄蛙在其减数分裂产生配子的过程中,细胞中含有X染色体最多为________条;若其中含XX的雄蛙与正常条件下发育成的雌蛙交配,在20℃环境下发育的后代性别有_________种。
(6)基于上述结论,有人担忧温室效应加剧等的环境变化可能造成某些物种的灭绝。运用现代生物进化理论,说明造成某些物种灭绝的原因: 。
科学家发现过度肥胖往往造成血液中葡萄糖浓度过高,胰岛素浓度也偏高。出现这种生理缺陷的原因科学家认为有两种:第一,组织细胞对胰岛素的刺激反应不敏感。第二,胰岛细胞对血糖浓度变化反应不敏感。现以过度肥胖老鼠为实验对象,研究阿司匹林对矫正肥胖老鼠生理缺陷是否有作用,进行以下实验。材料用具:过度肥胖老鼠若干、阿司匹林药剂、生理盐水、适宜浓度的胰岛素溶液和葡萄糖溶液、注射器等。
实验一:探究阿司匹林能否矫正第一种原因引起的生理缺陷
实验步骤:
(1) ,随机均等分为两组,编号A,B。
(2)给A组老鼠注射一定剂量的阿司匹林药剂作为实验组,B组老鼠 为对照组,在相同且适宜条件下饲养3周。
(3)给A、B两组老鼠分别注射等量的适宜浓度的胰岛素溶液,在120分钟内测定老鼠血液中葡萄糖浓度,得到结果如右图。从结果分析得知,阿司匹林 。
实验二:探究阿司匹林能否矫正第二种原因引起的生理缺陷。
实验步骤:
(4)方法同实验一的步骤(1),编号C,D。
(5)C组为实验组,D组为对照组,方法同实验一的步骤(2)。
(6) 。
实验结果:C组老鼠的胰岛素浓度始终低于D组老鼠。
请在坐标中用曲线表示实验结果。
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:
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 |
某校两个生物兴趣小组的同学打算用车前草和酵母菌完成一些高中生物实验,有些问题需要你的帮助。
(1)甲组选用车前草作材料进行如下实验:
①取其叶片进行《观察植物细胞的质壁分离和复原》的实验时,取叶片的下表皮细胞(不含叶绿体),在盖玻片的一侧滴入含有伊红(植物细胞不吸收的红色染料)的0.3m/mL的庶糖溶液,则在显微镜下观察到原生质体内外的颜色分别是 。若将叶片的下表皮细胞依次浸于蒸馏水0.3g/mL蔗糖和0.7g/Mlkno3溶液中,观察其原生质体的体积随时间的变化,结果如图1所示,则A、B、C三条曲线中表示细胞在蒸馏水中和在0.7g/Mlkno3溶液中的依次是 。
②利用其完成《用显微镜观察多种多样的细胞》实验时,用10×的目镜和10×的物镜,在视野直径范围内看到一列相连的20个细胞,如果目镜不变,改用40×的物镜所看到的这列细胞的个数是 。(2)乙组选用酵母菌作材料进行如下实验:
①用附着于葡萄皮上的野生酵母菌制作果酒时,需要适时拧松瓶盖,但不能完全打开,其目的是 ,实际操作中发现随着发酵时间的推移拧松瓶盖间隔时间延长,其原因是 。
②用其进行《探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化》实验,设计三组实验,定期对三组培养液中的酵母进行计数,绘制图2,分析三组实验产生不同现象的原因可能是 不同。
③用其进行《酵母细胞的固定化技术》实验,绘制图3(注:酶活力为固定化酶催化化学反应的总效率,包括酶活性和酶的数量)。图示曲线表明浓度为 的海藻酸钠包埋效果最好,当海藻酸钠浓度较低时,酶海力较低原因是 。
某生物兴趣小组开展探究实验,课题是:“培养液中酵母菌种群数量与时间的变化关系”。
实验材料、用具:
菌种和无菌培养液、试管、血球计数板(2mm×2mm方格)、滴管、显微镜等。
酵母菌的显微计数方法:
①血球计数板:是带有微小方格刻度的玻璃片,用于在显微镜下对微生物的计数。
②将含有酵母菌的培养液滴在计数板上,计数一个小方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中酵母菌总数。连续观察7天,并记录每天的数值。
(1)根据所学知识,该课题的实验假设是:开始一段时间酵母菌呈“J”型增长,随着时间的推移,由于 ,酵母菌呈“S”型增长。
(2)本实验没有另设置对照实验,原因是 。为提高实验的准确性,实验时应进行 。
(3)在吸取培养液计数前,要轻轻振荡几次试管目的是 。如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当采取的措施是 。
(4)请你设计表格处理实验数据:
(5)在该实验的基础上,根据你对影响酵母菌种群生长的因素的推测,进一步确定一个探究实验的课题: 。
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_________________。
乙烯的一个主要功能是促进花的成熟衰老。实验证明,如果施用乙烯合成抑制剂或作用抑制剂(如1-MCP)可以明显延缓衰老,达到花卉保鲜功能。
(1)除乙烯外,还有 激素可加速衰老。
(2)某同学为了验证乙烯具有促进花的成熟衰老的作用,进行以下实验设计:取20朵康乃馨,随机分成两组,一组10朵不做任何处理,任其自然状态,作为对照;另一组10朵康乃馨用一定量的乙烯处理。两组放在温度相同的环境下一段时间。结果:实验组康乃馨没有对照组鲜艳。结论:乙烯具有促进花的成熟衰老的作用。
实验中有两处不够严密的地方,请你列举出来并加以改正。
① ;
② 。
(3)请设计实验探究1-MCP在康乃馨保鲜中的适宜处理浓度。
背景知识:①1-MCP使用上非常方便,在密闭空间中熏蒸植物可达到最好的保鲜效果;②1-MCP使用时溶于水或缓冲液中,即可释放出气体抑制乙烯的产生。
材料用具:新鲜康乃馨若干支,蒸馏水,1-MCP(片剂,每片适用0.3 m3),电子天秤,250 ml烧杯5只,大小适宜、容积相同的纸箱5只,封箱胶带,花瓶五只(含等量营养液)。
(3)主要步骤:
①估算纸箱中1-MCP的适宜使用量,计算实验用纸箱空间内适宜的1-MCP使用量。
②取纸箱五只,编号A、B、C、D、E,取生理状态基本相似的新鲜康乃馨若干并随机均分成五组,分别插入五只纸箱内的花瓶中。
③取五只烧杯,并向其中各加入200 ml蒸馏水,置于五只纸箱中;据①计算结果,依次向A~E五只纸箱内的烧杯中加入 。
④___________________________________________。
⑤一段时间后开箱,___________________________________。
(4)实验结果与结论:某纸箱中鲜花的新鲜度最好,则对应的药剂使用量为最适宜的使用量。
(5)如果希望继续探究1-MCP处理鲜花的适宜时间长度,请你提出简单的实验设计思路。_____________________________________
(10分)工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响,某学生设计了如下实验:
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在30 ℃水浴中恒温处理10 min(如图A)。
②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合,再次在30 ℃水浴中恒温处理10 min(如图B)。
③将步骤②处理后的混合物过滤,收集滤液,测果汁量(如图C)。
④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量如下:
温度/℃ |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
55 |
60 |
65 |
果汁量/mL |
8 |
13 |
15 |
25 |
15 |
12 |
11 |
10 |
根据上述实验,请分析回答下列问题:
(1)果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。
(2)实验结果表明,当温度为________时果汁量最多,此时果胶酶的活性________。当温度再升高时,果汁量降低,说明_____________________________。
(3)实验步骤①的目的是_____________________________________。
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 。
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:
下面是对鼠种的毛色及尾长性状遗传研究的几种情况,在实验中发现有些基因有纯合致死现象(在胚胎时期就使个体死亡)。请分析回答下列问题.
(1)甲种鼠的一个自然种群中,体色有黄色(Y)和灰色(y),尾巴有短尾(D)和长尾(d)。任意取雌雄两只黄色短尾鼠经多次交配,F1的表现型为黄色短尾:黄色长尾:灰色短尾:灰色长尾=4:2:2:1。则该自然种群中,黄色短尾鼠的基因型可能为 ;让上述F1代中的灰色短尾雌雄鼠自由交配,则F2代中灰色短尾鼠占
(2)乙种鼠的一个自然种群中,体色有三种:黄色、灰色、青色。其生化反应原理如下图所示。已知基因A控制酶1的合成,基因B控制酶2的合成,基因b控制酶3的合成(基因B能抑制基因b的表达)。纯合aa的个体由于缺乏酶1使黄色素在鼠体内积累过多而导致50%的个体死亡。分析可知:黄色鼠的基因型有_种;两只青色鼠交配,后代只有黄色和青色,且比例为1:6,则这两只青色鼠不同组合类型中相同亲本个体基因型一定是_ 。让多只基因型为AaBb的成鼠自由交配,则后代个体表现型比例为黄色:青色:灰色=
(3)丙种鼠的一个自然种群中,体色有褐色和黑色两种,是由一对等位基因控制。
①若要通过杂交实验探究褐色和黑色的显隐性关系,采取的最佳方法是:
②已知褐色为显性,若要通过一次杂交实验探究控制体色的基因在X染色体还是常染色体上,应该选择的杂交组合是
请结合所学知识回答下列有关生长素类似物的问题。
(1)为探究生长素类似物M促进某种植物扦插枝条生根的最适浓度,某生物科技小组结合图乙配制了如表甲所示浓度的生长素类似物M溶液。
组别 |
浓度(mol/L) |
A |
10-12 |
B |
10-9 |
C |
10-7 |
表甲
①当M溶液浓度大于10-10mol/L时,根据图乙说出M对根的生理作用:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②从M的作用曲线可以看出,其对植物生长调节作用的特点是________________________________________________________________________。
③为了准确测定M促进生根的最适浓度,应采取的改进措施是________________________________________________________________________。
(2)该小组又开展了“探究经40 ℃加热处理后NAA的活性变化”的课题研究。
实验材料:NAA溶液(常温放置)、可供扦插的枝条若干、40 ℃加热处理过的NAA溶液、内含完全培养液的培养瓶若干等。请完成以下实验设计,并回答相关问题:
①将生长状况相同的扦插枝条均分为三组,并作相应的处理。再取三只含完全培养液的培养瓶分别标记为甲、乙、丙。
②甲瓶中插入____________________________________________作为对照组,乙瓶中插入用NAA溶液(常温放置)浸泡过的扦插枝条,丙瓶中插入________________________。
③为提高实验的可信度,除培养条件相同外,还应注意________________相同。
④本实验用______________________________(写出一种即可)作为指标来确定40 ℃加热处理对NAA活性的影响。
⑤假设40 ℃加热处理对NAA活性有促进作用,请根据你所采用的指标预测最可能的结果:________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
为研究细胞分裂素的生理作用,研究者将菜豆幼苗制成的插条插入蒸馏水中(图1)。对插条的处理方法及结果见图2。
图1 图2
(1)细胞分裂素是一种植物激素,它是植物体的特定部产生,再被运输到作用部位,对生长发育起____ ____作用的_______ ___有机物。
(2)制备插条时除去根系和幼芽的主要目的是______ __ ____。
(3)从图2中可知,对插条进行的实验处理包括
和_________ ___________________________________。
(4)在实验Ⅰ中,对A叶进行实验处理,导致B叶___ ____。该实验的对照处理是___________________________________________________。
(5)实验Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的结果表明,B叶的生长与A叶的关系是:
______________________________________________。
(6)研究者推测“细胞分裂素能够引起营养物质向细胞分裂素所在部分运输”。为证明此推测,用图1所示插条去除B叶后进行实验,实验组应选择的操作最少包括____________(填选项前的符号)。
a.用细胞分裂素溶液涂抹A1叶 b.用细胞分裂素溶液涂抹A2叶
c.用14C-淀粉溶液涂抹A1叶 d.用14C-淀粉溶液涂抹A2叶
e.用14C-氨基酸溶液涂抹A2叶 f.用14C-细胞分裂素溶液涂抹A2叶
g.检测A1叶的放射性强度
O4对唾液淀粉酶活性的影响,某同学进行了实验,实验步骤和结果见下表。请回答问题。
试管编号 实验步骤 |
1 |
2 |
3 |
4 |
1% NaCl溶液/mL |
1 |
|
|
|
1% CuSO4溶液/mL |
|
1 |
|
|
1% Na2SO4溶液/mL |
|
|
1 |
|
蒸馏水/mL |
|
|
|
1 |
pH 6.8缓冲液/mL |
1 |
1 |
1 |
1 |
1%淀粉溶液/mL |
1 |
1 |
1 |
1 |
唾液淀粉酶溶液/mL |
1 |
1 |
1 |
1 |
各试管放入37 ℃恒温水浴保温适宜时间 |
||||
取出试管,加入1 %碘溶液0.1 mL |
||||
观察结果 |
无色 |
深蓝色 |
浅蓝色 |
(1)实验中加入缓冲液的作用是_____________________。
(2)分析实验结果可知:对酶活性有影响的离子是____________,其中对酶活性有抑制作用的离子是______,对酶活性有促进作用的离子是________。
(3)该实验中设置4号试管的目的是__________________;
设置3号试管的目的是_______________________________。
(4)上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测,1~4号试管中的颜色依次是________、__________、______、______。根据上述实验结果,在操作过程中,保温之前不能加入斐林试剂,其原因是________________________。