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高考生物科學探究系列5 實驗方案的評價與修正(學案)

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高考生物科學探究系列5 實驗方案的評價與修正(學案)

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高考生物科學探究系列
5 實驗方案的評價與修正
[方法提煉]
“五看法”解決評價實驗設計題
[演練提升]
1.(2022·山東威海模擬)傘藻是一種能夠進行光合作用的大型單細胞藻類,體長可達10厘米,主要由基部含有細胞核的假根、中間的傘柄以及頂端的傘帽組成。
(1)傘藻和發菜均能進行光合作用。兩者光合作用的場所________(填“相同”或“不同”)。從細胞結構上看,兩者的最根本區別是________________。
(2)為研究細胞核的功能,科學家利用傘藻作為實驗材料設計了傘藻的嫁接實驗(實驗一)和核移植實驗(實驗二)。實驗過程及結果如下圖所示:
小明在學習這兩個實驗時認為,根據實驗一的操作和結果即可得出“傘帽形態是由細胞核控制”的結論,沒有必要再進行實驗二。小明對實驗的
評價并不科學,理由是______________________________。
(3)某生物興趣小組模擬實驗一,發現嫁接后甲乙兩種傘藻均長出了界于傘形帽和菊花形帽的中間類型的傘帽。推測可能是由于__________中存在某些影響傘帽形態表現的物質。科學家用化學手段提取出了這些物質,發現這些物質是由RNA、結構蛋白和某些酶組成,將這些物質徹底水解后應得到的產物有________________________。
(4)傘藻的細胞核之所以能夠控制傘帽形態是因為細胞核中有DNA。多糖和DNA均是由許多單體組成的多聚體,DNA是遺傳信息的載體,而多糖卻不是,試從組成二者單體種類的角度分析其原因是______________________。
解析:(1)傘藻屬于真核生物,發菜屬于原核生物。傘藻和發菜均能進行光合作用,兩者光合作用的場所不同,傘藻光合作用的場所為葉綠體,而發菜無葉綠體。從細胞結構上看,兩者的最根本區別是有無以核膜為界限的細胞核。(2)小明認為根據實驗一(傘藻的嫁接實驗)的操作和結果即可得出“傘帽形態是由細胞核控制”的結論,沒有必要再進行實驗二(核移植實驗)。小明對實驗的評價并不科學,因為嫁接實驗時交換嫁接的是假根,假根中既有細胞核又有細胞質,不能得出傘帽形態是由細胞核控制的結論。而實驗二細胞核移植實驗中直接移植了細胞核,才能得出傘帽形態是由細胞核控制的結論。(3)嫁接后的傘藻由原傘藻的假根和另一種傘藻的傘柄組成,嫁接后甲乙兩種傘藻均長出了界于傘形帽和菊花形帽的中間類型的傘帽。推測可能是由于嫁接傘柄(細胞質)中存在某些影響傘帽形態表現的物質。絕大多數酶為蛋白質,少數酶為RNA,蛋白質徹底水解的產物為氨基酸,RNA徹底水解的產物為核糖、磷酸和含氮堿基(A、C、G、U),故這些物質徹底水解后應得到的產物有氨基酸、核糖、磷酸、堿基。(4)由于DNA的基本單位是脫氧核苷酸,4種脫氧核苷酸在數量、排列順序上千差萬別,從而能夠承擔起攜帶遺傳信息的功能。而構成多糖的基本單位是葡萄糖,無論多糖由多少個葡萄糖構成,葡萄糖的排列順序不變,所以DNA是遺傳信息的載體,而多糖卻不是。
答案:(1)不同 有無以核膜為界限的細胞核 (2)嫁接實驗時交換嫁接的是假根,假根中既有細胞核又有細胞質,不能得出傘帽形態是由細胞核控制的結論。而細胞核移植實驗中直接移植了細胞核,因此,能得出傘帽形態是由細胞核控制的結論 (3)嫁接傘柄(細胞質) 氨基酸、核糖、磷酸、堿基 (4)DNA的基本單位是脫氧核苷酸,4種脫氧核苷酸在數量、排列順序上千差萬別,從而能夠承擔起攜帶遺傳信息的功能。構成多糖的基本單位是葡萄糖,無論多少葡萄糖構成多糖,它的順序沒有什么改變
2.(2022·河南模擬)科學家為了探究細胞衰老的影響因素,進行了如下實驗。
實驗Ⅰ:在相同的條件下,體外分別培養胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細胞,結果如表所示。
細胞來源 胎兒 中年人 老年人
增殖代數 50 20 2~4
實驗Ⅱ:分別將鼠、雞、人和龜的體細胞在體外培養,結果如圖所示。
實驗Ⅲ:將老年雄鼠體細胞和年輕雌鼠體細胞混合培養,當老年雄鼠體細胞停止分裂時,年輕雌鼠體細胞依然分裂旺盛。
實驗Ⅳ:將年輕人體細胞去核后與老年人的完整細胞融合;另將老年人體細胞去核后與年輕人的完整細胞融合,分別在體外培養,結果前者不分裂,后者分裂旺盛。
分析以上實驗,回答下列問題:
(1)實驗Ⅲ的設計存在不嚴謹的地方,應怎樣改進?_________________。
(2)按照(1)中所述對實驗設計進行了修改,請填寫實驗結論:
實驗Ⅰ:細胞分裂能力隨著生物體年齡的增大而減弱;
實驗Ⅱ:_____________________________________;
實驗Ⅲ:體外培養的細胞的衰老速度與供體年齡和性別有關;
實驗Ⅳ:___________________________________________。
(3)根據以上實驗結果,影響細胞衰老的內在因素有哪些?____________________________________________。
解析:(1)實驗設計應該遵循對照性原則,實驗Ⅲ因缺乏對照組而不夠嚴謹,改進措施:應該增加兩個對照組,應該設置兩組實驗,第一組:同年齡的雄鼠體細胞和雌鼠體細胞在相同條件下培養,探究性別對細胞分裂能力的影響。第二組:同性別的老年個體體細胞和年輕個體體細胞在相同條件下培養,探究在同一條件下供體年齡對細胞分裂能力的影響。(2)實驗Ⅱ顯示,細胞分裂次數與具體物種的特異性有關——一般來講,壽命越長的物種,體細胞分裂的最高次數越高。實驗Ⅳ表明,細胞核與細胞衰老密切相關,細胞核是決定細胞衰老的重要因素。(3)分析題中實驗可知影響細胞衰老的因素有生物物種、年齡、性別及細胞核的變化等。
答案:(1)應該設置兩組實驗,第一組:同年齡的雄鼠體細胞和雌鼠體細胞在相同條件下培養,探究性別對細胞分裂能力的影響;第二組:同性別的老年個體體細胞和年輕個體體細胞在相同條件下培養,探究在同一條件下供體年齡對細胞分裂能力的影響 (2)細胞分裂次數與具體物種的特異性有關,一般來講,壽命越長的物種,體細胞分裂的最高次數越高 細胞核是決定細胞衰老的重要因素 (3)生物的物種、年齡、性別、細胞核的變化等
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)
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