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新人教高中生物實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題講座5
實(shí)驗(yàn)分析與評(píng)價(jià)
[技能必備]
“五看法”評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
[技能展示]
1.(2019·安徽五校質(zhì)檢)科學(xué)家以綠色向日葵下胚軸為材料對(duì)植物向光性進(jìn)行研究(用單側(cè)光照射)，結(jié)果如表。
生長(zhǎng)素百分比 黃質(zhì)醛百分比 彎曲的角度
向光側(cè) 背光側(cè) 向光側(cè) 背光側(cè)
照射前 50.1 49.9 49.9 50 直立生長(zhǎng)
照射后 50 50 65.5 35.5 彎向光源15.1°
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)從表中數(shù)據(jù)可以推測(cè)，黃質(zhì)醛對(duì)向日葵的生長(zhǎng)具有________作用。
(2)有人對(duì)黃質(zhì)醛的分布提出了以下3種假設(shè)。假設(shè)1：黃質(zhì)醛由背光側(cè)向向光側(cè)發(fā)生了橫向運(yùn)輸；假設(shè)2：光照可以促進(jìn)向光側(cè)的黃質(zhì)醛的合成；假設(shè)3：背光使背光側(cè)的黃質(zhì)醛部分分解。現(xiàn)提供向日葵下胚軸、云母片、瓊脂塊、單側(cè)光源。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷哪種假設(shè)是正確的。
設(shè)計(jì)方案：第一組放在黑暗環(huán)境下，向日葵下胚軸中間用云母片隔開(kāi)，下面放了A、B兩個(gè)瓊脂塊。第二組放在單側(cè)光照條件下，向日葵下胚軸中間用云母片隔開(kāi)，下面放了A′、B′兩個(gè)瓊脂塊。
①若____________________，則說(shuō)明假設(shè)2是正確的。
②若____________________，則說(shuō)明假設(shè)3是正確的。
③但是這兩組實(shí)驗(yàn)都無(wú)法說(shuō)明假設(shè)1是否正確。請(qǐng)?jiān)诜娇蛑醒a(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn)組(用圖示表示)來(lái)驗(yàn)證假設(shè)1是正確的，并描述預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
答案　(1)抑制　(2)①A′的黃質(zhì)醛濃度大于A的黃質(zhì)醛濃度；B′的黃質(zhì)醛濃度等于B的黃質(zhì)醛濃度　②B的黃質(zhì)醛濃度大于B′的黃質(zhì)醛濃度；A′的黃質(zhì)醛濃度等于A的黃質(zhì)醛濃度
③
a的黃質(zhì)醛濃度大于A′的黃質(zhì)醛濃度；b的黃質(zhì)醛濃度小于B′的黃質(zhì)醛濃度；a＋b的黃質(zhì)醛濃度等于A′＋B′的黃質(zhì)醛濃度
解析　(1)根據(jù)題意可知，用單側(cè)光照射后，向日葵下胚軸向光側(cè)的黃質(zhì)醛含量增加，背光側(cè)的黃質(zhì)醛含量減少，向日葵下胚軸表現(xiàn)為彎向光源生長(zhǎng)，說(shuō)明黃質(zhì)醛對(duì)向日葵下胚軸的生長(zhǎng)具有抑制作用。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析，第一組在黑暗條件下，可作為對(duì)照組，第二組在左側(cè)有單側(cè)光，可作為實(shí)驗(yàn)組，兩組的云母片會(huì)阻擋黃質(zhì)醛的橫向運(yùn)輸。①若A′的黃質(zhì)醛濃度大于A的黃質(zhì)醛濃度；B′的黃質(zhì)醛濃度等于B的黃質(zhì)醛濃度，則說(shuō)明光照可以促進(jìn)向光側(cè)黃質(zhì)醛的合成，即假設(shè)2是正確的。②若B的黃質(zhì)醛濃度大于B′的黃質(zhì)醛濃度；A′的黃質(zhì)醛濃度等于A的黃質(zhì)醛濃度，則說(shuō)明背光使背光側(cè)的黃質(zhì)醛部分分解，即假設(shè)3是正確的。③詳情見(jiàn)答案。
2.(2021·湖北八校聯(lián)考)請(qǐng)根據(jù)下面有關(guān)生長(zhǎng)素的實(shí)驗(yàn)研究，回答相關(guān)問(wèn)題：
(1)從某植物長(zhǎng)勢(shì)一致的黃化苗上切取等長(zhǎng)幼莖段(無(wú)葉和側(cè)芽)，自莖段頂端向下對(duì)稱縱切至約3/4處。將切開(kāi)的莖段浸沒(méi)在蒸餾水中。一段時(shí)間后，觀察到半邊莖向外彎曲生長(zhǎng)，如圖所示。若上述黃化苗莖段中的生長(zhǎng)素濃度是促進(jìn)生長(zhǎng)的，放入水中后半邊莖內(nèi)、外兩側(cè)細(xì)胞中生長(zhǎng)素濃度都不會(huì)升高。請(qǐng)僅根據(jù)生長(zhǎng)素的作用特點(diǎn)分析半邊莖向外彎曲生長(zhǎng)這一現(xiàn)象，推測(cè)出現(xiàn)該現(xiàn)象的兩種可能原因。
原因1：由于______________________________________，所以內(nèi)側(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)較快。
原因2：內(nèi)外兩側(cè)細(xì)胞中的生長(zhǎng)素濃度相同，但________________________，該濃度的生長(zhǎng)素更有利于內(nèi)側(cè)細(xì)胞的生長(zhǎng)。
(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：取一段玉米胚芽鞘，切去頂端2 mm，使胚芽鞘不再產(chǎn)生生長(zhǎng)素，在上端放一塊有生長(zhǎng)素的瓊脂塊，下端放一塊不含生長(zhǎng)素的瓊脂塊(如圖1所示，胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝上)，過(guò)一段時(shí)間檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)下端的瓊脂塊逐漸有了生長(zhǎng)素(如圖2所示)，由此該同學(xué)得出“下端瓊脂塊上的生長(zhǎng)素來(lái)自上端的瓊脂塊；生長(zhǎng)素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端”的結(jié)論。
①這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是否嚴(yán)密？________，為什么？__________________________________
________________________________________________________________________。
②如果要驗(yàn)證“生長(zhǎng)素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端”的結(jié)論，請(qǐng)?jiān)谠瓕?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)要作圖對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)。
答案　(1)內(nèi)側(cè)細(xì)胞中的生長(zhǎng)素濃度比外側(cè)高　內(nèi)外側(cè)細(xì)胞對(duì)生長(zhǎng)素敏感性不同
(2)①不嚴(yán)密　缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn)(或沒(méi)有考慮將胚芽鞘倒過(guò)來(lái)放置時(shí)的情況)
②如下圖
解析　(1)從圖示的情形可推測(cè)半邊莖內(nèi)側(cè)細(xì)胞生長(zhǎng)比外側(cè)快，而造成這一結(jié)果的原因可能是：①內(nèi)側(cè)細(xì)胞中的生長(zhǎng)素比外側(cè)高，這可能與內(nèi)側(cè)細(xì)胞和外側(cè)細(xì)胞的吸水能力不同有關(guān)；②內(nèi)外兩側(cè)細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)素的濃度是相等的，但是內(nèi)外兩側(cè)細(xì)胞對(duì)生長(zhǎng)素的敏感程度不一致，該濃度的生長(zhǎng)素更有利于內(nèi)側(cè)細(xì)胞的生長(zhǎng)。
(2)①這個(gè)設(shè)計(jì)不嚴(yán)密，缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即將胚芽鞘倒置，其他處理相同。②如果增加一組胚芽鞘形態(tài)學(xué)上端朝下的實(shí)驗(yàn)就可以得出結(jié)論：生長(zhǎng)素在胚芽鞘內(nèi)只能由形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)叫螒B(tài)學(xué)下端。
3.(2021·廈門(mén)模擬)為研究桑葉提取液對(duì)糖尿病大鼠的降血糖效果，某研究小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
①實(shí)驗(yàn)材料和儀器：
隨機(jī)選健康大鼠30只、桑葉提取液、蒸餾水，血糖測(cè)定儀等。
②實(shí)驗(yàn)步驟：
a.隨機(jī)選取10只大鼠作為甲組，另外20只制備成實(shí)驗(yàn)性糖尿病的大鼠并隨機(jī)分成乙組和丙組。
b.________，并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。
c.丙組大鼠灌喂桑葉提取液2 mL/d，甲組和乙組大鼠灌喂等量蒸餾水，連續(xù)灌喂4周。期間各組大鼠均飼喂普通飼料，自由飲食。
d.4周后，測(cè)定各組大鼠的血糖濃度，并進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
③實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
組別 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)/(mmol·L－1) 4周后/(mmol·L－1)
3.85 3.94
18.62 10.12
19.46 19.00
④得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題：
(1)實(shí)驗(yàn)中有一錯(cuò)誤，請(qǐng)改正______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)糖尿病大鼠血糖的特點(diǎn)是______________________________________________。
(3)請(qǐng)補(bǔ)充步驟b_____________________________________________________________。
(4)請(qǐng)據(jù)上表中的數(shù)據(jù)將“組別”欄補(bǔ)充完整，從上到下依次是_________________________ _______________________________________________(用甲、乙、丙表示)。
(5)動(dòng)物激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)是____________________________________________________、
________________________________________________________________________(答2點(diǎn))。
答案　(1)隨機(jī)選健康大鼠30只改為選同種大小、生理狀況等相同的健康大鼠30只
(2)血糖含量持續(xù)居高不下
(3)測(cè)定各組大鼠的血糖濃度
(4)甲、丙、乙
(5)微量和高效　通過(guò)體液運(yùn)輸(或作用于靶細(xì)胞或靶器官)
解析　(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)選同種大小、生理狀況等相同的健康大鼠30只。(2)因血糖調(diào)節(jié)機(jī)制出現(xiàn)問(wèn)題，故糖尿病大鼠血糖的特點(diǎn)是血糖含量持續(xù)居高不下。(3)步驟b應(yīng)為測(cè)定各組大鼠的血糖濃度。(4)由于實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)甲組大鼠的血糖濃度相對(duì)正常，乙組和丙組大鼠的血糖濃度相對(duì)較高；結(jié)合題中信息分析可知，“組別”欄從上到下依次是甲、丙、乙。(5)動(dòng)物激素調(diào)節(jié)的特點(diǎn)是微量高效，通過(guò)體液運(yùn)輸，作用于靶細(xì)胞、靶器官。

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