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必3-第31课时


必修 3

稳态和环境
实验

第三十一课时

一、直击考试说明:
植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用 实验原理 实验方法 结果分析 探究培养液中酵母种群数量的动态变化 计划的制订和实验方法 结果分析 制作生态瓶或生态缸 实验原理 实验材料、方法步骤 实验结果与分析 B A C B C B A C

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二、实验过程回顾: 考点一、探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用
原理:植物插条经植物生长调节剂处理后,对植物插条的生根情况有很大影响,而且用不同浓度、不同时 间处理其影响程度亦不同。其影响存在一个最适浓度、在此浓度下插条生根数量最多、生长最快。 1、常用的生长素类似物:NAA(萘乙酸), 2,4-D, IPA(苯乙酸). IBA(吲哚丁酸)等 2 步骤: (1)选择插条:以1年生苗木最好(1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活) (2)扦插枝条的处理:枝条的形态学上端为平面,下端削成斜面,这样在扦插后可以增加吸收水分的面 积,促进成活。每一枝条留3-4个芽,所选枝条芽数尽量一样多。 (3)生长调节剂的使用 ①浸泡法:把插条的基部浸泡在配置好的溶液中,深约3cm,处理几小时或一天。处理完毕就可以扦插了。 这种处理方法要求溶液的浓度较低,并且最好是在遮荫和空气湿度较高的地方进行处理。 ②沾蘸法:把插条的基部在浓度较高的药液中蘸一下(约5s) ,深约1.5cm即可。 3、预实验:先设计一组浓度梯度较大的实验进行探索,在此基础上设计细致的实验. 4、实验设计的几项原则: ①单一变量原则(只有溶液的浓度不同);②等量原则(控制无关变量,即除溶液 的浓度不同外,其他条件都相同);③重复原则(每一浓度处理3~5段枝条) ; ④对照原则(相互对照、空白对照) ;⑤科学性原则 预实验: 在进行科学研究时, 有时需要在正式实验前先做一个预实验。 这样可以为进一步的实验摸索条件, 也可以检验实验设计的科学 性和可行性,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成人力,物力和财力的 浪费。预实验也必须像正式的实验一样认真进行。 【典型例题 1】(09 宿迁市)某同学在“探究生长素类似物 NAA 促进银杏插条生根的最适浓度”实验中获得了 右图所示结果,有关本实验分析或评价的叙述不正确 的是 ... A.本实验的自变量是促进插条生根的 NAA 浓度大小 条 平 B.银杏插条上侧芽的数目及饱满程度会影响实验结果 目均 C.促进银杏插条生根的最适浓度为 b 生 根 D.用 NAA 处理枝条的时间应该相同 数 答案:C a b c NAA 浓度 解析:根据曲线,没法得出促进银杏插条生根的最适浓度 【知识迁移 1】 (09 盐城)(6 分)生长素对植物的生长发育具有重要 的调节作用。对此,某实验小组的同学选用生长素类似物 2,4 一 D 设计了如下探究实验: (1)配制不同浓度的 2,4 一 D 溶液共 6 组; (2)选取生理状况相同的月季枝条,均分 7 组,将其中的 6 组插条下端分别浸泡在不同浓度的: 2,4 一 D 溶液中,10 分钟后取出,进行无土栽培; (3)一段时间后取出,统计每组枝条生根数目并计算平均值,其结果如下表所示


组别 1 2 3 4 5 6 7 -15 -13 -11 -9 -7 -5 2, 4 一 D 浓度(mol/l。 ) 清水 10 10 10 10 10 10 生根平均值 2.0 3.8 9.4 20.3 9.1 1.3 0 (1)该小组研究的课题是 。 (2)设置清水组的目的是 。 (3)实验结果与分析:第 4 组月季插条生根最多,其原因是 ;第七组月季插条没有生根。其原因 是 。 (4)以下关于此探究实验的结论的说法中,不正确的是 ( ) -11 A.促进月季枝条扦插生根的 2,4 一 D 最适浓度在 10 mol/l 左右 B.一定浓度范围内的 2,4 一 D 溶液对植物生根有促进作用 C.超过一定浓度的 2,4 一 D 溶液对植物生根有抑制作用 D.2,4 一 D 溶液能促进插条开花 答案:(除标明外其余每空 1 分,共 6 分) (1)探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度 (2)起对照作用 (3)由于 2,4 一 D 浓度适宜,促进了月季插条大量生根 由于 2,4 一 D 浓 度过高,抑制了月季插条生根 (4)D(2 分) 解析:本实验基本是探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度,在实验过程中要注意对照性,等量性, 以及变量的控制。

考点二、探究培养液中酵母菌数量的动态变化
原理:在含糖的液体培养基中酵母菌繁殖很快,迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群,通过细胞计 数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。 1、培养酵母菌(温度、氧气、培养液) :可用液体培养基培养 2、计数:血球计数板(2mm×2mm方格,培养液厚0.1mm) 3、推导计算 4、讨论:根据7天所统计的酵母菌种群数量画出酵母菌种群数量的增长曲线;推测影响影响酵母菌种群数 量变化的因素。 探究原理:酵母菌可以用液体培养基来培养。培养基中酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空闻、 pH、温度等因素有关。我们可以根据培养液中的酵母菌数量和时间为坐标轴做曲线,从而掌握酵母菌的种 群数量变化情况。 探究目的:初步学会酵母菌等微生物的计数以及种群数量变化曲线的绘制。 探究步骤: (1)将10 mL无菌马铃薯培养液或肉汤培养液加入试管中。 (2)将酵母菌接种入试管中的培养液。 , (3)将试管放在25℃条件下培养。 (4)每天取样计数酵母菌数量: (5)分析数据, 。画出曲线 注意:①我们测定的酵母菌种群数量是在恒定容积的培养基中培养测定的,与自然界中的数量变化有 差异。 ②在进行酵母菌计数时,由于酵母菌是单细胞生物,因此必须在显微镜下计数,且我们不能正确计数 个数,只能估算。 ③从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布, 以保证估算的正确性,减少误差。 ④每天计数酵母菌数量的时间 要固定。 ⑤计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌应只计数相邻两边及其顶角的酵母菌。 ⑥结果的记录最好以计录表来记录

时间/天 1 2 3 4 数量/个 表达和交流 (1)根据实验数据可得图4—1 7所示的增长曲线

5

6

?

⑵增长曲线的总趋势是先增加再降低。原因是在开始时培养液的营养充足,空间充裕,条件适宜,因 此酵母菌大量繁殖,种群数量剧增,随着酵母菌数量的不断增多,营养消耗,pH变化等,使生存条件 恶化,酵母菌死亡率高于出生率,种群数量下降 (3)影响酵母菌种群数量的因素可能有养料、温度、pH 空间及有害代谢废物等 【典型例题 2】(08 江苏)某小组进行“培养液中酵母菌种群数量的动态变化”的实验,在下列

实验材料用具中,属于本实验需要的是 A.琼脂块 B.双缩脲试剂

C.放大镜

D.显微镜

答案:D 解析:酵母菌个体较小,需要显微镜进行计数。 【知识迁移 2 】右图曲线 a 、 b 表示两类生物种群密度与存活率之间的关系。下列分析错误的是 ( )

A.曲线 a 代表的种群个体一般体型较大,营养级较高 B.依据曲线 b,人工养蜂时种群密度中等最好 C.对大型动物迁地保护,迁移的种群密度不宜过大 D.种群密度为 d 时,曲线 b 代表的种群个体间竞争最剧烈 [解析] 曲线 a 表示,随着种群密度的增大,存活率逐渐减小,说明种群中个体数量越少,越有利于生存, 因此 a 代表的种群营养级较高,个体数少,但体型一般较大;同时也说明对大型动物迁地保护时,迁移的 种群密度不宜过大。种群密度超过 d 时,b 曲线所代表的种群种内斗争逐渐加剧,因此 d 点时并非最剧烈。 另外,D 项中的“竞争”一词应指种间关系,而本题强调的是种内关系。 [答案] D

考点三、

探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替

要求: (1)水族箱必须是密封的,且是透明的,放置于室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直接照 射。 (2)组成成分:非生物成分、生产者、消费者和分解者 (3)各生物成分的数量不宜过多,以免破坏食物链 实验目的:设计一个生态缸,观察这一人工生态系统中群落的演替情况 实验原理:在有限的空间内,依据生态系统的原理,将生态系统具有的成分进行组织,构建一个人工微型 生态系统是可能的。但同时,这个人工生态系统的稳定性是有条件的,也可能是短暂的,它会发生群落的 演替。 步骤 : (1)按100cm×70cm×50cm的标准制作生态缸框架。 (2)在生态缸内底部铺垫花土和沙土,花土在下面,一边高,一边低;沙土在上面,沙土层厚 5~10cm。在 缸内的低处倒入水。 (3)将采集或购买的动物和植物放在生态缸中。(注意:动物的个体不要太大,数量不要太多) (4) 封上生态箱盖。将生态缸放置在室内通风、光线良好的地方,但要避免阳光直接照射。 (5)每一天观察一次生态缸内的生物种类与数量变化,并且进行记录,连续观察一星期。将观察到的结 果记录到表中。 【典型例题 3】(07 江苏)有同学尝试设计生态瓶,在制定方案时,下列有关设计的方法步骤错 .

误 的是 . A.合理搭配瓶内生物与非生物的成分 C.生态瓶摆放在光照适宜的位置

B.按合适的比例放人不同营养级的生物 D.定期向瓶内投放食物

答案:D 解析:生态瓶必修是密闭的,不能有物质交换,但是必需有能量的输入。 【知识迁移 3】 (09 盐城)某生物兴趣小组的同学用河水、池泥、水藻、植食性小鱼、广口瓶、凡士林等 材料制作了 3 个生态瓶(如下图所示)。下列有关说法中错误的是

A.该实验可以用来观察人工生态系统的稳定性 B.三个生态瓶中的分解者主要存在于河水及池泥中 C.甲瓶中的小鱼很快死亡主要是因为瓶内各营养级生物的比例不合适导致的 D.丙瓶中的小鱼存活的时间比乙长 答案:D 解析:丙瓶黑暗中,水藻和小鱼都需要进行呼吸作用消耗氧气,没有氧气补充,应该存活时间最短。

五、课堂模拟演练
一、选择题 1、(扬州 10 模拟)下列关于植物激素作用的叙述,正确的是 A.细胞分裂素可用于果实催熟 B.脱落酸能够促进种子萌发 C.赤霉素能够促进茎的伸长 D.乙烯可用于诱导产生无籽果实 答案:C 解析:本题考查的是几种植物激素的生理作用。 2、下面是一位同学在制作生态缸的过程和步骤:①往生态缸中注入水。②将收集或购买的动物放在生态 缸中,其中有鱼、小乌龟。③加上缸盖,放置在阳光充足的窗台。④每一个星期观察一次生态缸内的生 物种类与数量变化,并进行记录。 以上步骤中需改进的地方有( ) A.2处 B.3处 C.4处 D.5处 答案:B 解析:没有植物,没有分解者,没有密闭。

3、(09 江苏)下列关于植物生长素的叙述中,错误的是 A.适宜浓度的生长素可以防止植物落花落果 B.适宜浓度的生长素可以促进扦插枝条生根 C.植物的向光性与生长素分布不均匀有关 D.胚芽鞘中的生长素可以从形态学下端运输到形态学上端 答案:D 解析:生长素的运输只能从形态学上端到形态学下端 4、(09 江苏)农民用一定浓度的生长素类似物除去麦田中的杂草,其依据的生物学原理是 A.较低浓度的生长素能够促进植物生长 B.较高浓度的生长素能够促进植物生长 C.过低浓度的生长素能够抑制植物生长 D.过高浓度的生长素能够抑制植物生长
答案:D 解析:除草利用高浓度的生长素的抑制生长作用。 5、(09 宿迁市) 为了探究酵母菌的呼吸作用类型,某同学将实验材料和用具按下图安装好。以下关于该实验

的说法,错误 的是 ..

接橡皮球 (或气泵)

质量分数为 10% 的 NaOH 溶液

酵母菌 培养液 甲组

澄清的 石灰水

酵母菌 培养液 乙组

澄清的 石灰水

A.加入质量分数为 10%的 NaOH 溶液是为了吸收空气中的 CO2 B.甲组探究酵母菌的有氧呼吸,乙组探究酵母菌的无氧呼吸 C.甲、乙两组中澄清的石灰水都变浑浊,乙组浑浊程度更大 D.乙组 B 瓶应封口放置一段时间后,再连通盛有澄清石灰水的锥形瓶 答案:C 解析:无氧呼吸产生二氧化碳较有氧呼吸少,所以甲组浑浊程度更大 6、 (09 常州)很多同学都曾尝试设计制做生态瓶,但是,有相当一部分同学的设计并不成功。下面罗列了设 计生态瓶遵循的原理,其中不合理 的是 ... A.瓶内各种生物之间应有营养上的联系 B.瓶内各种生物的数量搭配应合理 C.应定时向瓶内通气,保证生物的有氧呼吸 D.生态瓶放在有阳光的地方以获得充足的能量供应 答案 C 解析:生态瓶必须密闭 7、 (09 常州)下列关于生长素的叙述,不正确 的是 ... A.生长素能够促进插条生根 C.除掉顶芽可以促进侧芽生长 B.生长素浓度越高,植物生长越快 D.植物的向光性运动是生长素不均分布所致

答案:B 解析:生长素的生理作用的特点是低促高抑。 8、 (09 常州)用酵母菌酿酒的主要阶段为:加料、接种、通气培养、密封发酵。从接种后到密封前这一阶段,

酵母菌种群数量变化的曲线为

A B C D 答案:C 9.下列关于“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验叙述中,错误的是 A.探究的问题:所选定的生长素类似物促进某种植物插条生根的最适浓度是多少 B.实验中用生长素类似物处理插条的方法可选用浸泡法或沾蘸法 C.在正式实验前先做一个预实验,目的是为正式实验摸索条件 D.实验中不同浓度生长素类似物溶液浸泡不同插条的时间长短要有不同的梯度 答案:D 解析:要注意浸泡不同插条的时间要一致。 10.下列关于“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的探究过程的注意事项的说法不正确的是 A.在正式实验前先做一个预实验,目的是为正式实验摸索条件 B.找准枝条的上下端,防止颠倒 C.所用每个枝条都应留 3~4 个芽

D.此探究活动中不存在对照实验 答案:D 11.有关“探究培养液中酵母菌数量动态变化”的实验,正确的叙述是 A.改变培养液的 pH 值不影响 K 值(环境容纳量)大小 B.用样方法调查玻璃容器中酵母菌数量的变化 C.取适量培养液滴于普通载玻片后对酵母菌准确计数 D.营养条件并非影响酵母菌种群数量变化的唯一因素 答案:D 12.下列有关生物学实验操作、材料、条件等方面的叙述,正确的是 A.“探究水族中的群落的演替”实验中,水族箱应放在黑暗密室中 B.“观察细胞有丝分裂”实验中,洋葱根尖细胞用吡罗红或派洛宁染色 C.“探究酵母菌种群数量动态变化”实验中,用培养液培养酵母菌 D.“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”实验中,叶绿体和线粒体都不需染色 答案:C 二、简答题 13.(6 分) 为研究生长素类似物 2,4 – D 对某植物插条生根的影响,一实验小组按下表进行了实验: 组 别 步骤 配制溶液 选择插条 浸泡插条 扦插及培养 A组 B组 C组 D组 E组 F组

200mg/L 400mg/L 600mg/L 1000mg/L ? 2,4 – D 溶液 2,4 – D 溶液 2,4 – D 溶液 2,4 – D 溶液 选取该植物生长时期、带芽数目等相同的事宜插条若干支,随机分成六等分,并编号 分别用等量蒸馏水、相应浓度 2,4 - D 溶液浸泡插条 12 小时 浸泡后的插条扦插在潮湿沙土中,培养时间及其他条件均一且相同 蒸馏水

实验结果

请分析回答: (1)E 组实验配制的 2,4 – D 溶液浓度是 。 (2)设置 A 组实验的目的是 。 (3)实验结果说明 。 (4)该实验进一步探究 2,4 – D 促进该植物插条生根的最适浓度,请简要写出实验的主要思路。 答案: (1)800mg/L 2,4 – D 溶液 (2)起对照作用

(3)在一定浓度范围内,随着生长素类似物浓度的增加,扦插枝条的生根数逐渐增加;超过一定浓度 范围后,随着生长素类似物浓度的继续增加,扦插枝条的生根数又逐渐减少。 (4)将生长素类似物 2,4 – D 溶液的浓度在 400mg/L~600 mg/L 进一步划分成更小的范围,即 400 mg/L,440 mg/L,480 mg/L,520 mg/L,560 mg/L,600 mg/L。 14、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,计数一个方格内的酵母菌数量,再以此为根据,估算试管中 的酵母菌总数。连续观察 7 天,并记录每天的数值。 根据以上叙述回答下列问题: (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, ,酵母菌呈“S”型增长。 (2)本实验没有另设对照实验,原因是 。该实验是否需要重复实验? ,试解释原因: 。 (3)在吸取培养液计数前,要轻轻振荡几次试管,原因是 。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,进一步确定一个研究实验的课 题。 。 解析: 本题研究培养液中酵母菌种群数量与时间的关系, 其自变量为时间, 因变量为酵母菌种群数量。 表格的设计就体现在这些关系。 答案:(1)环境中资源和空间变得有限 (2)该实验在时间上形成前后对照 需要 为了提高数据 的准确性 (3)使酵母菌分布均匀 增加稀释倍数 (4)
时间 次数 1 2 3 平均值 1 2 3 4 5 6 7

(5)酵母菌的种群数量与营养物质(代谢废物或溶氧量)的变化关系

15、 (09 靖江)为探究“植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用” , 某小组的同学进行了有关的实验。请分

析回答。 (1)实验原理:植物生长调节剂对扦插枝条生根作用的一般规律是 。 -8 -8 (2)下图为由 10mL10 mol/L 的 2,4-D 溶液配制系列浓度的操作示意图(由 10mL10 mol/L 的 2,4-D 溶 液的烧杯中取 1mL 至 2 号烧杯中,再向其中注入 9mL 水,摇匀后取 1mL 至 3 号中,以此类推) ,对 5 号试 管中的 2,4-D 溶液的操作还有 ,该操作体现对照实验的 原则。

(3)为确定某浓度的 2,4-D 溶液对生根是促进还是抑制,应向 6 号烧杯注入



(4)下表为该小组实验数据记录表。由数据可知,从 (浓度)开始抑制生根。 2,4-D浓度 -12 -11 -10 -9 -8 0 10 10 10 10 10 (mol/L) 生根平均值(mm) 8.0 9.4 15.1 20.3 17.3 7.3 (5)该实验还可以用 作为观察记录的指标。 答案: (1)低浓度促进生根,高浓度抑制生根 (2)移去 1mL 等量(控制无关变量不变) -8 9mL 水 (4)10 mol/L (5)生根平均条数

(3)


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