必修部分 第一章 第2节 实验探索是生物学的重要途径(无答案)-高中生物学等级考学案（配新教材 第2版）

5 6 癌。该疗法通过提取患者体内 T 细胞，经体外改造（使 T 细胞产生既能识别癌细胞又能激活 T细胞的 嵌合抗原受体），再回输到患者体内，从而发挥抗癌作用。下列叙述错误的是（ ）。 A. 回输细胞参与免疫监视功能 B. 嵌合抗原受体能与癌细胞表面特定蛋白结合 C. 回输细胞可引起癌细胞裂解死亡 D. 改造前的 T细胞不具有识别癌细胞的能力 例 13 传统的肿瘤治疗手段以手术切除、放疗、化疗以及靶向治疗为主，免疫治疗开启了清除肿 瘤细胞的新途径，下列与免疫治疗技术无关的内容是（ ）。 A. T淋巴细胞表面的两种膜蛋白 PD-1和 CTLA-4 B．嵌合抗原受体 T细胞免疫疗法 C．阻断 PD-1和 CTLA-4的靶向药物 D. 人血中的圆饼状红细胞 例 14 《中国生物多样性保护战略与行动计划》（2011～2030年），提出了我国从 2011年起 20年生 物多样性保护总体目标、战略任务和优先行动。下列各项中不可以确定为我国生物多样性保护的优先 行动的是（ ）。 A．制定促进生物多样性保护和可持续利用政策和法律体系 B．提倡外来入侵物种和转基因生物的环境释放以提高生物多样性 C．开展生物多样性调查、评估与监测 D．将生物多样性保护纳入部门和区域规划，促进持续利用 第 2 节 实验探索是生物学的重要途径 一、实验探索需要合理的思路和方法 （一）生命科学探究的基本步骤 科学探究六个要素：提出科学问题；进行猜想和假设；制订计划，设计实验；观察与实验，获取 事实与证据；检验与评价；表达与交流（某些探究过程只包含其中的几个要素，而且也不一定按上面 呈现的顺序进行）。 1. 提出问题：水族箱中饲养着从小河里采集来的柳条鱼，经过三年的观察，发现一到春天，鱼儿 游动活跃并开始产仔（卵胎生）。第一年开始产仔的日期是 4月 17日，第二年为 4月 20日，第三年为 4月 15日。由此产生一个疑问：为什么柳条鱼在 4月中旬产仔呢？ 2. 提出假设：水温随季节变化升高，引起柳条鱼产仔；每日日照时间随季节变化延长，引起柳条 鱼产仔。 3. 设计实验 （1）在 2～3月份选择体长和健康状况相近的雌雄鱼； （2）将鱼等量的分成三组（A、B、C），每组雌雄数量相等； （3）A组放在自然条件下，不控制条件；B 组放在自然环境下，但是控制水温；C组控制日照时间 的长短。 4. 实施实验：略。 5. 分析数据 水温对柳条鱼产仔影响的记录 光照与黑暗对柳条鱼产仔影响的记录 日期 水温（℃） 日期 光照与黑暗比（h∶h） 8 12 20 24 8∶16 10∶14 12∶12 14∶10 2 月 1 日 无 无 无 无 2 月 1 日 无 无 无 无 2 月 2 日 无 无 无 无 2 月 2 日 无 无 无 无 … … 3 月 20 日 无 无 无 有 3 月 20 日 无 无 无 无 … … 3 月 24 日 无 无 有 有 3 月 24 日 无 无 无 无 6. 得出结论：水温升高引起柳条鱼开始产卵。 7. 新的疑问：是否还存在其他影响产仔的因素？ 问题：我们吃的黄豆芽在菜场上刚买来时是黄的，但放在家里不遮盖，没过多久却发现黄豆芽变 绿了，而且夏天比冬天变绿的速度要快。究竟是哪些因素会导致黄豆芽变绿？请依据上述过程进行探 究，并写出研究方案。 （二）生物实验设计的主要原则 1. 科学性原则：在设计实验时必须有充分的科学根据。实验的原理要科学, 实验材料的选择要科 文献 学习或 提出 假 设计 实施 分析 得出 解答 新的 进一 生活实践 疑问 设 实验 实验 数据 结论 疑问 疑问 步探究 7 8 学，实验的方法步骤要科学，实验的结果、结论要科学。 2. 单一变量原则：在一组实验中实验组和对照组之间只能有一个反应变量，也就是说只有一个不 相同，其他的都要-样。变量唯一能使复杂的问题简单化，变量唯一才能正确地找出实验组和对照组的 差别，从而证明实验变量的作用。如在验证唾液淀粉酶具有专一性的时候，对照组和实验组的温度、 pH值、所采用的试管大小、试剂多少、反应条件、溶液量等均要一致，只有一个变量,即实验组为淀粉 溶液，对照组为蔗糖溶液。 3. 等量性原则：实验组和对照组除一个实验变量不同外，其他无关变量要全部相同，以消除无关 变量对实验结果的影响。如探究 pH值对酶活性的影响时，实验变量是 pH值，除 pH值不同外，其他无 关变量（如温度、试管大小、添加的溶液量、试剂多少、实验时间等）在实验组和对照组中要完全相 同、等量。 4. 重复性原则：在同样条件下重复做同样的实验，观察实验结果是相同的。任何实验都必需有足 够的实验次数，才能判断结果的可靠性。如果设计的实验只能进行一次，而无法重复，那么这样得出 的结论是不可靠的。 5. 随机性原则：指实验样本的抽取是在实验对象的总体中随机抽取的，它们的机会是均等的。而 不要给试验增加特殊性。 6. 对照性原则：实验设计的最基本的原则。 （1）空白对照：对照组不加任何处理因素。如研究甲状腺激素对蝌蚪个体发育的影响时，实验组 的饲料添加甲状腺素，对照组的饲料不添加任何制剂人条件对照；又如探究唾液淀粉酶的活性需要有 适宜的 PH值，设立过酸、过碱、接近中性实验条件，进行相互对比。 （2）自身对照：对照与实验在同一受试生物上进行。如观察一条雄性鲫鱼对注射雄性激素前、后 的活动变化情况。 （3）相互对照：不独立设立对照组，而是几个实验组之间相互对照。如比较过氧化氢酶和氯化铁 对催化过氧化氢水解反应的催化活性。 （4）标准对照：不设立对照组，实验结果与标准值或正常值对比。如测试人体摄入 500克葡萄糖 80分钟后血糖浓度是否正常。 （三）实验分析基本方法——控制变量法 1. 实验中的变量 （1）自变量：会引起其他变量发生变化的变量，是可以被控制的量，如温度、pH值、酶量等。 （2）因变量：由自变量变化而被影响的量，如反应速度、反应时间等，实验分析的重要依据。 （3）无关变量：除了自变量以外，会对实验结果造成影响或干扰的变量，如烧杯大小、操作方法 等。实验中，应保持各组之间无关变量一致。 2. 控制变量法一般步骤：为了弄清事物变化的原因和规律，当研究多个因素之间的关系时，往往 先控制住其他几个因素使其不变，然后集中研究其中一个因素变化所产生的影响，因变量的改变往往 是自变量改变的结构。控制变量法的设计程序如下： 自变量 无关变量 因变量 实验组 施加 相同 发生 对照组 不施加或改变 相同 消失或程度改变 例 1 假设是生命科学探究中的一个基本步骤，下列有关假设的描述正确的是（ ）。 A．假设即为实验目的 B．假设最终会变为结论 C．基于假设，可以预测结果 D．假设是实验中所观察到的事物 例 2 在研究光照强度对某种鸟鸣叫次数的影响中，下列设计中不符合研究要求的是（ ）。 A. 记录一天内不同时间同一地点该种鸟鸣叫次数 B. 记录同一时间不同天气该种鸟鸣叫次数 C. 记录繁殖季节该种鸟雌鸟和雄鸟鸣叫次数 D. 记录不同季节同一地点该种鸟鸣叫次数 例 3 某种鸟类在营巢时，若发现巢内有破蛋，会将蛋壳远远弃置于巢外。为了解此种行为是否与 巢的安全有关，科学家将蛋放于野地上，在其旁放置蛋壳，观察其被天敌吃掉的比率，下表为实验结 果。根据表中的数据所作的下列推论中，正确的是（ ）。 蛋壳与蛋的距离(cm) 被乌鸦吃掉的蛋(颗数) 没有被乌鸦吃掉的蛋(颗数) 被吃掉的比率(％) 15 63 87 42 100 48 102 32 200 32 118 21 A．蛋与蛋壳的距离不影响天敌吃蛋的比率 B．蛋壳离蛋越远，越可防止细菌滋生，降低蛋被感染的机会 C．蛋壳有助于天敌发现蛋，增大了蛋被吃掉的机会 D．蛋壳离蛋越远，蛋被天敌吃掉的机会越大 例 4 大蚂蚁和小蚂蚁生活在某地相邻的两个区域。研究者在这两个蚂蚁种群生活区域的接触地带 设 4种处理区，各处理区均设 7个 10m×10m的观测点，每个观测点中设有均匀分布的 25处小蚂蚁诱 饵投放点。在开始实验后的第 1天和第 85天时分别统计诱饵上小蚂蚁的出现率并进行比较，结果见 下表。对本研究的实验方法和结果分析，下列表述中错误的是（ ）。 处理区 小蚂蚁出现率的变化(%) 定时灌溉 不驱走大蚂蚁 增加 35 驱走大蚂蚁 增加 70 不灌溉 不驱走大蚂蚁 减少 10 驱走大蚂蚁 减少 2 A．小蚂蚁抑制大蚂蚁的数量增长 B．采集实验数据的方法是样方法 C．大蚂蚁影响小蚂蚁的活动范围 D．土壤含水量影响小蚂蚁的活动范围 例 5 实验中的变量主要有自变量、因变量和无关变量。下列控制无关变量的操作错误的是（ ）。 A．验证光合作用能产生淀粉的实验中，首先将实验植物做饥饿处理 B．探究唾液淀粉酶的最适 pH的实验中，先将每一组温度控制在 37℃ C．验证光合作用需要光照的实验中，将叶片的一半用黑纸包住 D．探究唾液淀粉酶最适温度的实验中，每一组都加入等量的淀粉 例 6 康沃尔锦葵在黎明来临之前的几个小时，它开始行动，将自己的叶子对准预测中太阳会升起 的方位，它似乎能记住前几天日出的时间和方位，并以行动确保它在每天早晨能收集到尽量多的光能， 这意味着植物可能有智慧的表现，能学习或者形成记忆。以上思维过程在生命科学探究中属于（ ）。 A. 提出假设 B. 设计实验 C. 分析数据 D. 得出结论 例 7 在探究实验的设计过程中，往往要进行对照实验，下列有关叙述中正确的是（ ）。 A. 只能设置两个实验组，互为对照实验 B．重复多次实验是为了控制实验变量 C. 进行对照实验是为了探究某种因素与实验对象的关系 D. 只要实验现象明显，有无对照实验对实验结论没有影响 对照 分析 科学 结论 9 10 例 8 为探究有机肥是否能提高土壤肥力并优于化肥，设计了如下实验。实验分为两组，一组农田 施有机肥，一组农田施化肥。该实验设计缺少（ ）。 A. 施用有机肥和适量化肥的对照田 B. 既不施用有机肥也不施用化肥的对照田 C. 施用大量化肥和少量有机肥的对照田 D. 施用少量化肥和大量有机肥的对照田 例 9 科研小组做了某一探究实验，结果记录如表。下列有关表述中，正确的是（ ）。 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 处理溶液 清水 某溶液浓度梯度依次增加 幼苗平均株高/cm 8.1 8.5 8.7 8.8 5.1 9.1 10.0 9.1 8.6 8.2 A．该实验的课题是探究不同种类的激素对某植物幼苗生长的影响 B．实验结果说明该溶液浓度越高，植物株高越高 C. 第 5组实验数据有问题，可以不予关注 D. 如果继续增大该溶液浓度，幼苗平均高度可能低于 8.1 cm 二、实验探索需要熟练的技能 1. 显微镜的使用（参阅合格考实验 1.1） 2. 蚕豆叶下表皮细胞的形态结构观察 （1）低倍镜观察：在低倍镜下观察蚕豆叶下表皮，调节粗调节器，使物像达到清晰，观察不规则 形的蚕豆表皮细胞、肾形保卫细胞及成对保卫细胞围成的气孔（必修一，13页，图 1-9）。 （2）高倍镜的使用：在低倍镜视野中，将需要进一步方法观察的物像部位移至视野中心，然后转 动转换器，使高倍镜到位。转动时，两眼须从显微镜侧面注视，若发现镜头有可能与玻片相碰，应检 查原因并排除。然后，注视目镜观察视野并微微上下转动细调节器，直到物像清楚。如光线较暗，可 调节聚光器和光圈，使视野明亮。 （3）绘制保卫细胞和气孔图。 （4）蒸腾作用和水分的散失：水分以气体状态从植物表 面（主要是叶子）散失到体外的现象叫蒸腾作用，主要通过气 孔完成。蒸腾作用（散失 95%～99%的水）产生的拉力是植物 体吸收水分和促使水分在体内运输的重要动力。动物水分的散 失主要通过呼吸排尿等方式。 气孔控制蒸腾作用的气体交换，是由两个肾形保卫细胞完成的。保卫细胞靠近气孔的内壁厚，背 离气孔的外壁薄，保卫细胞吸水膨胀时，较薄的外壁伸长，细胞向外弯曲，气孔张开；保卫细胞失水 而体积缩小时，细胞壁拉直，气孔关闭。 3. 人血细胞的形态结构观察 （1）观察结果：显微镜下观察人血涂片永久装片。高倍镜下可观察到圆饼状的红细胞以及细胞 核被染上颜色的颗粒状白细胞。 （2）细胞特点 细胞名称 细胞形态 是否有细胞核 数量 主要功能 常见病 红细胞 双凹圆饼状 富含血红蛋白 无 最多 运输 O2和 CO2 少时（贫血） 白细胞 个体最大 形态多样 有 最少 吞噬病菌，对人体 有保护和防御作用 多时（炎症） 血小板 个体最小 形态不规则 无 居中 凝血和止血 少时 （血流不止） 例 10 下图为植物叶表皮上气孔的开放原理。取同一叶片的两块表皮 A和 B，A放在清水中，B放在 0.3g/mL KNO3溶液中，K ＋ 、NO3 － 离子可通过主动运输进入细胞。将 A 和 B 制成临时装片在显微镜下持 续观察一段时间，观察到的表皮气孔情况是（ ）。 A．A开启、B关闭 B．A关闭、B开启 C．A关闭、B先开启后关闭 D．A开启、B先关闭后开启 例 11 如图为某同学用显微镜观察到的人血永久涂片图像，有关叙述正确的是（多选）（ ）。 A. 当人体少量出血时能起到止血作用的是② B. ①所指的细胞在血液中含量最多，缺乏易患贫血病 C. 当人体内出现急性炎症时，细胞①的数量会明显增加 D. 图中④能运载①、②、③，还能运输营养物质和代谢废物 E. 细胞②和③都不能用来做 DNA亲子鉴定 F. 生活在平原地区的人，在进入高原的初期，其细胞①的数目会增加 红细胞 白细胞 血浆 血小板 失水 吸水 保卫细胞 保卫细胞 气孔张开 气孔闭合 A B 气孔关闭 气孔开放 表皮细胞 表皮细胞 副位细胞 副位细胞 K ＋ K ＋ K ＋ K ＋ K ＋ K ＋ K ＋ K ＋ ④ ① ② ③