内容正文:
专题14 跨学科实践
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
中考新考法:从新情境、新设问、跨学科等方向洞察中考新考法。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
要点速记:核心考点必背速记,突破重难点
新题特训:选用最新优质题、创新题,巩固考点复习效果。
课标学业要求
考点
考向
考法
真实情境中的问题解决,通常需要综合运用科学、技术、工程学和数学等学科的概念、方法和思想,设计方案并付诸实施,以寻求科学问题的答案或制造相关产品。
针对特定的生物学内容,运用生物学、物理、技术、工程学等学科概念,以及“结构与功能”“尺度、比例和数量”“系统与模型”等跨学科概念,选择恰当的材料,设计并制作模型,直观地表征相应的结构与功能,提升探究实践能力。
考向一 模型制作类跨学科实践活动
考法1 制作可调节的眼球成像模型,提出保护眼健康的方法。
考法2 制作实验装置,模拟吸烟有害健康。
考法3 设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶。
植物栽培和动物饲养可以综合运用多学科的知识和方法,考虑“结构与功能”“物质与能量”“因果关系"等跨学科概念,设计恰当的装置,以满足生物生长的需要。
考向二 植物栽培和动物饲养类跨学科实践活动
考法1 探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件。
考法2 探究植物无土栽培条件的控制。
考法3 探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素。
考法4 饲养家蚕,收集我国养蚕的历史资料。
考法5 制作水族箱,饲养热带鱼。
发酵食品的制作可以运用传统的发酵技术来完成;发酵食品的改良需要好的创意,运用多学科的知识和方法,从发酵的条件控制、装置的改进、食材的选择等方面不断尝试。
考向三 发酵食品制作类跨学科实践活动
考法1 收集当地面包酵母菌种,比较发酵效果。
考法2 设计简单装置,制作酸奶。
考法3 制作泡菜,探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素。
1.(新设问) (2024·湖南长沙)在跨学科实践活动中,老师带领项目小组制作了眼球结构模型(如下图所示),用以演示眼球的成像过程。
装置说明
①光源、水透镜、光屏均可移动;
②推拉注射器可改变水透镜的曲度;
③显微镜光圈的大小可调节。
(1)模型中, 模拟眼球的晶状体, 模拟眼球的视网膜。
(2)若在光屏上形成的物像较暗,可将光圈 ,使物像更明亮。
(3)项目小组的同学用该装置探究人体如何通过晶状体曲度调节看清远近的物体。他移动水透镜并记录光源与水透镜的距离,随后推拉注射器使物像清晰,记录水透镜的曲度变化。该操作过程是否严谨?请判断并说明理由。
2.(新情境)(2024·湖南长沙·中考真题)家蚕取食桑叶是生来就有的行为吗?生物兴趣小组利用家蚕、清水、桑叶、包菜、苹果及相关装置(如下图所示,字母表示家蚕和实验材料放置的位置)进行探究。
(1)实验对象家蚕应选择______。
A.刚孵化的幼虫 B.蜕皮后的幼虫 C.蛹 D.成虫
(2)为确保单一变量,家蚕放置的位置是 (填字母)。
(3)实验发现,家蚕都爬向并取食桑叶,说明 。
(4)兴趣小组进一步查阅资料发现,中国科学家利用敲除X基因的家蚕与正常家蚕进行了相关实验,结果如下图所示。依据结果得出的结论是 。
3.(联系生活实际)(2024·湖南·中考真题)农田长期耕种会导致土壤肥力下降,单纯施用化肥易造成土壤板结,这些都会影响稻谷产量。为探究可持续耕种模式,研究者引入紫云英与水稻轮作模式,研究结果如下。请回答问题:
组别
数据项目
甲组
(不施化肥)
乙组
(单施全量化肥)
丙组
(紫云英还田)
丁组
(紫云英还田并施80%全量化肥)
土壤舍氮量
▲
+9.52%
+18.25%
+15.87%
土壤总孔隙度
未测量
▲
+9.33%
+15.34%
稻谷产量
▲
+16.01%
+9.68%
+18.72%
注:“▲”表示基准值,“+”表示相对基准值的增量
(1)紫云英是豆科植物,在稻谷秋收后播种,来年春季盛花期时将其翻耕用作绿肥(紫云英还田)。紫云英、水稻同属于 (填“裸子”或“被子”)植物。根瘤菌与紫云英共生,能增加土壤含 无机盐的量。
(2)据表可知,与乙组相比,丙和丁两组的土壤总孔隙度都增加,说明紫云英还田能够 (填“加重”或“减轻”)因单施化肥造成的土壤板结程度。丙和丁两组可形成一组对照实验,变量是 ,其中丁组稻谷产量最高。
(3)研究者认为丁组为最优方案,写出两条理由 。
(4)为了更好地储存稻谷,请从减少有机物消耗的角度,给出两个建议 。
►考向一 模型制作类跨学科实践活动
考法1 制作可调节的眼球成像模型,提出保护眼健康的方法。
1. (2023·湖南益阳·中考真题)某校学生在实践课上利用物理仪器制作了如下装置(内推注射器可使水透镜曲度变大,反之则变小)进行探究活动,下列说法错误的是( )
A.光屏模拟形成物像的视网膜
B.水透镜模拟晶状体,注射器模拟睫状体
C.F光源左移时,为在光屏上形成清晰物像,应向外拉注射器
D.模拟近视的矫正时,在F光源和水透镜之间竖一块放大镜
考法2 制作实验装置,模拟吸烟有害健康。
2.(2024·陕西)烟草燃烧时会产生尼古丁、焦油和一氧化碳等物质。为探究吸烟对肺的影响,小秦在老师的帮助下,利用如图装置进行实验(注:一氧化碳与血红蛋白的结合能力比氧更强,导致血液中的氧含量降低)。下列叙述正确的是( )
A.上推注射器,可使烟雾进入锥形瓶
B.实验后,鸡血和棉絮颜色保持不变
C.下抽注射器,模拟人体的呼气过程
D.吸烟对肺有影响,对人体健康不利
考法3 设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶。
3.(2024·湖南长沙·模拟预测)如图是某研究机构利用水池(4米×2米×1米)、土壤、芦苇丛、水管等材料制作一个人工生态系统(如图所示)。根据所学回答:
(1)该人工生态系统模拟的是 生态系统。
(2)以上实验主要模拟该人工生态系统的功能有_____。
①防风固沙②净化水质③蓄洪抗旱④保护生物多样性
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
(3)若要探究芦苇丛对水质的影响设置对照实验还需如何做? 。
(4)要提高该生态系统稳定性、进一步增强其功能,你有什么建议? 。
解题技巧
1、 跨学科实验活动一般都是探究实验,答题过程中要结合探究实验过程及原则完成相关习题。
2、 设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶,根据水生生态系统的组成,以及“尺度、比例与数量”“稳定与变化”“系统与模型”等跨学科概念,利用生活中简单易得的透明材料制作装置,装入水、塘泥和不同的水生生物,制作能够维持较长时间的生态瓶。
►考向二 植物栽培和动物饲养类跨学科实践活动
考法1 探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件。
4.(2023·湖南常德·中考真题)京桃香草莓是我国科研人员培育的适于在我国北方栽培的新品种。研究人员在培养箱中以京桃香草莓为实验材料,探究影响休眠状态下京桃香草莓植株生长的因素,以便为北方秋冬季温室草莓优质栽培提供依据,实验处理方式和35天后的实验结果见下表。
表 实验处理方式和实验结果
组别
植株数(株)
处理方式
单叶面积()
植株高度(cm)
1
30
光照10小时
43.54
7.67
2
30
光照10小时+增施二氧化碳 5小时
48.91
10.12
3
30
光照16小时
51.45
9.06
4
30
光照16小时+?
59.29
11.33
请你据表回答。
(1)实验需选取京桃香草莓120株,随机平均分为4组开展实验。实验所用每株草莓都处于休眠期,且株高和单叶面积均相同的目的是 。
(2)1组和2组为一组对照实验,这组对照实验探究的问题是 ?
(3)2组和4组为一组对照实验,“?”处应填 ,该组实验可得出的结论是 。
(4)通过对上述实验数据分析,可得出影响休眠状态下的京桃香草莓生长的因素有 。
考法2 探究植物无土栽培条件的控制。
5. (2023·湖南张家界·中考真题)为贯彻落实“双减”政策。构建学校“五有”并举格局。某学习小组在学校组织的劳动实践活动中,为提高蔬菜的产量,利用学校“绿色菜园”进行了探究活动。菜园采用滴灌方式浇水,水中含氧量是否会影响蔬菜产量呢?同学们研究了不同增氧滴灌方式对小白菜产量的影响,实验方案如下表(种植的小白菜生长周期约60天。幼苗出土20天左右移栽到实验室,如图1):
组别
水处理方式
小白菜数量
A组
物理增氧(利用仪器震动)
30株
B组
化学增氧(加入化学药品)
30株
C组
普通自来水
30株
(1)针对研究的问题,他们作出的假设是: 。
(2)图2、图3是部分实验结果,同学们将叶绿素相对含量作为预测产量的指标之一,请你推测原因是 。图2中三组同叶绿素相对含量出现明显差异的时间是第 天。
(3)由图3可知。增氧滴灌能够提高蔬菜产量, 是最佳的增氧滴灌方式。推测原因是水中增氧有利于促进根的呼吸作用,促进根对水和无机盐的吸收。
(4)根据实验结果,若要向菜农广泛推广最佳氧气滴灌方式,你认为还需要做哪些方面的调查研究? 。
考法3 探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素。
6.(2023·湖南长沙·中考真题)绿萝是一种室内观叶花卉,常用水培扦插进行繁殖。为找到绿萝水培扦插的最好方法,研究小组将若干长势良好的绿萝插条用不同溶液处理后,放置在光照培养箱中进行水培,定期测量并记录根的数量和长度。一个月后结果如下表所示:
处理方式
清水
某生根粉溶液
10毫克/升
20毫克/升
40毫克/升
80毫克/升
平均生根数量(根)
4.4
4.5
5.6
4.3
4.2
根平均长度(厘米)
6.13
6.50
7.32
5.40
4.92
(1)用绿萝插条进行水培扦插,这种生殖方式属于 。
(2)实验中有一组用清水处理的目的是 。光照培养箱在通风条件下需设置好恰当的光照强度、光照时间、 和湿度等条件,满足绿萝正常的生长需求。
(3)实验结论:该生根粉溶液在一定浓度范围内能促进绿萝生根,在 毫克/升左右效果最好,但浓度过高会 绿萝生根。
考法4 饲养家蚕,收集我国养蚕的历史资料。
7.(2024·山东德州)某班同学在学习物种延续的相关知识后,开展了“饲养家蚕”的跨学科实践活动,如下是他们的实践记录单,请你给他们补充完整。
实践记录单
饲养家蚕
实践目的:通过饲养家蚕观察其发育过程,尝试探究家蚕一对相对性状的遗传规律
探究实验
(1)卵蚕卵的孵化需要一定的外界条件,将在网上购买的同批350粒蚕卵平均分为7组,下表是在不同温度、光照、湿度条件下,各组蚕卵的孵化情况:
组别
蚕卵数量
温度(℃)
光照(h)
湿度(%)
孵化天数(天)
孵化率
1
50
18
10
75
24
90%
2
50
22
10
75
12
96%
3
50
26
10
75
9
100%
4
50
26
10
90
11
100%
5
50
26
10
60
12
98%
6
50
26
20
75
9
98%
7
50
26
0
75
10
100%
分析上表,可以看出 对家蚕卵的孵化影响最大。
(2)①幼虫依靠腹足上的趾钩附着在桑叶上,有利于取食和运动,这体现了 的生物学观点。
②本阶段,家蚕会经历4次蜕皮,蜕皮的原因是 。
(3)给家蚕幼虫食用不同颜色的蚕饲料,它们会结出不同颜色的茧,这个事例说明基因、环境、性状之间的关系是 。
(4)成虫蚕蛾全身被白色鳞片和毛;口器退化,不能进食;胸部三对足,两对翅,但飞行能力退化。雌蛾体大,爬动慢;雄蛾体小,爬动较快。与幼虫在形态结构和生活习性上有明显差别。
根据以上观察,发现家蚕的发育过程属于 。
(5)选取家蚕有斑纹(B)和无斑纹(b)这对相对性状进行探究实验。若要确定有斑纹蚕的基因组成,设计如下的实验方案并预期实验结果及结论。
实验方案: 。
预期实验结果及结论:① ;② 。
考法5 制作水族箱,饲养热带鱼。
8.(2024·宁夏)某生物兴趣小组为了探究不同条件下生态系统的稳定性,设计并制作了四个大小相同的简易生态瓶,分别编号为A、B、C、D,每个生态瓶各加入等量的清水,放入2条生长状况相似的小鱼,观察小鱼的生存时间,记录结果如下。根据实验结果分析回答下列问题。
编号实验条件
A
B
C
D
实验图示
实验处理
不加水藻不加河泥光照
加水藻不加河泥光照
加水藻加河泥光照
加水藻加河泥黑暗
生存时间
3天
12天
27天
2天
(1)实验中每个生态瓶都加入等量的清水并放入2条生长状况相似的小鱼,其目的是 。
(2)A瓶与B瓶相比,B瓶中小鱼生存的时间更长,是因为B瓶中的水藻通过 作用,为小鱼的呼吸提供 。鱼类终生生活在水中,与其水中生活相适应的特征有 (答出一点即可)。
(3)请写出C瓶中包含的食物链 。C瓶在一段时间内能保持相对稳定,但与池塘生态系统相比,C瓶中的生物种类 ,自我调节能力 。
(4)根据实验结果,要延长D瓶中小鱼的生存时间,应将D瓶放置在 处。
(5)如果将B瓶和C瓶作为一组对照实验,请你提出一个与此相关的探究问题 ?
解题技巧
1、探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件,根据植物生长发育所需的环境条件,选择适宜的土壤,在土壤中栽培一种植物,定期浇水、适时施肥、松土。观察植物在生长发育过程中的变化,设计表格,记录和交流株高、叶片数量、叶片大小、开花结果的时间和数量等信息。
2、根据植物生长发育所需的环境条件,选择或设计恰当的装置,利用营养液无土栽培一种植物,定期补水、更换营养液、通气。观察植物在生长发育过程中的变化,设计表格,记录和交流株高、叶片数量、叶片大小、开花结果的时间和数量等信息。
►考向三 发酵食品制作类跨学科实践活动
考法1 收集酵母菌种,比较发酵效果。
9.(23-24八年级上·湖南长沙·期末)天然酵母面包是使用含有大量酵母菌和乳酸菌的“天然酵母种”制作而成,制作流程如图所示。天然酵母面包因其风味独特而受到面包爱好者的青睐。
(1)在获得“天然酵母种”时,面团中的有机物为酵母菌和乳酸菌的生长、繁殖提供了充足的物质和 ,使它们能够分别进行出芽生殖和 生殖,如此便可得到含有大量酵母菌和乳酸菌的天然酵母种。
(2)制作面包时,面团需要放在温暖的地方。酵母菌在进行呼吸作用时,分解有机物产生的 使面包疏松、多孔。如果将和好的面团放在密闭容器中,发酵时间过长则会闻到酒味儿,原因是: 。
(3)同时,实验发现天然酵母面包与市售酵母面包相比不易出现霉菌污染,可能的原因是天然酵母种中的 能够把葡萄糖转化为乳酸等物质,从而抑制霉菌的生长、繁殖。
考法2 设计简单装置,制作酸奶。
10.(23-24八年级上·湖南娄底·阶段练习)下列为探究酸奶的制作简要说明和制作条件的实验过程图,请据图回答。
①准备:准备酸奶制作装置与原材料。
②配制:清洁消毒器皿,牛奶加糖煮开冷却,按原料奶与原料酸奶10:1的比例进行调配。
③培养:用塑料袋密封瓶口,恒温30℃培养4~6小时。
④验收:检查制作质量与酸度,冷藏以备食用。
(1)制作酸奶所用的细菌是 。
(2)实验过程中需要清洗烧杯等实验器材,并进行加热处理的目的是 。
(3)酸奶制作过程中,冷却后,加入酸奶并搅拌的目的是 。
(4)该图实验中,设置的变量是 。你推测甲、乙两组试验中的玻璃瓶放在30℃的条件下放置4~6小时后最有可能制成酸奶的是 。
考法3 制作泡菜,探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素。
11.(23-24八年级上·湖南湘潭·期末)泡菜的制作工艺是我国悠久的饮食文化遗产之一。泡菜美味又可口,但在制作泡菜的过程中,应严格控制亚硝酸盐在一定浓度范围内,以免对人体产生危害。某学校生物社团组织研究不同浓度食醋对泡菜中亚硝酸盐含量的影响。具体做法为:
①称取等量白菜4份;
②每组均加入等量7%盐水、鲜姜和辣椒;
③加入浓度分别为0、0.3%、0.6%、0.9%的食醋;
④每天测量泡菜中亚硝酸盐含量,连续测10天,结果如图。
(1)制作泡菜所利用的微生物是 。
(2)设置食醋浓度为0的组别,目的是 。
(3)随着制作时间增加,亚硝酸盐含量的变化趋势均表现为 。
(4)据图中数据分析,当食醋浓度为 时,抑制作用最强;食醋浓度过高或过低,抑制作用均 (选填“增强”或“减弱”)。
(5)依据本实验的结果,提出一条家庭自制泡菜的建议 。
解题技巧
发酵技术的应用,一般和化学联系比较多,常考的相关知识点如下:
①酵母菌发酵:酵母菌分解葡萄糖产生二氧化碳,用于制作馒头、面包;酵母菌在无氧的情况下,分解葡萄糖产生酒精,用于酿酒。
②乳酸菌发酵:乳酸菌在无氧情况下分解葡萄糖产生乳酸,用于制作酸奶、泡菜。
③甲烷菌生产清洁能源:甲烷菌在无氧情况下分解有机物产生的氢和二氧化碳结合生成甲烷。
④验证二氧化碳:二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。
一、“生物学与社会·跨学科实践”教学设计的理念原则
1、 以发展核心素养为宗旨:以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,充分发挥学科育人价值。着眼于学生适应未来社会发展和个人生活的需要,立足于坚实的生物学科内容基础,融入社会主义核心价值观的基本内容和要求,发展学生核心素养。
2、 聚焦生物学大概念:追求“少而精”的原则,优化内容体系,提炼大概念,精选学习内容,突出重点,切合初中学生的认知特点,明确学习要求,力求学生有相对充裕的时间主动学习,让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念,发展核心素养。
3、 关注学生的学习实践:高度关注学生学习过程中的实践经历,强调学生的学习过程是主动参与的过程,选择恰当的真实情境,设计学习任务,让学生积极参与动手和动脑的活动。通过实验、探究类学习活动或跨学科实践活动,使学生加深对生物学概念的理解,提升应用知识的能力,激发探究生命奥秘的兴趣,进而能用科学的观点、知识、思路和方法探讨或解决现实生活中的某些问题,从而引领教与学方式的变革。
4、 注重对探究和实践过程的评价:重视以评价促进学生的学习与发展,重视评价的诊断、激励和促进作用。将评价重点放在学生的学习活动上,特别要注重对探究和实践过程的评价,提倡在评价中关注学生的个体差异和发展需求,帮助学生认识自我、建立自信,改进学习方式,促进其核心素养的形成。
二、“生物学与社会·跨学科实践”教学设计的总体目标
1、发展学生核心素:生物学课程要培养的核心素养,主要是指学生通过本课程学习而 逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力,是生物学课程育人价值的集中体现,主要包括生命观念、科学思维、探究实践、态度责任。
2、掌握生物学基础知识,形成基本的生命观念:获得生物体的结构层次、生物的多样性、生物与环境、植物的生活、人体生理与健康、遗传与进化等方面的基础知识;初步形成生物学的结构与功能观、物质与能量观、进化与适应观、生态观等生命观念;能够应用生命观念探讨和阐释生命现象及规律,认识生物界的多样性和统一性,认识生物界的发展变化,认识人与自然的关系等,初步形成科学的自然观和世界观;能够应用生命观念分析生活中遇到的一些与生物学相关的实际问题。
3、初步掌握科学思维方法,具备一定的科学思维习惯和能力:尊重事实证据,能够运用比较和分类、归纳和演绎、抽象和概括、分析和综合等思维方法认识事物,解决实际问题,初步形成基于证据和逻辑的思维习惯;能够进行独立思考和判断,多角度、辩证地分析问题,提出自己的见解;能够对他人的观点进行审视评判、质疑 包容;能够运用科学思维,探讨真实情境中的生物学问题,参与社会性科学议题的讨论。
4、初步具有科学探究和跨学科实践能力,能够分析解决真实情境中的生物学问题:能够从生物学现象中发现和提出问题、收集和分析证据、得出结论。综合运用生物学和其他学科的知识、方法与实验操作技能,采用工程技术手段,通过设计、制作和改进,形成物化成果,将解决问题的想法或创意付诸实践,逐步形成团队合作意识、坚持不懈的探索精神、实践创新意识、审美意识和创意实现能力。
5、初步确立严谨求实的科学态度,乐于探索生命的奥秘:初步理解科学的本质,能以科学态度进行科学探究;面对各种媒体上的生物学信息或社会性科学议题,做到不迷信权威,不盲从他人,能对自己或他人的观点进行理性审视,尊重他人的观点;乐于探索自然界的奥秘,关注生物科学和生物技术的新进展及其对个人和社会发展的促进作用。
6、树立健康意识和社会责任感,能够强身健体和服务社会:关注身体内外各种因素对健康的影响,在饮食作息、体育锻炼、疾病预防等方面形成健康生活的态度和行为习惯;能够基于生命观念和科学思维,破除封建迷信,反对伪科学;理解科学、技术、社会、环境的相互关系,参与社会性科学议题的讨论;初步形成生态文明观念,践行“绿水青山就是金山银山”的理念,积极参与环境保护实践,立志成为美丽中国的建设者;主动宣传关于生命安全与健康的观念和知识,成为健康中国的促进者和实践者。
三、“生物学与社会·跨学科实践”课程的学业要求
1、根据观察到的生物学现象或与生物学相关的现实需求,尝试提出需要解决的生物学或跨学科实践问题。
2、根据研究问题和活动目标,结合相关的科学知识或生活经验,发挥想象力,创造性地利用简易器材,设计可行的研究方案,如确定研究变量、研究步骤等。在条件允许的情况下,可以运用现代技术(如传感器、无线通信、大数据、3D打印等)设计研究方案。
3、在研究方案的实施过程中,运用恰当的方式收集和记录证据,通过分析证据发现研究中的不足,再通过循环迭代不断改进研究方案或提高产品质量,最终形成解决问题的最佳方案。
4、撰写实践活动报告,包括活动目标、方案、结果、研究反思等,能够运用恰当的方式(如模式图、曲线图、数据表格、照片等)直观、简洁地呈现实践成果。
5、通过书面或口头方式分享实践成果,针对他人提出的问题, 能够运用证据进行交流和讨论,并在此基础上反思研究中的不足,改进实践方案。
1.(2024·湖南岳阳·二模)某同学设计了如图所示的装置(乙瓶处于无光环境中),下列描述中正确的组合是( )
①此装置可验证植物的光合作用产生氧气
②此装置可验证植物的呼吸作用产生二氧化碳
③甲中氢氧化钠溶液变浑浊
④丙内石灰水变浑浊
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
2.(2024·湖南娄底·模拟预测)为探究相同光照时长下,不同光照强度对菠菜光合作用影响,同学们自制实验装置(如图)(如下表)。分析实验结果,能够得出的结论是( )
组别
光照强度百分比(%)
氧气浓度增加量(%)
二氧化碳浓度减少(ppm)
1
90
1.89
8020
2
50
1.50
7009
3
10
0.87
5080
A.菠菜进行光合作用的条件是光
B.该实验可以证明光合作用消耗氧气
C.二氧化碳浓度减少量可以反映光合作用速率
D.在实验范围内,光照强度越高光合作用越强
3.(2024·湖南邵阳·一模)某学习小组利用光具座、可变焦的水透镜等器材,模拟人眼球成像原理。(说明:注射器向水透镜内注水,曲度变大;向外抽水,曲度变小)“F光源”此时在光屏上呈现清晰的物像,如图所示。下列说法错误的是( )
A.水透镜和光屏分别模拟眼球的晶状体和视网膜
B.模拟看远处物体时,“F光源”适当左移,用注射器向内注水,可在光屏上呈现清晰物像
C.此模型还不够完善,应在“F光源”和水透镜之间安装一个废弃的显微镜光圈,来模拟眼球的瞳孔
D.通过该实验可知:在人眼球的视网膜上形成倒立的物像
二、填空题
4.(2024·湖南邵阳·二模)下图为某科技农场四种农产品的生物学原理分析,请写出标号所代表的内容:
① ;② ;③ ;④ ;⑤ ;⑥ ;⑦ ;⑧ 。
5.(2024·湖南·模拟预测)调配型酸奶的生产主要以羧甲基纤维素(CMC)作稳定剂,文献认为CMC有致皮下组织肿瘤的可能性。银耳中含有丰富的银耳多糖,并具有增强机体免疫力的功能。科研人员从银耳中获得银耳多糖的提取液,用天然稳定剂代替人工合成稳定剂,同时使酸奶制品具有银耳的保健功能。
(1)用于制作酸奶的乳酸菌是一种 (填“细菌”或“真菌”),它能利用酶,将葡萄糖转化为 。
(2)科研人员尝试不同的捣碎时间、不同的水量提取银耳,再检测提取液黏度,如下表。综合考虑,最佳提取水量是 。最佳捣碎时间是1min,理由是 。
表1 提取水量对银耳提取液黏度的影响
序号
湿银耳质量/g
水量/mL
提取液黏度/mPa•s)
1
100
100
3208
2
100
200
1200
3
100
300
625
4
100
400
250
注:120℃提取60min。
表2 银耳捣碎时间对提取液黏度的影响
序号
样品
捣碎时间/min
提取液黏度/(mPa•s)
1
100g银耳+200mL水
0
41
2
100g银耳+200mL水
0.5
548
3
100g银耳+200mL水
1
1030
4
100g银耳+200mL水
2
1080
注:120℃提取60min。
(3)家中制作这种银耳酸奶时,将提取黏液与牛奶混合均匀后,再加入一点新鲜酸奶,目的是 ,40℃保温6~8小时酸奶就成型了。乳酸菌通过 的方式生殖,短时间内产生大量子代个体。
6.(2024·湖南岳阳·二模)科技人员为了帮助乡村振兴对提高西瓜的品质进行了相关研究,指导果农。图一表示西瓜植株的某些生理活动;图二表示密闭装置中氧气含量在24小时内的变化曲线。图三所示装置用来比较植物光合作用和呼吸作用强度,已知其他条件均适宜。请据图回答问题:
(1)栽种西瓜时要疏密有致,其目的是为了提高图一中[ ] 过程的效率。
(2)出苗后,尤其是叶展开后,一般采用小水勤浇的模式,绝大部分用于图一中的[ ] 过程。
(3)据图二曲线推测该西瓜植株在一天中积累了有机物,判断依据是 。
(4)图三中当装置甲处气体的二氧化碳浓度低于乙处时,植物光合作用强度 (填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度,对应图二中的时间段是 (用数字表示)。
7.(2024·湖南张家界·一模)港科技大学设计的世界上首个3D人工眼球——EC﹣EYE仿生眼,被称为“人眼Plus”,其后侧的纳米探测器密度达4.6亿个,且能在19.2毫秒内响应并生成电流,反应时间不到人眼的一半,计算机能识别电信号并成像。回答下列问题:
(1)EC﹣EYE仿生眼由前部的铝壳和后部的眼窝对接形成球形腔体,其内充满离子液,模仿玻璃体 ,后部感受光信号刺激的纳米探测器模拟 。
(2)镜头与纳米探测器之间的距离可调节,看远处时距离将 ;纳米探测器(直径几微米)将获得的信号进行传输、转换后形成图像输出,而人体形成视觉的部位是 。
(3)EC﹣EYE仿生眼利用类似太阳能电池中的电化学反应,将光能转化为电能维持运作,无需外部电源。而在人体中 作用提供能量。
(4)目前EC﹣EYE仿生眼还不够完善,无法广泛应用于临床,请你提出两条改进建议: 。
8.(2024·湖南衡阳·模拟预测)小希发现妈妈做馒头、面包时用的菌种是酵母菌,而制作米酒时用的却是根霉。为什么制作米酒不用酵母菌呢?陈老师了解到小希的疑惑后,组织同学们分成若干小组,进行了如下探究实验(甲、乙两组所用器具均相同且清洁)。请分析回答下列问题:
组别
甲
乙
菌种
酵母菌(2克)
根霉(2克)
原料
糯米(500克)
糯米(500克)
过程
糯米浸泡24小时→蒸熟→淋凉开水,晾至室温→加入相应菌种并搅拌均匀→装进相应容器并加盖→置于30℃环境中→2天后,由至少3人同时观察、品尝
结果
酒味很淡,甜味不明显
酒味浓郁,甜味明显
(1)该探究实验的变量是 。
(2)为控制单一变量,同学们的做法有 等。(答出一点即可)
(3)为什么观察、品尝需至少由3人同时进行? 。
(4)根据实验结果,小希终于明白,如果只用单一菌种制作米酒,最好选择 。
9.(2024·湖南永州·二模)泡菜的制作工艺是我国悠久的食文化遗产之一,泡菜制作过程中会产生一定量的亚硝酸盐,亚硝酸盐含量偏高会对人体产生危害,因此在制作泡菜过程中应控制亚硝酸盐在一定浓度范围内。小红同学开展了利用不同浓度食醋制作泡白菜产生亚硝酸盐含量的变化的探究,具体做法是:称取等量同种白菜4份,每份均加入等量 7%盐水、鲜姜和辣椒,再加入食醋,其食醋浓度分别为0%、0.3%、0.6%、0.9%。重复做3次。从泡菜制作第1天开始,每天测定泡菜中亚硝酸盐含量,测定10天,结果记录如下:
(1)设置一组食醋浓度为0%,目的是 ;实验中添加的材料均取等量,目的是 。
(2)分析曲线,随着泡制时间增加,亚硝酸盐含量变化趋势均表现为 ,并在第3 天均达到最大值。
(3)分析比较四条曲线亚硝酸盐含量的最大值,不同浓度食醋对泡的白菜亚硝酸盐含量的影响是 。
(4)结合本实验,给家庭自制泡菜提出一条合理建议 。
10.(2024·湖南长沙·模拟预测)天然酵母面包是使用含有大量酵母菌和乳酸菌的“天然酵母种”制作而成,制作流程如图1所示。天然酵母面包因其风味独特而受到面包爱好者的青睐。请回答下面问题。
(1)与病毒相比,酵母菌在结构上的主要特点: 。
(2)在获得“天然酵母种”时,面团在酵母菌和乳酸菌的培养过程中充当了 ,使它们能够分别进行出芽生殖和 生殖,如此便可得到含有大量酵母菌和乳酸菌的天然酵母种。酵母菌分解有机物产生的 使面包疏松、多孔。如果将和好的面团放在密闭容器中,发酵时间过长则会闻到酒味儿,原因是 。
(3)天然酵母种不仅使面包风味独特,还会影响面包的保质期。研究人员对比了使用市售酵母和三种不同天然酵母种制作的面包的保质期,结果如图2.
如图3显示,相比于市售酵母,天然酵母种能 (选填“延长”或“缩短”)面包的保质期。可能的原因是天然酵母面包制作过程中,天然酵母种中的乳酸菌在 条件下进行发酵产生乳酸等物质,抑制霉菌的生长、繁殖
11.(2011·福建龙岩·中考真题)小强在学习了昆虫的生殖与发育相关知识后,产生了探究的兴趣,便买回20只家蚕幼虫,进行饲养与实验。
(1)在饲养家蚕过程中,小强发现桑叶很有限,于是设想:青菜叶是否能用来饲养家蚕呢?对此他进行了探究实验:
①将20只家蚕幼虫等分成甲、乙两组,放置在相同且适宜家蚕生长发育的纸盒中,甲组用桑叶饲养,乙组用等量的 饲养,每天清理纸盒。
②经过20多天后,甲组家蚕幼虫长大、成熟,吐丝结茧;乙组家蚕幼虫却不食、变小、死亡。由此,小强得出结论: 。
(2)甲组家蚕幼虫经过吐丝结茧、化蛹、羽化成蚕蛾、交配、产卵后,小强得到了许多蚕卵。小强认为,蚕卵的孵化需要20℃~25℃的条件。为此,他做了探究实验:选取20粒蚕卵等分成甲、乙两组,甲组放置于10℃的环境中,乙组放置于23℃的环境中(其他条件相同且适宜)。10多天后,观察两组蚕卵的孵化情况。
①小强此实验探究的是 对蚕卵孵化的影响。
②请你写出支持小强假设的实验现象(预测):甲组蚕卵 ,乙组蚕卵 。
12.(2024·湖南湘西·三模)吸烟有害健康。香烟燃烧时会产生许多对人体有害的物质,如香烟烟雾PM2.5、一氧化碳等。香烟烟雾PM2.5是室内空气主要污染源之一。某研究小组开展了“香烟烟雾对芦荟的生长是否有影响”的探究活动。
①制作用于实验的实验舱,选用生长旺盛、长势基本一致的芦荟;通入的香烟烟雾量是由2支同型号香烟完全燃烧产生的。
②实验具体操作及72小时时芦荟呈现的状态见下表。组别
芦荟
香烟烟雾
密闭情况
芦荟呈现状态(截至72小时)
A组
无
通入
密闭
B组
放置
通入
密闭
多数叶片发黄,叶面多见水渍状斑点
C组
放置
通入
间隔通风
少数叶片发黄,叶面偶见水渍状斑点
D组
放置
无
密闭
个别叶尖微黄,叶面未见水渍状斑点
(1)实验前需要准备适量的芦荟,可以采用茎进行扦插繁殖,成活率比较高。这种生殖方式属于 生殖,该种生殖方式的优点是 。
(2)B组和D组为一组对照实验,探究的问题是 ?
(3)B组和C组比较,C组的芦荟受害较轻。根据该实验结果,请你针对如何降低吸烟人士对身边人的影响,提出合理的建议: 。
(4)有些人喜欢在卧室内摆放多盆绿植来改善空气质量,这种做法是否科学?请分析并说明原因 。
13.(2024·湖南长沙·一模)景天三七是多年生草本植物,具有宁心安神等功效。八年级生物兴趣小组开展了如下实验,探究了不同部位插穗对景天三七扦插苗生长的影响。取生长旺盛,粗细一致,长度相同且无病虫害的景天三七枝条,按上部茎段、中部茎段、下部茎段3组进行切割处理:每段4~5cm,上端平切,下端斜切,并去除大部分叶片。每组20根进行扦插,两个月后统计各组的存活率和株高的平均值,结果如图。
(1)枝条扦插到土壤中生长出新植株的繁殖方式属于 生殖。
(2)上述划线部分的操作是为了 ;统计各组存活率和株高的平均值是为了 。
(3)生物兴趣小组在扦插实验中除去插穗上大部分叶片,这样做的目的是降低 (生理作用)的强度。
(4)依据实验结果,景天三七扦插繁殖应选择 茎段做插穗。
14.(2024·湖南岳阳·一模)材料一:中国空间站取名“天宫”,是国家太空实验室,也是重要的太空科普教育基地。“天宫课堂”采取天地互动方式进行,其中第三课,“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲首次在问天实验舱内为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。“课堂”上航天员们展示了水稻、拟南芥、生菜等生物的生长状况。
材料二:我国的“嫦娥”探月工程中,科研人员将油菜、棉花、马铃薯、拟南芥、酵母菌和果蝇等6种生物装入载荷罐,并提供水、土壤、空气、光照等生长条件,搭载“嫦娥四号”探测器到达月球,进行了人类首次月面生物生长培育实验。根据上述材料完成下列问题:
(1)太空微重力环境中,水稻的生长方向变得杂乱无章,这一现象体现了生物与环境的关系是 。
(2)空间站还栽培了西红柿、小麦等作物,对它们进行分类的重要依据 。
(3)一些植物的种子经过太空漫游后播种,种植出来的植物比原植物有了一些的变化,是因为太空环境(辐射、失重等)会导致种子本身的 发生突变。
(4)“嫦娥四号”的密闭载荷罐中有的棉花种子发芽了,这是月球上首次有生物体生长,下列关于该实验分析不正确的是___。
A.密闭载荷罐就是一个生态系统
B.棉花种子的萌发只需水分、适宜的温度和光照
C.果蝇、酵母菌所需的有机物来自罐内植物
D.载荷罐内结构简单自动调节能力弱
(5)为探究载荷罐内光源最佳的色光条件,某兴趣小组同学利用图甲装置,研究了不同色光对植物光合作用的影响,并对实验中测得的数据进行了统计,如图乙。
据图分析,载荷罐内应选择的最佳两种色光为 。
15. (2024·湖南衡阳·模拟预测)生物学社的同学们制作了一个模拟人眼球成像过程的简易装置,见下图。在距纸盒右侧圆孔25厘米处点燃一根蜡烛,可以观察到光屏上出现一个物像。
(1)该兴趣小组的同学用空的牛奶纸盒模拟封闭的眼球;在纸盒右侧圆孔上安装凸透镜用来模拟眼球的 ;纸盒左侧内壁上的光屏可模拟眼球的 ,将纸盒正面靠左侧截去2/3,以便于观察左侧内面的成像情况。
(2)该兴趣小组成员提出一个想法,在凸透镜的右边安装一个废弃的显微镜的光圈,用来模拟眼球的 。
(3)为模拟近视眼的矫正过程,该兴趣小组的同学在保证上图右侧蜡烛不移动的情况下,在凸透镜右侧安放了一个适当厚度的 (填“凹”或“凸”)透镜,使光屏上的物像由模糊变得清晰。
(4)为了更好地模拟人的视觉形成过程,你认为模型还可进行什么改进? 。
1
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题14 跨学科实践
考情概览:理解课标要求,把握命题方向,总结出题角度。
中考新考法:从新情境、新设问、跨学科等方向洞察中考新考法。
真题透视:精选真题,归类设置,完整展现中考试题的考查形式。
要点速记:核心考点必背速记,突破重难点
新题特训:选用最新优质题、创新题,巩固考点复习效果。
课标学业要求
考点
考向
考法
真实情境中的问题解决,通常需要综合运用科学、技术、工程学和数学等学科的概念、方法和思想,设计方案并付诸实施,以寻求科学问题的答案或制造相关产品。
针对特定的生物学内容,运用生物学、物理、技术、工程学等学科概念,以及“结构与功能”“尺度、比例和数量”“系统与模型”等跨学科概念,选择恰当的材料,设计并制作模型,直观地表征相应的结构与功能,提升探究实践能力。
考向一 模型制作类跨学科实践活动
考法1 制作可调节的眼球成像模型,提出保护眼健康的方法。
考法2 制作实验装置,模拟吸烟有害健康。
考法3 设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶。
植物栽培和动物饲养可以综合运用多学科的知识和方法,考虑“结构与功能”“物质与能量”“因果关系"等跨学科概念,设计恰当的装置,以满足生物生长的需要。
考向二 植物栽培和动物饲养类跨学科实践活动
考法1 探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件。
考法2 探究植物无土栽培条件的控制。
考法3 探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素。
考法4 饲养家蚕,收集我国养蚕的历史资料。
考法5 制作水族箱,饲养热带鱼。
发酵食品的制作可以运用传统的发酵技术来完成;发酵食品的改良需要好的创意,运用多学科的知识和方法,从发酵的条件控制、装置的改进、食材的选择等方面不断尝试。
考向三 发酵食品制作类跨学科实践活动
考法1 收集当地面包酵母菌种,比较发酵效果。
考法2 设计简单装置,制作酸奶。
考法3 制作泡菜,探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素。
1.(新设问) (2024·湖南长沙)在跨学科实践活动中,老师带领项目小组制作了眼球结构模型(如下图所示),用以演示眼球的成像过程。
装置说明
①光源、水透镜、光屏均可移动;
②推拉注射器可改变水透镜的曲度;
③显微镜光圈的大小可调节。
(1)模型中, 模拟眼球的晶状体, 模拟眼球的视网膜。
(2)若在光屏上形成的物像较暗,可将光圈 ,使物像更明亮。
(3)项目小组的同学用该装置探究人体如何通过晶状体曲度调节看清远近的物体。他移动水透镜并记录光源与水透镜的距离,随后推拉注射器使物像清晰,记录水透镜的曲度变化。该操作过程是否严谨?请判断并说明理由。
【答案】(1) 水透镜 光屏
(2)调大
(3)不严谨,正常眼的眼球前后径不会发生改变,但该操作改变了水透镜与光屏的距离;或该操作在改变光源与水透镜的距离的同时改变了水透镜与光屏的距离,不符合单一变量原则(意思相近即可)
【分析】该模型中显微镜光圈模拟眼球中的瞳孔,注射器通过推拉模拟睫状体,水透镜模拟晶状体,光屏模拟视网膜。
【详解】(1)在眼球的结构中,晶状体透明、有弹性,类似照相机的镜头,可见,水透镜模拟晶状体。
睫状体内有平滑肌,通过平滑肌的收缩和舒张来调节晶状体的曲度,从而使眼睛能够看清远近不同的物体。眼球中的视网膜,为一层柔软而透明的膜,紧贴在脉络膜内侧,是物像形成的部位。可见,光屏模拟形成物像的视网膜。
(2)光圈模拟眼球中的瞳孔,能够控制进光量,当光屏上的物像较暗的时候,可以将光圈调大,增加进光量反之调小光圈。
(3)不严谨,正常眼的眼球前后径不会发生改变,但该操作改变了水透镜与光屏的距离;或该操作在改变光源与水透镜的距离的同时改变了水透镜与光屏的距离,不符合单一变量原则
2.(新情境)(2024·湖南长沙·中考真题)家蚕取食桑叶是生来就有的行为吗?生物兴趣小组利用家蚕、清水、桑叶、包菜、苹果及相关装置(如下图所示,字母表示家蚕和实验材料放置的位置)进行探究。
(1)实验对象家蚕应选择______。
A.刚孵化的幼虫 B.蜕皮后的幼虫 C.蛹 D.成虫
(2)为确保单一变量,家蚕放置的位置是 (填字母)。
(3)实验发现,家蚕都爬向并取食桑叶,说明 。
(4)兴趣小组进一步查阅资料发现,中国科学家利用敲除X基因的家蚕与正常家蚕进行了相关实验,结果如下图所示。依据结果得出的结论是 。
【答案】(1)A
(2)A
(3)家蚕取食桑叶是生来就有的行为
(4)家蚕取食桑叶由基因控制(意思相近即可)
【分析】对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同之外,其他条件都相同的实验。
【详解】(1)实验用的家蚕最好选择刚刚孵化出的幼虫,可排除学习行为(经验)的干扰,这是因为刚刚孵化出的幼虫尚未经过学习,其食性全凭天性,但蜕皮后的幼虫已经吃过桑叶,可能会由于习惯而取食桑叶;蛹和成虫不吃食物;故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
(2)本实验的变量是食物,为确保单一变量,家蚕放置的位置是A,确保家蚕离每种食物的距离相等。
(3)由题文可知,该实验作出的假设是家蚕取食桑叶是生来就有的行为。实验发现,家蚕都爬向并取食桑叶,则可以得出与假设一致的实验结论,家蚕取食桑叶是生来就有的行为。
(4) 由柱形图可知,正常家蚕吃桑叶不吃包菜;敲除X基因的家蚕既吃桑叶也吃包菜。说明,家蚕的X基因与其食性有关,因此,依据结果得出的结论是家蚕取食桑叶由基因控制。
3.(联系生活实际)(2024·湖南·中考真题)农田长期耕种会导致土壤肥力下降,单纯施用化肥易造成土壤板结,这些都会影响稻谷产量。为探究可持续耕种模式,研究者引入紫云英与水稻轮作模式,研究结果如下。请回答问题:
组别
数据项目
甲组
(不施化肥)
乙组
(单施全量化肥)
丙组
(紫云英还田)
丁组
(紫云英还田并施80%全量化肥)
土壤舍氮量
▲
+9.52%
+18.25%
+15.87%
土壤总孔隙度
未测量
▲
+9.33%
+15.34%
稻谷产量
▲
+16.01%
+9.68%
+18.72%
注:“▲”表示基准值,“+”表示相对基准值的增量
(1)紫云英是豆科植物,在稻谷秋收后播种,来年春季盛花期时将其翻耕用作绿肥(紫云英还田)。紫云英、水稻同属于 (填“裸子”或“被子”)植物。根瘤菌与紫云英共生,能增加土壤含 无机盐的量。
(2)据表可知,与乙组相比,丙和丁两组的土壤总孔隙度都增加,说明紫云英还田能够 (填“加重”或“减轻”)因单施化肥造成的土壤板结程度。丙和丁两组可形成一组对照实验,变量是 ,其中丁组稻谷产量最高。
(3)研究者认为丁组为最优方案,写出两条理由 。
(4)为了更好地储存稻谷,请从减少有机物消耗的角度,给出两个建议 。
【答案】(1) 被子 氮
(2) 减轻 是否施用80%的全量化肥
(3)丁组方案土壤总空隙度最大,促进农作物根的呼吸作用。丁组方案农作物产量最高。
(4)稻谷晒干保存稻谷;低温保存稻谷;低氧环境保存
【分析】对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验,这个不同的条件,就是唯一变量。一般的对实验变量进行处理的,就是实验组,没有对实验变量进行处理的就是对照组。为确保实验组、对照组实验结果的合理性,对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态,这样做的目的是控制单一变量,便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。
【详解】(1)紫云英和水稻都有花、果实和种子,所以它们都是被子植物。根瘤菌与紫云英共生,通过固氮作用将空气中的氮气转化为植物能吸收的含氮无机盐,因此能增加土壤中含氮无机盐的量。
(2)根据表格数据,与乙组相比,丙和丁两组的土壤总孔隙度都增加,这表明紫云英还田能够减轻因单施化肥造成的土壤板结程度。丙和丁两组形成一组对照实验,唯一的区别是是否施加80%全量化肥,其他条件均一样,因此,其变量是是否施用80%的全量化肥。在这两组中,丁组的稻谷产量最高。
(3)研究者认为丁组为最优方案,其理由有两条:一是紫云英还田并适量施化肥能增加土壤含氮量和土壤总孔隙度,从而提高土壤肥力和改善土壤透气性;二是稻谷产量高。
(4)为了更好地储存稻谷,从减少有机物消耗的角度,可以给出两个建议:一是低温储存,因为低温可以抑制呼吸酶的活性,降低呼吸速率,减少有机物的消耗;二是低氧储存,低氧可以抑制细胞有氧呼吸,降低呼吸速率,减少有机物的消耗。
►考向一 模型制作类跨学科实践活动
考法1 制作可调节的眼球成像模型,提出保护眼健康的方法。
1.(2023·湖南益阳·中考真题)某校学生在实践课上利用物理仪器制作了如下装置(内推注射器可使水透镜曲度变大,反之则变小)进行探究活动,下列说法错误的是( )
A.光屏模拟形成物像的视网膜
B.水透镜模拟晶状体,注射器模拟睫状体
C.F光源左移时,为在光屏上形成清晰物像,应向外拉注射器
D.模拟近视的矫正时,在F光源和水透镜之间竖一块放大镜
【答案】D
【分析】视觉形成的过程是外界物体反射来的光线,经过角膜、房水,由瞳孔进入眼球内部,再经过晶状体和玻璃体的折射作用,在视网膜上能形成清晰的物像,物像刺激了视网膜上的感光细胞,这些感光细胞产生的神经冲动,沿着视神经传到大脑皮层的视觉中枢,就形成视觉。
【详解】A.眼球中的视网膜,为一层柔软而透明的膜,紧贴在脉络膜内面,有感受光刺激的作用。视网膜上的感光细胞能够把物体的色彩、亮度等信息转化为神经冲动,故视网膜是视觉感受器,是眼球内成像的部位。可见,光屏模拟形成物像的视网膜,A正确。
B.在眼球的结构中,晶状体透明、有弹性,类似照相机的镜头。睫状体内有平滑肌,通过平滑肌的收缩和舒张来调节晶状体的曲度,从而使眼睛能够看清远近不同的物体。可见,水透镜模拟晶状体,注射器模拟睫状体,B正确。
C.人视近物时,睫状体收缩,晶状体曲度变大;视远物时,睫状体舒张,晶状体曲度变减小。可见,F光源左移时,代表人在视远物,此时为在光屏上形成清晰物像,应向外拉注射器,使得水透镜的曲度变减小,C正确。
D.近视眼的成因是晶状体曲度过大,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,导致来自远处物体的光会聚在视网膜前,而不是视网膜上。而凹透镜具有能使光线发散的特点,因此,在眼睛前面放一个凹透镜,就能使来自远处物体的光会聚在视网膜上,从而矫正了近视眼。可见,模拟近视的矫正时,在F光源和水透镜之间竖一块凹透镜,而放大镜是凸透镜,D错误。
故选D。
考法2 制作实验装置,模拟吸烟有害健康。
2.(2024·陕西)烟草燃烧时会产生尼古丁、焦油和一氧化碳等物质。为探究吸烟对肺的影响,小秦在老师的帮助下,利用如图装置进行实验(注:一氧化碳与血红蛋白的结合能力比氧更强,导致血液中的氧含量降低)。下列叙述正确的是( )
A.上推注射器,可使烟雾进入锥形瓶
B.实验后,鸡血和棉絮颜色保持不变
C.下抽注射器,模拟人体的呼气过程
D.吸烟对肺有影响,对人体健康不利
【答案】D
【分析】1.呼吸运动是由呼吸肌的收缩和舒张引起的,包括吸气和呼气两个过程:吸气时,膈肌与肋间肌收缩,引起胸腔前后、左右及上下径均增大,肺随之扩大,造成肺内气压小于外界大气压,外界气体进入肺内,形成主动吸气运动;呼气时,膈肌和肋间外肌舒张时,肋骨与胸骨因本身重力及弹性而回位,结果胸廓缩小,肺也随之回缩,造成肺内气压大于外界气压,肺内气体排出肺,形成被动的呼气运动。
2.吸烟对身体的多个器官会造成不同程度的影响,有研究证据表明,吸烟及二手烟暴露与四大慢性病即慢性呼吸疾病、恶性肿瘤、心血管疾病及糖尿病之间有很大关系。
【详解】A.上推注射器,锥形瓶内气压增大,烟雾不能进入锥形瓶,A错误。
B.实验模拟了吸烟过程,烟草燃烧的产物(如一氧化碳)会与鸡血中的血红蛋白结合,导致血液中的氧含量降低,进而使得血液颜色由鲜红色变为暗红色;而烟草燃烧的微小的固体颗粒物也会滞留在棉絮上,导致棉絮颜色发生变化,B错误。
C.下抽注射器,锥形瓶内气压减小,模拟人体的吸气过程,C错误。
D.吸烟对肺部有害,烟草中的化学物质会进入肺部并对肺组织造成损伤。这些损伤在长期吸烟的情况下可能会导致基因突变、细胞凋亡和肺部组织的炎症反应,最终增加患肺癌的风险。题图的模拟实验的结果,也能说明:吸烟对肺有影响,对人体健康不利,D正确。
故选D。
考法3 设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶。
3.(2024·湖南长沙·模拟预测)如图是某研究机构利用水池(4米×2米×1米)、土壤、芦苇丛、水管等材料制作一个人工生态系统(如图所示)。根据所学回答:
(1)该人工生态系统模拟的是 生态系统。
(2)以上实验主要模拟该人工生态系统的功能有_____。
①防风固沙②净化水质③蓄洪抗旱④保护生物多样性
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
(3)若要探究芦苇丛对水质的影响设置对照实验还需如何做? 。
(4)要提高该生态系统稳定性、进一步增强其功能,你有什么建议? 。
【答案】(1)湿地
(2)D
(3)设置对照实验,以排除其他可能的影响因素
(4)引入更多的生物种类,增加营养结构的复杂性;减少人为干扰,如减少污染物的排放,保护生态系统的完整性
【分析】湿地是指暂时或长期覆盖水深不超过2米的低地、土壤充水较多的草甸、以及低潮时水深不过6米的沿海地区,湿地生态系统是湿地植物、栖息于湿地的动物、微生物及其环境组成的统一整体。湿地具有多种功能:保护生物多样性、涵养水源、保持水土、调节径流、改善水质、调节小气候、增加大气湿度、提供食物及工业原料,提供旅游资源等,被称为“地球之肾”。该人工湿地系统的芦苇是植物,植物和土壤能净化水质,芦苇还可以涵养水源等。
【详解】(1)该人工生态系统模拟的是湿地生态系统。湿地生态系统通常具有水域和陆地交错的特征,如芦苇丛等水生植物。这样的生态系统在自然环境中、蓄洪抗旱等功能,我们可以观察到类似湿地生态系统的结构和功能,通过水池蓄存水分进行防淇抗旱等,该人工生态系统模拟的是湿地生态系统。
(2)A .选项中的①防风固沙功能在图示的人工生态系统中并未得到体现,故A错误。
B.选项中的④保护生物多样性功能虽然在自然湿地生态系统中很重要,但在图示的人工生态系统中并未特别强调,故B错误。
C.选项中的①防风固沙和④保护生物多样性功能同样未在图示的人工生态系统中体现,故C错误。
D.选项的②净化水质和③蓄洪抗旱功能在图示的人工生态系统中得到了明显的体现,如通过芦苇丛和土壤进行水质净化,以及通过水池进行蓄洪抗旱,故D正确。
故选D。
(3)若要探究芦苇丛对水质的影响,需要设置对照实验以排除其他可能的影响因素,设置一组没有芦苇丛的对照组;水深、进出水条件等与有芦苇丛的实验组完全一致,观察并记录两组实验的水质变化情况、污染物的含量等,就可以得出芦苇丛对水质影响的结论。
(4)要提高该生态系统的稳定性并进一步增强其功能,我们可以采取以下建议:引入更多的生物种类,增加营养结构的复杂性;减少人为干扰,如减少污染物的排放,保护生态系统的完整性。
解题技巧
1、 跨学科实验活动一般都是探究实验,答题过程中要结合探究实验过程及原则完成相关习题。
2、 设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶,根据水生生态系统的组成,以及“尺度、比例与数量”“稳定与变化”“系统与模型”等跨学科概念,利用生活中简单易得的透明材料制作装置,装入水、塘泥和不同的水生生物,制作能够维持较长时间的生态瓶。
►考向二 植物栽培和动物饲养类跨学科实践活动
考法1 探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件。
4.(2023·湖南常德·中考真题)京桃香草莓是我国科研人员培育的适于在我国北方栽培的新品种。研究人员在培养箱中以京桃香草莓为实验材料,探究影响休眠状态下京桃香草莓植株生长的因素,以便为北方秋冬季温室草莓优质栽培提供依据,实验处理方式和35天后的实验结果见下表。
表 实验处理方式和实验结果
组别
植株数(株)
处理方式
单叶面积()
植株高度(cm)
1
30
光照10小时
43.54
7.67
2
30
光照10小时+增施二氧化碳 5小时
48.91
10.12
3
30
光照16小时
51.45
9.06
4
30
光照16小时+?
59.29
11.33
请你据表回答。
(1)实验需选取京桃香草莓120株,随机平均分为4组开展实验。实验所用每株草莓都处于休眠期,且株高和单叶面积均相同的目的是 。
(2)1组和2组为一组对照实验,这组对照实验探究的问题是 ?
(3)2组和4组为一组对照实验,“?”处应填 ,该组实验可得出的结论是 。
(4)通过对上述实验数据分析,可得出影响休眠状态下的京桃香草莓生长的因素有 。
【答案】(1)控制单一变量
(2)二氧化碳能影响京桃香草莓的生长吗
(3) 增施二氧化碳 5小时 延长光照时间能影响京桃香草莓的生长
(4)光照时间和二氧化碳浓度
【分析】对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组;没有处理的就是对照组。对照实验一般要遵循对照性原则、单一变量原则、设置重复多次实验等。
【详解】(1)对照实验一般要遵循对照性原则、单一变量原则,因此在设计实验时,只有一个变量的条件不同,其他条件保持相同且适宜的目的,都是为了控制单一变量。
(2)对照实验一般要遵循单一变量原则。实验设计时1组和2组为一组对照实验,设计的是除了增施二氧化碳5小时不同其他条件都相同,所以这组实验探究的问题是:二氧化碳能影响京桃香草莓的生长吗?
(3)对照实验一般要遵循单一变量原则,2组和4组为一组对照实验,“?”处应填增施二氧化碳 5小时,变量为光照时间,光照时间长的草莓生长的好,可以得出结论:延长光照时间能影响京桃香草莓的生长。
(4)通过对上述实验数据分析,可得出结论:影响休眠状态下的京桃香草莓生长的因素有光照时间和二氧化碳浓度。
考法2 探究植物无土栽培条件的控制。
5. (2023·湖南张家界·中考真题)为贯彻落实“双减”政策。构建学校“五有”并举格局。某学习小组在学校组织的劳动实践活动中,为提高蔬菜的产量,利用学校“绿色菜园”进行了探究活动。菜园采用滴灌方式浇水,水中含氧量是否会影响蔬菜产量呢?同学们研究了不同增氧滴灌方式对小白菜产量的影响,实验方案如下表(种植的小白菜生长周期约60天。幼苗出土20天左右移栽到实验室,如图1):
组别
水处理方式
小白菜数量
A组
物理增氧(利用仪器震动)
30株
B组
化学增氧(加入化学药品)
30株
C组
普通自来水
30株
(1)针对研究的问题,他们作出的假设是: 。
(2)图2、图3是部分实验结果,同学们将叶绿素相对含量作为预测产量的指标之一,请你推测原因是 。图2中三组同叶绿素相对含量出现明显差异的时间是第 天。
(3)由图3可知。增氧滴灌能够提高蔬菜产量, 是最佳的增氧滴灌方式。推测原因是水中增氧有利于促进根的呼吸作用,促进根对水和无机盐的吸收。
(4)根据实验结果,若要向菜农广泛推广最佳氧气滴灌方式,你认为还需要做哪些方面的调查研究? 。
【答案】(1)水中含氧量会影响蔬菜产量(含氧量增加能提高蔬菜产量等)
(2) 叶绿素相对含量越高光合作用越强制造的有机物越多,产量越高 35
(3)物理增氧
(4)针对多种不同蔬菜进行重复实验;进一步计算增氧滴灌方式的成本,考虑投入和产出的问题;宣传增氧滴灌的方式,调查当地菜农对相关技术的了解和接受程度;研究增氧仪器的制作或成本(言之有理即可)
【分析】(1)光合作用是绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。影响光合作用的因素有:光照强度、二氧化碳浓度、水分、光照时间等。(2)对照实验是在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。这个不同的条件就足唯一的变量。 根据变量设置一组对照实验,使实验结果更具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的就是实验组,没有处理的就是对照组。
【详解】(1)该实验提出的问题是:水中含氧量是否会影响蔬菜产量呢?假设是根据自己已有的知识和生活经验对问题的答案作出的肯定或否定的回答,所以针对待研究问题,他们作出的假设是:水中含氧量会影响蔬菜产量(含氧量增加能提高蔬菜产量等)。
(2)图2.图3是部分实验结果,同学们将叶绿素相对含量作为预测产量的指标之一,原因是叶片中叶绿素的相对含量越高,植物的光合作用越强,制造的有机物越多,蔬菜产量就越高。由图2曲线图可以看出,三组叶绿素相对含量出现明显差异的时间是第35天。
(3)由图3柱状图可知,增氧滴灌能够提高蔬菜产量,推测原因是水中增氧有利于促进根的呼吸作用,促进根对水和无机盐的吸收。两种增氧方式中,A组(物理增氧)蔬菜产量最高,所以物理增氧最佳。
(4)只用一种蔬菜做实验,存在偶然性;菜农在种植过程中还要考虑成本问题。因此,若要向菜农广泛推广上述增氧滴灌方式,还需要做以下研究:针对多种不同蔬菜进行重复实验;进一步计算增氧滴灌方式的成本,考虑投入和产出的问题;宣传增氧滴灌的方式,调查当地菜农对相关技术的了解和接受程度;研究增氧仪器的制作或成本等。
考法3 探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素。
6.(2023·湖南长沙·中考真题)绿萝是一种室内观叶花卉,常用水培扦插进行繁殖。为找到绿萝水培扦插的最好方法,研究小组将若干长势良好的绿萝插条用不同溶液处理后,放置在光照培养箱中进行水培,定期测量并记录根的数量和长度。一个月后结果如下表所示:
处理方式
清水
某生根粉溶液
10毫克/升
20毫克/升
40毫克/升
80毫克/升
平均生根数量(根)
4.4
4.5
5.6
4.3
4.2
根平均长度(厘米)
6.13
6.50
7.32
5.40
4.92
(1)用绿萝插条进行水培扦插,这种生殖方式属于 。
(2)实验中有一组用清水处理的目的是 。光照培养箱在通风条件下需设置好恰当的光照强度、光照时间、 和湿度等条件,满足绿萝正常的生长需求。
(3)实验结论:该生根粉溶液在一定浓度范围内能促进绿萝生根,在 毫克/升左右效果最好,但浓度过高会 绿萝生根。
【答案】(1)无性生殖
(2) 进行对照 温度
(3) 20 抑制
【分析】对照实验:在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。
【详解】(1)无性生殖是不经过两性生殖细胞的结合,由母体直接产生新个体的生殖方式,用绿萝插条进行水培扦插,这种生殖方式属于无性生殖。
(2)一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理的就是对照组。实验中有一组用清水处理的目的是进行对照。除变量外,其它条件保持相同且适宜。照培养箱在通风条件下需设置好恰当的光照强度、光照时间、温度和湿度等条件,满足绿萝正常的生长需求。
(3)分析实验数据可知,该生根粉溶液在一定浓度范围内能促进绿萝生根,在20毫克/升左右效果最好,但浓度过高会抑制绿萝生根。
考法4 饲养家蚕,收集我国养蚕的历史资料。
7.(2024·山东德州)某班同学在学习物种延续的相关知识后,开展了“饲养家蚕”的跨学科实践活动,如下是他们的实践记录单,请你给他们补充完整。
实践记录单
饲养家蚕
实践目的:通过饲养家蚕观察其发育过程,尝试探究家蚕一对相对性状的遗传规律
探究实验
(1)卵蚕卵的孵化需要一定的外界条件,将在网上购买的同批350粒蚕卵平均分为7组,下表是在不同温度、光照、湿度条件下,各组蚕卵的孵化情况:
组别
蚕卵数量
温度(℃)
光照(h)
湿度(%)
孵化天数(天)
孵化率
1
50
18
10
75
24
90%
2
50
22
10
75
12
96%
3
50
26
10
75
9
100%
4
50
26
10
90
11
100%
5
50
26
10
60
12
98%
6
50
26
20
75
9
98%
7
50
26
0
75
10
100%
分析上表,可以看出 对家蚕卵的孵化影响最大。
(2)①幼虫依靠腹足上的趾钩附着在桑叶上,有利于取食和运动,这体现了 的生物学观点。
②本阶段,家蚕会经历4次蜕皮,蜕皮的原因是 。
(3)给家蚕幼虫食用不同颜色的蚕饲料,它们会结出不同颜色的茧,这个事例说明基因、环境、性状之间的关系是 。
(4)成虫蚕蛾全身被白色鳞片和毛;口器退化,不能进食;胸部三对足,两对翅,但飞行能力退化。雌蛾体大,爬动慢;雄蛾体小,爬动较快。与幼虫在形态结构和生活习性上有明显差别。
根据以上观察,发现家蚕的发育过程属于 。
(5)选取家蚕有斑纹(B)和无斑纹(b)这对相对性状进行探究实验。若要确定有斑纹蚕的基因组成,设计如下的实验方案并预期实验结果及结论。
实验方案: 。
预期实验结果及结论:① ;② 。
【答案】(1)温度
(2) 结构与功能相适应 外骨骼不能随身体的长大而长大
(3)性状是基因和环境共同作用的结果
(4)完全变态发育
(5) 将一只有斑纹蚕和一只无斑纹杂交 若子代蚕既有有斑纹的又有无斑纹的。说明有斑纹蚕的基因组成是Bb 若子代蚕既都是有斑纹的,说明有斑纹蚕的基因组成是BB。
【分析】(1)对照实验:在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组;没有处理的就是对照组。
(2)家蚕的生殖和发育:经过“卵→幼虫→蛹→成虫”四个时期,这样的变态发育称为完全变态发育,蜜蜂、菜粉蝶、蝇、蚊、蚂蚁等的发育同家蚕。
(3)生物的性状是由一对基因控制的,当控制某种性状的一对基因都是显性或一个是显性、一个是隐性时,生物体表现出显性基因控制的性状;当控制某种性状的基因都是隐性时,隐性基因控制的性状才会表现出来。
【详解】(1)通过题干中数据可看出1组的孵化率最低,3组的孵化率为100%,1组和3组只有温度不同,其它条件都相同。可见,温度对家蚕卵的孵化影响最大。
(2)①生物的结构与功能相适应的观点包括两层意思:一定的结构产生与之相对应的功能;任何功能都需要一定的结构来完成。可见,幼虫依靠腹足上的趾钩附着在桑叶上,有利于取食和运动,这体现结构与功能相适应的生物学观点。
②家蚕幼虫有蜕皮现象,原因是家蚕的外骨骼不能随着身体的长大而长大,需要经过4次蜕皮,才能发育为成虫。
(3)基因决定性状,但若给蚕食用彩色蚕饲料,使白色蚕宝宝从内而外变为彩色,说明性状还受环境因素的影响,所以说性状是基因和环境共同作用的结果。
(4)家蚕的生长发育经过“卵→幼虫→蛹→成虫”了四个阶段,成虫蚕蛾与幼虫在形态结构和生活习性上有明显差别,这样的发育过程为完全变态发育。
(5)生物的性状是由一对基因控制的,当控制某种性状的一对基因都是显性或一个是显性、一个是隐性时,生物体表现出显性基因控制的性状;当控制某种性状的基因都是隐性时,隐性基因控制的性状才会表现出来。家蚕有斑纹是显性B和无斑纹是隐性b,则有斑纹的基因组成有BB和Bb,无斑纹是隐性基因bb。选取家蚕有斑纹(B)和无斑纹(b)这对相对性状进行探究实验。若要确定有斑纹蚕的基因组成,可按如下方案进行:
将一只有斑纹蚕和一只无斑纹杂交,①若子代蚕既有有斑纹的又有无斑纹的,说明有斑纹蚕的基因组成是Bb,遗传图解如下:
②若子代蚕都是有斑纹的,说明有斑纹蚕的基因组成是BB,遗传图解如下:
考法5 制作水族箱,饲养热带鱼。
8.(2024·宁夏)某生物兴趣小组为了探究不同条件下生态系统的稳定性,设计并制作了四个大小相同的简易生态瓶,分别编号为A、B、C、D,每个生态瓶各加入等量的清水,放入2条生长状况相似的小鱼,观察小鱼的生存时间,记录结果如下。根据实验结果分析回答下列问题。
编号实验条件
A
B
C
D
实验图示
实验处理
不加水藻不加河泥光照
加水藻不加河泥光照
加水藻加河泥光照
加水藻加河泥黑暗
生存时间
3天
12天
27天
2天
(1)实验中每个生态瓶都加入等量的清水并放入2条生长状况相似的小鱼,其目的是 。
(2)A瓶与B瓶相比,B瓶中小鱼生存的时间更长,是因为B瓶中的水藻通过 作用,为小鱼的呼吸提供 。鱼类终生生活在水中,与其水中生活相适应的特征有 (答出一点即可)。
(3)请写出C瓶中包含的食物链 。C瓶在一段时间内能保持相对稳定,但与池塘生态系统相比,C瓶中的生物种类 ,自我调节能力 。
(4)根据实验结果,要延长D瓶中小鱼的生存时间,应将D瓶放置在 处。
(5)如果将B瓶和C瓶作为一组对照实验,请你提出一个与此相关的探究问题 ?
【答案】(1)保持单一变量
(2) 光合 有机物和氧气 体表大都覆盖有鳞片,有黏液/用鳃呼吸/用鳍游泳/身体呈流线型
(3) 水藻→小鱼 少 弱
(4)光照
(5)河泥对小鱼的生存时间有影响吗?
【分析】对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的出了该条件不同以外,其他条件都相同的实验;根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力;一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组;没有处理的就是对照组。
【详解】(1)探究实验要遵循单一变量原则,即除探究条件不同之外,其它条件都要相同且适宜。因此,实验中每个生态瓶都加入等量的清水并放入2条生长状况相似的小鱼,其目的是保持单一变量。
(2)绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程叫光合作用;因此,A瓶与B瓶相比,B瓶中小鱼生存的时间更长,是因为B瓶中的水藻通过光合作用,为小鱼的呼吸提供有机物和氧气。鱼类终生生活在水中,体表大都覆盖有鳞片,减少水的阻力;用鳃呼吸;用鳍游泳,靠尾部和躯干部的左右摆动和鳍的协调作用来不断向前游动;身体呈流线型,可减少水的阻力。
(3)生态系统中,生产者与消费者之间吃与被吃的关系构成食物链;食物链的书写原则是:起点是生产者,箭头指向捕食者,终点是最高级消费者,不能出现分解者和非生物成分;因此,C瓶中包含的食物链是水藻→小鱼。生态系统中各种生物的数量和所占的比例是相对稳定的状态,这种平衡是一种动态平衡,之所以会出现这种平衡是因为生态系统具有一定的自我调节能力,这种能力与生态系统中生物的种类和数量有关,生物的种类和数量越多、营养结构越复杂、这种能力就越强,生态系统中生物的种类越少、营养结构越简单、其自动调节能力越弱;因此,与池塘生态系统相比,C瓶中的生物种类少,自我调节能力弱。
(4)C瓶与D瓶比较,实验变量是光照,C瓶小鱼存活时间长,D瓶中小鱼存活时间短,说明C瓶氧气比D瓶多,由此可以推断多的氧气是C瓶内的水藻在光下进行光合作用释放;因此,根据实验结果,要延长D瓶中小鱼的生存时间,应将D瓶放置在光照处。
(5)B和C装置的不同之处在于B装置中没有河泥,D装置中有河泥,因此,提出的探究问题是:河泥对小鱼生存时间有影响吗?
解题技巧
1、探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件,根据植物生长发育所需的环境条件,选择适宜的土壤,在土壤中栽培一种植物,定期浇水、适时施肥、松土。观察植物在生长发育过程中的变化,设计表格,记录和交流株高、叶片数量、叶片大小、开花结果的时间和数量等信息。
2、根据植物生长发育所需的环境条件,选择或设计恰当的装置,利用营养液无土栽培一种植物,定期补水、更换营养液、通气。观察植物在生长发育过程中的变化,设计表格,记录和交流株高、叶片数量、叶片大小、开花结果的时间和数量等信息。
►考向三 发酵食品制作类跨学科实践活动
考法1 收集酵母菌种,比较发酵效果。
9.(23-24八年级上·湖南长沙·期末)天然酵母面包是使用含有大量酵母菌和乳酸菌的“天然酵母种”制作而成,制作流程如图所示。天然酵母面包因其风味独特而受到面包爱好者的青睐。
(1)在获得“天然酵母种”时,面团中的有机物为酵母菌和乳酸菌的生长、繁殖提供了充足的物质和 ,使它们能够分别进行出芽生殖和 生殖,如此便可得到含有大量酵母菌和乳酸菌的天然酵母种。
(2)制作面包时,面团需要放在温暖的地方。酵母菌在进行呼吸作用时,分解有机物产生的 使面包疏松、多孔。如果将和好的面团放在密闭容器中,发酵时间过长则会闻到酒味儿,原因是: 。
(3)同时,实验发现天然酵母面包与市售酵母面包相比不易出现霉菌污染,可能的原因是天然酵母种中的 能够把葡萄糖转化为乳酸等物质,从而抑制霉菌的生长、繁殖。
【答案】(1) 能量 分裂
(2) 二氧化碳/CO2 在无氧的条件下,酵母菌发酵能分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳
(3)乳酸菌
【分析】细菌的细胞由细胞壁,细胞膜,细胞质等组成,没有成形的细胞核,分裂生殖。真菌的细胞由细胞壁,细胞膜,细胞质和细胞核等组成,生殖方式主要是孢子生殖。
【详解】(1)微生物的生长需要适宜的水分,温度,生存空间和营养物质等。细菌的生殖方式是分裂生殖,一分为二,繁殖速度快。酵母菌的生殖方式有孢子生殖和出芽生殖,根据不同的环境条件而定。因此,在获得“天然酵母种”时,面团中的有机物为酵母菌和乳酸菌的生长、繁殖提供了充足的物质和能量,使它们能够分别进行出芽生殖和分裂生殖,如此便可得到含有大量酵母菌和乳酸菌的天然酵母种。
(2)在适宜的温度下,酵母菌会分解葡萄糖产生二氧化碳,二氧化碳是气体,会遇热膨胀,使得面团暄软多孔。在无氧的条件下,酵母菌发酵能分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳,在有氧时会产生水和二氧化碳。因此,制作面包时,面团需要放在温暖的地方,目的是:酵母菌的生长繁殖需要适宜的温度。
酵母菌在进行呼吸作用时,分解有机物产生的二氧化碳使面包疏松、多孔。如果将和好的面团放在密闭容器中,发酵时间过长则会闻到酒味儿,原因是:在无氧的条件下,酵母菌发酵能分解葡萄糖产生酒精和二氧化碳。
(3)实验发现天然酵母面包与市售酵母面包相比,更不容易出现霉菌污染。这可能是因为天然酵母种中的乳酸菌能够把葡萄糖转化为乳酸等物质。乳酸具有抑制霉菌生长和繁殖的作用,从而降低了天然酵母面包被霉菌污染的风险。
考法2 设计简单装置,制作酸奶。
10.(23-24八年级上·湖南娄底·阶段练习)下列为探究酸奶的制作简要说明和制作条件的实验过程图,请据图回答。
①准备:准备酸奶制作装置与原材料。
②配制:清洁消毒器皿,牛奶加糖煮开冷却,按原料奶与原料酸奶10:1的比例进行调配。
③培养:用塑料袋密封瓶口,恒温30℃培养4~6小时。
④验收:检查制作质量与酸度,冷藏以备食用。
(1)制作酸奶所用的细菌是 。
(2)实验过程中需要清洗烧杯等实验器材,并进行加热处理的目的是 。
(3)酸奶制作过程中,冷却后,加入酸奶并搅拌的目的是 。
(4)该图实验中,设置的变量是 。你推测甲、乙两组试验中的玻璃瓶放在30℃的条件下放置4~6小时后最有可能制成酸奶的是 。
【答案】(1)乳酸菌
(2)灭菌,以防杂菌干扰
(3)接种
(4) 空气 甲
【分析】1、培养细菌或真菌的一般方法:配制培养基、高温灭菌、接种、恒温培养。2、对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验,这个不同的条件,就是唯一变量。一般的对实验变量进行处理的,就是实验组,没有对实验变量进行处理的就是对照组。为确保实验组、对照组实验结果的合理性,对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态,这样做的目的是控制单一变量,便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。
【详解】(1)制作酸奶需要用到乳酸菌,乳酸菌属于细菌,在无氧气条件下乳酸菌通过分裂进行大量繁殖,可以分解糖类产生乳酸。
(2)实验过程中需要清洗烧杯等实验器材,并进行加热处理,目的是灭菌,这样排除因其他因素的存在而影响、干扰实验结果的可能。
(3)冷却后,加入酸奶并搅拌的目的是使乳酸菌和牛奶充分混合,相当于培养细菌真菌的方法中的接种。
(4)甲实验组密封放置,形成无氧环境,乙实验组开口放置,形成有氧环境,其他条件一致,实验变量为有无空气(氧气)。酸奶要用到乳酸菌,属于细菌,通过分裂进行生殖,在无氧的条件下,牛奶经乳酸菌的发酵后使原有的乳糖变为乳酸,易于消化。所以,可以推测甲、乙两组试验中的玻璃瓶放在30℃的条件下放置4~6小时后最有可能制成酸奶的是甲(发酵瓶加盖密封)。
考法3 制作泡菜,探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素。
11.(23-24八年级上·湖南湘潭·期末)泡菜的制作工艺是我国悠久的饮食文化遗产之一。泡菜美味又可口,但在制作泡菜的过程中,应严格控制亚硝酸盐在一定浓度范围内,以免对人体产生危害。某学校生物社团组织研究不同浓度食醋对泡菜中亚硝酸盐含量的影响。具体做法为:
①称取等量白菜4份;
②每组均加入等量7%盐水、鲜姜和辣椒;
③加入浓度分别为0、0.3%、0.6%、0.9%的食醋;
④每天测量泡菜中亚硝酸盐含量,连续测10天,结果如图。
(1)制作泡菜所利用的微生物是 。
(2)设置食醋浓度为0的组别,目的是 。
(3)随着制作时间增加,亚硝酸盐含量的变化趋势均表现为 。
(4)据图中数据分析,当食醋浓度为 时,抑制作用最强;食醋浓度过高或过低,抑制作用均 (选填“增强”或“减弱”)。
(5)依据本实验的结果,提出一条家庭自制泡菜的建议 。
【答案】(1)乳酸菌
(2)作对照
(3)先增加后减少
(4) 0.6% 减弱
(5)制作泡白菜时可适当加醋
【分析】(1)微生物的发酵技术在食品、药品的制作中具有重要意义,如制馒头、面包和酿酒要用到酵母菌,制酸奶和泡菜要用到乳酸菌。作泡菜时要用到乳酸菌,乳酸菌发酵产生乳酸,使菜具有特殊的风味。
(2)对实验变量进行处理的,就是实验组。没有处理的就是对照组。
【详解】(1)泡菜的制作原理是利用乳酸菌在无氧条件下进行发酵,产生乳酸,使泡菜具有独特的风味。因此,制作泡菜所利用的微生物是乳酸菌。
(2)在实验中,设置食醋浓度为0的组别是为了作为对照。对照实验是科学研究中常用的一种方法,通过设置对照组,可以排除其他无关因素对实验结果的影响,使实验结果更加准确可靠。因此,设置食醋浓度为0的组别,目的是对照作用。
(3)在制作泡菜的过程中,亚硝酸盐的含量会随着制作时间的增加而发生变化。一开始,由于微生物的活动,亚硝酸盐的含量会逐渐增加。但随着时间的推移,乳酸菌等有益微生物逐渐占据优势,它们能够抑制有害微生物的生长和繁殖,从而降低亚硝酸盐的含量。因此,随着制作时间增加,亚硝酸盐含量的变化趋势均表现为先增加后减少。
(4)根据图中数据分析,当食醋浓度为0.6%时,对泡菜中亚硝酸盐的抑制作用最强。这说明适当浓度的食醋可以有效地降低泡菜中亚硝酸盐的含量。然而,当食醋浓度过高或过低时,抑制作用均会减弱。因此,在制作泡菜时,应该选择合适的食醋浓度。
(5)依据本实验的结果,我们可以提出一条家庭自制泡菜的建议:在制作泡白菜时,可以适当加入一定量的食醋。适当浓度的食醋不仅可以降低泡菜中亚硝酸盐的含量,提高泡菜的安全性,还可以增加泡菜的风味和口感。但需要注意的是,食醋的浓度不宜过高或过低,以免对泡菜的品质产生负面影响。
解题技巧
发酵技术的应用,一般和化学联系比较多,常考的相关知识点如下:
①酵母菌发酵:酵母菌分解葡萄糖产生二氧化碳,用于制作馒头、面包;酵母菌在无氧的情况下,分解葡萄糖产生酒精,用于酿酒。
②乳酸菌发酵:乳酸菌在无氧情况下分解葡萄糖产生乳酸,用于制作酸奶、泡菜。
③甲烷菌生产清洁能源:甲烷菌在无氧情况下分解有机物产生的氢和二氧化碳结合生成甲烷。
④验证二氧化碳:二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。
一、“生物学与社会·跨学科实践”教学设计的理念原则
1、 以发展核心素养为宗旨:以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,充分发挥学科育人价值。着眼于学生适应未来社会发展和个人生活的需要,立足于坚实的生物学科内容基础,融入社会主义核心价值观的基本内容和要求,发展学生核心素养。
2、 聚焦生物学大概念:追求“少而精”的原则,优化内容体系,提炼大概念,精选学习内容,突出重点,切合初中学生的认知特点,明确学习要求,力求学生有相对充裕的时间主动学习,让学生能够深刻理解和应用重要的生物学概念,发展核心素养。
3、 关注学生的学习实践:高度关注学生学习过程中的实践经历,强调学生的学习过程是主动参与的过程,选择恰当的真实情境,设计学习任务,让学生积极参与动手和动脑的活动。通过实验、探究类学习活动或跨学科实践活动,使学生加深对生物学概念的理解,提升应用知识的能力,激发探究生命奥秘的兴趣,进而能用科学的观点、知识、思路和方法探讨或解决现实生活中的某些问题,从而引领教与学方式的变革。
4、 注重对探究和实践过程的评价:重视以评价促进学生的学习与发展,重视评价的诊断、激励和促进作用。将评价重点放在学生的学习活动上,特别要注重对探究和实践过程的评价,提倡在评价中关注学生的个体差异和发展需求,帮助学生认识自我、建立自信,改进学习方式,促进其核心素养的形成。
二、“生物学与社会·跨学科实践”教学设计的总体目标
1、发展学生核心素:生物学课程要培养的核心素养,主要是指学生通过本课程学习而 逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力,是生物学课程育人价值的集中体现,主要包括生命观念、科学思维、探究实践、态度责任。
2、掌握生物学基础知识,形成基本的生命观念:获得生物体的结构层次、生物的多样性、生物与环境、植物的生活、人体生理与健康、遗传与进化等方面的基础知识;初步形成生物学的结构与功能观、物质与能量观、进化与适应观、生态观等生命观念;能够应用生命观念探讨和阐释生命现象及规律,认识生物界的多样性和统一性,认识生物界的发展变化,认识人与自然的关系等,初步形成科学的自然观和世界观;能够应用生命观念分析生活中遇到的一些与生物学相关的实际问题。
3、初步掌握科学思维方法,具备一定的科学思维习惯和能力:尊重事实证据,能够运用比较和分类、归纳和演绎、抽象和概括、分析和综合等思维方法认识事物,解决实际问题,初步形成基于证据和逻辑的思维习惯;能够进行独立思考和判断,多角度、辩证地分析问题,提出自己的见解;能够对他人的观点进行审视评判、质疑 包容;能够运用科学思维,探讨真实情境中的生物学问题,参与社会性科学议题的讨论。
4、初步具有科学探究和跨学科实践能力,能够分析解决真实情境中的生物学问题:能够从生物学现象中发现和提出问题、收集和分析证据、得出结论。综合运用生物学和其他学科的知识、方法与实验操作技能,采用工程技术手段,通过设计、制作和改进,形成物化成果,将解决问题的想法或创意付诸实践,逐步形成团队合作意识、坚持不懈的探索精神、实践创新意识、审美意识和创意实现能力。
5、初步确立严谨求实的科学态度,乐于探索生命的奥秘:初步理解科学的本质,能以科学态度进行科学探究;面对各种媒体上的生物学信息或社会性科学议题,做到不迷信权威,不盲从他人,能对自己或他人的观点进行理性审视,尊重他人的观点;乐于探索自然界的奥秘,关注生物科学和生物技术的新进展及其对个人和社会发展的促进作用。
6、树立健康意识和社会责任感,能够强身健体和服务社会:关注身体内外各种因素对健康的影响,在饮食作息、体育锻炼、疾病预防等方面形成健康生活的态度和行为习惯;能够基于生命观念和科学思维,破除封建迷信,反对伪科学;理解科学、技术、社会、环境的相互关系,参与社会性科学议题的讨论;初步形成生态文明观念,践行“绿水青山就是金山银山”的理念,积极参与环境保护实践,立志成为美丽中国的建设者;主动宣传关于生命安全与健康的观念和知识,成为健康中国的促进者和实践者。
三、“生物学与社会·跨学科实践”课程的学业要求
1、根据观察到的生物学现象或与生物学相关的现实需求,尝试提出需要解决的生物学或跨学科实践问题。
2、根据研究问题和活动目标,结合相关的科学知识或生活经验,发挥想象力,创造性地利用简易器材,设计可行的研究方案,如确定研究变量、研究步骤等。在条件允许的情况下,可以运用现代技术(如传感器、无线通信、大数据、3D打印等)设计研究方案。
3、在研究方案的实施过程中,运用恰当的方式收集和记录证据,通过分析证据发现研究中的不足,再通过循环迭代不断改进研究方案或提高产品质量,最终形成解决问题的最佳方案。
4、撰写实践活动报告,包括活动目标、方案、结果、研究反思等,能够运用恰当的方式(如模式图、曲线图、数据表格、照片等)直观、简洁地呈现实践成果。
5、通过书面或口头方式分享实践成果,针对他人提出的问题, 能够运用证据进行交流和讨论,并在此基础上反思研究中的不足,改进实践方案。
1.(2024·湖南岳阳·二模)某同学设计了如图所示的装置(乙瓶处于无光环境中),下列描述中正确的组合是( )
①此装置可验证植物的光合作用产生氧气
②此装置可验证植物的呼吸作用产生二氧化碳
③甲中氢氧化钠溶液变浑浊
④丙内石灰水变浑浊
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
【答案】D
【分析】(1)光合作用:是植物利用光能将二氧化碳和水转换成有机物和氧气的过程。这个过程主要发生在有光照的条件下。
(2)呼吸作用:是生物体细胞通过分解有机物来释放能量的过程,同时产生二氧化碳和水。呼吸作用不需要光照,可以在任何时间进行。
【详解】①此装置验证植物的光合作用产生氧气,因为二氧化碳被左边氢氧化钠溶液吸收,所以缺乏光合作用的原料二氧化碳,无法完成,错误。
②要验证植物呼吸作用放出二氧化碳,丙内有澄清石灰水,二氧化碳遇到石灰水变浑浊,可以达到目的,B正确。
③氢氧化钠溶液在这里的作用是吸收空气中的二氧化碳,以确保进入乙瓶的气体不含二氧化碳。由于氢氧化钠与二氧化碳的反应是生成碳酸钠和水,这个反应并不产生浑浊现象,所以甲中的氢氧化钠溶液不会变浑浊,错误。
④丙内石灰水遇到植物呼吸作用释放的二氧化碳会变浑浊,正确。
综上所述,②④描述正确,D符合题意。
故选D。
2.(2024·湖南娄底·模拟预测)为探究相同光照时长下,不同光照强度对菠菜光合作用影响,同学们自制实验装置(如图)(如下表)。分析实验结果,能够得出的结论是( )
组别
光照强度百分比(%)
氧气浓度增加量(%)
二氧化碳浓度减少(ppm)
1
90
1.89
8020
2
50
1.50
7009
3
10
0.87
5080
A.菠菜进行光合作用的条件是光
B.该实验可以证明光合作用消耗氧气
C.二氧化碳浓度减少量可以反映光合作用速率
D.在实验范围内,光照强度越高光合作用越强
【答案】D
【分析】(1)光合作用实质上是绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如淀粉),并释放氧气的过程。
(2)对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同之外,其他条件都相同的实验。
【详解】A.光照强度是实验的自变量,而菠菜进行光合作用的条件是光不是本实验探究的内容,A不符合题意。
B.根据表格数据可知,在光合作用中,氧气浓度增加,二氧化碳浓度较少,则不能证明光合作用消耗氧气,B不符合题意。
C.相同时间内,二氧化碳浓度减少量可以反映光合作用速率,但不属于本实验的结论,C不符合题意。
D.根据表格可知,本实验设置以光照强度为变量的对照实验,随着光照强度的减少,氧气浓度增加量越少,二氧化浓度减少越少,则可以得出在实验范围内,光照强度越高光合作用越强,D符合题意。
故选D。
3.(2024·湖南邵阳·一模)某学习小组利用光具座、可变焦的水透镜等器材,模拟人眼球成像原理。(说明:注射器向水透镜内注水,曲度变大;向外抽水,曲度变小)“F光源”此时在光屏上呈现清晰的物像,如图所示。下列说法错误的是( )
A.水透镜和光屏分别模拟眼球的晶状体和视网膜
B.模拟看远处物体时,“F光源”适当左移,用注射器向内注水,可在光屏上呈现清晰物像
C.此模型还不够完善,应在“F光源”和水透镜之间安装一个废弃的显微镜光圈,来模拟眼球的瞳孔
D.通过该实验可知:在人眼球的视网膜上形成倒立的物像
【答案】B
【分析】晶状体透明有弹性,像双凸透镜能折射光线,人视近物时,睫状体收缩,晶状体曲度变大;视远物时,睫状体舒张,晶状体曲度变减小。
【详解】A.光线经过角膜、房水,由瞳孔进入眼球内部,经过晶状体和玻璃体的折射作用,落到视网膜上形成物像,水透镜内注水,曲度变大;向外抽水,曲度变小模拟的是晶状体的曲度变化,光屏上显示像模拟的是视网膜上形成物像,A正确。
B.模拟看远处物体时,眼睛和物体距离增大,“F光源”应适当左移,模拟看远处物体时,晶状体凸度应变小,即应用注射器向外抽水,减小曲度,可在光屏上呈现清晰物像,B错误。
C.显微镜的光圈有大有小,光线强时用小光圈,光线弱时用大光圈,这就相当于眼的瞳孔能调节进入眼内的光量一样。因此,某同学在“F光源”和水透镜之间安装了一个废弃的显微镜光圈来模拟眼球的瞳孔,C正确。
D.通过该实验在光屏上可以看到倒立的物像,即在人眼球的视网膜上形成倒立的物像,D正确。
故选B。
二、填空题
4.(2024·湖南邵阳·二模)下图为某科技农场四种农产品的生物学原理分析,请写出标号所代表的内容:
① ;② ;③ ;④ ;⑤ ;⑥ ;⑦ ;⑧ 。
【答案】 变态 嫁接 转基因 杂交 蛹 幼虫 形成层 接穗
【分析】分析图可以看出,图中的①是变态发育,②是嫁接技术,③是转基因技术,④是杂交育种,⑤是蛹,⑥是幼虫,⑦是形成层,⑧是接穗。
【详解】昆虫的变态发育包括完全变态发育和不完全变态发育。家蚕的一生经历了卵(受精卵)→幼虫→蛹→成虫,四个时期,并且幼虫与成虫在形态结构和生活习性上有着明显差别,属于完全变态发育的昆虫;家蚕吐丝的时期是幼虫末期,因此品质蚕丝的原理是①变态(完全变态)发育,⑤是蛹,要想提高蚕丝产量,应该延长⑥幼虫期。
嫁接就是把一个植物体的芽或枝,接在另一个植物体上,使结合在一起的两部分长成一个完整的植物体。接上去的芽或枝叫做接穗,承受接穗的植物体叫做砧木。接穗和砧木的形成层都属于分生组织,通过细胞分裂能够产生新细胞,嫁接成功的关键要让接穗和砧木的形成层紧密结合在一起,这样二者的形成层通过细胞分裂形成的新细胞才能使它们愈合在一起,嫁接才能成活。嫁接成活后让接穗发芽、开花和结果,不让砧木发芽、开花和结果,嫁接后植株上所结果实表现为接穗的性状。因此,要想培育纯甜脆柿,应该以脆柿为⑧接穗,黑枣为砧木,进行嫁接,嫁接过程中要让脆柿和黑枣的⑦形成层紧密结合,这样才能嫁接成活,嫁接成活后所结果实为纯甜脆柿,利用的原理是②嫁接技术。
转基因技术是指运用科学手段从某种生物中提取所需要的基因,将其转入另一种生物中,使之与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有变异遗传性状的物质。利用转基因技术可以改变动植物性状,培育新品种。抗菌牛乳利用的原理是③转基因技术,首先分离出人乳铁蛋白基因,然后转入良种奶牛的受精卵中形成重组细胞,受精卵发育成胚胎后通过胚胎移植植入到母牛的子宫中,从而培育成含有人乳铁蛋白基因的转基因牛,发育成熟后就会产下抗菌牛乳。
杂交育种技术是将两个或多个品种的优良性状通过杂交集中在一起,再经过人工选择和培育,获得生物新品种的方法。高产小麦的培育就是利用了④杂交育种原理,将低产抗倒伏小麦与高产易倒伏进行人工杂交,再经过人工选择和培育而成的。
通过以上分析可以看出,①是变态发育,②是嫁接技术,③是转基因技术,④是杂交育种,⑤是蛹,⑥是幼虫,⑦是形成层,⑧是接穗。
5.(2024·湖南·模拟预测)调配型酸奶的生产主要以羧甲基纤维素(CMC)作稳定剂,文献认为CMC有致皮下组织肿瘤的可能性。银耳中含有丰富的银耳多糖,并具有增强机体免疫力的功能。科研人员从银耳中获得银耳多糖的提取液,用天然稳定剂代替人工合成稳定剂,同时使酸奶制品具有银耳的保健功能。
(1)用于制作酸奶的乳酸菌是一种 (填“细菌”或“真菌”),它能利用酶,将葡萄糖转化为 。
(2)科研人员尝试不同的捣碎时间、不同的水量提取银耳,再检测提取液黏度,如下表。综合考虑,最佳提取水量是 。最佳捣碎时间是1min,理由是 。
表1 提取水量对银耳提取液黏度的影响
序号
湿银耳质量/g
水量/mL
提取液黏度/mPa•s)
1
100
100
3208
2
100
200
1200
3
100
300
625
4
100
400
250
注:120℃提取60min。
表2 银耳捣碎时间对提取液黏度的影响
序号
样品
捣碎时间/min
提取液黏度/(mPa•s)
1
100g银耳+200mL水
0
41
2
100g银耳+200mL水
0.5
548
3
100g银耳+200mL水
1
1030
4
100g银耳+200mL水
2
1080
注:120℃提取60min。
(3)家中制作这种银耳酸奶时,将提取黏液与牛奶混合均匀后,再加入一点新鲜酸奶,目的是 ,40℃保温6~8小时酸奶就成型了。乳酸菌通过 的方式生殖,短时间内产生大量子代个体。
【答案】(1) 细菌 乳酸
(2) 1 00mL 银耳的细胞壁能被充分破坏,有利于多糖的溶出,从而提高了提取液的黏度,还能节省时间
(3) 接种 分裂
【分析】制作酸奶需要用到乳酸菌,乳酸菌属于细菌。
对照实验是指除了要探究的条件不同以外,其他条件都相同的实验。
【详解】(1)用于制作酸奶的乳酸菌是一种细菌,它属于原核生物,并通过特定的酶将葡萄糖转化为乳酸,是酸奶制作的关键步骤。
(2)根据给出的表格数据,我们可以看到不同捣碎时间和不同水量对银耳提取液黏度的影响,当使用100g湿银耳,水量为100mL时,提取液黏度最高,为3208mPa•s。因此综合考虑,最佳提取水量是100mL。
最佳捣碎时间是1分钟,理由是银耳的细胞壁能被充分破坏,有利于多糖的溶出,从而提高了提取液的黏度,还能节省时间。
(3)制酸奶的步骤包括:灭菌、接种、密封、发酵,将提取黏液与牛奶混合均匀后,再加入一点酸奶目的是接种。
乳酸菌属于细菌,通过分裂的方式生殖。
6.(2024·湖南岳阳·二模)科技人员为了帮助乡村振兴对提高西瓜的品质进行了相关研究,指导果农。图一表示西瓜植株的某些生理活动;图二表示密闭装置中氧气含量在24小时内的变化曲线。图三所示装置用来比较植物光合作用和呼吸作用强度,已知其他条件均适宜。请据图回答问题:
(1)栽种西瓜时要疏密有致,其目的是为了提高图一中[ ] 过程的效率。
(2)出苗后,尤其是叶展开后,一般采用小水勤浇的模式,绝大部分用于图一中的[ ] 过程。
(3)据图二曲线推测该西瓜植株在一天中积累了有机物,判断依据是 。
(4)图三中当装置甲处气体的二氧化碳浓度低于乙处时,植物光合作用强度 (填“大于”“等于”或“小于”)呼吸作用强度,对应图二中的时间段是 (用数字表示)。
【答案】(1)B光合作用
(2)C蒸腾作用
(3)F点在A点之上,说明一天中光合作用产生的氧气大于呼吸作用消耗的氧气。
(4) 大于 6-18
【分析】1、图一中A呼吸作用、B光合作用、C蒸腾作用。
2、图二中曲线AB段和EF段表示光合作用强度小于呼吸作用强度;曲线BE段表示光合作用大于呼吸作用强度。
【详解】(1)栽种西瓜时要疏密有致,是为了让叶片充分接触到阳光,其目的是为了提高B光合作用过程的效率。
(2)水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程叫做蒸腾作用。西瓜吸收的水分主要用于图一中的C蒸腾作用。
(3)图二曲线中A点低于F点,说明经过光合作用和呼吸作用,氧气比开始的时候增多了,说明从全天来看光合作用制造的氧气总量是多于呼吸作用消耗的氧气总量的,则该植物在一天中积累了有机物。
(4)光合作用吸收二氧化碳,释放氧气。图三中当装置甲处气体的二氧化碳浓度低于乙处时,植物光合作用强度大于呼吸作用强度,对应图二中的时间段是6时~18时,因为6时~18时氧气含量高。
7.(2024·湖南张家界·一模)港科技大学设计的世界上首个3D人工眼球——EC﹣EYE仿生眼,被称为“人眼Plus”,其后侧的纳米探测器密度达4.6亿个,且能在19.2毫秒内响应并生成电流,反应时间不到人眼的一半,计算机能识别电信号并成像。回答下列问题:
(1)EC﹣EYE仿生眼由前部的铝壳和后部的眼窝对接形成球形腔体,其内充满离子液,模仿玻璃体 ,后部感受光信号刺激的纳米探测器模拟 。
(2)镜头与纳米探测器之间的距离可调节,看远处时距离将 ;纳米探测器(直径几微米)将获得的信号进行传输、转换后形成图像输出,而人体形成视觉的部位是 。
(3)EC﹣EYE仿生眼利用类似太阳能电池中的电化学反应,将光能转化为电能维持运作,无需外部电源。而在人体中 作用提供能量。
(4)目前EC﹣EYE仿生眼还不够完善,无法广泛应用于临床,请你提出两条改进建议: 。
【答案】(1) 晶状体 视网膜
(2) 变长 大脑皮层视觉中枢
(3)呼吸
(4)降低成本、镜头的曲度要可调节/让感光设备直接与大脑连接生成物像、缩小液态金属丝直径与纳米检测器对接,提高分辨率、优化离子液组成,使光在液体中传播更高效(减小折射)、增加夜视和红外功能等
【分析】1、视觉形成的过程:物体反射来的光线进入眼睛,依次经过角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体,经过晶状体等的折射,落在视网膜上形成一个物像。当视网膜上对光线敏感的细胞获得图像信息时,会通过视觉神经将信息传给大脑的特定区域,大脑立即处理有关信息,形成视觉。
2、科学家通过对动物的认真观察和研究,模仿动物的某些结构和功能来发明创造各种仪器设备,这就是仿生。
【详解】(1)双凸形镜头能折射光线,因此设备前部的双凸形镜头模拟晶状体。后部感受光信号刺激的纳米探测器能感受光信号的刺激,并将刺激通过液态金属丝、信号转换板传输到数据处理器,故模拟视网膜。
(2)看远处物体时,清晰物像和凸透镜之间的距离变远,因此纳米探测器要远离镜头才能接收到清晰信号;视网膜感受到光线的刺激后,会将刺激转化为神经冲动,并通过视神经将冲动传到大脑皮层的视觉中枢,产生视觉。故人体形成视觉的部位是大脑皮层视觉中枢。
(3)呼吸作用分解有机物释放能量,因此人体中,感受光线、传递信号等各种生命活动都需要呼吸作用提供能量。
(4)由题干可知,EC-EYE仿生眼结构复杂,功能稍显单一,因此改进的建议有:降低成本、镜头的曲度要可调节、让感光设备直接与大脑连接生成物像、缩小液态金属丝直径与纳米检测器对接,提高分辨率、优化离子液组成,使光在液体中传播更高效(减小折射)、增加夜视和红外功能等。
8.(2024·湖南衡阳·模拟预测)小希发现妈妈做馒头、面包时用的菌种是酵母菌,而制作米酒时用的却是根霉。为什么制作米酒不用酵母菌呢?陈老师了解到小希的疑惑后,组织同学们分成若干小组,进行了如下探究实验(甲、乙两组所用器具均相同且清洁)。请分析回答下列问题:
组别
甲
乙
菌种
酵母菌(2克)
根霉(2克)
原料
糯米(500克)
糯米(500克)
过程
糯米浸泡24小时→蒸熟→淋凉开水,晾至室温→加入相应菌种并搅拌均匀→装进相应容器并加盖→置于30℃环境中→2天后,由至少3人同时观察、品尝
结果
酒味很淡,甜味不明显
酒味浓郁,甜味明显
(1)该探究实验的变量是 。
(2)为控制单一变量,同学们的做法有 等。(答出一点即可)
(3)为什么观察、品尝需至少由3人同时进行? 。
(4)根据实验结果,小希终于明白,如果只用单一菌种制作米酒,最好选择 。
【答案】(1)菌种
(2)甲、乙两组所用器具相同;两组的菌种用量相同;两组的原料都是糯米;两组的原料等量;两组制作过程相同;两组温度条件相同;同时观察、品尝等(答出一点即可)
(3)排除偶然因素对实验结果的影响
(4)根霉
【分析】(1)对照实验:在探究某种条件对研究对象的影响时,对研究对象进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。根据变量设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组;没有处理的就是对照组。
(2)微生物的发酵技术在食品、药品的制作中具有重要意义,如制馒头、面包和酿酒要用到酵母菌,制酸奶和泡菜要用到乳酸菌,制醋要用到醋酸杆菌,利用青霉发酵可以提取出青霉素等。
【详解】(1)在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同之外,其他条件都相同的实验,叫做对照实验;本实验设置的对照实验,甲组用的是酵母菌,乙组用的是根霉,可见变量为菌种。
(2)为了控制单一变量,除了菌种不同外,其他条件都应该相同且适宜。如两组所用器具相同;两组的菌种用量相同;两组的原料都是糯米;两组的原料等量;两组制作过程相同;两组温度条件相同;同时观察、品尝等。
(3)每个人的口味等可能存在差异,在实验中,观察和品尝的至少3人,可排除偶然因素对实验结果的影响。
(4)据题表可知,用根霉制作的酒酒味浓郁、甜味明显,因此如果只用单一菌种制作米酒,最好选择根霉。
9.(2024·湖南永州·二模)泡菜的制作工艺是我国悠久的食文化遗产之一,泡菜制作过程中会产生一定量的亚硝酸盐,亚硝酸盐含量偏高会对人体产生危害,因此在制作泡菜过程中应控制亚硝酸盐在一定浓度范围内。小红同学开展了利用不同浓度食醋制作泡白菜产生亚硝酸盐含量的变化的探究,具体做法是:称取等量同种白菜4份,每份均加入等量 7%盐水、鲜姜和辣椒,再加入食醋,其食醋浓度分别为0%、0.3%、0.6%、0.9%。重复做3次。从泡菜制作第1天开始,每天测定泡菜中亚硝酸盐含量,测定10天,结果记录如下:
(1)设置一组食醋浓度为0%,目的是 ;实验中添加的材料均取等量,目的是 。
(2)分析曲线,随着泡制时间增加,亚硝酸盐含量变化趋势均表现为 ,并在第3 天均达到最大值。
(3)分析比较四条曲线亚硝酸盐含量的最大值,不同浓度食醋对泡的白菜亚硝酸盐含量的影响是 。
(4)结合本实验,给家庭自制泡菜提出一条合理建议 。
【答案】(1) 设置对照 控制单一变量
(2)先上升后下降
(3)食醋能抑制泡白菜中亚硝酸盐的产生;三组食浓度中,0.6%抑制作用最强,食醋浓度过高或过低抑制作用均下降
(4)制作泡白菜时可适当加醋
【分析】对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验,这个不同的条件,就是唯一变量。
【详解】(1)一般的对实验变量进行处理的,就是实验组,没有对实验变量进行处理的就是对照组;故设置食醋浓度为0的组,目的是设置对照。
为确保实验组、对照组实验结果的合理性,对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态,这样做的目的是控制单一变量,便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰;实验中添加的材料需取等量,目的是控制单一变量。
(2)分析曲线,随泡制时间增加,亚硝酸盐含量变化趋势均表现为先上升后下降,并在第3天均达到最大值。
(3)分析比较四条曲线亚硝酸盐含量的最大值,不同浓度食醋对泡白菜亚硝酸盐含量的影响是食醋能抑制泡白菜中亚硝酸盐的产生;三组食浓度中,0.6%抑制作用最强,食醋浓度过高或过低抑制作用均下降。
(4)结合本实验,对家庭自制泡白菜提出一条建议:制作泡白菜时可适当加醋。
10.(2024·湖南长沙·模拟预测)天然酵母面包是使用含有大量酵母菌和乳酸菌的“天然酵母种”制作而成,制作流程如图1所示。天然酵母面包因其风味独特而受到面包爱好者的青睐。请回答下面问题。
(1)与病毒相比,酵母菌在结构上的主要特点: 。
(2)在获得“天然酵母种”时,面团在酵母菌和乳酸菌的培养过程中充当了 ,使它们能够分别进行出芽生殖和 生殖,如此便可得到含有大量酵母菌和乳酸菌的天然酵母种。酵母菌分解有机物产生的 使面包疏松、多孔。如果将和好的面团放在密闭容器中,发酵时间过长则会闻到酒味儿,原因是 。
(3)天然酵母种不仅使面包风味独特,还会影响面包的保质期。研究人员对比了使用市售酵母和三种不同天然酵母种制作的面包的保质期,结果如图2.
如图3显示,相比于市售酵母,天然酵母种能 (选填“延长”或“缩短”)面包的保质期。可能的原因是天然酵母面包制作过程中,天然酵母种中的乳酸菌在 条件下进行发酵产生乳酸等物质,抑制霉菌的生长、繁殖
【答案】(1)有细胞结构
(2) 培养基 分裂 二氧化碳 无氧呼吸产生了酒精
(3) 延长 无氧
【分析】1.细菌、真菌培养的一般方法包括:制作培养基、高温灭菌冷却、接种、恒温培养。
2.细菌的细胞结构有细胞壁,荚膜,DNA,细胞质,细胞膜,鞭毛,没有成形的细胞核;青霉、酵母菌、蘑菇属于真菌,真菌的细胞结构有:细胞壁,细胞质,细胞膜和细胞核。
3.对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同之外,其他条件都相同的实验。其中不同的条件就是实验变量。一般来说,对实验变量进行处理的,就是实验组,没有处理的就是对照组。
【详解】(1)病毒无细胞结构,由蛋白质的外壳和内部遗传物质构成,与病毒相比,酵母菌在结构上的主要特点有细胞结构。
(2)酵母菌属于真菌,生殖方式有出芽生殖和孢子生殖,乳酸菌属于细菌,生殖方式是分裂生殖。在获得“天然酵母种”时,面团内有大量的有机物,在酵母菌和乳酸菌的培养过程中充当了培养基,使它们能够分别进行出芽或孢子生殖和分裂生殖,如此便可得到含有大量酵母菌和乳酸菌的天然酵母种。酵母菌分解有机物产生的二氧化碳,二氧化碳遇热膨胀,使面包疏松、多孔。如果将和好的面团放在密闭容器中,发酵时间过长则会闻到酒味儿,原因是产生了酵母菌将有机物分解产生了酒精。
(3)观图2可知,市售酵母面包的保质期最短。天然酵母面包制作过程中,天然酵母种中的乳酸菌在无氧或少氧条件下进行发酵产生乳酸等物质,抑制霉菌的生长、繁殖。因此,相比于市售酵母,天然酵母种能延长面包的保质期。
11.(2011·福建龙岩·中考真题)小强在学习了昆虫的生殖与发育相关知识后,产生了探究的兴趣,便买回20只家蚕幼虫,进行饲养与实验。
(1)在饲养家蚕过程中,小强发现桑叶很有限,于是设想:青菜叶是否能用来饲养家蚕呢?对此他进行了探究实验:
①将20只家蚕幼虫等分成甲、乙两组,放置在相同且适宜家蚕生长发育的纸盒中,甲组用桑叶饲养,乙组用等量的 饲养,每天清理纸盒。
②经过20多天后,甲组家蚕幼虫长大、成熟,吐丝结茧;乙组家蚕幼虫却不食、变小、死亡。由此,小强得出结论: 。
(2)甲组家蚕幼虫经过吐丝结茧、化蛹、羽化成蚕蛾、交配、产卵后,小强得到了许多蚕卵。小强认为,蚕卵的孵化需要20℃~25℃的条件。为此,他做了探究实验:选取20粒蚕卵等分成甲、乙两组,甲组放置于10℃的环境中,乙组放置于23℃的环境中(其他条件相同且适宜)。10多天后,观察两组蚕卵的孵化情况。
①小强此实验探究的是 对蚕卵孵化的影响。
②请你写出支持小强假设的实验现象(预测):甲组蚕卵 ,乙组蚕卵 。
【答案】 青菜叶 青菜叶不能用来饲养家蚕 温度 没有孵化(成幼虫) 孵化(成幼虫)
【详解】(1)对照实验遵循单一变量原则,通过对变量的控制,了解单一变量下的两组实验结果的差异,从而说明问题。本题探究的是青菜叶是否能用来饲养家蚕,所以青菜叶为实验变量。
(2)①如果将甲组放置于10℃的环境中,乙组放置于23℃的环境中,那实验变量就是温度,就是探究的温度对蚕卵孵化的影响。
②请你写出支持小强假设的实验现象(预测):甲组蚕卵没有孵化,乙组蚕卵孵化。
12.(2024·湖南湘西·三模)吸烟有害健康。香烟燃烧时会产生许多对人体有害的物质,如香烟烟雾PM2.5、一氧化碳等。香烟烟雾PM2.5是室内空气主要污染源之一。某研究小组开展了“香烟烟雾对芦荟的生长是否有影响”的探究活动。
①制作用于实验的实验舱,选用生长旺盛、长势基本一致的芦荟;通入的香烟烟雾量是由2支同型号香烟完全燃烧产生的。
②实验具体操作及72小时时芦荟呈现的状态见下表。组别
芦荟
香烟烟雾
密闭情况
芦荟呈现状态(截至72小时)
A组
无
通入
密闭
B组
放置
通入
密闭
多数叶片发黄,叶面多见水渍状斑点
C组
放置
通入
间隔通风
少数叶片发黄,叶面偶见水渍状斑点
D组
放置
无
密闭
个别叶尖微黄,叶面未见水渍状斑点
(1)实验前需要准备适量的芦荟,可以采用茎进行扦插繁殖,成活率比较高。这种生殖方式属于 生殖,该种生殖方式的优点是 。
(2)B组和D组为一组对照实验,探究的问题是 ?
(3)B组和C组比较,C组的芦荟受害较轻。根据该实验结果,请你针对如何降低吸烟人士对身边人的影响,提出合理的建议: 。
(4)有些人喜欢在卧室内摆放多盆绿植来改善空气质量,这种做法是否科学?请分析并说明原因 。
【答案】(1) 无性 繁殖速度快和保持亲本的优良性状
(2)香烟烟雾对芦荟的生长有影响吗?
(3)劝导吸烟人士到室外空旷的环境去吸烟(答案合理即可)
(4)不科学。夜晚植物光合作用停止,但呼吸作用仍在进行,会消耗居室内的氧气,释放二氧化碳,影响空气的质量
【分析】在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同以外,其它条件都相同的实验,叫对照实验,一组对照实验分为实验组和对照组,实验组,是接受实验变量处理的对象组;对照组是不接受实验变量处理的对象组;为了确保实验结果只是由实验变量的不同引起的,就应当使实验组和对照组中除实验变量不同外,其它条件都相同。
【详解】(1)实验前需要准备适量的芦荟,可以采用茎进行扦插繁殖,成活率比较高。这种生殖方式没有经过两性生殖细胞的结合,属于无性生殖,该种生殖方式的优点是繁殖速度快,且能保持亲本的优良性状。
(2)B组和D组为一组对照实验,变量是香烟烟雾,所用探究的问题是香烟烟雾对芦荟的生长有影响吗?
(3)C组的处理是间隔通风,所以芦荟受害较轻,根据此现象可以建议吸烟人士为了减少对健康的危害,可以到室外空旷的环境去吸烟。
(4)不建议在卧室内摆放多盆绿植来改善空气质量,因为夜晚植物光合作用停止,但呼吸作用仍在进行,会消耗居室内的氧气,释放二氧化碳,影响空气的质量。
13.(2024·湖南长沙·一模)景天三七是多年生草本植物,具有宁心安神等功效。八年级生物兴趣小组开展了如下实验,探究了不同部位插穗对景天三七扦插苗生长的影响。取生长旺盛,粗细一致,长度相同且无病虫害的景天三七枝条,按上部茎段、中部茎段、下部茎段3组进行切割处理:每段4~5cm,上端平切,下端斜切,并去除大部分叶片。每组20根进行扦插,两个月后统计各组的存活率和株高的平均值,结果如图。
(1)枝条扦插到土壤中生长出新植株的繁殖方式属于 生殖。
(2)上述划线部分的操作是为了 ;统计各组存活率和株高的平均值是为了 。
(3)生物兴趣小组在扦插实验中除去插穗上大部分叶片,这样做的目的是降低 (生理作用)的强度。
(4)依据实验结果,景天三七扦插繁殖应选择 茎段做插穗。
【答案】(1)无性
(2) 控制单一变量 避免偶然因素的影响,减小误差,提高实验结果的可信度
(3)蒸腾作用
(4)下部
【分析】对照实验是在研究一种条件对研究对象的影响时,所进行的除了这种条件不同外,其他条件都相同的实验,这个不同的条件,就是唯一变量。一般的对实验变量进行处理的,就是实验组,没有对实验变量进行处理的就是对照组。为确保实验组、对照组实验结果的合理性,对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态,这样做的目的是控制单一变量,便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。
【详解】(1)扦插一般是指把植物的茎进行切断,经过处理之后,插在土壤中,然后每一段枝条都可以生根发芽,长出一个新的植株;枝条扦插到土壤中生长出新植株的繁殖方式没有经过生殖细胞的结合,属于无性生殖。
(2)为确保实验组、对照组实验结果的合理性,对影响实验的其他相关因素应设置均处于相同且理想状态,这样做的目的是控制单一变量,便于排除其它因素对实验结果的影响和干扰。故取生长旺盛、粗细一致、长度相同且无病虫害的景天三七枝条,是为了控制单一变量。
为保证实验的准确性、避免实验的偶然性、减少实验的误差,需要对实验设置重复组,或进行多次实验,取其平均值。
(3)插穗去除大部分叶片的目的是可使蒸腾作用减弱,减少水分散失,提高成活率。
(4)通过实验结果可知,下部茎段存活率最高,故景天三七扦插繁殖应选择下部茎段做插穗。
14.(2024·湖南岳阳·一模)材料一:中国空间站取名“天宫”,是国家太空实验室,也是重要的太空科普教育基地。“天宫课堂”采取天地互动方式进行,其中第三课,“太空教师”陈冬、刘洋、蔡旭哲首次在问天实验舱内为广大青少年带来一场精彩的太空科普课。“课堂”上航天员们展示了水稻、拟南芥、生菜等生物的生长状况。
材料二:我国的“嫦娥”探月工程中,科研人员将油菜、棉花、马铃薯、拟南芥、酵母菌和果蝇等6种生物装入载荷罐,并提供水、土壤、空气、光照等生长条件,搭载“嫦娥四号”探测器到达月球,进行了人类首次月面生物生长培育实验。根据上述材料完成下列问题:
(1)太空微重力环境中,水稻的生长方向变得杂乱无章,这一现象体现了生物与环境的关系是 。
(2)空间站还栽培了西红柿、小麦等作物,对它们进行分类的重要依据 。
(3)一些植物的种子经过太空漫游后播种,种植出来的植物比原植物有了一些的变化,是因为太空环境(辐射、失重等)会导致种子本身的 发生突变。
(4)“嫦娥四号”的密闭载荷罐中有的棉花种子发芽了,这是月球上首次有生物体生长,下列关于该实验分析不正确的是___。
A.密闭载荷罐就是一个生态系统
B.棉花种子的萌发只需水分、适宜的温度和光照
C.果蝇、酵母菌所需的有机物来自罐内植物
D.载荷罐内结构简单自动调节能力弱
(5)为探究载荷罐内光源最佳的色光条件,某兴趣小组同学利用图甲装置,研究了不同色光对植物光合作用的影响,并对实验中测得的数据进行了统计,如图乙。
据图分析,载荷罐内应选择的最佳两种色光为 。
【答案】(1)环境影响生物
(2)花、果实、种子
(3)基因
(4)B
(5)红光、蓝光
【分析】(1)境中影响生物生活和分布的因素称为生态因素,可以分为非生物因素和生物因素。
(2)生态平衡是一种动态的平衡,它依赖于生态系统的自我调节能力。一般来说,生态系统中生物的种类越多,食物链和食物网越复杂,生态系统的调节能力就越强。
【详解】(1)环境影响生物指的是由于环境条件的变化而导致生物的生存状态发生改变。因此太空微重力环境中,水稻的生长方向变得杂乱无章,是因为微重力环境影响造成的,说明环境能影响生物。
(2)西红柿、小麦属于被子植物。被子植物中的花、果实和种子等生殖器官比根、茎、叶等营养器官在植物一生中出现得晚,生存的时间比较短,受环境的影响比较小,形态结构也比较稳定。对西红柿、小麦等植物分类的重要依据应该是花、果实、种子。
(3)辐射、失重等会导致种子本身的基因发生突变;所以一些植物的种子经过太空漫游后播种,种植出来的植物比原植物有了一些的变化,就是因为本身的基因发生变化导致的。
(4)A.罐内还提供了水、土壤、空气、光照等非生物部分。还有生产者(植物)、消费者(动物)和分解者(细菌、真菌),是一个生态系统,A正确。
B.棉花种子的萌发需要适量的水分、适宜的温度和充足的空气,阳光不是必要条件,B错误。
C.罐内只有植物制造有机物,所以果蝇、酵母菌所需的有机物来自罐内植物,C正确。
D.密闭载荷罐内生物的数量较少,营养结构较简单,自动调节能力弱,D正确。
故选B。
(5)分析图乙可知:蓝光和红光在相同的时间内导致液柱上升高度最大(分别约为3.7厘米和3.9厘米),即产生的气体量最多,光合作用强度最大。光照是影响植物光合作用强度的因素之一。所以,“载荷罐”内给植物照射的最佳两种色光为蓝光和红光。
15. (2024·湖南衡阳·模拟预测)生物学社的同学们制作了一个模拟人眼球成像过程的简易装置,见下图。在距纸盒右侧圆孔25厘米处点燃一根蜡烛,可以观察到光屏上出现一个物像。
(1)该兴趣小组的同学用空的牛奶纸盒模拟封闭的眼球;在纸盒右侧圆孔上安装凸透镜用来模拟眼球的 ;纸盒左侧内壁上的光屏可模拟眼球的 ,将纸盒正面靠左侧截去2/3,以便于观察左侧内面的成像情况。
(2)该兴趣小组成员提出一个想法,在凸透镜的右边安装一个废弃的显微镜的光圈,用来模拟眼球的 。
(3)为模拟近视眼的矫正过程,该兴趣小组的同学在保证上图右侧蜡烛不移动的情况下,在凸透镜右侧安放了一个适当厚度的 (填“凹”或“凸”)透镜,使光屏上的物像由模糊变得清晰。
(4)为了更好地模拟人的视觉形成过程,你认为模型还可进行什么改进? 。
【答案】(1) 晶状体 视网膜
(2)瞳孔
(3)凹
(4)如还可增加传感装置连接电脑,模拟视网膜将神经冲动传递到大脑的过程
【分析】眼球由眼球壁和内容物组成,眼球壁包括外膜、中膜和内膜,外膜由无色透明的角膜和白色坚韧的巩膜组成;中膜由虹膜、睫状体和脉络膜组成;内膜是含有感光细胞的视网膜;内容物由房水、晶状体、玻璃体组成。晶状体似双凸透镜,有折光作用。虹膜中央有瞳孔,瞳孔的大小可以调节,能够控制进入眼球内的光线。玻璃体是透明的胶状物。视网膜上有感光细胞,能接受光的刺激产生神经冲动。如下图:
【详解】(1) 眼球结构中的晶状体是主要折射光线的结构,相当于凸透镜的作用,因此,在纸盒右侧圆孔上安装凸透镜用来模拟眼球的晶状体。视网膜是形成物像的结构,因此,在纸盒左侧安装光屏用来模拟眼球的视网膜。
(2)瞳孔可以控制进入眼球内部光线的多少,相当于照相机的光圈。因此,在凸透镜的右边安装一个废弃的显微镜的光圈,那这个光圈可以用来模拟眼球的瞳孔。
(3) 晶状体过度变凸或眼球的前后径过长,使远处物体所形成的物像落在视网膜的前方,从而看不清远处物体,属于近视眼,需要佩戴凹透镜加以矫正。因此,为模拟近视眼的矫正过程,该兴趣小组的同学在保证上图右侧蜡烛不移动的情况下,在凸透镜右侧安放了一个适当厚度的凹透镜,使光屏上的物像由模糊变得清晰。
(4)视觉形成的过程是:外界物体反射来的光线,经过角膜、瞳孔进入眼球内部,再经过晶状体和玻璃体的折射作用,在视网膜上能形成清晰的物像,物像刺激了视网膜上的感光细胞,这些感光细胞产生的神经冲动,沿着视神经传到大脑皮层的视觉中枢,就形成视觉。所以,在光屏上呈现的物像是倒立的,但是我们形成的视觉影像却是正立的。这是因为眼球获取的图像信息要经过大脑皮层的加工处理才能形成视觉。装置可以增加传感装置连接电脑,模拟视网膜将神经冲动传递到大脑的过程。
1
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!
学科网(北京)股份有限公司
$$