清单18 跨学科实践(知识清单+8大高频命题点)-【上好课】2025年中考生物一轮复习知识清单
2025-02-27
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2份
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90页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 生物学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.86 MB |
| 发布时间 | 2025-02-27 |
| 更新时间 | 2025-02-27 |
| 作者 | 学科网初生精品工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2025-02-27 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50687378.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
清单18 跨学科实践
(知识背诵清单+8大高频命题点)
跨学科实践
内容要求
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
(1) 模型制作类跨学科实践活动: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
(2) 植物栽和动物饲养类跨学科实践活动: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
(3) 发酵食品制作类跨学科实践活动: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
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。
高频命题点1 制作可调节的眼球成像模型
根据眼球的结构和成像原理,运用相关学科的知识和方法,选择适当的材料和工艺,制作眼球结构模型和成像模型。模型可用于演示正常眼的成像,展现近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。
1.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,用注射器向外抽水,可在光屏上呈现清晰物像
C.向水透镜内注水,物像不再清晰,可在“F光源”和水透镜之间安装凸透镜调节
D.通过该实验可知:在人眼球的视网膜上形成倒立的物像
2.为探究眼球的结构和成像原理,某生物学兴趣小组设计并制作了模型。图甲为眼球结构示意图,图乙为该模型装置,光源位置固定不变,注射器注水可使水透镜的曲度(凸度)增大。此时,图乙中光源发出的光线经过水透镜折射,在光屏上形成了清晰的物像。下列说法正确的是( )
A.图乙中光屏模拟的是图甲中③,③是视觉形成的部位
B.配戴凹透镜可矫正近视是因为改变了图甲中④的曲度(凸度)
C.若光源形状为“p”,则光屏上形成的物像应为“p”
D.若向水透镜内注水,物像应向靠近水透镜方向移动
3.某生物小组利用光具座、可变焦的水透镜、注射器等器材(说明:注射器向水透镜内注水,曲度变大;向外抽水,曲度变小),进行了图一所示“制作可调节的眼球成像模型,提出保护眼健康的方法”跨学科实践活动;图二是神经系统与其所调节的部分结构示意图。请据图分析回答下列问题:
(1)图一可以模拟人体眼球成像原理,其中可变焦的水透镜模拟的是图二眼球结构中的[ ] ,注射器模拟的是图二眼球结构中的[ ] 。
(2)模拟远眺过程时,“F光源”适当左移,此时光屏上的物像变模糊,应调节注射器使水透镜曲度变 ,才能在光屏上呈现清晰的物像,如果不改变水透镜的曲度,可在“F光源”与水透镜之间安装 镜进行调节。
(3)同学看着光屏上的物像,伸手推拉注射器,通过调节水透镜的曲度得到了清晰的物像,这种反射类型属于 反射,此反射的神经冲动传导途径可用图二中的结构表示,若d处受损,能否正常完成推拉动作? 。
(4)同学能有意识地推拉注射器,说明脊髓里的神经中枢是受[ ] 控制的,神经中枢由功能相同的神经元的 汇集而成。
高频命题点2 制作模拟吸烟有害健康的实验装置
运用多学科的知识和方法自制实验装置,模拟香烟烟雾对呼吸道黏膜的危害;形成吸烟有害健康的观念,自觉拒绝吸烟;学会用科学证据向公众宣讲吸烟有害健康。
1.为模拟观察香烟烟雾对气管的危害,某同学用如图装置模拟吸烟动作进行如下实验:打开止水夹,用洗耳球抽取排水管中的空气使空气泵中的液面下降,烟雾就会持续进入烟雾收集器的培养液中。使用显微镜观察发现草履虫运动明显变慢,进一步观察发现其纤毛被香烟烟雾中的焦油黏结。关于该实验下列叙述错误的是( )
A.该过程模拟了人的呼吸运动
B.实验结果表明香烟烟雾影响草履虫纤毛摆动
C.草履虫的纤毛模拟了气管中的纤毛
D.根据实验结果可推测香烟烟雾对气管有危害
2.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.实验后,鸡血和棉絮颜色保持不变
B.下抽注射器,模拟人体的呼气过程
C.吸烟对肺有影响,对人体健康不利
D.上推注射器,可使烟雾进入锥形瓶
3.吸烟有害健康。为了直观地认识吸烟对呼吸系统的影响,某兴趣小组制作了一个模型模拟吸烟。关于这个模拟实验说法不正确的是( )
A.挤压饮料瓶时,瓶内气压升高,模拟的是吸气过程
B.模型中笔筒模拟了呼吸系统的气管,饮料瓶模拟了呼吸系统的肺
C.实验过程中,发现面巾纸卷变成黄色、笔筒被熏黄,这说明呼吸道对空气有一定的处理能力
D.实验过程中,无论挤压力度和次数如何变化,饮料瓶中仍残留大量烟雾,这说明呼气时并不能将肺内的有害气体全部排出
4.每年的9月1日是我国的“全民健康生活方式行动日”。健康的生活方式不仅有利于预防各种疾病,而且有利于提高人们的健康水平和生活质量。
(1)合理营养,均衡饮食。每日按时进餐,早、中、晚三餐摄入的能量比例为 。青少年要多吃肉、蛋、奶等含蛋白质丰富的食物,这是因为蛋白质是构成人体细胞的重要物质, 和受损细胞的修复、更新都离不开它。
(2)禁止吸烟和酗酒。吸烟有害健康,实践活动小组制作了吸烟装置(如图)并进行实验:打开止水夹,用洗耳球抽取排水管中的空气,使烟雾持续进入草履虫培养液。香烟燃尽后,用显微镜观察收集器底部培养液中的草履虫,发现其纤毛被烟雾中的焦油黏结,运动速度变慢。该实验中,烟雾进入烟雾收集器模拟的是呼吸运动中的 (填写“吸气”或“呼气”)过程;用草履虫纤毛的摆动模拟人气管纤毛的摆动,你的推测是 。
(3)拒绝迷恋网络、通宵上网。长时间用眼会使图中眼球的[ ] 过度变凸且不能恢复原状,造成近视。研究发现夜间过多使用电子产品还会增加患糖尿病的风险。当光刺激眼球后,[ ] 上的感光细胞兴奋,通过神经调节最终使粽色脂肪细胞摄取和利用葡萄糖的量下降,导致血糖含量 。
(4)选择健康的生活方式才能拥有健康。健康是指身体上、心理上和社会适应方面的良好状态。心情愉快是心理健康的核心。你如何保持心情愉快? 当情绪不好时,有意识地转移话题,或者做点别的事情,如听音乐、看电视、打球、下棋、散步等,来分散自己的注意力,这样可以使情绪得到缓解 。
(4)当情绪不好时,有意识地转移话题,或者做点别的事情,如听音乐、看电视、打球、下棋、散步等,来分散自己的注意力,这样可以使情绪得到缓解。
高频命题点3 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、比例和数量”“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。
1.青岛白沙河环境优美,吸引成群的白鹭在水中嬉戏、捕食。某校生态研究小组调查了白沙河的部分生物,用表格记录它们之间的捕食关系(用“√”表示);绘制了生态系统碳循环示意图(图一),甲、乙、丙、丁表示生态系统组成成分,①~④表示生理过程。
捕食关系记录表
捕食者
被捕食者
鲫鱼
河虾
白鹭
水草
√
√
鲫鱼
√
河虾
√
√
(1)根据捕食关系记录表可绘制出食物网,其中共包含 条食物链;既有捕食关系,又有竞争关系的生物有 组。若要构成完整的生态系统,还需要补充的生物成分是图一中的 (填代号)。
(2)白沙河畔空气清新、含氧量高,与之有关的主要生理过程是 (填图一中数字)。
(3)回校后,同学们准备了下列材料动手制作生态瓶(材料大小均与生态瓶相匹配):①玉米幼苗2棵;②大豆幼苗2棵;③金鱼藻2棵;④小鱼3条;⑤鼠妇3只。
他们向瓶中加入适量塘泥和池塘水(如图二所示),还加入了上述材料中的 (填数字),然后盖好木塞。为了让生态瓶长时间维持稳定,应将其放在 且温度适宜的环境中。生态瓶里的水不装满,要留出一定空间,原因是 。
2.某班同学看到“神舟十八号载人飞船成功发射,三名航天员将在我国空间站进行多项实验”这一报道,对其中的太空养鱼充满好奇。随后,同学们在老师指导下利用带瓶塞的无色透明玻璃瓶、塘泥、池塘水、小鱼、金鱼藻等材料,开展生态瓶养鱼实践活动。请回答下列问题。
(1)“太空养鱼”在一个1升大小的密闭水族箱内进行,该水族箱内所有生物与其生存的环境形成的统一整体叫做 。
(2)制作生态瓶所用的塘泥含有细菌和真菌等微生物,可分解鱼类排泄物,这些微生物在生态瓶中扮演的角色是 。
(3)实践过程中,某同学制作的生态瓶如图所示。根据表“生物部分组成成分”一栏判断,该生态瓶评价等级为 ,理由是 。
生态瓶评价表
评价维度
评价等级
A
B
C
科学性
生物部分组成成分
成分齐全
缺少一种成分
缺少两种成分或更多
光照条件
光线良好
阳光直射
没有光照
美观性
…
环保性
…
(4)如图作品经过完善后,根据表“光照条件”一栏判断,该生态瓶最好放置在 的环境中。
(5)同学们发现完善后的生态瓶仍不能维持较长时间,请分析可能的原因是 (写出一条即可)。
3. 生态瓶的制作与探究
2024年4月25日,神舟十八号成功发射,“太空水族箱”也随之“入住”中国空间站,激发了同学们制作生态瓶的兴趣,于是他们开展了以下实践和探究活动。
制作与分析
(1)小青组选择玻璃瓶、金鱼藻、6条小鱼、塘泥等制作了水生生态瓶(如图),其中金鱼藻扮演的角色是生产者,可通过光合作用为小鱼提供 和部分有机物;小鱼扮演的角色是 ,其呼吸作用产生的水和 可作为金鱼藻进行光合作用的原料。
评价与改进
(2)请根据评价标准对小青组的作品进行评价。
评价标准
评价
①容器无色透明;
②生态瓶内成分齐全;③动物与植物间大小及数量的比例适当;
④动植物与容器的大小比例适当;
……
优点:
建议:
为探究环境因素对生态瓶中生物的影响,同学们选择适当的实验材料进行了如下探究:
【探究一】水温对金鱼藻光合作用的影响
(3)如图为小芸组的实验结果。
该实验的变量是 。实验结论是 。
【探究二】水温对小鱼呼吸频率的影响
(4)如下表是小华组的实验结果。
组别
小鱼数量(条)
水温(℃)
呼吸频率(次/分钟)
第一次平均值
第二次平均值
第三次平均值
平均值
1
3
15
32
32
32
32
2
3
20
61
60
59
60
3
3
25
118
113
116
116
4
3
30
192
185
184
187
该实验中,数据取平均值的目的是 。本实验的结论是 。
受以上两组同学实验的启发,小青组计划探究其他环境因素如 对生态瓶中小鱼的影响。求真永无止境,探究仍将继续……
高频命题点4 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(如番茄),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。探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件。
1.古人赞美玉兰花“净若清荷尘不染,色如白云美若仙”。小丽在“探究栽培一种植物所需的物理和化学条件”跨学科实践中,研究了不同光照条件对玉兰种子萌发的影响,实验结果如下表。下列分析错误的是( )
组别
①
②
③
光照
全光照
光暗交替
全黑暗
玉兰种子萌发率/%
36.07
26.82
21.35
A.全光照条件最适宜玉兰种子萌发
B.光是玉兰种子萌发的必需条件
C.该实验的变量是光
D.实验中温度应该保持相同且适宜
2.实验小组在校园温室大棚中开展了“探究栽培番茄所需的物理和化学条件”的活动。以下分析不合理的是( )
A.大棚中有空气,无需考虑通风情况
B.大棚中没有雨水,要设计灌溉的装置
C.杂草会影响番茄生长,要清除杂草
D.设计表格,记录番茄株高等信息
3.建立月球基地、开发月球资源是人类深空探测的重要内容。为实现在月球基地“种菜”,科学家做了大量探索和实验。
实验一:科研团队利用月壤进行植物栽培实验
Ⅰ.材料、装置:不同批次的真实月壤A、B、C,模拟月壤(模拟真实月壤的物理、化学性质的火山灰);底面积仅为1cm2的圆柱容器(如图)。
Ⅱ.过程、结果:将等量的拟南芥种子分别播种在真实月壤A、B、C和模拟月壤中。通过测量叶尖最宽展距,了解拟南芥生长状况。每组实验重复4次。
(1)由于真实月壤样本数量少,实验中节约用量的做法是 。
(2)绘制曲线应采用每组数据的 ,目的是减小误差。
(3)研究发现,各组拟南芥种子萌发率都是100%,且幼苗初始阶段生长状相近。一段时间后,真实月壤中拟南芥的生长状况较差(如图),据图分析得出该结论的依据是 。
真实月壤中可种出植物,但生长不良,可能的原因之一是肥力不足。由于真实月壤稀缺,科研团队尝试用模拟月壤进行改良实验。
实验二:科研团队利用固氮蓝藻开展模拟月壤氮含量的改良实验
Ⅰ.过程:称取适量的模拟月壤于三角瓶中,加入无氮培养基,无菌处理后分别接种固氮蓝藻A和B,并设置对照组,置于适宜的环境进行培养,重复3次。
Ⅱ.结果:测定为期50天的各组模拟月壤中氮含量的动态变化(如图)。
(4)对照组应设置为 。
(5)分析曲线,得出结论: 。
(6)运用实验二的研究结果,可进一步探究的是: 。
高频命题点5 探究植物无土栽培条件的控制
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(如番茄),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。探究植物无土栽培条件的控制。
1.小明在学习了植物无土栽培的相关知识后,利用课余时间完成了如图实验:把大小相似、生长状况相近的同种植株分别编号为①②③,分别放入装有等量土壤浸出液、无土栽培培养液和蒸馏水的试管中,置于适宜条件下培养。在培养过程中,由于操作不仔细,小明搞错了试管的顺序。2周后他发现各植株生长状况不同,将它们重新编号为④⑤⑥。请据图回答问题:
(1)两周后,可以看到植株 (填序号)、 (填序号)生长旺盛,植株 (填序号)基本没有生长。由此可以判断出,基本没有生长的植株实验中的培养液体是 。
(2)小明要用实验来探究植株生长发育停滞的原因,请你和他一起完成这个实验。
①实验材料和用具:蒸馏水、土壤浸出液、无土栽培培养液、试管、载玻片,滴管、镊子、酒精灯、火柴等。
②实验步骤:
a.取3支试管,分别编号A、B、C,在3支试管分别加入 、 和 。
b.取3片洁净的载玻片,用滴管在3片载玻片的中央分别滴加取自A、B、C3支试管中的液体。在操作过程中,需要注意的是 。
c.把3片载玻片分别放在酒精灯上烘干,可以看到在其中的两片载玻片上留下了结晶物质,这是 。假设A试管中的液体是蒸馏水,则滴加了A试管中液体的载玻片上会有结晶物质吗? 。
③实验结论: 。
2.城镇中,许多种植爱好者在阳台进行无土栽培。无土栽培不用土壤,而是用营养液对植物进行培养。小明也尝试无土栽培,但出现了“烂根”现象。是什么原因导致植物“烂根”?怎样解决植物“烂根”的问题呢?小明用大豆幼苗作实验材料,设计实验进行探究,请将他的探究思路补充完整。
(1)作出假设。小明依据自己已有的知识和经验作出了假设:“烂根”是根部氧供应不足引起的,作出这一假设的依据是 (答一条即可)。
(2)设计实验,为验证假设是否成立,小明设置了对照实验,实验的变量应是根部能否得到充足的 。
(3)设计装置,对于实验组,小明设计了两种实验装置(如图所示),此甲,乙两种装置的异同,理解装置设计的原理,在表格空白处填写适当的材名称。
设计
要点
装置
如何固定植物
如何为植供有关物质
固定部位
起固定作用的材料
氧的供给
水和无机盐的供给
甲
茎
海绵
通过② 充气泵 进入营养液中的空气供给
直接通过营养液供给
乙
根
① 固体基质颗粒
通过固体基质颗粒间隙里的空气供给
通过③ 棉绳 里营养液输送到固体基质颗粒间的供给
(4)选择装置。小明最终在甲,乙两种装置中选择了乙装置,他作出选择时考虑的问题应有 (可多选)
A.幼苗生长需要哪些环境条件?
B.自己的经济条件是否允许?
C.用废旧材料能香达成目的?
你想知道实验结果吗?
3.兴趣小组开展“探究生菜无土栽培的条件”实践活动,流程如图1。
(1)经自主探究,同学们明确了种子萌发的环境条件包括适宜的温度、充足的 和适量的水分。
(2)图2为栽培装置,移栽前向培养槽内通入培养液,移栽时尽量使生菜的 (填器官名称)不受损,保证对水和 的吸收。移栽后发现幼苗出现萎蔫现象,经分析可能是培养液浓度 (选填“偏高”或“偏低”),导致了植物细胞失水。调整培养液的浓度后,生菜叶硬挺了起来。
(3)如下表为生菜在不同基质条件下的生长情况。
组别
叶片数量(片)
叶片宽度(厘米)
5天
10天
15天
5天
10天
15天
陶粒组
3
3
6
2.5
4
6
岩棉组
3
6
8
2.5
7
10
棉花组
3
3
4
2.5
2.6
2
同学们以叶片数量和 反映植物生长状态,发现使用 作为基质,效果最理想。他们推测该基质保水量适宜,疏松度较好,使植物的根能够获得充足空气,利于 作用。
(4) 若要进一步明确生菜无土栽培的其他环境条件,你认为还可以从哪些角度开展探究?
(写出一点即可)。
高频命题点6 探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素
根据植物生长发育所需的条件,扦插繁殖、芽的结构与功能等相关概念,选择适于扦插的植物枝条(如月季)和扦插培养基,按照插的技术要领和操作规范进行扦插繁殖。定期观察、记录和交流扦插枝条的生长发育情况。探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素。
1.扦插是月季的主要繁殖方式,某同学发现花农在扦插月季时会剪掉枝条下端的叶片,保留上端的部分叶片,该同学猜测这样处理可能会影响扦插枝条的生根率,为此,设计了如下实验。
①选择生长状况良好的同品种月季植株。
②从枝条上截取20厘米作为插穗,分为A、B、C三组,每组30条插穗。
③将插穗底端插入同种培养液中,将A、B、C三组培养在相同且适宜的环境中,观察和记录生根率,实验数据如下表所示。
组别
月季插穗的生根率(%)
第10天
第20天
第30天
A组
不留叶
1
22.9
72.9
B组
留2片小叶
10.4
53.1
95.8
C组
留5片小叶
12.5
52.1
92.7
(1)针对以上实验,该生物兴趣小组提出的探究问题是 ?
(2)实验的变量是 。每组培养在相同且适宜环境的原因是 。写出一个影响月季生长的非生物因素 。
(3)月季扦插繁殖属于 (填“有性”或“无性”)生殖,扦插成功后,插穗上保留的叶芽将会发育为 。扦插繁殖技术的优点是 (写出一点即可)。
(4)该兴趣小组继续探究了“不同栽培方式对月季扦插生根率的影响”,每组为30条插穗,结果如图所示,据图可得出, 能够促进月季扦插的生根率,根尖吸收营养物质的部位主要是 。
2.下面是某生物兴趣小组在菊花扦插的最佳时期,探究“影响菊花扦插成活因素”的实验结果,环境条件是:15~25℃,散射光照,扦插数100根/组,培养时间3周。请回答下列问题:
分组
扦插土壤
插条切口
相对湿度(%)
插条选择
成活率(%)
第一组
不消毒
涂硫黄粉
50~85
嫩枝
47
第二组
消毒
不处理
50~85
嫩枝
42
第三组
消毒
涂硫黄粉
20~30
嫩枝
23
第四组
消毒
涂硫黄粉
50~85
嫩枝
92
(1)扦插属于 生殖。
(2)上述实验中,将土壤消毒、插条切口涂硫黄粉是为了防止插条切口受病菌感染,提高 。若要探究环境相对湿度对扦插成活率的影响,则可选择第 组和第 组进行对照。
(3)利用第一组和第四组可以探究 对扦插成活率的影响。
(4)从表中数据分析可知 是影响扦插成活率的主要因素。
高频命题点7 饲养家蚕
根据家蚕的生活史、生活习性、食性、生活所需的环境条件(器度、湿度)等,利用生活中简单易得的材料设计并制作恰当的器,饲养家蚕。观察和记录家蚕的生长发育过程,收集我国养蚕的史资料。
1.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
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,
饲养家蚕
(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%
分析表格,可以看出 对家蚕卵的孵化影响最大。
(2)幼虫 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。
(5)根据以上观察,发现家蚕的发育过程属于 。
探究实验
(6)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 。
2.某学习小组开展“饲养家蚕”的实践活动,①~④是家蚕发育过程中的部分图片分析回答:
(1) 饲养过程中,小组成员观察到家蚕有蜕皮现象,这是因为家蚕体表有一层坚韧的
限制其长大;还观察到成虫有一对触角、三对足和两对翅,说明家蚕属于节肢动物中的 。
(2)结合家蚕的个体发育过程,写出四幅图片的正确顺序 (填数字序号)。
(3)小组成员查阅资料发现,结绿色茧家蚕的后代中,既有结绿色茧的,又有结白色茧的。在遗传学上,这种亲代与子代之间以及子代个体之间出现性状差异的现象,称为生物的 。
(4)我国科学家将高产基因转入蚕卵,由此得到转基因家蚕,结出的茧比普通家蚕的大,蚕丝产量高。该实例说明生物的性状是由 控制的。
高频命题点8 制作水族箱,饲养热带鱼
选择某种热带鱼,根据其生活史、生活习性、食性、生活所需的环境条件(如温度、溶解氧含量)等,利用生活中简单易得的材料设计并制作水族箱,饲养和繁殖热带鱼,观察并记录热带鱼的生长、发育和繁殖过程。
水族箱能起到装饰作用。小莉同学制作的水族箱里有“虎皮”热带鱼、黑壳虾、苹果螺、黄头侧颈龟、水草和岩石等,它们构成了漂亮的水景。请完成1﹣2题。
1.小莉同学的水族箱中最高等的动物是( )
A.“虎皮”热带鱼 B.黑壳虾
C.苹果螺 D.黄头侧颈龟
2.在水族箱中饲养“虎皮”热带鱼需要安装加热棒、温度计、气泵、光照灯、过滤器等设备。下列分析不正确的是( )
A.安装光照灯是由于热带鱼的生活需要光照
B.安装气泵的作用是保证鱼生活需要的氧气
C.安装加热棒和温度计是为鱼提供适宜的温度
D.安装过滤器可以去除水体中的杂质等,使水体保持干净
3.2024年4月25日,神舟十八号成功发射,“太空水族箱”也随之“入住”中国空间站,激发了同学们制作水族箱的兴趣,于是他们开展了以下实践和探究活动。
(1)自己制作水族箱,观察热带鱼活动。兴趣小组同学选择玻璃缸、水草、热带鱼、泥沙等制作了水族箱(如图),其中水草扮演的角色是 ;热带鱼扮演的角色是 ,泥沙扮演的角色是 。请根据评价标准对兴趣小组的作品进行评价。
评价标准
评价
①容器无色透明;
②生态瓶内成分齐全;
③动物与植物间大小及数量的比例适当;
④动植物与容器的大小比例适当;
……
优点: 容器无色透明(或生态瓶内成分齐全、或生态瓶内有生物成分和非生物成分、或生态瓶内有生产者、消费者和分解者)
(2)制作完成后,同学们想探究“温度对热带鱼的呼吸频率有没有影响?”设计了如下方案:
步骤
1号水族箱
2号水族箱
1
各加入1L温水,记录水温,加入3条相同状况的热带鱼
2
一段时间后,记录各热带鱼的呼吸次数
3
水浴加热使温度上升5℃
不做处理
4
一段时间后,记录各热带鱼的呼吸次数
(注:经查阅资料发现热带鱼的正常呼吸频率为115次/分钟左右。)
①该探究活动的实验变量是 ;2号水族箱的作用是 。测量热带鱼呼吸频率时,鳃盖张开、闭合一次,表示热带鱼呼吸 次。若实验中将热带鱼放入水族箱后马上开始计数,则数据会 (填“偏高”或“偏低”或“不受影响”)。
②如图2是兴趣小组的实验结果。分析实验数据,得到的结论是 。
(3)兴趣小组的同学在进行饲养热带鱼的实践活动,请根据上述实验,给同学们饲养热带鱼提出合理的建议: 。
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高频命题点9 收集当地面包酵母菌种,比较发酵效果
依据酵母菌代谢所需的环境条件、营养来源、产物等相关知识以面粉、酵母粉为材料,选择特定的厨具,按照发酵技术的操作程序制作馒头或面包。比较不同酵母菌种的发酵效果。
1.某同学做了一组对照实验,实验处理如下表。一段时间后,实验现象如图。他探究的是( )
装置
酵母菌(种类)
酵母粉质量(克)
面粉质量(克)
温度(℃)
水量(毫升)
甲
M菌种
3
50
28
300
乙
N菌种
3
50
28
300
A.两种酵母菌的发酵速度
B.温度对发酵的影响
C.面粉发酵时酵母粉用量
D.酵母菌发酵的产物
2.在酒曲(制酒用的菌种)的作用下,糯米可酿成美味的米酒,下列关于制作米酒的过程叙述不正确的是( )
A.将糯米放在蒸锅里蒸熟,其目的是消除杂菌
B.将刚蒸熟的糯米饭迅速与碾碎成粉末的酒曲搅拌在一起,装入清洁的容器中
C.将容器盖好,并采取一定的保温措施,放在温暖的地方
D.在制作米酒的过程中,尽量少打开容器
3.在学校开展的实践活动中,小林尝试利用天然酵母菌发面,制作馒头。他的实践记录单如表,请将该记录补充完整。
实践记录单
实践目的
•酵母菌属于① 真菌 (填“细菌”或“真菌”),在自然界分布广泛。我想利用水果表面的天然酵母菌制作果味馒头。
菌种选择
•将葡萄和番茄表皮上的酵母菌分别与葡萄糖溶液混合,检测它们的发酵能力,结果如图。因为葡萄组② ,我选择用葡萄表皮上的酵母菌来发面。
馒头制作
•和面时要用温水,如果用开水,会使酵母菌③ ,影响后续发面过程。
•我尝试在23℃、28℃和33℃条件下发面,由于酵母菌发酵产生了④ (填气体名称),面团膨大至原来的1.4、1.7和1.8倍。
•经过蒸制过程,馒头制作完成。
品鉴与反思
•邀请同学们品尝我的劳动成果,并进行评价,结果如下表。
温度(℃)
感官评价(各项满分均为10分)
松软度
风味
外观
色泽
23
8.4
8.5
7.8
8.3
28
9.2
9.3
8.6
8.7
33
9.0
9.2
8.5
8.9
•结合面团膨大情况和评价结果,我认为最适宜的发面温度为28℃,你同意吗?请写出你的一条理由。⑤ 同意,温度为28℃时馒头的松软度、外观和风味均高于其他温度下的馒头 。
•除了温度外,在原料或制作步骤方面可能会影响馒头品质的因素还有⑥ 水分、杂菌等 ,我将进一步开展实践探究。
4.在发酵食品制作类跨学科实践活动中,某小组同学收集了A、B、C、D等4种面包酵母菌种,开展了“比较不同酵母菌种的发酵效果”实验。在4个相同的矿泉水瓶中分别加入如下表列出的物质,并摇匀,在瓶口处套上一个挤瘪的气球。把4个瓶子同时放在一个不通风的环境中,观察气泡多少,记录气球开始胀大鼓起所需时间和大小。回答下列问题。
组别
物质
温度/℃
现象(气球开始胀大的时间/min)
①
水+葡萄糖+酵母菌种A
30
10
②
水+葡萄糖+酵母菌种B
30
18
③
水+葡萄糖+酵母菌种C
30
15
④
水+葡萄糖+酵母菌种D
30
12
(1)该对照实验的变量是 ,为确保变量的单一性,加入物质时正确的操作是 。
(2)实验结果表明,发酵效果最好的酵母菌种是 ,判断的依据是 。
(3)实验中气球胀大的原理是酵母菌进行呼吸作用,将葡萄糖分解产生了 。
气体逐渐积累,导致瓶内压力增大,从而使套在瓶口的气球胀大。可见,酵母发酵产生了5.利用水果和酵母菌可以制作果酒,在制作果酒过程中,酵母菌等微生物分解水果中的果胶时会产生甲醇,甲醇对人体神经系统和血液循环系统有毒害作用。为探究影响果酒中酒精和甲醇含量的因素,某课外兴趣小组开展了实践活动。他们取新鲜黑珍珠葡萄和红富士苹果,用榨汁机分别榨成浆汁,放入发酵瓶后,加入干酵母和蔗糖,搅拌均匀,盖紧瓶盖,放在25℃~30℃环境中发酵,实验分组如下表。
组别
水果种类
水果质量/g
蔗糖/g
干酵母/g
1
葡萄
500
30
0.3
2
葡萄
500
90
0.3
3
苹果
500
30
0.3
4
苹果
500
90
0.3
每天16时分别取0.5毫升澄清发酵液测定其酒精含量和甲醇含量,结果如图。请分析回答:
(1)发酵过程中,盖紧瓶盖的目的是 。经过一段时间,发酵瓶中会产生气泡,原因是 。
(2)由图1可知,随着发酵的进行,各组发酵液的酒精度均呈 趋势。添加等量蔗糖的情况下, 的发酵液中酒精度更高。由图2可知,各组发酵液中甲醇含量随发酵时间延长 。比较两种水果的发酵液, 的发酵液中甲醇含量较高,推断其含有较多的果胶。
(3)实践结果说明, 水果种类和糖量 影响发酵过程中酒精和甲醇的生成,对果酒的品质、安全有显著影响。这项实践活动为制作质量安全、品质良好的果酒提供了实践依据。
6.[科学探究]
探究不同菌种对米酒制作的影响
小华发现妈妈做馒头、面包时用的菌种是酵母菌,而制作米酒时用的却是根霉。为什么做米酒不用酵母菌呢?陈老师了解到小华的疑惑后,组织同学们分成若干小组,均进行了如下探究(甲、乙两组所用器具均相同且清洁):
请分析回答:
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
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。( 任答其中两点即可,其他合理亦可)
(3)为什么观察、品尝,需至少由3人进行? 。
(4)根据实验结果,小华终于明白,如果只用单一菌种制作米酒,最好选择 。
(5)本探究所利用的生物技术主要是 (选填:转基因技术;发酵技术)。
(6)小华想观察一下酵母菌,于是在实验后,从甲组容器内取少许液体,制成临时玻片标本,放在显微镜下观察。开始他怎么也看不到酵母菌,在陈老师的指导下才看到。你推测开始小华操作显微镜的不当之处可能是 等。(任答其中两种即可,其他合理亦可)
高频命题点10 设置简单装置,制作酸奶
依据乳酸菌代谢所需的环境条件、营养来源、产物,以及蛋白质在不同酸度环境中的状态不同等相关概念,以牛奶、乳酸菌(或酸奶)为材料,选择恰当的容器,按照乳酸发酵技术的操作规范和程序制作酸奶,测定并分析酸奶的酸度和甜度,确定适宜的酸度和甜度范围。
1.北魏农学家贾思勰在《齐民要术》中记载了制酪(酸奶)的工艺:“以先成甜酪为酵……泻著熟乳中……”,大意是把少量先前的酸奶倒进熟乳中。这一步骤的目的是( )
A.高温灭菌 B.将熟乳冷却
C.恒温培养 D.加入发酵菌种
2.学习发酵技术后,一位同学试着按如下步骤制作酸奶:①容器煮沸;②牛奶煮开后冷却至35℃左右;③加入两勺酸奶,搅拌均匀;④密封,保温发酵。下列关于这位同学的操作,叙述错误的是( )
A.步骤①是为了对容器进行消毒
B.加酸奶后搅拌,有利于充分发酵
C.步骤③是为了加入乳酸菌菌种
D.步骤④密封是为了防止牛奶溢出
3.酸奶酸甜可口,营养丰富,是利用乳酸菌发酵制成的一种乳酸饮品。某兴趣小组开展了制作酸奶的实践活动,步骤如下:
①将600mL新鲜牛奶煮沸,冷却至常温,加入适量酸奶,搅拌均匀;
②取3个大小相同的小碗,沸水中煮3分钟,冷却后分别倒入200mL混合后的牛奶;
③将3个小碗用保鲜膜密封,分别置于15℃、35℃、55℃的恒温箱中培养;
④10小时后,分别从3个小碗中取样检测其酸度,并记录。
以下说法错误的是( )
A.该活动探究了温度对乳酸发酵的影响
B.用保鲜膜密封的主要目的是防止杂菌进入
C.加入酸奶的目的是接种乳酸菌
D.可将记录的数据绘制成曲线图以便分析
4.古人称酸奶为“酪”,许多古籍中均有关于制酪的记载,某同学对此展开了探究。请据题回答。
【查阅资料】《齐民要术》中制酪流程大致如下所示:取乳煮沸→冷却过滤→取先成酪混合→保温→酪成
(1)上述流程中提到的先成酪,含有的发酵菌种主要是 ,取先成酪混合相当于微生物发酵过程中的 步骤。
【走访调查】为满足市场需求,酸奶厂会研发不同口味的酸奶。研发人员探究果汁添加比例、发酵时间等因素对酸奶品质的影响,并对酸奶的色泽、滋味、气味等进行感官评价,其中一组实验结果如图所示:
(2)根据该实验结果可知,本实验的变量是 。
(3)分析如图可发现,酸奶感官评分随着桑葚汁添加比例的增加,呈 的趋势;当桑葚汁添加比例为 %时,感官评分最高。
【动手实践】制作酸奶每一步都需严谨细致,操作不当会导致制作失败。
(4)若发酵瓶中液体腐败变质,导致这一结果的原因可能是 (多选)。
①灭菌不彻底
②发酵时间过短
③密封不严实
高频命题点8制作泡菜,并探究影响泡菜中亚硝酸盐含量的因素
依据乳酸菌的分布、代谢所需的环境条件、营养来源和产物等相关知识,选择或设计便于消毒和密封的饸当容器,依据个人对食品的喜好选择相应的蔬菜(如白萝卜、胡萝卜、芹菜、甘蓝)和配料(如辣椒、花椒),按照发酵技术的操作规范和程序制作泡菜,测定泡菜的亚硝酸盐浓度,分析亚硝酸盐浓度与原料、腌制方式、时间等因素的关系。
1.泡菜是人们喜爱的一种食品,但食用了腌制不当的泡菜可能会引起亚硝酸盐中毒(国家规定亚硝酸盐在泡菜中的含量不能超过20mg/kg)。某校课后服务的生物社团同学对“食盐浓度对泡菜中的亚硝酸盐含量的影响”进行了探究,探究结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A.本实验中食盐浓度越高,亚硝酸盐含量的峰值越高
B.本实验中亚硝酸盐含量符合要求的食盐浓度为15%
C.制作泡菜的原理是利用乳酸菌在无氧的条件下发酵
D.随着腌制时间的增加,亚硝酸盐含量先增加后减少
2.制作泡菜
在选择实践活动项目时,小林和三位同学选择了制作泡菜。他们查找了大量资料,并亲手进行了实践。请你也来参与分析总结吧。
【泡菜制作原理】
乳酸菌是一种细菌,能在 (选填:有氧;无氧)条件下,将 (选填:自己制造的有机物;蔬菜中的有机物)转化成乳酸,并利用释放出的能量进行分裂生殖,增加数量。制作泡菜主要应用了 技术。
【制作泡菜】
他们按照从网上查到的方法,用白菜、甘蓝和胡萝卜等制作了泡菜:
【探究泡菜的食用安全】
蔬菜在腌制过程中,会生成有害物质亚硝酸盐。《食品安全国家标准食品中污染物限量(GB2762~2022)》中规定:蔬菜及其制品中亚硝酸盐含量应不超过20毫克/千克。
小资料:硝酸盐还原菌是具有硝酸盐还原功能的一类细菌,能产生酶,将蔬菜中的硝酸盐转化为亚硝酸盐。当环境酸性增大时,其繁殖会受到抑制。
(1)探究泡菜中亚硝酸盐的来源
他们分析如上表的小资料得知,使泡菜中产生亚硝酸盐的“罪魁祸首”也是一种细菌,其区别于蔬菜细胞的主要结构特点是 。当泡菜中乳酸增多时,你推测该细菌数量将会 。
(2)探究泡菜制作过程中亚硝酸盐含量的变化
在科研人员的帮助下,他们每两天测定泡菜坛汁液中的亚硝酸盐含量,得到如图所示曲线。他们发现第11天时,泡菜仍不宜食用,因为 。
在食品安全方面,除了谨慎对待腌制食品外,你还会注意什么? (一点即可)。
3.泡菜以其独特的风味深受大众喜爱,但是在腌制过程中,会生成致癌物质亚硝酸盐,《食品安全国 家标准食品中污染物限量(GB2762~2022)》中规定:蔬菜及其制品中亚硝酸盐含量应不超过20mg/kg。为研究泡菜中亚硝酸盐的来源,以及影响亚硝酸盐含量的因素,同学们查阅了相关资料并做了实验。
资料一:硝酸盐还原菌(细菌)能产生酶将蔬菜中硝酸盐转变为亚硝酸盐。当环境pH降低时,硝酸盐还原 菌繁殖会受到抑制。
资料二:乳酸菌在无氧条件下利用蔬菜中的有机物生长,产生乳酸,使环境pH降低。(pH值衡量溶液酸碱度,pH值越小,酸性越强)请回答下列问题:
(1)制作泡菜应用了 技术。
(2)泡菜中的亚硝酸盐来自 。
(3)研究者选用芹菜制作泡菜,分别测定自然状态和接种乳酸菌两组泡菜坛中pH值和亚硝酸盐的含量,结果如图1所示。11天时,自然状态下腌制的泡菜仍不宜食用,因为 。
(4)结合资料和实验结果分析,接种乳酸菌的一组亚硝酸盐含量较低的原因是 。
(5)结合以上实验结果,为安全食用泡菜,你的建议是: 。
4.某兴趣小组为了探究泡菜中亚硝酸盐的生成原因及控制方法,从而减少泡菜中亚硝酸盐含量,查阅相关资料并设计实验。请分析下列有关泡菜制作的资料,回答相关问题。
资料一:泡菜是蔬菜经过微生物发酵制作而成的食品,口味独特,深受人们的喜爱。附着在蔬菜上的微生物在无氧条件下能分解蔬菜中的有机物,再辅以食盐溶液和配料等的作用,蔬菜就会成为别具风味的泡菜。泡菜中亚硝酸盐的含量是检验泡菜质量的关键指标之一。泡菜在无氧环境下发酵的过程中会生成亚硝酸盐,故而成品泡菜中会含有一定量的亚硝酸盐。亚硝酸盐是一种潜在的致癌物,过量或长期食用会危害人体健康,甚至致癌。因此,食品安全国家标准虽然允许食物中存在一些亚硝酸盐,但要求严格限制其含量。我国的国家标准为:泡菜中的亚硝酸盐残留量不得超过20mg/kg。
资料二:控制亚硝酸盐含量是制作泡菜的关键。泡菜的亚硝酸盐含量与蔬菜原料、环境条件及发酵时间等因素有关。温度、氧气、发酵时间等很多因素都可以影响微生物的生命活动。因此,如果泡菜的亚硝酸盐含量过高,泡菜就不能安全食用。这需要综合运用生物学、化学、数学、技术和工程学的知识和方法。
资料三:如下表是兴趣小组同学探究“盐水浓度对泡菜发酵过程中亚硝酸盐的含量的影响”得到的实验数据。
泡菜中的亚硝酸盐含量(发酵温度:15℃,单位:mg/kg)
盐水浓度
第3天
第5天
第7天
第9天
第11天
第13天
第15天
第20天
第30天
1号坛4%
1.6
3.2
3.8
3.5
3.4
3.2
2.9
2.6
2.0
2号坛6%
1.2
5.5
4.1
1.8
1.2
1.2
1.1
1.0
0.9
3号坛8%
0.5
2.1
1.8
1.6
1.5
1.2
1.0
0.8
0.4
(1)资料一中,制作泡菜所利用的微生物是 。
(2)资料三中,实验选用不同浓度的盐水是为了设置 实验。
(3)资料三中,兴趣小组同学依据资料二所示原理设计实验。除盐水浓度不同外,蔬菜的品种、质量、处理方法以及所加调料等都要相同,这样做的目的是 。
(4)由资料三中实验数据可知:为使制作的泡菜有利于人体健康,应 (选填:延长/缩短)泡菜的发酵时间使其充分发酵。
(5)理论上,为了提高实验结果的可靠性,还应该增加 次数。
(6)分析资料三,利用浓度为 的盐水所制做的泡菜经过充分发酵后,亚硝酸盐的含量最低,对人体健康最有益。
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清单18 跨学科实践
(知识背诵清单+8大高频命题点)
跨学科实践
内容要求
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
(1) 模型制作类跨学科实践活动: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
(2) 植物栽和动物饲养类跨学科实践活动: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
(3) 发酵食品制作类跨学科实践活动: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
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。
高频命题点1 制作可调节的眼球成像模型
根据眼球的结构和成像原理,运用相关学科的知识和方法,选择适当的材料和工艺,制作眼球结构模型和成像模型。模型可用于演示正常眼的成像,展现近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。
1.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,用注射器向外抽水,可在光屏上呈现清晰物像
C.向水透镜内注水,物像不再清晰,可在“F光源”和水透镜之间安装凸透镜调节
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】C
【分析】眼球的结构包括外膜(角膜和巩膜)、中膜(虹膜、睫状体和脉络膜)和内膜(视网膜)。
【解答】解:A、水透镜有折射作用,在光屏上形成图像,因此,水透镜和光屏分别模拟眼球的晶状体和视网膜,正确;
B、人能看清远近不同的物体主要是通过睫状体调节晶状体的曲度完成的。人看近物时,睫状体收缩,晶状体曲度变大;看远物时,正好相反。因此,将“F光源”向左移动,是模拟看远处的物体,此时应拉注射器,使水透镜曲度变小,才能在光屏上出现清晰物像,正确;
C、根据题干说明,向水透镜内注水,曲度变大,聚光能力过强,物像成像在光屏前,不能呈清晰物像,凹透镜有发散光线作用,因此,可在“F光源”和水透镜之间安装凹透镜调节,错误;
D、通过该实验可知:在人眼球的视网膜上形成倒立的物像,正确。
故选:C。
2.为探究眼球的结构和成像原理,某生物学兴趣小组设计并制作了模型。图甲为眼球结构示意图,图乙为该模型装置,光源位置固定不变,注射器注水可使水透镜的曲度(凸度)增大。此时,图乙中光源发出的光线经过水透镜折射,在光屏上形成了清晰的物像。下列说法正确的是( )
A.图乙中光屏模拟的是图甲中③,③是视觉形成的部位
B.配戴凹透镜可矫正近视是因为改变了图甲中④的曲度(凸度)
C.若光源形状为“p”,则光屏上形成的物像应为“p”
D.若向水透镜内注水,物像应向靠近水透镜方向移动
【答案】D
【分析】(1)图中的①巩膜、②脉络膜、③视网膜、④晶状体、⑤玻璃体。
(2)外界物体反射来的光线,依次经过角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体,并经过晶状体等的折射,最终在视网膜上形成一个倒立的物像。视网膜上的感光细胞受物像的刺激,产生神经冲动,然后通过视神经传递到大脑皮层的视觉中枢,形成视觉。
【解答】解:A、图乙中光屏模拟的是图甲中③视网膜,大脑皮层的视觉中枢是视觉形成的部位。A错误。
B、配戴凹透镜可矫正近视,是因为调节外界物像反射的光线投影在视网膜上。B错误。
C、若光源形状为“p”,则光屏上形成的物像应为“d”。C错误。
D、若向水透镜内注水,使水透镜的曲度变大,物像应向靠近水透镜方向移动,才能投影在光屏上。D正确。
故选:D。
3.某生物小组利用光具座、可变焦的水透镜、注射器等器材(说明:注射器向水透镜内注水,曲度变大;向外抽水,曲度变小),进行了图一所示“制作可调节的眼球成像模型,提出保护眼健康的方法”跨学科实践活动;图二是神经系统与其所调节的部分结构示意图。请据图分析回答下列问题:
(1)图一可以模拟人体眼球成像原理,其中可变焦的水透镜模拟的是图二眼球结构中的[ 3 ] 晶状体 ,注射器模拟的是图二眼球结构中的[ 1 ] 睫状体 。
(2)模拟远眺过程时,“F光源”适当左移,此时光屏上的物像变模糊,应调节注射器使水透镜曲度变 小 ,才能在光屏上呈现清晰的物像,如果不改变水透镜的曲度,可在“F光源”与水透镜之间安装 凹透 镜进行调节。
(3)同学看着光屏上的物像,伸手推拉注射器,通过调节水透镜的曲度得到了清晰的物像,这种反射类型属于 复杂(条件) 反射,此反射的神经冲动传导途径可用图二中的结构表示,若d处受损,能否正常完成推拉动作? 不能 。
(4)同学能有意识地推拉注射器,说明脊髓里的神经中枢是受[ A ] 大脑 控制的,神经中枢由功能相同的神经元的 细胞体 汇集而成。
【答案】(1)3晶状体;1睫状体;
(2)小;凹透;
(3)复杂(条件);不能;
(4)A大脑;细胞体。
【分析】图二中:1睫状体、2角膜、3晶状体、4视网膜、5玻璃体、6视神经;A大脑、B小脑、C脑干;a感受器、b传入神经、c神经中枢、d传出神经、e效应器、f脊髓。
【解答】解:(1)图一中可变焦的水透镜模拟的是眼球中的3晶状体,因为它可以通过改变曲度来调节焦距,从而使光线能够聚焦在4视网膜上形成清晰的物像。注射器则模拟的是1睫状体,因为它可以通过调节晶状体的形状来改变其曲度,进而控制眼睛的焦距。
(2)当模拟远眺过程时,如果“F光源”适当左移导致光屏上的物像变模糊,需要通过调节注射器使水透镜的曲度变小,这样可以使光线更好地聚焦在光屏上,形成清晰的图像。如果不改变水透镜的曲度,可以在“F光源”与水透镜之间安装凹透镜进行调节,因为凹透镜可以发散光线,使光线在到达水透镜之前已经部分发散,从而有助于形成清晰的图像。
(3)同学看着光屏上的物像,伸手推拉注射器,通过调节水透镜的曲度得到了清晰的物像,这种反射类型属于复杂(条件)反射。此反射的神经冲动传导途径可用图二中的结构表示。若d处(传出神经)受损,则不能正常完成推拉动作,因为传出神经负责将神经冲动从神经中枢传达到效应器(在这里是手臂肌肉),如果传出神经受损,就无法完成相应的动作。
(4)同学能有意识地推拉注射器,说明脊髓里的神经中枢是受A大脑控制的。神经中枢由功能相同的神经元细胞体汇集而成,这些神经元细胞体在神经中枢内形成特定的神经元集群,负责接收、整合和传递神经信号,从而实现各种复杂的生理功能。
故答案为:(1)3晶状体;1睫状体;
(2)小;凹透;
(3)复杂(条件);不能;
(4)A大脑;细胞体。
高频命题点2 制作模拟吸烟有害健康的实验装置
运用多学科的知识和方法自制实验装置,模拟香烟烟雾对呼吸道黏膜的危害;形成吸烟有害健康的观念,自觉拒绝吸烟;学会用科学证据向公众宣讲吸烟有害健康。
1.为模拟观察香烟烟雾对气管的危害,某同学用如图装置模拟吸烟动作进行如下实验:打开止水夹,用洗耳球抽取排水管中的空气使空气泵中的液面下降,烟雾就会持续进入烟雾收集器的培养液中。使用显微镜观察发现草履虫运动明显变慢,进一步观察发现其纤毛被香烟烟雾中的焦油黏结。关于该实验下列叙述错误的是( )
A.该过程模拟了人的呼吸运动
B.实验结果表明香烟烟雾影响草履虫纤毛摆动
C.草履虫的纤毛模拟了气管中的纤毛
D.根据实验结果可推测香烟烟雾对气管有危害
【答案】A
【分析】烟草中含有尼古丁、咖啡因等成分,不同烟草的成分含量不同,对水蚤的心率的影响也不相同。
【解答】解:A、如图的装置,点燃烟雾收集玻璃瓶上的一支香烟,打开止水夹,用洗耳球将排水管内的空气吸出,塑料桶中的清水就会沿着排水管流出,塑料桶内产生吸力,使玻璃瓶内的气体沿抽气管抽出,这时可以看到玻璃瓶中的胶管内微气泡进入草履虫培养液内。当烟燃尽后,再用止水夹夹紧排水管,故上述实验装置所模拟的吸烟过程类似于人体呼吸运动中的吸气过程,而人的呼吸运动包括吸气和呼吸两个过程,A错误;
BD、可推测香烟烟雾对气管有危害,观察发现其纤毛被香烟烟雾中的焦油黏结,故实验结果表明香烟烟雾影响草履虫纤毛摆动,可推测香烟烟雾对气管有危害,BD正确;
C、草履虫的纤毛模拟了气管中的纤毛,当被香烟烟雾中的焦油黏结后就不能再起作用,C正确;
故选:A。
2.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.实验后,鸡血和棉絮颜色保持不变
B.下抽注射器,模拟人体的呼气过程
C.吸烟对肺有影响,对人体健康不利
D.上推注射器,可使烟雾进入锥形瓶
【答案】C
【分析】香烟中含有1400多种成分。吸烟时产生烟雾里有40多种致癌物质,还有十多种会促进癌发展的物质,其中对人体危害最大的是尼古丁、一氧化碳焦油和多种其它金属化合物。一支烟所含的尼古丁就足以杀死一只小白鼠。香烟烟雾中大量的一氧化碳同血红蛋白的结合能力比氧大240﹣300倍,严重地削弱了红细胞的携氧能力,因此,吸烟使血液凝结加快,容易引起心肌梗塞、中风、心肌缺氧等心血管疾病。
【解答】解:A.实验中,香烟的烟雾含有一氧化碳等物质,这些物质可以与血液中的血红蛋白结合,导致血液颜色发生变化。同时,如果实验中使用了棉花来模拟肺泡,烟雾中的有害物质也可能使棉花颜色发生变化,A错误。
B.通过上推注射器的活塞,可以增加锥形瓶内的气压,模拟人体呼气时将气体排出体外的过程,B错误。
C.实验的目的是探究吸烟对肺的影响,已知吸烟产生的有害物质(如尼古丁、焦油和一氧化碳)对肺和人体健康有负面影响,C正确。
D.通过下抽注射器的活塞,可以减小锥形瓶内的气压,使烟雾被吸入锥形瓶内,模拟吸烟时烟雾进入肺部的过程,D错误。
故选:C。
3.吸烟有害健康。为了直观地认识吸烟对呼吸系统的影响,某兴趣小组制作了一个模型模拟吸烟。关于这个模拟实验说法不正确的是( )
A.挤压饮料瓶时,瓶内气压升高,模拟的是吸气过程
B.模型中笔筒模拟了呼吸系统的气管,饮料瓶模拟了呼吸系统的肺
C.实验过程中,发现面巾纸卷变成黄色、笔筒被熏黄,这说明呼吸道对空气有一定的处理能力
D.实验过程中,无论挤压力度和次数如何变化,饮料瓶中仍残留大量烟雾,这说明呼气时并不能将肺内的有害气体全部排出
【答案】A
【分析】呼吸系统的组成包括呼吸道和肺。观图可知:饮料瓶模拟肺,笔筒模拟气管。据此分析解答。
【解答】解:A、挤压饮料瓶时,瓶内气压升高,模拟的是呼气过程,A错误;
B、观图可知:饮料瓶模拟肺,笔筒模拟气管。B正确;
C、呼吸道可以对吸入的气体具有温暖、清洁和湿润的作用,说明呼吸道对吸入的气体具有一定的处理作用。此实验是模拟吸烟的过程,香烟插入笔筒后点燃,多次挤压饮料瓶,模拟吸烟过程:烟燃尽后取下烟蒂,取出笔筒内的面巾纸卷,并展开;观察被烟雾污染后的笔筒、面巾纸卷和饮料瓶,实验后,面巾纸卷变成黄色,这说明呼吸道对吸入的气体能进行处理。香烟燃尽后,笔筒仍被熏黄,刺鼻的烟雾还残留在饮料瓶中,这说明呼吸道对空气的处理能力是有限的。C正确;
D、实验过程中,无论挤压力度和次数如何变化,饮料瓶中仍残留大量烟雾,可见呼气时并不能将肺内的有害气体全部排出,D正确。
故选:A。
4.每年的9月1日是我国的“全民健康生活方式行动日”。健康的生活方式不仅有利于预防各种疾病,而且有利于提高人们的健康水平和生活质量。
(1)合理营养,均衡饮食。每日按时进餐,早、中、晚三餐摄入的能量比例为 3:4:3 。青少年要多吃肉、蛋、奶等含蛋白质丰富的食物,这是因为蛋白质是构成人体细胞的重要物质, 人体的生长发育 和受损细胞的修复、更新都离不开它。
(2)禁止吸烟和酗酒。吸烟有害健康,实践活动小组制作了吸烟装置(如图)并进行实验:打开止水夹,用洗耳球抽取排水管中的空气,使烟雾持续进入草履虫培养液。香烟燃尽后,用显微镜观察收集器底部培养液中的草履虫,发现其纤毛被烟雾中的焦油黏结,运动速度变慢。该实验中,烟雾进入烟雾收集器模拟的是呼吸运动中的 吸气 (填写“吸气”或“呼气”)过程;用草履虫纤毛的摆动模拟人气管纤毛的摆动,你的推测是 香烟烟雾对气管有危害(吸烟会损伤呼吸道黏膜) 。
(3)拒绝迷恋网络、通宵上网。长时间用眼会使图中眼球的[ 2 ] 晶状体 过度变凸且不能恢复原状,造成近视。研究发现夜间过多使用电子产品还会增加患糖尿病的风险。当光刺激眼球后,[ 4 ] 视网膜 上的感光细胞兴奋,通过神经调节最终使粽色脂肪细胞摄取和利用葡萄糖的量下降,导致血糖含量 升高 。
(4)选择健康的生活方式才能拥有健康。健康是指身体上、心理上和社会适应方面的良好状态。心情愉快是心理健康的核心。你如何保持心情愉快? 当情绪不好时,有意识地转移话题,或者做点别的事情,如听音乐、看电视、打球、下棋、散步等,来分散自己的注意力,这样可以使情绪得到缓解 。
【答案】(1)3:4:3;人体的生长发育;
(2)吸气;香烟烟雾对气管有危害(吸烟会损伤呼吸道黏膜);
(3)2晶状体;4视网膜;升高;
(4)当情绪不好时,有意识地转移话题,或者做点别的事情,如听音乐、看电视、打球、下棋、散步等,来分散自己的注意力,这样可以使情绪得到缓解。
【分析】1睫状体,2晶状体,3玻璃体,4视网膜,5脉络膜。
【解答】解:(1)为了保持身体健康,必须保证每日三餐,按时进餐。合理膳食要求在每日摄入的总能量中,早、中、晚餐的能量应当分别占30%、40%、30%左右,即早、中、晚摄取的能量比例为3:4:3。蛋白质是构成人体细胞的基本物质,人体的生长发育、组织的更新等都离不开蛋白质,青少年正处于生长发育的关键时期,对蛋白质的需求量较大,因此青少年应该多吃肉、蛋、奶等含蛋白质丰富的食物。
(2)烟雾进入烟雾收集器模拟的是呼吸运动中吸气过程,即吸入外界气体。等香烟燃尽后,取瓶中的培养液进行显微镜观察,可以看到草履虫的运动速度明显比正常状态时慢,其纤毛粘连而不能自由摆动,说明香烟烟雾中的焦油对草履虫的纤毛运动产生了负面影响,因此可以推测香烟烟雾对气管有危害(吸烟会损伤呼吸道黏膜)。
(3)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。如不注意用眼卫生,或是长时间的近距离看书,就会导致2晶状体过度变凸且不能恢复原状,甚至眼球的前后径过长,远处物体所形成的物像落在视网膜的前方,从而看不清远处的物体,这就形成了近视。夜间过多使用电子产品还会增加患糖尿病的风险。当光刺激眼球后,4视网膜的感光细胞受到刺激产生神经冲动,神经冲动沿着视觉神经传至位于大脑皮层的视觉中枢,再传导至棕色脂肪组织,粽色脂肪细胞摄取和利用葡萄糖的量下降,导致血糖含量升高。
(4)“保持心情愉快”是儿童青少年心理健康的核心,日常生活中当情绪不好时,有意识地转移话题,或者做点别的事情,如听音乐、看电视、打球、下棋、散步等,来分散自己的注意力,这样可以使情绪得到缓解。
故答案为:
(1)3:4:3;人体的生长发育;
(2)吸气;香烟烟雾对气管有危害(吸烟会损伤呼吸道黏膜);
(3)2晶状体;4视网膜;升高;
(4)当情绪不好时,有意识地转移话题,或者做点别的事情,如听音乐、看电视、打球、下棋、散步等,来分散自己的注意力,这样可以使情绪得到缓解。
高频命题点3 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、比例和数量”“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。
1.青岛白沙河环境优美,吸引成群的白鹭在水中嬉戏、捕食。某校生态研究小组调查了白沙河的部分生物,用表格记录它们之间的捕食关系(用“√”表示);绘制了生态系统碳循环示意图(图一),甲、乙、丙、丁表示生态系统组成成分,①~④表示生理过程。
捕食关系记录表
捕食者
被捕食者
鲫鱼
河虾
白鹭
水草
√
√
鲫鱼
√
河虾
√
√
(1)根据捕食关系记录表可绘制出食物网,其中共包含 3 条食物链;既有捕食关系,又有竞争关系的生物有 2 组。若要构成完整的生态系统,还需要补充的生物成分是图一中的 丁 (填代号)。
(2)白沙河畔空气清新、含氧量高,与之有关的主要生理过程是 ② (填图一中数字)。
(3)回校后,同学们准备了下列材料动手制作生态瓶(材料大小均与生态瓶相匹配):①玉米幼苗2棵;②大豆幼苗2棵;③金鱼藻2棵;④小鱼3条;⑤鼠妇3只。
他们向瓶中加入适量塘泥和池塘水(如图二所示),还加入了上述材料中的 ③④ (填数字),然后盖好木塞。为了让生态瓶长时间维持稳定,应将其放在 阳光充足 且温度适宜的环境中。生态瓶里的水不装满,要留出一定空间,原因是 便于气体交换 。
【答案】(1)3;2;丁;
(2)②;
(3)③④;阳光充足;便于气体交换。
【分析】1、图一中:甲表示消费者,乙表示非生物部分,丙表示生产者,丁表示分解者;①、③表示呼吸作用,②表示光合作用,④表示分解作用。
2、表格中包含的食物链有:水草→鲫鱼→白鹭、水草→河虾→鲫鱼→白鹭、水草→河虾→白鹭。
【解答】解:(1)根据捕食关系记录表,表中包含有水草→鲫鱼→白鹭、水草→河虾→鲫鱼→白鹭、水草→河虾→白鹭,共3条食物链。鲫鱼以河虾为食,鲫鱼和河虾有共同的食物水草,则鲫鱼和河虾形成捕食关系和竞争关系;鲫鱼是白鹭的食物,鲫鱼和白鹭有共同的食物河虾,则鲫鱼和白鹭形成捕食关系和竞争关系,故既有捕食关系,又有竞争关系的生物有2组。生态系统由生物部分和非生物部分组成,其中生物部分主要由生产者(主要是绿色植物)、消费者(主要是动物)、分解者(主要是细菌、真菌)组成,故若要构成完整的生态系统,还需要补充的生物成分是图一中的丁(分解者)。
(2)丙(生产者)能进行光合作用吸收二氧化碳产生氧气,故白沙河畔空气清新、含氧量高,与之有关的主要生理过程是②光合作用。
(3)生态系统由生物部分和非生物部分组成,其中生物部分主要由生产者(主要是绿色植物)、消费者(主要是动物)、分解者(主要是细菌、真菌)组成。非生物部分主要有阳光,空气,水等。图二池塘水和塘泥中包含有非生物部分和分解者。玉米、大豆、鼠妇均是陆生生物,不适宜生活在生态瓶中,故还加入了上述材料中的③生产者,④消费者。金鱼藻光合作用能吸收二氧化碳产生氧气,光合作用的必备条件是光。故为了让生态瓶长时间维持稳定,应将其放在阳光充足且温度适宜的环境中。生态瓶留出的一定空间模拟了大气,金鱼藻产生的氧气会排到此大气中,故生态瓶里的水不装满,要留出一定空间,原因是便于气体交换。
故答案为:(1)3;2;丁;
(2)②;
(3)③④;阳光充足;便于气体交换。
2.某班同学看到“神舟十八号载人飞船成功发射,三名航天员将在我国空间站进行多项实验”这一报道,对其中的太空养鱼充满好奇。随后,同学们在老师指导下利用带瓶塞的无色透明玻璃瓶、塘泥、池塘水、小鱼、金鱼藻等材料,开展生态瓶养鱼实践活动。请回答下列问题。
(1)“太空养鱼”在一个1升大小的密闭水族箱内进行,该水族箱内所有生物与其生存的环境形成的统一整体叫做 生态系统 。
(2)制作生态瓶所用的塘泥含有细菌和真菌等微生物,可分解鱼类排泄物,这些微生物在生态瓶中扮演的角色是 分解者 。
(3)实践过程中,某同学制作的生态瓶如图所示。根据表“生物部分组成成分”一栏判断,该生态瓶评价等级为 B ,理由是 缺少一种成分 。
生态瓶评价表
评价维度
评价等级
A
B
C
科学性
生物部分组成成分
成分齐全
缺少一种成分
缺少两种成分或更多
光照条件
光线良好
阳光直射
没有光照
美观性
…
环保性
…
(4)如图作品经过完善后,根据表“光照条件”一栏判断,该生态瓶最好放置在 光线良好 的环境中。
(5)同学们发现完善后的生态瓶仍不能维持较长时间,请分析可能的原因是 生态瓶中的生物种类单一,不能形成稳定的生态平衡 (写出一条即可)。
【答案】(1)生态系统
(2)分解者
(3)B;缺少一种成分
(4)光线良好
(5)生态瓶中的生物种类单一,不能形成稳定的生态平衡
【分析】生态系统是指在一定地域内生物与环境形成的统一的整体。生态系统的组成包括非生物部分和生物部分。非生物部分有阳光、空气、水、温度、土壤(泥沙)等;生物部分包括生产者、消费者、分解者。细菌和真菌会分解动植物遗体或动物的排泄物中取得有机物来生成无机物,供给植物进行光合作用。进入生态循环,真菌和细菌是在生态系统中扮演分解者。
【解答】解:(1)生态系统是指在一定区域内,生物和它所生活的环境相互作用形成的一个整体,包括生物部分和非生物部分。“太空养鱼“在一个1升大小的密闭水族箱内进行,该水族箱内所有生物与其生存的环境形成的统一整体叫做生态系统。
(2)分解者是指能够分解有机物质,将其转化为无机物质,供其他生物利用的生物,如细菌和真菌。制作生态瓶所用的塘泥含有细菌和真菌等微生物,可分解鱼类排泄物,这些微生物在生态瓶中扮演的角色是分解者。
(3)根据生态瓶评价表,如果生物组成部分成分齐全,评价等级为A;如果缺少一种成分,评价等级为B;如果缺少两种成分或更多,评价等级为C。实践过程中,某同学制作的生态瓶如图所示。根据表“生物部分组成成分”一栏判断,该生态瓶评价等级为B。理由是缺少一种成分。
(4)光照是植物进行光合作用的必要条件,光线良好可以保证生态瓶中的植物正常生长。作品经过完善后,根据表“光照条件”一栏判断,该生态瓶最好放置在光线良好的环境中。
(5)同学们发现完善后的生态瓶仍不能维持较长时间,请分析可能的原因是生态系统的稳定性与其生物多样性密切相关。生物种类单一可能导致食物链简单,生态系统的自我调节能力弱,容易受到外界干扰而失衡。
故答案为:(1)生态系统
(2)分解者
(3)B;缺少一种成分
(4)光线良好
(5)生态瓶中的生物种类单一,不能形成稳定的生态平衡
3.
生态瓶的制作与探究
2024年4月25日,神舟十八号成功发射,“太空水族箱”也随之“入住”中国空间站,激发了同学们制作生态瓶的兴趣,于是他们开展了以下实践和探究活动。
制作与分析
(1)小青组选择玻璃瓶、金鱼藻、6条小鱼、塘泥等制作了水生生态瓶(如图),其中金鱼藻扮演的角色是生产者,可通过光合作用为小鱼提供 氧气 和部分有机物;小鱼扮演的角色是 消费者 ,其呼吸作用产生的水和 二氧化碳 可作为金鱼藻进行光合作用的原料。
评价与改进
(2)请根据评价标准对小青组的作品进行评价。
评价标准
评价
①容器无色透明;
②生态瓶内成分齐全;③动物与植物间大小及数量的比例适当;
④动植物与容器的大小比例适当;
……
优点: 容器无色透明,生态瓶内有植物、动物、细菌和真菌等生物成分,还有水、氧等非生物成分
建议: 生态瓶中动、植物与容器的大小比例要适当
为探究环境因素对生态瓶中生物的影响,同学们选择适当的实验材料进行了如下探究:
【探究一】水温对金鱼藻光合作用的影响
(3)如图为小芸组的实验结果。
该实验的变量是 水温 。实验结论是 在一定范围内,随水温的升高,金鱼藻的光合作用先增强后减弱 。
【探究二】水温对小鱼呼吸频率的影响
(4)如下表是小华组的实验结果。
组别
小鱼数量(条)
水温(℃)
呼吸频率(次/分钟)
第一次平均值
第二次平均值
第三次平均值
平均值
1
3
15
32
32
32
32
2
3
20
61
60
59
60
3
3
25
118
113
116
116
4
3
30
192
185
184
187
该实验中,数据取平均值的目的是 减小实验结果的误差 。本实验的结论是 在一定范围内,水温越高小鱼的呼吸频率越快 。
受以上两组同学实验的启发,小青组计划探究其他环境因素如 水的含氧量(或光照、水质)等 对生态瓶中小鱼的影响。求真永无止境,探究仍将继续……
【答案】(1)氧气;消费者;二氧化碳
(2)容器无色透明,生态瓶内有植物、动物、细菌和真菌等生物成分,还有水、氧等非生物成分;生态瓶中动、植物与容器的大小比例要适当
(3)水温;在一定范围内,随水温的升高,金鱼藻的光合作用先增强后减弱
(4)减小实验结果的误差;在一定范围内,水温越高小鱼的呼吸频率越快;水的含氧量(或光照、水质)等。
【分析】1、在一定的空间范围内,生物与环境所形成的统一的整体叫做生态系统。生态系统由生物部分和非生物部分组成,其中生物部分主要由生产者(主要绿色植物)、消费者(主要动物)、分解者(主要细菌、真菌)。非生物部分主要有阳光,空气,水等。
2、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),并且释放出氧气的过程。
3、对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时,进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。
【解答】解:(1)光合作用能合成有机物产生氧气,故金鱼藻可通过光合作用为小鱼提供氧气和部分有机物。小鱼自身不能进行光合作用合成有机物,只能依靠外界的有机物生活,故小鱼扮演的角色是消费者。细胞利用氧,将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要,这个过程叫做呼吸作用。故小鱼呼吸作用产生的水和二氧化碳可作为金鱼藻进行光合作用的原料。
(2)一个完整的生态系统由生物部分和非生物部分组成,其中生物部分主要由生产者(主要绿色植物)、消费者(主要动物)、分解者(主要细菌、真菌)。非生物部分主要有阳光,空气,水等。生态瓶是一个微型的生态系统,则根据评价标准,优点有:容器无色透明,生态瓶内有植物、动物、细菌和真菌等生物成分,还有水、氧等非生物成分。建议有:生态瓶中动、植物与容器的大小比例要适当。
(3)气泡的产生与金鱼藻的光合作用强度有关,由曲线图可知,不同的水温条件下金鱼藻每分钟产生的气泡数不同,故该实验的变量是水温。实验结论是在一定范围内,随水温的升高,金鱼藻的光合作用先增强后减弱。
(4)实验测得的数据往往存在误差,因此需要设置重复组,也就是同一个实验在相同的条件下要重复做几次。如果重复组的实验数据十分相近,则说明这个实验的结果排除了偶然因素的影响。实验结果应当取各重复组的平均值。故数据取平均值的目的是减小实验结果的误差。由表格可知,水温30℃时,小鱼的呼吸频率最高,故实验的结论是在一定范围内,水温越高小鱼的呼吸频率越快。影响小鱼的生活和分布的环境因素主要有水的含氧量、光照、水质等,故可以设置以水的含氧量、光照、水质等为变量的对照实验来探究这些环境因素对生态瓶中小鱼的影响。
故答案为:(1)氧气;消费者;二氧化碳
(2)容器无色透明,生态瓶内有植物、动物、细菌和真菌等生物成分,还有水、氧等非生物成分;生态瓶中动、植物与容器的大小比例要适当
(3)水温;在一定范围内,随水温的升高,金鱼藻的光合作用先增强后减弱
(4)减小实验结果的误差;在一定范围内,水温越高小鱼的呼吸频率越快;水的含氧量(或光照、水质)等。
高频命题点4 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(如番茄),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。探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件。
1.古人赞美玉兰花“净若清荷尘不染,色如白云美若仙”。小丽在“探究栽培一种植物所需的物理和化学条件”跨学科实践中,研究了不同光照条件对玉兰种子萌发的影响,实验结果如下表。下列分析错误的是( )
组别
①
②
③
光照
全光照
光暗交替
全黑暗
玉兰种子萌发率/%
36.07
26.82
21.35
A.全光照条件最适宜玉兰种子萌发
B.光是玉兰种子萌发的必需条件
C.该实验的变量是光
D.实验中温度应该保持相同且适宜
【答案】B
【分析】(1)种子的萌发的外界条件为适量的水分、适宜的温度和充足的空气;自身条件是有完整而有活力的胚及胚发育所需的营养物质,种子不在休眠期。
(2)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。
【解答】解:A.据表中数据可见:全光照条件下玉兰种子的萌发率最高,光暗交替条件下玉兰种子的萌发率降低,全黑暗条件下玉兰种子的萌发率最低,故A正确。
B.影响种子萌发的必要外界条件是:适宜的温度、充足的空气和适量的水分。由表中数据可见:光照会影响玉兰种子的萌发,但不是玉兰种子萌发的必要条件,因为玉兰种子在全黑暗条件下也有21.35%萌发率,故B错误。
C.据表中数据可见,该实验除光照条件不同外,其余条件均保持相同且适宜,故C正确。
D.本实验探究光照条件对玉兰种子萌发的影响,因此除光照外,温度、水分、空气等其他条件应保持下相同且适宜,故D正确。
故选:B。
2.实验小组在校园温室大棚中开展了“探究栽培番茄所需的物理和化学条件”的活动。以下分析不合理的是( )
A.大棚中有空气,无需考虑通风情况
B.大棚中没有雨水,要设计灌溉的装置
C.杂草会影响番茄生长,要清除杂草
D.设计表格,记录番茄株高等信息
【答案】A
【分析】温室大棚是一个人工控制的环境,用于模拟或优化植物生长所需的条件。这些条件包括温度、光照、湿度、空气流通等。植物生长需要适宜的水分、养分、光照、温度和空气(特别是二氧化碳)。在进行植物栽培实验时,需要合理设计实验方案,包括控制变量、设置对照组、定期观察和记录数据等。
【解答】解:A、虽然大棚内确实存在空气,但空气的质量(如二氧化碳浓度、氧气含量、湿度等)和流通性对植物生长至关重要。通风不仅有助于调节大棚内的温度和湿度,还能增加二氧化碳浓度,促进植物光合作用。因此,通风是温室大棚管理中不可忽视的一个环节,A错误。
B、温室大棚通常是封闭的,无法直接接收自然降水。因此,为了确保番茄植株获得足够的水分,必须设计合理的灌溉系统来满足其生长需求,B正确。
C、杂草会与番茄植株竞争养分、水分、光照和生长空间,从而影响番茄的正常生长和产量。因此,在温室大棚中及时清除杂草是必要的管理措施,C正确。
D、在实验过程中,定期观察和记录植物的生长情况(如株高、叶面积、开花结果情况等)是评估实验效果、分析生长规律和发现问题的重要手段。设计表格可以系统地整理和保存这些数据,便于后续分析,D正确。
故选:A。
3.建立月球基地、开发月球资源是人类深空探测的重要内容。为实现在月球基地“种菜”,科学家做了大量探索和实验。
实验一:科研团队利用月壤进行植物栽培实验
Ⅰ.材料、装置:不同批次的真实月壤A、B、C,模拟月壤(模拟真实月壤的物理、化学性质的火山灰);底面积仅为1cm2的圆柱容器(如图)。
Ⅱ.过程、结果:将等量的拟南芥种子分别播种在真实月壤A、B、C和模拟月壤中。通过测量叶尖最宽展距,了解拟南芥生长状况。每组实验重复4次。
(1)由于真实月壤样本数量少,实验中节约用量的做法是 选用底面积仅为 1cm2 的圆柱容器 。
(2)绘制曲线应采用每组数据的 平均值 ,目的是减小误差。
(3)研究发现,各组拟南芥种子萌发率都是100%,且幼苗初始阶段生长状相近。一段时间后,真实月壤中拟南芥的生长状况较差(如图),据图分析得出该结论的依据是 三组真实月壤中的拟南芥叶尖最宽展距均小于模拟月壤中的拟南芥叶尖最宽展距 。
真实月壤中可种出植物,但生长不良,可能的原因之一是肥力不足。由于真实月壤稀缺,科研团队尝试用模拟月壤进行改良实验。
实验二:科研团队利用固氮蓝藻开展模拟月壤氮含量的改良实验
Ⅰ.过程:称取适量的模拟月壤于三角瓶中,加入无氮培养基,无菌处理后分别接种固氮蓝藻A和B,并设置对照组,置于适宜的环境进行培养,重复3次。
Ⅱ.结果:测定为期50天的各组模拟月壤中氮含量的动态变化(如图)。
(4)对照组应设置为 不接种固氮蓝藻 。
(5)分析曲线,得出结论: 两种固氮蓝藻(或固氮蓝藻A和B)都能提高模拟月壤的氮含量,且固氮蓝藻A的效果更好 。
(6)运用实验二的研究结果,可进一步探究的是: 改良后的模拟月壤中植物的栽培效果或固氮蓝藻A、B改良真实月壤的效果或改良模拟月壤时,固氮蓝藻A、B的用量或固氮蓝藻A改良模拟月壤磷含量(或其他无机盐)的效果 。
【答案】(1)选用底面积仅为 1cm2 的圆柱容器;
(2)平均值;
(3)三组真实月壤中的拟南芥叶尖最宽展距均小于模拟月壤中的拟南芥叶尖最宽展距;
(4)不接种固氮蓝藻;
(5)两种固氮蓝藻(或固氮蓝藻A和B)都能提高模拟月壤的氮含量,且固氮蓝藻A的效果更好;
(6)改良后的模拟月壤中植物的栽培效果或固氮蓝藻A、B改良真实月壤的效果或改良模拟月壤时,固氮蓝藻A、B的用量或固氮蓝藻A改良模拟月壤磷含量(或其他无机盐)的效果。
【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。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。
【解答】解:(1)根据题意可知:由于真实月壤样本数量少,实验中节约用量的做法是选用底面积仅为 1cm2 的圆柱容器。
(2)绘制曲线为了减小误差,使实验结论更有说服力,应采用每组数据的平均值。
(3)研究发现,各组拟南芥种子萌发率都是100%,且幼苗初始阶段生长状相近。一段时间后,三组真实月壤中的拟南芥叶尖最宽展距均小于模拟月壤中的拟南芥叶尖最宽展距,因此得出,真实月壤中拟南芥的生长状况较差。
(4)对照组对实验的变量不进行处理,因此,应设置为不接种固氮蓝藻。
(5)分析曲线,两种固氮蓝藻(或固氮蓝藻A和B)都比不接种固氮蓝藻的氮含量高,因此,得出结论:两种固氮蓝藻(或固氮蓝藻A和B)都能提高模拟月壤的氮含量,且固氮蓝藻A的效果更好。
(6)运用实验二的研究结果,可进一步探究的是:改良后的模拟月壤中植物的栽培效果或固氮蓝藻A、B改良真实月壤的效果或改良模拟月壤时,固氮蓝藻A、B的用量或固氮蓝藻A改良模拟月壤磷含量(或其他无机盐)的效果。
故答案为:
(1)选用底面积仅为 1cm2 的圆柱容器;
(2)平均值;
(3)三组真实月壤中的拟南芥叶尖最宽展距均小于模拟月壤中的拟南芥叶尖最宽展距;
(4)不接种固氮蓝藻;
(5)两种固氮蓝藻(或固氮蓝藻A和B)都能提高模拟月壤的氮含量,且固氮蓝藻A的效果更好;
(6)改良后的模拟月壤中植物的栽培效果或固氮蓝藻A、B改良真实月壤的效果或改良模拟月壤时,固氮蓝藻A、B的用量或固氮蓝藻A改良模拟月壤磷含量(或其他无机盐)的效果
高频命题点5 探究植物无土栽培条件的控制
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(如番茄),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。探究植物无土栽培条件的控制。
1.小明在学习了植物无土栽培的相关知识后,利用课余时间完成了如图实验:把大小相似、生长状况相近的同种植株分别编号为①②③,分别放入装有等量土壤浸出液、无土栽培培养液和蒸馏水的试管中,置于适宜条件下培养。在培养过程中,由于操作不仔细,小明搞错了试管的顺序。2周后他发现各植株生长状况不同,将它们重新编号为④⑤⑥。请据图回答问题:
(1)两周后,可以看到植株 ① (填序号)、 ② (填序号)生长旺盛,植株 ③ (填序号)基本没有生长。由此可以判断出,基本没有生长的植株实验中的培养液体是 蒸馏水 。
(2)小明要用实验来探究植株生长发育停滞的原因,请你和他一起完成这个实验。
①实验材料和用具:蒸馏水、土壤浸出液、无土栽培培养液、试管、载玻片,滴管、镊子、酒精灯、火柴等。
②实验步骤:
a.取3支试管,分别编号A、B、C,在3支试管分别加入 蒸馏水 、 土壤浸出液 和 无土栽培培养液 。
b.取3片洁净的载玻片,用滴管在3片载玻片的中央分别滴加取自A、B、C3支试管中的液体。在操作过程中,需要注意的是 吸取的液体的数量相等 。
c.把3片载玻片分别放在酒精灯上烘干,可以看到在其中的两片载玻片上留下了结晶物质,这是 无机盐 。假设A试管中的液体是蒸馏水,则滴加了A试管中液体的载玻片上会有结晶物质吗? 不会 。
③实验结论: 植物的生长需要无机盐 。
【答案】(1)①;②;③;蒸馏水。
(2)②蒸馏水;土壤浸出液;无土栽培培养液;吸取的液体的数量相等;无机盐;不会。③植物的生长需要无机盐。
【分析】无土栽培指的是不用土壤,而是依据植物生活所需无机盐的种类和数量的多少,将无机盐按照一定的比例配成营养液,用营养液来培养植物。
【解答】解:(1)两周后,可以看到植株①、②生长旺盛,由于植株③生长在蒸馏水中基本没有生长。
(2)②实验步骤:
a.取3支试管,分别编号A、B、C,在3支试管分别加入蒸馏水、土壤浸出液和无土栽培培养液。
b.取3片洁净的载玻片,用滴管在3片载玻片的中央分别滴加取自A、B、C3支试管中的液体。在操作过程中,需要注意的是吸取的液体的数量相等。
c.把3片载玻片分别放在酒精灯上烘干,可以看到在其中的两片载玻片上留下了结晶物质,这是无机盐。假设A试管中的液体是蒸馏水,则滴加了A试管中液体的载玻片不会有结晶物质存在。
③实验结论:植物的生长需要无机盐。
故答案为:(1)①;②;③;蒸馏水。
(2)②蒸馏水;土壤浸出液;无土栽培培养液;吸取的液体的数量相等;无机盐;不会。③植物的生长需要无机盐。
2.城镇中,许多种植爱好者在阳台进行无土栽培。无土栽培不用土壤,而是用营养液对植物进行培养。小明也尝试无土栽培,但出现了“烂根”现象。是什么原因导致植物“烂根”?怎样解决植物“烂根”的问题呢?小明用大豆幼苗作实验材料,设计实验进行探究,请将他的探究思路补充完整。
(1)作出假设。小明依据自己已有的知识和经验作出了假设:“烂根”是根部氧供应不足引起的,作出这一假设的依据是 植物被水淹了容易“烂根”(或雨水过多需要给植物排水或花盆下面有排水小孔) (答一条即可)。
(2)设计实验,为验证假设是否成立,小明设置了对照实验,实验的变量应是根部能否得到充足的 氧气 。
(3)设计装置,对于实验组,小明设计了两种实验装置(如图所示),此甲,乙两种装置的异同,理解装置设计的原理,在表格空白处填写适当的材名称。
设计
要点
装置
如何固定植物
如何为植供有关物质
固定部位
起固定作用的材料
氧的供给
水和无机盐的供给
甲
茎
海绵
通过② 充气泵 进入营养液中的空气供给
直接通过营养液供给
乙
根
① 固体基质颗粒
通过固体基质颗粒间隙里的空气供给
通过③ 棉绳 里营养液输送到固体基质颗粒间的供给
(4)选择装置。小明最终在甲,乙两种装置中选择了乙装置,他作出选择时考虑的问题应有 B、C (可多选)
A.幼苗生长需要哪些环境条件?
B.自己的经济条件是否允许?
C.用废旧材料能香达成目的?
你想知道实验结果吗?
【答案】(1)植物被水淹了容易“烂根”(或雨水过多需要给植物排水;或花盆下面有排水小孔);
(2)氧;
(3)固体基质颗粒;充气泵;棉绳;
(4)B、C。
【分析】细胞利用氧将有机物分解成二氧化碳和水,并且将储存在有机物中的能量释放出来,供给生命活动的需要,这个过程叫做呼吸作用。
【解答】解:(1)植物被水淹后容易“烂根”、雨水过多需要给植物排水、花盆下面有排水小孔,可以提出假设,“烂根”是根部氧气供应不足引起的。
(2)植物的呼吸作用需要氧气。烂根是因为土壤中氧气不足,呼吸作用微弱。为了证明该假设,设置的对照实验中唯一不同的变量应该是根部能否得到充足的氧气。
(3)通过比较发现,乙中对植株起固定作用的材料是1固体基质颗粒,相当于图甲中的海绵;图甲中通过②充气泵满足植物根对氧气的需求,乙装置中通过固体基质颗粒间隙里的空气满足植物的需求;乙装置中通过3棉绳将营养液输送到固体基质颗粒间隙。
(4)小明最终选择了乙装置。原因可能是与甲装置中用到的充气泵、专用培养箱相比,乙装置中用到的废旧矿泉水瓶、棉绳更经济,实现了废物利用,节约资源,B、C正确。
故答案为:(1)植物被水淹了容易“烂根”(或雨水过多需要给植物排水;或花盆下面有排水小孔);
(2)氧;
(3)固体基质颗粒;充气泵;棉绳;
(4)B、C。
3.兴趣小组开展“探究生菜无土栽培的条件”实践活动,流程如图1。
(1)经自主探究,同学们明确了种子萌发的环境条件包括适宜的温度、充足的 空气 和适量的水分。
(2)图2为栽培装置,移栽前向培养槽内通入培养液,移栽时尽量使生菜的 根 (填器官名称)不受损,保证对水和 无机盐 的吸收。移栽后发现幼苗出现萎蔫现象,经分析可能是培养液浓度 偏高 (选填“偏高”或“偏低”),导致了植物细胞失水。调整培养液的浓度后,生菜叶硬挺了起来。
(3)如下表为生菜在不同基质条件下的生长情况。
组别
叶片数量(片)
叶片宽度(厘米)
5天
10天
15天
5天
10天
15天
陶粒组
3
3
6
2.5
4
6
岩棉组
3
6
8
2.5
7
10
棉花组
3
3
4
2.5
2.6
2
同学们以叶片数量和 叶片宽度 反映植物生长状态,发现使用 岩棉 作为基质,效果最理想。他们推测该基质保水量适宜,疏松度较好,使植物的根能够获得充足空气,利于 呼吸 作用。
(4)若要进一步明确生菜无土栽培的其他环境条件,你认为还可以从哪些角度开展探究? 探究不同光照强度下对生菜生长的影响?(或探究不同温度条件下对生菜生长的影响?) (写出一点即可)。
【答案】(1)空气;
(2)根;无机盐;偏高;
(3)叶片宽度;岩棉;呼吸;
(4)探究不同光照强度下对生菜生长的影响?(或探究不同温度条件下对生菜生长的影响?)。
【分析】无土栽培指的是不用土壤,而是依据植物生活所需无机盐的种类和数量的多少,将无机盐按照一定的比例配成营养液,用营养液来培养植物。由于根所吸收的水分和无机盐来自于土壤,而土壤颗粒只是对植物起着固定作用。所以植物可以采取无土栽培的方式即用营养液来培育植物。无土栽培可以更合理的满足植物对各类无机盐的需要,具有产量高、不受季节限制、节约水肥、清洁无污染等优点。
【解答】解:(1)种子萌发的外界条件为:适宜的温度、充足的空气和适量的水分。
(2)根是植物吸收水分和无机盐的主要器官,因此在移栽过程中保护根部不受损伤对于植物的成活和生长至关重要。培养液的浓度如果过高,会导致植物细胞液浓度低于外部环境,从而引起水分从细胞内向细胞外渗透,造成植物细胞失水,表现为萎蔫现象。
(3)通过表中数据可以看出同学们以叶片数量和叶片宽度作为指标反映植物生长状态,岩棉组第15天叶片数量和叶片宽度都高于其他组,说明使用岩棉作为基质,效果最理想。基质保水量适宜,疏松度较好,使植物的根能够获得充足空气,利于呼吸作用。
(4)影响植物生长的因素有光照,温度等,因此可以探究不同光照强度下对生菜生长的影响?(或探究不同温度条件下对生菜生长的影响?)
故答案为:(1)空气;
(2)根;无机盐;偏高;
(3)叶片宽度;岩棉;呼吸;
(4)探究不同光照强度下对生菜生长的影响?(或探究不同温度条件下对生菜生长的影响?)
高频命题点6 探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素
根据植物生长发育所需的条件,扦插繁殖、芽的结构与功能等相关概念,选择适于扦插的植物枝条(如月季)和扦插培养基,按照插的技术要领和操作规范进行扦插繁殖。定期观察、记录和交流扦插枝条的生长发育情况。探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素。
1.扦插是月季的主要繁殖方式,某同学发现花农在扦插月季时会剪掉枝条下端的叶片,保留上端的部分叶片,该同学猜测这样处理可能会影响扦插枝条的生根率,为此,设计了如下实验。
①选择生长状况良好的同品种月季植株。
②从枝条上截取20厘米作为插穗,分为A、B、C三组,每组30条插穗。
③将插穗底端插入同种培养液中,将A、B、C三组培养在相同且适宜的环境中,观察和记录生根率,实验数据如下表所示。
组别
月季插穗的生根率(%)
第10天
第20天
第30天
A组
不留叶
1
22.9
72.9
B组
留2片小叶
10.4
53.1
95.8
C组
留5片小叶
12.5
52.1
92.7
(1)针对以上实验,该生物兴趣小组提出的探究问题是 留叶数量对月季扦插生根率有影响吗 ?
(2)实验的变量是 留叶数量 。每组培养在相同且适宜环境的原因是 保证单一变量,避免其他因素影响实验结果 。写出一个影响月季生长的非生物因素 温度(或水分或光照) 。
(3)月季扦插繁殖属于 无性 (填“有性”或“无性”)生殖,扦插成功后,插穗上保留的叶芽将会发育为 茎和叶; 。扦插繁殖技术的优点是 繁殖速度快(或后代可保留母体性状) (写出一点即可)。
(4)该兴趣小组继续探究了“不同栽培方式对月季扦插生根率的影响”,每组为30条插穗,结果如图所示,据图可得出, 固体基质栽培 能够促进月季扦插的生根率,根尖吸收营养物质的部位主要是 成熟区 。
【答案】(1)留叶数量对月季扦插生根率有影响吗;
(2)留叶数量;保证单一变量,避免其他因素影响实验结果;温度(或水分或光照);
(3)无性;茎和叶;繁殖速度快(或后代可保留母体性状);
(4)固体基质栽培;成熟区。
【分析】1.无性生殖是指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。
2.根尖的结构包括根冠、分生区、伸长区和成熟区。
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。
【解答】解:(1)根据题干信息可知,该生物兴趣小组提出的探究问题是留叶数量对月季扦插生根率有影响吗?
(2)A组不留叶,B组留2片小叶,C组留5片小叶,因此,实验的变量是留叶数量。为了保证单一变量,避免其他因素影响实验结果,每组培养在相同且适宜环境。月季生长受温度、水分、光照等非生物因素的影响。
(3)月季扦插繁殖不经过两性生殖细胞的结合,由母体直接产生新个体,属于无性生殖。叶芽可以发育成茎和叶,其中芽轴将来发育成茎。芽原基能够发育成侧芽,叶原基逐渐发育成幼叶,幼叶的作用是发育成叶。扦插繁殖技术的优点是繁殖速度快、后代可保留母体性状。
(4)该兴趣小组继续探究了“不同栽培方式对月季扦插生根率的影响”,每组为30条插穗,结果如图所示,据图固体基质栽培生根率高可得出,固体基质栽培能够促进月季扦插的生根率,根尖的成熟区生有大量的根毛,扩大了吸收的表面积,因此,吸收营养物质的部位主要是成熟区。
故答案为:(1)留叶数量对月季扦插生根率有影响吗;
(2)留叶数量;保证单一变量,避免其他因素影响实验结果;温度(或水分或光照);
(3)无性;茎和叶;繁殖速度快(或后代可保留母体性状);
(4)固体基质栽培;成熟区。
2.下面是某生物兴趣小组在菊花扦插的最佳时期,探究“影响菊花扦插成活因素”的实验结果,环境条件是:15~25℃,散射光照,扦插数100根/组,培养时间3周。请回答下列问题:
分组
扦插土壤
插条切口
相对湿度(%)
插条选择
成活率(%)
第一组
不消毒
涂硫黄粉
50~85
嫩枝
47
第二组
消毒
不处理
50~85
嫩枝
42
第三组
消毒
涂硫黄粉
20~30
嫩枝
23
第四组
消毒
涂硫黄粉
50~85
嫩枝
92
(1)扦插属于 无性 生殖。
(2)上述实验中,将土壤消毒、插条切口涂硫黄粉是为了防止插条切口受病菌感染,提高 成活率 。若要探究环境相对湿度对扦插成活率的影响,则可选择第 三 组和第 四 组进行对照。
(3)利用第一组和第四组可以探究 土壤消毒与否 对扦插成活率的影响。
(4)从表中数据分析可知 相对湿度 是影响扦插成活率的主要因素。
【答案】(1)无性;
(2)成活率;三;四;
(3)土壤消毒与否;
(4)相对湿度。
【分析】1、扦插枝条的选择,应该注意选择较粗,有生活力,带节的枝条,这样易于生根和长芽,为了减少枝条水分的散失,要去掉叶片,为了避免埋入土中的部分腐烂,可以对切口进行适当处理。
2、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。
【解答】解:(1)扦插没有经过两性生殖细胞的结合属于无性生殖。
(2)硫磺具有杀菌消毒作用,用硫磺处理切口,可以保护插条切口,防止病菌感染,避免埋入土中的部分腐烂,提高成活率。三四组的变量是相对湿度,因此如果要探究环境相对湿度对扦插成活率的影响,可选择第三组和第四组进行对照。
(3)一组和四组唯一不同的变量是扦插土壤是否消毒即土壤中的有无细菌等微生物,因此第四组和第一组可以探究土壤消毒与否对扦插成活率的影响。
(4)分析表中数据可知相对湿度是影响扦插成活率的主要因素。
故答案为:(1)无性;
(2)成活率;三;四;
(3)土壤消毒与否;
(4)相对湿度。
高频命题点7 饲养家蚕
根据家蚕的生活史、生活习性、食性、生活所需的环境条件(器度、湿度)等,利用生活中简单易得的材料设计并制作恰当的器,饲养家蚕。观察和记录家蚕的生长发育过程,收集我国养蚕的史资料。
1.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
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,
饲养家蚕
(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%
分析表格,可以看出 温度 对家蚕卵的孵化影响最大。
(2)幼虫 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 结构与功能相适应 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 外骨骼会限制蚕的生长和发育 。
(3) 蛹 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 性状是基因和环境共同作用的结果 。
(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。
(5)根据以上观察,发现家蚕的发育过程属于 完全变态发育 。
探究实验
(6)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: 将有斑纹蚕和无斑纹蚕进行杂交 。
预期实验结果及结论: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 ;② 若子代蚕既都是有斑纹的,说明有斑纹蚕的基因组成是BB 。
【答案】(1)温度
(2)结构与功能相适应;外骨骼会限制蚕的生长和发育
(3)蛹;性状是基因和环境共同作用的结果
(5)完全变态发育
(6)将有斑纹蚕和无斑纹蚕进行杂交;若子代蚕既有有斑纹的又有无斑纹的,则亲代有斑纹蚕的基因组成是Bb;若子代蚕都是有斑纹的,则亲代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。一般来说,对实验变量进行处理的是实验组,没有处理的就是对照组。
2、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。
【解答】解:(1)通过题干中数据可看出3和7组相比,光照时间不同,但是两组孵化率为100%,说明光照对家蚕卵的孵化无影响。3和4组相比,湿度不同,但是两组孵化率为100%,说明湿度对家蚕卵的孵化无影响。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)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,幼虫依靠腹足上趾钩附在桑叶上,利于取食和运动,体现了结构与功能相适应的生物学观点。外骨骼会限制蚕的生长和发育,所以家蚕会定期蜕皮。
(3)蛹期,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。
(5)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。
(6)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:将有斑纹蚕和无斑纹蚕进行杂交,①若子代蚕既有斑纹的又有无斑纹的,说明亲代有斑纹蚕的基因组性b,则有斑纹的基因组成Bb;若子代蚕都是有斑纹的,则亲代有斑纹蚕的基因组成是BB。
故答案为:(1)温度
(2)结构与功能相适应;外骨骼会限制蚕的生长和发育
(3)蛹;性状是基因和环境共同作用的结果
(5)完全变态发育
(6)将有斑纹蚕和无斑纹蚕进行杂交;若子代蚕既有有斑纹的又有无斑纹的,则亲代有斑纹蚕的基因组成是Bb;若子代蚕都是有斑纹的,则亲代有斑纹蚕的基因组成是BB。
2.某学习小组开展“饲养家蚕”的实践活动,①~④是家蚕发育过程中的部分图片分析回答:
(1)饲养过程中,小组成员观察到家蚕有蜕皮现象,这是因为家蚕体表有一层坚韧的 外骨骼 限制其长大;还观察到成虫有一对触角、三对足和两对翅,说明家蚕属于节肢动物中的 昆虫 。
(2)结合家蚕的个体发育过程,写出四幅图片的正确顺序 ①④②③ (填数字序号)。
(3)小组成员查阅资料发现,结绿色茧家蚕的后代中,既有结绿色茧的,又有结白色茧的。在遗传学上,这种亲代与子代之间以及子代个体之间出现性状差异的现象,称为生物的 变异 。
(4)我国科学家将高产基因转入蚕卵,由此得到转基因家蚕,结出的茧比普通家蚕的大,蚕丝产量高。该实例说明生物的性状是由 基因 控制的。
【答案】(1)外骨骼;昆虫
(2)①④②③
(3)变异
(4)基因
【分析】图中的①受精卵、②蛹、③成虫、④幼虫。
【解答】解:(1)节肢动物的体表具有外骨骼,由于外骨骼不能随它们的身体长大而长大,所以在其发育过程中存在蜕皮现象。饲养过程中,小组成员观察到家蚕有蜕皮现象,这是因为家蚕体表有一层坚韧的外骨骼限制其长大。昆虫的主要特征是身体分节并分部、三对足,一般有两对翅等,观察到成虫有一对触角、三对足和两对翅,说明家蚕属于节肢动物中的昆虫。
(2)昆虫的完全变态发育经历卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。结合家蚕的个体发育过程,四幅图片的正确顺序是:①受精卵、④幼虫、②蛹、③成虫。
(3)生物学上,把生物的亲代与子代以及子代不同个体之间存在差异的现象,叫做变异。所以,结绿色茧家蚕的后代中,既有结绿色茧的,又有结白色茧的,在遗传学上,这种亲代与子代之间以及子代个体之间出现性状差异的现象,称为生物的变异。
(4)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,培育新品种的技术,该技术利用的是基因控制生物的性状的特性。我国科学家将高产基因转入蚕卵,由此得到转基因家蚕,结出的茧比普通家蚕的大,蚕丝产量高。该实例说明生物的性状是由基因控制的。
故答案为:(1)外骨骼;昆虫
(2)①④②③
(3)变异
(4)基因
高频命题点8 制作水族箱,饲养热带鱼
选择某种热带鱼,根据其生活史、生活习性、食性、生活所需的环境条件(如温度、溶解氧含量)等,利用生活中简单易得的材料设计并制作水族箱,饲养和繁殖热带鱼,观察并记录热带鱼的生长、发育和繁殖过程。
水族箱能起到装饰作用。小莉同学制作的水族箱里有“虎皮”热带鱼、黑壳虾、苹果螺、黄头侧颈龟、水草和岩石等,它们构成了漂亮的水景。请完成1﹣2题。
1.小莉同学的水族箱中最高等的动物是( )
A.“虎皮”热带鱼 B.黑壳虾
C.苹果螺 D.黄头侧颈龟
【答案】D
【分析】根据动物体内有无脊柱,把动物分为脊椎动物和无脊椎动物两大类,无脊椎动物包括原生动物、腔肠动物、扁形动物、线形动物、环节动物、软体动物、节肢动物等;脊椎动物又包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类。
【解答】解:小莉同学制作的水族箱里有“虎皮”热带鱼、黑壳虾、苹果螺、黄头侧颈龟、水草和岩石等。“虎皮”热带鱼属于鱼类,黑壳虾属于节肢动物,苹果螺属于软体动物,黄头侧颈龟属于爬行动物。这几种动物所属的类群从低等到高等的排列顺序是:苹果螺、黑壳虾、“虎皮”热带鱼、黄头侧颈龟。所以小莉同学的水族箱中最高等的动物是黄头侧颈龟。
故选:D。
2.在水族箱中饲养“虎皮”热带鱼需要安装加热棒、温度计、气泵、光照灯、过滤器等设备。下列分析不正确的是( )
A.安装光照灯是由于热带鱼的生活需要光照
B.安装气泵的作用是保证鱼生活需要的氧气
C.安装加热棒和温度计是为鱼提供适宜的温度
D.安装过滤器可以去除水体中的杂质等,使水体保持干净
【答案】A
【分析】生物适应一定的环境的同时,又受到环境因素(包括生物因素和非生物因素)的影响,生物必须依赖一定的环境而生存。
【解答】解:A、热带鱼的生活不需要光照,而安装光照灯是为了给水族箱中的水草进行光合作用提供光照,A错误。
B、安装气泵的作用是适当补充氧气,保证鱼的正常呼吸,B正确。
C、热带鱼必须在一定的温度环境条件中才能生存,安装加热棒和温度计是为热带鱼提供适宜的温度,C正确。
D、水质的优劣也会影响热带鱼的生活,安装过滤器可以去除水体中的杂质等,使水体保持干净,对热带鱼的生活有利,D正确。
故选:A。
3.2024年4月25日,神舟十八号成功发射,“太空水族箱”也随之“入住”中国空间站,激发了同学们制作水族箱的兴趣,于是他们开展了以下实践和探究活动。
(1)自己制作水族箱,观察热带鱼活动。兴趣小组同学选择玻璃缸、水草、热带鱼、泥沙等制作了水族箱(如图),其中水草扮演的角色是 生产者 ;热带鱼扮演的角色是 消费者 ,泥沙扮演的角色是 非生物成分 。请根据评价标准对兴趣小组的作品进行评价。
评价标准
评价
①容器无色透明;
②生态瓶内成分齐全;
③动物与植物间大小及数量的比例适当;
④动植物与容器的大小比例适当;
……
优点: 容器无色透明(或生态瓶内成分齐全、或生态瓶内有生物成分和非生物成分、或生态瓶内有生产者、消费者和分解者)
(2)制作完成后,同学们想探究“温度对热带鱼的呼吸频率有没有影响?”设计了如下方案:
步骤
1号水族箱
2号水族箱
1
各加入1L温水,记录水温,加入3条相同状况的热带鱼
2
一段时间后,记录各热带鱼的呼吸次数
3
水浴加热使温度上升5℃
不做处理
4
一段时间后,记录各热带鱼的呼吸次数
(注:经查阅资料发现热带鱼的正常呼吸频率为115次/分钟左右。)
①该探究活动的实验变量是 水温 ;2号水族箱的作用是 作对照 。测量热带鱼呼吸频率时,鳃盖张开、闭合一次,表示热带鱼呼吸 1 次。若实验中将热带鱼放入水族箱后马上开始计数,则数据会 偏高 (填“偏高”或“偏低”或“不受影响”)。
②如图2是兴趣小组的实验结果。分析实验数据,得到的结论是 一定范围内,热带鱼的呼吸频率会随水温的升高而加快 。
(3)兴趣小组的同学在进行饲养热带鱼的实践活动,请根据上述实验,给同学们饲养热带鱼提出合理的建议: 控制适宜的水温(或保持水质清洁、或提供充足的光照、或合理投喂饲料) 。
【答案】(1)生产者;消费者;非生物成分;
优点:容器无色透明(或生态瓶内成分齐全、或生态瓶内有生物成分和非生物成分、或生态瓶内有生产者、消费者和分解者);
(2)①水温;作对照;1;偏高;
②一定范围内,热带鱼的呼吸频率会随水温的升高而加快;
(3)控制适宜的水温(或保持水质清洁、或提供充足的光照、或合理投喂饲料)。
【分析】1.在一定的空间范围内,生物与环境所形成的统一的整体叫做生态系统。生态系统由生物部分和非生物部分组成,其中生物部分主要由生产者(主要是绿色植物)、消费者(主要是动物)、分解者(主要是腐生细菌、真菌)。非生物部分主要有阳光,空气,水等。
2.对照实验是指在探究某种条件对研究对象的影响时,进行的除了该条件不同以外,其他条件都相同的实验。
【解答】解:(1)在制作的水族箱中:水草作为生产者,通过光合作用产生氧气供鱼类呼吸,同时吸收鱼类呼出的二氧化碳,维持生态平衡。热带鱼作为消费者,以水草或其他小型生物为食,同时其排泄物又成为水草的养分。泥沙则提供了生物生存的非生物的环境。评价标准对照:
优点:容器无色透明,便于观察;生态瓶内成分齐全,包括生产者、消费者和分解者;动物与植物间以及动植物与容器的大小比例均适当。
(2)①实验探究“温度对热带鱼的呼吸频率有没有影响”,因此实验变量是温度。2号水族箱作为对照组,保持原温度条件,以对比1号水族箱温度变化后的情况。测量热带鱼呼吸频率时,鳃盖张开、闭合一次代表呼吸一次。若实验中将热带鱼放入水族箱后马上开始计数,由于鱼还未适应新环境,呼吸频率可能偏高。
②根据实验结果,一定范围内,随着温度的升高,热带鱼的呼吸频率也相应增加。因此,结论是温度对热带鱼的呼吸频率有影响,一定范围内,温度越高,呼吸频率越快。
(3)根据实验和饲养实践,给同学们饲养热带鱼提出的合理建议包括:控制适宜的水温,避免过高或过低;保持水质清洁,定期更换部分水;提供充足的光照,促进水草光合作用;合理投喂饲料,避免过量导致水质恶化。
故答案为:(1)生产者;消费者;非生物成分;
优点:容器无色透明(或生态瓶内成分齐全、或生态瓶内有生物成分和非生物成分、或生态瓶内有生产者、消费者和分解者);
(2)①水温;作对照;1;偏高;②一定范围内,热带鱼的呼吸频率会随水温的升高而加快;
(3)控制适宜的水温(或保持水质清洁、或提供充足的光照、或合理投喂饲料)。
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高频命题点9 收集当地面包酵母菌种,比较发酵效果
依据酵母菌代谢所需的环境条件、营养来源、产物等相关知识以面粉、酵母粉为材料,选择特定的厨具,按照发酵技术的操作程序制作馒头或面包。比较不同酵母菌种的发酵效果。
1.某同学做了一组对照实验,实验处理如下表。一段时间后,实验现象如图。他探究的是( )
装置
酵母菌(种类)
酵母粉质量(克)
面粉质量(克)
温度(℃)
水量(毫升)
甲
M菌种
3
50
28
300
乙
N菌种
3
50
28
300
A.两种酵母菌的发酵速度
B.温度对发酵的影响
C.面粉发酵时酵母粉用量
D.酵母菌发酵的产物
【答案】A
【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。设置一组对照实验,使实验结果具有说服力。一般的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。
【解答】解:甲、乙两组装置中,除了酵母菌种类不同之外,其他条件都相同且适宜,因此,实验变量是酵母菌的种类,观察气球胀大的速度来判断不同种类酵母菌的发酵速度。因此该同学探究的是两种酵母菌的发酵速度,A符合题意。
故选:A。
2.在酒曲(制酒用的菌种)的作用下,糯米可酿成美味的米酒,下列关于制作米酒的过程叙述不正确的是( )
A.将糯米放在蒸锅里蒸熟,其目的是消除杂菌
B.将刚蒸熟的糯米饭迅速与碾碎成粉末的酒曲搅拌在一起,装入清洁的容器中
C.将容器盖好,并采取一定的保温措施,放在温暖的地方
D.在制作米酒的过程中,尽量少打开容器
【答案】B
【分析】糯米酿成米酒最关键是酵母菌在无氧的条件下发酵产生酒精。
【解答】解:A、蒸煮使糯米处于一种高温状态,高温能够杀死糯米中大部分的细菌和真菌,为后续只有酵母菌进行发酵作用,A正确。
B、刚蒸熟的糯米温度过高若迅速将其与酒曲混合会杀死酒曲中的酵母菌,没有酵母菌米酒就无法制作而成,因此蒸熟的糯米应放凉后加入酒曲。B错误。
C、酵母菌发酵需要适宜温度,因此酿制过程需要一定保温措施,放在温暖的地方,C正确。
D、空气中存在大量细菌真菌,打开容器空气中的细菌真菌就会进入容器污染糯米影响其发酵,因此尽量少开容器,D正确。
故选:B。
3.在学校开展的实践活动中,小林尝试利用天然酵母菌发面,制作馒头。他的实践记录单如表,请将该记录补充完整。
实践记录单
实践目的
•酵母菌属于① 真菌 (填“细菌”或“真菌”),在自然界分布广泛。我想利用水果表面的天然酵母菌制作果味馒头。
菌种选择
•将葡萄和番茄表皮上的酵母菌分别与葡萄糖溶液混合,检测它们的发酵能力,结果如图。因为葡萄组② 剩余葡萄糖量较少 ,我选择用葡萄表皮上的酵母菌来发面。
馒头制作
•和面时要用温水,如果用开水,会使酵母菌③ 死亡 ,影响后续发面过程。
•我尝试在23℃、28℃和33℃条件下发面,由于酵母菌发酵产生了④ 二氧化碳 (填气体名称),面团膨大至原来的1.4、1.7和1.8倍。
•经过蒸制过程,馒头制作完成。
品鉴与反思
•邀请同学们品尝我的劳动成果,并进行评价,结果如下表。
温度(℃)
感官评价(各项满分均为10分)
松软度
风味
外观
色泽
23
8.4
8.5
7.8
8.3
28
9.2
9.3
8.6
8.7
33
9.0
9.2
8.5
8.9
•结合面团膨大情况和评价结果,我认为最适宜的发面温度为28℃,你同意吗?请写出你的一条理由。⑤ 同意,温度为28℃时馒头的松软度、外观和风味均高于其他温度下的馒头 。
•除了温度外,在原料或制作步骤方面可能会影响馒头品质的因素还有⑥ 水分、杂菌等 ,我将进一步开展实践探究。
【答案】真菌;剩余葡萄糖量较少;死亡;二氧化碳;同意,温度为28℃时馒头的松软度、外观和风味均高于其他温度下的馒头;酵母菌的数量等
【分析】发酵技术是利用微生物对食品原料进行加工并制作出新食品的方法。如制酸奶、制泡菜、蒸馒头等都利用了发酵技术。
【解答】解:①酵母菌有成形的细胞核,属于真菌。
②根据坐标曲线图可知,葡萄组的剩余葡萄糖量较少,说明葡萄表皮上的酵母菌发酵能力较强。
③酵母菌的生活需要适宜的温度,在30﹣35℃时酵母菌的活性最强,生长和繁殖最快。如果用开水,会使酵母菌死亡,影响后续发面过程。
④酵母菌可以分解面粉中的葡萄糖,产生二氧化碳和酒精,二氧化碳是气体,遇热膨胀,使得面团膨大。
⑤同意此观点,因为温度为28℃时馒头的松软度、外观和风味均高于其他温度下的馒头。
⑥除了温度外,在原料或制作步骤方面可能会影响馒头品质的因素还有酵母菌的数量等。
故答案为:真菌;剩余葡萄糖量较少;死亡;二氧化碳;同意,温度为28℃时馒头的松软度、外观和风味均高于其他温度下的馒头;酵母菌的数量等
4.在发酵食品制作类跨学科实践活动中,某小组同学收集了A、B、C、D等4种面包酵母菌种,开展了“比较不同酵母菌种的发酵效果”实验。在4个相同的矿泉水瓶中分别加入如下表列出的物质,并摇匀,在瓶口处套上一个挤瘪的气球。把4个瓶子同时放在一个不通风的环境中,观察气泡多少,记录气球开始胀大鼓起所需时间和大小。回答下列问题。
组别
物质
温度/℃
现象(气球开始胀大的时间/min)
①
水+葡萄糖+酵母菌种A
30
10
②
水+葡萄糖+酵母菌种B
30
18
③
水+葡萄糖+酵母菌种C
30
15
④
水+葡萄糖+酵母菌种D
30
12
(1)该对照实验的变量是 酵母菌种 ,为确保变量的单一性,加入物质时正确的操作是 保持水、葡萄糖的量以及环境温度相同 。
(2)实验结果表明,发酵效果最好的酵母菌种是 酵母菌种A ,判断的依据是 该菌种使气球开始胀大的时间最短 。
(3)实验中气球胀大的原理是酵母菌进行呼吸作用,将葡萄糖分解产生了 二氧化碳 。
气体逐渐积累,导致瓶内压力增大,从而使套在瓶口的气球胀大。可见,酵母发酵产生了【答案】(1)酵母菌种;保持水、葡萄糖的量以及环境温度相同
(2)酵母菌种A;该菌种使气球开始胀大的时间最短
(3)二氧化碳
【分析】酵母菌在有氧和无氧的条件下,都能分解有机物、获得能量。在有氧的条件下,酵母菌能够将葡萄糖分解为二氧化碳和水;在无氧的条件下,酵母菌能够将葡萄糖分解为二氧化碳和酒精。
【解答】解:(1)本实验的目的是比较不同酵母菌种的发酵效果,因此酵母菌种是实验中的唯一变量。为了确保这个变量的有效比较,其他所有条件,包括水的量、葡萄糖的量以及实验的温度,都应当保持一致。这样,任何气球胀大速度或大小的差异就可以直接归因于不同酵母菌种的活性差异。
(2)气球胀大时间越短,意味着酵母菌的发酵作用越迅速,产生的二氧化碳气体越多,从而推断该酵母菌种的发酵效率最高。根据表格数据可知,酵母菌种A在最短时间内(10分钟)使气球胀大,显示了最佳的发酵性能。
(3)酵母菌进行无氧呼吸(发酵作用)时,会将葡萄糖分解成二氧化碳和乙醇(酒精)。在这个过程中,产生的二氧化碳二氧化碳气体是造成气球膨胀的直接原因。
故答案为:
(1)酵母菌种;保持水、葡萄糖的量以及环境温度相同
(2)酵母菌种A;该菌种使气球开始胀大的时间最短
(3)二氧化碳
5.利用水果和酵母菌可以制作果酒,在制作果酒过程中,酵母菌等微生物分解水果中的果胶时会产生甲醇,甲醇对人体神经系统和血液循环系统有毒害作用。为探究影响果酒中酒精和甲醇含量的因素,某课外兴趣小组开展了实践活动。他们取新鲜黑珍珠葡萄和红富士苹果,用榨汁机分别榨成浆汁,放入发酵瓶后,加入干酵母和蔗糖,搅拌均匀,盖紧瓶盖,放在25℃~30℃环境中发酵,实验分组如下表。
组别
水果种类
水果质量/g
蔗糖/g
干酵母/g
1
葡萄
500
30
0.3
2
葡萄
500
90
0.3
3
苹果
500
30
0.3
4
苹果
500
90
0.3
每天16时分别取0.5毫升澄清发酵液测定其酒精含量和甲醇含量,结果如图。请分析回答:
(1)发酵过程中,盖紧瓶盖的目的是 为酵母菌发酵提供缺氧条件 。经过一段时间,发酵瓶中会产生气泡,原因是 发酵过程中产生二氧化碳 。
(2)由图1可知,随着发酵的进行,各组发酵液的酒精度均呈 先上升后稳定 趋势。添加等量蔗糖的情况下, 葡萄 的发酵液中酒精度更高。由图2可知,各组发酵液中甲醇含量随发酵时间延长 逐渐降低 。比较两种水果的发酵液, 苹果 的发酵液中甲醇含量较高,推断其含有较多的果胶。
(3)实践结果说明, 水果种类和糖量 影响发酵过程中酒精和甲醇的生成,对果酒的品质、安全有显著影响。这项实践活动为制作质量安全、品质良好的果酒提供了实践依据。
【答案】(1)为酵母菌发酵提供缺氧条件;发酵过程中产生二氧化碳
(2)先上升后稳定;葡萄;逐渐降低;苹果
(3)水果种类和糖量
【分析】(1)科学探究的一般过程:提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流。
(2)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。
【解答】解:(1)酵母菌在有氧和无氧的条件下都能够生活。在有氧的条件下,酵母菌能够将葡萄糖分解为二氧化碳和水;在无氧的条件下,酵母菌能够将葡萄糖分解为二氧化碳和酒精。可见,发酵过程中,盖紧瓶盖的目的是为酵母菌发酵提供缺氧条件,这样才能产生酒精。经过一段时间,发酵瓶中会产生气泡,原因是发酵过程中产生二氧化碳。
(2)在无氧的条件下,酵母菌能够将有机物分解为二氧化碳和酒精。因此,发酵初期酒精浓度上升。但随着有机物的消耗,酵母菌产生酒精的速度也变慢,最后酒精浓度会趋向稳定。结合图1可知,随着发酵的进行,各组发酵液的酒精度均呈先上升后稳定趋势。添加等量蔗糖的情况下,葡萄的发酵液中酒精度更高。在制作果酒过程中,酵母菌等微生物分解水果中的果胶时会产生甲醇。由图2可知,各组发酵液中甲醇含量随发酵时间延长逐渐降低。比较两种水果的发酵液,苹果的发酵液中甲醇含量较高,推断其含有较多的果胶。
(3)结合上述分析可知,水果种类和糖量都会影响发酵过程中酒精和甲醇的生成,对果酒的品质、安全有显著影响。这项实践活动为制作质量安全、品质良好的果酒提供了实践依据。
故答案为:
(1)为酵母菌发酵提供缺氧条件;发酵过程中产生二氧化碳
(2)先上升后稳定;葡萄;逐渐降低;苹果
(3)水果种类和糖量
6.[科学探究]
探究不同菌种对米酒制作的影响
小华发现妈妈做馒头、面包时用的菌种是酵母菌,而制作米酒时用的却是根霉。为什么做米酒不用酵母菌呢?陈老师了解到小华的疑惑后,组织同学们分成若干小组,均进行了如下探究(甲、乙两组所用器具均相同且清洁):
请分析回答:
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
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 菌种 。
(2)为控制单一变量,同学们的做法有 两组所用器具相同;两组的菌种用量相等 等。( 任答其中两点即可,其他合理亦可)
(3)为什么观察、品尝,需至少由3人进行? 排除偶然因素对实验结果的影响 。
(4)根据实验结果,小华终于明白,如果只用单一菌种制作米酒,最好选择 根霉 。
(5)本探究所利用的生物技术主要是 发酵技术 (选填:转基因技术;发酵技术)。
(6)小华想观察一下酵母菌,于是在实验后,从甲组容器内取少许液体,制成临时玻片标本,放在显微镜下观察。开始他怎么也看不到酵母菌,在陈老师的指导下才看到。你推测开始小华操作显微镜的不当之处可能是 没有对好光,物镜未对准通光孔 等。(任答其中两种即可,其他合理亦可)
【答案】(1)菌种。
(2)两组所用器具相同;两组的菌种用量相等等。
(3)排除偶然因素对实验结果的影响。
(4)根霉。
(5)发酵技术.
(6)没有对好光,物镜未对准通光孔。
【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。
【解答】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,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。如两组所用器具相同;两组的菌种用量相;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)在实验中,观察和品尝的至少3人,排除偶然因素对实验结果的影响。
(4)据图表文字可知,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。
(5)本实验利用的是酵母菌和根霉的发酵作用来制作米酒。
(6)小华开始他怎么也看不到酵母菌可能的原因是:没有对好光;物镜未对准通光孔;未调好焦距;转动粗准焦螺旋太快;玻片标本未正对通光孔的中心;未调节好反光镜;视野光线过强或过暗;直接使用了高倍物镜等。
故答案为:
(1)菌种。
(2)两组所用器具相同;两组的菌种用量相等等。
(3)排除偶然因素对实验结果的影响。
(4)根霉。
(5)发酵技术.
(6)没有对好光,物镜未对准通光孔。
高频命题点10 设置简单装置,制作酸奶
依据乳酸菌代谢所需的环境条件、营养来源、产物,以及蛋白质在不同酸度环境中的状态不同等相关概念,以牛奶、乳酸菌(或酸奶)为材料,选择恰当的容器,按照乳酸发酵技术的操作规范和程序制作酸奶,测定并分析酸奶的酸度和甜度,确定适宜的酸度和甜度范围。
1.北魏农学家贾思勰在《齐民要术》中记载了制酪(酸奶)的工艺:“以先成甜酪为酵……泻著熟乳中……”,大意是把少量先前的酸奶倒进熟乳中。这一步骤的目的是( )
A.高温灭菌 B.将熟乳冷却
C.恒温培养 D.加入发酵菌种
【答案】D
【分析】微生物的发酵在食品的制作中具有重要意义,如蒸馒头、做面包、酿制啤酒等要用到酵母菌,制酸奶用到乳酸菌等。
酸奶是以鲜牛奶为原料,加入乳酸菌发酵而成,牛奶经发酵后原有的乳糖变为乳酸,易于消化,所以具有甜酸风味。
【解答】解:先前的酸奶中有乳酸菌,加入一些先前的酸奶相当于接种了乳酸菌,使乳酸菌生长、繁殖、发酵产生乳酸。
故选:D。
2.学习发酵技术后,一位同学试着按如下步骤制作酸奶:①容器煮沸;②牛奶煮开后冷却至35℃左右;③加入两勺酸奶,搅拌均匀;④密封,保温发酵。下列关于这位同学的操作,叙述错误的是( )
A.步骤①是为了对容器进行消毒
B.加酸奶后搅拌,有利于充分发酵
C.步骤③是为了加入乳酸菌菌种
D.步骤④密封是为了防止牛奶溢出
【答案】D
【分析】酸奶制作原理:乳糖在乳糖酶的作用下,首先将乳糖分解为单糖,再进一步在乳酸菌的作用下生成乳酸。
【解答】解:A、步骤①制作酸奶时首先将容器煮沸,目的是杀死其他微生物以免其他微生物,影响酸奶的发酵过程,A正确。
B、C、加入两勺酸奶后搅拌,是为了接种乳酸菌菌种,有利于充分发酵,BC正确。
D、步骤④密封是为了给乳酸菌发酵提供无氧环境,D错误。
故选:D。
3.酸奶酸甜可口,营养丰富,是利用乳酸菌发酵制成的一种乳酸饮品。某兴趣小组开展了制作酸奶的实践活动,步骤如下:
①将600mL新鲜牛奶煮沸,冷却至常温,加入适量酸奶,搅拌均匀;
②取3个大小相同的小碗,沸水中煮3分钟,冷却后分别倒入200mL混合后的牛奶;
③将3个小碗用保鲜膜密封,分别置于15℃、35℃、55℃的恒温箱中培养;
④10小时后,分别从3个小碗中取样检测其酸度,并记录。
以下说法错误的是( )
A.该活动探究了温度对乳酸发酵的影响
B.用保鲜膜密封的主要目的是防止杂菌进入
C.加入酸奶的目的是接种乳酸菌
D.可将记录的数据绘制成曲线图以便分析
【答案】B
【分析】(1)微生物的发酵在食品的制作中应用十分广泛,制作酸奶要用到乳酸菌。酸奶是以鲜牛奶为原料,加入乳酸菌发酵而成,其原理是在无氧的条件下,乳酸菌发酵产生乳酸,易于消化,所以具有甜酸风味。
(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。
【解答】解:A、由题干“将3个小碗用保鲜膜密封,分别置于15℃、35℃、55℃的恒温箱中培养”可知,该实验的变量是温度,活动探究了温度对乳酸发酵的影响,正确。
B、乳酸菌属于厌氧菌,制作酸奶时要密封,创造无氧环境,利于乳酸菌的发酵,用保鲜膜密封的主要目的是创造无氧环境,错误。
C、制酸奶的步骤包括:灭菌、冷却、接种、发酵。自制酸奶时,需在牛奶中加入带活菌种的酸奶。加入酸奶的主要目的是接种,即接种乳酸菌,正确。
D、可将记录的数据绘制成曲线图以便分析,正确。
故选:B。
4.古人称酸奶为“酪”,许多古籍中均有关于制酪的记载,某同学对此展开了探究。请据题回答。
【查阅资料】《齐民要术》中制酪流程大致如下所示:取乳煮沸→冷却过滤→取先成酪混合→保温→酪成
(1)上述流程中提到的先成酪,含有的发酵菌种主要是 乳酸菌 ,取先成酪混合相当于微生物发酵过程中的 接种 步骤。
【走访调查】为满足市场需求,酸奶厂会研发不同口味的酸奶。研发人员探究果汁添加比例、发酵时间等因素对酸奶品质的影响,并对酸奶的色泽、滋味、气味等进行感官评价,其中一组实验结果如图所示:
(2)根据该实验结果可知,本实验的变量是 桑葚汁添加比例 。
(3)分析如图可发现,酸奶感官评分随着桑葚汁添加比例的增加,呈 先上升后下降 的趋势;当桑葚汁添加比例为 10 %时,感官评分最高。
【动手实践】制作酸奶每一步都需严谨细致,操作不当会导致制作失败。
(4)若发酵瓶中液体腐败变质,导致这一结果的原因可能是 ①③ (多选)。
①灭菌不彻底
②发酵时间过短
③密封不严实
【答案】(1)乳酸菌;接种
(2)桑葚汁添加比例
(3)先上升后下降;10
(4)①③。
【分析】培养细菌和真菌的一般方法步骤有:制作培养基→对培养基进行高温灭菌→接种→恒温培养。
【解答】解:(1)乳酸菌的发酵后使牛奶中的乳糖变为乳酸,使奶具有甜酸风味。故先成酪含有的发酵菌种主要是乳酸菌。将少量细菌或真菌放在培养基上的过程叫接种。故取先成酪混合相当于微生物发酵过程中的接种。
(2)由图可知,实验的结果是桑葚汁添加比例不同,酸奶的品质不同,故实验的变量是桑葚汁添加比例。
(3)由曲线可知,桑葚汁添加比例在4%~10%之间时,酸奶的感官评分呈上升趋势;桑葚汁添加比例在10%~12%之间时,酸奶的感官评分呈下降趋势。故酸奶感官评分随着桑葚汁添加比例的增加,呈先上升后下降的趋势。当桑葚汁添加比例为10%时,感官评分最高。
(4)导致食物变质的主要原因是细菌、真菌等微生物的大量繁殖。则①灭菌不彻底,容易导致原有的杂菌使酸奶变质;③密封不严实,容易接触到外界的杂菌使酸奶变质。故若发酵瓶中液体腐败变质,导致这一结果的原因可能是①③。
故答案为:(1)乳酸菌;接种
(2)桑葚汁添加比例
(3)先上升后下降;10
(4)①③。
高频命题点8制作泡菜,并探究影响泡菜中亚硝酸盐含量的因素
依据乳酸菌的分布、代谢所需的环境条件、营养来源和产物等相关知识,选择或设计便于消毒和密封的饸当容器,依据个人对食品的喜好选择相应的蔬菜(如白萝卜、胡萝卜、芹菜、甘蓝)和配料(如辣椒、花椒),按照发酵技术的操作规范和程序制作泡菜,测定泡菜的亚硝酸盐浓度,分析亚硝酸盐浓度与原料、腌制方式、时间等因素的关系。
1.泡菜是人们喜爱的一种食品,但食用了腌制不当的泡菜可能会引起亚硝酸盐中毒(国家规定亚硝酸盐在泡菜中的含量不能超过20mg/kg)。某校课后服务的生物社团同学对“食盐浓度对泡菜中的亚硝酸盐含量的影响”进行了探究,探究结果如图。下列有关叙述错误的是( )
A.本实验中食盐浓度越高,亚硝酸盐含量的峰值越高
B.本实验中亚硝酸盐含量符合要求的食盐浓度为15%
C.制作泡菜的原理是利用乳酸菌在无氧的条件下发酵
D.随着腌制时间的增加,亚硝酸盐含量先增加后减少
【答案】A
【分析】制泡菜要用到乳酸菌。在泡菜腌制的初期,坛内环境有利于硝酸盐还原菌的繁殖,这些细菌可以促进硝酸盐还原为亚硝酸盐,但随着腌制时间的增加,乳酸菌也大量繁殖,对硝酸盐还原菌产生一定的抑制作用,使其生长繁殖受影响,造成泡菜中亚硝酸盐含量又有所下降。
【解答】解:A、结合图示可知,较高盐浓度(15%)条件下,亚硝酸盐含量的峰值最低,较低盐浓度(5%)条件下,亚硝酸盐含量的峰值最高,A错误。
B、结合图示可知,较高盐浓度(15%)条件下,泡菜产生的亚硝酸盐小于20mg/kg,是腌制泡菜最适宜的浓度,B正确。
C、制泡菜要用到乳酸菌,乳酸菌属于厌氧菌,在无氧条件下才能大量繁殖。故制作泡菜的原理是利用乳酸菌在无氧的条件下发酵,C正确。
D、结合图示可知,随着腌制时间的增加,亚硝酸盐的含量变化表现为先增加后下降的趋势,D正确。
故选:A。
2.制作泡菜
在选择实践活动项目时,小林和三位同学选择了制作泡菜。他们查找了大量资料,并亲手进行了实践。请你也来参与分析总结吧。
【泡菜制作原理】
乳酸菌是一种细菌,能在 无氧 (选填:有氧;无氧)条件下,将 蔬菜中的有机物 (选填:自己制造的有机物;蔬菜中的有机物)转化成乳酸,并利用释放出的能量进行分裂生殖,增加数量。制作泡菜主要应用了 发酵 技术。
【制作泡菜】
他们按照从网上查到的方法,用白菜、甘蓝和胡萝卜等制作了泡菜:
【探究泡菜的食用安全】
蔬菜在腌制过程中,会生成有害物质亚硝酸盐。《食品安全国家标准食品中污染物限量(GB2762~2022)》中规定:蔬菜及其制品中亚硝酸盐含量应不超过20毫克/千克。
小资料:硝酸盐还原菌是具有硝酸盐还原功能的一类细菌,能产生酶,将蔬菜中的硝酸盐转化为亚硝酸盐。当环境酸性增大时,其繁殖会受到抑制。
(1)探究泡菜中亚硝酸盐的来源
他们分析如上表的小资料得知,使泡菜中产生亚硝酸盐的“罪魁祸首”也是一种细菌,其区别于蔬菜细胞的主要结构特点是 无成形的细胞核 。当泡菜中乳酸增多时,你推测该细菌数量将会 减少 。
(2)探究泡菜制作过程中亚硝酸盐含量的变化
在科研人员的帮助下,他们每两天测定泡菜坛汁液中的亚硝酸盐含量,得到如图所示曲线。他们发现第11天时,泡菜仍不宜食用,因为 泡菜中的亚硝酸盐含量仍然高于20毫克/千克的国家标准 。
在食品安全方面,除了谨慎对待腌制食品外,你还会注意什么? 腌制食品不宜多吃,可能会导致身体内亚硝酸盐含量超标;腌制时注意原材料的选择和清洗,减少杂菌,降低亚硝酸盐的含量;选择合适的器具腌制,塑料容器或薄膜可能在酸性环境中容易变质或产生毒素;注意腌制过程的卫生管理,减少杂菌,降低亚硝酸盐的含量。 (一点即可)。
【答案】无氧;蔬菜中的有机物;发酵;
(1)无成形的细胞核;减少;
(2)泡菜中的亚硝酸盐含量仍然高于20毫克/千克的国家标准;尽可能选择绿色食品(水果、蔬菜食用前要用清水浸泡、冲洗干净;买肉时一定要看是否是检疫合格的;不吃“三无”食品;不吃过期食品;不吃霉变食品;不吃发芽的马铃薯;远离垃圾食品;厨房、厨具要保持干净卫生)。
【分析】发酵技术是指利用微生物的发酵作用,运用一些技术手段控制发酵过程,大规模的生产发酵产品的技术。
食品安全指食品无毒、无害,符合应当有的营养要求,对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。
【解答】解:乳酸菌是一种厌氧细菌,能在无氧条件下利用蔬菜中的有机物进行繁殖。发酵技术是指人们利用微生物,在适宜的条件下,将原料通过微生物的代谢转化为人类所需要的产物的过程。制作泡菜应用了发酵技术,原理是乳酸菌通过发酵作用分解有机物产生乳酸。
(1)使泡菜中产生亚硝酸盐的“罪魁祸首”也是一种细菌,细菌有DNA集中的区域,但是没有细胞核,蔬菜细胞有成形的细胞核,细菌区别于蔬菜细胞的主要结构特点是无成形的细胞核。乳酸菌分解蔬菜产生乳酸,当环境酸性增大时,硝酸盐还原菌繁殖会受到抑制,测该细菌数量将会减少。
(2)《食品安全国家标准》中规定:蔬菜及其制品中亚硝酸盐含量应不超过20mg/kg,图中:11天时,泡菜中的亚硝酸盐含量仍然高于20毫克/千克的国家标准。
在食品安全方面,除了谨慎对待腌制食品外还应该注意:尽可能选择绿色食品;水果、蔬菜食用前要用清水浸泡、冲洗干净;买肉时一定要看是否是检疫合格的;不吃“三无”食品;不吃过期食品;不吃霉变食品;不吃发芽的马铃薯;远离垃圾食品;厨房、厨具要保持干净卫生。
故答案为:无氧;蔬菜中的有机物;发酵;
(1)无成形的细胞核;减少;
(2)泡菜中的亚硝酸盐含量仍然高于20毫克/千克的国家标准;尽可能选择绿色食品(水果、蔬菜食用前要用清水浸泡、冲洗干净;买肉时一定要看是否是检疫合格的;不吃“三无”食品;不吃过期食品;不吃霉变食品;不吃发芽的马铃薯;远离垃圾食品;厨房、厨具要保持干净卫生)。
3.泡菜以其独特的风味深受大众喜爱,但是在腌制过程中,会生成致癌物质亚硝酸盐,《食品安全国 家标准食品中污染物限量(GB2762~2022)》中规定:蔬菜及其制品中亚硝酸盐含量应不超过20mg/kg。为研究泡菜中亚硝酸盐的来源,以及影响亚硝酸盐含量的因素,同学们查阅了相关资料并做了实验。
资料一:硝酸盐还原菌(细菌)能产生酶将蔬菜中硝酸盐转变为亚硝酸盐。当环境pH降低时,硝酸盐还原 菌繁殖会受到抑制。
资料二:乳酸菌在无氧条件下利用蔬菜中的有机物生长,产生乳酸,使环境pH降低。(pH值衡量溶液酸碱度,pH值越小,酸性越强)请回答下列问题:
(1)制作泡菜应用了 发酵 技术。
(2)泡菜中的亚硝酸盐来自 硝酸盐还原菌对蔬菜中硝酸盐的转化 。
(3)研究者选用芹菜制作泡菜,分别测定自然状态和接种乳酸菌两组泡菜坛中pH值和亚硝酸盐的含量,结果如图1所示。11天时,自然状态下腌制的泡菜仍不宜食用,因为 亚硝酸盐的含量超过了20mg/kg 。
(4)结合资料和实验结果分析,接种乳酸菌的一组亚硝酸盐含量较低的原因是 乳酸菌产生乳酸降低了ph值,抑制了硝酸盐还原菌的繁殖 。
(5)结合以上实验结果,为安全食用泡菜,你的建议是: 制作泡菜时加适量食醋;制作泡菜9天后可以食用(合理给分) 。
【答案】(1)发酵;
(2)硝酸盐还原菌对蔬菜中硝酸盐的转化;
(3)亚硝酸盐的含量超过了20mg/kg;
(4)乳酸菌产生乳酸降低了ph值,抑制了硝酸盐还原菌的繁殖;
(5)制作泡菜时加适量食醋;制作泡菜9天后可以食用(合理给分)
【分析】制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,乳酸菌是厌氧菌,分解有机物是不需要氧气的,因此泡菜坛要加盖并用一圈水来封口,以避免外界空气的进入,否则如果有空气进入,就会抑制乳酸菌的活动,影响泡菜的质量。亚硝酸盐为白色粉末,易溶于水,在食品生产中可作食品添加剂。亚硝酸盐有一定的毒性,当人体摄入的亚硝酸盐总量达到0.3~0.5g时,会引起中毒,达到3g时会引起人死亡。
【解答】解:(1)制作泡菜时要用到乳酸菌,乳酸菌发酵产生乳酸,因此,制作泡菜应用了发酵技术。
(2)由图2资料一可以看出,硝酸盐还原菌能产生酶将蔬菜中的硝酸盐转变为亚硝酸盐,因此泡菜中的亚硝酸盐来自硝酸盐还原菌对蔬菜中硝酸盐的转化。
(3)11天时,亚硝酸盐的含量超过了20mg/kg,因此自然状态下泡菜仍不宜食用。
(4)接种乳酸菌后,乳酸菌产生乳酸降低了ph值,抑制了硝酸盐还原菌的繁殖,因此接种乳酸菌的一组亚硝酸盐含量较低。
(5)通过表格和曲线比较发现,泡菜要泡到9天以上,亚硝酸盐的含量会降到最低,食用对人体危害不大。结合本实验,对家庭自制泡菜提出一条建议:制作泡菜时加适量食醋;制作泡菜9天后可以食用。
故答案为:(1)发酵;
(2)硝酸盐还原菌对蔬菜中硝酸盐的转化;
(3)亚硝酸盐的含量超过了20mg/kg;
(4)乳酸菌产生乳酸降低了ph值,抑制了硝酸盐还原菌的繁殖;
(5)制作泡菜时加适量食醋;制作泡菜9天后可以食用(合理给分)
4.某兴趣小组为了探究泡菜中亚硝酸盐的生成原因及控制方法,从而减少泡菜中亚硝酸盐含量,查阅相关资料并设计实验。请分析下列有关泡菜制作的资料,回答相关问题。
资料一:泡菜是蔬菜经过微生物发酵制作而成的食品,口味独特,深受人们的喜爱。附着在蔬菜上的微生物在无氧条件下能分解蔬菜中的有机物,再辅以食盐溶液和配料等的作用,蔬菜就会成为别具风味的泡菜。泡菜中亚硝酸盐的含量是检验泡菜质量的关键指标之一。泡菜在无氧环境下发酵的过程中会生成亚硝酸盐,故而成品泡菜中会含有一定量的亚硝酸盐。亚硝酸盐是一种潜在的致癌物,过量或长期食用会危害人体健康,甚至致癌。因此,食品安全国家标准虽然允许食物中存在一些亚硝酸盐,但要求严格限制其含量。我国的国家标准为:泡菜中的亚硝酸盐残留量不得超过20mg/kg。
资料二:控制亚硝酸盐含量是制作泡菜的关键。泡菜的亚硝酸盐含量与蔬菜原料、环境条件及发酵时间等因素有关。温度、氧气、发酵时间等很多因素都可以影响微生物的生命活动。因此,如果泡菜的亚硝酸盐含量过高,泡菜就不能安全食用。这需要综合运用生物学、化学、数学、技术和工程学的知识和方法。
资料三:如下表是兴趣小组同学探究“盐水浓度对泡菜发酵过程中亚硝酸盐的含量的影响”得到的实验数据。
泡菜中的亚硝酸盐含量(发酵温度:15℃,单位:mg/kg)
盐水浓度
第3天
第5天
第7天
第9天
第11天
第13天
第15天
第20天
第30天
1号坛4%
1.6
3.2
3.8
3.5
3.4
3.2
2.9
2.6
2.0
2号坛6%
1.2
5.5
4.1
1.8
1.2
1.2
1.1
1.0
0.9
3号坛8%
0.5
2.1
1.8
1.6
1.5
1.2
1.0
0.8
0.4
(1)资料一中,制作泡菜所利用的微生物是 乳酸菌 。
(2)资料三中,实验选用不同浓度的盐水是为了设置 对照 实验。
(3)资料三中,兴趣小组同学依据资料二所示原理设计实验。除盐水浓度不同外,蔬菜的品种、质量、处理方法以及所加调料等都要相同,这样做的目的是 控制单一变量 。
(4)由资料三中实验数据可知:为使制作的泡菜有利于人体健康,应 延长 (选填:延长/缩短)泡菜的发酵时间使其充分发酵。
(5)理论上,为了提高实验结果的可靠性,还应该增加 实验 次数。
(6)分析资料三,利用浓度为 8% 的盐水所制做的泡菜经过充分发酵后,亚硝酸盐的含量最低,对人体健康最有益。
【答案】(1)乳酸菌;
(2)对照;
(3)控制单一变量;
(4)延长;
(5)实验;
(6)8%。
【分析】(1)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。对照实验的原则是保持单一变量,即对照实验只有要研究的条件这一个变量,其他条件都相同。
(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。
【解答】解:(1)乳酸菌能使牛奶变成酸奶,使蔬菜变成有酸味的泡菜。
(2)实验三的目的是探究“盐水浓度对泡菜发酵过程中亚硝酸盐的含量的影响”,选用不同浓度的盐水是为了设置对照实验。
(3)对照实验的原则是单一变量。实验三的变量是盐水浓度,除盐水浓度不同外,蔬菜的品种、质量、处理方法以及所加调料等都要相同,这样做的目的是保证单一变量。
(4)据表中数据可见:不同时期泡菜中的亚硝酸盐含量不同,泡菜中的亚硝酸含量随发酵天数增多呈现的变化趋势是先上升后下降。因此,应延长泡菜的发酵时间使其充分发酵。
(5)实验次数少容易出现偶然性,因此,为了提高实验结果的可靠性,还应该增加实验次数,目的减小误差,避免偶然性。
(6)分析资料三可知,3号坛各个时期的亚硝酸盐的含量最低,为使制作的泡菜有利于人体健康,应使泡菜充分发酵,并使用盐水浓度为8%的盐水比较合适。
故答案为:(1)乳酸菌;
(2)对照;
(3)控制单一变量;
(4)延长;
(5)实验;
(6)8%。
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