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专题15实验专题二（必修二、三实验）东海县白塔高级中学卢长飞张燕任守运【高考要求】考查内容等级要求观察细胞的减数分裂a级调查常见的人类遗传病a级探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用a级探究培养液中酵母种群数量的动态变化c级土壤中动物类群丰富度的动态变化b级【考点分析】1．观察细胞的减数分裂。实验原理：蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成精细胞，再形成精子。此过程要经过两次连续的细胞分裂：减数第一次分裂和减数第二次分裂。在此过程中，细胞中的染色体形态、位置和数目都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。方法步骤：2．调查常见的人类遗传病实验原理：显性遗传病具有世代相传的特点，隐性遗传病隔代出现。伴X染色体隐性遗传病的遗传特点是交叉遗传，隔代出现，患者男性多于女性。伴X染色体显性遗传病的遗传特点是世代相传，患者女性多于男性。方法步骤：可以以小组为单位开展调查工作。其程序是：组织问题调查小组→确定课题→分头调查研究→撰写调查报告→汇报交流调查结果（如右流程图）3．探究植物生长调节剂对扦插枝条生根的作用实验原理：植物插条经植物生长调节剂处理后，对植物插条的生根情况有很大的影响，而且用不同浓度、不同时间处理其影响程度亦不同。其影响存在一个最适浓度，在此浓度下植物插条的生根数量最多，生长最快。方法步骤：（1）选择生长素类似物：2，4-D或α-萘乙酸（NAA）等。（2）配制生长素类似物母液：5mg/mL（用蒸馏水配制，加少许无水乙醇以促进溶解）。低倍镜观察在低倍镜下观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片识别初级精母细胞、次级精母细胞和精细胞高倍镜观察先在低倍镜下依次找到减数第一次分裂中期、后期和减数第二次分裂中期、后期的细胞，再在高倍镜下仔细观察染色体的形态、位置和数目根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的细胞简图绘图（3）设置生长素类似物的浓度梯度：用容量瓶将母液分别配成0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、3、4、5mg/mL的溶液，分别放入小磨口瓶，及时贴上相应标签。NAA有毒，配制时最好戴手套和口罩。剩余的母液应放在4℃保存，如果瓶底部长有绿色毛状物，则不能继续使用。（5）选择插条：以1年生苗木为最好（1年或2年生枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活）实验表明，插条部位以种条中部剪取的插穗为最好，基部较差，梢部插穗仍可利用。实验室用插穗长5～7cm，直径1～1.5cm为宜。（6）处理插条：枝条的形态学上端为平面，下端要削成斜面，这样在扦插后可增加吸收塔水分的面积，促进成活。每一枝条留3-4个芽，所选枝条的芽数尽量一样多。处理方法：1）浸泡法：把插条的基部浸泡在配制好的溶液中，深约3cm，处理几小时至一天。（要求的溶液浓度较低，并且最好是在遮阴和空气湿度较高的地方进行处理）（2）沾蘸法：把插条基部在浓度较高的药液中蘸一下（约5s），深约1.5cm即可。4．探究培养液中酵母种群数量的动态变化实验原理：（1）在含糖的液体培养基（培养液）中酵母菌繁殖很快，迅速形成一个封闭容器内的酵母菌种群，通过细胞计数可以测定封闭容器内的酵母菌种群随时间而发生的数量变化。（2）养分、空间、温度和有毒排泄物等是影响种群数量持续增长的限制因素。方法步骤：提出问题→作出假设→讨论探究思路→制定计划→实施计划→按计划中确定的工作流程认真操作，做好实验记录→分析结果，得出结论→将记录的数据用曲线图表示出来注意：1、提出的问题可以是：培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的？也可以提出其他的探究问题，例如，在不同温度（以及通氧、通CO2等）条件下酵母菌种群数量增长的情况如何？不同培养液（如加糖和不加糖）中酵母菌种群数量增长的情况如何？等等。（2）本实验时间较长（7天），因此事前一定要做好周密的计划，定程序、定时间、定人员。（3）酵母菌计数方法：抽样检测法。先将盖玻片放在计数室上，用吸管吸取培养液，滴于盖玻片边缘，让培养液自行渗入。多余培养液用滤纸吸去。稍待片刻，待细菌细胞全部沉降到计数室底部，将计数板放在载物台的中央，计数一个小方格内的酵母菌数量，再以此为根据，估算试管中的酵母菌总数。（4）从试管中吸出培养液进行计数之前，要将试管轻轻震荡几次。5．土壤中动物类群丰富度的动态变化实验原理：土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些动物的良好栖息场所。研究土壤中动物类群的丰富度，操作简便，有助于理解群落的基本特征与结构。3．实施计划。本研究包括三个操作环节：取样、观察和分类、统计和分析。（1）取样：取样可以在野外用取样器取样的方法进行采集、调查，即：用一定规格的捕捉器（如采集缺罐、吸虫器等进行取样），（不适于用样方法或标志重捕法）在实验室进行观察。（2）采集小动物：使用诱虫器取样，比较方便，且效果较好，但时间可能要长一些。也可采用简易采集法：将采集到的土壤放在瓷盆内，用放大镜观察，同时用解剖针寻找。发现体形较大的动物，可用包着纱布的镊子取出；体形较小的动物可用吸虫管采集。采集到的小动物可放入酒精中，也可将活着的小动物放入试管中。（3）观察和分类：“观察和分类”需要借助动物分类的专业知识。（P76）（4）统计和分析：“统计和分析”，要求设计一个数据收集和统计表，并据此进行数据分析。丰富度的统计方法：记名计算法和目测估计法。记名计算法是指在一定面积的样地中，直接数出各种群的个体数目，这一般用于个体较大，种群数量有限的群落。目测估计法是按预先确定的多度等级来估计单位面积上个体数量的多少。等级的划分和表示方法有：“非常多、多、较多、较少、少、很少”等等。【典型例题解析】涂抹含14C标记氨基酸的溶液涂抹含14C标记氨基酸的溶液涂抹含14C标记氨基酸的溶液涂抹蒸馏水涂抹细胞分裂素溶液1．（06•广东）如欲观察细胞减数分裂过程，可选用的材料是（）。A．马蛔虫受精卵B．成熟花粉粒C．小鼠睾丸D．叶芽【解析】受精卵的分裂方式属于有丝分裂，经过分裂和分化后形成的多细胞个体中体细胞的染色体数和基因型是不变的；成熟的花粉粒是经过了包括减数分裂等过程的产物，它可以释放出2个精子，它不能再继续进行减数分裂；叶芽细胞属于体细胞，分裂方式属于有丝分裂。所以，ABD都不对。而小鼠的睾丸是形成精子的场所，其精原细胞可以通过减数分裂形成精子。【答案】C3．(06•江苏)土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性，下图A、B、C、D4种土壤微型节肢动物分离收集装置中，最合理的是（）。【解析】土壤动物具有趋暗、趋湿、避高温的习性，4种土壤微型节肢动物分离收集装置中，最合理的是亮、湿、热三个条件中符合最多的。A符合亮和热，B只符合亮，C只符合热，D没有采取任何措施。故A最符合。【答案】A3．(07•四川理综)研究还发现，氨基酸等营养物质可以向细胞分裂素浓度高的部位移动。为验证这一结论，有人设计了下列实验方案。请根据提供的实验材料和用具，写出第二步及以后的实验步骤，并预测实验结果。材料用具：生长状况相同的萝卜成熟叶片若干，适宜浓度的细胞分裂素溶液，含14C标记氨基酸的溶液（氨基酸可被叶片吸收并在叶片内移动），蒸馏水，棉签，检测放射性强度的设备等。实验步骤：第一步：取生长状况相同的萝卜成熟叶片若干，在叶片左半叶某一部位涂抹含14C标记氨基酸的溶液（如获至宝图所示）。第二步：实验结果：[解析]：这是属于典型的实验设计题目，题干中的信息对于解题目非常关键，考查学生设计简单实验的能力，学生要会寻找变量，设置对照。这个题目中的变量就是细胞分裂素，氨基酸等物质可以向细胞分裂素浓度高的地方移动，因此对照中的两组分别为：一组为适宜浓度的细胞分裂素溶液，另一组为蒸馏水，一段时间后，再用设备检测放射性的高低，这样就可验证这一假设。形成实验步骤的思路：分组、对照、检测。由于是验证性的实验，结论是唯一的。答案：实验步骤：第二步：将叶片均分为两组，编号。第三步：在a组的叶片的右半部某一部位涂抹适宜浓度的细胞分裂素溶液，在b组相应部位涂抹等量的蒸馏水。第四步：在相同条件下放置一段时间后，检测a组的叶片涂抹细胞分裂素部位和b组涂抹蒸馏水部位的放射性强度。实验结果：a组的叶片涂抹细胞分裂素部位的放射性强度高于b组涂抹蒸馏水部位的放射性强度。【随堂练习】1．（07•广东）下列是动物细胞减数分裂各期的示意图，正确表示分裂过程顺序的是（）。A．③一⑥一④一①一②一⑤B．⑥一③一②一④一①一⑤C．⑨一⑥一④一②一①一⑤D．③一⑥一②一④一①一⑤2．黑蒙性痴呆是在北美犹太人中较常见的一种遗传病，为研究其发病率，应该（）。A．在人群中随机抽样调查并统计B．在患者家系中调查并计算发病率C．先确定其遗传方式，再计算发病率D．先调查该基因的频率，再计算出发病率3．（多选）心肌梗塞不是独立的疾病，而是冠心病最危险的并发病，冠心病是否遗传目前医学上还没有定论，但大量的临床资料表明，冠心病患者家族倾向是非常明显的，某校生物研究学习小组为了证明临床资料的可靠性以及想了解该病在人群中的发病率，正确的方法是（）。A．调查多个家族中多个成员，研究该病的家族倾向B．在每个家族中随机抽样调查一个，研究该病的家族倾向C．仅在患者家族中调查并计算该病在人群中的发病率D．在人群中随机抽样调查并计算该病在人群中的发病率4．为促进某种植物扦插枝条顺利生根，一技术员用几种不同浓度的吲哚丁酸（TBA、生长素类似物）溶液，处理插条基部，然后在沙床中培养，观察生根情况。从实验结果图来看，为促进枝条生根，在下列各项浓度值中，最好选用（）。A．3mg·mL－1B．6mg·mL－1C．9mg·mL－1D．4．5mg·mL－15．在开展高中生物研究性学习时，某校部分学生对高度近视的家系进行调查，调查结果如下表，请据表分析高度近视的遗传方式是（）。双亲性状调查的家庭个数子女总人数子女高度近视人数男女双亲均正常711973632母方高度近视，父方正常51435父方高度近视，母方正常41233双方高度近视41257总计842354747A．常染色体隐性遗传B．X染色体显性遗传C．常染色体显性遗传D．X染色体隐性遗传6．土壤动物能够促进农田生态系统物质循环并改良土壤结构，其类群组成和数量是评价农田生态环境的重要指标。下表是某农田使用两种肥料后4类土壤动物物种数和密度(个／m2)调查数据。动物类群样地跳虫类蜱螨类线蚓类线虫类物种数密度物种数密度物种数密度物种数密度有机肥田1016738304012019339化肥田479164l1832752根据表中数据可以得到的正确结论是（）。A．化肥田土壤动物的物种多样性减少，营养结构简单B．有机肥田的土壤动物数量大大增加，有机质减少C．化肥田土壤动物个体总数减少，但是生物多样性提高D．有机肥田的各类土壤动物密度总是大于化肥田7．（07广东佛山）青虾细胞的染色体数目多而且形态较小，为确定其染色体数目，需要制备染色体标本。科研人员挑选若干组数量相等、每个体重（5±0.2）g、活动力强、性成熟的青虾，分别向腹肌注射0.1mL质量分数不等的秋水仙素，对照组注射等量的生理盐水；24h后，取出心脏等6种器官组织，分别制成装片，通过观察和统计，得出结论。以下是该实验的部分结果，请据此回答问题。结果一：不同器官组织中处于分裂期细胞的比例（%）结果二：不同质量分数的秋水仙素处理后，处于有丝分裂中期细胞的比例和染色体形态秋水仙素质量分数01×10－32×10－33×10－34×10－35×10－36×10－3有丝分裂中期细胞(%)1.01.21.53.111.211.512.3染色体形态正常正常正常正常正常不正常不正常结果三：观察127个初级卵母细胞，出现不同四分体数目的细胞个数统计一个细胞的四分体数4849505152535455初级卵母细胞个数11171021032（1）上述6种器官组织中，观察细胞分裂的最佳材料是。注射秋水仙素的最佳质量分数是，判断依据是。（2）从统计的角度分析结果三，可以确定青虾体细胞的染色体数为__________条，判断的根据是___________________________________________。（3）制备青虾染色体标本过程