学科核心素养专训(十) 科学探究——实验结果的交流和讨论
1．(2024·湖南师大附中月考)为研究机械压力在豌豆幼苗出土时对上胚轴生长的影响，科研人员完成下列实验。
(1)在植物生长过程中，____________________________(答出2点即可)等环境因素参与调节植物的生长。对出土的豌豆幼苗而言，机械压力具有重要影响。
(2)科研人员将若干豌豆幼苗分为实验组和对照组，实验组施加机械压力，对照组不施加(如图1)，测定幼苗的乙烯产生量，实验结果如图2。
请结合图1，解释图2中20天后两条曲线变化趋势不同的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)科研人员进一步实验，给豌豆幼苗施加机械压力(分别覆盖厚度为60 mm、90 mm、120 mm的玻璃珠)或施用不同浓度乙烯处理(单位为ppm)，得到图3所示结果。
①由实验结果分析，______________________可导致豌豆上胚轴缩短变粗。
②综合上述结果，科研人员推测机械压力导致豌豆上胚轴缩短变粗依赖于乙烯，论证依据是___________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)由此可见，植物生长发育的调控是由________________________________共同完成的。
2．为研究苹果幼果期去果实后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有300个幼果的植株，去除不同比例幼果，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图1、图2。回答下列问题：
(1)本实验还需设置对照组，设置对照组的目的是___________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)实验中淀粉含量可用比色法(比色法是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法)进行测定，其原理是___________________________
_____________________________________________________________________；
叶片光合作用产生的蔗糖可以进入________，再通过韧皮部运输到植株各处。
(3)出现图1和图2实验结果的可能原因是_________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
3．(2024·河南郑州三模)葡萄籽原花青素提取物(GSPE)是从葡萄籽中分离出的多酚类混合物。某科研小组通过高脂饲喂结合腹腔注射链脲佐菌素(STZ)获得糖尿病模型小鼠，并利用不同浓度的GSPE进行了相关实验，实验结果如表所示。回答下列问题：
组别 剂量/ (mg·kg-1) 血糖/(mmol·L-1)
0 d 28 d 56 d
①正常 — 5.27 5.35 5.08
②模型 — 24.07 23.40 24.56
③格列本脲 250 20.80 19.49 17.50
④GSPE高 400 23.75 20.88 18.11
⑤GSPE中 200 22.83 22.27 19.34
⑥GSPE低 100 21.54 20.37 19.81
注：“—”为生理盐水，格列本脲为临床使用的降血糖药物。
(1)该实验的实验目的是________________________________________________，
该实验中可起空白对照作用的组别是________(填序号)。
(2)由实验结果可知，与正常组比较，模型组小鼠的空腹血糖明显升高，可能原因是高脂饲喂结合腹腔注射STZ后，破坏了小鼠的________细胞，使得其分泌的相关激素不足，降低了组织细胞__________________的速度。
(3)本实验结果表明，GSPE对糖尿病模型小鼠具有______________的作用，且该作用的大小与______________有关。
(4)研究发现，GSPE处理组小鼠胰腺组织出现好转，小鼠胰岛细胞数目逐渐增多，形态逐渐恢复。据实验结果推测，GSPE发挥作用的机制可能是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
4．(2024·辽宁鞍山模拟)高血压是常见的一种慢性病，下图为血压调节部分流程，肾素是一种蛋白水解酶，能催化血管紧张素原生成血管紧张素Ⅰ(AⅠ)，继而在血管紧张素转化酶作用下生成血管紧张素Ⅱ(AⅡ)。
(1)图示血压的调节方式是________________，图中直接导致血管收缩的信号分子有______________。在观看比赛时，人的血压往往会升高，此时图中的X神经最可能是____________(填“交感神经”或“副交感神经”)。
(2)醛固酮分泌过多导致血容量升高的机理是______________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)卡托普利是一种降压药，为验证其降压效果并初步研究其作用机制，设计了以下实验，请将表格中①②③处的操作补充完整。
实验步骤 实验操作
分组 将60只小鼠均分为甲、乙、丙3组，其中甲组为血压正常鼠，乙组为高血压模型鼠，丙组为①____________________ __________________________________________________
初次测定 对3组小鼠称量体重，并测量3组小鼠的②____________ __________________________________________________
实验处理 对甲组和乙组小鼠按40 mg/kg用生理盐水进行灌胃处理，持续四周；对丙组小鼠的处理是③_____________________ ____________________________________________________________________________________________________
再次测量 同初次测定的步骤
实验结果分析，血压：乙组>甲组≈丙组；AⅠ含量：丙组>乙组>甲组；AⅡ含量：乙组>甲组>丙组。
(4)上述实验结果说明卡托普利具有较好的降压效果，其作用机制可能是抑制__________________的活性，进而使AⅡ含量下降，导致醛固酮分泌量降低，使血容量下降，血管________，外周阻力减少，血压下降。
1 / 1学科核心素养专训(十) 科学探究——实验结果的交流和讨论
1．(2024·湖南师大附中月考)为研究机械压力在豌豆幼苗出土时对上胚轴生长的影响，科研人员完成下列实验。
(1)在植物生长过程中，____________________________(答出2点即可)等环境因素参与调节植物的生长。对出土的豌豆幼苗而言，机械压力具有重要影响。
(2)科研人员将若干豌豆幼苗分为实验组和对照组，实验组施加机械压力，对照组不施加(如图1)，测定幼苗的乙烯产生量，实验结果如图2。
请结合图1，解释图2中20天后两条曲线变化趋势不同的原因：_____________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)科研人员进一步实验，给豌豆幼苗施加机械压力(分别覆盖厚度为60 mm、90 mm、120 mm的玻璃珠)或施用不同浓度乙烯处理(单位为ppm)，得到图3所示结果。
①由实验结果分析，________________________可导致豌豆上胚轴缩短变粗。
②综合上述结果，科研人员推测机械压力导致豌豆上胚轴缩短变粗依赖于乙烯，论证依据是__________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)由此可见，植物生长发育的调控是由___________________________________共同完成的。
[解析] (1)在植物生长过程中，光、温度和重力等环境因素参与调节植物的生长发育。(2)造成图2中20天后两条曲线变化趋势的原因是20天后，实验组幼苗生长触及机械压力位置时，乙烯产生量明显增加，对照组没有机械压力，几乎无乙烯产生。(3)由实验结果分析，无论是施加机械压力还是施用乙烯都可导致豌豆上胚轴缩短变粗，故机械压力导致乙烯产生量增加，上胚轴缩短变粗。综合上述结果，科研人员推测机械压力导致豌豆上胚轴缩短变粗依赖于乙烯，论证依据是机械压力导致乙烯产生量增加、上胚轴缩短变粗；单独施用乙烯时，也可导致上胚轴缩短变粗。(4)激素调节只是植物生命活动调节的一部分，光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。植物生长发育的调控是由基因表达调控、激素调节和环境因素调节共同完成的。
[答案] (1)光、温度和重力 (2)20天后，实验组幼苗生长触及机械压力位置时，乙烯产生量明显增加，对照组没有机械压力，几乎无乙烯产生 (3)①机械压力导致乙烯产生量增加 ②单独施用乙烯时，也可导致上胚轴缩短变粗 (4)基因表达调控、激素调节和环境因素调节
2．为研究苹果幼果期去果实后对叶片光合作用的影响，研究者选取至少具有300个幼果的植株，去除不同比例幼果，3天后测定叶片的CO2固定速率以及蔗糖和淀粉含量。结果如图1、图2。回答下列问题：
(1)本实验还需设置对照组，设置对照组的目的是___________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)实验中淀粉含量可用比色法(比色法是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法)进行测定，其原理是___________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________；
叶片光合作用产生的蔗糖可以进入________，再通过韧皮部运输到植株各处。
(3)出现图1和图2实验结果的可能原因是_________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[解析] (1)对照实验应遵循单因子变量原则和等量原则，设置对照组的目的是排除去除幼果的百分率以外因素对实验结果的影响，保证实验结果是由去除幼果的百分率引起的。(2)比色法是通过比较或测量有色物质溶液颜色深度来确定待测组分含量的方法，淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比。叶片光合产物可通过植物韧皮部的筛管运输到根、茎、果实等部位。(3)分析图1可知，随着去除幼果的百分率的增加，CO2固定速率相对值下降，图2中随着去除幼果的百分率的增加，叶片干重逐渐增加，因此推测图1和图2实验结果的可能原因是去除幼果后，叶片光合产物输出量降低，导致其在叶片中积累，进而抑制叶片光合作用使其CO2固定速率下降。
[答案] (1)排除去除幼果的百分率以外因素对实验结果的影响，保证实验结果是由去除幼果的百分率引起的 (2)淀粉遇碘显蓝色，其颜色深浅与淀粉含量在一定范围内成正比 筛管 (3)去除幼果后，叶片光合产物输出量降低，导致其在叶片中积累，进而抑制叶片光合作用使其CO2固定速率下降
3．(2024·河南郑州三模)葡萄籽原花青素提取物(GSPE)是从葡萄籽中分离出的多酚类混合物。某科研小组通过高脂饲喂结合腹腔注射链脲佐菌素(STZ)获得糖尿病模型小鼠，并利用不同浓度的GSPE进行了相关实验，实验结果如表所示。回答下列问题：
组别 剂量/ (mg·kg-1) 血糖/(mmol·L-1)
0 d 28 d 56 d
①正常 — 5.27 5.35 5.08
②模型 — 24.07 23.40 24.56
③格列本脲 250 20.80 19.49 17.50
④GSPE高 400 23.75 20.88 18.11
⑤GSPE中 200 22.83 22.27 19.34
⑥GSPE低 100 21.54 20.37 19.81
注：“—”为生理盐水，格列本脲为临床使用的降血糖药物。
(1)该实验的实验目的是________________________________________________，
该实验中可起空白对照作用的组别是________(填序号)。
(2)由实验结果可知，与正常组比较，模型组小鼠的空腹血糖明显升高，可能原因是高脂饲喂结合腹腔注射STZ后，破坏了小鼠的________细胞，使得其分泌的相关激素不足，降低了组织细胞__________________的速度。
(3)本实验结果表明，GSPE对糖尿病模型小鼠具有______________的作用，且该作用的大小与______________有关。
(4)研究发现，GSPE处理组小鼠胰腺组织出现好转，小鼠胰岛细胞数目逐渐增多，形态逐渐恢复。据实验结果推测，GSPE发挥作用的机制可能是____________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[解析] (1)由实验的分组及结果可知，本实验的实验目的是研究GSPE对STZ诱导的糖尿病小鼠血糖的影响，该实验中可起空白对照作用的组别是①；(2)实验结果中，高脂饲喂结合腹腔注射STZ后，可能是破坏了小鼠的胰岛B细胞，使得其分泌的胰岛素不足，降低了组织细胞摄取、利用、储存葡萄糖的速度，因此，与正常组比较，模型组小鼠的空腹血糖明显升高。(3)与模型组相比，GSPE对STZ诱导的糖尿病小鼠具有降低血糖的作用，且降糖作用与 GSPE的浓度有关，一定范围内，给药剂量越大，56 d 时降糖效果越好。(4)由GSPE处理组小鼠胰腺组织出现好转，小鼠胰岛细胞数目逐渐增多，形态逐渐恢复，可推测GSPE发挥作用的机制可能是修复受损胰岛B细胞，提升胰岛素水平。
[答案] (1)研究(不同浓度的)GSPE对糖尿病模型小鼠血糖的影响 ① (2)胰岛B 摄取、利用、储存葡萄糖 (3)降低血糖 GSPE的浓度 (4)修复受损胰岛B细胞，提升胰岛素水平
4．(2024·辽宁鞍山模拟)高血压是常见的一种慢性病，下图为血压调节部分流程，肾素是一种蛋白水解酶，能催化血管紧张素原生成血管紧张素Ⅰ(AⅠ)，继而在血管紧张素转化酶作用下生成血管紧张素Ⅱ(AⅡ)。
(1)图示血压的调节方式是________________，图中直接导致血管收缩的信号分子有______________。在观看比赛时，人的血压往往会升高，此时图中的X神经最可能是____________(填“交感神经”或“副交感神经”)。
(2)醛固酮分泌过多导致血容量升高的机理是______________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)卡托普利是一种降压药，为验证其降压效果并初步研究其作用机制，设计了以下实验，请将表格中①②③处的操作补充完整。
实验步骤 实验操作
分组 将60只小鼠均分为甲、乙、丙3组，其中甲组为血压正常鼠，乙组为高血压模型鼠，丙组为①__________________ __________________________________________________
初次测定 对3组小鼠称量体重，并测量3组小鼠的②______________ __________________________________________________
实验处理 对甲组和乙组小鼠按40 mg/kg用生理盐水进行灌胃处理，持续四周；对丙组小鼠的处理是③____________________ ____________________________________________________________________________________________________
再次测量 同初次测定的步骤
实验结果分析，血压：乙组>甲组≈丙组；AⅠ含量：丙组>乙组>甲组；AⅡ含量：乙组>甲组>丙组。
(4)上述实验结果说明卡托普利具有较好的降压效果，其作用机制可能是抑制__________________的活性，进而使AⅡ含量下降，导致醛固酮分泌量降低，使血容量下降，血管________，外周阻力减少，血压下降。
[解析] (1)分析题图可知，血压的调节方式是神经调节和体液调节，直接导致血管收缩的信号分子有AⅡ和神经递质。当人体处于兴奋状态时，交感神经活动占据优势，心跳加快，支气管扩张，血压升高，所以在观看比赛时，人的血压往往会升高，此时图中的X神经最可能是交感神经。(2)醛固酮分泌过多，肾小管和集合管对Na＋的重吸收过强，进而血浆渗透压升高，吸收水增多，血容量增加。(3)本实验目的是验证卡托普利降压效果并初步研究其作用机制，自变量为是否使用卡托普利和是否为高血压鼠，根据对照实验的一般设计思路和原则，甲组为血压正常鼠，乙组为高血压模型鼠，丙组为高血压模型鼠。因为实验数据检测并比较的内容是血压、AⅠ、AⅡ的含量，所以需要初次测定三组小鼠的血压、AⅠ、AⅡ的含量。甲乙作为对照组按40 mg/kg用生理盐水对甲和乙组小鼠进行灌胃处理，持续四周，对丙组(实验组)小鼠按40 mg/kg用含卡托普利的生理盐水进行灌胃处理，持续四周。(4)由实验结果并结合题干信息可初步推测，卡托普利具有降血压作用，机理是卡托普利抑制了血管紧张素转化酶的活性，使AⅡ的含量降低，进而导致了醛固酮的分泌量降低，使血容量下降，血管舒张(或者血管收缩性下降)，外周阻力减少，血压下降。
[答案] (1)神经—体液调节(或“神经调节和体液调节”) AⅡ和神经递质 交感神经 (2)醛固酮分泌过多，肾小管和集合管对Na＋的重吸收过强，进而血浆渗透压升高，促进对水的重吸收，引起血容量增加 (3)①高血压模型鼠 ②血压、AⅠ含量、AⅡ含量 ③按40 mg/kg用含卡托普利的生理盐水进行灌胃处理，持续四周 (4)血管紧张素转化酶 舒张
(教师用书独具)
(2024·黑龙江哈尔滨模拟)赤霉素(GA)在调控水稻株高中起着重要作用，已知其受体为GID，作用机制如图1所示。在生产实践中，人们发现GRL基因对水稻株高存在影响，其作用机制尚不明确。某水稻GRL基因缺失突变体表现为株高和穗颈长度均高于野生型，易倒伏且穗颈易折断，从而造成水稻减产。为研究GRL基因表达产物的作用机制，某科研小组进行了相关实验研究。
实验一：通过检测发现，野生型和GRL基因缺失突变体的GA含量基本相同。
实验二：对野生型水稻幼苗施用适宜浓度GA后，检测结果显示该野生型水稻幼苗的GRL基因表达量变化与对照组一致。
实验三：利用基因编辑技术获得GID基因缺失突变体(严重矮化)和GRL基因缺失突变体(高茎)的纯合子，将二者杂交，F1表型正常，F1自交产生的F2中，株高正常植株∶高茎植株∶严重矮化植株＝9∶3∶4。
实验四：对野生型和GRL基因缺失突变体的GID基因和SLR基因的表达量进行检测，结果如图2所示。
请回答下列问题：
(1)实验一能得到的结论是______________________________________________
_____________________________________________________________________。
(2)实验二的对照组为__________________________________________________
_____________________________________________________________________。
在一定浓度范围内，激素受体基因的表达量会受相应激素浓度诱导而变化，从实验二的结果可推测_____________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)实验三的F2出现9∶3∶4的性状分离比，说明GID基因与GRL基因的位置关系为____________。若将F1与GID基因缺失突变体杂交，子代表型及比例为_____________________________________________________________________。
(4)结合图1和实验四的结果，可推测GRL基因表达产物的作用机制是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。
[解析] (1)分析图1可知，SLR基因表达产物与DNA结合，会抑制与茎生长相关基因的表达；赤霉素(GA)与其受体(GID)结合后，会促进SLR基因表达产物降解。某水稻GRL基因缺失突变体表现为株高和穗颈长度均高于野生型，野生型和GRL基因缺失突变体的GA含量基本相同，说明GRL基因表达产物不影响GA的合成和降解。(2)实验二的自变量为是否给水稻幼苗施用适宜浓度GA，因变量是检测水稻幼苗的GRL基因表达量，所以对照组为：对生长发育状况及数目与实验组相同的野生型水稻幼苗施用等量的蒸馏水。检测结果显示该野生型水稻幼苗的GRL基因表达量变化与对照组一致，据此可推测适宜浓度的GA对GRL基因表达没有影响。(3)在实验三中，F2的性状分离比是9∶3∶4，为“9∶3∶3∶1”的变式，说明GID基因与GRL基因分别位于两对同源染色体上，它们的遗传遵循自由组合定律。若GID基因及其缺失后分别用Y、y表示，GRL基因及其缺失后分别用T、t表示，则亲本GID基因缺失突变体(严重矮化)和GRL基因缺失突变体(高茎)的基因型分别为yyTT、YYtt，F1的基因型为YyTt。若将F1与GID基因缺失突变体杂交，子代表型及比例为株高正常植株(Y_T_)∶严重矮化植株(yyT_)＝1∶1。(4)图2显示的实验四的检测结果为，野生型和GRL基因缺失突变体中的GID基因的相对表达量几乎没有差异，但GRL基因缺失突变体中的SLR基因的相对表达量却明显低于野生型中的SLR基因的相对表达量，据此并结合图1信息可推测GRL基因表达产物的作用机制是GRL基因表达产物通过促进SLR基因表达来提高细胞内SLR基因表达产物的含量。
[答案] (1)GRL基因表达产物可能不影响GA的合成和降解 (2)对生长发育状况及数目与实验组相同的野生型水稻幼苗施用等量的蒸馏水 适宜浓度的GA对GRL基因表达没有影响 (3)分别位于两对同源染色体上 株高正常植株∶严重矮化植株＝1∶1 (4)GRL基因表达产物通过促进SLR基因表达来提高细胞内SLR基因表达产物的含量
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