第七主题 生物学与社会 跨学科实践
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1.通过本主题学习,认识生物学与社会的关系,理解科学、技术、数学、工程学等学科的相互关系。 2.尝试运用多学科的知识和方法,通过设计和制作,解决现实问题或生产特定的产品,发展核心素养。 1.模型制作 2.植物栽培和动物饲养 3.发酵食品制作
类型一 模型制作
一 制作可调节的眼球成像模型,提出保护眼健康的方法
1.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,制作眼球的结构模型和成像模型。
2.模型可用于演示正常眼的成像,展示近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。
3.调查班级学生近视率,结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。
1.生物学兴趣小组同学利用生活材料做了眼球模型。下列叙述错误的是(D)
A.弹簧模拟的是睫状体,气球B模拟的是玻璃体
B.塑料壳模拟的是无色透明的角膜
C.近视的成因之一是气球A模拟的结构曲度过大
D.白色铁丝模拟有感光细胞的细胞膜,其上含有视觉感受器
2.“眼睛是心灵的窗户”,每年的6月6日为“全国爱眼日”。小华同学对眼球的成像过程产生了极大兴趣,于是就制作了一个可变焦的水透镜,利用实验室的光具座及配件来模拟人的眼球成像过程(如图)。
(1)可变焦水透镜上的注射器模拟的是眼球的睫状体,可变焦的水透镜模拟的是晶状体;有同学认为该模型可进一步完善,他在“F光源”和水透镜之间安装了一个废弃的显微镜光圈,当光源发强光时,应选择小光圈,模拟眼球对强光的适应性变化。
(2)光具座上的“F光源”模拟外界物体,模拟看近处的物体时,应将“F光源”向右移动,此时应推(填“推”“拉”或“不动”)注射器,才能在光屏上出现清晰物像(向内推注射器,水透镜曲度变大,向外拉则反之);当模拟近视眼球内部的结构特征时,光屏应向水透镜方向远离(填“靠近”或“远离”)。
(3)在光屏上呈现的物像是倒立的,但是我们实际上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视觉中枢的加工处理才能形成视觉。
(4)养成良好的用眼习惯能够有效预防近视, 你来提出一项预防近视的建议吧!读写姿势要正确,眼与书的距离保持33厘米;看书一小时后休息,要远眺几分钟;不要在直射强光下、光线暗的地方和走路时看书;还应做到认真做眼保健操和不在躺卧时看书等。
二 制作实验装置,模拟吸烟有害健康
1.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。
2.形成吸烟有害健康的观念,自觉拒绝吸烟。
3.学会用科学证据向公众宣讲吸烟有害健康。
3.下图一是某生物兴趣小组为了直观地认识吸烟对呼吸系统的影响,制作的一个模拟吸烟的模型:图二是从青少年开始吸烟的男性群体肺癌发病率的曲线。请回答:
(1)模型中,吸管模拟的是呼吸系统结构中的呼吸道,塑料瓶模拟的是呼吸系统的肺。
(2)实验过程中多次挤压瓶体后,发现面巾纸卷变成了黄色,这模拟的是呼吸道对空气的清洁作用,但这种作用是有限的;同时,多次用力挤压瓶体,将导致瓶内气压升高(填“升高”或“降低”),部分气体外排,但瓶中仍然残留大量烟雾,可模拟呼气过程并不能将肺内的有害气体全部排出,从而说明吸烟有害健康。
(3)根据图二分析,可以得出肺癌发病率的两个规律是:①年龄越大的人群,肺癌发病率越高(填“越低”或“越高”);②烟龄越长(戒烟越晚)的人群,肺癌发病率越高。
4.某兴趣小组想要探究呼吸道对空气的清洁功能,他们设计了以下模拟实验:
Ⅰ.把塑料瓶底部剪掉,将毛刷置于塑料瓶颈处,纱布用水浸湿罩在瓶子底部,用皮筋固定。
Ⅱ.设计4组不同处理,将碳粉放在塑料瓶口处;用吹风机最高挡对准瓶口,每组吹5秒(如图)。(注:实验人员做好安全防护)
Ⅲ.实验处理及结果如表:
组号 实验处理 实验结果
1 1药匙碳粉,有毛刷 纱布上有少量碳粉
2 1药匙碳粉,无毛刷 纱布上有碳粉,且比第1组多
3 1药匙碳粉,有毛刷(用水浸湿) 纱布上有少量碳粉,且比第1组少
4 3药匙碳粉,有毛刷(用水浸湿) 纱布上有大量碳粉
请根据以上描述,回答下列问题:
(1)在这个模拟实验中,碳粉模拟的是空气中的颗粒物,1、2组作为一组对照实验,探究了毛刷的作用,毛刷模拟了呼吸道中的纤毛(填结构)。
(2)该实验中浸湿毛刷的水模拟了呼吸道中分泌的黏液,上述实验中的1和3两组实验探究了其对空气的清洁作用。
(3)从第3、4组实验结果来看,当外界环境中颗粒物较多时,呼吸道的处理能力是有限的,因此在有沙尘或雾霾等不利天气外出时,要做好防护措施,如戴上防霾口罩。
三 设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶
1.根据水生生态系统的组成制作能维持较长时间的生态瓶。
2.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。
3.制作时运用“尺度、比例和数量”“稳定与变化”“系统与模型”等跨学科概念。
5.小华用玻璃瓶制作了一个生态瓶(如图)。下列相关叙述正确的是(C)
A.生态瓶中的微生物、水草、小鱼构成了一个完整的生态系统
B.瓶中存在食物链:塘泥→水草→小鱼
C.将装置放在适宜光照下,有利于维持生态瓶的稳定
D.将水和塘泥进行灭菌处理,有利于鱼存活较长时间
6.随着地球上人口增多,资源减少,人类开始了开辟新的生活空间的探索。继20世纪大型全封闭人工生态系统“生物圈Ⅱ号”的实验失败之后,21世纪又有人提出了“火星移民计划”,准备在火星上构建人工生态系统,并实现自给自足。作为中学生的我们,可以通过设计并制作密闭的生态瓶,体会如何构建新生活空间。
(1)制作生态瓶通常选择绿色植物作为生产者,用泥沙或土壤中的细菌和真菌作为分解者,所选动物与植物之间要具有捕食关系,从而使各种生物相互依存、相互制约。
(2)生态瓶制作完成后,应放置在有光的地方,并提供适宜的温度,使生态瓶内进行物质循环和能量流动,从而将各种成分联系成为一个统一的整体。
(3)生态瓶与人类想要开辟的大型新生活空间都属于人工生态系统,有着相同的组成和运行机制,因此通过生态瓶探索出的规律可应用于大型新生活空间的构建。但由于两者的“尺度”不同,构建时考虑的重点也不相同,如构建生态瓶会重点考虑如何维持瓶中食物链的稳定,而构建大型新生活空间则需考虑如何维持更为错综复杂的食物网的稳定,通过小小的生态瓶探索出的规律远远不能满足构建大型新生活空间的需要。
四 设计制作模型,模拟尿的形成过程
1.选择恰当材料,设计、制作模型,能直观地表征肾单位的结构与功能。
2.能通过分析发现制作中的不足,并不断改进制作方法和材料。
3.能分析生活中尿检结果异常时可能的病因。
7.学习了泌尿系统相关内容后,小秦同学利用橡皮管、漏斗、水、塑料颗粒、注射器等材料制作了模型(如图),安安同学在老师的指导下设计了肾单位模型评价表(表1)。请分析并回答问题:
表1
肾单位模型评价表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理,有创意,结构完整 结构完整 结构不完整,有1处以上缺失
指标二 能模拟肾小球的功能,效果明显 能模拟肾小球的功能,但效果不明显 不能模拟肾小球的功能
(1)安安同学根据评价表“指标一”将小秦的模型评为“优秀”,认为该模型能模拟肾单位的结构,形成的“尿液”将从部位③(填图甲中序号)中流出。
(2)小秦的模型中使用了大小相同的塑料颗粒模拟血液中的成分,这些塑料颗粒比部位①处的橡皮管上的小孔直径大,你根据“指标二”会将该模型评为待改进(填“优秀”“合格”或“待改进”)。
(3)小秦同学查阅资料得知某些药物成分对于泌尿系统健康有影响。肌酐是小分子代谢废物,肾小管对原尿中的肌酐基本没有重吸收作用,所以肌酐随尿液排出体外,使得血浆中肌酐含量降低,因此血浆中的肌酐含量是评价肾脏功能的重要指标之一。研究某药品中物质A对肾脏功能的影响,科研人员进行了相关实验,处理方式及实验结果如表2所示。
表2
组别 处理方式 血浆中肌酐相对含量/(μmol/L)
对照组 67.07
实验组 每天注射0.2 mL用生理盐水配制的物质A溶液 92.27
①研究者选取生长情况相同的小鼠若干只,随机分成2组。表中横线处的处理方式是:每天注射0.2 mL生理盐水。
②科研人员在一段时间后检测了小鼠血浆中的肌酐含量,结果如表2所示。实验组小鼠血浆中的肌酐含量明显高于对照组,可推测物质A对肾功能起抑制(填“促进”或“抑制”)作用。
五 模型制作综合
1.选择恰当材料,设计、制作模型,提高探究实践能力。
2.模型能直观表征相应的结构和功能。
3.恰当地运用生物学、物理、技术、工程等学科概念,及“结构与功能”“系统与模型”等跨学科概念。
8.某同学用橡皮管、球、漏斗、小磁条做了一个肾单位的模型,模型结构如图A,其中小磁条贴在漏斗下端的内部,且不影响所有小圆珠通过。图B表示球的内部,在球的水平面有个塑料隔板,隔板上有很多的小孔,小孔的直径为6 mm。同时准备了三种小圆珠若干,如图C。三种小圆珠从a小管处灌入实验装置,有关叙述错误的是(A)
A.b模拟的是肾小球
B.小玻璃圆珠模拟的是大分子蛋白质
C.小塑料圆珠最有可能模拟的是尿素
D.小磁条能将小铁圆珠吸附,该过程模拟的是尿的形成过程中的重吸收
9.模型构建是学习生物学的方法之一,它能够让复杂抽象的生物学知识简单化、直观化。如图是某同学利用气球等材料制作的几种生物模型。请回答下列问题。
(1)图1可以用来模拟鸟的呼吸,那么图中的小气球相当于气囊;大气球表面缠绕着红蓝细线,说明大气球模拟的器官能够进行气体交换。
(2)图2是植物气孔模型,图中气球相当于保卫细胞;当气孔张开时,植物的蒸腾作用增强(填“增强”或“减弱”),能够提高大气湿度,增加降雨,促进生物圈的水循环。
(3)图3可以用来模拟人的呼吸运动,此时图中模拟的是吸气过程,气球相当于肺。
10.同学们利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可调支架等制作了一台“水滴显微镜”(如图甲)。调节支架高度,适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离,可实现与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。
(1)水滴相当于光学显微镜结构中的物镜。
(2)上下调整支架的高度相当于调节图乙所示光学显微镜的②(填结构编号)。
(3)写出一种能改变“水滴显微镜”放大倍数的方法:更换不同放大倍数的放大镜(或“更换水滴” “调节标本、水滴和放大镜三者之间的距离”等)。
类型二 植物栽培和动物饲养
一 探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件
1.根据植物生长发育所需的环境条件,选择适宜的土壤,栽培一种植物,定期浇水,适时施肥、松土。
2.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、开花结果时间和数量等信息。
1.(2025 江西学业考)某班同学围绕大豆开展了综合实践活动。回答下列问题。
(1)同学们查阅资料发现,现在广泛栽培的大豆由野生大豆驯化而来。野生大豆具有繁殖能力强、抗病等适应环境的优良性状,这些性状的出现是长期自然选择的结果。
(2)有同学栽培大豆,记录观察笔记如图1所示。结构①为根瘤,其中有与豆科植物共生的根瘤菌。这种细菌将空气中的氮转化成含氮物质,促进大豆枝繁叶茂,从而提高图1中生理过程c(填字母)的效率,使大豆增产。
(3)有同学利用大豆种子制作多种豆制品。制成的豆浆、豆腐中的营养物质主要来自图1大豆种子结构中的⑤(填序号)。
(4)有同学为更好地培育豆芽,自制了图2所示的豆芽机。图中的温控装置能为大豆种子的萌发提供适宜的温度;沥水孔能避免淋水系统带来的浸没种子问题,保证大豆种子的呼吸作用正常进行。
二 探究植物无土栽培条件的控制
1.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。
2.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、开花结果时间和数量等信息。
2.(2024 福建学业考) 用营养液对植物进行无土栽培已成为家庭种植新时尚。乐乐尝试用绿豆种子萌发得到的幼苗进行无土栽培。
(1)绿豆幼苗是由种子中的胚发育而来的,乐乐观察到绿豆种子萌发时最先突破种皮的是胚根。
(2)无土栽培过程中容易出现“烂根”现象,是什么原因导致“烂根” 乐乐设计了如图装置,他作出的假设是“烂根”是根部氧供应不足引起的。该装置中的营养液可为植物的生长提供水、无机盐等。
(3)装置中绿豆幼苗栽培过密会导致枝叶相互遮挡,因此栽培时应做到合理密植,以充分利用光能,提高产量。
三 探究影响扦插植物成活的生物因素和非生物因素
1.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和扦插培养基,按照扦插的技术要领和操作规范进行扦插繁殖。
2.定期观察、记录和交流扦插枝条的生长发育情况。
3.(2024 河南学业考)Ⅰ.月季原产于中国,具有花期长、花色丰富等优点,可通过嫁接、扦插等方法繁殖,是一种观赏效果较好的园林植物。园艺师以无刺蔷薇作砧木,以大花品种月季为接穗,培育出树状月季,将其与大叶女贞等搭配,可形成“四季常青,三季有花”的景观效果。回答下列问题。
(1)嫁接时,要使接穗与砧木的形成层紧密结合,以确保成活。
(2)嫁接后,要适时进行施肥和松土。肥料为树状月季提供的主要营养物质是无机盐,松土可使植物的根得到充足的氧气,保证呼吸作用的正常进行。接穗成活后,新开的花能够保持大花品种月季(填“大花品种月季”或“无刺蔷薇”)的性状。
(3)对树状月季进行后期管理时,园艺师要剪除过密和过弱的枝条,使得更多的有机物通过筛管运输到花朵,从而增大花径,延长花期,提高观赏效果。
(4)春末夏初是树状月季蚜虫害的高发时期,可通过投放瓢虫进行防治。瓢虫和蚜虫之间存在捕食关系。
Ⅱ.某生物学兴趣小组以月季的枝条为扦插材料,探究不同品种和不同给光条件对扦插成活率的影响。实践过程如下。
①在温室大棚内,砌3个南北走向的插床,配制好相同且适宜的扦插基质。选取三个品种的月季,剪取长度为10 cm、带有3~4个芽的健壮枝条,修剪叶片,分别进行扦插,扦插深度为5~7 cm,行距和株距均为20 cm,如图甲所示。
②设置不同的给光条件,每个插床一半进行全光照(不遮阴),一半进行半遮阴(用遮阴网遮阴,适时接受阳光照射)。
③每天观察温度、湿度情况,适时通风或补水,记录扦插枝条的生长情况,最终以扦插成活率为准。两种给光条件下不同品种月季的成活率如图乙所示。
回答下列问题。
(5)插床方向选择南北走向,且枝条保持一定的行距和株距,减少相互遮挡,可以使光照均匀,通风良好,利于扦插枝条成活。
(6)扦插前,对枝条的叶片进行修剪,可以降低枝条的蒸腾作用,减少水分的散失;扦插时,三个品种的扦插深度等条件保持一致,可以减小实验误差,提高实验结果的准确度。
(7)据图乙分析:三个品种中,品种B的成活率最高;两种给光条件中,半遮阴条件下成活率较高,其原因是该给光条件把光的直射变成散射(散射:光偏离原来方向而分散传播),既满足了叶片光合作用的需求,又能减少水分流失,防止嫩叶被晒焦。
四 饲养家蚕,收集我国养蚕的历史资料
1.根据家蚕的生活史、生活习性、食性、生活所需的环境条件等,利用生活中简单易得的材料设计并制作恰当的装置,饲养家蚕。
2.观察和记录家蚕的生长发育过程,收集我国养蚕的历史资料。
4.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)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。
(3)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。
5.我国是世界上最早养蚕、缫丝、织绸的国家。古代希腊人、罗马人称我国为“塞里斯”,意为“丝国”。 在古代,我国劳动人民就把养蚕技术传播到了丝绸之路的沿线国家。小强在学习了昆虫的生殖和发育相关知识后,产生了探究的兴趣,便买回20只家蚕幼虫,进行饲养、观察与实验。
(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,乙组用等量的青菜叶饲养,每天清洗纸盒。
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:青菜叶不能用来饲养家蚕。
(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,他又进一步做了探究实验:选取20粒蚕卵等分成甲、乙两组,甲组放置在10 ℃的环境中,乙组放置在23 ℃的环境中(其他条件相同且适宜)。10天后,观察两组蚕卵的孵化情况。
①小强此实验探究的是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):甲组蚕卵死亡(或不能孵化成幼虫),乙组蚕卵孵化成幼虫(或家蚕)。
③小强在探究实验的过程中选用20只家蚕而不用2只做实验,是为了避免偶然性。实验中对家蚕数量进行等分、放置在相同且适宜的环境中饲养的目的是控制单一变量。
五 制作水族箱,饲养热带鱼
1.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。
2.观察并记录热带鱼的生长、发育和繁殖过程。
6.(2024 安徽学业考)生物兴趣小组制作的水族箱里有“虎皮”热带鱼、黑壳虾、黄头侧颈龟、水草和岩石等,它们构成了漂亮的水景。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。下列分析错误的是(A)
A.安装光照灯仅由于热带鱼的生存需要光照
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.安装过滤器可去除水体中的杂质以保持干净
7.小明喜欢养热带鱼,但养的热带鱼死亡率比较高。(甲)小明认为热带鱼的死亡可能和温度有关;(乙)于是,他准备了两组热带鱼,一组放在鱼缸里,保持30 ℃的恒温状态,另一组放在盛有自来水的自然状态下的鱼缸里;(丙)过了一周后,放在自然状态下的鱼缸里的鱼死亡率高。
(1)上文(甲)应属于科学探究的哪一步
答:作出假设。
(2)步骤(乙)采用的是科学探究活动中常用的对照实验。
(3)当实验结果不符合假设时,说明假设错误(填“正确”或“错误”)。
(4)科学探究的方法很多,请列举两个:观察法、调查法。
类型三 发酵食品制作
一 收集当地酵母菌种,比较发酵效果
1.根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和面包。
2.比较不同酵母菌种的发酵效果。
1.在学习了细菌、真菌的相关知识后,学校利用五一劳动节假期开展了发酵美食制作实践活动。小明尝试利用天然酵母菌制作馒头,请根据具体实践过程回答问题:
(1)筛选菌种:将葡萄和番茄果实表面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,据结果分析,小明应选择用葡萄表面的酵母菌来发面,原因是这种酵母菌分解有机物的能力更强。
(2)和面发酵:向面团中加入酵母菌的过程相当于培养细菌、真菌中的接种步骤。
(3)上锅蒸制:将发酵好的面团做成馒头,上锅蒸制约20分钟。出锅的馒头松软多孔,是因为酵母菌分解有机物,产生二氧化碳气体遇热膨胀。
(4)品鉴反思:小明邀请同学们品尝他的劳动成果,并进行评价,结果如下表:
温度/℃ 感官评价
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
想获得馒头松软度、风味和外观的最优状态,由上表得出酵母菌的最佳发酵温度是28℃。
(5)优化创新:有了这次成功的经验,小明决定尝试制作彩色馒头。他用紫薯、胡萝卜和红心火龙果榨汁作为天然色素,这些色素来自植物细胞的液泡(填结构名称)。
(6)知识拓展:除馒头、面包外,请你再举出两种利用细菌或真菌制作的发酵食品:泡菜、葡萄酒(合理即可)。
二 设计简单装置,制作酸奶
1.根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状态不同等相关概念,以牛奶、乳酸菌为材料,选择恰当的容器,按照发酵技术的操作规范和程序制作酸奶。
2.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。
2.(2024 烟台学业考)乳酸菌能将葡萄糖进行发酵产生乳酸。自巴斯德发现乳酸菌后,人们对它的研究和利用从未停止。
(1)酸奶酸甜可口、营养丰富,是人们喜爱的食品。小刚利用家里的酸奶机制作了酸奶,步骤如下:
①将1 000 mL纯牛奶倒入奶锅,煮至沸腾。煮沸的目的是高温杀菌。
②待牛奶放凉后加入适量酸奶,用筷子搅拌至充分混合。这相当于细菌培养过程中的接种,煮沸的牛奶放凉的原因是为了给乳酸菌生长、繁殖、发酵产生乳酸提供适宜的温度。
③将混合物倒入玻璃瓶并盖好盖子,置于酸奶机8~10小时取出,放凉或冷藏后食用。盖盖子的原因是乳酸菌要在无氧的条件下才能发酵产生乳酸。
(2)小刚在超市的酸奶包装袋上看到“若发生胀袋或破损,请勿食用”的提示。酸奶胀袋大多是酵母菌发酵产生二氧化碳造成的。酵母菌在结构上与乳酸菌的主要区别是酵母菌有成形的细胞核。
(3)乳酸菌除了产生乳酸,还会产生乳酸菌素。研究人员选取了植物乳杆菌SN4和粪肠球菌CN4,两种乳酸菌产生的乳酸菌素分别是BSN4和BCN4,测定两种乳酸菌素对金黄色葡萄球菌的抑菌效果(如图。注:抑菌圈代表抑菌效果,直径越大,抑菌效果越好)。分析曲线得出结论:①两种乳酸菌素对金黄色葡萄球菌的抑菌效果在一定时间内呈上升趋势,然后平缓下降,幅度很小,②BSN4比BCN4对金黄色葡萄球菌的抑菌效果好。
研究还发现,与抗生素相比,乳酸菌素进入消化道时可被降解而不会有残留。因此,BSN4和BCN4作为抗生素替代品具有较大的潜力和深入研究的价值。
3.(2024 临沂学业考)在食品发酵跨学科实践活动中,如何自制甜美的饮品,是同学们最喜欢的实践活动。在自主报名的基础上,老师将学生分成三个项目组:酸奶项目组、米酒项目组、葡萄酒项目组。根据所学知识回答问题。
(1)项目实施:
①项目原理。各项目组使用的菌种均在无氧条件下,将葡萄糖分解产生乳酸或酒精,酸奶项目组使用的菌种区别于其他两组菌种的生殖方式是分裂生殖。
②制作流程及分析。
A.制作培养基,三个项目组分别使用牛奶、糯米和葡萄作为培养基材料。
B.各项目组对设计的装置进行高温消毒并冷却。
C.三个项目组各自将牛奶煮沸后冷却、糯米蒸熟后冷却、洗净晾干的葡萄榨成汁液后,分别放入甲、乙、丙装置内。
D.甲装置加入适量酸奶并均匀搅拌;乙装置将糯米与酒曲均匀搅拌、压实,中间挖一个凹坑;丙装置加入酵母菌并均匀搅拌。
E.按照图示方式密封后,均放置在30 ℃恒温箱中。
流程分析:A步骤的目的是为细菌和真菌生长、繁殖提供营养物质;
D步骤乙装置挖凹坑的目的是为酵母菌的生长和繁殖提供充足的氧气;
E步骤将装置均置于30 ℃的恒温箱中,原因是细菌和真菌的生长、繁殖需要适宜的温度。
③结果及分析。(略)
(2)反思与总结:
①酸奶的制作可使用市售的酸奶替代乳酸菌,更方便,味道更好;
②乙、丙装置设置橡皮管排气口,可及时排出产生的气体,并方便检测气体成分,检测的方式和现象是通入澄清石灰水,澄清的石灰水变浑浊。
三 制作泡菜,探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素
1.根据乳酸菌的分布、代谢所需的环境条件、营养来源、产物等相关知识,选择或设计便于消毒和密封的恰当容器,依据个人对食品的喜好选择相应的蔬菜和配料,按照发酵技术的操作规范和程序制作泡菜。
2.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。
4.(2023·滨州学业考)通过乳酸发酵制作的东北酸菜酸爽可口,深受人们喜爱。根据有关规定,亚硝酸盐的残留量在酱腌菜中不能超过20毫克/千克。在制作酸菜的一个月内,小明同学每天取样榨汁,测量其中的亚硝酸盐含量绘制成如图。相关说法正确的是(A)
A.腌制酸菜的容器要洗净并用水煮沸消毒
B.为加快发酵速度,腌制过程中要经常开盖搅拌
C.酸菜腌制过程中要放入冰箱冷藏以提供适宜温度
D.读图可知,小明腌制的酸菜第8~14天营养价值最高
5.泡菜是一种经过微生物发酵制作的食品,泡菜中的亚硝酸盐含量是检验泡菜质量的关键指标之一。人体摄入亚硝酸盐过量时,会引起中毒甚至死亡。如图是某兴趣小组探究“不同初始浓度盐水对泡菜发酵过程中亚硝酸盐的含量随时间变化”得到的数据(发酵温度:15 ℃)。请分析作答:
(1)制作泡菜所利用的微生物主要是乳酸菌。
(2)该实验的变量是盐水浓度,据图分析可知,前5天泡菜腌制过程中亚硝酸盐的含量呈 先上升后下降的变化趋势。
(3)该实验可以说明,用10%浓度的盐水腌制的泡菜在第7天后产生的亚硝酸盐含量较低。
(4)某餐馆泡菜师傅经过多次尝试,认为腌制3天的泡菜既入味又爽脆,长期为顾客免费提供,深受食客喜爱。请结合本实验谈谈你的看法:腌制3天时,虽然泡菜口感较好,但亚硝酸盐含量太高,不利于身体健康。(共69张PPT)
第七主题 生物学与社会 跨学科实践
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1.通过本主题学习,认识生物学与社会的关系,理解科学、技术、数学、工程学等学科的相互关系。
2.尝试运用多学科的知识和方法,通过设计和制作,解决现实问题或生产特定的产品,发展核心素养。 1.模型制作
2.植物栽培和动物饲养
3.发酵食品制作
类型一 模型制作
类型一 模型制作
一 制作可调节的眼球成像模型,提出保护眼健康的方法
1.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,制作眼球的结构模型和成像模型。
2.模型可用于演示正常眼的成像,展示近视眼、远视眼的成因以及矫正方法。
3.调查班级学生近视率,结合眼球结构和成像原理提出保护眼健康的方法。
1.生物学兴趣小组同学利用生活材料做了眼球模型。下列叙述错误的是( )
A.弹簧模拟的是睫状体,气球B模拟的是玻璃体
B.塑料壳模拟的是无色透明的角膜
C.近视的成因之一是气球A模拟的结构曲度过大
D.白色铁丝模拟有感光细胞的细胞膜,其上含有视觉感受器
D
2.“眼睛是心灵的窗户”,每年的6月6日为“全国爱眼日”。小华同学对眼球的成像过程产生了极大兴趣,于是就制作了一个可变焦的水透镜,利用实验室的光具座及配件来模拟人的眼球成像过程(如图)。
(1)可变焦水透镜上的注射器模拟的是眼球的睫状体,可变焦的水透镜模拟的是
_______;有同学认为该模型可进一步完善,他在“F光源”和水透镜之间安装了一
个废弃的显微镜光圈,当光源发强光时,应选择___光圈,模拟眼球对强光的适应
性变化。
(2)光具座上的“F光源”模拟外界物体,模拟看近处的物体时,应将“F光源”向右移
动,此时应___(填“推”“拉”或“不动”)注射器,才能在光屏上出现清晰物像(向内推
注射器,水透镜曲度变大,向外拉则反之);当模拟近视眼球内部的结构特征时,光
屏应向水透镜方向_____(填“靠近”或“远离”)。
晶状体
小
推
远离
(3)在光屏上呈现的物像是倒立的,但是我们实际上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___________________的加工处理才能
形成视觉。
(4)养成良好的用眼习惯能够有效预防近视, 你来提出一项预防近视的建议吧!
___________________________________________________________________
____________________________________________________________________
_________________。
大脑皮层的视觉中枢
读写姿势要正确,眼与书的距离保持33厘米;看书一小时后休息,要远眺几分钟;
不要在直射强光下、光线暗的地方和走路时看书;还应做到认真做眼保健操和
不在躺卧时看书等
二 制作实验装置,模拟吸烟有害健康
1.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。
2.形成吸烟有害健康的观念,自觉拒绝吸烟。
3.学会用科学证据向公众宣讲吸烟有害健康。
3.下图一是某生物兴趣小组为了直观地认识吸烟对呼吸系统的影响,制作的一个模拟吸烟的模型:图二是从青少年开始吸烟的男性群体肺癌发病率的曲线。请回答:
(1)模型中,吸管模拟的是呼吸系统结构中的_______,塑料瓶模拟的是呼吸系统
的___。
(2)实验过程中多次挤压瓶体后,发现面巾纸卷变成了黄色,这模拟的是呼吸道
对空气的_____作用,但这种作用是有限的;同时,多次用力挤压瓶体,将导致瓶内
气压_____(填“升高”或“降低”),部分气体外排,但瓶中仍然残留大量烟雾,可模拟
呼气过程并不能将肺内的有害气体全部排出,从而说明吸烟有害健康。
(3)根据图二分析,可以得出肺癌发病率的两个规律是:①年龄越大的人群,肺癌发
病率_____(填“越低”或“越高”);②_______________________________________。
呼吸道
肺
清洁
升高
越高
烟龄越长(戒烟越晚)的人群,肺癌发病率越高
4.某兴趣小组想要探究呼吸道对空气的清洁功能,他们设计了以下模拟实验:
Ⅰ.把塑料瓶底部剪掉,将毛刷置于塑料瓶颈处,纱布用水浸湿罩在瓶子底部,用皮筋固定。
Ⅱ.设计4组不同处理,将碳粉放在塑料瓶口处;用吹风机最高挡对准瓶口,每组吹5秒(如图)。(注:实验人员做好安全防护)
Ⅲ.实验处理及结果如表:
组号 实验处理 实验结果
1 1药匙碳粉,有毛刷 纱布上有少量碳粉
2 1药匙碳粉,无毛刷 纱布上有碳粉,且比第1组多
3 1药匙碳粉,有毛刷(用水浸湿) 纱布上有少量碳粉,且比第1组少
4 3药匙碳粉,有毛刷(用水浸湿) 纱布上有大量碳粉
请根据以上描述,回答下列问题:
(1)在这个模拟实验中,碳粉模拟的是空气中的颗粒物,1、2组作为一组_____实验,
探究了毛刷的作用,毛刷模拟了呼吸道中的_____(填结构)。
(2)该实验中浸湿毛刷的水模拟了呼吸道中分泌的_____,上述实验中的__和3两组
实验探究了其对空气的清洁作用。
(3)从第3、4组实验结果来看,当外界环境中颗粒物较多时,呼吸道的处理能力
是_____的,因此在有沙尘或雾霾等不利天气外出时,要做好防护措施,如_______
_______。
对照
纤毛
黏液
1
有限
戴上防
霾口罩
三 设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶
1.根据水生生态系统的组成制作能维持较长时间的生态瓶。
2.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。
3.制作时运用“尺度、比例和数量”“稳定与变化”“系统与模型”等跨学科概念。
5.小华用玻璃瓶制作了一个生态瓶(如图)。下列相关叙述正确的是( )
A.生态瓶中的微生物、水草、小鱼构成了一个完整的生态系统
B.瓶中存在食物链:塘泥→水草→小鱼
C.将装置放在适宜光照下,有利于维持生态瓶的稳定
D.将水和塘泥进行灭菌处理,有利于鱼存活较长时间
C
6.随着地球上人口增多,资源减少,人类开始了开辟新的生活空间的探索。继20
世纪大型全封闭人工生态系统“生物圈Ⅱ号”的实验失败之后,21世纪又有人提
出了“火星移民计划”,准备在火星上构建人工生态系统,并实现自给自足。作为
中学生的我们,可以通过设计并制作密闭的生态瓶,体会如何构建新生活空间。
(1)制作生态瓶通常选择绿色植物作为_______,用泥沙或土壤中的细菌和真菌作
为分解者,所选动物与植物之间要具有_____关系,从而使各种生物相互依存、相
互制约。
(2)生态瓶制作完成后,应放置在_____的地方,并提供适宜的温度,使生态瓶内进
行_____循环和_____流动,从而将各种成分联系成为一个统一的整体。
生产者
捕食
有光
物质
能量
(3)生态瓶与人类想要开辟的大型新生活空间都属于人工生态系统,有着相同的
_____和运行机制,因此通过生态瓶探索出的规律可应用于大型新生活空间的构
建。但由于两者的“尺度”不同,构建时考虑的重点也不相同,如构建生态瓶会重
点考虑如何维持瓶中食物链的稳定,而构建大型新生活空间则需考虑如何维持
更为错综复杂的_______的稳定,通过小小的生态瓶探索出的规律远远不能满足
构建大型新生活空间的需要。
组成
食物网
四 设计制作模型,模拟尿的形成过程
1.选择恰当材料,设计、制作模型,能直观地表征肾单位的结构与功能。
2.能通过分析发现制作中的不足,并不断改进制作方法和材料。
3.能分析生活中尿检结果异常时可能的病因。
7.学习了泌尿系统相关内容后,小秦同学利用橡皮管、漏斗、水、塑料颗粒、注射器等材料制作了模型(如图),安安同学在老师的指导下设计了肾单位模型评价表(表1)。请分析并回答问题:
表1
肾单位模型评价表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 设计合理,有创意,结构完整 结构完整 结构不完整,有1处以上缺失
指标二 能模拟肾小球的功能,效果明显 能模拟肾小球的功能,但效果不明显 不能模拟肾小球的功能
(1)安安同学根据评价表“指标一”将小秦的模型评为“优秀”,认为该模型能模拟
肾单位的结构,形成的“尿液”将从部位___(填图甲中序号)中流出。
(2)小秦的模型中使用了大小相同的塑料颗粒模拟血液中的成分,这些塑料颗粒
比部位①处的橡皮管上的小孔直径大,你根据“指标二”会将该模型评为_______
(填“优秀”“合格”或“待改进”)。
③
待改进
(3)小秦同学查阅资料得知某些药物成分对于泌尿系统健康有影响。肌酐是小
分子代谢废物,肾小管对原尿中的肌酐基本没有_______作用,所以肌酐随尿液排
出体外,使得血浆中肌酐含量_____,因此血浆中的肌酐含量是评价肾脏功能的重
要指标之一。研究某药品中物质A对肾脏功能的影响,科研人员进行了相关实
验,处理方式及实验结果如表2所示。
表2
组别 处理方式 血浆中肌酐相对含量/(μmol/L)
对照组 ___________________ 67.07
实验组 每天注射0.2 mL用生理盐水配制的物质A溶液 92.27
重吸收
降低
①研究者选取生长情况相同的小鼠若干只,随机分成2组。表中横线处的处理
方式是:_______________________。
②科研人员在一段时间后检测了小鼠血浆中的肌酐含量,结果如表2所示。实
验组小鼠血浆中的肌酐含量明显_____对照组,可推测物质A对肾功能起_____
(填“促进”或“抑制”)作用。
每天注射0.2 mL生理盐水
高于
抑制
五 模型制作综合
1.选择恰当材料,设计、制作模型,提高探究实践能力。
2.模型能直观表征相应的结构和功能。
3.恰当地运用生物学、物理、技术、工程等学科概念,及“结构与功能”“系统与模型”等跨学科概念。
8.某同学用橡皮管、球、漏斗、小磁条做了一个肾单位的模型,模型结构如图
A,其中小磁条贴在漏斗下端的内部,且不影响所有小圆珠通过。图B表示球的
内部,在球的水平面有个塑料隔板,隔板上有很多的小孔,小孔的直径为6 mm。
同时准备了三种小圆珠若干,如图C。三种小圆珠从a小管处灌入实验装置,有关
叙述错误的是( )
A
A.b模拟的是肾小球
B.小玻璃圆珠模拟的是大分子蛋白质
C.小塑料圆珠最有可能模拟的是尿素
D.小磁条能将小铁圆珠吸附,该过程模拟的是尿的形成过程中的重吸收
9.模型构建是学习生物学的方法之一,它能够让复杂抽象的生物学知识简单化、
直观化。如图是某同学利用气球等材料制作的几种生物模型。请回答下列问题。
(1)图1可以用来模拟鸟的呼吸,那么图中的小气球相当于_____;大气球表面缠绕
着红蓝细线,说明大气球模拟的器官能够进行_________。
(2)图2是植物气孔模型,图中气球相当于_________;当气孔张开时,植物的蒸腾作用
_____(填“增强”或“减弱”),能够提高大气湿度,增加降雨,促进生物圈的水循环。
(3)图3可以用来模拟人的呼吸运动,此时图中模拟的是_____过程,气球相当于___。
气囊
气体交换
保卫细胞
增强
吸气
肺
10.同学们利用水滴、放大镜、平面镜、透明玻璃杯和可调支架等制作了一台“水滴显微镜”(如图甲)。调节支架高度,适当调整标本、水滴和放大镜三者之间的距离,可实现与图乙所示光学显微镜相似的成像效果。
(1)水滴相当于光学显微镜结构中的___镜。
(2)上下调整支架的高度相当于调节图乙所示光学显微镜的___(填结构编号)。
(3)写出一种能改变“水滴显微镜”放大倍数的方法:_________________________
_______________________________________________________。
物
②
更换不同放大倍数的放大镜
(或“更换水滴” “调节标本、水滴和放大镜三者之间的距离”等)
类型二 植物栽培和动物饲养
一 探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件
1.根据植物生长发育所需的环境条件,选择适宜的土壤,栽培一种植物,定期浇水,适时施肥、松土。
2.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、开花结果时间和数量等信息。
类型二 植物栽培和动物饲养
1.(2025 江西学业考)某班同学围绕大豆开展了综合实践活动。回答下列问题。
(1)同学们查阅资料发现,现在广泛栽培的大豆由野生大豆驯化而来。野生大豆具
有繁殖能力强、抗病等适应环境的优良性状,这些性状的出现是长期_________
的结果。
(2)有同学栽培大豆,记录观察笔记如图1所示。结构①为根瘤,其中有与豆科植
物共生的_______。这种细菌将空气中的氮转化成含氮物质,促进大豆枝繁叶茂,
从而提高图1中生理过程__(填字母)的效率,使大豆增产。
自然选择
根瘤菌
c
(3)有同学利用大豆种子制作多种豆制品。制成的豆浆、豆腐中的营养物质主
要来自图1大豆种子结构中的___(填序号)。
(4)有同学为更好地培育豆芽,自制了图2所示的豆芽机。图中的温控装置能为
大豆种子的萌发提供___________;沥水孔能避免淋水系统带来的浸没种子问题,
保证大豆种子的_____作用正常进行。
⑤
适宜的温度
呼吸
二 探究植物无土栽培条件的控制
1.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。
2.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、开花结果时间和数量等信息。
2.(2024 福建学业考) 用营养液对植物进行无土栽培已成为家庭种植新时尚。乐乐尝试用绿豆种子萌发得到的幼苗进行无土栽培。
(1)绿豆幼苗是由种子中的___发育而来的,乐乐观察到绿豆种子萌发时最先突破
种皮的是_____。
胚
胚根
(2)无土栽培过程中容易出现“烂根”现象,是什么原因导致“烂根” 乐乐设计了如
图装置,他作出的假设是_____________________________。该装置中的营养液
可为植物的生长提供_____________。
(3)装置中绿豆幼苗栽培过密会导致枝叶相互遮挡,因此栽培时应做到_________,
以充分利用光能,提高产量。
“烂根”是根部氧供应不足引起的
水、无机盐等
合理密植
三 探究影响扦插植物成活的生物因素和非生物因素
1.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和扦插培养基,按照扦插的技术要领和操作规范进行扦插繁殖。
2.定期观察、记录和交流扦插枝条的生长发育情况。
3.(2024 河南学业考)Ⅰ.月季原产于中国,具有花期长、花色丰富等优点,可通过
嫁接、扦插等方法繁殖,是一种观赏效果较好的园林植物。园艺师以无刺蔷薇
作砧木,以大花品种月季为接穗,培育出树状月季,将其与大叶女贞等搭配,可形
成“四季常青,三季有花”的景观效果。回答下列问题。
(1)嫁接时,要使接穗与砧木的_______紧密结合,以确保成活。
(2)嫁接后,要适时进行施肥和松土。肥料为树状月季提供的主要营养物质是
_______,松土可使植物的根得到充足的_____,保证呼吸作用的正常进行。接穗成
活后,新开的花能够保持_____________(填“大花品种月季”或“无刺蔷薇”)的性状。
形成层
无机盐
氧气
大花品种月季
(3)对树状月季进行后期管理时,园艺师要剪除过密和过弱的枝条,使得更多的
_______通过筛管运输到花朵,从而增大花径,延长花期,提高观赏效果。
(4)春末夏初是树状月季蚜虫害的高发时期,可通过投放瓢虫进行防治。瓢虫和
蚜虫之间存在_____关系。
有机物
捕食
Ⅱ.某生物学兴趣小组以月季的枝条为扦插材料,探究不同品种和不同给光条件对扦插成活率的影响。实践过程如下。
①在温室大棚内,砌3个南北走向的插床,配制好相同且适宜的扦插基质。选取三个品种的月季,剪取长度为10 cm、带有3~4个芽的健壮枝条,修剪叶片,分别进行扦插,扦插深度为5~7 cm,行距和株距均为20 cm,如图甲所示。
②设置不同的给光条件,每个插床一半进行全光照(不遮阴),一半进行半遮阴(用遮阴网遮阴,适时接受阳光照射)。
③每天观察温度、湿度情况,适时通风或补水,记录扦插枝条的生长情况,最终以扦插成活率为准。两种给光条件下不同品种月季的成活率如图乙所示。
回答下列问题。
(5)插床方向选择南北走向,且枝条保持一定的行距和株距,减少相互遮挡,可以
使_____均匀,通风良好,利于扦插枝条成活。
(6)扦插前,对枝条的叶片进行修剪,可以降低枝条的_____作用,减少水分的散失;
扦插时,三个品种的扦插深度等条件保持一致,可以______________________
_____________。
(7)据图乙分析:三个品种中,品种__的成活率最高;两种给光条件中,_______条件下
成活率较高,其原因是该给光条件把光的直射变成散射(散射:光偏离原来方向而
分散传播),既满足了叶片_____作用的需求,又能减少水分流失,防止嫩叶被晒焦。
光照
蒸腾
减小实验误差,提高实验
结果的准确度
B
半遮阴
光合
四 饲养家蚕,收集我国养蚕的历史资料
1.根据家蚕的生活史、生活习性、食性、生活所需的环境条件等,利用生活中简单易得的材料设计并制作恰当的装置,饲养家蚕。
2.观察和记录家蚕的生长发育过程,收集我国养蚕的历史资料。
4.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_____。
外骨骼
昆虫
(2)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_____。
(3)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。
变异
基因
5.我国是世界上最早养蚕、缫丝、织绸的国家。古代希腊人、罗马人称我国为“塞里斯”,意为“丝国”。 在古代,我国劳动人民就把养蚕技术传播到了丝绸之路的沿线国家。小强在学习了昆虫的生殖和发育相关知识后,产生了探究的兴趣,便买回20只家蚕幼虫,进行饲养、观察与实验。
(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,每天清洗纸盒。
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:_______________________。
青菜叶
青菜叶不能用来饲养家蚕
(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,他又进一步做了探究实验:选取20粒蚕卵等分成甲、乙两组,甲组放置在10 ℃的环境中,乙组放置在23 ℃的环境中(其他条件相同且适宜)。10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__________________。
③小强在探究实验的过程中选用20只家蚕而不用2只做实验,是为了___________。
实验中对家蚕数量进行等分、放置在相同且适宜的环境中饲养的目的是_____
_________。
温度
死亡(或不能孵化成幼虫)
孵化成幼虫(或家蚕)
避免偶然性
控制
单一变量
五 制作水族箱,饲养热带鱼
1.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。
2.观察并记录热带鱼的生长、发育和繁殖过程。
6.(2024 安徽学业考)生物兴趣小组制作的水族箱里有“虎皮”热带鱼、黑壳虾、
黄头侧颈龟、水草和岩石等,它们构成了漂亮的水景。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
错误的是( )
A.安装光照灯仅由于热带鱼的生存需要光照
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.安装过滤器可去除水体中的杂质以保持干净
A
7.小明喜欢养热带鱼,但养的热带鱼死亡率比较高。(甲)小明认为热带鱼的死亡可能和温度有关;(乙)于是,他准备了两组热带鱼,一组放在鱼缸里,保持30 ℃的恒温状态,另一组放在盛有自来水的自然状态下的鱼缸里;(丙)过了一周后,放在自然状态下的鱼缸里的鱼死亡率高。
(1)上文(甲)应属于科学探究的哪一步
答:_________。
(2)步骤(乙)采用的是科学探究活动中常用的_____实验。
(3)当实验结果不符合假设时,说明假设_____(填“正确”或“错误”)。
(4)科学探究的方法很多,请列举两个:_______、_______。
作出假设
对照
错误
观察法
调查法
类型三 发酵食品制作
一 收集当地酵母菌种,比较发酵效果
1.根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和面包。
2.比较不同酵母菌种的发酵效果。
类型三 发酵食品制作
1.在学习了细菌、真菌的相关知识后,学校利用五一劳动节假期开展了发酵美食制作实践活动。小明尝试利用天然酵母菌制作馒头,请根据具体实践过程回答问题:
(1)筛选菌种:将葡萄和番茄果实表面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,据结果分析,小明应选择用_____表面的酵母菌来发面,
原因是这种酵母菌分解有机物的能力更强。
(2)和面发酵:向面团中加入酵母菌的过程相当于培养细菌、真菌中的_____步骤。
(3)上锅蒸制:将发酵好的面团做成馒头,上锅蒸制约20分钟。出锅的馒头松软
多孔,是因为酵母菌分解有机物,产生_________气体遇热膨胀。
葡萄
接种
二氧化碳
(4)品鉴反思:小明邀请同学们品尝他的劳动成果,并进行评价,结果如下表:
想获得馒头松软度、风味和外观的最优状态,由上表得出酵母菌的最佳发酵
温度是___℃。
温度/℃ 感官评价
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
28
(5)优化创新:有了这次成功的经验,小明决定尝试制作彩色馒头。他用紫薯、
胡萝卜和红心火龙果榨汁作为天然色素,这些色素来自植物细胞的_____(填结构
名称)。
(6)知识拓展:除馒头、面包外,请你再举出两种利用细菌或真菌制作的发酵食品:
______________________。
液泡
泡菜、葡萄酒(合理即可)
二 设计简单装置,制作酸奶
1.根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状态不同等相关概念,以牛奶、乳酸菌为材料,选择恰当的容器,按照发酵技术的操作规范和程序制作酸奶。
2.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。
2.(2024 烟台学业考)乳酸菌能将葡萄糖进行发酵产生乳酸。自巴斯德发现乳
酸菌后,人们对它的研究和利用从未停止。
(1)酸奶酸甜可口、营养丰富,是人们喜爱的食品。小刚利用家里的酸奶机制作
了酸奶,步骤如下:
①将1 000 mL纯牛奶倒入奶锅,煮至沸腾。煮沸的目的是_________。
②待牛奶放凉后加入适量酸奶,用筷子搅拌至充分混合。这相当于细菌培养过
程中的_____,煮沸的牛奶放凉的原因是___________________________________
_________________。
③将混合物倒入玻璃瓶并盖好盖子,置于酸奶机8~10小时取出,放凉或冷藏后食
用。盖盖子的原因是_______________________________________。
高温杀菌
接种
为了给乳酸菌生长、繁殖、发酵产生乳
酸提供适宜的温度
乳酸菌要在无氧的条件下才能发酵产生乳酸
(2)小刚在超市的酸奶包装袋上看到“若发生胀袋或破损,请勿食用”的提示。酸
奶胀袋大多是酵母菌发酵产生_________造成的。酵母菌在结构上与乳酸菌的
主要区别是_____________________。
(3)乳酸菌除了产生乳酸,还会产生乳酸菌素。研究人员选取了植物乳杆菌SN4
和粪肠球菌CN4,两种乳酸菌产生的乳酸菌素分别是BSN4和BCN4,测定两种乳
酸菌素对金黄色葡萄球菌的抑菌效果(如图。注:抑菌圈代表抑菌效果,直径越
大,抑菌效果越好)。分析曲线得出结论:①_______________________________
____________________________________________________,②_____________
_____________________________。
二氧化碳
酵母菌有成形的细胞核
两种乳酸菌素对金黄色葡萄球菌的
抑菌效果在一定时间内呈上升趋势,然后平缓下降,幅度很小
BSN4比BCN4
对金黄色葡萄球菌的抑菌效果好
研究还发现,与抗生素相比,乳酸菌素进入消化道时可被降解而不会有残留。因此,BSN4和BCN4作为抗生素替代品具有较大的潜力和深入研究的价值。
3.(2024 临沂学业考)在食品发酵跨学科实践活动中,如何自制甜美的饮品,是同学们最喜欢的实践活动。在自主报名的基础上,老师将学生分成三个项目组:酸奶项目组、米酒项目组、葡萄酒项目组。根据所学知识回答问题。
(1)项目实施:
①项目原理。各项目组使用的菌种均在_____条件下,将葡萄糖分解产生乳酸或
酒精,酸奶项目组使用的菌种区别于其他两组菌种的生殖方式是_________。
无氧
分裂生殖
②制作流程及分析。
A.制作培养基,三个项目组分别使用牛奶、糯米和葡萄作为培养基材料。
B.各项目组对设计的装置进行高温消毒并冷却。
C.三个项目组各自将牛奶煮沸后冷却、糯米蒸熟后冷却、洗净晾干的葡萄榨成汁液后,分别放入甲、乙、丙装置内。
D.甲装置加入适量酸奶并均匀搅拌;乙装置将糯米与酒曲均匀搅拌、压实,中间挖一个凹坑;丙装置加入酵母菌并均匀搅拌。
E.按照图示方式密封后,均放置在30 ℃恒温箱中。
流程分析:A步骤的目的是___________________________________;
D步骤乙装置挖凹坑的目的是___________________________________;
E步骤将装置均置于30 ℃的恒温箱中,原因是_____________________________
_________。
为细菌和真菌生长、繁殖提供营养物质
为酵母菌的生长和繁殖提供充足的氧气
细菌和真菌的生长、繁殖需要适
宜的温度
③结果及分析。(略)
(2)反思与总结:
①酸奶的制作可使用_____的酸奶替代乳酸菌,更方便,味道更好;
②乙、丙装置设置橡皮管排气口,可及时排出产生的气体,并方便检测气体
成分,检测的方式和现象是__________________________________。
市售
通入澄清石灰水,澄清的石灰水变浑浊
三 制作泡菜,探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素
1.根据乳酸菌的分布、代谢所需的环境条件、营养来源、产物等相关知识,选择或设计便于消毒和密封的恰当容器,依据个人对食品的喜好选择相应的蔬菜和配料,按照发酵技术的操作规范和程序制作泡菜。
2.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。
4.(2023·滨州学业考)通过乳酸发酵制作的东北酸菜酸爽可口,深受人们喜爱。
根据有关规定,亚硝酸盐的残留量在酱腌菜中不能超过20毫克/千克。在制作酸
菜的一个月内,小明同学每天取样榨汁,测量其中的亚硝酸盐含量绘制成如图。
相关说法正确的是( )
A.腌制酸菜的容器要洗净并用水煮沸消毒
B.为加快发酵速度,腌制过程中要经常开盖搅拌
C.酸菜腌制过程中要放入冰箱冷藏以提供适宜温度
D.读图可知,小明腌制的酸菜第8~14天营养价值最高
A
5.泡菜是一种经过微生物发酵制作的食品,泡菜中的亚硝酸盐含量是检验泡菜质量的关键指标之一。人体摄入亚硝酸盐过量时,会引起中毒甚至死亡。如图是某兴趣小组探究“不同初始浓度盐水对泡菜发酵过程中亚硝酸盐的含量随时间变化”得到的数据(发酵温度:15 ℃)。请分析作答:
(1)制作泡菜所利用的微生物主要是_______。
(2)该实验的变量是_________,据图分析可知,前5天泡菜腌制过程中亚硝酸盐的
含量呈 _____________的变化趋势。
(3)该实验可以说明,用________的盐水腌制的泡菜在第7天后产生的亚硝酸盐
含量较低。
(4)某餐馆泡菜师傅经过多次尝试,认为腌制3天的泡菜既入味又爽脆,长期为顾
客免费提供,深受食客喜爱。请结合本实验谈谈你的看法:___________________
__________________________________________。
乳酸菌
盐水浓度
先上升后下降
10%浓度
腌制3天时,虽然泡菜
口感较好,但亚硝酸盐含量太高,不利于身体健康
