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高中三年级生物

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    在我国很多地区的土壤和水体中分布着高浓度的有机污染物——三氯苯(TCB),为探究TCB对生物体的毒性效应,研究人员配制了5组培养液对金藻、角毛藻和扁藻3种单细胞微藻进行独立培养实验。4天后,检测三种微藻细胞数量和细胞中蛋白质的含量,结果如下所示。请回答下列问题。

    (1)由曲线可知,随水体中TCB浓度的增加,对金藻、角毛藻和扁藻的毒害作用______。受TCB影响最敏感的藻类是_________,它可作为监测环境中TCB污染程度的指示生物。
    (2)测定三种微藻细胞数目时,使用的实验器具包括:试管、滴管、吸水纸、盖玻片、显微镜和___________。若要测量微藻细胞中叶绿素的含量,需将叶绿素从细胞中提取出来,所用的试剂是________。
    (3)金藻、角毛藻是某些虾和贝类良好的饵料,下面为某海岛生态系统食物网:

    若人的食物有2/3来自农作物,其余来自虾和贝类,则一个人每增加600g体重,按传递效率为10%来计算,生产者要提供______g的食物。环保人员在岛上的土壤和周边海水中都检测到一定浓度的三氯苯,该物质会沿着________转移和积累,最终危害到人类健康。
    本题信息:2011年模拟题生物探究题难度较难 来源:姚瑶
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本试题 “在我国很多地区的土壤和水体中分布着高浓度的有机污染物——三氯苯(TCB),为探究TCB对生物体的毒性效应,研究人员配制了5组培养液对金藻、角毛藻和扁藻3种单细...” 主要考查您对

探究:培养液中酵母菌种群数量的变化

生态系统的能量流动

微生物的生长与利用

科学研究方法

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  • 探究:培养液中酵母菌种群数量的变化
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一、实验原理
(1)酵母菌可以用液体培养基来培养,培养液中的酵母菌种群的增长情况与培养液中的成分、空间、pH、温度等因素有关,我们可以根据培养液中的酵母菌数量和时间为坐标轴做曲线,从而掌握酵母菌种群数量的变化情况。
(2)利用血球计数板在显微镜下直接计数是一种常用的细胞计数法,这种方法可以直接测定样品中全部的细胞数目,所以一般用于单细胞微生物数量的测定,由于血球计数板上的计数室盖上盖玻片后的容积是一定的,所以可根据在显微镜下观察到的细胞数目来计算单位体积的细胞的总数目。
二、探究问题
培养液中酵母菌种群的数量是怎样随时间变化的?
三、作出假设:在有限的环境条件下,酵母菌种群的数量随时间呈什么型增长变化。
四、材料用具
酵母菌菌种,无菌马铃薯培养液或肉汤培养液,无菌水,试管,棉塞,恒温培养箱,显微镜,无菌滴管,无菌移液管,小烧杯或小试管,血球计数板(2mm×2mm)、纱布、滤纸、镊子、盖玻片等。五、探究思路
怎样进行酵母菌的计数。对一支试管中的培养液(可定为10ml)中的酵母菌逐个计数是非常困难的,可以采用抽样检测的方法: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,待酵母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。盖玻片下,培养液厚度为0.1mm,可算出10ml培养液中酵母菌总数的公式:2.5×104x(x为小方格内酵母菌数)
生态系统的能量流动:

1、概念生物系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,输入生态系统总能量是生产者固定的太阳能,传递沿食物链、食物网,散失通过呼吸作用以热能形式散失的。
2、过程:
(1)能量的输入

③输入生态系统的总能量:生产者固定的太阳能总量。
(2)能量的传递
①传递途径:食物链和食物网。
②传递形式:有机物中的化学能。
③传递过程:

(3)能量的转化

(4)能量的散失
①形式:热能,热能是能量流动的最后形式。


3、能量流动的特点
(1)单向流动
①食物链中,相邻营养级生物的捕食关系不可逆转,因此能量不能倒流,这是长期自然选择的结果。
②各营养级的能量总有一部分通过细胞呼吸以热能的形式散失,这些能量是无法再利用的。
(2)逐级递减
①每个营养级的生物总有一部分能量不能被下一营养级利用。
②各个营养级的生物都会因细胞呼吸消耗相当大的一部分能量,供自身利用和一热能形式散失。
③各营养级中的能量都要有一部分流入分解者。
4、能量传递效率能量在相邻两个营养级间的传递效率一般为10﹪~20﹪,即输入某一营养级的能量中,只有10﹪~20﹪的能量流到下一营养级。
计算方法为:

4、研究能量流动的意义:
(1)实现对能量的多级利用,提高能量的利用效率(如桑基鱼塘)
(2)合理地调整能量流动关系,使能量持续高效的流向对人类最有益的部分(如农作物除草、灭虫)

生态系统中能量流动的计算:

在解决有关能量传递的计算问题时,首先要确定相关的食物链,理清生物在营养级上的差别,能量传递效率为10%-20%,解题时注意题目中是否有“最多” “最少…至少”等特殊的字眼,从而碗定使用l0%或 20%来解题。
1.设食物链A→B→C→D,分情况讨论如下:
已知D营养级的能量为M,则至少需要A营养级的能量=M÷(20%)3;最多需要A营养级的能量 =M÷(10%)3
已知A营养级的能量为N,则D营养级获得的最多能量=N×(20%)3;D营养级获得的最少能量=N× (l0%)3。 2.如果是在食物网中,同一营养级同时从上一营养级多种生物获得能量,则按照各单独的食物链进行诗算后合并。
3.在食物网中分析如A→B→C→D确定生物量变 化的“最多”或“最少”时,还应遵循以下原则:
(1)食物链越短,最高营养级获得的能量越多;
(2)生物间的取食关系越简单,生态系统消耗的能量就越少,如已知D营养级的能量为M,计算至少需要 A营养级的能量时,应取最短食物链A→D,并以20% 的效率进行传递,即等于M÷20%;计算最多需要A营养级的能量时,应取最长的食物链A→B→C→D,并以 10%的效率进行传递,即等于M÷(10%)3
4.已知较低营养级生物的能量求解较高营养级生物的能量时,若求解“最多”值,则说明较低营养级的能量按“最高”效率传递;若求解“最(至)少”值,则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。具体规律如下:

表解生态系统三种金字塔的不同:

项目\类型 能量金字塔 数量金宇塔 生物量金字塔
形状
特点 正金字塔 一般呈正金字塔,有时呈倒金字塔 一般为正金字塔
象征含义 能量沿食物链流动过程中具有逐级递减的特性 生物个体数目在食物链中随营养级升高而逐级递减 生物量(现存生物有机物的总量)沿食物链流动逐级递减
每一阶含义 食物链中每一营养级生物所含能量的多少 每一营养级生物个体的数目 每一营养级生物的总生物量
异常分析 人工鱼塘中的生产者并不多,需要人工给鱼施加有机饲料,如图
成千上万只昆虫生活在一棵大树上时,该数量金字塔的塔形会发生变化,如图
浮游植物的个体小,寿命短,又不断被浮游动物吃掉,所以某一时间浮游植物的生物量会低于浮游动物,如图

易错点拨:

1、图解中的箭头由粗到细表示流如下一营养级的能量逐级递减;方块面积越来越小表示营养级的升高,储存在生物体内的能量越来越少。
2、每一营养级的能量来源及去向流入一个营养级的能量石指被这个营养级的生物所同化的全部能量。营养级的能量的来源与去路如下:
 
3、消费者产生的粪便不属于该营养级同化的能量,它属于上一营养级未被利用的部分。
4、动物同化的能量并不等于摄入的能量:动物同化的能量=动物摄入的能量-动物粪便中的能量。

知识拓展:

1、由于能量传递效率为10﹪~20﹪,传到第五营养级时,能量已经很少了,再往下传递不足以维持一个营养级,所以一条食物链中营养级一般不超过5个。
2、食物网中,能量传递效率是指某营养级流向各食物链下一营养级的总能量占该营养级比例。
如: 是指流向B、C的总能量占A的10﹪~20﹪。
3、根据能量流动的递减性原则,在建立与人类相关的食物链时,应尽量缩短食物链。
微生物的生长与利用:

1、微生物的营养:自养型和异养型微生物的碳源区别:自养型——CO2、碳酸盐;异养型——含碳有机物
2、调节酶活性的物质:调节酶活性的物质是酶所催化的化学反应的产物,可以是酶的直接催化反应产物,如谷氨酸对谷氨酸脱氢酶活性的调节;也可以是间接产物,入苏氨酸和赖氨酸对天冬氨酸激酶活性的调节。酶活性调节可以是一种产物也可以是两种产物共同起作用。
3、微生物的生长规律


知识点拨:

1、影响微生物生长的环境因素:温度、pH、氧等。
2、发酵工程的内容:菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和分离提纯。
3、发酵工程的应用:在医药工业上的应用:抗生素、维生素、动物激素、药用氨基酸、核苷酸等;在食品工业上的应用:啤酒、果酒和果醋,食品添加剂的生产;解决粮食的短缺问题:单细胞蛋白的培养。
4、生产用菌种的来源主要是:
①自然环境;
②收集菌株筛选;
③购置生产用菌种。
5、利用生物工程生产啤酒、果醋、酸奶、腐乳的常用菌种分别是酵母菌、醋酸菌、乳酸菌、毛霉。
科学研究方法:

1、假说——演绎法
①提出假设
②演绎就是推理
③实验验证假设和推理
④得出结论
2、同位素示踪法:同位素示踪法是利用放射性核素或稀有稳定核素作为示踪剂对研究对象进行标记的微量分析方法
3、科学的研究方法包括:归纳法、类比推理法、实验法和演绎法。
①归纳法:是从个别性知识,引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论。它把特性或关系归结到基于对特殊的代表(token)的有限观察的类型;或公式表达基于对反复再现的现象的模式(pattern)的有限观察的规律。
②类比推理法:类比推理这是科学研究中常用的方法之一。类比推理是根据两个或两类对象有部分属性相同,从而推出它们的其他属性也相同的推理。简称类推、类比。它是以关于两个事物某些属性相同的判断为前提,推出两个事物的其他属性相同的结论的推理。
③实验法:通过试验的论证得出所需数据,进行分析后得出结论。分为:化学物质的检测方法;实验结果的显示方法;实验条件的控制方法;实验中控制温度的方法
④演绎法:从普遍性结论或一般性事理推导出个别性结论的论证方法。演绎法得出的结论正确与否,有待于实践检验。它只能从逻辑上保证其结论的有效性,而不能从内容上确保其结论的真理性。也可以从逻辑思维,逆向思维和想象思维延伸到其结论该以反证明。
4、实验必须遵守的原则:
①设置对照原则:空白对照;条件对照;相互对照;自身对照。
②单一变量原则;
③平行重复原则
5、实验的特性:对照,统一性质。提出问题;设计方案;讨论结果;分析问题。分为科学实验;验证性实验;对照实验等。
知识拓展:

1、生物学的历史研究进展和相关实验的叙述。
(1)孟德尔的假说——演绎法叙述
①提出假设(如孟德尔根据亲本杂交实验,得到F1,Aa这对基因是独立的,在产生配子时相互分离。这里假设的是一对等位基因的情况);
②演绎就是推理(如果这个假说是正确的,这样F1会产生两种数量相等的配子,这样测交后代应该会产生两种数量相等的类型);
③最后实验验证假设和推理(测交实验验证,结果确实产生了两种数量相等的类型);
④最后得出结论(就是分离定律)
(2)遗传物质验证的三个实验:肺炎双球菌的转化实验;噬菌体侵染细菌的实验;烟草花叶病毒的重组实验
(3)酶发现过程中的实验:
①1777年,苏格兰医生史蒂文斯从胃里分离一种液体(胃液),并证明了食物的分解过程可以在体外进行。
②1834年,德国博物学家施旺把氯化汞加到胃液里,沉淀出一种白色粉末。除去粉末中的汞化合物,把剩下的粉末溶解,得到了一种浓度非常高的消化液,他把这粉末叫作“胃蛋白酶”(希腊语中的消化之意)。同时,两位法国化学家帕扬和佩索菲发现,麦芽提取物中有一种物质,能使淀粉变成糖,变化的速度超过了酸的作用,他们称这种物质为“淀粉酶制剂”(希腊语的“分离”)。科学家们把酵母细胞一类的活动体酵素和像胃蛋白酶一类的非活体酵素作了明确的区分。
③1878年,德国生理学家库恩提出把后者叫作“酶”。
④1897年,德国化学家毕希纳用砂粒研磨酵细胞,把所有的细胞全部研碎,并成功地提取出一种液体。他发现,这种液体依然能够像酵母细胞一样完成发酵任务。这个实验证明了活体酵素与非活体酵素的功能是一样的。因此,“酶”这个词现在适用于所有的酵素,而且是使生化反应的催化剂。由于这项发现,毕希纳获得了1907年诺贝尔化学奖
(4)生长素的发现实验:植物的向光生长和胚芽鞘实验
2、同位素示踪方法的应用,使人们可以从分子水平动态地观察生物体内或细胞内生理、生化过程,认识生命活动的物质基础。例如,用C、O等同位素研究光合作用,可以详细地阐明叶绿素如何利用二氧化碳和水,什么是从这些简单分子形成糖类等大分子的中间物,以及影响每步生物合成反应的条件等。
3、放射性同位素示踪技术,是分子生物学研究中的重要手段之一,对蛋白质生物合成的研究,从DNA复制、RNA转录到蛋白质翻译均起了很大的作用。最近邻序列分析法应用同位素示踪技术结合酶切理论和统计学理论,研究证实了DNA分子中碱基排列规律,在体外作合成DNA的实验:分四批进行,每批用一种不同的32P标记脱氧核苷三磷酸,32P标记在戊糖5'C的位置上,在完全条件下合成后,用特定的酶打开5'C-P键,使原碱基上通过戊糖5'C相连的32P移到最邻近的另一单核苷酸的3'C上。用最近邻序列分析法首次提出了DNA复制与RNA转录的分子生物学基础,从而建立了分子杂交技术,例如以噬体T2-DNA为模板制成[32P]RNA,取一定量T2-DNA和其它一些DNA加入此[32P]RNA中,经加热使DNA双链打开,并温育,用密度梯度离心或微孔膜分离出DNA-[32P]RNA复合体测其放射性,实验结果只有菌体T2的DNA能与该[32P]RNA形成放射性复合体。从而证明了RNA与DNA模板的碱基呈特殊配对的互补关系,用分子杂交技术还证实了从RNA到DNA的逆转录现象。
4、放射性同位素示踪技术对分子生物学的贡献还表现在:
a、对蛋白质合成过程中三个连续阶段,即肽链的起始、延伸和终止的研究;
b、核酸的分离和纯化;
c、核酸末端核苷酸分析,序列测定;
d、核酸结构与功能的关系;
e、RNA中的遗传信息如何通过核苷酸的排列顺序向蛋质中氨基酸传递的研究等等。
为了更好地应用放射性同位素示踪技术,除了有赖于示踪剂的高质量和核探测器的高灵敏度外,关键还在于有科学根据的设想和创造性的实验设计以及各种新技术的综合应用。

发现相似题
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