Question

【题目】对下列生物学实验进行完善实验思路、结果预测或分析与讨论。

(1)有观点认为生长素能诱导细胞壁酸化，增大其可塑性从而使细胞伸长。为验证上述观点， 以豌豆种子萌发后的上胚轴切段为对象，使用 _____ (填“0.1 毫米刻度尺”、“配置显微测量仪的显微镜”)测量各组。当生长素浓度由低升至最适时，豌豆细胞中纤维素酶和果胶酶所处环境溶液 pH _____。假若用单侧光照射豌豆种子上胚轴尖端，结果向光 弯曲，则纤维素酶和果胶酶所处溶液 pH 向光侧比背光侧 _______。

(2)物质 P 能诱发心肌细胞凋亡，物质 Q 能改善心肌细胞的代谢功能。为研究物质 Q 对物质P诱发的心肌细胞凋亡的抑制效果，请完善实验分组，并分析讨论相关问题。

①实验分组 甲组:心肌细胞+适宜培养液+物质 Q; _____________________。

②分析与讨论:设置甲组实验的目的是 _______。与实验动物相比，采用离体心肌细胞为实验材料，可以避免实验动物的心脏活动受______的影响。

(3)图 1 表示离体的坐骨神经腓肠肌标本，坐骨神经上有等距离的 A、B、C 三点，图 2 表示 在坐骨神经细胞膜膜内外连接灵敏电流计示意图(左 A、右 C)。在 B 点施加适宜刺激，请预测实验结果：__________ (以坐标曲线图形式表示电位差与时间的关系)。

Answer 1

【答案】配置显微测量仪的显微镜 下降 高 乙组:心肌细胞+适宜培养液:丙组:心肌细胞+适宜培养液+物质 P 丁组:心肌细胞适宜培养液+物质 P+物质 Q ②验证物质 Q 能改善心肌细胞的代谢功能 神经-体液调节

【解析】

生长素促进细胞伸长生长的原理是诱导细胞壁酸化（即PH变小）。根据实验目的，结合实验设计的原则，拟定实验思路，完善实验步骤，分析实验结果。根据所学知识，结合题意，依次解答各个独立的小题。

(1)根据观点“生长素能诱导细胞壁酸化，增大其可塑性从而使细胞伸长”分析，当生长素浓度由低升至最适时，豌豆细胞中纤维素酶和果胶酶所处环境溶液pH下降，豌豆细胞伸长。由于细胞伸长有限度所以通常使用配置显微测量仪的显微镜进行测量。同理分析，用单侧光照射豌豆种子上胚轴尖端，结果向光弯曲，则推测背光侧细胞伸长生长快，向光侧细胞伸长生长慢，则纤维素酶和果胶酶所处溶液 pH 向光侧比背光侧高。

(2)根据实验目的：研究物质 Q 对物质P诱发的心肌细胞凋亡的抑制效果，结合实验设置的单一变量原则和对照性原则，实验应设置四组，思路如下：

甲组：心肌细胞+适宜培养液+物质 Q；乙组：心肌细胞+适宜培养液；丙组：心肌细胞+适宜培养液+物质 P；丁组：心肌细胞适宜培养液+物质 P+物质 Q。

实验中设置乙组是为了与其他各组进行对照；设置甲组实验的目的是验证物质Q能改善心肌细胞的代谢功能；设置丙组是为了验证物质 P 能诱发心肌细胞凋亡，真正的实验组是丁组。与实验动物相比，为了避免实验动物的心脏活动受自身神经-体液调节的影响，最好采用离体心肌细胞进行实验。

(3)在 B 点施加适宜刺激后，产生兴奋，由于AC距离B相等，所以当兴奋同时传到A、C点时，AC两点的膜内外同时发生电位逆转，进而出现A点膜外为负，C点膜内为正，此时坐骨神经细胞膜膜内外连接灵敏电流计指针向左偏转，当兴奋同时离开AC点时，AC两点膜外内的电位恢复原状，相当于起始的静息电位。所以灵敏电流计表现为起始的外正内负，之后出现外负内正，最后再恢复外正内负，如图所示。