3.情感态度与价值观:参与探究影响光合作用的因素的实验方案的设计与讨论,形成严谨的科学研究态度。
2.过程与方法:经历探究影响光合作用的因素的实验设计过程及小组内对实验设计方案的研讨过程,学习实验设计的原则和方法。
1.知识与技能:能设计探究影响光合作用因素的实验方案,理解并应用实验设计的基本原则和对实验变量进行控制的方法,学会设计记录实验数据的表格。
“探究影响光合作用的因素”为上海市二期课改教材《生命科学》(上海科学技术出版社,高中第一册)的学生实验4.4,按上海课标的“知识与技能”分类标准,该实验属 “实验C级”,是整套教材中唯一一个要求学生自行设计方案的学生实验,因此该教学内容是对学生进行探究能力培养的良好素材,但教材并未系统地介绍实验设计中应该遵循哪些原则。此前学生参与了“探究酶的催化特性”的实验过程,并了解了历史上科学家们对光合作用的一些研究思路,虽然没有系统掌握实验设计的原则,但对如何进行实验设计已有一些感性认识,所以我在课前让每位同学先凭自己的理解设计一份实验方案,在教学中以学生“原生态”的设计方案为案例,以学生在课堂上对具体案例进行分析时生成的问题为教学素材,通过对具体案例的分析,适时归纳出实验设计的基本思路和应该遵循的基本原则,在师生对典型案例进行共同分析的过程中,要求学生逐步确立修正自己实验方案的基本思路。
在学生对实验设计仅停留在感性认识的层面时,如何充分利用教学过程中派生出的教学资源(问题)是本节课面对的最大挑战。课前,我对学生的实验方案进行粗略批阅,借此进一步了解学生的基础,对学生容易出现的问题做到心中有数,以便在教学中加以解决。然后从学生的实验方案中收集典型案例(根据需要,从方案中截取具有典型问题的相应板块),并按实验设计中需要注意的不同事项进行归类,最后根据所选择的探究因素(光照强度、温度等)类型,将学生分为若干小组;课中,以学生设计的实验为案例,按照“明确实验目的→确定实验思路→设计实验方法(步骤)→设计结果记录、处理方式”的顺序依次进行分析和探讨,学生在这条粗线条的引导下,通过参与解决课堂中衍生出的问题,发现自己设计的方案中的缺陷,并逐步找到解决这些问题的思路。在同学们逐渐完善自己方案的过程中,师生一起对实验设计的基本思路和应该遵循的基本原则进行归纳;课后,同学对自己的方案进行修改,为第2课时实施自己的实验方案作好准备。
在“确定实验思路”这一教学环节中,我将变量类型、处理思路、方法或原则等教学内容按下图所示的框架逐级展示,以期突破教学难点。
31.Ⅰ(10分)不同细胞分泌物的分泌方式主要有两种。一种是分泌物形成后随即被排出细胞,这种分泌方式称连续分泌;另一种是分泌物形成后先在分泌颗粒中贮存一段时间,待相关“信号”刺激影响时再分泌到细胞外,这种分泌方式称不连续分泌。下图表示不同分泌蛋白合成和分泌的途径,请据图回答:
(1) 若该细胞为垂体细胞,那么引起促甲.状腺激素分泌的直接“信号”是 ,接受信号的结构是 (填名称),这种分泌方式属于 ;若该细胞为胰岛B细胞,则促进其合成与分泌的胰岛素的“信号”包括 。
(2) 用标记的亮氨酸注射到胰腺细胞中进行追踪实验,可发现分泌蛋白是按照②→③→④→⑤方向运输的,这体现了各种生物膜在功能上是
。
Ⅱ.(16分)利用纤维素解决能源问题的关键,是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案,并回答相关问题。
[实验目的] 比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。
[实验原理] 纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖,用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小;用呈色反应表示葡萄糖的生成量。
[实验材料] 三种微生物(A-C)培养物的纤维素酶提取液,提取液中酶浓度相同。
[实验步骤] (1) 取四支试管,分别编号。
(2) 在下表4列中某几列的适当位置,填写相应试剂的体积量,并按表内要求完成相关操作。
![]() 试剂(ml) |
1 |
2 |
3 |
4 |
蒸馏水 |
1.4 |
1.4 |
1.4 |
|
pH7.5的缓冲液 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
0.2 |
纤维素悬浮液 |
0.3 |
03 |
0.3 |
0.3 |
微生物A提取液 |
0.1 |
|
|
|
微生物B提取液 |
|
|
|
|
微生物C提取液 |
|
|
0.1 |
|
总体积 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
2.0 |
(3) 将上述四支试管放入37℃的水浴,保温l小时。
(4) 在上述四支试管中分别加入等量 试剂,摇匀后,进行 处理。
(5) 观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色深浅。
[实验结果]
|
微生物A提取物 |
微生物B提取物 |
微生物C提取物 |
颜色深浅程度 |
![]() |
![]() ![]() ![]() |
![]() ![]() |
[分析讨论]
(1) 该实验中的对照组是 号试管。
(2) 实验组试管均呈现的颜色是 ,但深浅不同。
(3) 上述结果表明:不同来源的纤维素酶,虽然酶浓度相同,但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异,其可能原因是不同酶本身的 。
(4)你认为上述三种微生物中,最具有应用开发价值的是微生物 。
30.(16分)今年3月底至4月中旬,墨西哥、美国等地接连暴发A型流感病毒疫情。4月30日,世界卫生组织、联合国粮农组织和世界动物卫生组织,一致同意使用A(H1N1)型流感指代当前疫情,而不再使用“猪流感”一词,中国则将原来人感染猪流感改称为甲型HlNl流感。甲型HlNl流感症状表现与感冒类似,出现发烧、咳嗽、流鼻涕、疲劳、食欲不振等;通过打喷嚏、咳嗽和物理接触等方式传播;多为青壮年容易感染;在感染早期可以用药物达菲治疗,效果较好。根据以上材料回答下列问题:
(1) 如果实验需要对甲型HlNl流感病毒进行培养,则应该选择的培养基为 ( )
A.动物血清 B.无氮培养基 C.活鸡胚 D.含蛋白胨的培养基
(2) 甲型HlNl流感病毒的变异比噬菌体的变异速度 (快或慢)为什么?
。
(3)甲型HlNl流感病毒侵入人体后会大量复制,在复制过程中甲型HlNl流感病毒的蛋白质在
合成的,当病毒进入人体细胞后人体主要通过 免疫来起作用的。
(4)干扰素对病毒引起的疾病都有一定的疗效,现在主要是通过转基因酵母菌生产干扰素。其生产过程如下,请你补充以下相关内容。先从人的 淋巴细胞中取出干扰素基因转录形成的信使RNA,以该信使RNA为模板合成目的基因,然后用 来处理该目的基因和质粒,得到相同的黏性末端,在DNA连接酶的作用下使目的基因与质粒结合形成重组质粒。然后使目的基因转入到酵母菌体内并表达。可以通过检测酵母菌中是否有
的表达产物来判断目的基因是否成功导入酵母菌。
29.(15分)某研究性学习小组利用如下图所示简易装置来证明同温、同压下,相同浓度、相同体积但酸性不同的两种一元弱酸与足量镁带(设两条镁带完全相同)反应时,生成氢气的速率不同。
该实验的主要操作步骤如下:
① 配制浓度均为0.1 mol/L的HA、HB溶液;
② 分别量取l0.00 mL 0.1 mol/L的HA、HB溶液,然后加入到两支试管中;
③ 分别称取除去表面氧化膜的镁带,置于两个气球中,并将气球套于管口;
④ 同时拉伸气球,使镁带落于酸液中。反应起始时,甲中气球迅速鼓起,乙中气球缓慢鼓起。
请回答下列问题:
(1) 本实验中量取酸液的仪器是 。
(2) 反应结束时,两气球体积大小 (填“基本相同”、“甲中大”或“乙中大”)。
(3) 由④中现象可得出的结论是 。
(4) 若将l0.00 mL 0.1 mol/L的HA、HB溶液换成l0.00 mL pH=1的HA、HB溶液,然后重做上述实验,反应结束后,气球较大的是 (填“甲”或“乙”),其理由是
。
(5) 根据上述实验结论,判断含物质的量浓度均为0.1 mol/L的HA和HB混合溶液中离子浓度大小关系正确的是 。
A.
B.
C.
D.
28.(15分)已知铁在氧气中燃烧生成(既有+2价又有+3价),为了探究铁和硫反应产物中铁的化合价,某同学设计了如下图所示的实验过程:
请回答以下问题:
(1) 混合粉末A中S粉必须要过量,其原因是为了保证铁粉完全反应,从而避免
。
(2) 反应在“惰性气体环境中”进行的原因是
。
(3) 操作①是用烧热的玻璃棒点触混合粉末,反应即可持续进行,这说明了
。
(4) 操作②的作用是 。
(5) 操作③中稀硫酸煮沸的目的是 。
(6) 为探究产物中铁的价态,需要继续对D溶液进行实验,请写出操作④的具体操作、现象及结论:
。
27.(15分)A、B、C、D、E、F六种主族元素分布在三个不同的短周期,它们的原子序数依次增大,其中B与C为同一周期,A与D、C与F分别为同一主族,A、D两元素的原子核内的质子数之和是C、F两元素原子核内质子数之和的一半。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体,三种是固体。请回答下列问题:
(1)由A、C两元素可以组成X、Y两种化合物,X在一定条件下可以分解成Y,X的电子式为 ,其分子属于 (填“极性”或“非极性”)分子。
(2)E是非金属元素,但能表现出一些金属元素的性质,请写出单质E与NaOH溶液反应的离子方程式 。
(3)一定条件下,A的气体单质与B的气体单质以3:1的体积比充分反应生成6.8g W气体,可放出18.44 kJ热量,则该反应的热化学方程式为 。
(4)A的单质与C的单质在KOH溶液中可以形成原电池,如果M和N为惰性电极,在电池的M极通入A气体,N极通入C气体,则N极为 极(填“正”或“负”或“阴”或“阳”),其电极反应式为 。
(5)在10 L密闭容器中,通入2 mol 气体和3 mol C的单质气体,一定条件下反应后生成
气体,当反应达到平衡时,单质C的浓度为0.21
mol/L,此时混合气体的平均相对分子质量为
。
26.(15分)与
是两种重要的酸式盐。
(1)圆体溶于水显酸性,而
固体溶于水显碱性,请用离子方程式并配以必要的文字说明表示
固体溶于水显碱性的原因
。
(2)常温下把l mL 0.2 mol/L的溶液加水稀释成2 L溶液,此时溶液中由水电离产生的
为
。
(3)和
两溶液混合反应的离子方程式为
。
(4)向溶液中逐滴加入
溶液至呈中性,请写出发生的离子方程式
;在以上溶液中,继续滴加溶液,此时发生的离子方程式为
。
(5)若将等体积、等物质的量浓度的溶液和
溶液混合,反应的离子方程式为
。
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