Question

【題目】對(duì)下列生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完善實(shí)驗(yàn)思路、結(jié)果預(yù)測(cè)或分析與討論。

(1)有觀點(diǎn)認(rèn)為生長(zhǎng)素能誘導(dǎo)細(xì)胞壁酸化，增大其可塑性從而使細(xì)胞伸長(zhǎng)。為驗(yàn)證上述觀點(diǎn)， 以豌豆種子萌發(fā)后的上胚軸切段為對(duì)象，使用 _____ (填“0.1 毫米刻度尺”、“配置顯微測(cè)量?jī)x的顯微鏡”)測(cè)量各組。當(dāng)生長(zhǎng)素濃度由低升至最適時(shí)，豌豆細(xì)胞中纖維素酶和果膠酶所處環(huán)境溶液 pH _____。假若用單側(cè)光照射豌豆種子上胚軸尖端，結(jié)果向光 彎曲，則纖維素酶和果膠酶所處溶液 pH 向光側(cè)比背光側(cè) _______。

(2)物質(zhì) P 能誘發(fā)心肌細(xì)胞凋亡，物質(zhì) Q 能改善心肌細(xì)胞的代謝功能。為研究物質(zhì) Q 對(duì)物質(zhì)P誘發(fā)的心肌細(xì)胞凋亡的抑制效果，請(qǐng)完善實(shí)驗(yàn)分組，并分析討論相關(guān)問(wèn)題。

①實(shí)驗(yàn)分組 甲組:心肌細(xì)胞+適宜培養(yǎng)液+物質(zhì) Q; _____________________。

②分析與討論:設(shè)置甲組實(shí)驗(yàn)的目的是 _______。與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物相比，采用離體心肌細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料，可以避免實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的心臟活動(dòng)受______的影響。

(3)圖 1 表示離體的坐骨神經(jīng)腓腸肌標(biāo)本，坐骨神經(jīng)上有等距離的 A、B、C 三點(diǎn)，圖 2 表示 在坐骨神經(jīng)細(xì)胞膜膜內(nèi)外連接靈敏電流計(jì)示意圖(左 A、右 C)。在 B 點(diǎn)施加適宜刺激，請(qǐng)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：__________ (以坐標(biāo)曲線圖形式表示電位差與時(shí)間的關(guān)系)。

Answer 1

【答案】配置顯微測(cè)量?jī)x的顯微鏡 下降 高 乙組:心肌細(xì)胞+適宜培養(yǎng)液:丙組:心肌細(xì)胞+適宜培養(yǎng)液+物質(zhì) P 丁組:心肌細(xì)胞適宜培養(yǎng)液+物質(zhì) P+物質(zhì) Q ②驗(yàn)證物質(zhì) Q 能改善心肌細(xì)胞的代謝功能 神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)

【解析】

生長(zhǎng)素促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的原理是誘導(dǎo)細(xì)胞壁酸化（即PH變小）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則，擬定實(shí)驗(yàn)思路，完善實(shí)驗(yàn)步驟，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，結(jié)合題意，依次解答各個(gè)獨(dú)立的小題。

(1)根據(jù)觀點(diǎn)“生長(zhǎng)素能誘導(dǎo)細(xì)胞壁酸化，增大其可塑性從而使細(xì)胞伸長(zhǎng)”分析，當(dāng)生長(zhǎng)素濃度由低升至最適時(shí)，豌豆細(xì)胞中纖維素酶和果膠酶所處環(huán)境溶液pH下降，豌豆細(xì)胞伸長(zhǎng)。由于細(xì)胞伸長(zhǎng)有限度所以通常使用配置顯微測(cè)量?jī)x的顯微鏡進(jìn)行測(cè)量。同理分析，用單側(cè)光照射豌豆種子上胚軸尖端，結(jié)果向光彎曲，則推測(cè)背光側(cè)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)快，向光側(cè)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng)慢，則纖維素酶和果膠酶所處溶液 pH 向光側(cè)比背光側(cè)高。

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯课镔|(zhì) Q 對(duì)物質(zhì)P誘發(fā)的心肌細(xì)胞凋亡的抑制效果，結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)置的單一變量原則和對(duì)照性原則，實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)置四組，思路如下：

甲組：心肌細(xì)胞+適宜培養(yǎng)液+物質(zhì) Q；乙組：心肌細(xì)胞+適宜培養(yǎng)液；丙組：心肌細(xì)胞+適宜培養(yǎng)液+物質(zhì) P；丁組：心肌細(xì)胞適宜培養(yǎng)液+物質(zhì) P+物質(zhì) Q。

實(shí)驗(yàn)中設(shè)置乙組是為了與其他各組進(jìn)行對(duì)照；設(shè)置甲組實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證物質(zhì)Q能改善心肌細(xì)胞的代謝功能；設(shè)置丙組是為了驗(yàn)證物質(zhì) P 能誘發(fā)心肌細(xì)胞凋亡，真正的實(shí)驗(yàn)組是丁組。與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物相比，為了避免實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的心臟活動(dòng)受自身神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)的影響，最好采用離體心肌細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(3)在 B 點(diǎn)施加適宜刺激后，產(chǎn)生興奮，由于AC距離B相等，所以當(dāng)興奮同時(shí)傳到A、C點(diǎn)時(shí)，AC兩點(diǎn)的膜內(nèi)外同時(shí)發(fā)生電位逆轉(zhuǎn)，進(jìn)而出現(xiàn)A點(diǎn)膜外為負(fù)，C點(diǎn)膜內(nèi)為正，此時(shí)坐骨神經(jīng)細(xì)胞膜膜內(nèi)外連接靈敏電流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn)，當(dāng)興奮同時(shí)離開(kāi)AC點(diǎn)時(shí)，AC兩點(diǎn)膜外內(nèi)的電位恢復(fù)原狀，相當(dāng)于起始的靜息電位。所以靈敏電流計(jì)表現(xiàn)為起始的外正內(nèi)負(fù)，之后出現(xiàn)外負(fù)內(nèi)正，最后再恢復(fù)外正內(nèi)負(fù)，如圖所示。