Question

【題目】對下列生物學實驗進行完善實驗思路、結(jié)果預測或分析與討論。

(1)有觀點認為生長素能誘導細胞壁酸化，增大其可塑性從而使細胞伸長。為驗證上述觀點， 以豌豆種子萌發(fā)后的上胚軸切段為對象，使用 _____ (填“0.1 毫米刻度尺”、“配置顯微測量儀的顯微鏡”)測量各組。當生長素濃度由低升至最適時，豌豆細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)心肌細胞凋亡，物質(zhì) Q 能改善心肌細胞的代謝功能。為研究物質(zhì) Q 對物質(zhì)P誘發(fā)的心肌細胞凋亡的抑制效果，請完善實驗分組，并分析討論相關(guān)問題。

①實驗分組 甲組:心肌細胞+適宜培養(yǎng)液+物質(zhì) Q; _____________________。

②分析與討論:設置甲組實驗的目的是 _______。與實驗動物相比，采用離體心肌細胞為實驗材料，可以避免實驗動物的心臟活動受______的影響。

(3)圖 1 表示離體的坐骨神經(jīng)腓腸肌標本，坐骨神經(jīng)上有等距離的 A、B、C 三點，圖 2 表示 在坐骨神經(jīng)細胞膜膜內(nèi)外連接靈敏電流計示意圖(左 A、右 C)。在 B 點施加適宜刺激，請預測實驗結(jié)果：__________ (以坐標曲線圖形式表示電位差與時間的關(guān)系)。

Answer 1

【答案】配置顯微測量儀的顯微鏡 下降 高 乙組:心肌細胞+適宜培養(yǎng)液:丙組:心肌細胞+適宜培養(yǎng)液+物質(zhì) P 丁組:心肌細胞適宜培養(yǎng)液+物質(zhì) P+物質(zhì) Q ②驗證物質(zhì) Q 能改善心肌細胞的代謝功能 神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)

【解析】

生長素促進細胞伸長生長的原理是誘導細胞壁酸化（即PH變小）。根據(jù)實驗目的，結(jié)合實驗設計的原則，擬定實驗思路，完善實驗步驟，分析實驗結(jié)果。根據(jù)所學知識，結(jié)合題意，依次解答各個獨立的小題。

(1)根據(jù)觀點“生長素能誘導細胞壁酸化，增大其可塑性從而使細胞伸長”分析，當生長素濃度由低升至最適時，豌豆細胞中纖維素酶和果膠酶所處環(huán)境溶液pH下降，豌豆細胞伸長。由于細胞伸長有限度所以通常使用配置顯微測量儀的顯微鏡進行測量。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，則推測背光側(cè)細胞伸長生長快，向光側(cè)細胞伸長生長慢，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)實驗目的：研究物質(zhì) Q 對物質(zhì)P誘發(fā)的心肌細胞凋亡的抑制效果，結(jié)合實驗設置的單一變量原則和對照性原則，實驗應設置四組，思路如下：

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

實驗中設置乙組是為了與其他各組進行對照；設置甲組實驗的目的是驗證物質(zhì)Q能改善心肌細胞的代謝功能；設置丙組是為了驗證物質(zhì) P 能誘發(fā)心肌細胞凋亡，真正的實驗組是丁組。與實驗動物相比，為了避免實驗動物的心臟活動受自身神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)的影響，最好采用離體心肌細胞進行實驗。

(3)在 B 點施加適宜刺激后，產(chǎn)生興奮，由于AC距離B相等，所以當興奮同時傳到A、C點時，AC兩點的膜內(nèi)外同時發(fā)生電位逆轉(zhuǎn)，進而出現(xiàn)A點膜外為負，C點膜內(nèi)為正，此時坐骨神經(jīng)細胞膜膜內(nèi)外連接靈敏電流計指針向左偏轉(zhuǎn)，當興奮同時離開AC點時，AC兩點膜外內(nèi)的電位恢復原狀，相當于起始的靜息電位。所以靈敏電流計表現(xiàn)為起始的外正內(nèi)負，之后出現(xiàn)外負內(nèi)正，最后再恢復外正內(nèi)負，如圖所示。