高中生物命题竞赛获奖试题9.ppt

1 余杭高级中学吴江林 试题的设计与说明 2 试题介绍 某同学通过学习肺炎双球菌的体内和体外转化实验认识到 r型菌能转化为s型菌的原因是在s型菌体内有 转化因子 dna 那么 s型菌能转化为r型菌吗 如果能 则r型菌体内的 转化因子 又是什么呢 他设计了两个模仿格里菲思和艾弗里的实验来探究这个问题 材料 肺炎双球菌的两个品系 s型菌若干 r型菌若干 小鼠若干 固体培养基 蒸馏水 仪器 培养皿若干 一次性注射器若干 细菌分离设备 可将细菌的各种物质分离开来 酒精灯 试管等 第一题 3 试题介绍 实验一 探究r型菌体内是否有 转化因子 1 实验步骤 将r型菌注入小鼠体内 小鼠正常 将s型菌注入小鼠体内 小鼠得败血症死亡 将加热杀死后的r型菌注入小鼠体内 小鼠正常 将活的s型菌和加热杀死后的r型菌混合后注入小鼠 小鼠得败血症死亡 2 实验结果 中的小鼠不死 说明s型菌不能转化为r型菌 3 实验结论 r型菌体内没有 转化因子 你认为该同学的实验结论证据充足吗 如不充足 应补充什么实验步骤才能得出正确结论 第一题 4 试题介绍 实验二 探究 转化因子 的化学本质 假设通过上述补充实验观察到了s型菌转化为r型菌的现象 他又模拟艾弗里的实验来探究r型菌体内的 转化因子 是什么物质 1 实验原理 2 实验步骤 将r型菌分离后得到了它的dna 蛋白质 糖类 脂类物质 将等量的培养基分装于a b c d四个培养皿中 在a培养皿中接种活的s型菌和r型菌的dna 在b培养皿中接种活的s型菌和r型菌的蛋白质 在c培养皿中接种活的s型菌和r型菌的多糖 在d培养皿中接种活的 第一题 5 试题介绍 s型菌和r型菌的脂类物质 将a b c d放入25 恒温箱中培养 一天后观察培养皿中的菌落形态特征 3 实验结果 a和b均出现了光滑型和粗糙型菌落 c和d中只出现了光滑型菌落 4 实验结论 r型菌的dna和蛋白质均为 转化因子 我们认为该同学的实验结果有误 可能的原因是 第一题 6 试题介绍 第二题 变形虫是单细胞的原生动物 是一种良好的实验材料 实验甲为科学家利用变形虫的拆开和重组实验来研究细胞的结构与功能的关系 实验乙为s同学利用变形虫放射性标记实验研究遗传信息传递途径的实验 根据图示回答下列问题 7 第二题 试题介绍 8 试题介绍 第二题 1 实验甲的结果说明了 2 根据实验乙的实验结果 s同学认为可以得到结论 rna分子先在细胞核中合成 然后到达细胞质中 经过讨论 同学们认为实验乙的a组实验中 细胞质中出现放射性可以有二种解释 除了结论 外 还可认为是 现请你利用现有材料对实验乙进行改进 使该结论变得唯一 仿照实验乙 画出实验过程 并用文字在图形旁作必要说明 3 在实验乙中 能否将用同位素标记尿嘧啶改为同位素标记胞嘧啶 为什么 9 第二题 4 在实验乙的基础上 s同学又设计了实验丙 如右图 由此得到结论 rna分子能指导蛋白质的合成 我们认为仅从右图的实验得到该结论是不严密的 请你利用下列材料为实验丙设计一组对照实验丁 实验过程的表达仿照实验丙 实验材料 变形虫 普通培养液 还应采用 a dna酶b rna酶c dna聚合酶d rna聚合酶 这是利用了酶催化特性中的 当向变形虫体内加入该酶后 观测到的现象是 试题介绍 10 试题设计的背景 试题的学术背景 人类探索遗传物质的实验 始于格里菲思的肺炎双球菌的体内转化实验 成于艾弗里的肺炎双球菌的体内转外实验 11 试题设计的背景 试题的学术背景 肺炎双球菌 s型 具有控制udpg 一脱氢酶的基因而能合成荚膜 能抵抗被感染动物的正常免疫机制而具有致病性 r型 控制udpg的基因发生突变而不能合成荚膜 不能抵抗被感染生物的正常免疫机制而不具致病性 12 试题设计的背景 试题的学术背景 肺炎双球菌的体内转化实验 格里菲思的实验不仅使人们认识到生物体内有 转化因子 还为后来的科学家提供了继续探索的思路 设法将s菌的成分分离开来 让其单独地与r型菌作用 从而寻找转化因子 1928年格里菲思的实验不仅观察到了r s的转化现象 还观察到了s r的转化现象 13 试题设计的背景 试题的学术背景 肺炎双球菌体外转化实验 随着细菌的培养技术和分离技术日益完善 1944年 艾弗里首先将s菌的各种物质分离开来 然后将各种物质与r型菌单独培养 后又将提纯后的s菌的dna以低达六亿分之一的剂量加在一个r型细胞的培养物中 发现dna仍具有转化能力 该实验彻底改变了 dna在生物体内无足轻重的传统观念 证实了dna即 转化因子 但因当时技术条件的限制 他提取的活性dna分子中仍然有0 02 的蛋白质 因此他的结论一直被人们质疑 14 试题设计的背景 试题的学术背景 探究遗传信息的传递途径 实验一 变形虫放射性标记实验 15 试题设计的背景 试题的学术背景 探究遗传信息的传递途径 实验二 洋葱根尖和变形虫实验 向洋葱根尖和变形虫中加入rna酶 细胞中的蛋白质合成停止 再加入从酵母菌中提取出来的rna 则蛋白质的合成又重新开始 遗传信息的传递不是通过dna直接传递到蛋白质的 而是通过rna实现的 16 试题设计的背景 试题的教学背景 17 试题设计的背景 试题的教学背景 18 试题设计的背景 试题的教学背景 19 试题设计的背景 试题的教学背景 教材试图通过学生有选择性地体验科学家的探索过程 培养学生的分析 归纳 推理 假设等方面的能力 领会科学探究的一般思维方法 现象 假设 验证 结论 领悟实验设计的基本原则 对照性 单一变量 平行重复 随机性 培养学生的科学探究精神 20 试题设计的背景 试题的教学背景 教学反馈 1 实验设计的原理是什么 2 实验设计的方法 遵循了哪些原则 将dna和蛋白质区分开 直接地 单独的观察各自在遗传中的作用 对照性原则 单一变量原则 随机性原则 平行重复原则 21 试题设计的背景 试题的教学背景 教学反馈 3 转化的条件是什么 转化的实质是什么 转化的程度怎么样 条件 s型菌 实质 r s是变异 程度 变异的频率 少量 低 22 试题设计的背景 试题的教学背景 教学反馈 5 过于注重知识的掌握 忽视过程和方法的学习 对思维的发展和对课本的探究不重视 4 对实验的迁移能力弱 动手能力差 例如格里菲思的第四组实验的验证 例如对两个实验过程的文字表达 例如细菌的培养 菌落的观察与记录 例如对 基因的表达 的学习更多的是停留在对基础知识的把握这一层面上 而对知识的发现和获得的过程缺乏应有的重视 23 试题的设计意图 强化课本意识 引导学生研读课本 轻课本 重资料 轻阅读 重练习 实验一 探究r型菌体内是否有 转化因子 将活的s型菌和加热杀死后的r型菌混合后注入小鼠 小鼠得败血症死亡 3 实验结论 r型菌体内没有 转化因子 你认为该同学的实验结论证据充足吗 如不充足 应补充什么实验步骤才能得出正确结论 s r 转化 变异 遗传 s 课本 s 转化 变异 遗传 本题 r r 24 试题的设计意图 考察学生 搜集和处理信息的能力 分析和解决实际问题的能力 实验一 探究r型菌体内是否有 转化因子 将活的s型菌和加热杀死后的r型菌混合后注入小鼠 小鼠得败血症死亡 3 实验结论 r型菌体内没有 转化因子 你认为该同学的实验结论证据充足吗 如不充足 应补充什么实验步骤才能得出正确结论 将a b c d放入25 恒温箱中培养 一天后观察培养皿中的菌落形态特征 25 试题的设计意图 考察学生 搜集和处理信息的能力 分析和解决实际问题的能力 实验一 探究r型菌体内是否有 转化因子 将活的s型菌和加热杀死后的r型菌混合后注入小鼠 小鼠得败血症死亡 3 实验结论 r型菌体内没有 转化因子 你认为该同学的实验结论证据充足吗 如不充足 应补充什么实验步骤才能得出正确结论 抽取 中死亡小鼠的血液 接种于固体培养基上 观察记录菌落的特征 26 试题的设计意图 考察学生 搜集和处理信息的能力 分析和解决实际问题的能力 结论 rna分子先在细胞核中合成 然后到达细胞质中 现请你利用现有材料对实验乙进行改进 使该结论变得唯一 27 试题的设计意图 考察学生实验设计能力 结论 rna分子先在细胞核中合成 然后到达细胞质中 现请你利用现有材料对实验乙进行改进 使该结论变得唯一 28 试题的设计意图 考察学生设计实验的能力 3 在你对乙的改进实验中 能否将用同位素标记的尿嘧啶改为同位素标记的胞嘧啶 为什么 否 因为dna和rna都含有胞嘧啶 使得标记不具有唯一性 29 试题的设计意图 考察学生表达能力 结论 现请你对实验乙进行改进 使该结论变得唯一 仿照实验乙 画出实验过程 并用文字在图形旁作必要说明 表达的形式 文字 图形 表格等 30 试题的设计意图 考察学生表达能力 由此得到结论 rna分子能指导蛋白质的合成 我们认为仅从右图实验得到该结论是不严密的 请利用下列材料为实验丙设计一组对照实验丁 实验过程的表达仿照实验丙 表达的形式 文字 图形 表格等 31 试题的设计意图 引导学生不仅要重视知识本身 更应重视知识发生的过程和获得的过程 从而培养学生思维的发散性和灵活性 知识的发生过程往往源于人们对某种生物现象的发现和思考 而知识的获得过程又常常蕴含着 现象 假说 演绎 建立模型 交流表达 得出结论的思维发展过程 32 试题的设计意图 引导学生不仅要重视知识本身 更应重视知识发生的过程和获得的过程 从而培养学生思维的发散性和灵活性 他又模拟艾弗里的实验来探究r型菌体内的 转化因子 是什么物质 1 实验原理 现象 假说 演绎 建立模型 交流表达 得出结论 将r型菌的dna 蛋白质 糖类 脂类等物质完全分离开来 分别和s型菌混合培养 观察各种物质在遗传中的作用