Question

4．請回答下列有關實驗的問題：
（1）在生物實驗室里，有下列試劑供實驗時選用：①質量分數為15%的HCl溶液；②0.5g/mL的蔗糖溶液；③質量分數為0.2%的秋水仙素溶液；④0.01g/mL的龍膽紫溶液．如果要觀察植物細胞的染色體形態，要選用的試劑有①④（填序號）．欲使普通小麥的單倍體植株結實，可選用試劑③（填序號）處理幼苗．如果用試劑②處理紫色洋蔥鱗片葉外表皮的臨時裝片，過一段時間后，用清水代替試劑②處理再次處理，整個過程中在高倍鏡下觀察到的現象是發生質壁分離，且不能復原．
（2）核輻射會誘導細胞凋亡．人白細胞介素18（IL-18）能促進免疫細胞的增殖和分化，提高機體免疫功能．某科研小組開展了“IL-18對核輻射誘導小鼠脾細胞凋亡的抑制作用“的研究：選取若干實驗小鼠，隨機分成三組：①組無輻射損傷； ②組輻射損傷（⁶⁰C_o照射，下同）；③組先同量輻射損傷，1天后注射IL-18.14天后分別取各組小鼠脾細胞進行體外培養，在培養了0h、12h、24h、48h后，進行細胞凋亡檢測，得到的細胞凋亡相對值如表：

組別	處理方法	0h	12h	24h	48h
①	無輻射損傷	0.046	0.056	0.048	0.038
②	輻射損傷	0.460	0.420	0.530	0.520
③	輻射損傷+IL-18	0.239	0.265	0.279	0.269

從表中數據可知，細胞凋亡相對值越小，說明發生凋亡的脾細胞數目越少；從②③（組別）兩組數據可知，IL-18能抑制脾細胞凋亡．
科研小組還設置了第④組實驗，方法是先注射IL-18，3天后進同量輻射損傷，14天后的實驗操作同前三組，與第③組相比，設置第④組的目的是比較核輻射前后注射IL-18對抑制脾細胞凋亡的影響．
（3）一氧化氮與乙酰膽堿都是與學習記憶有關的神經遞質，一氧化氮合成酶（NOS）能促進細胞內一氧化氮的合成．下列為某科研團隊探究DHA增加學習記憶的分子機制的實驗方案：
材料與試劑：食用油，添加DHA的食用油，普通飼料，若干只生理狀況相同的初斷乳大鼠．
實驗步驟：
第一步：將初斷乳大鼠隨機分成4組，編號A、B、C、D．
第二步：每日經口灌喂食物，組成見表

組別	A組	B組	C組	D組
食物	普通飼料	？	普通飼料+小劑量 添加DHA的食用油	普通飼料+大劑量 添加DHA的食用油

第三步：飼養8周后，測定腦組織中乙酰膽堿酶AChE和NOS的活性，結果如下：

組雖	A組	B組	C組	D組
AChE活性（U/mg）	0.4	0.5	0.7	0.8
NOS活性（U/mg）	1.4	1.2	1.8	2.0

一氧化氮與乙酰膽堿從突觸前膜釋放的方式分別是自由擴散、胞吐．方案中B組實驗采用的食物是普通飼料+食用油．選用初斷乳大鼠而不選成熟大鼠的原因是成熟大鼠發育完全，學習記憶能力不易受外界因素影響．

Answer 1

分析 觀察細胞有絲分裂實驗的步驟為：解離（15%HCl和95%的酒精混合液）、漂洗、染色（龍膽紫等堿性染料）、制片和觀察．秋水仙素能抑制紡錘體的形成，使染色體數目加倍．觀察植物細胞質壁分離及復原實驗中，所采用的試劑的濃度要適宜，不能過高，否則會使細胞過多失水而死亡．

解答 解：（1）比較兩種植物細胞的染色體形態時，需用龍膽紫溶液（或醋酸洋紅液、改良苯酚品紅染液）對染色體進行染色，在染色前還需用15%HCl溶液對細組織進行解離，目的是使組織中的細胞分散開來．普通小麥的體細胞染色數為42，是六倍體，由其配子直接發育的單倍體植株不能正常結實；欲使普通小麥的單倍體植株結實，則應選用秋水仙素處理其幼苗，使細胞內染色體數目加倍．用0.3g/mL蔗糖溶液處理洋蔥鱗片葉表皮的臨時裝片，會觀察到質壁分離，用清水處理會觀察到質壁分離復原．但用0.5g/mL蔗糖溶液處理洋蔥鱗片葉表皮的臨時裝片時，由于蔗糖溶液濃度過高，使得細胞失水過多而死亡，因此滴加清水后不會發生質壁分離的復原．
（2）細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，受到嚴格的由遺傳機制決定的程序性調控，因此常被稱為“細胞的編程性死亡”．依據單一變量來分析：②③組的單一變量是有無IL18；①②組的單一變量是有無輻射損傷．結合變量及實驗結果可知，細胞凋亡相對值越小，說明發生凋亡的脾細胞數目越少；從②③（組別）可知，IL18能夠抑制脾細胞凋亡．）③④組的單一變量是IL18的注射的時段不同，因此設置第④組的目的是比較核輻射前后注射IL18對抑制脾細胞凋亡的影響．
（3）一氧化氮進出細胞的方式是自由擴散，神經遞質出細胞的方式是胞吐，該過程體現了細胞膜的結構特點：具有一定的流動性．設計實驗應遵循對照原則、單一變量原則等原則，根據題干可知，該實驗的自變量是DHA的含量，因此B組的操作是普通飼料+食用油．由于成熟大鼠發育完全，學習記憶能力不易受外界因素影響，所以實驗中選用初斷乳大鼠而不選用成熟大鼠．
故答案為：（1）①④③發生質壁分離，且不能復原
（2）少  ②③比較核輻射前后注射IL-18對抑制脾細胞凋亡的影響
（3）自由擴散、胞吐      普通飼料+食用油    成熟大鼠發育完全，學習記憶能力不易受外界因素影響

點評 本題主要考查學生設計實驗的能力，對學生的要求較高，同時還需要學生具有一定的分析數據、處理數據的能力．實驗設計是學生失分率較高的一類題，在平常備考中，要多進行這方面的針對性練習．