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新陳代謝 1.(2018河北故城高中月考)現(xiàn)有兩種淀粉酶A與B,某生物興趣小組為探究不同溫度條件下這兩種淀粉酶的活性,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下。 實(shí)驗(yàn)原理:溫度等條件可以影響酶的活性;淀粉在淀粉酶的催化作用下產(chǎn)生麥芽糖;用分光光度計(jì)測(cè)量溶液的吸光度時(shí),物質(zhì)含量越多,其吸光度越大,因此可測(cè)出物質(zhì)的相對(duì)含量。 實(shí)驗(yàn)材料:一定濃度的淀粉溶液、相同濃度的淀粉酶A和淀粉酶B溶液、水浴缸、溫度計(jì)等。 實(shí)驗(yàn)過程:如下表所示。 　　　組別 步驟　　 1 2 3 4 5 6 7 8 Ⅰ.設(shè)置水浴缸溫度(℃) 20 30 40 50 20 30 40 50 Ⅱ.取8支試管各加入淀粉溶液(mL),分別保溫5 min 10 10 10 10 10 10 10 10 Ⅲ.另取8支試管各加入等量淀粉酶溶液,分別保溫5 min 酶 A 酶 A 酶 A 酶 A 酶 B 酶 B 酶 B 酶 B Ⅳ.將同組兩支試管中的淀粉溶液與淀粉酶溶液混合搖勻,保溫5 min 實(shí)驗(yàn)結(jié)果:用分光光度計(jì)對(duì)各組淀粉含量進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果如下圖所示。 (1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是　　　　　　　　,無關(guān)變量有　　　　　　　　　　(至少寫出2種)。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,下列敘述正確的是　　　。 A.酶A在20 ℃條件時(shí)活性較高 B.酶A的活性小于酶B的活性 C.酶B在40 ℃條件時(shí)活性較高 D.大于50 ℃條件時(shí),酶A部分失活 (3)此實(shí)驗(yàn)用分光光度計(jì)檢測(cè)底物淀粉的剩余量來表示酶的活性,能不能用斐林試劑檢測(cè)生成物麥芽糖的含量來表示?　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)若要進(jìn)一步探究酶B的最適溫度,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要思路應(yīng)是 　。 答案 (1)溫度、酶的種類　溶液的量、反應(yīng)時(shí)間、pH等 (2)C (3)不能　斐林試劑檢測(cè)時(shí)需水浴加熱,會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)體系溫度發(fā)生改變,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (4)在30~50 ℃之間設(shè)立較小等溫度梯度的分組實(shí)驗(yàn),按上述步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),分析結(jié)果得出結(jié)論 解析 (1)自變量是在實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的量,根據(jù)表格可以看出本實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)自變量,即酶的種類和溫度。因變量是在實(shí)驗(yàn)過程中隨自變量變化而變化的量。其他為無關(guān)變量。 (2)用分光光度計(jì)測(cè)量溶液的吸光度時(shí),物質(zhì)含量越多,其吸光度越大。酶A在20 ℃條件時(shí)淀粉含量較多,酶活性相對(duì)其他溫度時(shí)較低,A項(xiàng)錯(cuò)誤。由圖可知,在20~50 ℃范圍內(nèi),酶A活性在增強(qiáng),酶B活性先增強(qiáng)后減弱,B項(xiàng)錯(cuò)誤。酶B在40 ℃條件時(shí)測(cè)量淀粉的相對(duì)值最低,活性較高,C項(xiàng)正確。在20~50 ℃范圍內(nèi),酶A活性在增強(qiáng),不能判斷50 ℃以后的趨勢(shì),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 (3)因?yàn)橛渺沉衷噭┬杷〖訜?不是單一變量了,也會(huì)對(duì)酶的活性產(chǎn)生影響,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠。 2.(2018江蘇南通一模)為探究溫度對(duì)過氧化氫酶活性的影響,科研人員以2%的酵母菌液作為酶源,進(jìn)行如下探究實(shí)驗(yàn): ①設(shè)計(jì)如圖1實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)組的注射器A內(nèi)吸入體積分?jǐn)?shù)為1%的 H2O2溶液5 mL,注射器B內(nèi)吸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的酵母菌液2 mL;對(duì)照組的注射器A內(nèi)吸入體積分?jǐn)?shù)為1%的H2O2溶液5 mL,注射器B內(nèi)吸入蒸餾水2 mL。用乳膠管連接注射器A和B,在乳膠管上夾上止水夾; ②設(shè)置溫度梯度:0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃,將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組裝置在相應(yīng)溫度下保溫10 min; ③打開止水夾,將注射器A中的液體勻速推至注射器B中,立即關(guān)閉止水夾,記錄注射器B中活塞的刻度。5 min后再次記錄刻度,計(jì)算刻度變化量,重復(fù)3次; ④將對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組在各溫度下獲得的3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作相應(yīng)處理,繪制曲線如圖2。 圖1 圖2 請(qǐng)回答下列問題。 (1)步驟①中設(shè)置對(duì)照組的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。步驟②中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組裝置在相應(yīng)溫度下先保溫10 min的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。步驟④中的“相應(yīng)處理”是指　　　　　　　　　　　。 (2)有人認(rèn)為,本實(shí)驗(yàn)不宜采用H2O2溶液作為“探究溫度對(duì)酶活性的影響”的實(shí)驗(yàn)材料。你是否同意他的觀點(diǎn)?請(qǐng)簡要說明理由: 　。 (3)經(jīng)反復(fù)嘗試,步驟③中選擇體積分?jǐn)?shù)為1%的H2O2溶液較合理。若濃度過高,可能帶來的影響是 　。 (4)有人認(rèn)為,以酵母菌液作為過氧化氫酶源不是很嚴(yán)謹(jǐn),其依據(jù)是 　。 答案 (1)排除溫度等對(duì)過氧化氫分解的影響　保證酵母菌液和H2O2溶液在混合前達(dá)到需控制的溫度　求3次數(shù)據(jù)的平均值 (2)不同意,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明H2O2溶液在0~60 ℃之間未發(fā)生明顯的分解 (3)產(chǎn)生氣體速度太快(或量太多),不利于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察和記錄 (4)酵母菌體內(nèi)的其他物質(zhì)也可能催化H2O2溶液的分解 3.為探究Ca2+對(duì)淹水處理的辣椒幼苗根細(xì)胞呼吸作用的影響,研究人員進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。 (一)材料用具:略 (二)方法步驟: 組別 步驟1 步驟2 步驟3 步驟4 甲 清水浸辣 椒種子 正常條件下(不淹水)培養(yǎng)幼苗 測(cè)定辣椒幼苗根系總長度及根細(xì)胞乳酸脫氫酶(LDH)和乙醇脫氫酶(ADH)的酶活性 乙 ? 淹水條件下培養(yǎng)幼苗 丙 CaCl2溶液 浸辣椒種子 ? (三)實(shí)驗(yàn)結(jié)果: 請(qǐng)回答下列問題。 (1)乙組步驟1的處理是　　　　　　　　　　　;丙組步驟3的處理是　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)已知,LDH催化丙酮酸轉(zhuǎn)化為乳酸,ADH催化由丙酮酸轉(zhuǎn)化來的乙醛還原為乙醇(即酒精)。據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析: ①淹水導(dǎo)致辣椒幼苗根細(xì)胞無氧呼吸　　　　　(填“增強(qiáng)”或“減弱”),從而　　　　　(填“促進(jìn)”或“抑制”)根的生長。 ②若分別制取三組辣椒幼苗根系提取液,并滴加溶有重鉻酸鉀的濃硫酸溶液,則三組中,丙組提取液顏色變?yōu)椤　　　　∩?且程度最　　　　(填“深”或“淺”)。 ③淹水條件下,適當(dāng)施用Ca2+可減少根細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)物　　　　　　　　　　的積累,從而減輕其對(duì)根細(xì)胞的傷害。 答案 (1)清水浸辣椒種子　淹水條件下培養(yǎng)幼苗 (2)①增強(qiáng)　抑制 ②灰綠　深 ③乳酸和乙醛(只寫乳酸也可) 解析 (1)首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究Ca2+對(duì)淹水處理的辣椒幼苗根細(xì)胞呼吸作用的影響)判斷丙組除了步驟1的Ca2+處理外,還應(yīng)該有步驟3的淹水處理,然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)的對(duì)照原則和單一變量原則,可以判斷乙組步驟1應(yīng)用清水浸辣椒種子。(2)①據(jù)“根系總長度結(jié)果圖”可知,淹水條件下根系總長度比正常條件下短,說明淹水會(huì)抑制根的生長,淹水時(shí)缺氧,使根細(xì)胞無氧呼吸增強(qiáng)。②重鉻酸鉀在酸性(濃硫酸溶液)條件下,與酒精反應(yīng)呈灰綠色,據(jù)“ADH結(jié)果圖”可知,丙曲線位于最上方,說明ADH的酶活性最高,即產(chǎn)生的乙醇最多,所以丙組提取液變?yōu)榛揖G色的程度最深。③由于乙醛的危害比乙醇大,結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖和題干信息可知,淹水條件下,適當(dāng)施用Ca2+可減少根細(xì)胞無氧呼吸產(chǎn)物乳酸和乙醛的積累,從而減輕其對(duì)根細(xì)胞的傷害。 4.某同學(xué)利用黑藻探究“光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響”,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示。圖甲表示在一定光照強(qiáng)度下裝置乙中黑藻葉肉細(xì)胞的部分代謝過程,其中a、b、c、d代表不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu),①~⑤代表不同的物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題。 甲 乙 (1)圖甲結(jié)構(gòu)a、b、c中存在光合色素的是　　(用字母表示),提取和分離光合色素依次用　　　　　　　　　　　　　　　(填試劑)。 (2)圖甲中①在b內(nèi)參與有氧呼吸的　　　　階段,④代表　　　　　　　(填物質(zhì)),能夠產(chǎn)生⑤的細(xì)胞器有　　　　(用字母表示)。 (3)若在適宜光照強(qiáng)度下,圖乙裝置中有色小液滴向右移動(dòng)。當(dāng)CO2濃度突然降低,短期內(nèi)葉綠體中[H]的含量將　　　　(填“增多”“減少”或“不變”)。一定時(shí)間內(nèi)有色小液滴的移動(dòng)距離代表一定量的黑藻單位時(shí)間內(nèi)　　　　　　　　　　　　　　　的量。本實(shí)驗(yàn)要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)校正外界環(huán)境引起的誤差,如何設(shè)置?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)a　無水乙醇、層析液(順序不能顛倒) (2)第二　丙酮酸　a、b (3)增多　釋放O2(或O2釋放)　用等量的死黑藻植物代替黑藻,其他裝置與圖示相同 解析 (1)根據(jù)分析可知,圖甲中結(jié)構(gòu)a是葉綠體,b是線粒體,c是液泡,其中存在光合作用色素的是a葉綠體;提取光合作用色素需要用無水乙醇,分離光合作用色素需要用層析液。(2)圖甲中①是水,在b線粒體內(nèi)參與有氧呼吸的第二階段;④是丙酮酸;⑤是ATP,能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是葉綠體和線粒體。(3)在適宜光照強(qiáng)度下,圖甲裝置中有色小液滴將向右移動(dòng),說明此時(shí)黑藻的光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度;當(dāng)CO2濃度突然降低時(shí),暗反應(yīng)產(chǎn)生的C3減少,導(dǎo)致消耗的ATP和[H]減少,所以短期內(nèi)葉綠體中[H]的含量將增多。若一定時(shí)間內(nèi)有色小液滴向右移動(dòng),說明此時(shí)黑藻的光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度,則移動(dòng)的距離代表黑藻單位時(shí)間內(nèi)凈光合作用的效率(釋放O2的量或O2釋放的量)。本實(shí)驗(yàn)要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)校正外界環(huán)境引起的誤差,用等量的死黑藻植物代替黑藻,其他裝置與圖示相同。 5.灌漿期是農(nóng)作物開花后有機(jī)物儲(chǔ)存在籽粒中的一個(gè)階段,當(dāng)有機(jī)物含量不再增加時(shí),灌漿期結(jié)束。研究發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)小麥籽粒干重的影響與小麥灌漿期的長短有密切關(guān)系。某科研小組在溫室條件下進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),結(jié)果如下(圖中15/10 ℃、21/16 ℃、30/25 ℃分別表示三組不同的晝夜溫度組合)。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題。 (1)由曲線可看出,小麥籽粒干重最大的為　　　　　　組合,原因是　　　　　　　　。 (2)自然條件下生長的冬小麥一般在五月初進(jìn)入灌漿期,請(qǐng)據(jù)圖推測(cè)其灌漿期時(shí)間為　　　　　　　d。如果在此期間遇到連續(xù)高溫干旱的天氣,其灌漿期會(huì)　　　　,籽粒干重　　　　　。 (3)如果灌漿期間遇到連續(xù)的陰雨天,小麥籽粒的干重會(huì)　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)15/10 ℃　灌漿期最長 (2)30~40(答案處于此范圍內(nèi)均可)　縮短　減少 (3)減少　光照弱,光合作用強(qiáng)度降低,有機(jī)物積累量減少 解析 (1)據(jù)圖分析,隨晝夜溫度升高,小麥的灌漿期不斷縮短,子粒干重不斷減少;小麥籽粒干重最大的為15/10 ℃,原因是灌漿期最長。(2)五月初的環(huán)境溫度一般為21/16 ℃,則灌漿期時(shí)間為 30~40 d,如果在此期間遇到連續(xù)高溫干旱的天氣,其灌漿期會(huì)縮短,籽粒干重減少。(3)如果灌漿期間遇到連續(xù)的陰雨天,小麥籽粒的干重會(huì)減少,原因是光照弱,光合作用強(qiáng)度降低,有機(jī)物積累量減少。