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新陳代謝 1.(2018河北故城高中月考)現有兩種淀粉酶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,設計實驗如下。 實驗原理: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生麥芽糖;用分光光度計測量溶液的吸光度時,物質含量越多,其吸光度越大,因此可測出物質的相對含量。 實驗材料: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、溫度計等。 實驗過程:如下表所示。 　　　組別 步驟　　 1 2 3 4 5 6 7 8 Ⅰ.設置水浴缸溫度(℃) 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 實驗結果:用分光光度計對各組淀粉含量進行檢測,結果如下圖所示。 (1)該實驗的自變量是　　　　　　　　,無關變量有　　　　　　　　　　(至少寫出2種)。 (2)根據實驗結果分析,下列敘述正確的是　　　。 A.酶A在20 ℃條件時活性較高 B.酶A的活性小于酶B的活性 C.酶B在40 ℃條件時活性較高 D.大于50 ℃條件時,酶A部分失活 (3)此實驗用分光光度計檢測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生成物麥芽糖的含量來表示?　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)若要進一步探究酶B的最適溫度,實驗設計的主要思路應是 　。 答案 (1)溫度、酶的種類　溶液的量、反應時間、pH等 (2)C (3)不能　斐林試劑檢測時需水浴加熱,會導致反應體系溫度發(fā)生改變,影響實驗結果 (4)在30~50 ℃之間設立較小等溫度梯度的分組實驗,按上述步驟進行實驗,分析結果得出結論 解析 (1)自變量是在實驗過程中可以變化的量,根據表格可以看出本實驗有兩個自變量,即酶的種類和溫度。因變量是在實驗過程中隨自變量變化而變化的量。其他為無關變量。 (2)用分光光度計測量溶液的吸光度時,物質含量越多,其吸光度越大。酶A在20 ℃條件時淀粉含量較多,酶活性相對其他溫度時較低,A項錯誤。由圖可知,在20~50 ℃范圍內,酶A活性在增強,酶B活性先增強后減弱,B項錯誤。酶B在40 ℃條件時測量淀粉的相對值最低,活性較高,C項正確。在20~50 ℃范圍內,酶A活性在增強,不能判斷50 ℃以后的趨勢,D項錯誤。 (3)因為用斐林試劑需水浴加熱,不是單一變量了,也會對酶的活性產生影響,使實驗結果不可靠。 2.(2018江蘇南通一模)為探究溫度對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,進行如下探究實驗: ①設計如圖1實驗裝置。實驗組的注射器A內吸入體積分數為1%的 H2O2溶液5 mL,注射器B內吸入質量分數為2%的酵母菌液2 mL;對照組的注射器A內吸入體積分數為1%的H2O2溶液5 mL,注射器B內吸入蒸餾水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設置溫度梯度:0 ℃、10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃,將實驗組和對照組裝置在相應溫度下保溫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,計算刻度變化量,重復3次; ④將對照組和實驗組在各溫度下獲得的3次實驗數據作相應處理,繪制曲線如圖2。 圖1 圖2 請回答下列問題。 (1)步驟①中設置對照組的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。步驟②中實驗組和對照組裝置在相應溫度下先保溫10 min的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。步驟④中的“相應處理”是指　　　　　　　　　　　。 (2)有人認為,本實驗不宜采用H2O2溶液作為“探究溫度對酶活性的影響”的實驗材料。你是否同意他的觀點?請簡要說明理由: 　。 (3)經反復嘗試,步驟③中選擇體積分數為1%的H2O2溶液較合理。若濃度過高,可能帶來的影響是 　。 (4)有人認為,以酵母菌液作為過氧化氫酶源不是很嚴謹,其依據是 　。 答案 (1)排除溫度等對過氧化氫分解的影響　保證酵母菌液和H2O2溶液在混合前達到需控制的溫度　求3次數據的平均值 (2)不同意,實驗結果表明H2O2溶液在0~60 ℃之間未發(fā)生明顯的分解 (3)產生氣體速度太快(或量太多),不利于實驗結果的觀察和記錄 (4)酵母菌體內的其他物質也可能催化H2O2溶液的分解 3.為探究Ca2+對淹水處理的辣椒幼苗根細胞呼吸作用的影響,研究人員進行了如下實驗。 (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 測定辣椒幼苗根系總長度及根細胞乳酸脫氫酶(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)實驗結果: 請回答下列問題。 (1)乙組步驟1的處理是　　　　　　　　　　　;丙組步驟3的處理是　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)已知,LDH催化丙酮酸轉化為乳酸,ADH催化由丙酮酸轉化來的乙醛還原為乙醇(即酒精)。據實驗結果分析: ①淹水導致辣椒幼苗根細胞無氧呼吸　　　　　(填“增強”或“減弱”),從而　　　　　(填“促進”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,適當施用Ca2+可減少根細胞無氧呼吸產物　　　　　　　　　　的積累,從而減輕其對根細胞的傷害。 答案 (1)清水浸辣椒種子　淹水條件下培養(yǎng)幼苗 (2)①增強　抑制 ②灰綠　深 ③乳酸和乙醛(只寫乳酸也可) 解析 (1)首先根據實驗目的(探究Ca2+對淹水處理的辣椒幼苗根細胞呼吸作用的影響)判斷丙組除了步驟1的Ca2+處理外,還應該有步驟3的淹水處理,然后根據實驗的對照原則和單一變量原則,可以判斷乙組步驟1應用清水浸辣椒種子。(2)①據“根系總長度結果圖”可知,淹水條件下根系總長度比正常條件下短,說明淹水會抑制根的生長,淹水時缺氧,使根細胞無氧呼吸增強。②重鉻酸鉀在酸性(濃硫酸溶液)條件下,與酒精反應呈灰綠色,據“ADH結果圖”可知,丙曲線位于最上方,說明ADH的酶活性最高,即產生的乙醇最多,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,結合實驗結果圖和題干信息可知,淹水條件下,適當施用Ca2+可減少根細胞無氧呼吸產物乳酸和乙醛的積累,從而減輕其對根細胞的傷害。 4.某同學利用黑藻探究“光照強度對光合速率的影響”,設計實驗裝置如圖乙所示。圖甲表示在一定光照強度下裝置乙中黑藻葉肉細胞的部分代謝過程,其中a、b、c、d代表不同的細胞結構,①~⑤代表不同的物質。請回答下列問題。 甲 乙 (1)圖甲結構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內參與有氧呼吸的　　　　階段,④代表　　　　　　　(填物質),能夠產生⑤的細胞器有　　　　(用字母表示)。 (3)若在適宜光照強度下,圖乙裝置中有色小液滴向右移動。當CO2濃度突然降低,短期內葉綠體中[H]的含量將　　　　(填“增多”“減少”或“不變”)。一定時間內有色小液滴的移動距離代表一定量的黑藻單位時間內　　　　　　　　　　　　　　　的量。本實驗要設置對照實驗校正外界環(huán)境引起的誤差,如何設置?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 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)根據分析可知,圖甲中結構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線粒體內參與有氧呼吸的第二階段;④是丙酮酸;⑤是ATP,能產生ATP的細胞器是葉綠體和線粒體。(3)在適宜光照強度下,圖甲裝置中有色小液滴將向右移動,說明此時黑藻的光合作用強度大于呼吸作用強度;當CO2濃度突然降低時,暗反應產生的C3減少,導致消耗的ATP和[H]減少,所以短期內葉綠體中[H]的含量將增多。若一定時間內有色小液滴向右移動,說明此時黑藻的光合作用強度大于呼吸作用強度,則移動的距離代表黑藻單位時間內凈光合作用的效率(釋放O2的量或O2釋放的量)。本實驗要設置對照實驗校正外界環(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.灌漿期是農作物開花后有機物儲存在籽粒中的一個階段,當有機物含量不再增加時,灌漿期結束。研究發(fā)現溫度對小麥籽粒干重的影響與小麥灌漿期的長短有密切關系。某科研小組在溫室條件下進行了相關實驗,結果如下(圖中15/10 ℃、21/16 ℃、30/25 ℃分別表示三組不同的晝夜溫度組合)。請據圖回答下列問題。 (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入灌漿期,請據圖推測其灌漿期時間為　　　　　　　d。如果在此期間遇到連續(xù)高溫干旱的天氣,其灌漿期會　　　　,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　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案 (1)15/10 ℃　灌漿期最長 (2)30~40(答案處于此范圍內均可)　縮短　減少 (3)減少　光照弱,光合作用強度降低,有機物積累量減少 解析 (1)據圖分析,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,小麥籽粒的干重會減少,原因是光照弱,光合作用強度降低,有機物積累量減少。