专题二代谢类实验大题过关

专题二 代谢类实验大题过关本专题考情分析：在高考试题中本专题可谓是实验题中的“王牌”中的“王牌”，每一年都会以各种各样的形式考查，主要有以下特点：（1）考查的形式多样化，有实验评价、实验设计、实验数据分析等等。（2）与教材结合紧密，既注重课本的基础，又适当考查能力，例如以课本知识为起点进行实验设计和分析。（3）注重实验探究，在突出对实验与探究能力考查的同时，考查学生的图文转换能力，在实验题中经常出现坐标曲线题、图表题等。（4）新课标考查学生的能力为主，所以在考查的时候经常以课本的实验为基础，考查学生的知识迁移的能力，具体表现在经常以光合作用的知识为载体进行实验的考查。一、代谢类实验大题相关知识必备：（1）植物细胞在不同溶质、不同浓度的溶液中的变化溶质类型外界溶液浓度现象实例溶质可被吸收低浓度溶液吸水膨胀KNO3溶液、葡萄糖溶液、尿素溶液等浓度溶液随溶质的吸收而吸水膨胀高浓度溶液先质壁分离，后自动复原，也可因浓度过高而失水死亡溶质不被吸收低浓度溶液吸水膨胀蔗糖等溶液等浓度溶液不吸水也不失水高浓度溶液质壁分离（浓度过高，会失水死亡）（2）酶活性探究性实验的变量及其关键步骤实验探究温度对酶活性的影响探究pH对酶活性的影响探究某种化合物对酶活性的影响单一变量温度pH所加化合物每一组试管取2支，分别加入酶溶液和底物溶液2mL将每一组的酶溶液和底物溶液置于同一温度下保温5分钟向每支盛有酶溶液的试管中加入pH缓冲液，调整pH至相应水平向酶溶液中加入不同量（无、少或多）的化合物混合酶溶液和底物在相应的温度条件下，保温5分钟在适宜的温度条件下，保温5分钟实验现象观测检测底物是否被分解或是否形成相应的底物，但探究温度对酶活性影响中，观测现象时最好不改变温度（3）细胞呼吸方式探究装置中液滴移动及原因用下面的装置进行探究呼吸方式加入溶液移动方向移动原因只进行有氧呼吸加碱液的装置一中左移有氧呼吸消耗氧气，产生的二氧化碳被碱液吸收，装置中气体减少加蒸馏水的装置二中不移动有氧呼吸消耗氧气，产生等量的二氧化碳，装置中的气体量不变只进行酒精发酵加碱液的装置一中不移动酒精发酵不消耗氧气，产生的二氧化碳被碱液吸收，装置中的气体量不变加蒸馏水的装置二中右移酒精发酵不消耗氧气，产生的二氧化碳，导致装置中气体量增多有氧呼吸和酒精发酵同时进行加碱液的装置一中左移有氧呼吸消耗氧气，产生二氧化碳被碱液吸收，酒精发酵不消耗氧气，产生二氧化碳被碱液吸收，装置中气体量减少加蒸馏水的装置二中右移有氧呼吸消耗氧气，产生等量的二氧化碳，不引起体积变化；但酒精发酵不消耗氧气，能产生二氧化碳，导致气体量增加注：由于乳酸发酵既不消耗氧气，又不产生二氧化碳，故乳酸发酵无法用此装置进行判断。二考查中经常出现的实验题中的表格数据、坐标曲线数据的分析技巧：（1）提高处理实验题中的表格数据的能力实验习题中对数据的处理，它以单元格的形式出现，通过内容的变化，揭示生命现象与某些因素之间的内在联系，或反映某些生理指标随某些因素的变化而发生的规律性变化。由于这类试题将大量的实验信息隐藏在表格中，能较为全面的考查学生的实验数据处理分析能力。处理这类数据一般可以分为以下几点：识表获取信息时，识表是基础，是做好表格题的前提。可以按照“三看法”识表。一看行和列：要看清表格名称、行标题与列标题、标题的含义、数据的单位等，找出所要考查的知识点。二看行和列数据的归类和趋势：如数据是上升、下降还是到某个数值后保持不变等。三看关键的数据点：如最大值、最小值、平均值、出现频率高或低的数值等。另外，表格中出现“0”的地方要特别小心。析表处理信息时，析表是关键。要在识表的基础上，对表中的数据进行整理，主要是理顺行与列的相关性，必要时可用数形转换、拆分表格等方法对表格中数据进行加工处理；要在整理的基础上运用纵横比较等方法找出数据的特点和变化的规律，并初步分析原因。用表运用表格中的信息解决实际问题，就是将析表过程中所得出的数据特点、数据变化规律等与生物学的基本知识和基本原理相融合，将表格数据蕴含的信息与需要解决的具体问题相联系，通过有效的转换信息，归纳总结出相关结论。（2）提高处理实验题中的坐标曲线数据能力实验的一些数据也经常以坐标曲线图的形式来表示，坐标曲线图可以有效地考查学生对数据的提取、推理能力。坐标曲线图在实验中的表现形式多样，有单一曲线。多重曲线等。重要的是能够通过数据等把握事物的特征，找出规律和事物之间的联系。无论怎么复杂，关键掌握数和形。数就是曲线中的点起点、转折点和终点；形就是曲线的变化趋势，乃至将来的动态。正确的解题思路，可分三步：第一步：理解坐标图中纵坐标、横坐标的含义，找出纵坐标、横坐标的关系，再结合教材，联系相关的知识点，从而正确把握坐标曲线。第二步：找出关键的数。即重要的点（起点、转折点和重点）及各点表示的生物学意义。有时还可以添加辅助线，找出重要的点。第三步：揭示各段曲线变化趋势及含义。一般横坐标是自变量，纵坐标是因变量，坐标上的曲线实际上是“横坐标”对“坐标表”的影响结果。描述曲线可以是“横坐标的变化对纵坐标如何影响”或反过来“纵坐标随横坐标的变化是如何变化的”。三、分析典型例题，明确考题类型（1）表格类实验1（2012·安庆二模）为探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的综合影响，某中学生物兴趣小组开展了相关课题研究。同学们设计了如下图所示的实验装置若干组，利用缓冲液维持密闭小室内CO2浓度的相对恒定，在室温25的标准状况下进行了一系列的实验，对相应装置准确测量的结果如下表所示。请分析回答：组别1中液滴左移的生理原因是_。组别6中液滴右移的生理原因是_。与组别3比较可知，限制组别2液滴移动的主要环境因素是_；与组别4比较可知，限制组别3液滴右移的主要环境因素是_。兴趣小组的同学在实验过程中发现，若持续光照后突然停止光照，CO2的固定速率也没有立即下降，结果如下图所示。试分析在暗开始后的20s内CO2固定速率没有下降的原因是_。根据表中数据，试计算组别5中植物1h内光合作用共产生的葡萄糖有_毫克。 【解析】在如图所示实验装置中，缓冲液能维持密闭小室空间CO2浓度的相对恒定：当CO2浓度升高时，缓冲液能吸收多余的CO2，当CO2浓度降低时，缓冲液能释放出CO2以弥补其消耗。所以，液滴的移动仅取决于小室内氧气的变化。组别1没有光照，装置内的植物进行有氧呼吸，消耗氧气导致液滴左移。给予一定的光照，装置内的绿色植物进行光合作用，当光合作用产生的氧气大于有氧呼吸消耗的氧气时，液滴右移。通过第2、3两组对比，光照强度增大，光合作用增强，故其限制因子是光照强度；第3、4两组对比，CO2浓度增大，光合作用增强，故其限制因子是CO2浓度。第5组植物1h内中光合产氧量为：11.20+2.24=13.44mL，再转算生成的葡萄糖量为：（180×13.44）÷（6×22.4）=18mg。 【答案】植物有氧呼吸消耗了氧气 植物光合作用产生的氧气量大于有氧呼吸消耗的氧气量 光照强度（1分） CO2浓度（1分） 持续光照后突然停止光照，叶肉细胞中仍有少量H、ATP等暗反应所必需的物质，使暗反应仍可持续进行一段时间，故CO2固定速率没有立即下降（意思正确即可得分） 18 【点评】本题借助于实验装置对光合作用和呼吸作用进行考查，解决这类习题关键是：把握好光合作用和呼吸作用的反应方程式，分析气体反应前后的变化，放在装置中气体的体积是如何变化的。要认真分析表格中数据变化的规律，和相关的知识点联系起来进行解答。（2）坐标曲线类2（2012·山东滨州一模）将金鱼藻放在一定浓度的碳酸氢钠溶液中培养，先给予10000 lx的光照处理5分钟，再进行5000 lx的光照处理5分钟，最后1000 lx的光照5分钟后再黑暗处理。定时测定金鱼藻产生的气泡数量及叶细胞中C3和C5化合物的浓度的变化结果如下。据此回答：时间1min3min5min7min10min12min14 min16 min气泡个/min384014155300浓度10000LX 5000LXAB（1）若10000 lx光照是金鱼藻所能利用的最强光照，则限制气泡增多的内因是，若要增加实验中所产生的气泡数量可适当等条件。（2）实验中14min时不产生气泡的原因是；16min时叶肉细胞中产生H的细胞结构是。（3）图中曲线A表示含量变化，物质A含量高于B的原因是。（4）5000 lx光照处理初期，物质A含量瞬时上升的原因是，然后含量下降的原因是。【解析】（1）若10000 lx光照是金鱼藻所能利用的最强光照，即光照达到饱和，则限制气泡增多的是植物细胞中光色素的含量的多少，适当提高CO2浓度或提高温度可进一步提高光合速率。（2）光照减弱，光合作用强度等于细胞呼吸强度，不再有气泡产生；16分钟时处于黑暗状态，H只通过细胞呼吸产生，产生的场所有细胞质基质和线粒体。（3）降低光照强度后，H和ATP产生的量减少，C3会暂时升高，据此可推断图中A曲线表示的是C3的变化；C3高于C5的原因是C3被还原的少了，同时C5还在与CO2结合生成C3。（4）5000 lx光照处理初期，H、ATP供应不足，C3化合物还原受阻而积累；随着C5与CO2的结合，C5也会越来越少，从而导致C3含量降低。【答案】（每空1分，共8分）（1）光合色素含量 提高碳酸氢钠溶液浓度、提高温度（答出一项即可）（2）光合作用强度和呼吸作用强度相等 细胞质基质和线粒体（答不全不得分）（3）C3化合物 一分子的CO2 和一分子的C5化合物形成两分子的C3化合物（4）H、ATP供应不足，C3化合物还原受阻而积累 C5化合物减少，C3化合物生成受阻 【点评】解答光合作用的实验题的首要条件就是对光合作用的过程必须非常清晰，在实验题中经常结合相关的知识点进行考查。光合作用还经常考查探究影响光合作用的因素，所以在复习这部分内容时，要对影响光合作用的因素进行总结。（3）探究类实验3（2012·温州联考）某研究性学习小组在同学拟对“低温是否会使物质的跨膜运输速率降低”这一问题进行探究，他们选择下列材料用具设计了相关实验。假如你是该研究小组的成员，请作出你的假设、完善实验方案并回答问题：（1）你的假设是： 。（2）实验方案：材料用具：大烧杯、带刻度的长颈漏斗、玻璃纸、清水、适宜浓度的蔗糖溶液、冰块实验步骤：取两个相同的带刻度的长颈漏斗，在漏斗口外密封上一层玻璃纸，将漏斗分别倒扣在两个相同的大烧杯中，并分别编号为A、B。在A、B两组装置的烧杯中分别加入等量的清水，在长颈漏斗中分别加入 ，并保持长颈漏斗管内外液面高度相等。对A、B两组装置进行不同处理：A组放在室温条件下（25），B组 。两组装置同时开始实验，几分钟后观察记录 。（3）根据你的假设和设计的实验方案，预期的实验现象是 。（4）可能的实验现象及评价： 。 。 【解析】 实验探究“低温是否会使物质跨膜运输的速率降低”，低温可能会升高物质运输速率，也可能会降低物质跨膜运输的速率，还可能不影响物质跨膜运输的速率。（2）实验中不同装置的温度是实验的自变量，因变量为漏斗内液面上升的速度快慢。（3）A装置温度高，漏斗液面上升或下降速度快，则说明温度会促进物质跨膜运输速率；反之说明温度会抑制物质跨膜运输速率。【答案】（1）假设：低温使物质跨膜运输的速率降低 （2）实验步骤：等量的适宜浓度的蔗糖溶液 在烧杯外加冰块降温 A、B装置中漏斗液面的升高（下降或变化）速度 （3）预期现象；A组装置中漏斗液面的升高（下降或变化）速度比B组快 （4）A组装置中漏斗液面的升高（下降或变化）速度比B组快，说明假设成立 A组装置中漏斗液面的升高（下降或变化）速率经B组慢或相同，说明假设不成立 【点评】探究类的实验题一定要认真审查题干，和相关的知识点相结合去分析。探究类的实验一定要注意实验的结论不唯一，有几个假设，就有几个相应的结论。四、赏析高考试题，把握复习方向 1（2012·大纲版全国）金鱼藻是一种高等沉水植物，有关研究结果如下图所示（图中净光合速率是指实际光合速率与呼吸速率之差，以每克鲜重每小时释放CO2的微摩尔数表示）。据图回答下列问题：（1）该研究探讨了 对金鱼藻 的影响，其中，因变量是 。（2）该研究中净光合速率达到最大时的光照度为 lx。在黑暗中，金鱼藻的呼吸速率是每克鲜重每小时消耗氧气 mol。（3）该研究中净光合速率随pH变化而变化的主要原因是 。【答案】（1）光照强度、CO2浓度、PH值 净光合速率 O2的释放速率（2）12.5×103 8（3）PH的大小会影响光合作用和呼吸作用过程中所需酶的活性【解析】（1）根据题目中所给的四个曲线的纵轴和横轴可以看出，本研究探讨的是光照强度、CO2的浓度、和pH值对净光合速率的影响。同时，本实验的因变量是通过测定释放O2的速率来体现的。（2）根据曲线2可以判断出，在光照强度达到12.5×103后，净光合速率不再增加，此为光的饱和点。而呼吸速率的值也可以通过曲线1中与y轴的交点得出，为8。（3）pH值对净光合速率的影响，主要是通过影响光合作用和呼吸作用过程中所需酶的活性来实现的。2（2012·江苏）为探究低浓度NaHSO3溶液水稻光合速率的影响，某研究小组做了如下实验，请完成实验报告并回答下列问题：（1）实验报告材料用具：乳熟期的温室盆栽，1mmol/L NaHSO3溶液、蒸馏水、喷壶、光合分析测定仪等。实验步骤：第一步：选取若干的水稻植株随机平均分成甲、乙两组，甲组为对照组，乙组为实验组。第二步：每天傍晚分别将等量的、喷洒在甲、乙两组的水稻叶片上，次日上午测定光合速率。结果与分析：实验结果见图1，经分析可以得出的结论是。（2）研究发现NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力，推测其作用部位是叶绿体的，进而加快对图2中（填字母AD）物质的利用。（3）研究小组利用上述条件设计实验，证明了0.2µmol/L硫酸甲酯吩嗪（PMS）和1mol/LNaHSO3效应相同，两者共同处理既不存在累加效应，也无抑制效应。请在答题卡的指定位置用要柱形图绘制出实验结果（实验光照强度为1000µmolm-2s-1）。【答案】（1）株型、长势、叶片均一蒸馏水1mmol/L NaHSO3溶液不同光照强度下代浓度NaHSO3溶液可提高水稻光合速率（2）类囊体A、B、D（3）见下图【解析】（1）该实验中自变量为是否喷施NaHSO3溶液，因变量是水稻光合速率，其它为无关变量，在实验过程中要排除无关变量对实验结果的干扰，所用实验材料的株型、长势等条件要基本相同；实验操作分对照组和实验组，对照组喷洒一定量的蒸馏水，实验组喷洒1mmol/L NaHSO3溶液；根据图1，在不同光照强度下，喷洒NaHSO3溶液的植株光合速率均高于喷洒蒸馏水的对照组，说明NaHSO3溶液在不同光照强度下均能提高水稻植株的光合速率。（2）光合作用的光反应阶段可以产生ATP，场所在叶绿体的类囊体薄膜上；图2中A表示二氧化碳，B表示C3，C表示光合作用产物糖类，D表示C5，光反应增强，ATP和H增多，可促进暗反应过程中C3的还原进而促进二氧化碳的固定和C5的利用。（3）根据题中信息，0.2mol/L的硫酸甲酯吩嗪和1mmol/L的NaHSO3溶液效应相同，可促进水稻光合作用效率，但二者无累加效应和抑制效应，即二者混合使用效果和分别使用的效果是一样的。据此信息结合图1可作出对应的条形图。3（2011·江苏）为探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响，研究者设计并进行了相关实验，实验步骤及结果如下： 鲈鱼的驯养：将从海洋中捕获的鲈鱼鱼苗在浮式海水网箱中饲养14 d，用普通饲料投喂，备用。饲料的配制：在每千克普通饲料中添加200 mg植酸酶，配制成加酶饲料；并将普通饲料和加酶饲料分别制成大小相同的颗粒，烘干后储存。鲈鱼的饲养：挑选体格健壮、大小一致的鲈鱼随机分组，放养于规格相同的浮式海水网箱中，放养密度为60尾箱。给对照组的鲈鱼定时投喂适量的普通饲料，给实验组的鲈鱼同时投喂等量加酶饲料。称重并记录：投喂8周后，从每个网箱中随机取20尾鲈鱼称重。结果显示，对照组、实验组鱼体平均增重率分别为859.3% 、947. 2%。制备鲈鱼肠道中消化酶样品，并分别测定消化酶的活性，结果如下表。蛋白酶活性( U/mg)脂肪酶活性( U/mg)淀粉酶活性( U/mg) 对照组1. 090. 080.12 实验组1. 710. 100. 13 根据上述实验，回答下列问题： (1)步骤中选用鲈鱼鱼苗而不是成体的主要原因是 ；实验前的驯养是为了 。 (2)步骤中将配制好的饲料进行烘干要特别注意 ，其原因是 。 (3)步骤中还应控制好的无关变量主要有 。 (4)本实验得出的初步结论是 。 (5)推测鲈鱼的食性并说明理由： 。【解析】 (1)由于本题要探究植酸酶对鲈鱼生长的影响，鱼苗生长较快，利于在实验过程中较为明显地观察其效果，而成体生长缓慢，实验效果不明显；由于实验需要在网箱中进行较长有时间（题中介绍要8周），所以得在开展实验前让鲈鱼适应实验养殖环境，否则有可能因为鲈鱼不适合新的环境，而严重影响实验的科学性和结果的可靠性。 (2)实验目标是“探究植酸酶对鲈鱼生长和消化酶活性的影响”，其中实验变量为“植酸酶的有无”，实验组的饲料中已添加了植酸酶，因此在烘干过程中要特别注意温度不能过高，否则会因高温处理使植酸酶变性而失去活性，若如此的话，两组实验结果将没有区别了。 (3)这是实验分析题的基本问题，通过研究实验课题，确认实验变量、因变量，当然还要关注无关变量实验步骤中哪些因素得以控制？有“体格健壮、大小一致的鲈鱼”、“随机分组”、“规格相同的浮式海水网箱”、“放养密度为60尾箱”、“投喂等量加酶饲料”，等等。除此之外，还有水温、盐度和溶解氧等。(4)实验结论的归纳需从实验结果和表中实验数据入手。“结果显示，对照组、实验组鱼体平均增重率分别为859.3% 、947. 2%。”添加植酸酶的饲料促进鲈鱼幼体的生长；表中实验组蛋白酶活性明显较对照组高，而脂肪酶和淀粉酶活性则相近，所以归纳得出：植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性，而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小。(5)鱼的食性有植食性、肉食性和杂食性，根据题干信息显示，鲈鱼消化道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶，说明其食物中含较为丰富的蛋白质，所以可判定为肉食性。 【答案】(1)成体生长缓慢，实验效果不明显 让鲈鱼适应实验养殖环境 (2)温度不能过高 高温会使植酸酶变性而失去活性 (3)水温、盐度和溶解氧等 (4)添加植酸酶的饲料促进鲈鱼幼体的生长；植酸酶能提高肠道中蛋白酶的活性，而对肠道中脂肪酶和淀粉酶的活性影响较小 (5)肉食性，其肠道中蛋白酶活性显著高于脂肪酶和淀粉酶4（2011·大纲版全国） 为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响，将某植物在黑暗中放置一段时间，耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片，平均分成8组，实验处理如下表所示。一段时间后，检测叶片中有无淀粉，结果如下表：编号组1组2组3组4组5组6组7组8处理葡萄糖溶液浸泡溶液中通入空气葡萄糖溶液浸泡溶液中通入CO2和N2蒸馏水浸泡水中通入空气蒸馏水浸泡水中通入CO2和N2光照黑暗光照黑暗光照黑暗光照黑暗检测结果有淀粉有淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉有淀粉无淀粉回答问题：（1）光照条件下，组5叶片通过_作用产生淀粉：叶肉细胞释放出的氧气来自于_的光解。（2）在黑暗条件下，叶片能进行有氧呼吸的组别是_ _ _。（3）组2叶片中合成淀粉的原料是_，直接能源物质是_，后者是通过_产生的。与组2相比，组4叶片无淀粉的原因是_ _。（4）如果组7的蒸馏水中只通入N2，预期实验结果是叶片中_（有、无）淀粉。【解析】本题考查学生获取信息、图表分析的能力。图表分组比较是解决问题的核心所在，能够考查学生对光合作用与呼吸作用的生理过程、关系、影响因素等的掌握情况。（1）组5叶片有光照、CO2，可进行光合作用产生淀粉。叶肉细胞释放出的氧气来自于光反应中H2O的光解。（2）进行有氧呼吸的条件是有氧气，还要注意题中条件是“黑暗条件下”，组2和组 6符合要求。（3）组2叶片，没有光照，不能进行光合作用，但可以利用葡萄糖合成淀粉，此过程需要有氧呼吸产生的ATP作为直接能源物质。与组2相比，组4叶片不同的条件是组4叶片无氧气，所以组4叶片无淀粉的原因是组4无氧气，不能进行有氧呼吸，淀粉合成缺少ATP。（4）如果组7的蒸馏水中只通入N2，无CO2，不能进行光合作用，预期实验结果是叶片中无淀粉。【答案】（1）光合 H2O （2）组2和组 6 （3）葡萄糖 ATP 有氧呼吸 4组无氧气，不能进行有氧呼吸，淀粉合成缺少ATP （4）无5（2011·四川）有人通过实验探究某海藻的最佳培养条件，以获得最大生物量（注：生物量指单位体积的藻体干重）。（1）在有光条件下培养海藻时，培养液中必须含有 ，还需定时向培养液中通入空气，目的是提供 。海藻光合速率随着向光照强度的变化曲线如下图，图中B点表示最佳的 培养条件。（2）该海藻在无光条件下仍能生长，但需在培养液中添加葡萄糖等有机物，目的是提供 。（3）向培养液中添加葡萄糖配成不同浓度的培养液，在一定光照条件下培养该海藻，测定海藻的生物量如下表：葡萄糖浓度（g/L）10.10.20.40.61.0海藻生物量（g/L）0.840.931.001.030.790.67要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，还需设计 的实验。（4）综合上述实验，获得该海藻最大生物量的培养条件是 。 【解析】（1）海藻是植物，因此培养时必需在培养液中加入各种必需矿质元素。通入空气，目的是提供光合作用所需CO2。B点光照强度时放氧速率最大，也就意味着光合速率最大，也就意味着海藻生长的最适光照强度。（2）无光条件下海藻不能进行光合作用，因此必需提供有机物作碳源、能量来源。（3）表格中的葡萄糖浓度梯度太大，要确定培养海藻的最佳葡萄糖浓度，还需在0.20.6g/L之间更细分的浓度梯度。（4）根据图，获得该海藻最大生物量需光照强度适宜，据表格知需添加适宜浓度葡萄糖。 【答案】（1）各种必需矿质元素 CO2 光照 （2）碳源和能源 （3）在0.20.6g/L之间更细分的浓度梯度 （4）适宜光照，添加适宜浓度的葡萄糖 6（2011·海南）某同学设计了一个探究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内（如下图所示），其中A不密封。B、C密封。B内培养皿中盛有Ba（OH）2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。 回答问题：（1）根据上述实验设计判断，该实验的目的是 。（2）从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：B中的幼苗生长量比C中的 (大、小)，原因是 ；A中的幼苗生长量比C中的 (大、小)，原因是 。 【解析】通过题干提供的信息“把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩内（如下图所示），其中A不密封。B、C密封。B内培养皿中盛有Ba（OH）2溶液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。”结合图示可以看出，三个装置中的变量是二氧化碳，所以本实验探究的是二氧化碳浓度对幼苗光合强度（或生长量）的影响。由于B装置盛有Ba（OH）2溶液，能够吸收容器中的二氧化碳，所以B装置中没有二氧化碳，不能进行光合作用，C装置中有少量的二氧化碳，而A装置有充足的二氧化碳。所以生长的状况是ACB。 【答案】（1）探究二氧化碳浓度对幼苗光合强度（或生长量）的影响（2）小 缺二氧化碳，影响暗反应的进行 大 二氧化碳较为充足7.（2010·福建）东海原甲藻（简称甲藻）是我国东海引发赤潮的藻种之一，研究甲藻光合作用的生理特征可为认识赤潮发生机理提供重要信息。（一）某研究小组探究pH对甲藻光合作用的影响，设计了以下实验： 将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养，各组甲藻pH分别设定为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，在黑暗中放置12h，然后在适宜光照等条件下培养，随即多次测定各组氧气释放量并计算净光合速率。将实验结果绘制成下图。（1）本实验除了通过测定氧气释放量，还可以通过测定 吸收量来计算净光合速率。（2）黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化，因此在测定氧气释放量前，需多次将各组pH分别调到 ，这是控制实验的 变量。（3）若甲藻长时间处于pH 10.0条件下，甲藻 （能、不能）正常生长繁殖，请据图分析说明原因： 。（4）实验表明，甲藻光合作用适宜pH 6.09.0。但海水在该pH条件下，一般不会发生赤潮，原因是发生赤潮除了与pH、温度、光照强度等因素有关外，最主要还与海水的 有关。 （二）研究小组进一步探究了温度对甲藻光合作用的影响。根据实验结果得出：甲藻生长繁殖的适宜温度为1530，最适温度为25左右，当温度为9和33时，甲藻不能正常生长繁殖。请根据这些信息在下图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线。 【解析】本题关注生态环境方面，以引发东海赤潮的东海原甲藻作为实验材料，通过分析温度与pH等环境因素对其光合作用的影响，从而在一定程度上认识东海赤潮发生的机理。（一）净光合速率的观察指标有氧气释放量、二氧化碳吸收量、淀粉的产生量。由题意可知本题是为了探究pH对甲藻合作用的影响，所以pH值是自变量，且开始时pH分别设定为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，但是黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化，作为实验的自变量要保持稳定，才能说明不同实验组所出现的实验结果不同是由自变量不同引起的。所以在测定氧气释放量前，需将各组pH分别调到原设定pH值，即调到6.0、7.0、8.0、9.0、10.0。从图中可以看出在pH=10.0条件下，净光合速率为负值，所以甲藻不能正常生长。赤潮发生的主要原因是水体富营养化，是由与N、P元素增多导致藻类大量繁殖，氧气被大量消耗致使水体缺氧，使水生生物大量死亡，加剧氧气的消耗引起的现象成为赤潮。（二）根据实验结果得出：甲藻生长繁殖的适宜温度为1530，在这个温度范围内净光合速率必须大于零；最适温度为25左右，所以在25曲线达到最高点；当温度为9和33时，甲藻不能正常生长繁殖，在9和33时，净光合速率必须小于或等于零。 【答案】（一）（1）CO2 （2）原设定的pH值 自 （3）不能，因为长时间处于pH 10.0条件下，甲藻的净光合速率为负值 （4）富营养化（或N、P的含量）（二）五、冲关检测，你能行！ 本测试共有12道简答题1（2012·聊城一模）将某种植物种子在水中浸透，然后按左下图装置进行实验，实验开始时X液面位置与Y液面位置调至同一水平。下表记录了实验过程中每小时的液面变化情况。请回答下列问题：(1)实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加_水，使代谢增强。(2)装置中使用NaOH的目的是_ _，X液面变化值表示_ _。(3)影响结果准确性的环境因素有_ _(至少写两个)。为确保实验结果只是由实验装置中种子的生理活动引起的，需设置另一个相同装置，该装置除试管内金属网上需要放_、_的同种种子外，其它条件与上图装置相同。(4)实验4小时后液面变化减缓乃至不变，原因是_。 【解析】（1）自由水的作用实验前浸泡种子的目的是让种子细胞增加自由水，使代谢增强。（2）NaOH与少量的CO2反应生成Na2CO3、H2O，装置中使用NaOH的目的是吸收种子细胞呼吸产生的CO2，由于有氧呼吸吸收的氧气体积与放出的二氧化碳体积相等，二氧化碳被NaOH吸收，故装置内气体减少，压强降低，X液面升高，且升高值表示种子有氧呼吸消耗的O2体积。（3）影响结果准确性的环境因素实际上是影响实验的无关变量，除去自变量和因变量之外的就是无关变量，主要有气温（温度）、气压、装置气密性等因素，为确保实验结果只是由实验装置中种子的生理活动引起的，需设置另一个相同装置，也就是设置对照组，所以与实验组不同的应是金属网上需要放等量、煮熟(或死亡)的同种种子。（4）由于有氧呼吸进行，氧气减少，有氧呼吸减弱直至停止，无氧呼吸加强，进行无氧呼吸释放的C02被NaOH溶液吸收。管内气压没有明显变化。 【答案】(1)自由(2)吸收种子细胞呼吸产生的CO2 种子有氧呼吸消耗的O2体积(3)气温、气压、装置气密性(至少答出两个，其它答案合理也可) 等量 煮熟(或死亡)(4)氧气减少，有氧呼吸减弱。而种子进行无氧呼吸释放的C02被NaOH溶液吸收。管内气压没有明显变化2（2012·届湖南衡阳高三联考）呼吸商（RQ）指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值（RQ释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积）。下图1表示萌发小麦种子中发生的相关生理过程，AE表示物质，表示过程。图2表示测定消毒过的萌发的小麦种子呼吸商的实验装置。请分析回答：（1）图1中，催化过程的酶存在于细胞的 ，物质E表示 。（2）图2实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是 。（3）假设小麦种子只以糖类为呼吸底物，在25下经10min观察墨滴的移动情况，如发现甲装置中墨滴不动，乙装置中墨滴左移，则10min内小麦种子中发生图1中的 （填序号）过程；如发现甲装置中墨滴右移，乙装置中墨滴不动，则10min内小麦种子中发生图1中的 （填序号）过程。 （4）在25下10min内，如果甲装置中墨滴左移30mm，乙装置中墨滴左移200mm，则萌发小麦种子的呼吸商是 。 【解析】 (1)由图1知，过程为细胞呼吸的第一阶段(糖酵解)，产物为丙酮酸(A)和还原态氢(C)，在细胞质基质中进行；过程为有氧呼吸的第二阶段，产物为C02(B)和还原态氢(C)，在线粒体基质中进行；过程为有氧呼吸的第三阶段，还原态氢(C)与O2(D)结合形成水，释放大量能量，在线粒体内膜上进行；过程为无氧呼吸的第二阶段，产物为C02(B)和酒精(E)，反应在细胞质基质中进行。因此，催化过程的酶存在于细胞质基质中，物质E为酒精。(2)图2所示实验装置乙中，KOH溶液中放置筒状滤纸的目的是增大KOH溶液与气体的接触面积，方便吸收C02。(3)如果甲装置中墨滴不动，装置内没有气体的净生成与净消耗，说明种子没有进行无氧呼吸；乙装置中墨滴左移，说明此时段内小麦种子进行了有氧呼吸，综合甲乙装置可知，种子只进行有氧呼吸，即发生了图l中的过程。若发现甲装置中墨滴右移，说明装置内有气体的净生成，种子进行了无氧呼吸；乙装置中墨滴不动，说明装置内没有气体的净消耗，说明种子没有进行有氧呼吸，综合甲乙装置可知，种子进行的是无氧呼吸，即图l中的过程。（4）“乙装置中墨滴左移200mm”说明消耗氧气的量为200mm，甲装置中墨滴左移30mm，说明消耗的氧气多，产生的二氧化碳的量少，少30mm，由于氧气减少200mm，所以产生的二氧化碳的量为200mm-30mm=170mm，呼吸商（RQ）指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值（RQ释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积），所以呼吸商为170mm÷200mm=0.85。 【答案】（1）细胞质基质 酒精 （2）增大吸收二氧化碳的面积 （3） （4）0.85 3为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，研究人员进行了有关实验，实验步骤和结果如下表所示。分析回答：试管编号实验步骤ABCD1%NaCl溶液（mL）11% CuSO4溶液（mL）11% Na2SO4溶液（mL）1蒸馏水（mL）1pH6.8缓冲液（mL）11111%淀粉溶液（mL）1111唾液淀粉酶溶液（mL）1111各试管放入37恒温水浴保温一段时间后取出试管，加入1%碘溶液0.1mL观察结果无色深蓝色浅蓝色（1）实验中加入缓冲液的作用是 ,该实验中设置D试管的目的是 。（2）分析实验结果可知：对酶活性有抑制作用的离子是 ，对酶活性有促进作用的离子是 。（3）上述实验中若用斐林试剂代替碘溶液进行检测，沸水浴加热后，A试管中的颜色是 ；但在保温之前不能加入斐林试剂，其原因是 。（4）若完全反应后，C试管对应的酶活性变化为右图中的曲线3，则试管A和B对应的曲线分别是 、 。 【解析】（1）缓冲液是维持溶液pH的相对稳定，D为对照。（2）C管和D管起对照作用，可推知对酶活性有抑制作用的离子是Cu2+，对酶活性有促进作用的离子是Cl。（3）A试管淀粉水解成麦芽糖等还原性糖。（4）A试管中促进作用的离子Cl，酶活性高，完全反应所需时间短，C试管中有抑制作用的离子Cu2+，酶活性低，完全反应所需时间长。 【答案】（1）维持反应液中pH的稳定（其他合理答案也给分） 对照（2）Cu2+ Cl（3）深砖红色 斐林试剂中有Cu2+，其可抑制唾液淀粉酶的活性（4）2 44（2012·辽宁高三测试）某科研小组利用沉水植物伊乐藻进行了光合作用影响因素的研究，图15-甲、乙所示是实验中(实验水温15，水采自无污染自然水体)所测得的不同伊乐藻生物量（g/L）下光照强度与伊乐藻产氧量、pH与伊乐藻净产氧量的关系。 图15（1）光合作用所产生的氧气来自 ，此反应是在 上进行的。（2）图甲中光照强度增加到6×10000lx时，继续增加光照强度产氧量不再增加，这时如果适当提高 有可能提高产氧量。（3）pH值为3时，三组伊乐藻的净产氧量均呈现负值，说明此时 。（4）当水体的pH大于10时，光合作用产氧量急剧下降，原因是水中游离CO2减少，导致 。 【解析】（1）光合作用所产生的氧气来自水在光下分解（水光解），此反应是在类囊体薄膜上进行的。（2）图甲中光照强度增加到6×10000lx时，继续增加光照强度产氧量不再增加，则横坐标是限定因子。若要增加CO2浓度或温度有可能提高产氧量。（3）pH值为3时，三组伊乐藻的净产氧量均呈现负值，说明此时伊乐藻的呼吸作用强度大于光合作用强度。（4）当水体的pH大于10时，光合作用产氧量急剧下降，原因是水中游离CO2减少，导致CO2供应减少，暗反应速率降低，为光反应提供相关物质减少，光反应速率降低。 【答案】（1）水在光下分解（水光解） 类囊体薄膜（叶绿体类囊体薄膜）（2）CO2浓度或温度（3）伊乐藻的呼吸作用强度大于光合作用强度 （4）CO2供应减少，暗反应速率降低，为光反应提供相关物质减少，光反应速率降低5在利用质壁分离和质壁分离复原的方法测定紫色万年青叶表皮细胞的浓度实验中，将紫色万年青的叶表皮细胞分别浸入不同浓度(AF)的硝酸钾溶液中。5min后，观察各叶片表皮细胞的质壁分离及复原的实验结果如下：叶片表皮细胞ABCDEF硝酸钾溶液/ (mol·L1)0.110.120.1250.130.140.50质壁分离程度未分离未分离开始分离分离显著分离显著分离质壁分离复原未复原未复原复原自动复原被诱导复原不复原 根据实验结果分析并回答下列问题： (1)质壁分离指的是 。分离后，在该实验中，质壁之间充满的是 。(2)在C和D的浓度下，叶片表皮细胞发生的质壁分离会自动复原的原因是 。(3)在F浓度下，当叶片细胞发生质壁分离后，用清水不能诱使其复原，原因是 。 (4)根据该实验结果，万年青叶片表皮细胞的浓度约在 之间。 【解析】本题主要考查水分代谢与相关实验。植物细胞吸水或失水是根据渗透作用原理，当细胞失水时，细胞发生质壁分离，当细胞再从外界吸水时，又会发生质壁分离的复原。硝酸钾溶液中，K和NO3进入细胞是主动运输的过程，需要载体和消耗能量。 【答案】(1)细胞壁和原生质层分离硝酸钾溶液(2)原生质层具有选择透过性，K+和NO3逐步运输到细胞内部，使细胞液的浓度升高，水分子自由扩散进入细胞，发生质壁分离复原(3)在高浓度溶液中，细胞因失水过多而死亡，原生质层失去选择透过 (4)0.120.125mol/L6如图为测量过氧化氢酶与过氧化氢反应放出O2的实验装置，水槽内注有清水，倒置的量筒内也充满了清水，实验前制作大小相同的圆形小滤纸片若干，实验过程如下： 实验一 制备新鲜动物肝脏的研磨液；将4片圆形小滤纸片在肝脏研磨液中浸泡一段时间后取出，并贴在反应小室上侧的内壁上(如图甲所示)；向反应小室内加入10mL3%H2O2溶液(如图甲所示)；将反应小室旋转180度成图乙所示状态，并安装好装置；每隔30s读取并记录量筒中水面的刻度，共进行5min。 实验二 除了将圆形小滤纸片的数量改成2片外，其他均与实验一相同。请回答下列问题： (1)上述两实验探究的问题是 与酶促反应速率的关系。(2)请设计一个用于记录观察结果的表格，记录的单位是mL/30s。(3)若实验一和实验二中倒置的量筒中的水面几乎都没有什么变化，可能的原因是 ；若用FeCl3溶液代替新鲜动物肝脏的研磨液做实验一，其结果将是 。 【解析】（1）根据题意4片圆形小滤纸和2片圆形小滤纸（滤纸上有酶溶液）说明变量时酶浓度不同。（2）设计的表格见答案。（3）过氧化氢储存时间长了就会被分解。FeCl3的催化效果不如过氧化氢酶，所以相同时间内量筒中液面的变化值均小于用新鲜动物肝脏的研磨液做的实验 【答案】(1)酶浓度(2)如下表所示每30s O2的生成量(mL/30s)观察次数12345678910实验一实验二(3)实验用的过氧化氢溶液放置时间过长而被分解相同时间内量筒中液面的变化值均小于用新鲜动物肝脏的研磨液做的实验7下图为某生物实验小组为“探究酵母菌呼吸方式”设计的实验装置。实验中，先向气球中加人10 mL酵母菌培养液，再向气球中注入一定量的氧气，扎紧气球。置于装有20温水的烧杯中。再将整个装置置于20的恒温水浴中，记录实验开始30min后烧杯中液面的变化量。试回答：（1）该实验所涉及的自变量是 。（2）为消除各种环境因素的变化带来的实验误差，应设计一对照实验，对照实验与上图相比，不同之处是 。（3）实验开始30 min，烧杯内液面没有发生变化，其原因是 ；再过一段时间，烧杯内液面上升，其原因是