专题02 细胞代谢相关实验-【实验专攻】备战2025年高考生物教材实验梳理与突破讲练（新高考通用）

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实验1 探究植物细胞的吸水和失水
实验2 比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验3 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验4 影响酶活性的条件
实验5 细胞呼吸的原理和应用
实验6 绿叶中色素的提取和分离
实验7 探究环境因素对光合作用强度的影响
【实验1 探究植物细胞的吸水和失水】
1.植物细胞的基本结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、 等。其中，细胞壁具有 ，而细胞膜和液泡膜都是 膜。水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散，称为 。发生渗透作用的条件：一是具有 ；二是半透膜两侧的溶液具有 。
2.成熟的植物细胞具有 ， 具有一定的浓度。 之间的细胞质，称为原生质层，它相当于一层 。当 时，细胞失水 ；当 时，细胞吸水。
3.实验材料：紫色的洋葱鳞片叶（其 细胞有 ，便于观察）、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、质量浓度为 的蔗糖溶液、清水 。
4.实验步骤：
（1）制作临时装片：取一片紫色洋葱鳞片叶 表皮，放在载玻片中央的 中，展平后盖上盖玻片，注意避免产生气泡。
（2）观察：用 显微镜观察洋葱鳞片叶外 细胞中 的大小，以及 的位置关系 。
①处理：从盖玻片的一侧滴入质量浓度为 的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用 ，重复几次，使洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在蔗糖溶液中 。
②再次观察：用 显微镜观察，观察到细胞的液泡 ，颜色 ， 与细胞壁逐渐分离 。
③复原处理：从盖玻片的一侧滴入 ，在盖玻片的另一侧用 ，重复几次，使洋葱鳞片叶外表皮细胞浸润在清水中 。
④最后观察：用 显微镜观察，观察到液泡 ，颜色 ，原生质层逐渐贴近细胞壁。
5.细胞吸水和失水现象分析
6.若实验中使用的蔗糖溶液浓度过高，会出现什么现象？
7.除了紫色洋葱鳞片叶外表皮，还可以选用哪些材料进行该实验？
【实验2 比较过氧化氢在不同条件下的分解】
1.过氧化氢在自然状态下可以缓慢分解成水和氧气。在不同条件下，如加热、加入 等，其分解速率会发生改变。通过观察 的速率等现象，可比较过氧化氢在不同条件下的分解情况。
2.实验材料：新鲜的质量分数为 的肝脏研磨液（含过氧化氢酶）、体积分数为 的过氧化氢溶液、质量分数为 的FeCl3溶液、酒精灯、试管、火柴、卫生香等。
3.实验步骤
4.实验结果记录和分析
分析：加热能 过氧化氢分解，原因是加热使过氧化氢分子 ，从常态转变为容易分解的活跃状态。无机催化剂能 化学反应的活化能，使反应速率加快。过氧化氢酶能 化学反应的活化能，催化效率比无机催化剂 。
【实验3 淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用】
1.实验原理
淀粉和蔗糖都属于糖类，其中淀粉是多糖，蔗糖是二糖，它们本身都不具有 。淀粉酶可以特异性地催化 水解，淀粉在淀粉酶的作用下最终被水解为 等小分子糖类，麦芽糖属于还原糖。而蔗糖在淀粉酶的作用下 发生水解反应，因为酶具有 ，淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解。 试剂可以与还原糖在 的条件下发生反应，生成 。所以可以通过斐林试剂来检测反应体系中是否有还原糖生成，进而判断淀粉酶对淀粉和蔗糖是否起到了水解作用。
2.实验步骤
3.实验结果：1 号试管中出现 ，说明淀粉在淀粉酶的作用下发生了水解，产生了还原糖。2 号试管中 ，表明蔗糖在淀粉酶的作用下没有发生水解，蔗糖不能被淀粉酶催化。3 号试管（空白对照）中也 ，说明实验中所用的试剂及操作过程没有引入还原糖，保证了实验结果的准确性。
4.实验结论
淀粉酶具有 性，它只能催化淀粉水解为 ，而不能催化 水解。这一实验结果充分体现了酶作为生物催化剂的 ，每种酶只能催化一种或一类化学反应，这对于生物体内复杂的代谢过程有条不紊地进行具有重要意义 。
【实验4 影响酶活性的条件】
1.实验原理
（1）酶的活性受 等条件的影响。在 条件下，酶的活性最高。 都会影响酶的活性，甚至使酶 。
（2）淀粉遇碘变蓝，淀粉酶可使淀粉逐步水解为 ，麦芽糖和葡萄糖遇碘 。因此，根据淀粉遇碘后的 ，可以判断淀粉酶是否将淀粉水解。
（3）过氧化氢在 的催化下分解为 ，通过观察气泡 ，可以判断过氧化氢酶的活性。
2.实验材料
（1）探究温度对酶活性的影响：质量分数为 的新鲜淀粉酶溶液，质量分数为 的可溶性淀粉溶液，热水，蒸馏水，冰块，碘液，斐林试剂。
（2）探究 pH 对酶活性的影响：新鲜的质量分数为 的肝脏研磨液（含 ），体积分数为 的过氧化氢溶液，物质的量浓度为 的盐酸，物质的量浓度为 的氢氧化钠溶液，蒸馏水。
3.设计实验
（1）探究温度对酶活性的影响
①实验应选择 酶做实验材料，而不能选择 酶作实验材料。原因是 。
②实验假设：0℃条件下，淀粉酶 一定活性，加入碘液后呈现的蓝色 ，与60℃条件下的 色有较明显的区别；沸水浴条件下，淀粉酶活性 ，加入碘液后呈现的蓝色 ，与60℃条件下的 色有较明显的区别。
③完成下表中关于探究温度对淀粉酶活性影响的实验步骤
注意：酶和淀粉混合前，所以在设定的温度保温5min，不能混合后再保温，原因是 ；不宜选用斐林试剂检测还原糖的生成的原因是 。（2）探究 pH 对酶活性的影响
①实验应选择 酶做实验材料，而不能选择 酶作实验材料。原因是 。
②完成下表中关于探究pH对过氧化氢酶活性影响的实验步骤
4.实验结果与分析
（1）探究温度对酶活性的影响
①实验结果：1 号试管（0℃）溶液 ，2 号试管（37℃）溶液 ，3 号试管（100℃）溶液 。
②结果分析：在 0℃时，淀粉酶的活性 ，淀粉未被水解，所以遇碘变蓝；在 37℃时，淀粉酶的活性 ，淀粉被完全水解，所以遇碘不变蓝；在 100℃时，淀粉酶因 ，淀粉未被水解，所以遇碘变蓝。
（2）探究 pH 对酶活性的影响
①实验结果：1 号试管（加盐酸）气泡产生速率很慢，2 号试管（加蒸馏水）气泡产生速率较快，3 号试管（加氢氧化钠）气泡产生速率很慢。
②结果分析：过酸（1 号试管）和过碱（3 号试管）的环境都会使过氧化氢酶的活性受到抑制，导致气泡产生速率很慢；在接近中性的环境（2 号试管，加蒸馏水）中，过氧化氢酶的活性较高，气泡产生速率较快。
5.注意事项
①在探究温度对酶活性的影响实验中，要严格控制温度，保证各试管在相应的温度下保温足够的 ，且酶溶液和淀粉溶液在混合前要分别在各自的温度环境中 。
②在探究 pH 对酶活性的影响实验中，要注意先将 加入试管中，再加入 ，且加入的顺序不能颠倒。
【实验 5 探究酵母菌细胞呼吸的方式】
1.提出问题：酵母菌在有氧和无氧条件下细胞呼吸的 有何不同？
2.作出假设：假设酵母菌在有氧条件下进行 ，产生 ；在无氧条件下进行 ，产生 。
3:实验原理：酵母菌是一种 ，在有氧和无氧条件下都能 ，属于兼性厌氧菌。
二氧化碳可使澄清石灰水 ，也可使溴麝香草酚蓝水溶液 。根据石灰水 或 ，可以检测酵母菌培养液中二氧化碳的产生情况。色的重铬酸钾溶液，在酸性条件下与酒精发生化学反应，变成 。
4.实验步骤：配制酵母菌培养液：取两个洁净的锥形瓶，分别标记为 A、B，向 A、B 锥形瓶中各加入等量的质量分数为 的葡萄糖溶液，再分别加入适量的 。
组装实验装置：
（1）有氧呼吸装置：将 A 锥形瓶与 个锥形瓶连接，第一个锥形瓶中盛有质量分数为 10% 的 溶液，用于 ；第二个锥形瓶中是 ；第三个锥形瓶中盛有 ，用于检测有氧呼吸 。
（2）无氧呼吸装置：将 B 锥形瓶密封， ，连接盛有 的锥形瓶，用于检测 。
（3）培养酵母菌：将两套装置放在 （25 - 35℃）条件下培养一段时间。
（4）检测二氧化碳的产生：观察并记录两个装置中澄清石灰水的 程度，以及溴麝香草酚蓝水溶液的 变化。
（5）检测酒精的产生：从 A、B 锥形瓶中各取少量 ，分别加入酸性重铬酸钾溶液，振荡，观察 的变化。
5.实验结果预测与分析
有氧呼吸组：澄清石灰水 ，溴麝香草酚蓝水溶液 ，说明有氧呼吸产生了二氧化碳；加入 后，溶液不变色，说明没有酒精产生。
无氧呼吸组：澄清石灰水 ，溴麝香草酚蓝水溶液 ，说明无氧呼吸产生了二氧化碳；加入 后，溶液变成 ，说明产生了酒精。
6.实验结论
酵母菌在有氧条件下进行 ，产生 ；在无氧条件下进行无氧呼吸，产生 。
【实验 6 绿叶中色素的提取和分离】
1.实验原理
（1）提取原理：绿叶中的色素能够溶解在 中，所以可以用 提取绿叶中的色素。
（2）分离原理：绿叶中的色素在层析液中的 不同， 的随层析液在滤纸上扩散得快， 的随层析液在滤纸上扩散得慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
2.实验步骤
（1）提取绿叶中的色素
称取绿叶：称取 5g 新鲜的绿叶， ，剪碎，放入研钵中。
添加试剂：向研钵中放入少许 ，再加入 10mL 无水乙醇，进行迅速、充分的研磨。
过滤：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块 ）中进行过滤。将滤液收集到小试管中，及时用棉塞将试管口塞严。
（2）制备滤纸条
取一块干燥的定性滤纸，将滤纸剪成长 6cm、宽 1cm 的滤纸条，在一端剪去 。在距剪去两角的一端 1cm 处用 画一条细的横线。
（3）画滤液细线
用 ，沿铅笔线均匀地画出一条细线。待滤液干后，再重复画 2 - 3 次。
（4）分离绿叶中的色素
将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（ 朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。注意，不能让滤液细线 。观察试管内滤纸条上出现的色素带，以及每条色素带的 。
3.实验结果分析
（1）色素带的数目：滤纸条上出现几条色素带，就说明绿叶中 。
（2）色素带的颜色和位置：最上端的色素带呈 ，是 ，它在层析液中的溶解度最高，扩散速度最快。从上往下第二条色素带呈 ，是 。第三条色素带呈 ，是 ，它的含量最多。最下端的色素带呈 ，是 ，它在层析液中的溶解度最低，扩散速度最慢。
4.实验注意事项：研磨时要迅速、充分，且加入二氧化硅的目的是为了 ；加入碳酸钙是为了防止研磨中 。过滤时要用尼龙布而不能用滤纸，因为 ，影响实验结果。画滤液细线时，线条要 ，且要等滤液干后再 ，这样可以使色素带清晰。分离色素时，一定不能让滤液细线触及 ，否则滤液细线中的色素会溶解在层析液中，导致实验失败。
5.思考与讨论
绿叶中的色素的作用是 。如果实验中得到的色素带颜色过浅，可能的原因有 、 、 、 、 、 、 等。
【实验 7 探究环境因素对光合作用强度的影响】
1.实验原理
光合作用强度可以通过测定一定时间内 或 的数量来定量表示。例如，本实验可以通过观察单位时间内叶片上浮的数量来衡量光合作用强度。植物光合作用产生的 会在细胞间隙积累，使叶片浮力增大。当叶片受到适宜光照、充足的
供应等条件时，光合作用增强，产生的 增多，叶片就会上浮。
2.实验步骤
（1）制备圆形小叶片：用打孔器在新鲜的菠菜叶片上打出直径约 1cm 的圆形小叶片，尽量选择 的叶片打孔，以保证实验材料的一致性。用镊子将圆形小叶片放入注射器中，注射器内吸入适量蒸馏水，排出空气后，用手指堵住注射器前端小孔，轻轻拉动活塞，使圆形小叶片内的 ，重复几次，直到圆形小叶片全部沉入水底。
（2）探究光照强度对光合作用强度的影响：取 3 个小烧杯，分别编号为 1、2、3，向每个小烧杯中加入等量的 溶液（一般为 0.1% - 0.5% 的浓度）。
（3）向 3 个小烧杯中分别放入 10 片已处理好的圆形小叶片。将 3 个小烧杯分别放在距离 40W 台灯 的位置，如 10cm、20cm、30cm，以形成不同的光照强度。开启台灯，同时开始计时，观察并记录每个小烧杯中圆形小叶片 ，每隔 1 分钟记录一次，共记录 5 分钟。
（4）探究二氧化碳浓度对光合作用强度的影响（可选步骤，若时间有限可略过）：取 3 个小烧杯，分别编号为 4、5、6，向小烧杯 4 中加入适量 ，向小烧杯 5 中加入一定量的 溶液，向小烧杯 6 中加入一定量的 溶液，形成不同二氧化碳浓度的环境。
（5）向 3 个小烧杯中分别放入 10 片已处理好的圆形小叶片。将 3 个小烧杯放在距离台灯 距离（如 15cm）的位置，以保证光照强度相同。开启台灯，同时开始计时，观察并记录每个小烧杯中圆形小叶片上浮的 ，每隔 1 分钟记录一次，共记录 5 分钟。
3.实验数据分析
根据记录的数据，绘制不同光照强度（或二氧化碳浓度）下圆形小叶片上浮数量随时间变化的曲线。分析曲线，得出光照强度、二氧化碳浓度与 之间的关系。
4.实验结论
在一定范围内，随着光照强度的增强，光合作用强度 ，表现为单位时间内圆形小叶片上浮的 。在一定范围内，随着二氧化碳浓度的 ，光合作用强度增强，表现为单位时间内圆形小叶片上浮的 。
5.注意事项
打孔时要尽量避开大的 ，因为 中没有叶绿体，不会进行光合作用。用注射器抽出叶片内气体时，操作要轻柔，避免损伤叶片。每个小烧杯中加入的圆形小叶片数量要相同，以保证实验的可比性。实验过程中要保持台灯的稳定性，避免光照强度发生波动影响实验结果。
6.思考与讨论
在实验过程中，如果发现圆形小叶片长时间不上浮，可能的原因有 、 、 、 等。农业生产中，如何利用本实验的原理可通过 、 来提高农作物的产量。
1.（2024·山东·高考真题）仙人掌的茎由内部薄壁细胞和进行光合作用的外层细胞等组成，内部薄壁细胞的细胞壁伸缩性更大。水分充足时，内部薄壁细胞和外层细胞的渗透压保持相等；干旱环境下，内部薄壁细胞中单糖合成多糖的速率比外层细胞快。下列说法错误的是（ ）
A．细胞失水过程中，细胞液浓度增大
B．干旱环境下，外层细胞的细胞液浓度比内部薄壁细胞的低
C．失水比例相同的情况下，外层细胞更易发生质壁分离
D．干旱环境下内部薄壁细胞合成多糖的速率更快，有利于外层细胞的光合作用
2．（2024·浙江·高考真题）红豆杉细胞内的苯丙氨酸解氨酶（PAL）能催化苯丙氨酸生成桂皮酸，进而促进紫杉醇的合成。低温条件下提取 PAL 酶液，测定 PAL 的活性，测定过程如下表。
下列叙述错误的是（ ）
A．低温提取以避免PAL 失活B．30℃水浴1小时使苯丙氨酸完全消耗
C．④加H2O补齐反应体系体积D．⑤加入HCl溶液是为了终止酶促反应
3．（2024·广东·高考真题）现有一种天然多糖降解酶，其肽链由4段序列以Ce5-Ay3-Bi-CB方式连接而成。研究者将各段序列以不同方式构建新肽链，并评价其催化活性，部分结果见表。关于各段序列的生物学功能，下列分析错误的是（ ）
注：—表示无活性，+表示有活性，+越多表示活性越强。
A．Ay3与Ce5 催化功能不同，但可能存在相互影响
B．Bi无催化活性，但可判断与Ay3的催化专一性有关
C．该酶对褐藻酸类底物的催化活性与Ce5无关
D．无法判断该酶对纤维素类底物的催化活性是否与CB相关
4．（2024·河北·高考真题）下列关于酶的叙述，正确的是（ ）
A．作为生物催化剂，酶作用的反应物都是有机物
B．胃蛋白酶应在酸性、37℃条件下保存
C．醋酸杆菌中与发酵产酸相关的酶，分布于其线粒体内膜上
D．从成年牛、羊等草食类动物的肠道内容物中可获得纤维素酶
5．（2024·广东·高考真题）研究发现，敲除某种兼性厌氧酵母（WT）sqr基因后获得的突变株△sqr中，线粒体出现碎片化现象，且数量减少。下列分析错误的是（ ）
A．碎片化的线粒体无法正常进行有氧呼吸
B．线粒体数量减少使△sqr的有氧呼吸减弱
C．有氧条件下，WT 比△sqr的生长速度快
D．无氧条件下，WT 比△sqr产生更多的ATP
6．（2024·广东·高考真题）银杏是我国特有的珍稀植物，其叶片变黄后极具观赏价值。某同学用纸层析法探究银杏绿叶和黄叶的色素差别，下列实验操作正确的是（ ）
A．选择新鲜程度不同的叶片混合研磨
B．研磨时用水补充损失的提取液
C．将两组滤纸条置于同一烧杯中层析
D．用过的层析液直接倒入下水道
7．（2023·北京·高考真题）在两种光照强度下，不同温度对某植物CO2吸收速率的影响如图。对此图理解错误的是（ ）

A．在低光强下，CO2吸收速率随叶温升高而下降的原因是呼吸速率上升
B．在高光强下，M点左侧CO2吸收速率升高与光合酶活性增强相关
C．在图中两个CP点处，植物均不能进行光合作用
D．图中M点处光合速率与呼吸速率的差值最大
8．（2023·湖北·高考真题）高温是制约世界粮食安全的因素之一，高温往往使植物叶片变黄、变褐。研究发现平均气温每升高1℃，水稻、小麦等作物减产约3%~8%。关于高温下作物减产的原因，下列叙述错误的是（ ）
A．呼吸作用变强，消耗大量养分
B．光合作用强度减弱，有机物合成减少
C．蒸腾作用增强，植物易失水发生萎蔫
D．叶绿素降解，光反应生成的NADH和ATP减少
9．（2022·北京·高考真题）光合作用强度受环境因素的影响。车前草的光合速率与叶片温度、CO2浓度的关系如下图。据图分析不能得出（ ）
A．低于最适温度时，光合速率随温度升高而升高
B．在一定的范围内，CO2浓度升高可使光合作用最适温度升高
C．CO2浓度为200μL·L-1时，温度对光合速率影响小
D．10℃条件下，光合速率随CO2浓度的升高会持续提高
10．（2022·全国·高考真题）某同学将一株生长正常的小麦置于密闭容器中，在适宜且恒定的温度和光照条件下培养，发现容器内CO2含量初期逐渐降低，之后保持相对稳定。关于这一实验现象，下列解释合理的是（ ）
A．初期光合速率逐渐升高，之后光合速率等于呼吸速率
B．初期光合速率和呼吸速率均降低，之后呼吸速率保持稳定
C．初期呼吸速率大于光合速率，之后呼吸速率等于光合速率
D．初期光合速率大于呼吸速率，之后光合速率等于呼吸速率
11．（2023·广东·高考真题）中国制茶工艺源远流长。红茶制作包括萎凋、揉捻、发酵、高温干燥等工序，其间多酚氧化酶催化茶多酚生成适量茶黄素是红茶风味形成的关键。下列叙述错误的是（ ）
A．揉捻能破坏细胞结构使多酚氧化酶与茶多酚接触
B．发酵时保持适宜的温度以维持多酚氧化酶的活性
C．发酵时有机酸含量增加不会影响多酚氧化酶活性
D．高温灭活多酚氧化酶以防止过度氧化影响茶品质
12．（2022·广东·高考真题）某同学对蛋白酶TSS的最适催化条件开展初步研究，结果见下表。下列分析错误的是（ ）
注：+/-分别表示有/无添加，反应物为Ⅰ型胶原蛋白
A．该酶的催化活性依赖于CaCl2
B．结合①、②组的相关变量分析，自变量为温度
C．该酶催化反应的最适温度70℃，最适pH9
D．尚需补充实验才能确定该酶是否能水解其他反应物
13.（2023·浙江·高考真题）为探究酵母菌的细胞呼吸方式，可利用酵母菌、葡萄糖溶液等材料进行实验。下列关于该实验的叙述，正确的是（ ）
A．酵母菌用量和葡萄糖溶液浓度是本实验的自变量
B．酵母菌可利用的氧气量是本实验的无关变量
C．可选用酒精和CO2生成量作为因变量的检测指标
D．不同方式的细胞呼吸消耗等量葡萄糖所释放的能量相等
14．（2024·甘肃·高考真题）梅兰竹菊为花中四君子，很多人喜欢在室内或庭院种植。花卉需要科学养护，养护不当会影响花卉的生长，如兰花会因浇水过多而死亡，关于此现象，下列叙述错误的是（ ）
A．根系呼吸产生的能量减少使养分吸收所需的能量不足
B．根系呼吸产生的能量减少使水分吸收所需的能量不足
C．浇水过多抑制了根系细胞有氧呼吸但促进了无氧呼吸
D．根系细胞质基质中无氧呼吸产生的有害物质含量增加
15.（2022·全国·高考真题）植物成熟叶肉细胞的细胞液浓度可以不同。现将a、b、c三种细胞液浓度不同的某种植物成熟叶肉细胞，分别放入三个装有相同浓度蔗糖溶液的试管中，当水分交换达到平衡时观察到：①细胞a未发生变化；②细胞b体积增大；③细胞c发生了质壁分离。若在水分交换期间细胞与蔗糖溶液没有溶质的交换，下列关于这一实验的叙述，不合理的是（ ）
A．水分交换前，细胞b的细胞液浓度大于外界蔗糖溶液的浓度
B．水分交换前，细胞液浓度大小关系为细胞b>细胞a>细胞c
C．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度大于细胞a的细胞液浓度
D．水分交换平衡时，细胞c的细胞液浓度等于外界蔗糖溶液的浓度
16．（2023·全国·高考真题）植物叶片中的色素对植物的生长发育有重要作用。下列有关叶绿体中色素的叙述，错误的是（ ）
A．氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重要元素
B．叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿体中类囊体的薄膜上
C．用不同波长的光照射类胡萝卜素溶液，其吸收光谱在蓝紫光区有吸收峰
D．叶绿体中的色素在层析液中的溶解度越高，随层析液在滤纸上扩散得越慢
17.（2024·甘肃·高考真题）类胡萝卜素不仅参与光合作用，还是一些植物激素的合成前体。研究者发现了某作物的一种胎萌突变体，其种子大部分为黄色，少部分呈白色，白色种子未完全成熟即可在母体上萌发。经鉴定，白色种子为某基因的纯合突变体。在正常光照下（400μml·m-2•s-1），纯合突变体叶片中叶绿体发育异常、类囊体消失。将野生型和纯合突变体种子在黑暗中萌发后转移到正常光和弱光（1μml·m-2•s-1）下培养一周，提取并测定叶片叶绿素和类胡萝卜素含量，结果如图所示。回答下列问题。
(1)提取叶片中叶绿素和类胡萝卜素常使用的溶剂是 ，加入少许碳酸钙可以 。
(2)野生型植株叶片叶绿素含量在正常光下比弱光下高，其原因是 。
(3)正常光照条件下种植纯合突变体将无法获得种子，因为 。
(4)现已知此突变体与类胡萝卜素合成有关，本研究中支持此结论的证据有：①纯合体种子为白色；② 。
(5)纯合突变体中可能存在某种植物激素X的合成缺陷，X最可能是 。若以上推断合理，则干旱处理能够提高野生型中激素X的含量，但不影响纯合突变体中X的含量。为检验上述假设，请完成下面的实验设计：
①植物培养和处理：取野生型和纯合突变体种子，萌发后在 条件下培养一周，然后将野生型植株均分为A、B两组，将突变体植株均分为C、D两组，A、C组为对照，B、D组干旱处理4小时。
②测量指标：每组取3-5株植物的叶片，在显微镜下观察、测量并记录各组的 。
③预期结果： 。
18．（2024·河北·高考真题）高原地区蓝光和紫外光较强，常采用覆膜措施辅助林木育苗。为探究不同颜色覆膜对藏川杨幼苗生长的影响，研究者检测了白膜、蓝膜和绿膜对不同光的透过率，以及覆膜后幼苗光合色素的含量，结果如图、表所示。
回答下列问题：
(1)如图所示，三种颜色的膜对紫外光、蓝光和绿光的透过率有明显差异，其中 光可被位于叶绿体 上的光合色素高效吸收后用于光反应，进而使暗反应阶段的还原转化为 和 。与白膜覆盖相比，蓝膜和绿膜透过的 较少，可更好地减弱幼苗受到的辐射。
(2)光合色素溶液的浓度与其光吸收值成正比，选择适当波长的光可对色素含量进行测定。提取光合色素时，可利用 作为溶剂。测定叶绿素含量时，应选择红光而不能选择蓝紫光，原因是 。
(3)研究表明，覆盖蓝膜更有利于藏川杨幼苗在高原环境的生长。根据上述检测结果，其原因为 （答出两点即可）。
19．（2024·全国·高考真题）在自然条件下，某植物叶片光合速率和呼吸速率随温度变化的趋势如图所示。回答下列问题。

(1)该植物叶片在温度a和c时的光合速率相等，叶片有机物积累速率 （填“相等”或“不相等”），原因是 。
(2)在温度d时，该植物体的干重会减少，原因是 。
(3)温度超过b时，该植物由于暗反应速率降低导致光合速率降低。暗反应速率降低的原因可能是 。（答出一点即可）
(4)通常情况下，为了最大程度地获得光合产物，农作物在温室栽培过程中，白天温室的温度应控制在 最大时的温度。
A组 基础练
1.采用紫色洋葱鳞片叶外表皮进行质壁分离实验，下列相关叙述正确的是( )
A.用镊子撕取的外表皮，若带有少量的叶肉细胞仍可用于实验
B.将外表皮平铺在洁净的载玻片上，直接用高倍镜观察细胞状态
C.为尽快观察到质壁分离现象，应在盖玻片四周均匀滴加蔗糖溶液
D.实验观察到许多无色细胞，说明紫色外表皮中有大量细胞含无色液泡
2.耐盐碱水稻是指能在盐浓度0.3%以上的盐碱地生长的水稻品种。现有普通水稻和耐盐碱水稻若干，由于标签损坏无法辨认类型，某生物兴趣小组使用0.3(g·mL－1)的KNO3溶液分别处理两组水稻细胞，结果如图，下列叙述正确的是( )
A.Ⅱ组水稻原生质体的体积增加，说明Ⅱ组水稻为耐盐碱水稻
B.Ⅱ组水稻的曲线不能无限上升仅受限于细胞壁的伸缩性
C.A→B段，Ⅰ组水稻细胞的吸水能力逐渐减弱
D.B→C段是由于添加清水
3.为了探究温度、pH对酶活性的影响，某同学进行了下列实验设计，其中最合理的是( )
A.探究温度对酶活性的影响时，选用过氧化氢溶液和新鲜的肝脏研磨液，用气球收集
B.探究温度对酶活性的影响时，选用淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，斐林试剂鉴定
C.探究pH对酶活性的影响时，选用肝脏研磨液和过氧化氢溶液，观察气泡产生速度
D.探究pH对酶活性的影响时，选用新制的蔗糖酶溶液和可溶性淀粉溶液，碘液鉴定
4.唾液淀粉酶的最适pH为6.80，某兴趣小组利用相关实验对此进行了验证，有关实验现象如下表所示。下列有关说法错误的是( )
注：试剂的使用方法正确；＋表示显色，＋＋表示显色更深。
A.第3组为橙黄色，说明其底物淀粉已经完全被水解
B.各组实验时间均不宜过长，否则会影响实验的结果
C.该实验用碘液作为检测试剂，实验过程应保持37 ℃的恒温
D.由于酸能水解淀粉，故第1组实验中酶的活性高于第5组
5.物质W能作为抑制剂与甲酶(化学本质为蛋白质，可将物质甲水解)结合，影响酶促反应。在适宜条件下，将一定量的甲酶与物质W混合液均分为若干份，分别加入等量的不同浓度的物质甲溶液，检测发现，一定范围内，物质甲的水解速率随物质甲溶液浓度的升高而增大。下列说法合理的是( )
A.本实验的自变量是物质W的有无，因变量是物质甲的水解速率
B.适当提高反应温度，各实验组的反应速率都将变大
C.随物质甲溶液浓度的升高，物质W的抑制作用逐渐减弱
D.甲酶与物质W结合后，甲酶空间结构遭到破坏，失去活性
6.植物体中的氧气除了来自光合作用以外，还可以来自H2O2的分解，过氧化氢酶能分解H2O2并产生氧气，氧气能氧化焦性没食子酸呈橙红色，过氧化氢酶在高于60 ℃环境中失活。为探究马铃薯块茎中是否存在过氧化物酶，设计实验如下表，实验中对无关变量进行了有效控制。下列相关叙述错误的是( )
A.1号管为对照组，其余三个试管是实验组
B.实验中需要控制的无关变量与H2O2的自然分解有关
C.若3号管显橙红色，需对照才能推测马铃薯块茎中存在过氧化物酶
D.无论马铃薯块茎中是否存在过氧化物酶，4号管不显橙红色
7.许多物质对酶的活性会产生影响，其中能提高酶活性的物质为激活剂，能降低酶活性的物质为抑制剂。某研究小组研究了甲、乙、丙三种物质对淀粉酶活性的影响，结果如图所示。则下列相关说法错误的是( )
A.该实验的自变量和因变量分别为物质的种类、酶的活性
B.物质甲为酶的激活剂，物质乙和丙为酶的抑制剂
C.甲、乙、丙可能是通过改变酶的空间结构而影响酶的活性
D.图中的实验结果可能是在不同的温度和pH条件下测定的
8.用新鲜的马铃薯悬液(含过氧化氢酶)进行H2O2分解实验的结果如图所示。第1组实验的曲线表示在10 ℃、pH为5.0的条件下，向6 mL H2O2溶液中加入5滴马铃薯悬液的结果，若要得到图中第2组实验的曲线所示结果，相应的实验操作不可能是( )
A.适当提高H2O2溶液的浓度
B.适当提高反应体系的温度
C.适当提高反应体系的pH
D.适当提高马铃薯悬液的量
9.为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述正确的是( )
A.方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类
B.方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测
C.方案③的目的是探究温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测
D.方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡的速度较快
10.图中的新鲜土豆片与H2O2接触后，产生的现象及推测正确的是( )
A.若有气体大量产生，可推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶
B.温度、溶液浓度等属于无关变量，不需要保持一致
C.一段时间后气体量不再增加一定是因为土豆片的数量有限
D.若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速率不变
B组 提升练
1.植物细胞质壁分离程度可用原生质层长度(B)与细胞长度(A)的比值(B/A)表示。某同学用同一浓度的蔗糖溶液对4种不同植物细胞处理后，得到结果如下。由此可推测( )
A.处理前细胞Ⅰ的细胞液浓度等于细胞Ⅱ的细胞液浓度
B.处理前细胞Ⅲ的细胞液浓度大于细胞Ⅳ的细胞液浓度
C.实验中B/A的比值越小，植物细胞的吸水能力越弱
D.一段时间后，细胞Ⅲ和细胞Ⅳ的B/A值会逐渐增加到1
2.海水稻是一种在海边滩涂等地生长的、耐盐碱的水稻品种。研究发现，海水稻根部细胞的细胞液浓度比生长在普通土壤中的水稻(淡水稻)根部细胞的高。某兴趣小组欲验证上述结论，利用不同浓度的NaCl溶液分别处理海水稻和淡水稻的根部细胞，实验结果如下图所示。假设实验开始时两种水稻根部细胞原生质体体积大小相同，其他条件均相同且适宜。下列说法错误的是( )
注：原生质体体积相对值＝eq \f(处理后原生质体体积,处理前原生质体体积)×100%。
A.该实验的自变量是水稻类型和NaCl溶液的浓度
B.A、B两组分别为海水稻、淡水稻的根部细胞
C.海水稻根部细胞的细胞液浓度介于6～8(g·L－1)NaCl溶液浓度之间
D.经不同浓度的NaCl溶液处理，海水稻根部细胞都会发生质壁分离现象
3.某科研小组尝试用枯草杆菌纤维素酶制剂分解秸秆，制备饲料用的葡萄糖添加剂，实验操作和结果如下表所示。回答下列问题：
注：残渣比重指降解后残留的干物质和反应前干物质的质量比。
(1)本实验的自变量是________和________。
(2)根据表格，在实验所列举的条件中最适宜的为________(填写编号)。
(3)如果要进一步加快反应速度，还可以采取________________________________________________________________。
方法改进实验。
(4)生产中通常要对秸秆进行高温消毒后再进行酶解，某工作车间错误的先加入酶制剂后才进行消毒。你认为消毒结束恢复常温后________(填“需要”或“不需要”)重新加酶。原因是__________________________________________。
4.生物化学家古德伯格以网织红细胞为研究材料，发现了一种不依赖溶酶体的蛋白质降解方式。网织红细胞无细胞核，但细胞器基本保留，细胞内存在大量血红蛋白。如果某些血红蛋白出现错误折叠形成不正常的空间结构，那么它们会被降解。为研究这些空间结构异常的蛋白质的降解途径，古德伯格和他的同事进行了以下实验。
Ⅰ.将收集到的网织红细胞分为四组，分别标记为①、②、③、④组，其中①、②组悬浮在含ClAbu的溶液中(ClAbu会引起新合成的蛋白质出现大量的错误折叠)，③、④悬浮在不含ClAbu的溶液中，四组均加入放射性同位素标记的亮氨酸，短时间培养后，去除游离的放射性氨基酸；
Ⅱ.将①、③组在裂解细胞的条件下(裂解细胞后，细胞中的膜结构随之破坏，原来在溶酶体中的化学反应会停止)，②、④组在不裂解细胞的条件下反应一段时间，测定游离氨基酸的放射性强度，计算蛋白质的降解率，实验结果如下图A、图B。
(1)当②和④作为一组对照实验时，实验的自变量是___________________________________________________________________，
实验结果说明___________________________________________________。
当①和②作为一组对照实验时，实验的自变量是
__________________________________________________________________，
实验结果说明____________________________________________________。
(2)古德伯格又对这种蛋白质的降解途径进行了进一步探究。他检测了这种降解途径在不同pH条件下和是否存在ATP条件下的蛋白质降解率，实验结果如下图a、图b。
图a的结果表明：这种降解反应中的酶________(填“是”或“不是”)溶酶体中的酶。
5.为探究淀粉酶活性与水稻发芽速度的关系，某生物兴趣小组选择萌发速度快(盐恢888)、萌发速度中等(南粳46)、萌发速度慢(海水稻)三个品种进行如下实验。
步骤一：取相等质量、生长状况相同的盐恢888、南粳46、海水稻发芽种子各2 g，与1 g石英砂混合，置研钵中，加8 mL蒸馏水研磨，3 500 rpm离心10分钟，获取粗酶液。
步骤二：取若干支干净试管，依次编号，各加入1 mL粗酶液。
回答下列问题。
(1)步骤③中加样液为____________，步骤④中加0.4 ml/LNaOH溶液的目的是_____________________________________________________________。
(2)使用双缩脲试剂________(填“可以”或“不可以”)准确测定种子中淀粉酶的含量，理由是_________________________________________________________。
(3)从代谢的角度分析，盐恢888水稻种子萌发速度快的原因____________________________________________________________________，
有助于提高呼吸作用，为水稻种子的萌发提供物质和能量保证。
(4)淀粉酶活性的测定可采用比色法。由于麦芽糖能将3，5－二硝基水杨酸还原成橙红色化合物，且在一定范围内的浓度与颜色成正比。以每克样品每分钟催化产生1 g还原糖定义为1个酶活力单位(U)。有同学质疑“实验中颜色变化可能来源于萌发种子中本身含有的麦芽糖，不一定和淀粉酶有关。”针对此质疑，应该设计的对照组实验为____________________________________________________。
(5)水稻淀粉酶包括α－淀粉酶和β－淀粉酶。α－淀粉酶不耐酸、较耐热，在pH为3.6、0 ℃下可迅速失活，而β－淀粉酶耐酸、不耐热，在70 ℃条件下15 min后失活。有研究表明不同品种水稻种子的萌发速度受α－淀粉酶调控。为进一步探究β－淀粉酶的差异，设计了如下实验方案：其中X处理的方法是________________________________________________________________。
eq \x(不同品种粗酶液1 mL)―→eq \x(X处理)―→eq \x(如上表实验操作并比色测定)
项目
原因
宏观表现
微观表现
质壁分离
质壁分离复原
实验步骤
试管1
试管2
试管3
试管4
一
2mL3%过氧化氢溶液
FeCl3溶液
肝脏研磨液
90℃水浴加热
二
试管1
试管2
试管3
试管4
气泡产生速率
卫生香复燃情况
实验步骤
试管1
试管2
试管3
1
可溶性淀粉溶液
蔗糖溶液
淀粉酶溶液
2
3
取出试管，各加入2mL斐林试剂，振荡混合均匀，水浴加热
4
观察记录试管中的颜色变化
步骤
试管1
试管2
试管3
试管4
试管5
试管6
第一步
2mL淀粉溶液
＋
＋
＋
1mL淀粉酶溶液
＋
＋
＋
第二步
分别保温5min
第三步
第四步
分别保温2min
第五步
加入2滴碘液，观察颜色变化
步骤
试管1
试管2
试管3
第一步
加入2滴肝脏研磨液
第二步
第三步
加入2mLH2O2溶液
第四步
观察气泡生成速率或插入卫生香观察复燃所需时间
肽链
纤维素类底物
褐藻酸类底物
W1
W2
S1
S2
Ce5-Ay3-Bi-CB
+
+++
++
+++
Ce5
+
++
—
—
Ay3-Bi-CB
—
—
++
+++
Ay3
—
—
+++
++
Bi
—
—
—
—
CB
—
—
—
—
组别
pH
CaCl2
温度（℃）
降解率（%）
①
9
+
90
38
②
9
+
70
88
③
9
-
70
0
④
7
+
70
58
⑤
5
+
40
30
覆膜处理
叶绿素含量（mg/g）
类胡萝卜素含量（mg/g）
白膜
1.67
0.71
蓝膜
2.20
0.90
绿膜
1.74
0.65
组别
1
2
3
4
5
pH
5.00
6.20
6.80
7.40
8.00
颜色
蓝色＋＋
蓝色＋
橙黄色
蓝色＋
蓝色＋＋
管号
1
2
3
4
2%H2O2/mL
2
2
2
2
1%焦性没食子酸/mL
2
2
2
2
缓冲液/mL
2
－
－
－
过氧化氢酶溶液/mL
－
2
－
－
马铃薯块茎提取液/mL
－
－
2
－
煮沸冷却后马铃薯块茎提取液/mL
－
－
－
2
方案
催化剂
底物
pH
温度
①
胰蛋白酶
蛋白块
不同pH
室温
②
淀粉酶
淀粉、蔗糖
适宜
适宜
③
蛋白酶
蛋白质
适宜
不同温度
④
过氧化氢酶、氯化铁溶液
过氧化氢
强酸性
室温
细胞
细胞Ⅰ
细胞Ⅱ
细胞Ⅲ
细胞Ⅳ
B/A
1
1
0.85
0.78
pH
4
5
6
温度
15 ℃
25 ℃
15 ℃
25 ℃
15 ℃
25 ℃
加酶比例
0.2%
0.2%
0.2%
0.2%
0.2%
0.2%
反应时间/h
1
1
1
1
1
1
残渣比重
75%
61%
77%
54%
80%
58%
组别编号
A
B
C
D
E
F
步骤
分组
盐恢888
南粳46
海水稻
①
加样
1 mL粗酶液
1 mL粗酶液
1 mL粗酶液
②
加缓冲液/mL
1
1
1
③
________(mL)
2
2
2
④
置40 ℃水浴保温5 min，取出后立即加入4 mL的0.4 ml/LNaOH溶液
⑤
分光光度计比色测定
淀粉酶活性/U
6.2
5.7
3.6