素养提升集训1—实验探究题

黑藻不是藻类，而是高等植物，黑藻叶片由单层细胞构成，细胞内叶绿体多且体积大，是观察叶绿体的良好材料， $ \mathrm{A} $ 错误；黑藻成熟叶片含有大液泡，且叶绿体的存在使得细胞为绿色，可作为观察质壁分离和复原的材料， $ \mathrm{B} $ 错误；黑藻成熟叶片高度分化，不会分裂，不可作为观察植物细胞有丝分裂的材料， $ \mathrm{C} $ 正确；黑藻属于高等植物，细胞内没有中心体，中心体存在于动物和低等植物的细胞中， $ \mathrm{D} $ 错误。

荧光素接受能量后，在荧光素酶的催化作用下形成氧化荧光素并且发出荧光，故荧光素形成氧化荧光素的化学反应属于吸能反应， $ \mathrm{A} $ 错误；为了使实验现象更明显，应将研磨液放置一段时间，待其中的 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 消耗殆尽再进行实验， $ \mathrm{B} $ 正确；如果实验设计科学，可推测不能发出荧光的是滴加生理盐水组和滴加葡萄糖溶液组， $ \mathrm{C} $ 错误； $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 在细胞中的含量是相对稳定的，夜晚萤火虫发光器发出荧光会消耗 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ ， $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 的合成速率加快，但 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 不能大量积累， $ \mathrm{D} $ 错误。

本实验目的是验证马铃薯提取液中含有催化葡萄糖转化成淀粉的酶，实验中选用去除淀粉的马铃薯提取液的目的是避免原有淀粉对实验结果产生影响， $ \mathrm{A} $ 正确。淀粉遇碘呈蓝色，实验前可用碘液检测提取液中的淀粉是否完全去除，以保证实验结果准确， $ \mathrm{B} $ 正确。1号试管内只有葡萄糖和蒸馏水，没有催化葡萄糖转化成淀粉的酶，因此用碘液检测不能出现蓝色；去除淀粉的马铃薯提取液中含有催化葡萄糖转化成淀粉的酶，2号试管内葡萄糖会在酶的催化下转化为淀粉，用碘液检测能出现蓝色；3号试管加入的提取液是经煮沸处理的，会导致酶的活性丧失，不能将葡萄糖转化为淀粉，用碘液检测不能出现蓝色， $ \mathrm{C} $ 错误。高温可使试管3中的酶变性失活，但通常不会导致肽键断裂， $ \mathrm{D} $ 错误。

若钟罩①中有色液滴向右移动，表明钟罩①内的气体压强增大，若小白鼠进行无氧呼吸，则其产物是乳酸，既不消耗 $ {\mathrm{O}}_{2} $ ，也不产生 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ，钟罩①内的气体压强不变，有色液滴应该不移动， $ \mathrm{A} $ 错误；若钟罩②中小白鼠进行了有氧呼吸，则消耗 $ {\mathrm{O}}_{2} $ ，且产生的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 被 $ \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H} $ 溶液吸收，钟罩②内的气体压强会变小，因此会观察到有色液滴向左移动， $ \mathrm{B} $ 错误；小白鼠进行无氧呼吸时，不消耗 $ {\mathrm{O}}_{2} $ ，也不产生 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ ，钟罩①中有色液滴不会移动，因此若要测定小白鼠无氧呼吸速率的大小，不能通过观察钟罩①中液滴移动情况实现， $ \mathrm{C} $ 错误；小白鼠是恒温动物，若温度从 $ 25\mathrm{℃} $ 降至 $ 5\mathrm{℃} $ ，小白鼠散热增加，代谢产热也会相应增加，则小白鼠消耗的 $ {\mathrm{O}}_{2} $ 增多，产生的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 会被 $ \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H} $ 溶液吸收，钟罩②中有色液滴向左移动的距离将增加， $ \mathrm{D} $ 正确。

（1） 实验一探究的是温度对酶活性的影响，该实验的自变量是温度，因变量是酶活性（淀粉的剩余量）。实验二探究的是过氧化氢酶作用的最适 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ ，因此自变量是 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ ，因变量是过氧化氢酶的活性（ $ {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2} $ 完全分解所需时间）。

（2） 探究温度对酶活性的影响实验中， $ 60\mathrm{℃} $ 是 $ \alpha - $ 淀粉酶作用的最适温度，是实验前已知的，故乙组的实验结果是另外两组的对照，为对照组。

（3） 由于斐林试剂检验还原糖需要水浴加热，会影响实验一的结果，因此实验一的第④步最好选用碘液，测定单位时间内淀粉的剩余量，淀粉的剩余量越多，说明酶活性越低。

（4） 由于温度会直接影响 $ {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2} $ 的分解，因此实验一的新鲜

$ \alpha - $ 淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能换为新鲜肝脏研磨液和 $ {\mathrm{H}}_{2}{\mathrm{O}}_{2} $ 溶液。

（5） 由实验二的结果可知，在 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 为 $ 5\sim 7 $ 时，随 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 的升高该过氧化氢酶的活性逐渐升高，在 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 为 $ 7\mathrm{～}9 $ 时，随 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 的升高该过氧化氢酶的活性逐渐降低，说明该过氧化氢酶作用的最适 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 约为7， $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 降低或升高酶活性均降低；在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ ，可在 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 为 $ 6\mathrm{～}8 $ 的范围内设置更小梯度进行探究。

（1） 与大田种植相比，温室大棚内的空气流通性较差，且塑料包膜对光线的透过有一定的影响。因此，在温室大棚的生产中，影响农作物光合速率的主要因素是 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 浓度和光照强度。

（2） 该实验目的是探究温室大棚内甲、乙两种农作物的 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 利用率是否存在差异，自变量是农作物的种类，因变量是农作物幼苗的生长状态，而在实验过程中对农作物生长有影响的无关变量应控制相同且适宜。根据实验设计应遵循对照原则和单一变量原则可推知，本实验步骤的第二步应为将甲、乙两种农作物置于初始 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 浓度适宜的密闭装置内，在光照、温度、水分均适宜的条件下培养一段时间。

实验现象及结论：若甲、乙两种农作物对环境中 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 的利用率相同，则两种农作物幼苗的生长状态无差异。若甲种农作物对环境中 $ {\mathrm{C}\mathrm{O}}_{2} $ 的利用率高于乙种农作物，则甲种农作物幼苗的生长状态好于乙种农作物。

（3） 植株干重是光合作用产生的有机物量与呼吸作用消耗的有机物量的差值，所以某小组根据上述实验结论推测的“甲、乙植株中干重大的光合作用生产的有机物更多”的观点是错误的。

（1） 在研磨提取洋葱叶肉细胞中的色素时，应向研钵中加入剪碎的洋葱绿叶，再加入少量的二氧化硅使研磨更充分，加入少量 $ {\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{O}}_{3} $ 防止研磨中色素被破坏，加入无水乙醇提取绿叶中的色素；研磨后过滤时，漏斗基部需放一块单层尼龙布。图中甲所示滤纸条上只有叶黄素和胡萝卜素两条色素带，缺少叶绿素 $ \mathrm{a} $ 和叶绿素 $ \mathrm{b} $ 的色素带，造成这一结果的原因可能是洋葱绿叶放置时间过久发黄；研磨时没有添加碳酸钙，使叶绿素被破坏。

（2） 观察洋葱根尖分生区组织细胞有丝分裂的实验中，制作装片的步骤为解离 $ \to $ 漂洗 $ \to $ 染色 $ \to $ 制片。由于染色体易被碱性染料着色，故实验可选择的质量浓度为 $ 0.01\mathrm{g}/\mathrm{m}\mathrm{L} $ 或 $ 0.02\mathrm{g}/\mathrm{m}\mathrm{L} $ 的甲紫溶液或醋酸洋红液，均为碱性染液。由于分裂间期的时间最长，因此视野中观察到最多的应是处于间期的细胞。实验过程中，若视野中细胞重叠，从解离的角度分析，可能的原因是解离时间过短，细胞没有充分分离。

（3） 图中乙显示细胞正处于质壁分离状态（静态图），但要判断丙处外界溶液浓度和细胞液浓度的大小关系，还需要进行讨论：若此时细胞已经达到质壁分离的最大程度，则细胞液浓度与外界溶液浓度相等；若此时还没有达到质壁分离的最大程度，则外界溶液浓度大于细胞液浓度，故丙处溶液浓度大于或等于细胞液浓度。 $ \mathrm{D} $ 步骤为将质壁分离的细胞置于清水中，若不能复原，可能的原因是细胞失水过多（或质壁分离时间过长）已死亡，该实验也可选择根尖的成熟区细胞（具有大液泡）作为实验材料。

（4） 除了上述实验以外，洋葱可作为实验材料并在光学显微镜下观察的实验还有用无色的根尖细胞探究是否含有脂肪，用洋葱鳞片叶表皮细胞、根尖分生区细胞、叶肉细胞等来观察多种多样的细胞；而探究细胞的呼吸方式不需要显微镜，故①③符合题意。

（1） 图1中①为呼吸作用的第一阶段；②是无氧呼吸的第二阶段，产物 $ \mathrm{E} $ 是酒精， $ \mathrm{B} $ 是二氧化碳；③是有氧呼吸的第二阶段， $ \mathrm{A} $ 是 $ {\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O} $ ， $ \mathrm{C} $ 是 $ [\mathrm{H}] $ ；④为有氧呼吸的第三阶段， $ \mathrm{D} $ 是氧气。图中有氧呼吸的完整过程包括①有氧呼吸第一阶段、③有氧呼吸第二阶段、④有氧呼吸第三阶段，其中过程④在线粒体内膜上进行。图中除过程②（无氧呼吸第二阶段）外，都可以合成 $ \mathrm{A}\mathrm{T}\mathrm{P} $ 。

（2） 在适宜温度下，装置内的新鲜樱桃可进行有氧呼吸，该过程会消耗装置内的氧气，同时产生等体积二氧化碳，二氧化碳被 $ \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H} $ 溶液吸收，因此装置中气体总量减少，压强变小，有色液滴向左移动。

（3） 外界温度等环境因素也会引起有色液滴的移动，因此为了排除外界物理因素对实验结果的影响，使结果更准确，须设计校正装置，容器和试管中应分别放入与实验组等量煮熟后冷却的樱桃和 $ 5\mathrm{m}\mathrm{L} $ 质量分数为 $ 20\mathrm{\%} $ 的 $ \mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H} $ 溶液。

（4） 该实验的目的是验证机械损伤能引起樱桃有氧呼吸速率升高，该实验的自变量是樱桃是否受到机械损伤，因变量是樱桃有氧呼吸速率（装置中有色液滴移动距离）。

（4） ① 第二步：实验组向容器内加入与对照组等量、消毒且受到机械损伤的樱桃，其他条件与对照组完全相同；第三步观察因变量的变化，比较a 、b 数值的大小。

② 本实验为验证性实验，故实验结果是 $ a < b $ 。