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专题02 细胞代谢相关实验
实验概览
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
。
1
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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
项目
原因
宏观表现
微观表现
质壁分离
质壁分离复原
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
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
4.实验结果记录和分析
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
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 。
2
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【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
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
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
3
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（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
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
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
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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
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
5
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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。
6
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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】
7
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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
。
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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
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能，下列分析错误的是（ ）
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
—
—
—
—
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
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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（ ）
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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（ ）
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
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
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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（400μmol·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（1μmol·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。
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(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。
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
14
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绿膜
1.74
0.65
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。
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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( )
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＋＋
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，
A 组 基础练
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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( )
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
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( )
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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( )
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
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
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( )
细胞
细胞Ⅰ
细胞Ⅱ
细胞Ⅲ
细胞Ⅳ
B 组 提升练
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B/A
1
1
0.85
0.78
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＝×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：
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
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
__________________________________________。
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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。
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步骤二：取若干支干净试管，依次编号，各加入1 mL 粗酶液。
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 mol/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
回答下列问题。
(1) 步骤③中加样液为____________ ，步骤④中加0.4 mol/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
________________________________________________________________。
―→―→
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