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专题02 细胞代谢相关实验
核心知识回顾
1．实验原理
2H2O2―――――――――――→2H2O＋O2
2．实验目的：通过比较过氧化氢在不同条件下的分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用。
3．实验过程和现象
试管编号
1
2
3
4
第一步
H2O2浓度
3%
3%
3%
3%
剂量
2 mL
2 mL
2 mL
2 mL
第二步
反应条件
常温
90 ℃
FeCl3溶
液
肝脏研磨液
剂量
2 滴清
水
2 滴清水
2 滴
2 滴
结果
气泡产生
不明显
少量
较多
大量
卫生香复燃情
况
不复燃
不复燃
复燃
迅速复燃
4．本实验的控制变量分析：本实验中自变量是对过氧化氢溶液的不同处理，因变量是过氧化
氢的分解速率，无关变量有过氧化氢溶液的性质和浓度、用量，肝脏的新鲜程度，温度等。
5．本实验的对照组是1 号试管，实验组是2 ～
4 号试管。
重点提醒
1．科学方法：控制变量和设计对照实验
(1)变量：实验中的变化因素称为变量。
自变量：实验过程中，人为控制的对实验对象进行处理的因素叫作自变量。
实验概览
目录索引
实验一：比较过氧化氢在不同条件下的分解
实验二：淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用
实验三：影响酶活性的条件
实验四：探究酵母菌细胞呼吸的方式
实验五：绿叶中色素的提取和分离
实验六：探究环境因素对光合作用强度的影响
核心知识回顾
核心知识辨析
深化拓展提能
题组专项训练（高考真题感知+针对训
练）
1
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因变量：因自变量改变而变化的变量叫作因变量。
无关变量：实验中除因变量外的一些对因变量造成影响的可变因素，叫作无关变量。
如：过氧化氢浓度、反应时间等。
(2)实验设计原则
①对照原则：设计对照实验，既要有对照组又要有实验组。
Ⅰ.对照组：不经自变量处理。
Ⅱ.实验组：经过自变量处理。
Ⅲ.空白对照：不做任何实验处理的对照组。
Ⅳ.自身对照：实验与对照在同一对象上进行，不另设对照组。
Ⅴ.相互对照：不单独设对照组，而是几个实验组相互对比对照，其中每一组既是实验组也是
其他组别的对照组。
Ⅵ.条件对照：虽给对照组施以某种实验因素的处理，但这种处理不包括实验研究给定的自变
量。目的是更有效的比较实验组和对照组的结果。
②单一变量原则：实验设计时只有一个自变量，且无关变量在对照组和实验组中均要保持一
致且适宜。
③等量性原则：指除单一变量可以变化外，其他的实验条件应是一样的，如所用试剂量要相
同、放在相同条件下培养、取长势相同的植物培养等。
核心知识辨析
1．比较过氧化氢在不同条件下分解的实验没有设置对照组( )
【答案】错误
【解析】各组之间互为对照。
2．比较H2O2 在加了新鲜肝脏研磨液和加热时的分解速率，可验证酶具有高效性( )
【答案】错误
【详解】酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，催化效率更高，
所以酶具有高效性。比较H2O2 在加了新鲜肝脏研磨液和加热时的分解速率，不能验证酶具有
高效性，故错误。
3．蛋白酶只能催化蛋白质的水解而不能催化淀粉的水解，这一现象体现了酶的专一性(
)
【答案】正确
【详解】酶的专一性是指酶只能催化一种或一类化学反应。
4．FeCl3 溶液能提高H2O2 的分解速率( )
【答案】正确
【解析】FeCl3 作为无机催化剂，可以促进H2O2 的分解。
5．滴加FeCl3 溶液提高过氧化氢的分解速率不涉及“降低化学反应活化能”的原理。( )
2
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【答案】错误
【详解】酶和无机催化剂作用机理都是降低化学反应活化能，在过氧化氢的分解反应中
FeCl3 溶液属于无机催化剂，因此涉及“降低化学反应活化能”的原理。
高考真题剖析
1．生物兴趣小组用下图装置探究影响酶活性的条件，连接注射器可测出产生O2 的量。下列
叙述错误的是（ ）
A．未反应就有较多的气泡产生，可能的原因是室温过高
B．各组普遍出现气泡产生过快，可能的原因是H2O2 溶液量过多
C．各组普遍出现气泡产生过慢，可能的原因是土豆片不够新鲜
D．实验数据出现较大偏差，可能的原因是每次实验后装置清洗不到位
【答案】B
【详解】
A、未反应就有较多气泡产生，说明室温较高，一部分过氧化氢分子自身就分解了，A 正确；
B、过氧化氢溶液的量不会影响产生氧气的速度，只会影响产生氧气的总量，气泡产生速度与
酶的活性有关系，B 错误；
C、新鲜的土豆片中过氧化氢酶活性比较高，催化作用明显，各组普遍出现气泡产生过慢，可
能的原因是土豆片不够新鲜，C 正确；
D、实验装置清洗不到位，可能会影响过氧化氢溶液的浓度，或者土豆片中过氧化氢酶有残留，
会导致实验结果不准确，D 正确。
限时训练
A 组(选择题为单选)
1．下图表示“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验。有关分析错误的是（ ）
A．本实验的自变量是不同条件的处理
B．本实验的因变量是过氧化氢的分解速率
3
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C．本实验的无关变量有过氧化氢的浓度和反应时间等
D．分析2 号、4 号试管的实验结果可知加热能降低化学反应的活化能
【答案】D
【详解】A、本实验的自变量是温度和催化剂的种类，即不同实验条件的设置，A 正确；
B、本实验的因变量是过氧化氢的分解速率，观察指标是氧气产生的气泡的多少和大小，B 对；
C、无关变量是对实验结果有影响，但不是本实验要研究的量，如过氧化氢的量、过氧化氢的
浓度和反应时间等，C 正确；
D、分析2 号、4 号试管的实验结果可知加热能提高过氧化氢的分解速率，但加热不能降低化
学反应的活化能，加热能增加反应物的能量，D 错误。
2．某科研小组通过实验研究两种抑制剂对某消化酶酶促反应速率的影响（其他条件均为最适
条件），其中一种抑制剂能够与底物竞争酶的结合位点（酶活性中心），另一种抑制剂可以
改变酶的结构而使酶活性降低，实验结果如图1 所示；图2 是该科研小组利用相关装置进行
一系列的实验来研究酶的特点的示意图。下列相关叙述正确的是（ ）
A．抑制剂Ⅰ可与底物竞争酶的结合位点
B．在底物浓度为S1 时，图1 三组实验中限制酶促反应速率的主要因素相同
C．图2 所示的实验可验证酶具有专一性
D．若图2 实验给予加热处理，过氧化氢分解速率一定会提高
【答案】A
【详解】A、由图中②曲线可知，随着底物浓度的增大，抑制剂Ⅰ的抑制效果降低，据此可判
断抑制剂Ⅰ可与底物竞争酶的结合位点，A 正确；
B、从图中可以看出，在底物浓度为S1 时，第①②组还未达到最大酶促反应速率，此时限制
酶促反应速率的主要因素是底物浓度，但第③组实验此时已经达到最大的反应速率，底物浓
度不再是限制酶促反应速率的因素，B 错误；
C、图2 所示的实验是酶与无机催化剂相比，实验结果可验证酶具有高效性，C 错误；
D、若图2 实验给予额外加热处理，过氧化氢分解速率不一定会提高，如高温会使过氧化氢酶
的活性降低，从而导致过氧化氢分解速率减慢，D 错误。
3．某兴趣小组用肝脏研磨液浸泡相同大小的滤纸小圆片后，进行了如下实验：
4
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实验步骤
试管1
试管2
试管3
①向试管内放入滤纸小圆片
3 片
3 片
3 片
②调节各试管pH
蒸馏水4 滴
5%HCl 溶液4 滴
5%NaOH 溶液4 滴
③向试管加入0.5%H2O2 溶液
3mL
3mL
3mL
实验结果
小圆片上浮
小圆片沉底
小圆片沉底
据表分析，下列叙述错误的是（ ）
A．本实验的目的是探究pH 对酶活性的影响
B．第②步和第③步交换顺序，实验结果不变
C．小圆片上浮是由于过氧化氢酶催化H2O2 分解产生O2
D．本实验结论是pH 对过氧化氢酶活性有影响
【答案】B
【详解】A、本实验的自变量是pH，可推测实验目的是探究pH 对酶活性的影响，A 正确；
B、第②步和第③步顺序交换，H2O2 与过氧化氢酶接触后会直接被分解，再调pH 失去意义，
三组均小圆片上浮，B 错误；
C、小圆片上浮是因为肝脏研磨液中含有过氧化氢酶促进H2O2 分解产生了氧气，C 正确；
D、根据小圆片上浮或下沉可以判断H2O2 分解情况，以此判断过氧化氢酶的活性。本实验可
以得到结论：pH 对过氧化氢酶活性有影响，酸和碱都会降低过氧化氢酶的活性，D 正确。
B 组(选择题为不定项)
1．图1 为H2O2 在不同条件下分解的定量实验装置，可通过测量H2O2 分解产物O2 的产生速率
来反映过氧化氢酶活性的大小。具体步骤为：①将两支具支试管编号为甲、乙，分别加入
FeCl3 溶液和酶溶液（鲜肝研磨液），再塞紧试管口活塞；②加入反应底物，关闭加液管中
间的同流阀，向甲、乙两组的盛液锥中各加入2mLH2O2 溶液；③气压稳定后打开同流阀，并
启动DIS 系统开始记录数据，获得反应曲线（如图2，h 为反应速率）。另外探究不同pH 对
酶活性的影响也可以采用此装置，实验结果如图3。下列说法正确的是（ ）
A．若将酶溶液放在盛液锥中，经过一定的距离可能会因酶沾壁加大实验误差
B．图2 中乙组的反应速率明显大于甲组，说明乙组产生的O2 量多于甲组
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C．探究不同pH 对酶活性的影响，先将具支试管编号后同时加入相应缓冲液和酶溶液
D．图3 中过氧化氢酶的最适pH 为7，偏酸或偏碱都会使酶活性下降
【答案】ACD
【详解】A、由图可知，将酶溶液放在盛液锥中，经过一定的距离可能会因酶沾壁加大实验误
差，A 正确；
B、题图2 中乙组酶溶液的反应速率明显大于甲组FeCl3 溶液，反应结束后两曲线重叠，即压
强是一样的，说明实验装置最终产生的O2 量相等，B 错误；
C、探究不同pH 对酶活性的影响，自变量是pH，因变量是酶活性，首先将每支试管编号后加
入相应pH 的缓冲液和酶溶液，C 正确；
D、由图3 可知，过氧化氢酶的最适pH 为7，过酸或过碱都会使酶活性下降，反应速率下降，
D 正确。
2．为探究酶的催化效率，某同学采用如图所示装置进行实验，实验分组、处理及结果如下表
所示。下列叙述正确的是（ ）
组
别
甲中溶液(0.2mL)
甲中溶液(2mL)
不同时间测定的相对压强(kpa)
0s
50s
100s
150s
200s
250s
I
肝脏提取液
H2O2 溶液
0
9.0
9.6
9.8
10.0
10.0
II
FeCl3
H2O2 溶液
0
0
0.1
0.3
0.5
0.9
III
蒸馏水
H2O2 溶液
0
0
0
0
0.1
0.1
A．H2O2 分解生成O2 导致压强改变B．从甲中溶液与乙中溶液混合时开始计时
C．250s 时I 组和Ⅲ组反应已结束而Ⅱ组仍在进行D．实验结果说明酶的催化作用具有高效性
【答案】ABD
【详解】A、H2O2 分解产物是H2O 和O2，其中O2 属于气体，会导致压强改变，A 正确；
B、据表分析可知，甲中溶液酶或无机催化剂等，乙中是底物，应从甲中溶液与乙中溶液混合
时开始计时，B 正确；
C、三组中的H2O2 溶液均为2ml，则最终产生的相对压强应相同，据表可知，250s 时I 组反
应已结束，但II 组和III 组压强仍未达到I 组的终止压强10.0，故250s 时Ⅱ组和Ⅲ组反应
仍在进行，C 错误；
D、酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶降低化学反应活化能的作用更显著，对比I、II 组
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可知，在相同时间内I 组（含过氧化氢酶）相对压强变化更快，说明酶的催化作用具有高效
性，D 正确。
3．生物兴趣小组的成员用新鲜的肝脏研磨液做了a、b 两组分解H2O2 的实验，结果如下图所
示。其中a 组处理：pH 为7.0、30℃条件下，在5mL 的1%H2O2 溶液中加入0.5mL 新鲜肝脏研
磨液。与a 组相比，b 组的处理不可能是（ ）
A．提高了酶的浓度 B．提高了H2O2 溶液的浓度
C．反应过程的温度改为20℃ D．反应过程的pH 改为2.0
【答案】ACD
【详解】A、提高酶的浓度，只是加速化学反应的进程，不改变最终产物的量，A 错误；
B、提高了H2O2 溶液的浓度，提高了化学反应速率，且使最终的产物量增加，B 正确；
C、降低反应过程的温度，只是改变酶的活性，改变了到达化学平衡点所用的时间，但不改变
最终产物的量，C 错误；
D、降低反应过程的pH，只是改变酶的活性，改变了到达化学平衡点所用的时间，但不改变
最终产物的量，D 错误。
4．过氧化物酶能分解H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙红色。为探究白菜梗中是否存在过氧化
物酶，设计实验如下表。下列相关叙述正确的是（ ）
管
号
1%焦性没食
子酸/mL
2%H2O2/mL
缓冲
液/mL
过氧化物酶
溶液/mL
白菜梗提取
液/mL
煮沸冷却后的白菜
梗提取液/mL
1
2
2
2
－
－
－
2
2
2
－
2
－
－
3
2
2
－
－
2
－
4
2
2
－
－
－
2
A．1 号管为对照组，2、3、4 号管是实验组
B．实验的自变量为添加缓冲液、酶液、提取液及煮沸冷却后的提取液
C．若3 号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶
D．若4 号管不显橙红色，可进一步确定3 号管显红色的原因是酶的作用
【答案】BD
【详解】A、由分析可知，1 号试管、2 号、4 号试管是对照组，3 号试管是实验组，A 错误；
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B、实验的自变量为添加缓冲液、酶液、提取液及煮沸冷却后的提取液，B 正确；
C、实验设置必须遵循对照原则，3 号与1、2 号对照，3 号管、2 号管显橙红色，1 号不变色，
证明白菜梗中存在过氧化物酶，C 错误；
D、3 号试管和4 号试管的自变量是温度，若4 号管不显橙红色，与3 号对照，说明高温使过
氧化物酶变性失活，D 正确。
5．某研究小组为探究影响过氧化氢分解的因素，做了三个实验，相应的实验结果如图所示
（实验1、实验2 均在最适条件下进行，实验3 其他条件适宜）。请分析回答：
(1)实验1、2、3 中的自变量分别为 、 、 。
(2)实验1 体现了酶具有 ，与无机催化剂相比的作用机理是 。
(3)实验1 若温度升高10℃，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将 （填“增大”或“减
小”）。
(4)实验2 探究了过氧化氢溶液的浓度对酶促反应速率的影响，bc 段O2产生速率不再增大的
原因最可能是 有限。
(5)探究pH 对酶活性的影响不推荐使用淀粉酶与淀粉的原因是 。实验3 实验结果表明，
过氧化氢酶的最适pH 为 （填字母）。当pH 小于d 或大于f 时，过氧化氢酶的活性将
永久丧失，其原因是 。
【答案】(1) 催化剂的种类 过氧化氢溶液的浓度 pH
(2) 高效性 能更加显著地降低化学反应活化能
(3)减小(4)酶的数量
(5) 酸能催化淀粉水解，会对实验结果造成干扰 e 过酸、过碱会破坏酶的空间
结构，使酶永久失活
【详解】
（1）由曲线图分析可知，实验1、2、3 中的自变量分别为催化剂的种类、H2O2 浓度和pH。
（2）实验1 用了无机催化剂和过氧化氢酶同时催化过氧化氢分解，此实验结果体现了酶具有
高效性；同无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而催化效率更高。
（3）已知实验都是在适宜条件下进行的，而酶的活性是受温度等条件影响的，所以实验1 若
温度升高到10℃，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将减小。
（4）实验2 的bc 段显示随着反应物的不断增加，不能影响O2 产生速率，其氧气产生速率不
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再增大的原因最可能是催化剂过氧化氢酶的数量有限。
（5）由于酸性情况下，淀粉也会被催化水解，故不推荐使用淀粉酶与淀粉来探究pH 对酶活
性的影响。实验3 的结果显示，e 点溶液中H2O2 剩余量最少，所以过氧化氢酶的最适pH 为
e；实验结果表明，当pH 小于d 或大于f 时，由于强酸或强碱，使酶的空间结构被破坏，所
以过氧化氢酶的活性将永久丧失。
核心知识回顾
淀粉和蔗糖都是非还原糖，但淀粉水解后会生成麦芽糖，蔗糖水解后会产生葡萄糖和果糖，
它们都是还原糖。下表为比较淀粉酶对淀粉和蔗糖的催化作用实验，请分析：
试管编号
1
2
可溶性淀粉溶液
2 mL
－
蔗糖溶液
－
2 mL
新鲜的淀粉酶溶液
2 mL
2 mL
60 ℃水浴保温5 min
新配制的斐林试剂
2 mL
2 mL
沸水浴煮沸1 min
实验现象
有砖红色沉
淀
没有砖红色沉
淀
问题探讨
(1)1 号试管有砖红色沉淀生成，2 号试管不出现砖红色沉淀，说明什么？你能从该实验得到
什么结论？
答：1 号试管有砖红色沉淀生成，说明产生了还原糖，淀粉被水解；2 号试管不出现砖红色沉
淀，说明蔗糖没有被水解。结论：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用
具有专一性。
(2)上述实验中能否使用碘液代替斐林试剂作为鉴定试剂？
答：不能，因为碘液只能检测淀粉的有无，而蔗糖分子无论是否被水解都不会使碘液变色。
(3)该实验的自变量和因变量分别是什么？
答：自变量：底物的种类；因变量：底物是否被淀粉酶水解。
(4)本实验的设计思路是什么？你还有其他设计思路吗？
答：本实验设计思路：探究同一种酶是否能催化不同底物水解。
另一种设计思路：探究不同种类的酶能否催化一种底物的水解。
核心知识辨析
1．加入淀粉酶的淀粉溶液能使双缩脲试剂发生颜色反应。( )
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【答案】正确
【解析】蛋白质与双缩脲试剂发生颜色反应，淀粉酶的本质是蛋白质。
2．欲证明酶的专一性，自变量可以是酶的种类或底物种类；若选用淀粉酶同时去催化淀粉和
蔗糖，不能用碘液去检测实验结果。( )
【答案】正确
【详解】欲证明酶的专一性，自变量可以是酶的种类或底物种类；因为碘液不能检测蔗糖是
否被水解，故选用淀粉酶同时去催化淀粉和蔗糖，不能用碘液去检测实验结果，故正确。
3．用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，可选用双缩脲试剂进行检验( )
【答案】错误
【详解】若用豆浆、淀粉酶、蛋白酶探究酶的专一性，则实验应设置为两组，实验思路为：
取两支试管，分别加入等量的豆浆后，一组加入适量淀粉酶，一组加入等量蛋白酶。由于淀
粉酶和蛋白酶的本质都是蛋白质，且酶反应前后量不变，活性不变，所以用双缩脲试剂进行
检验时，无论豆浆中蛋白质是否分解，两支试管中的酶都会与双缩脲试剂反应，颜色变化为
紫色，所以无法鉴别反应是否进行，故错误。
4．酶的专一性与酶的活性中心和底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系相关( )
【答案】正确
【详解】酶的专一性与酶的活性中心和底物分子在空间结构上有特殊的匹配关系相关，酶的
活性中心和底物分子结合，就启动了化学反应 。
高考真题剖析
11．（2022·浙江·高考真题）下列关于研究淀粉酶的催化作用及特性实验的叙述，正确的
是（ ）
A．低温主要通过改变淀粉酶的氨基酸组成，导致酶变性失活
B．稀释100 万倍的淀粉酶仍有催化能力，是因为酶的作用具高效性
C．淀粉酶在一定pH 范围内起作用，酶活性随pH 升高而不断升高
D．若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会加快淀粉的水解速率
【答案】B
【详解】
A、 低温可以抑制酶的活性，不会改变淀粉酶的氨基酸组成，也不会导致酶变性失活，A 错
误；
B、 酶具有高效性，故稀释100 万倍的淀粉酶仍有催化能力，B 正确；
C、 酶活性的发挥需要适宜条件，在一定pH 范围内，随着pH 升高，酶活性升高，超过最适
pH 后，随pH 增加，酶活性降低甚至失活，C 错误；
D、 淀粉酶的本质是蛋白质，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，会将淀粉酶水解，则
淀粉的水解速率会变慢，D 错误。
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限时训练
A 组(选择题为单选)
1．某研究小组将未萌发的小麦种子分别置于20℃和30℃恒温箱中培养4 天，之后取等量的
萌发种子(萌芽过程中可以产生α-淀粉酶)分别制成提取液甲和提取液乙，进行如下相关实
验。
步骤一：取三支洁净的试管，分别加入3%的可溶性淀粉溶液2ml,编号为1、2、3;
步骤二：分别向三支试管依次加入1ml 的提取液甲、提取液乙和蒸馏水，适宜温度水浴保温
5min;
步骤三：分别向三支试管中加入2ml 斐林试剂，65℃水浴保温2min,并观察试管中溶液的颜色
变化，
实验结果：试管1 出现浅砖红色，试管2 出现砖红色；试管3 未出现砖红色。相关叙述正确
的是（ ）
A．步骤三的水浴加热是为了进一步提高提取液中酶活性
B．据实验结果可推测可溶性淀粉水解产生麦芽糖和蔗糖
C．实验中设置试管3 的目的是排除酶活性对实验的影响
D．试管1、2 结果不同与提取液中α-淀粉酶的数量有关
【答案】D
【详解】A、步骤三的水浴加热是为了使斐林试剂与还原性糖反应出现砖红色沉淀，A 错误；
B、淀粉是由葡萄糖聚合形成的多糖，淀粉水解可形成麦芽糖和葡萄糖，不能水解形成蔗糖，
且该实验只能证明淀粉被分解产生了还原性糖，B 错误；
C、试管3 加入的是3%的可溶性淀粉溶液2ml 和1ml 蒸馏水，加入斐林试剂后目的是检测淀粉
溶液中是否含有还原性糖，C 错误；
D、提取液甲、提取液乙是利用不同温度下等量萌发的种子制成的，然后在相同温度下（该温
度下酶的活性相同）分解等量淀粉，试管1 出现浅砖红色，试管2 出现砖红色，说明提取液
乙中淀粉酶的数量多于提取液甲，因此试管1、2 结果不同与提取液中α-淀粉酶的数量有关，
D 正确。
2．一位同学设计以下图装置验证酶的专一性。透析袋是由半透膜制成的袋状容器，A 组透析
袋加入淀粉、碘液和蔗糖酶，B 组透析袋加入等量的淀粉、碘液和淀粉酶。下列叙述正确的
是（ ）
A．酶的催化机理是为化学反应提供活化能
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B．实验显示A 组蓝色变浅，B 组蓝色退去
C．实验结束透析袋均增重，且B 组等于A 组
D．本实验不可用斐林试剂代替碘液进行鉴定
【答案】B
【详解】A、酶的催化机理是降低活化能。酶既没有为反应提供能量，反应前后酶的性质也没
有改变，A 错误；
B、由于酶具有专一性，淀粉只能被淀粉酶水解，不能被蔗糖酶水解，A 组蓝色变浅（被烧杯
中的清水稀释），B 组蓝色退去（淀粉被淀粉酶水解），B 正确；
C、因为透析袋是由半透膜制成的，当半透膜两侧存在浓度差时，会发生渗透吸水，所以实验
结束透析袋均增重，但由于B 组中淀粉被水解成小分子，半透膜两侧浓度差更大，所以吸水
更多，故B 组增重更多，C 错误；
D、淀粉不能与斐林试剂反应，但淀粉的水解产物可以与斐林试剂反应，所以可以用斐林试剂
代替碘液进行鉴定，以便于观察淀粉是否被水解，D 错误。
3．为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5 组实验，分别选择一定的试剂进行检
测，下列有关实验方案的选择和检测结果的叙述，正确的是（ ）
组别
①
②
③
④
⑤
酶
淀粉酶
蛋白酶M
淀粉酶
淀粉酶
淀粉酶
反应
物
蔗糖
蛋白质
蛋白质
淀粉
麦芽糖
A．选②和③，用双缩脲试剂检测；②不变紫色，③变紫色
B．选③和④，用斐林试剂检测；水浴加热下③无明显变化，④出现砖红色沉淀
C．选①和④，用斐林试剂检测；水浴加热下①无明显变化，④出现砖红色沉淀
D．选④和⑤，用斐林试剂检测；水浴加热下④出现砖红色沉淀，⑤无明显变化
【答案】C
【详解】A、蛋白酶M 和淀粉酶都是蛋白质，都能与双缩脲试剂反应呈现紫色，A 错误；
B、斐林试剂可以用来判断淀粉是否水解，但不能用来判断蛋白质是否水解，不能证明酶的作
用具有专一性，B 错误；
C、淀粉和蔗糖都是非还原糖，它们的水解产物都是还原糖，淀粉酶能催化淀粉水解而不能催
化蔗糖水解，用斐林试剂可以判断淀粉和蔗糖是否水解，故水浴加热下①无明显变化，④出
现砖红色沉淀，C 正确；
D、麦芽糖是还原糖，麦芽糖的水解产物也是还原糖，用斐林试剂不能判断麦芽糖是否水解，
D 错误。
4．为探究淀粉酶是否只能催化特定的化学反应，某同学进行了以下实验，相关叙述正确的是
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（ ）
实验操作步骤
试剂
试管编号1
试管编号2
1
加入可溶性淀
粉
2ml
加入蔗糖溶液
2ml
加入淀粉酶溶
液
2ml-
2ml
2
60℃水浴保温5min
3
加入斐林试剂，水浴加热
A．2 号试管溶液水浴加热后由蓝色变为砖红色
B．本实验还可以改用碘液作为检测试剂
C．在已知淀粉酶能催化淀粉水解的条件下，不必设置1 号试管
D．1 号试管出现砖红色沉淀，说明本实验设置的温度等条件是适宜的
【答案】D
【详解】A、2 号试管中淀粉酶不能催化蔗糖水解成还原糖，故颜色不会发生变化，A 错误；
B、如果用碘液作为检测试剂，则2 号试管不管淀粉酶能否催化蔗糖与否，颜色都不会变化，
无法鉴定结果，B 错误；
C、设置1 号试管可以与实验组形成对照，排除其他因素对实验结果的干扰，C 错误；
D、1 号试管出现砖红色沉淀，说明本实验设置的温度等无关变量都是适宜的，D 正确。
5．下列有关酶的实验中，选材及检测指标能达到实验目的是（ ）
选项
实验目的
选材
检测指标
A
探究酶具有高效性
蛋白质、蛋白酶
双缩脲试剂检测观察颜色变化
B
探究酶的最适pH
淀粉、新鲜的唾液
加入碘液观察颜色变化
C
探究酶的最适温度
过氧化氢、过氧化氢酶
气泡产生速率
D
探究酶具有专一性
蔗糖、淀粉、淀粉酶
斐林试剂检测观察砖红色沉淀产生情况
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A、蛋白酶的本质为蛋白质，无论是否将蛋白质分解完，加入双缩脲试剂都会变为紫
色，故不能用蛋白质和蛋白酶探究酶具有高效性，A 错误；
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B、酸性条件下淀粉会分解，影响实验结果，所以不能用淀粉、新鲜的唾液探究酶的最适
pH，B 错误；
C、不同温度下过氧化氢的分解速率不同，过氧化氢受热易分解，所以不能用过氧化氢、过氧
化氢酶探究酶的最适温度，C 错误；
D、淀粉酶可分解淀粉不能分解蔗糖，且蔗糖属于非还原性糖，与斐林试剂不能反应，而淀粉
被分解形成的葡萄糖为还原性糖，与斐林试剂反应出现砖红色沉淀，故可用蔗糖、淀粉、淀
粉酶探究酶具有专一性，D 正确。
B 组(选择题为不定项)
1．细胞代谢中某种酶与其底物、产物的关系如图所示。下列有关叙述不正确的是（
）
A．产物B 浓度变化对酶1 活性的调节属于正反馈调节
B．产物B 与酶1 变构位点的结合是可逆的
C．酶1 活性会随着底物浓度的升高而升高
D．酶1 能与多种物质相结合，因此不具有专一性
【答案】ACD
【详解】A、当产物B 浓度低时，酶1 有活性，将两种底物合成产物A，产物A 和另外一种物
质在酶2 的作用下合成产物B；当产物B 浓度过高时，与酶1 的变构位点结合，使得酶1 失去
活性，从而不能生成产物A，进而不能合成产物B，这样使得产物B 的含量维持在稳定的水平，
这属于一种负反馈调节，A 错误；
B、产物B 浓度高时，酶1 无活性，而当产物B 浓度低时，酶1 有活性，说明产物B 与变构位
点的结合是可逆的，B 正确；
C、酶活性指酶催化特定化学反应的能力，酶活性的大小与温度、pH 等相关，与底物浓度没
有关系，C 错误；
D、从图中可以看出，酶1 能与两种物质结合，但是每个底物与酶活性中心的结合部位不同，
这也说明了酶的专一性，D 错误。
2．基质金属蛋白酶MMP2 和MMP9 是癌细胞转移的关键酶。MMP2 和MMP9 可以降解明胶，明胶
可被某染液染成蓝色，因此可以利用含有明胶的凝胶电泳检测这两种酶在不同条件下的活性。
据下图分析，下列叙述正确的是（ ）
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A．SDS 可以提高MMP2 和MMP9 活性
B．10℃保温降低了MMP2 和MMP9 活性
C．缓冲液用于维持MMP2 和MMP9 活性
D．MMP2 和MMP9 降解明胶不具有专一性
【答案】BC
【详解】A、37℃保温、加SDS、加缓冲液那组比37℃保温、不加SDS、加缓冲液那组的MMP2
和MMP9 条带周围的透明带面积更小，说明明胶被降解的更少，故MMP2 和MMP9 活性更低，因
此，SDS 可降低MMP2 和MMP9 活性，A 错误；
B、与30℃（不加SDS）相比，10℃（不加SDS），MMP2 和MMP9 条带周围的透明带面积更小，
说明明胶被降解的更少，故MMP2 和MMP9 活性更低，因此，10℃保温降低了MMP2 和MMP9 活性，
B 正确；
C、缓冲液可以维持pH 条件的稳定，从而维持MMP2 和MMP9 活性，C 正确；
D、MMP2 和MMP9 都属于酶，酶具有专一性，D 错误。
3．现有甲、乙、丙三支试管，先向三支试管内分别加入2 mL 可溶性淀粉溶液，再按正常步
骤操作，然后分别用斐林试剂检验。下列分析正确的是（ ）
A．甲试管和乙试管对照，说明酶具有专一性
B．甲试管和丙试管对照，说明酶活性受温度影响
C．实验结果是甲试管内会出现砖红色沉淀
D．实验结果是乙试管和丙试管内出现砖红色沉淀
【答案】ABC
【详解】A、甲和乙试管对照，单一变量是酶种类不同，乙不能水解淀粉，说明酶具有专一性，
A 正确；
B、甲和丙试管对照，自变量是温度，说明酶的活性受温度的影响，B 正确；
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CD、甲试管内唾液淀粉酶可水解淀粉，形成还原性糖，实验结果是甲试管内出现砖红色沉淀，
乙、丙试管内淀粉均不水解，因而不出现砖红色沉淀，C 正确，D 错误。
4．中间复合物学说认为，在酶促反应过程中，酶（E）与反应底物（S）首先形成酶-底物复
合物（ES），这个过程是可逆的，然后ES 再生成产物P，这一过程是不可逆的。下列说法错
误的是（ ）
A．E 上特异性的活性部位决定了E 与S 的结合具有专一性
B．当全部的E 结合为ES 时，酶促反应会出现底物饱和现象
C．ES→P+E 所需要的能量比S 直接分解为P 时所需要的能量高
D．反应体系中加入能与E 结合的其它物质可提高酶促反应的速率
【答案】CD
【详解】A、酶绝大部分是蛋白质，蛋白质具有特定的空间结构，其特异性的活性部位决定了
酶与底物的结合具有专一性 ，A 正确；
B、当全部的酶结合为酶-底物复合物ES 时，酶促反应会出现底物饱和现象，B 正确；
C、酶的作用机理是降低化学反应所需要的活化能， 故ES→P+E 所需要的能量比S 直接分解
为P 时所需要的能量低，C 错误；
D、反应体系中加入能与E 结合的其它物质，降低酶与底物结合的机会，会降低酶促反应的速
率，D 错误。
5．NAGase 是几丁质降解过程中的一种关键酶，广泛存在于动物、植物、微生物中。回答下
列问题：
(1)研究发现一些糖类物质对NAGase 的酶活力有影响，如图1 所示。以果糖、蔗糖、半乳糖
和葡萄糖作为效应物，这四种糖对NAGase 的酶活性均有 （填“抑制”或“促进”）作
用，其中影响该酶作用最强的是 。
(2)某小组拟开展实验探究抑制剂影响该酶活性的机制。通过收集的资料了解到存在两种抑制
剂影响酶活力的模型（如图2 所示）：模型A 表示抑制剂与底物存在竞争关系，可以结合到
酶的活性部位，但该结合不改变酶的空间结构，因此表现为可逆结合：模型B 表示抑制剂与
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底物没有竞争关系，而是结合到酶的其他部位，导致酶的空间结构发生不可逆变化。图3 是
依据两种理论进行推测得到的反应速率随底物浓度变化曲线图。其中，曲线a 表示不添加抑
制剂时的曲线。请根据图3 简要写出探究实验的实验思路，并根据可能的实验结果推断相应
的结论。
①取10g 几丁质平均分为A、B 两组，向A 组添加1mLNAGase 溶液，B 组添加 。
②在相同且适宜的条件下反应一段时间后，检测A、B 两组反应速率，发现A 组速率大于B 组；
③再向B 组 ，之后再次对比A、B 两组的反应速率。
④预期实验结果和结论：
若 则蔗糖对NAGase 酶活性影响机制为模型 ；
若 ，则蔗糖对NAGase 酶活性影响机制为模型 。
【答案】(1) 抑制 葡萄糖
(2) 11mLNAGase 和蔗糖混合溶液 持续添加几丁质 与第一次检测速率相比，第
二次检测B 组反应速率与A 组差值减少 A 与第一次检测速率相比，第二次检测B 组
反应速率与A 组差值几乎不变 B
【详解】（1）结合图1 可知，以果糖、蔗糖、半乳糖和葡萄糖作为效应物，这四种糖对
NAGase 的催化活力均有抑制作用，其中随葡萄糖浓度增加，NAGase 的催化活力下降速度更显
著，因此对于NAGase 的催化活力抑制作用最强的是葡萄糖。
（2）本实验的目的是探究抑制剂影响该酶活性的机制，因此，本实验的自变量是是否加入抑
制剂以及抑制剂的种类，因变量是酶活性的变化，因此实验思路如下：
①取10g 几丁质平均分为A、B 两组，向A 组添加1mLNAGase 溶液，作为对照组；B 组添加
11mLNAGase 和蔗糖混合溶液，此时蔗糖对该酶的催化活性有抑制作用，该组作为实验组。
②在相同且适宜的条件下反应一段时间后，检测A、B 两组反应速率，发现A 组速率大于B 组，
说明蔗糖对该酶的活性有抑制作用；
③为了探究蔗糖对该酶的抑制机理，因此需要再向B 组持续添加几丁质，之后再次对比A、B
两组的反应速率。
④预期实验结果和结论：
模型A 表示抑制剂与底物存在竞争关系，可以结合到酶的活性部位，但该结合不改变酶的空
间结构，因此表现为可逆结合，若为模型A，则随着几丁质，即随着底物浓度的上升，与第
一次检测速率相比，第二次检测B 组反应速率与A 组差值减少，即为竞争性抑制；
模型B 表示抑制剂与底物没有竞争关系，而是结合到酶的其他部位，导致酶的空间结构发生
不可逆变化，进而导致酶活性下降，且这种活性下降是不可逆的，若B 组后来的反应速率与
第一次检测的速率相比，第二次检测B 组反应速率与A 组差值几乎不变，说明底物浓度的上
升对该酶的催化活性无影响，则蔗糖对NAGase 酶活性影响机制为模型B。
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核心知识回顾
1．酶活性
酶催化特定化学反应的能力称为酶活性，可用在一定条件下酶所催化某一化学反应的速率表示。
(1)①探究温度对淀粉酶活性的影响
序号
项目
1
1*
2
2*
3
3*
1
注入可溶性淀粉
溶液保温5 min
2 mL
2 mL
2 mL
2
注入淀粉酶溶液
保温5 min
1 mL
1 mL
1 mL
3
温度条件(℃)
0
60
100
4
相同温度下淀粉
溶液与淀粉酶溶
液混合，保持温
度
3 mL 混合液
3 mL 混合液
3 mL 混合液
5
碘液检验
变蓝
不变蓝
变蓝
结论：温度能影响酶的活性。
②探究pH 对淀粉酶活性的影响
序号
项目
试管1
试管2
试管3
1
注入新鲜的肝脏
研磨液
每支试管各1 mL
2
不同pH 的处理
注入物质的量
浓度为0.01
mol/L 的盐酸溶
液1 mL
注入蒸
馏水1
mL
注入物质的量浓
度为0.01 mol/L
的NaOH 溶液1
mL
3
注入过氧化氢溶
液
每支试管各2 mL
4
用带火星的卫生香进行检验
5
预期实验现象
无反应
迅速复
燃
无反应
结论：pH 能影响酶的活性。
(2)实验材料的选择：选择实验材料时，要注意排除自变量本身对实验结果的影响，保证自变
量只是通过影响酶活性而影响实验结果，不能直接影响实验结果。
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(3)若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂
“宜”选用斐林试剂，“不宜”选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
(4)若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不
宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
(5)在探究pH 对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度(排除温度干扰)，且将酶溶液的pH
调至实验要求的pH 后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH 前就让反应物与酶
接触。
(6)在探究温度对酶活性的影响时，“宜”保证酶的最适pH(排除pH 干扰)，且将酶和底物分
别保温(实验要求的温度)后，再混合继续保温，“不宜”在未分别保温前就让反应物与酶接触。
2．有关酶实验设计的2 点提醒
(1)探究不同温度对酶活性的影响时，在加入酶之前，应将底物在各自温度下处理至少5 分钟，
确保试管内外温度一致。
(2)探究不同pH 对酶活性的影响时，可将过氧化氢酶和H2O2溶液分别调至同一pH，再混合，
以保证反应一开始便达到预设pH。
核心知识辨析
1．高温、低温都使酶活性降低，二者的作用实质相同( )
【答案】错误
【详解】低温抑制酶的活性，高温破坏了酶的空间结构使酶失去活性，二者的作用实质不同。
2．用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，既可用碘液也可用斐林试剂检测。( )
【答案】错误
【详解】若用淀粉和淀粉酶来探究温度对酶活性的影响，自变量是不同的温度条件，不能用
斐林试剂来检测，斐林试剂的使用需要水浴加热，会改变实验温度，对实验有影响。
3．过酸、过碱或温度过高，会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活。( )
【答案】正确
【详解】过酸、过碱和温度过高都会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活，但温度过低
不会破坏酶的空间结构，本说法正确。
4．可用淀粉酶探究pH 对酶活性的影响，用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响。( )
【答案】错误
【详解】由于过氧化氢不稳定，在高温下会自行分解，且分解速率和温度成正比，会对酶的
催化分解造成干扰，因而不能用过氧化氢做实验材料。由于酸可水解淀粉，故不可用淀粉酶
探究pH 对酶活性的影响。
5．调节温度或pH 不断升高的条件下，测定同一种酶的活性，得到的曲线都有最适宜的温度
值或pH 值。( )
【答案】错误
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【详解】若酶的活性偏酸，则在不断提高pH 的的条件下，酶活性失活，得到的曲线没有酶的
最适pH，故错误。
6．在“探究pH 对过氧化氢酶活性的影响”实验中，应先对酶溶液设置不同pH 条件再加入底
物( )
【答案】错误
【详解】“探究pH 对过氧化氢酶的影响”实验中，应先分别对酶溶液和底物加入不同pH 的
缓冲液处理，再将pH 缓冲液处理的酶溶液和底物混合，以保证酶和底物混合时pH 为预设的
pH，该说法错误。
高考真题剖析
1．（2021·海南·高考真题）某种酶的催化反应速率随温度和时间变化的趋势如图所示。据
图分析，下列有关叙述错误的是（ ）
A．该酶可耐受一定的高温
B．在t1 时，该酶催化反应速率随温度升高而增大
C．不同温度下，该酶达到最大催化反应速率时所需时间不同
D．相同温度下，在不同反应时间该酶的催化反应速率不同
【答案】D
【详解】A、据图可知，该酶在70℃条件下仍具有一定的活性，故该酶可以耐受一定的高温，
A 正确；
B、据图可知，在t1 时，酶促反应速率随温度升高而增大，即反应速率与温度的关系为40℃
＜＜50℃＜60℃＜70℃，B 正确；
C、由题图可知，在不同温度下，该酶达到最大催化反应速率（曲线变平缓）时所需时间不同，
其中70℃达到该温度下的最大反应速率时间最短，C 正确；
D、相同温度下，不同反应时间内该酶的反应速率可能相同，如达到最大反应速率（曲线平
缓）之后的反应速率相同，D 错误。
限时训练
A 组(选择题为单选)
1．下列关于酶的特性及其影响因素相关实验的叙述，正确的是（ ）
A．“酶的催化效率”实验中，若以熟马铃薯块茎代替生马铃薯块茎，实验结果相同
B．“探究pH 对过氧化氧酶的影响”实验中，分别加入不同pH 的缓冲液后再加入底物
C．“探究酶的专一性”实验中，设置1、2 号试管的目的是检验酶液中是否混有还原糖
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D．设计温度对蛋白酶活性影响的实验方案时，可选择本尼迪特试剂检测反应产物
【答案】B
【详解】A、熟马铃薯块茎中酶已经失活，用其代替生马铃薯块茎，实验结果不相同，A 错误；
B、“探究pH 对过氧化氧酶的影响”实验中，不同pH 为自变量，在酶溶液中分别加入不同pH
的缓冲液后，再与底物混合，以保证反应pH 为预设pH，B 正确；
C、“探究酶的专一性”实验中，设置1、2 号试管的目的是检验淀粉溶液和蔗糖溶液中是否
混有还原糖，C 错误；
D、探究温度对蛋白酶活性影响的实验中，温度作为自变量，而本尼迪特试剂检验还原糖需要
水浴加热，会改变实验温度，影响实验结果，故不能选择本尼迪特试剂检测反应产物，D 错
误。
2．下图1 表示在最适温度及 pH 为b 时，α-淀粉酶催化淀粉水解产生麦芽糖的积累量随时间
的变化；图2 表示 pH 对α-淀粉酶活性的影响；图 3 表示用某种纤维素酶催化纤维素水解
的实验来探究温度对酶活性的影响。下列相关预期正确的是（ ）
A．在探究 pH 对酶活性的影响时，盐酸可用于调节溶液的 pH，属于自变量
B．若将温度升高 15 ℃，则d 点右移，e 点上移
C．纤维素酶催化纤维素水解的产物中加入斐林试剂产生砖红色沉淀
D．若在 t 时向丙组反应体系中增加底物的量，其他条件保持不变，那么在
₂
t 时，丙组产物
₃
总量增加
【答案】A
【详解】A、在探究 pH 对酶活性的影响时，pH 属于自变量，盐酸可用于调节溶液的 pH，A
对；
B、若将温度升高15℃，酶活性会下降，则d 点右移、e 点不变，C 错误；
C、纤维素酶能够催化纤维素水解成葡萄糖，葡萄糖是还原性糖，可与斐林试剂在加热时生成
砖红色沉淀，C 错误；
D、丙组的实验温度是70℃，分析图3 可知，此时纤维素酶已失活，所以，在 t2 时向丙组反
应体系中增加底物的量，其他条件保持不变，t3 时，丙组产物总量不会增加，D 错误；
3．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（
）
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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．①④组对照，能说明pH 影响蛋白酶TSS 的活性
C．该蛋白酶不宜在70 ℃的环境中长期保存
D．以上实验中，反应结束时②组的I 型胶原蛋白含量最少
【答案】B
【详解】A、分析②③组可知，没有添加CaCl2，降解率为0，说明该酶的催化活性依赖于
CaCl2，A 正确；
B、①④组对照，变量除pH 外，还有温度，变量不唯一，无法说明pH 影响蛋白酶TSS 的活性，
B 错误；
C、低温可以抑制酶的活性，酶一般保存在低温条件下，该蛋白酶在70 ℃的环境中活性较高，
所以不宜在该温度下长期保存，C 正确；
D、分析表格可知，降解率越高说明酶活性越高，故②组酶的活性最高，反应结束时②组的I
型胶原蛋白含量最少，D 正确。
4．酶的“诱导契合学说”认为，酶活性中心的结构原来并不和底物的结构完全吻合，当底物
与酶相遇时，可诱导酶活性中心的构象发生改变，有关的各个基团达到正确的排列和定向，
使底物和酶契合形成络合物。产物从酶上脱落后，酶活性中心又恢复到原构象。下图为“诱
导契合学说”示意图，下列叙述错误的是（ ）
A．酶具有专一性是由酶活性中心的结构具有特异性导致的
B．酶与底物形成络合物时，能降低化学反应的活化能
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C．酶在催化化学反应前、后结构不变，性质也不发生改变
D．在化学反应中，酶只能是催化剂，不能作为反应物
【答案】D
【详解】A、酶的专一性是指一种酶能催化一种或一类化学反应，根据图示，可以推测酶具有
专一性是由酶活性中心的结构具有特异性导致的，A 正确；
B、酶催化化学反应的机理是降低化学反应所需的活化能，故酶与底物形成络合物时，降低了
底物转化成产物所需的活化能，B 正确；
C、由题干“关的各个基团达到正确的排列和定向，使底物和酶契合形成络合物。产物从酶上
脱落后，酶活性中心又恢复到原构象”可知，酶在催化化学反应前、后结构不变，性质也不
发生改变，C 正确；
D、“有关的各个基团达到正确的排列和定向，使底物和酶契合形成络合物。产物从酶上脱落
后，酶活性中心又恢复到原构象。”可知，在化学反应时，酶可作为反应物参与反应，D 错
误。
B 组(选择题为不定项)
1．用某纤维素酶催化纤维素水解的实验来探究温度对酶活性的影响，得到如图所示的实验结
果。下列叙述错误的是（ ）
A．本实验的自变量是温度，无关变量是反应物的浓度、pH 值
B．若在t1 之前将甲组实验温度提高10 ℃，那么甲组酶催化反应的速率会加快
C．若在t2 时向丙组反应体系中增加反应物的量，那么在t3 时，丙组产物总量也增加
D．若探究纤维素酶的最适温度，应在20-45 ℃之间设置较小的一系列温度梯度
【答案】ACD
【详解】A、本实验的自变量是温度，因变量是反应物的浓度，A 错误；
B、若在t1 之前，甲组反应速率慢于乙组，所以实验温度提高10℃，甲组酶催化反应的速率
会加快，B 正确；
C、丙组在t2 时，酶已经失活，若在t2 时向丙组反应体系中增加底物的量，那么在t3 时，
丙组产物总量不变，C 错误；
D、乙组酶活性比甲组高，丙组酶活性比乙组低，若探究纤维素酶的最适温度，应在20~70℃
之间设置较小的一系列温度梯度，D 错误。
2．为探究pH 对过氧化氢酶活性的影响，某同学设计了如下实验，有关说法不正确的是（
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）
试管编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
缓冲液pH
3
4
5
7
9
10
11
过氧化氢酶溶液/mL
10
过氧化氢溶液/mL
100
适当时间后气体产生量/mL
138
15
9
177
214
20
1
192
181
A．该方案也可以换用淀粉酶来探究pH 对酶活性的影响
B．过氧化氢酶应该保存在低温和最适pH 条件下
C．该实验证明过酸过碱都会破坏过氧化氢酶的空间结构
D．该实验证明过氧化氢酶的最适pH 为7
【答案】ACD
【详解】A、淀粉在酸性条件下也可以水解，所以不能用淀粉酶来探究pH 的影响，A 错误；
B、酶的保存应该在低温和最适pH 下，因为pH 若不合适，酶的空间结构可能会遭到不可逆的
破坏，低温下酶活性低，且结构稳定，易于保存，B 正确；
C、该实验只能证明在过酸过碱条件下过氧化氢酶的活性发生了改变，但并不能证明是由于过
氧化氢酶空间结构破坏导致的，C 错误；
D、该实验中只提供了几组pH，只能确认过氧化氢酶的最适pH 在5-9 之间，不能确定最适pH
为7，D 错误。
3．为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A 组（20℃）、B 组（40℃）和C
组（60℃），测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如下图。下列
有关叙述中，正确的是（ ）
A．B 组酶活性最高，说明该酶的最适温度是40℃
B．在t1 前A 组温度提高10℃，A 组的反应速率会加快
C．t2 时增加C 组的底物量而其他条件不变，产物总量将不变
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D．实验结果表明，酶的催化反应一般在比较温和的条件下进行
【答案】BCD
【详解】A、分析题图可知，与A、C 组相比，B 组反应到达化学平衡所需要的时间最短，故三
个温度条件下，40℃酶活性最高，但不能说明该酶的最适温度是40℃，A 错误；
B、分析题图可知，40℃时酶活性较20℃高，而A 组是20℃条件下温度对酶活性的影响曲线，
故在时间t1 之前，反应还未达到化学平衡时，如果A 组温度提高10℃，其催化化学反应速度
会加快，B 正确；
C、分析题图可知，在C 组（60℃）条件下，t2 时酶已失活，即使增加底物，反应底物总量也
不会增加，C 正确；
D、本实验中，温度偏高或偏低，酶活性均明显降低，高温甚至会使酶失活，说明酶的催化反
应一般在比较温和的条件下进行，D 正确。
4．竞争性酶抑制剂和非竞争性酶抑制剂的作用机理如图1。图2 为酶抑制剂Ⅰ、Ⅱ对某蛋白
酶酶促反应速率的影响，其他条件均为最适条件。下列有关叙述正确的是（ ）
A．蛋白酶作用的机理是降低蛋白质水解所需的活化能
B．图2 中抑制剂Ⅰ为竞争性酶抑制剂，抑制剂Ⅱ为非竞争性酶抑制剂
C．抑制剂Ⅱ含量一定时，增加酶的浓度不影响酶促反应速率
D．随着底物浓度的升高，抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失
【答案】ABD
【详解】A、酶的作用机理是降低化学反应所需的活化能，A 正确；
B、随底物浓度增加到一定程度后，添加抑制剂Ⅰ的酶促反应速率与无抑制剂基本相同，说明
该抑制剂为竞争性酶抑制剂，而随着底物浓度的增加，加入抑制剂Ⅱ的酶促反应速率变化不
大，故抑制剂Ⅱ为非竞争性酶抑制剂，B 正确；
C、抑制剂Ⅱ含量一定时，增加酶的浓度，会增加酶促反应速率，C 错误；
D、随着底物浓度的升高，底物与酶结合机会增加，抑制剂Ⅰ的作用逐渐减小甚至消失，D 对。
5．诱导契合模型是为说明酶具有专一性而建立的假说，该模型的内容是：酶通过其活性中心
与特定底物结合，该位点具有柔性，能够在结合底物后发生形变，令催化反应顺利地进行。
回答下面的问题：
(1)有一种名为L19RNA 的核酶，其活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸链，其作用底物是富含
嘧啶的核苷酸链，由此推测其专一性是通过 来实现的。研究发现，
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LI9RNA 可以催化某些RNA 的切割和连接，其切割和连接这些底物时与 键的破坏
与形成有关。
(2)末水坛紫菜含有较多的蛋白质，通过中性蛋白酶的酶解可使原来蛋白质的功能特性发生改
变，水解物的抗氧化能力也发生相应变化，从而可进一步研究末水坛紫菜的精深加工和综合
利用。相关实验及结果如下图所示。（说明：水解度是指蛋白质中被水解的肽键占总肽键的
百分比。还原力就是酶解物具有的还原性。）
①末水坛紫菜中蛋白质的肽键是在 （填细胞器）中形成的。
②该实验的自变量是 ，温度为 变量。
根据上述结果分析，中性蛋白酶在 条件下酶解效果较佳。
③图中底物浓度大于35g·L-1时，水解度基本不变，原因可能与末水坛紫菜中有些蛋白质中
肽键被隐藏在分子内部未暴露有关，据此提出一条提高蛋白酶水解度的措施，
。
【答案】(1) 核酶与底物间通过碱基互补配对形成氢键 磷酸二酯
(2) 核糖体 pH 和底物浓度 无关 pH=7 和底物浓度为35g•L-1 可通
过高温、酸碱环境破坏末水坛紫菜中蛋白质的空间结构，使隐藏在蛋白质分子内部的肽键暴
露
【详解】（1）酶的特点之一是具有专一性，酶的专一性是指每一种酶只能催化一种或一类化
学反应。核酶L19RNA 的活性部位是富含嘌呤的一段核苷酸链，其作用底物是富含嘧啶的核苷
酸链，由此推测 其专一性是通过核酶与底物间通过碱基互补配对形成氢键来实现的。核糖核
苷酸之间以磷酸二酯键连接成RNA 链，L19RNA 核酶可以催化某些RNA 的切割和连接，其切割
和连接这些底物时与磷酸二酯键的破坏与形成有关。
（2）①蛋白质中的肽键是由氨基酸在核糖体中经脱水缩合反应形成的。
②该实验的自变量是pH 和底物浓度，因变量是水解度和还原力相对值，温度为无关变量。
由于pH=7 和底物浓度为35g•L-1 后，水解度和还原力不再增大，所以该实验选择pH=7 和底
物浓度为35g•L-1 时酶解效果较佳。
③可通过高温、酸碱环境破坏末水坛紫菜中蛋白质的空间结构，使隐藏在蛋白质分子内部的
肽键暴露，进而提高蛋白酶的水解度（水解度是指蛋白质中被水解的肽键占总肽键的百分
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比）。
核心知识回顾
1．实验原理
(1)酵母菌是单细胞真菌，在有氧和无氧条件下都能生存，属于兼性厌氧菌，因此便于用来研
究细胞呼吸的不同方式。
(2)酵母菌细胞呼吸以葡萄糖作为底物时，通过测定有氧和无氧条件下细胞呼吸的产物，来确
定细胞呼吸的类型及对应产物。
2.实验步骤
（1）配制酵母菌培养液(酵母菌＋葡萄糖溶液)。
（2）自变量：自变量是有无氧气。 因变量：
因变量
检测方法
CO2 产生的多
少
澄清石灰水变混浊的程度
溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短
是否有酒精产
生
橙色的重铬酸钾溶液在酸性条件下可与酒精发生化学
反应，使溶液变成灰绿色。可通过观察溶液颜色是否
变化来确定
无关变量：温度、葡萄糖溶液的浓度、酵母菌活性等；无关变量保持相同且适宜。
3.实验条件控制
(1)有氧条件：装置甲连通橡皮球(或气泵)，让空气间歇性地依次通过三个锥形瓶，既保证
O2 的充分供应，又使空气先经过盛有NaOH 溶液的锥形瓶，除去空气中的CO2，保证第三个锥
形瓶的澄清石灰水变混浊是酵母菌有氧呼吸产生的CO2 所致。
(2)无氧条件：装置乙中B 瓶应封口放置一段时间后，待酵母菌将B 瓶中的O2 消耗完，再连
通盛有澄清石灰水的锥形瓶，确保是无氧呼吸产生的CO2 使澄清的石灰水变混浊。
4．实验现象
条件
澄清石灰水的变化/出现变化的快慢
重铬酸钾的浓硫酸溶液
甲组(有氧)
变混浊程度高/快
无变化
乙组(无氧)
变混浊程度低/慢
出现灰绿色
5.实验结论
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(1)酵母菌在有氧和无氧条件下都能进行细胞呼吸。
(2)在有氧条件下产生大量CO2，在无氧条件下进行细胞呼吸产生酒精和CO2。
其他探究细胞呼吸的方式
液滴移动法探究细胞呼吸的方式
①探究装置：欲确认某生物的细胞呼吸方式，应设置两套实验装置，如图所示(以发芽种子为
例)：
②结果与结论
实验结果
结论
装置一液滴
装置二液滴
不动
不动
只进行产生乳酸的无氧呼吸或种子已经死亡
不动
右移
只进行产生酒精的无氧呼吸
左移
右移
进行有氧呼吸和产生酒精的无氧呼吸
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧呼吸和产生乳酸的无
氧呼吸
左移
左移
种子进行有氧呼吸时，底物中除糖类外还含有脂
质
③误差校正：为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置三。装置三
与装置二相比，不同点是用“煮熟的种子”代替“发芽种子”，其余均相同。
核心知识辨析
1．对比实验一般是两个或两个以上的实验组与对照组相对比。（必修1 P92“科学方法”）
（ ）
【答案】错误
【详解】对比实验指设置两个或两个以上的实验组，通过对比结果的比较分析，来探究各种
因素与实验对象的关系，这样的实验称为对比实验。对比实验不设对照组，均为实验组（或
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互为实验组和对照组），是对照实验的一种特殊形式，即相当于“相互对照实验”。
2．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可直接向酵母菌培养液中添加酸性的重铬酸钾溶液检
测酒精。（必修1 P90“探究·实践”）（ ）
【答案】错误
【详解】在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中，应各取2mL 酵母菌培养液的滤液，分别注入2
支试管中，然后向试管中加入酸性的重铬酸钾溶液检测。
3．在探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的浑浊程度判断细胞呼吸的方式。
（必修1 P90“探究·实践”）（ ）
【答案】正确
【详解】酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都产生CO2，相同底物的条件下产生CO2 的量不同，故在
探究酵母菌细胞呼吸方式的实验中可依据澄清石灰水的浑浊程度判断细胞呼吸的方式。
4．检测CO2 的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。（必修1 P90“探
究·实践”）（ ）
【答案】正确
【详解】二氧化碳遇溴麝香草酚蓝溶液会由蓝变绿再变黄，可用来检测二氧化碳，故检测
CO2 的产生除澄清石灰水外，还可以用溴麝香草酚蓝溶液检测。
5．在酸性条件下，酒精会使重铬酸钾溶液由蓝变绿再变黄。（必修1 P90“探究·实践”）
（ ）
【答案】错误
【详解】在酸性条件下，酒精会使重铬酸钾溶液由橙色变成灰绿色，该描述错误。
6．检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式。（ ）
【答案】错误
【详解】酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生CO2，因此不能根据酵母菌培养过程中是否产
生CO2 来判断其呼吸方式，故错误。
7．探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式，需设置有氧和无氧两种条件，这两个实验，
一个是实验组，一个是对照组。(必修1 P92) ( )
【答案】×
【详解】探究酵母菌在不同氧气条件下细胞呼吸的方式的实验运用了对比试验，设置有氧和
无氧两种条件，这两个实验都是实验组，通过对结果的比较分析，来探究氧气对酵母菌的影
响，这句话是错误的。
8．实验的因变量是澄清石灰水是否变浑浊和加入酸性重铬酸钾溶液后样液的颜色变化(
)
【答案】错误
【详解】酵母菌有氧呼吸和无氧呼吸都能产生二氧化碳，所以实验的因变量是加入酸性重铬
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酸钾溶液后样液的颜色变化，错误。
高考真题剖析
1．（2022·重庆·统考高考真题）从如图中选取装置，用于探究酵母菌细胞呼吸方式，正确
的组合是（ ）
注：箭头表示气流方向
A．⑤→⑧→⑦和⑥→③
B．⑧→①→③和②→③
C．⑤→⑧→③和④→⑦
D．⑧→⑤→③和⑥→⑦
【答案】B
【详解】酵母菌属于异养兼性厌氧型生物，既能进行有氧呼吸，又能进行无氧呼吸。进行有
氧呼吸时，先用NaOH 去除空气中的CO2，再将空气通入酵母菌培养液，最后连接澄清石灰水
检测CO2 的生成，通气体的管子要注意应该长进短出，装置组合是⑧一①一③；无氧呼吸装
置是直接将酵母菌培养液与澄清石灰水相连，装酵母菌溶液的瓶子不能太满，以免溢出，装
置组合是②一③，B 正确，ACD 错误。
限时训练
A 组(选择题为单选)
1．现通过实验探究某环境因素对酵母菌细胞呼吸方式的影响，实验结果见表。有关叙述错误
的是（ ）
氧浓度(%)
a
b
c
d
产生CO2 量(mol)
9
12.5
15
30
产生酒精量(mol)
9
6.5
6
0
A．该实验自变量是氧浓度，因变量是产生是CO2 量和酒精量
B．在氧浓度为a 时，酵母菌只进行无氧呼吸
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C．在氧浓度为b 时， 酵母菌以有氧呼吸为主
D．在氧浓度为c 时，酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧呼吸的2 倍
【答案】C
【详解】A、酵母菌在有氧时进行有氧呼吸，在缺氧时进行无氧呼吸，所以该实验自变量是氧
浓度，因变量是产生CO2 量和酒精量，A 正确；
B、氧浓度为a 时，产生的二氧化碳和酒精量相等，说明只有无氧呼吸，此时氧气浓度为0，B
正确；
C、氧浓度为b 时，产生的酒精量与产生的二氧化碳量不相等，说明酵母菌既进行有氧呼吸，
又进行无氧呼吸，C 错误；
D、氧浓度为c 时，产生的酒精量为6mol，则无氧呼吸产生的CO2 量和酒精量相等，也为
6mol，说明酵母菌有氧呼吸产生的CO2 量为9mol，由此可知，无氧呼吸消耗的葡萄糖为
3mol，有氧呼吸消耗的葡萄糖的量为1.5mol，由此可知酵母菌无氧呼吸消耗的葡萄糖是有氧
呼吸的2 倍，D 正确。
2．下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的说法，正确的是（ ）
A．有氧和无氧装置中加入酵母菌培养液后，均需立即连通澄清石灰水，以减少实验 误差
B．可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的颜色深浅，来判断CO2 产生量的多少
C．用酸性重铬酸钾可判断酵母菌细胞呼吸方式
D．该实验中两组装置无氧组为实验组，有氧组为空白对照组
【答案】C
【详解】A、无氧呼吸的装置不能立即连通澄清的石灰水，应密封一段时间后在连通澄清的石
灰水，A 错误；
B、实验的观测指标是溶液的颜色变化，无论是有氧呼吸还是无氧呼吸最终溴麝香草酚蓝水溶
液都变黄，无法判断产生二氧化碳的多少，可根据溴麝香草酚蓝水溶液变黄的时间长短，来
检测CO2 的产生速率，B 错误；
C、酒精是无氧呼吸的产物，酸性重铬酸钾可与酒精反应生成灰绿色产物，故用酸性重铬酸钾
可判断酵母菌细胞呼吸方式，C 正确；
D、实验需设置有氧和无氧两种条件的对比实验，甲、乙两组互为对照，两组为对比实验，D
错误。
3．如图是某研究性学习小组为了探究酵母菌的细胞呼吸类型而设计的实验装置（酵母菌利用
葡萄糖作为能源物质），下列有关实验装置和结果的分析，错误的是（ ）
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A．通过装置1 仅仅能探究出酵母菌是否进行需氧呼吸
B．装置1 中酵母菌是否进行了厌氧呼吸，可用酸性重铬酸钾溶液检测培养液中挥发出的物质
C．用水代替NaOH 溶液设置装置2，如果装置2 中液滴右移，说明酵母菌进行了厌氧呼吸
D．装置1 和装置2 中均需要加入酵母菌培养液，培养液中葡萄糖浓度越高实验现象越明显
【答案】D
【详解】A、装置1 的烧杯中的NaOH 溶液能吸收细胞呼吸产生的二氧化碳，所以液滴移动的
距离代表细胞呼吸消耗氧气的量，若液滴移动说明酵母菌进行了有氧呼吸，若液滴不移动说
明酵母菌不进行有氧呼吸，A 正确；
B、装置1 中酵母菌是否进行了厌氧呼吸，可用酸性重铬酸钾溶液检测培养液中挥发出的物质
酒精，如果重酸性铬酸钾溶液由橙色变为灰绿色，说明产生酒精了，判断装置1 中酵母菌进
行了厌氧呼吸，B 正确；
C、用水代替NaOH 溶液设置装置2，如果装置2 中液滴右移，说明细胞呼吸释放的二氧化碳量
多于氧气消耗量，即进行了厌氧呼吸，C 正确；
D、装置1 和装置2 中均需要加入酵母菌培养液，来探究酵母菌的呼吸发生，但不是培养液中
葡萄糖浓度越高实验现象越明显，原因是当浓度过高时会导致酵母菌渗透失水，严重时会导
致酵母菌死亡，D 错误。
4．河南被称为“中原粮仓”，冬小麦是这个地区的主要粮食作物之一。如图表示冬小麦幼苗
在不同O2 浓度下的呼吸作用情况（呼吸底物只考虑葡萄糖）。下列相关叙述正确的是（
）
A．消耗等量底物时，无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸释放的少
B．O 点时释放CO2 的场所有细胞质基质和线粒体基质
C．E 点时的产物之一可以用酸性的重铬酸钾溶液检测到
D．已知AB=BC，C 点时无氧呼吸释放的CO2 占1/3
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【答案】A
【详解】A、有氧呼吸可将有机物彻底氧化分解，释放大量能量，而无氧呼吸是不彻底的氧化
分解，释放少量能量，因此消耗等量底物时，无氧呼吸释放的能量比有氧呼吸释放的少，A
对；
B、O 点时不吸收氧气，细胞只进行无氧呼吸，释放CO2 的场所只有细胞质基质，B 错误；
C、E 点时吸收的氧气量与释放的CO2 量相同，细胞只进行有氧呼吸，有氧呼吸的产物是CO2
和水，不能用酸性的重铬酸钾溶液检测，酸性的重铬酸钾溶液可用于检测酒精，C 错误；
D、有氧呼吸消耗一分子葡萄糖，同时消耗6 分子氧气，产生6 分子CO2，因此若AB=BC，说
明有氧呼吸和无氧呼吸释放的CO2 一样多，D 错误。
5．下图是在相同条件下放置的探究酵母菌细胞呼吸方式的两组实验装置。以下叙述正确的是
（ ）
A．两个装置均需要置于黑暗条件下进行
B．装置甲中NaOH 的作用是吸收Ⅰ处的二氧化碳
C．装置乙中应让Ⅱ密闭放置一段时间后，再与Ⅲ连接
D．装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度高于装置甲中的石灰水
【答案】C
【详解】A、酵母菌在光照和黑暗中均可进行细胞呼吸，且光照不影响细胞呼吸，故两个装置
均在光照或黑暗条件下进行， A 错误；
B、装置甲是进行酵母菌的有氧呼吸的实验，其中NaOH 的作用是吸收空气中的 CO2 ，确保与
澄清的石灰水变浑浊的CO2 只来自酵母菌的有氧呼吸，B 错误；
C、装置乙中应让Ⅱ密闭放置一段时间，彻底消耗其中的氧气，形成无氧环境，然后再与Ⅲ连
接，C 正确；
D、有氧呼吸比无氧呼吸产生的二氧化碳更多，故装置乙中Ⅲ处石灰水浑浊程度低于装置甲中
的石灰水，D 错误。
6．下列有关探究酵母菌细胞呼吸方式实验的叙述，正确的是（ ）
A．选择酵母菌为实验材料的原因是其为兼性厌氧型细菌
B．该实验通过设置有氧和无氧两种条件探究酵母菌细胞的呼吸方式，其中有氧条件下为实验
组，无氧条件下为对照组
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C．在检测酒精产生时应延长培养时间以耗尽培养液中的葡萄糖
D．在测定无氧呼吸时锥形瓶中加入酵母菌培养液后应立即连通盛有澄清石灰水的锥形瓶
【答案】C
【详解】A、选择酵母菌为实验材料的原因是其为兼性厌氧型菌，在有氧条件下进行有氧呼吸，
无氧条件下进行无氧呼吸，酵母菌是真菌，不是细菌，A 错误；
B、该实验通过设置有氧和无氧两种条件探究酵母菌细胞的呼吸方式，其中有氧条件下为实验
组，无氧条件下为也为实验组，该实验为对比试验，B 错误；
C、酸性重铬酸钾具有强氧化性，能将酒精中的羟基氧化成羧基，也能将葡萄糖中的醛基氧化
成羧基，因而发生颜色变化，因此可适当延长酵母菌培养时间，以耗尽培养液中的葡萄糖再
进行鉴定，这样可使葡萄糖消耗完，避免对酒精的鉴定造成影响，C 正确；
D、在测定无氧呼吸时盛有酵母菌培养液的锥形瓶应封口放置一段时间后，再连通盛有澄清石
灰水的锥形瓶，这样可以保证使澄清石灰水变浑浊的是无氧呼吸产生的二氧化碳，D 错误。
7．下图是用于探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，下列关于装置一、二中红色液滴移动情
况的说法，错误的是（ ）
A．实验中可用红色液滴的移动距离代表酵母菌的呼吸强度
B．若装置一左移、装置二不移，则酵母菌只进行有氧呼吸
C．若装置一不移、装置二右移，则酵母菌只进行无氧呼吸
D．若装置一右移、装置二左移，则酵母菌同时进行有氧和无氧呼吸
【答案】D
【详解】A、酵母菌细胞的有氧呼吸消耗氧气，释放二氧化碳，无氧呼吸不消耗氧气，但产生
二氧化碳，在装置一二中会有气体体积的变化，可用红色液滴的移动距离代表酵母菌的呼吸
强度，A 正确；
B、若只进行有氧呼吸，则装置一左移、装置二不移，B 正确；
C、若只进行无氧呼吸，则装置一不移、装置二右移，C 正确；
D、若同时进行有氧呼吸和无氧呼吸，则装置一左移、装置二右移，D 错误。
8．某兴趣小组在室温下进行了酵母菌无氧呼吸的探究实验（如图）下列分析错误的是
（ ）
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A．滴管中冒出的气泡是反应产生CO2 的结果
B．试管中加水的主要目的是制造无氧环境
C．若试管中的水换成冷水，气泡释放速率下降
D．被分解的葡萄糖中的能量一部分转移至ATP，其余的存留在酒精中
【答案】D
【详解】A、酵母菌进行无氧呼吸的产物是二氧化碳和酒精，因此滴管中冒出的气泡是反应产
生CO2 的结果，A 正确；
B、本实验目的是探究酵母菌无氧呼吸，试管中加水的目的是排出空气，制造无氧环境，B 对；
C、酶的活性会受温度的影响，若试管中的水换成冷水，酶的活性降低，则气泡释放速率下降，
C 正确；
D、酵母菌无氧呼吸过程中，被分解的葡萄糖中的能量，一部分释放出来，另一部存留在酒精
中，释放的能量中大部分以热能的形式散失，少部分转移到ATP 中，D 错误。
B 组(选择题为不定项)
1．在做“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验时，有人用血糖仪对稀释10 倍后培养液中的葡萄
糖浓度进行定量分析，并用葡萄糖消耗量计算出呼吸速率。下列说法错误的是（ ）
序号
时间（min）
稀释10 倍的培养液中葡萄糖浓度
1
0
初始
24.5 mmol/L
2
15
有氧1
18.6 mmol/L
无氧1
21.3 mmol/L
3
30
有氧2
9.9 mmol/L
无氧2
13.5 mmol/L
A．该实验属于对照实验，其中有氧组为实验组，无氧组为对照组
B．该实验也可用澄清的石灰水检测CO2 的产生情况，以浊度为实验指标
C．每升培养液中酵母菌前15 min 的有氧呼吸速率为0.393 mmol/min
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D．随着时间的变化，装置中酵母菌种群的有氧呼吸速率、无氧呼吸速率都逐渐下降
【答案】ACD
【详解】A、设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验
对象的关系，这样的实验叫做对比实验。为了探究酵母菌细胞在有氧和无氧条件下呼吸方式
的区别，这两组实验都作了一定的人为因素处理。A 组需要通过不断通气创造有氧环境，B 组
需要对锥形瓶加以密闭创造缺氧环境，根据对比实验的概念可知，有氧组与无氧组均属于实
验组，A 错误；
B、消耗等摩尔的葡萄糖，酵母菌进行有氧呼吸产生的CO2 是无氧呼吸的3 倍，因此该实验也
可用澄清的石灰水检测CO2 的产生情况，以浊度为实验指标，B 正确；
C、在0—15 分钟时间段，有氧呼吸的速率为（24.5-18.6）×10÷15=3.93mol/min，C 错误；
D、在0—15 分钟时间段，有氧呼吸的速率为（24.5-18.6）×10÷15=3.93mol/min，在15—
30 分钟时间段有氧呼吸速率为（18.6-9.9）×10÷15=5.8mol/min；在0—15 分钟时间段，无
氧呼吸的速率为（24.5-21.3）×10÷15=2.13mol/mim，在15—30 分钟时间段，无氧呼吸速
率为（21.3-13.5）×10÷15=5.2mol/min，因此随着时间变化装置中酵母菌种群的有氧呼吸
速率、无氧呼吸速率都逐渐上升，D 错误。
2．某生物兴趣小组在探究温度对酵母菌呼吸速率的影响时，设计的实验装置及实验结果如下
图所示，下列分析正确的是（ ）
A．三组气球的大小差异主要取决于酵母菌无氧呼吸速率的大小
B．取部分发酵液加入溴麝香草酚蓝溶液，溶液会变为灰绿色
C．气球中气体产生的部位是酵母菌的细胞质基质和线粒体
D．酵母菌无氧呼吸时葡萄糖中的能量大部分以热能的形式散失
【答案】AC
【详解】A、三组气球中酵母菌主要进行无氧呼吸，会产生二氧化碳，使得气球体积变大，温
度会影响酶的活性从而影响呼吸速率，故三组气球的大小差异主要取决于酵母菌无氧呼吸速
率的大小，A 正确；
B、酵母菌进行有氧呼吸和无氧呼吸都会产生二氧化碳，故取部分发酵液加入溴麝香草酚蓝溶
液，溶液会由蓝变绿再变黄，B 错误；
C、气球中的气体来自有氧呼吸和无氧呼吸，无氧呼吸和有氧呼吸的第一阶段在细胞质基质中
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进行，有氧呼吸产生气体的第二阶段在线粒体中进行，C 正确；
D、酵母菌进行无氧呼吸时，葡萄糖中的能量有三个去路，散失的热能、ATP 中储存的化学能
和酒精中的能量，其中酒精中存留的能量最多，D 错误。
3．某研究小组利用检测气压变化的密闭装置来探究酵母菌的呼吸方式。实验设计如下：关闭
活栓后，U 形管右侧液面高度变化反映瓶中的气体体积变化。实验开始时将右侧液面高度调
至参考点，实验中定时记录右侧液面高度相对于参考点的变化（忽略其他原因引起的容积变
化）。下列有关说法正确的是（ ）
A．甲组右侧液面变化，表示的是酵母菌呼吸时O2 的消耗量
B．甲组右侧液面升高，乙组右侧液面不变，说明酵母菌只进行有氧呼吸
C．甲组右侧液面不变，乙组右侧液面下降，说明酵母菌进行乳酸发酵
D．乙组右侧液面变化，表示的是酵母菌呼吸时CO2 消耗量和O2 的释放量之间的差值
【答案】ABD
【详解】A、甲组实验装置中NaOH 的作用是吸收CO2，有氧呼吸过程消耗O2，产生的CO2 被
NaOH 吸收，所以甲组右管液面变化，表示的是酵母菌呼吸时O2 的消耗量，A 正确；
B、甲组右管液面升高，说明细胞呼吸消耗氧气，进行有氧呼吸，乙组不变，说明二氧化碳的
释放量等于氧气的消耗量，因此酵母菌只进行有氧呼吸，B 正确；
C、甲组右管液面不变，说明微生物不消耗氧气，即不进行有氧呼吸，乙组下降，说明有CO2
的释放，因此微生物进行酒精发酵，不是乳酸发酵，C 错误；
D、乙组实验装置中无NaOH 吸收CO2，气体的变化是O2 消耗量与CO2 的释放量导致的，因此
乙组右管液面变化，表示的是微生物呼吸时CO2 的释放量和O2 消耗量之间的差值，D 正确。
4．某同学进行了关于酵母菌细胞呼吸的4 组实验，如下表所示。8 小时后，分别取4 组等量
的培养液并滴加等量的酸性重铬酸钾溶液进行检测。下列说法正确的是（ ）
实验①
用50mL 含酵母菌的培养液,破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)无氧培养8 小时
实验②
用50mL 含醇母菌的培养液,破碎酵母细胞后(保持细胞器完整)通气培养8 小时
实验③
用50ml 含酵母菌的培养液,无氧培养8 小时
实验④
用50mL 含酶母菌的培养液,通气培养8 小时
A．本实验的自变量是酵母细胞的完整性及是否通入氧气，温度和pH 是无关变量
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B．四组实验中，实验①和③为对照组，实验②和④为实验组
C．四组实验中都会有ATP 产生，但实验④中产生的ATP 最多
D．实验①中培养液与酸性重铬酸钾溶液反应产生的灰绿色较实验③深
【答案】AC
【详解】A、本实验的自变量是酵母细胞的完整性及是否通入氧气，其他变量都是无关变量，
A 正确；
B、实验①与实验②都是实验组，相互对照，实验③和实验④也都是实验组，相互对照，B 错；
C、四组实验都能产生ATP，但只有实验④结构完整，且进行的是有氧呼吸，所以其产生的
ATP 最多，C 正确；
D、实验①：用50mL 含酵母菌的培养液，破碎酵母细胞后（保持细胞器完整）无氧培养8 小
时，由于含有细胞质基质中的酶，可以进行无氧呼吸产生酒精，但是酶溶于培养液中，浓度
低，且其活性易受产物影响，产生的酒精较少；实验③：用50mL 含酵母菌的培养液，无氧培
养8 小时，该组酵母菌进行无氧呼吸，产生酒精量较多，在酸性条件下，与重铬酸钾溶液反
应呈现的灰绿色较深，D 错误。
5．将含酵母菌的葡萄糖溶液平均分为4 份，分别置于甲、乙、两、丁四种条件下进行培养，
测得CO2 和O2 体积变化的相对值如下图所示，下列叙述不正确的是（ ）
A．甲条件下，细胞呼吸的产物除CO2 外，还有酒精
B．乙条件下，有氧呼吸消耗的葡萄糖比无氧呼吸消耗得多
C．丙条件下，细胞呼吸生成的ATP 最少
D．丁条件下，细胞只进行有氧呼吸
【答案】BC
【详解】A、甲条件下，酵母细胞进行的是无氧呼吸，在无氧条件下酵母细胞将葡萄糖分解，
产生CO2 和酒精，同时释放出少量的能量，A 正确；
B、在有氧条件吸收的氧气与释放的二氧化碳量相等，从图中来看，在乙条件下，吸收氧气的
相对值是3，释放出的二氧化碳的相对值也是3，消耗的葡萄糖的量是0.5，而二氧化碳释放
量的实际相对值是8，除去有氧呼吸，剩下的就是无氧呼吸产生的，无氧呼吸释放量是5，消
耗的葡萄糖的量是2.5，B 错误；
C、无氧条件下细胞呼吸释放出的能量最少，在消耗等量的葡萄糖时，甲条件下释放出的能量
最少，生成的ATP 最少，C 错误；
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D、丁条件下，CO2 释放量等于O2 的吸收量，说明此时酵母细胞只进行有氧呼吸，D 正确。
6．某科学兴趣小组以酵母菌作为实验材料，以葡萄糖作为能量来源，在一定条件下，通过控
制氧气浓度的变化，得到了酵母菌进行细胞呼吸时二氧化碳产生速率（I）、氧气消耗速率
（Ⅱ）、以及酒精产生速率（Ⅲ）随着时间变化的三条曲线，实验结果如图所示，t1 时刻
I、Ⅱ两条曲线重合，S1、S2、S3、S4 分别表示图示面积。该兴趣小组还利用乳酸菌作为实
验材料进行相同的实验，实验装备和条件不变，得到乳酸产生速率（Ⅳ）的曲线。下列叙述
错误的是（ ）
A．t1 时刻，氧气浓度较高，酵母菌细胞中只有线粒体可以产生CO2
B．如果改变温度条件，t1 会左移或右移，但是S1 和S2 的值始终相等
C．若S2：S3=2：1，S4：S1=8：1，0~t1 时间段需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值
为3：1
D．若曲线Ⅳ和Ⅲ完全重合，则0~t1 时间段酵母菌和乳酸菌细胞呼吸消耗的葡萄糖量相等
【答案】CD
【详解】A、t1 时刻，酒精产生速率为0，Ⅰ、Ⅱ两条曲线重合，只进行有氧呼吸，无氧呼吸
消失，所以酵母菌细胞中只有线粒体可以产生CO2，A 正确；
B、如果改变温度条件，酶的活性会升高或降低，t1 会左移或右移，0～t1 产生的
CO2=S1+S2+S3+S4，无氧呼吸产生的酒精量与无氧呼吸产生的二氧化碳量相同，即无氧呼吸产
生的CO2=S2+S3，有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧化碳量，即有氧呼吸产生
的CO2=S2+S4，无氧呼吸产生的CO2 可表示为S1+S2，即S1+S3=S3+S2，即S1 和S2 的值始终
相等，B 正确；
C、由B 选项可知，S1=S2，若S2∶S3=2∶1、S4∶S1=8∶1 时，则S4∶S2=8∶1，有氧呼吸产
生的CO2=S2+S4=9S2，无氧呼吸产生的CO2=S2+S3=1.5S2，有氧呼吸产生的CO2∶无氧呼吸产
生的CO2=6∶1，有氧呼吸消耗1mol 葡萄糖产生6mol 二氧化碳，无氧呼吸消耗1mol 葡萄糖产
生2mol 二氧化碳，因此0～t1 时间段需氧呼吸和厌氧呼吸消耗的葡萄糖量的比值为2∶1，C
错误；
D、乳酸菌进行无氧呼吸消耗1mol 葡萄糖产生2mol 乳酸，酵母菌无氧呼吸消耗1mol 葡萄糖
产生2mol 酒精，若曲线Ⅳ和曲线Ⅲ两者完全重合，说明酵母菌和乳酸菌无氧呼吸且乳酸和酒
精的产生速率相等，但酵母菌同时进行有氧呼吸，则0～t1 时间段酵母菌细胞呼吸消耗的葡
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萄糖量大于乳酸菌，D 错误。
7．为验证酵母菌在不同条件下细胞呼吸的产物，依据“酒精具有还原性，可使酸性重铬酸钾
变为灰绿色”的原理进行实验，装置如下图。分析回答：
(1)A 装置中添加石蜡油的目的是 ；C 装置中添加过氧化氢和二氧化锰可为D 装置提供 ；
用注射器各抽取A、D 装置溶液2mL，加入酸性重铬酸钾溶液以检测 。
(2)若有CO2产生，那么E 装置中0.1%溴麝香草酚蓝溶液的颜色变化依次是 ，B、E 两个装
置颜色变化较快的是 （填“B”或“E”）。
(3)实验5min 后，从A、D 装置中各抽取2mL 溶液，加入酸性重铬酸钾溶液后摇匀，均出现了
灰绿色。对此有人作出假设，可能是D 装置中的葡萄糖未消耗完导致的。
①依据重铬酸钾变色的原理，解释这一假设的合理性 。
②若上述实验结果确实是由装置中的葡萄糖未消耗完导致，则实验可以如何改进？ 。
【答案】(1) 隔绝空气，营造无氧环境 氧气 酒精
(2) 由蓝变绿再变黄 E
(3) 葡萄糖具有还原性，也可能使重铬酸溶液变灰绿色 延长反应时间，等A、D 装
置中的葡萄糖消耗完，再抽取溶液进行检测
【详解】（1）据图分析，本实验是为了验证酵母菌在无氧或缺氧条件下才能产生酒精，图中
A 为无氧呼吸装置，D 为有氧呼吸装置，A 装置中滴加石蜡油的目的是隔绝空气，营造无氧环
境；C 装置中添加过氧化氢和二氧化锰，在二氧化锰的催化作用下，过氧化氢分解可产生氧
气，因此可以为D 装置提供氧气；酸性重铬酸钾溶液遇到酒精后颜色由橙色变为灰绿色，因
此可以用酸性重铬酸钾溶液检测酒精的存在。
（2）E 装置中0.1%溴麝香草酚蓝溶液可用于二氧化碳的检测，二氧化碳可使溴麝香草酚蓝溶
液由蓝变绿再变黄，图中A 装置中发生的是无氧呼吸，D 装置中发生的是有氧呼吸，因此相同
时间内D 装置中产生的二氧化碳较多，使得E 中溴麝香草酚蓝溶液较快变黄，故E 装置中颜
色变化较快。
（3）①酸性重铬酸钾溶液除了遇到酒精后颜色由橙色变为灰绿色，如果D 装置中的葡萄糖未
消耗完，那么未消耗完的葡萄糖具有还原性，也可能使重铬酸溶液变灰绿色。
②若实验结果是由装置中的葡萄糖未消耗完导致，即出现灰绿色的原因是D 装置中的葡萄糖
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未消耗完导致的。为了避免出现这一问题，应延长反应时间，等A、D 装置中的葡萄糖消耗完
以后，再抽取溶液进行检测。
核心知识回顾
1．提取绿叶中的色素
(1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。
(2)实验用品及作用
(3)实验步骤
2．分离绿叶中的色素
(1)原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之
则慢。
(2)实验步骤
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(3)实验结果及分析
3.实验操作注意事项及结果分析
（1）过滤时漏斗基部的单层尼龙布不可以(“可以”或“不可以”)用滤纸代替，是因为滤纸
的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。
（2）制备滤纸条时，剪去滤纸条的两角可以防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快，即：使
层析液在滤纸条上扩散速度均衡，这样有利于得到清晰整齐的色素带。
（3）画滤液细线的要求是细、直、齐；待滤液干后，再重画一到两次可以增加滤液细线中色
素的含量。
（4）分离色素时，为防止滤液细线上的色素溶解到层析液中，不能让滤液细线触及层析液。
4.绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析
(1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析
①未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出来。
②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少。
③一次加入大量的无水乙醇，导致提取液浓度太低。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
⑤画滤液细线次数过少。
(2)滤纸条色素带重叠：滤纸没经干燥处理；滤液细线画得过粗。
(3)滤纸条看不到色素带
①忘记画滤液细线。
②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
5．特别提醒
(1)滤纸条上四条色素带位置的含义
体现不同色素在层析液中的溶解度的高低：距离滤液细线最远的色素，在层析液中的溶解度
最高；距离滤液细线最近的色素，在层析液中的溶解度最低。
(2)色素带宽窄的含义
体现色素含量的高低：最宽的色素带色素含量最高，最窄的色素带色素含量最低。
核心知识辨析
1．不能让滤液细线触及层析液，否则滤液细线中的色素会被层析液溶解。( )
【答案】正确
【详解】由于层析液是有机溶剂，因此含有色素的滤液细线不能触及层析液，否则色素会溶
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于层析液中，达不到分离色素的目的，故正确。
2．色素在层析液中溶解度不同，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得快。(必修1 P98)
【答案】×
【详解】色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，本说法错误。
3．绿叶的色素易溶于有机溶剂，一般用层析液提取绿叶中的色素。( )
【答案】错误
【详解】色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中， 所以一般用无水乙醇提取绿叶中的色素，故错。
4．不能让层析滤纸的下端触及层析液，以防止色素被层析液稀释，导致层析失败。( )
【答案】错误
【详解】层析滤纸条的下端滤液细线上有色素，容易溶解在层析液中，而导致层析失败。并
非色素被层析液稀释。
5．提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分( )
【答案】错误
【详解】提取色素时加二氧化硅的目的是使研磨更充分，所以该说法错误。
6．绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快( )
【答案】错误
【详解】绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上越宽，溶解度越大的色素在滤纸条上扩散越
快，故该表述错误。
高考真题剖析
1．（2023·全国·统考高考真题）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
【答案】D
【详解】A、叶绿素的元素组成是C、H、O、N、Mg，氮元素和镁元素是构成叶绿素分子的重
要元素，A 正确；
B、光反应的场所是类囊体的薄膜，需要光合色素吸收光能，叶绿素和类胡萝卜素存在于叶绿
体中类囊体的薄膜上，B 正确；
C、类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，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，C 正确；
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快，D 错误。
限时训练
A 组(选择题为单选)
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1．如图表示某生物兴趣小组利用韭菜宿根进行相关实验流程，正确的是（ ）
A．“结果①”中共有的色素带的颜色是橙黄色和黄色，说明叶绿素在强光下易分解
B．在做提取韭黄色素实验时，不加碳酸钙对滤液颜色的影响不大
C．提取色素的原理是色素在有机溶剂中溶解度不同
D．“结果②”中吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域
【答案】B
【详解】A、韭菜色素滤液分离出橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色四种色素，而韭黄色素滤液
只能分离出橙黄色和黄色，因此两组实验的结果①中共有色素带的颜色是黄色和橙黄色，说
明叶绿素形成需要光，A 错误；
B、研磨时加碳酸钙主要是防止叶绿素分子被破坏，韭黄中不含叶绿素，因此不加碳酸钙对滤
液颜色的影响不大，B 正确；
C、纸层析法分离色素的原理是不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸
上的扩散速度快，C 错误；
D、韭菜色素滤液分离出橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色四种色素，而韭黄色素滤液只能分离
出橙黄色和黄色，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，故两组实验
的结果②中吸收光谱最明显的差异是红光区域，D 错误。
2．NCYRC 先将羽衣甘蓝叶片色素提取液在滤纸上进行点样，后置于层析液和蒸馏水中进行层
析和分离，过程及结果如图，1、2、3、4、5 代表不同的色素。下列有关叙述，正确的是（
）
A．色素4 在层析液中的溶解度最大B．色素1、2、3、4 均易溶于蒸馏水和无水乙醇
C．色素5 可能是藻蓝素D．缺Mg 会影响色素3 和4 的含量
【答案】D
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【详解】A、根据层析的结果，色素1 距离起点最远，说明其在层析液中的溶解度最大，A 错；
B、根据在蒸馏水中的层析结果说明色素1、2、3、4 难溶于蒸馏水，因此在滤纸上不进行扩
散，B 错误；
C、根据在蒸馏水中的层析结果说明，色素5 可以溶解在蒸馏水中，推测其可能是存在于植物
液泡中的色素。藻蓝素分布在蓝细菌的膜结构上，也是脂溶性色素，所以色素5 不会是藻蓝
素，C 错误；
D、1、2、3、4 在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，因此它们依次是胡萝卜素、
叶黄素、叶绿素a、叶绿素b；镁只参与构成叶绿素，故缺Mg 会影响色素3 和4 的含量，D 对。
3．采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述正确的是（
）
A．应在研磨叶片后添加适量CaCO3 防止叶绿素被破坏
B．添加石英砂、加快研磨速度和延长研磨时间均有助于充分提取色素
C．分离色素时需沿铅笔细线在滤纸条上画一条细而直的滤液细线
D．滤纸条上会出现四条颜色、粗细不同的色素带，黄绿色的条带最粗
【答案】C
【详解】A、为防止叶绿素被破坏，应在研磨叶片时加入CaCO3，A 错误；
B、由于无水乙醇具有挥发性，加入石英砂进行研磨时应迅速，B 错误；
C、先在距离滤纸条底部1cm 处用铅笔画一条细的横线，分离色素时需沿铅笔细线在滤纸条上
画一条细而直的滤液细线，C 正确；
D、滤纸条上会出现四条颜色、粗细不同的色素带，蓝绿色的条带即叶绿素a 最粗，因为叶绿
素a 含量最多，D 错误。
4．纸层析法分离叶绿体色素时，迁移率（Rf）可用于各色素的鉴定，迁移率=色素移动距
离/溶剂移动距离。下表是叶绿体中色素层析结果（部分数据）。相关叙述正确的是（
）
溶剂
色素1
色素2
色素3
色素4
实验组1
7.8
？
？
1.9
？
实验组2
8.2
？
？
1.5
？
实验组3
8.0
？
？
1.4
？
平均移动距离
（cm）
8.0
7.6
？
？
0.8
迁移率（Rf）
无
0.95
0.53
？
0.10
A．色素3 的迁移率（Rf）为0.2，若植物体缺镁，该色素含量会增加
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B．在层析液中的溶解度最小的是色素1，在滤纸条上扩散速度最快的是色素4
C．能够吸收蓝紫光的只有色素1 和色素2，能够吸收红光的只有色素3 和色素4
D．该实验所用的层析液中包含苯、丙酮、石油醚等成分
【答案】D
【详解】A、根据实验1、2、3 三组数据可求出，色素3 平均移动距离为（1.9+1.5+1.4）
3=1.6，溶剂平均移动距离为（7.8+8.2+8.0） 3=8.0，所以Rf 值为1.6 8.0=0.2。根据Rf
的大小可知，色素3 是叶绿素a，其化学元素组成有镁，若植物体缺镁，该色素含量会减少，
A 错误；
B、根据Rf 的大小可知，色素1 移动距离最远，扩散最快，在层析液中溶解度最大，B 错误；
C、根据Rf 的大小可知，色素1 是胡萝卜素，色素2 是叶黄素，色素3 是叶绿素a，色素4 是
叶绿素b。叶绿素（3 和4）主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素（1 和2）主要吸收蓝紫光，
C 错误；
D、该实验所用的层析液由20 份在60~90℃下分馏出来的石油醚、2 份丙酮和1 份苯混合而成，
D 正确。
5．叶绿体是细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”。下列相关叙述正确的有（
）
A．借助高倍显微镜可观察菠菜叶表皮细胞中叶绿体的形态和分布
B．光学显微镜下，所有植物细胞中的叶绿体都呈扁平的椭球形或球形
C．叶绿体外膜、内膜及类囊体薄膜的基本支架都是磷脂双分子层
D．叶绿体双层膜以及大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积
【答案】C
【详解】A、菠菜叶表皮细胞中不含叶绿体，A 错误；
B、水绵的叶绿体呈带状，B 错误；
C、叶绿体外膜、内膜及类囊体薄膜均属于生物膜，生物膜的基本支架是磷脂双分子层，C 对；
D、叶绿体中的色素分布在类囊体薄膜上，大量基粒和类囊体的存在增大了其受光面积，叶绿
体内膜与外膜上不含色素，D 错误。
6．恩格尔曼利用需氧细菌和水绵为材料，探究叶绿体的功能。下列有关恩格尔曼实验的叙述，
错误的是（ ）
A．水绵具有螺旋带状叶绿体，便于实验观察
B．恩格尔曼的实验直接证明叶绿体吸收光能用于光合作用放氧
C．将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在充满空气的小室内，进行实验
D．用透过三棱镜的光照射临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域
【答案】C
【详解】A、水绵具有螺旋带状叶绿体，用极细的光束可将叶绿体分为实验组和对照组，便于
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实验观察，A 正确；
B、用极细的光线束照射水绵的叶绿体，发现好氧性细菌集中分布在照光部位，所以格尔曼的
实验直接证明叶绿体吸收光能用于光合作用放氧，B 正确；
C、为排除空气中氧气的干扰，将载有水绵和需氧细菌的临时装片放在无空气的小室内，进行
实验，C 错误；
D、用透过三棱镜的光照射临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，因为光
合色素主要吸收红光和蓝紫光，D 正确。
7．图甲是叶绿体结构示意图，图乙是叶绿体中色素的分离结果(①~④代表叶绿体结构，A~D
代表4 种色素)，下列相关叙述错误的是（ ）
A．②上与光反应有关的色素对绿光吸收极少
B．利用无水乙醇提取和分离色素的原理是色素溶于无水乙醇
C．若用黄化叶片做色素提取实验，C 和D 色素带较窄
D．②上形成的NADPH 和ATP 进入④，为暗反应提供物质和能量
【答案】B
【详解】A、②上与光反应有关的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收最少，A 正确；
B、色素易溶于有机溶剂，故可用无水乙醇提取色素，因色素在层析液中的溶解度不同，故分
离色素用的是层析液，B 错误；
C、黄化叶片中叶绿素含量较少，故若用黄化叶片做提取色素实验，C 和D 色素带颜色较浅，C
正确；
D、在叶绿体类囊体薄膜（②）上进行的光反应可产生NADPH 和ATP，进入叶绿体基质（④）
参与暗反应过程，为其提供物质和能量，D 正确。
B 组(选择题为不定项)
1．下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述.正确的是（ ）
A．选用大白菜叶片做实验效果不佳，原因是叶片中色素含量少
B．无水乙醇可以直接用体积分数为95%的乙醇代替
C．为了排除层析液可能带来的颜色影响，可设置空白对照组
D．该实验可能出现滤液颜色深但是画线颜色比较浅的结果
【答案】ACD
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【详解】A、该实验适合选择鲜嫩、色绿的材料，大白菜叶片中色素含量少，效果不佳，A 对；
B、如果没有无水乙醇，也可用体积分数为95％的乙醇，但要加入适量的无水碳酸钠，以除
去其中的水分，B 错误；
C、此实验可以做一个不画滤液细线的空白对照组，以排除层析液带来的颜色影响，C 正确；
D、如果研磨时不充分，滤液中主要是一些细碎的绿色叶片，则画线时会出现滤液颜色深而画
线颜色浅的结果，D 正确。
2．科研人员以中华蚊母树为试验材料，探究不同提取方法对叶片色素的提取效果，结果如下
表。相关叙述正确的是（ ）
提取方法
叶绿素a/mg·g-1
叶绿素b/mg·g-1
总叶绿素/mg·g-1
方法1（液氮法）
0．55
0．17
0．72
方法2（研磨法）
0．49
0．16
0．65
方法3（浸提法）
0．16
0．13
0．29
A．方法1 提取率高与细胞破碎充分、操作时间短有关
B．方法2 提取率低是因为研磨和过滤时会损失一定量的色素
C．方法3 中可通过适当增强光照、延长提取时间以充分提取色素
D．三种方法都可用无水乙醇和丙酮的混合溶液溶解色素
【答案】ABD
【详解】A、方法1（液氮法）液氮可以使叶片迅速冰冻，进行研磨时可以使细胞破碎充分、
操作时间短，提高提取率，A 正确；
B、方法2（研磨法）通过研磨法提取色素，会损失一定量的色素，B 正确；
C、方法3（浸提法）通过浸提法提取色素，主要是浸提液的种类和浸提时间影响色素的提取
量，C 错误；
D、色素可以溶解于有机溶剂中，所以可以用无水乙醇和丙酮的混合溶液溶解色素，D 正确。
3．图是有关实验的操作简图。下列有关叙述正确的是（ ）
A．若A 是梨，B 为水，则得到的滤液C 可用于还原性糖的鉴定实验
B．若A 是梨，B 为水，得到的滤液C 密封保存一段时间后可能会有酒精产生
C．若A 是菠菜叶，B 为无水乙醇，常用定性滤纸过滤研磨液得到色素滤液
D．若A 是菠菜叶，B 为无水乙醇，则滤液C 经纸层析后可能不会出现4 条明显的色素带
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【答案】ABD
【详解】A、如果图中实验材料A 为梨，研磨前加入的B 应是水，其中含有较多的葡萄糖和果
糖，因此得到的滤液C 可用于检测生物组织中还原糖实验，A 正确；
B、如果图中实验材料A 为梨，研磨前加入的B 应是水，其中含有较多的葡萄糖和果糖，密封
时进行无氧呼吸产生酒精，B 正确；
C、使用单层尼龙布过滤研磨液，而不是使用定性滤纸，因为滤纸会吸附色素，造成滤液中色
素减少，C 错误；
D、若A 是菠菜叶，B 为无水乙醇，由于未加二氧化硅和碳酸钙，色素未提取和部分色素被破
坏，则滤液C 经纸层析后可能不会出现4 条明显的色素带，D 正确；
4．为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取绿叶中的色素，并进行
纸层析，如图为滤纸层析的结果（I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）。据此叙述不正确的是（
）
A．强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深
B．四种色素在层析液中溶解度大小是I<Ⅱ<Ⅲ<Ⅳ
C．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成
D．操作中如果滤液细线触及层析液，会缩短得到四条色素带的时间
【答案】ABD
【详解】A、根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，绿色变浅，A 错误；
B、四种色素在层析液中溶解度大小是I＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，B 错误；
C、强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可抑制
叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，C 正确；
D、色素分离过程中如果滤液线触及层析液，色素会溶解在层析液，D 错误。
5．柑橘果实的甜度和风味取决于果实成熟过程中糖、酸组分的变化和积累。本研究以温州蜜
柑为实验材料，探讨镁对果实品质的影响，旨在为实现温州蜜柑高品质提供理论基础。实验
结果如表所示。回答下列问题：
时期
镁肥处
理/（g/株）
果皮总叶绿
素/（ug/g）
柠檬
酸/（mg/g）
蔗
糖/（mg/g）
果实转色
期
0
44
10．5
34
150
28
9．4
35
49
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250
24
9．2
39
果实成熟
期
0
15
9．4
43
150
14
7．9
51
250
14
7．8
50
(1)本实验采取随机分组，每组处理12 株，该操作的目的是 ，本实验的可变因素是
。
(2)果皮总叶绿素含量测定时，先提取叶绿体中色素再进行测定。叶绿体中色素提取时，常选
用乙醇为提取液，依据是 。用纸层析法将叶绿体中不同色素分离，依据是 。
(3)根据实验结果发现，在果实转色期时，施镁肥能降低果皮总叶绿素含量，说明施镁肥能
（填“促进”或“抑制”）果实转色期叶绿素的降解。叶绿素的功能是可将光能转化为 。
(4)实验发现柑橘果实的膨大期，叶片中镁含量降低，原因可能是 。根据实验结果，能
得出施镁肥处理对柑橘果实的甜度和风味影响的结论是 。
(5)从幼果期到果实膨大后期，镁肥150g/株处理，叶片中镁含量呈先增后降的趋势，果实膨
大前期达到最高值，说明 （下列选项选择）是温州蜜柑叶片镁需求量最大的时期，全年
镁肥主要施用时期应控制在 （下列选项选择）。（A．果实膨大期之前B．果实膨大期
C．果实膨大期之后）
【答案】(1) 避免偶然性，减少实验误差 果实发育时期和镁肥处理浓度
(2) 叶绿体中的色素易溶于无水乙醇 叶绿体中不同色素在层析液中的溶解度不同，
在滤纸上的扩散速度不同
(3) 促进 ATP 和NADPH 中活跃的化学能
(4) 随着柑橘果实的膨大，果实对镁的需求逐渐增加，需要更多的镁从叶片转移至果实，
以满足果实生长发育的需要 随着施镁量的增加，果实转色期和成熟期中糖的增加和酸的
降低效果增强
(5) B A
【详解】（1）为了避免偶然性，减少实验误差，在进行实验分组时，要遵循随机性原则，且
每组取多个实验对象，以该组所有实验对象所得数据的平均值作为该组实验结果。实验过程
中可以变化的因素称为变量，该实验的变量是果实发育时期和镁肥处理浓度。
（2）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用无水乙醇提取绿叶中的色
素。绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解
度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。这样，绿叶中的色素就会随着层析液在滤纸
上的扩散而分开，所以用纸层析法将叶绿体中不同色素分离。
（3）据表格中数据分析，在果色转色期，随着施镁肥量的增加，果皮总叶绿素减少，说明镁
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肥能促进果实转色期叶绿素的降解。叶绿素吸收的光能一部分用于将水分解为氧和H+，H+与
氧化型辅酶Ⅱ（NADP+）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH）；另一部分光能促使ADP 与Pi 反
应形成ATP。这样，光能就转化为储存在ATP 和NADPH 中的活跃化学能。
（4）果实膨大期，随着柑橘果实的膨大，果实对镁的需求逐渐增加，从根吸收的镁不足以满
足整个植物的需求，此时叶片中的含镁化合物分解，镁转移至果实，以满足果实生长发育的
需要。据表中数据分析，在果实转色期和成熟期，对柑橘施镁肥处理，果实中柠檬酸含量降
低、糖含量增加，使果实酸度下降、甜度增加。
（5）果实膨大期植物叶片对镁的需求量最大，所以在果实膨大前期植物不断吸收镁，使叶片
中镁含量达到最高，以储备镁供果实膨大期使用。因此全年镁肥主要施用时期应控制在果实
膨大期之前。故全年对镁需求量最大的是B 果实膨大期，全年镁肥主要施用时期应控制在A
果实膨大之前。
核心知识回顾
1．实验原理：叶片含有气体，上浮――→叶片下沉――――→充满细胞间隙，叶片上浮。
2．实验变量分析
(1)自变量的设置：光照强度是自变量，通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大
小。
(2)因变量是光合作用强度，可通过观测单位时间内被抽去空气的圆形小叶片上浮的数量或者
是浮起相同数量的叶片所用的时间长短来衡量光合作用的强弱。
3.方法步骤：
(1)取材：取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6 cm 的打孔器打出圆形小叶片30 片(避开大的叶
脉)。
(2)排气：将圆形小叶片置于注射器内。注射器内吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，
用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的气体溢出。这一步骤可
能需要重复2～3 次。处理过的小叶片因为细胞间隙充满水，所以全部沉到水底。
(3)沉水：将处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。
(4)分组：取3 只小烧杯，分别倒入富含CO2 的清水(可以事先通过吹气的方法补充CO2，也可
以用质量分数为1%～2%的NaHCO3 溶液来提供CO2)。
(5)光照：向3 只小烧杯中各放入10 片圆形小叶片，然后分别置于强、中、弱三种光照下。
实验中，可用5 W 的LED 灯作为光源，利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度。
(6)观察并记录：同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量。
4．实验结果分析
光照越强，烧杯内圆形小叶片浮起的数量越多，说明一定范围内，随着光照强度的不断增强，
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光合作用强度不断增强。
5．注意事项
(1)叶片上浮的原因是光合作用产生的O2 大于有氧呼吸消耗的O2，释放氧气，使叶肉细胞间
隙充满了气体，浮力增大，叶片上浮。
(2)打孔时要避开大的叶脉，因为其中没有叶绿体，而且会延长圆形小叶片上浮的时间，影响
实验结果的准确性。
(3)为确保溶液中CO2 含量充足，圆形小叶片可以放入NaHCO3 溶液中。
核心知识辨析
1．探究光照强度对光合作用强度影响的实验中使用的圆形小叶片应先排出里面的气体。(
)
【答案】正确
【详解】探究光照强度对光合作用强度影响的实验中使用的圆形小叶片应先排出里面的气体，
以免对实验结果造成影响，本说法正确。
2．在探究光照强度对光合作用强度的影响中，增加光照强度或温度，都能明显缩短叶圆片上
浮至液面所用的时间。( )
【答案】错误
【解析】达到光饱和点后，增加光照强度不会缩短叶圆片上浮至液面所用的时间。
3．在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，加入NaHCO3 溶液是为了吸收细胞呼吸释
放的CO2。( )
【答案】错误
【解析】NaHCO3 溶液是为了提供CO2。
4．在探究光照强度对植物光合速率的影响的实验中，CO2 的浓度、温度、植物种类等是无关
变量。（ ）
【答案】正确
【解析】本实验的自变量是光照强度。
高考真题剖析
1．（2022·海南·统考高考真题）某小组为了探究适宜温度下CO2 对光合作用的影响，将四
组等量菠菜叶圆片排气后，分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3 溶液的烧杯中，从烧杯底部
给予适宜光照，记录叶圆片上浮所需时长，结果如图。下列有关叙述正确的是（ ）
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A．本实验中，温度、NaHCO3 浓度和光照都属于自变量
B．叶圆片上浮所需时长主要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率
C．四组实验中，0.5％NaHCO3 溶液中叶圆片光合速率最高
D．若在4℃条件下进行本实验，则各组叶圆片上浮所需时长均会缩短
【答案】B
【详解】A、本实验是探究适宜温度下CO2 对光合作用的影响，自变量为CO2 浓度（NaHCO3 溶
液浓度），温度和光照为无关变量，A 错误；
B、当光合作用产生的氧气大于细胞呼吸释放的氧气时，叶圆片上浮，叶圆片上浮所需时长主
要取决于叶圆片光合作用释放氧气的速率，B 正确；
C、四组实验中，0.5％NaHCO3 溶液中叶圆片上浮需要的时间最长，光合速率最小，C 错误；
D、若在4℃条件下进行本实验，由于低温会使酶的活性降低，净光合速率可能降低，故各组
叶圆片上浮所需时长可能均会延长，D 错误。
限时训练
A 组(选择题为单选)
1．研究人员为进行相关探究，设计了以下实验装置，基本使用过程如图所示。甲基蓝结晶使
溶液呈蓝色，其对浓度的影响忽略不计。若a 管溶液浓度小于b 管，则蓝色液滴上浮；反之，
则蓝色液滴下沉；若相等，则蓝色液滴位置不变。下列说法正确的是（ ）
A．科研人员的实验目的可能是比较不同植物种类叶圆片的细胞液浓度大小
B．若蓝色液滴上移，则光学显微镜下能观察到叶圆片细胞中细胞液的绿色变深
C．若将装置中的蔗糖溶液换成硝酸钾溶液，当叶圆片细胞质壁分离又复原时，蓝色液滴位置
不变
D．若将a 管中液体换成适宜浓度碳酸钠溶液，通过观察叶圆片上浮的数量可以探究光照强度
对光合作用强度的影响
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【答案】A
【详解】A、根据题干信息“若a 管溶液浓度小于b 管，则蓝色液滴上浮；反之，则蓝色液滴
下沉；若相等，则蓝色液滴位置不变”，因此本实验可以根据蓝色小液滴的位置判断不同植
物种类叶圆片的细胞液浓度大小，A 正确；
B、蓝色液滴上移，是由于a 管溶液浓度小于b 管，说明叶圆片中的叶肉细胞失水使a 的浓度
降低，因此叶肉细胞失水，但叶肉细胞的液泡是无色的，B 错误；
C、若将装置中的蔗糖溶液换成硝酸钾溶液，当叶圆片细胞质壁分离后又自动复原时，由于细
胞壁有保护和支撑的作用，细胞液浓度大于外界溶液浓度，会吸收水分，导致a 的浓度升高，
蓝色液滴下降，C 错误；
D、若将a 管中液体换成适宜浓度碳酸氢钠溶液（而不是碳酸钠溶液），通过观察叶圆片上浮
的数量可以探究光照强度对光合作用强度的影响，D 错误。
2．黑白瓶法可用于研究赛里木湖中浮游植物生产量，所用白瓶完全透光，黑瓶不透光。用若
干个黑白瓶，装入某湖泊一定水层的1L 湖水后密闭，进行实验测试，结果如图所示。下列相
关说法正确的是（ ）
A．a 光照强度下白瓶24 小时后的溶解氧为浮游植物的总生产量
B．瓶中生物24 小时呼吸消耗氧气量为7mg
C．a 光照下不能满足瓶中生物对氧气所需量
D．a 光照下白瓶中生物光合作用释放氧气7 mg
【答案】B
【详解】A、白瓶中24 小时后的溶解氧代表初始溶解氧+光合生产量-呼吸消耗量，A 错误；
B、黑瓶中生物只进行呼吸作用，所以瓶中呼吸消耗氧气量代表了湖水中所有生物的呼吸强度，
消耗的氧气为10-3=7mg，B 正确；
C、a 光照下，瓶中生物24 小时后溶解氧的含量还是为10，说明净光合作用等于0，即a 光照
下，刚好满足瓶中生物对氧气所需量，C 错误；
D、a 光照下，瓶中生物24 小时后溶解氧的含量还是为10，说明净光合作用等于0，即a 光照
下，瓶中生物光合作用释放氧气0mg，D 错误。
3．利用以下装置可探究绿色植物的某些生理作用。假如该植物光合作用的产物和呼吸作用的
底物均为葡萄糖，且不进行产生乳酸的无氧呼吸。下列有关叙述错误的是（ ）
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A．将装置甲遮光处理，可用来探究植物能否进行有氧呼吸
B．在光照条件下，利用装置乙、丙探究植物光合作用需要CO2
C．如果装置丙的有色液滴向右移动，则该装置中氧气增多
D．如果装置甲的有色液滴向左移动，则装置中叶肉细胞的光合速率小于呼吸速率
【答案】BD
【详解】A、甲装置内为氢氧化钠溶液，可以吸收容器中的二氧化碳和呼吸作用释放的二氧化
碳；将装置甲遮光处理，则植物不能进行光合作用，只进行呼吸作用；若为有氧呼吸，消耗
装置内的氧气，则液滴向左移动；若为无氧呼吸，不消耗氧气，产生的二氧化碳被吸收，液
滴不移动，故将装置甲遮光处理，可用来探究植物能否进行有氧呼吸，A 正确；
B、探究植物光合作用需要CO2，自变量是CO2 的有无，装置乙、丙内都有二氧化碳，因此在
光照条件下，利用装置乙、丙不适合探究植物光合作用需要CO2，B 错误；
C、装置丙内为二氧化碳缓冲液，维持装置内二氧化碳的浓度稳定，因此如果装置丙的有色液
滴向右移动，则该装置中氧气增多，C 正确；
D、装置甲烧杯中盛放NaOH 溶液，能吸收容器中的二氧化碳和呼吸作用释放的二氧化碳；装
置甲未说明是否光照处理；如果装置甲的有色液滴向左移动，则说明该装置中氧气减少，植
物进行了有氧呼吸，而不能说明装置中叶肉细胞的光合速率小于呼吸速率，D 错误。
4．植物叶片的光合作用强度可通过通气法来测定，如图1 所示（装置中通入气体的CO2 浓度
是可调节的）。将适量叶片置于同化箱中，在一定的光照强度和温度条件下，让空气沿箭头
方向缓慢流动，并用CO2 分析仪测定A、B 两处气体CO2 浓度的变化。下列说法正确的是（
）
A．欲使A、B 两处气体CO2 浓度相同，只能通过控制光照强度来实现
B．如果B 处气体CO2 浓度低于A 处，说明叶片光合作用强度小于呼吸作用强度
C．该叶片在适宜条件下进行图2 处理，则叶片光合作用制造有机物的量可表示为a
D．将该同化箱放在黑暗中测得通入与通出气体的体积差值（设压强恒定），其含义是植物呼
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吸吸收氧气和产生二氧化碳的差值
【答案】D
【详解】A、欲使A、B 两处气体CO2 浓度相同，即净光合速率为0，可以控制光照强度、温度、
CO2 浓度等条件使光合作用强度等于呼吸作用强度，A 错误；
B、若B 处气体CO2 浓度低于A 处，则表示植物叶片的净光合速率大于0，即叶片的光合作用
强度大于细胞呼吸强度，B 错误；
C、该叶片在适宜条件下进行实验，光合作用1 小时制造有机物的量为表观光合作用量+细胞
呼吸量=（c-b）+（a-b）=a+c-2b，C 错误；
D、利用该同化箱在黑暗条件下研究叶片的细胞呼吸，测定同化箱通入气体和排出气体的体积，
则体积差值表示的含义是细胞呼吸吸收O2 量和产生CO2 量的差值，D 正确。
5．如图是在一定温度下测定大豆幼苗呼吸作用和光合作用强度的实验装置（呼吸底物为葡萄
糖，不考虑装置中微生物的影响），相关叙述正确的是（ ）
A．烧杯中盛放NaHCO3 溶液，可用于测定一定光照强度下植物的净光合速率
B．在遮光条件下，烧杯中盛放NaOH 溶液，可用于测定植物无氧呼吸的强度
C．烧杯中盛放清水，可用于测定一定光照强度下真光合速率
D．在遮光条件下，烧杯中盛放清水，可用于测定植物有氧呼吸的强度
【答案】A
【详解】A、烧杯中盛放NaHCO3 溶液，NaHCO3 溶液可以为光合作用提供二氧化碳，消耗的氧
气量则为植物的净光合速率，故能用于测定一定光强下植物的净光合速率，A 正确；
B、种子无氧呼吸不消耗氧气，产生的二氧化碳被NaOH 溶液吸收，故在遮光条件下，烧杯中
盛放NaOH 溶液，不可用于测定种子无氧呼吸强度，B 错误；
C、一定光照强度下，植物既能进行光合作用，又能进行呼吸作用，故烧杯中盛放清水，不能
用于测定一定光照强度下真光合速率，C 错误；
D、在遮光条件下．植物能进行有氧呼吸，而有氧呼吸消耗的氧气量等于有氧呼吸产生的二氧
化碳量，故烧杯中盛放清水，不能用于测定种子有氧呼吸的强度，D 错误。
6．某生物研究小组以菠菜为材料探究光照强度和CO 浓度对光合作用强度的影响，图甲表示
₂
探究光照强度对光合作用强度的影响；图乙表示探究CO 浓度对光合作用强度的影响，其结
₂
果如图丙。下列说法正确的是（ ）
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A．为使圆叶片全部沉到水底，抽气时应快速拉动注射器的活塞
B．图甲中可通过调节光源与烧杯的距离来控制自变量
C．将图乙装置中的NaHCO 溶液换成等量的
₃
NaOH 溶液，可用于测定圆叶片的呼吸作用
D．图丙中bc 段曲线平缓，此段光合作用的限制因素主要是二氧化碳的浓度
【答案】B
【详解】A、为使圆叶片全部沉到水底，抽气时应缓慢多次拉动注射器的活塞，使胞间二氧化
碳排出来，A 错误；
B、甲实验自变量为光照强度，图甲中可通过调节光源与烧杯的距离来控制自变量，B 正确；
C、呼吸作用需在黑暗条件下测定，且NaOH 溶液会吸收二氧化碳，呼吸作用释放出来的二氧
化碳被吸收，无法测量呼吸作用速率，C 错误；
D、图丙中bc 段曲线平缓，bc 段NaHCO 溶液在升高，所以此段光合作用的限制因素可能为光
₃
照强度，D 错误。
B 组(选择题为不定项)
1．某研究小组利用西林瓶、胶塞、带有红色液滴指示的静脉输液器针头，探究不同环境因素
对植物光合作用强度的影响。下列相关叙述错误的是（ ）
A．本实验装置可以用来探究光照强度、温度等因素对植物光合作用强度的影响
B．探究不同温度对光合作用强度的影响，可在室外利用早、中、晚温度的不同分别进行实验
C．本实验测得的单位时间内红色液滴的移动距离可以间接代表该植物的总光合作用强度
D．利用此装置进行探究实验时，无需将每组实验的红色液滴的起始位置保持一致
【答案】BC
【详解】A、影响光合作用强度的环境因素有光照、温度、二氧化碳浓度等，本实验装置可以
用来探究光照强度、温度等因素对植物光合作用强度的影响，A 正确；
B、探究不同温度对光合作用强度的影响，需要使得温度为单一变量，在室外利用早、中、晚
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温度的不同分别进行实验，除了温度不同外，光照强度也是不同的，B 错误；
C、本实验测得的单位时间内红色液滴的移动距离表示的是氧气的释放量，即代表该植物的净
光合作用强度，C 错误；
D、利用此装置进行探究实验时，无需将每组实验的红色液滴的起始位置保持一致，实验过后
红色液滴的刻度与实验初始时红色液滴的刻度之差即代表氧气的释放量，D 正确。
2．为测定棉花叶片的光合速率，某同学按以下步骤进行了实验操作：①晴天从在田间选定的
棉花植株上选择叶片若干；②在所选的棉花叶片基部用刀片将叶柄的外皮环割约0.5cm 宽，
③分别剪下叶片的一半（中脉不剪下），并将叶片夹于湿润的纱布中，置于暗处，4h 后再依
次剪下另一半叶片，同样夹于湿润纱布中，④再同时称重比较，并得出表格结果。下列叙述
错误的是（ ）
编号
第一次所剪叶片干重／g
第二次所剪叶片干重／g
1
0.5
0.8
2
A．实验前应该将植株置于黑暗处一段时间以除去叶片中原有的有机物
B．第①步中叶片在植株上的部位等为无关变量，光照时间为自变量
C．第②步处理的目的为切断叶片中有机物向茎秆等处的运输
D．通过上表结果可以计算出叶片的真正光合速率和呼吸速率
【答案】ABD
【详解】A、实验前无须黑暗处理，A 错误；
B、光照时间也为无关变量，B 错误；
C、第②步处理的目的为切断叶片中有机物向茎秆等处的运输，保证叶片干重的变化是来自于
光合作用和呼吸作用，C 正确；
D、第一次所剪叶片干重为呼吸消耗后的重量，第二次所剪叶片干重为净光合作用积累的有机
物的重量，通过题表中数据可以计算出叶片的真正光合速率，无法计算出呼吸速率，D 错误。
3．光合作用效率是指绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含的能量与光合作用中吸收的
光能的比值。某研究人员将某绿色植物放在温度适宜的密闭容器内（如图1 所示），经黑暗
处理后置于恒定光照下并测量容器内氧气的变化量，测量的结果（如图2 所示）。下列说法
正确的是（ ）
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A．使用农家肥和增加复种次数分别主要是通过提高光合作用效率和延长光合作用时间来提高
产量的
B．图1 中，通过变换光源只能研究光照强度对光合作用的影响，水浴的目的是为了排除无关
变量的影响
C．图2 中，A 点以后的短时间内，叶肉细胞的叶绿体内C3 的量将减少，叶绿体ATP 的量将增
加
D．如果该植物的呼吸速率始终不变，则在5-15min 内，该植物光合作用合成葡萄糖的平均速
率是1×10-8mol/min
【答案】ACD
【详解】A、农家肥中富含有机物，可以被分解者分解，产生的无机盐可以被植物吸收利用，
增强光合作用，增强光合产物量，而增加复种次数可以延长光合作用时间，也可以提高光合
产物的量，A 正确；
B、图1 中，通过变换光源可以研究光照强度对光合作用的影响，还可以研究光波长对光合作
用的影响，水浴的目的是为了排除无关变量的影响，B 错误；
C、A 点以后的短时间内，光照增强，光反应产物增多，叶绿体ATP 的量将增加，叶肉细胞的
叶绿体内C3 被还原增多，C3 的量将减少，C 正确；
D、结合图示可知，黑暗下氧气量的变化量为呼吸速率，为1×10-7mol÷5=2×10-8mol/
min，在5-15min 内，净光合速率为（8×10-7mol-4×10-7mol）÷10=4×10-8mol/min，该植
物光合作用产生氧气的平均速率即总光合速率=净光合速率+呼吸速率=4×10-8mol/min＋
2×10-8mol/min=6×10-8mol/min，合成葡萄糖的平均速率是1×10-8mol/min，D 正确。
4．将某株植物置于CO2 浓度适宜、水分充足、光照强度合适的环境中，测定其在不同温度下
的光合作用强度和细胞呼吸强度，得到如图所示的结果。下列叙述正确的是（ ）
A．若每天的日照时间相同，则该植物在15℃的环境中积累有机物的速率最大
B．若每天的日照时间少于12h，与5℃相比，该植物在25℃环境中生长更快
C．若每天的日照时间为12 h，则该植物在35℃的环境中无法生存
D．由图可知，在一定范围内，温度对该植物的细胞呼吸几乎没有影响
【答案】ACD
【详解】A、据图分析可知，在15℃时光合作用与细胞呼吸强度差值最大，故有机物积累速
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率最大，A 正确；
B、设日照时间为x，可以列两个方程：
5℃时，一天的有机物积累可以用方程：y1=4x-1×24 表示；
25℃时，一天的有机物积累可以用方程：y2=6x-2×24 表示；
当x=12 时，y1=y2；
当x＞12 时，y1＜y2；
当x＜12 时，y1＞y2；
B 选项中x＜12，应当是5℃生长更快，B 错误；
C、在35℃时，有机物积累量可表示为5×12-3×24=-12，故该植物无法生存，C 正确；
D、据图分析可知，在5～15℃范围内，细胞呼吸强度几乎没有变化，D 正确。
5．某研究小组在透明的密闭温室里，进行盐芥（常见于农田盐渍化区域）种子萌发及幼苗发
育的研究，实验测得温室中氧气浓度的变化情况如下图所示。下列有关说法不正确的是（
）
A．盐芥种子萌发时，种子内的淀粉在淀粉酶作用下分解成葡萄糖
B．据图分析，盐芥种子长出幼叶的时间是第10 天
C．种子萌发初期鲜重增加主要是
的增加，干重增加主要是C 元素增加所致
D．种子萌发17 天以后，限制温室内氧气浓度增加的外界因素主要是
【答案】AB
【详解】A、芥种子萌发时，种子内的淀粉在淀粉酶作用下分解成麦芽糖，A 错误；
B、据图分析，第10 天温室内氧气浓度最低，此点水稻幼苗的光合速率等于呼吸速率，水稻
光合作用开始时间早于第10 天，B 错误；
C、种子萌发初期需要吸收水分，所以鲜重增加主要是 H2O 的增加 ，光合作用吸收CO2，干
重增加主要是C 元素的增加所致，C 正确；
D、在第17 天左右温室内的光合速率又等于呼吸速率，此时影响光合作用的主要因素是二氧
化碳浓度，D 正确。
6．利用溴甲酚紫指示剂（酸碱指示剂，pH 变色范围：5.2（黄色）-6.8（紫色））检测金鱼
藻生活环境中气体含量变化的实验操作如下，相关叙述不正确的是（ ）
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A．黑暗处理的目的是使金鱼藻不进行光合作用
B．溴甲酚紫指示剂变为黄色是因为不进行光合作用不能产生O2
C．图中实验操作3 ~5 能证明光合作用吸收CO2
D．试管溶液变为紫色说明呼吸作用速率大于光合作用速率
【答案】BD
【详解】A、暗处理的目的是使金鱼藻不进行光合作用，只进行呼吸作用，二氧化碳溶于水后
pH 降低，A 正确；
B、溴甲酚紫指示剂变为黄色是因为金鱼藻呼吸作用产生了二氧化碳，溶于水后导致pH 降低，
B 错误；
C、图中实验操作3 ~5 溶液的颜色由黄色转变为紫色，说明pH 升高，即溶液中二氧化碳含量
减少，能证明光合作用吸收了CO2，C 正确；
D、根据以上分析已知，当光合速率大于呼吸速率时，溶液的pH 升高，导致溶液的颜色由黄
色变为紫色，D 错误。
7．回答下列有关光合作用的问题：为证明光照是光合作用必需的，某兴趣小组设计实验内容
和结果如下表所示：
组别
材料设置
条件
实验前 BTB 溶液颜色
实验后 BTB 溶液颜色
A
无叶圆片
有光
黄绿色
黄绿色
B
有叶圆片
遮光
黄绿色
黄色
C
有叶圆片
有光
黄绿色
淡蓝色
注：BTB 是一种酸碱指示剂，在碱性溶液中呈蓝色，在酸性溶液中呈黄色，在中性溶液中基
本仍呈淡蓝色
(1)本实验的对照组是表中的 组，因变量的检测指标是 。C 瓶中溶液变为淡蓝
色，说明 。
(2)测量从某植物叶片分离得到叶绿体的光合速率，该速率 （填“大于”、
“等于”或“小于”）测得的该植物叶片的光合速率，理由是
。
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(3)某兴趣小组探究光照对叶绿体中G 酶活性的影响，将正常生长的盆栽花生在暗处放置24h
后，再给予光照和黑暗处理，并定时剪取叶片测定叶绿体中G 酶活性。（说明：G 酶是 GAP
脱氢酶的简称，是光合作用碳反应中唯一能利用NADPH 还原三碳酸分子的酶）
①下列能反映G 酶活性的是 。
A、单位时间内 ATP 的生成速率 B、单位时间内NADPH 的氧化速率
C、单位时间内 RuBP 的再生速率 D、单位时间内CO2的固定速率
②构建体外测定叶绿体中G 酶活性的反应体系，除了相关酶、缓冲物质与酶保护剂外，还需
要下列的物质和条件中的 (多选)。
A、适宜的温度 B、NADPH C、三碳酸分子 D、RuBP
③学习小组发现叶绿体中G 酶在光照条件下活性较高，在黑暗条件下G 酶活性较低。据此提
出一项提高大棚栽培作物产量的合理措施是 。
【答案】(1) A、B pH（或 BTB 溶液颜色） 叶圆片在光下进行光合作用，吸收
CO2 使pH 升高(2) 大于 测得的叶片光合速率等于叶绿体光合速率减去叶片的呼吸速
率
(3) B ABC 延长光照时间
【详解】（1）本实验中A 组无叶圆片，可排除环境变化对溶液颜色的影响，B 组无光照，与
C 组对照可说明光的作用，二者均属于对照组，通过观察溶液颜色变化判断叶片是否进行光
合作用，则因变量的检测指标是pH（或 BTB 溶液颜色）。C 瓶中叶圆片是在光下处理，实验
后BTB 溶液颜色为淡蓝色，溶液在中性溶液中呈淡蓝色，说明叶圆片在光下进行光合作用，
吸收CO2 使pH 升高。
（2）叶绿体的光合速率代表植物的实际光合速率，测得的该植物叶片的光合速率是该植物的
净光合速率，等于叶绿体光合速率减去叶片的呼吸速率，所以叶绿体光合速率大于测得的该
植物叶片的光合速率。
（3）①A、单位时间内ATP 的生成速率可代表光反应速率，不能反映G 酶活性，A 错误；
B、G 酶是是光合作用碳反应中唯一能利用NADPH 还原三碳酸分子的酶，单位时间内NADPH 的
氧化速率能反映G 酶活性，B 正确；
C、NADPH 还原三碳酸分子生成三碳糖后，部分三碳糖再生为RuBP，单位时间内RuBP 的再生
速率不能反映G 酶活性，C 错误；
D、CO2 的固定不消耗NADPH，单位时间内CO2 的固定速率不能反映G 酶活性，D 错误。
故选B。
②G 酶参与碳反应中NADPH 还原，因此G 酶发挥作用需要光反应提供NADPH，需要底物三碳酸
分子和适宜的温度，与RuBP 没有直接关系，故选ABC。
③叶绿体中G 酶在光照条件下活性较高，在黑暗条件下G 酶活性较低，据此可延长光照时间，
充分发挥G 酶的作用，提高大棚栽培作物产量。
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