2025普通高中生物学学业水平考试专题练--重难微专题加强练1　探究性实验设计的拓展分析（含答案）

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2025普通高中生物学学业水平考试
重难微专题加强练(一)　探究性实验设计的拓展分析
一、选择题
1.在“探究不同温度对酶活性的影响”实验中,温度和pH分别属于(　　)
A.自变量和因变量
B.因变量和无关变量
C.自变量和无关变量
D.自变量和自变量
2.(2024浙江台州黄岩学考模拟)某小组利用如下图所示装置探究pH对过氧化氢酶的影响,下列说法错误的是(　　)
A.本实验装置也能用于探究温度对过氧化氢酶活性的影响
B.实验过程中量筒灌满水后应竖直倒置,不可倾斜
C.实验过程中增加滤纸片数量不能提高氧气的最大产量
D.每次实验完后,应充分冲洗,然后用相应的缓冲液再冲洗一遍
3.(2024浙江七彩阳光联盟期中)某实验小组为探究酶促反应速率的影响因素,进行了相关实验,在2 mL 5%的淀粉溶液中加入少量的α-淀粉酶,其他条件均适宜,得到了酶促反应速率随反应时间的变化曲线,如下图所示,下列相关叙述正确的是(　　)
A.AB段内限制酶促反应速率的主要因素是淀粉溶液的浓度
B.因为B点的酶促反应速率大于C点,故B点剩余的淀粉量比C点少
C.若增加α-淀粉酶的用量重复该实验,则B点会向左上方移动
D.适当提高反应温度,A点会上移,D点会左移
4.(2023浙江杭州六县期中联考)在1~5号试管中分别加入2 mL 0.5 mol/L的过氧化氢溶液,再进行相应实验,其结果如下表所示。据表分析,下列叙述正确的是(　　)
试管编号 1 2 3 4 5
加入 物质 适量 唾液 锈铁钉 生土 豆块 熟土 豆块 生土豆块、稀盐酸　
实验 结果 几乎 无气泡 少量 气泡 大量 气泡 几乎 无气泡 几乎无 气泡
A.说明酶具有高效性的是3号与4号试管
B.1号和3号试管对照不能说明酶具有专一性
C.3号和5号试管对照可以说明酶的活性受pH的影响
D.本实验不能说明酶的活性与温度有关
二、非选择题
5.(2023浙江宁波效实中学期中)为探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用,材料用具如下:2%的新配制的淀粉酶溶液、3%的可溶性淀粉溶液、3%的蔗糖溶液、现配的本尼迪特试剂、热水等。实验结果记录如下。
淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用记录表
试管编号 1号 2号
实验变量 2 mL淀粉溶液 2 mL蔗糖溶液
是否产生红黄色沉淀 出现红黄色沉淀 不出现红黄色沉淀
回答下列问题。
(1)本实验的原理是淀粉和蔗糖为非还原糖,淀粉酶可催化淀粉水解产生还原糖,而　　　　　　　不能催化蔗糖溶液产生还原糖;还原糖能与本尼迪特试剂在　　　　　　条件下生成红黄色沉淀。
(2)对比1号和2号试管现象,可以说明酶具有　　　　　　　　。
(3)本实验是相互对照,自变量是　　　　　　　,因变量是还原糖产生与否,因变量观察指标是　　　　　　　　　　　　　;无关变量有加入溶液的体积、淀粉酶溶液、本尼迪特试剂、水浴加热、反应时间、酶浓度等。
(4)已知淀粉溶液和蔗糖溶液都不含有还原糖,但某同学的实验中,2号试管溶液也出现了红黄色沉淀,出现该异常现象的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　。
6.(2023浙江嘉兴八校联考)在农业生产中,人们发现麦穗发芽会影响小麦的产量和品质,某兴趣小组为探究麦穗发芽率与淀粉酶活性的关系,进行了相关实验。请补充实验方案并回答下列问题。
实验材料及用品:萌发时间相同的A品种和B品种小麦种子提取液(不含淀粉)、恒温水浴锅、缓冲液、碘-碘化钾溶液、本尼迪特试剂、蒸馏水、一定浓度的淀粉溶液等。
(1)实验步骤:
①取三组试管,每组若干支,分别标为甲、乙、丙。
②向每组的每支试管中分别加入1 mL缓冲液。
③向甲组的每支试管中加入0.5 mL A品种小麦种子提取液,向乙组的每支试管中加入　　　　　　　　　,向丙组的每支试管中加入等量的蒸馏水。
④在甲、乙、丙三组的每支试管中分别加入1 mL　　　　　　　　　　,摇匀,在相同且适宜温度下保温。
⑤处理相同时间后,终止反应,冷却至常温,分别加入适量　　　　　　(填试剂名称),观察记录颜色变化情况。
(2)实验结果:三组试管均变蓝,且蓝色由深到浅依次为丙组>乙组>甲组,说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。该兴趣小组的另一实验表明,处理相同的时间,A品种小麦的麦穗发芽率高于B品种,通过这两个实验能推测出的结论是　　　　　　　　　　　。
(3)某同学按(1)中方案进行了实验,实验结果却是甲、乙两组都没有变蓝,而丙组显示蓝色。试分析甲、乙两组没有变蓝的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
7.(2024浙江9+1高中联盟期中)为探究酶的性质,某同学采用如图1所示装置进行实验,甲管中盛放3%的H2O2溶液,乙管中分别盛放等量的新鲜的20%的肝脏提取液、3.5%的FeCl3溶液、蒸馏水。将甲、乙中的液体混合均匀后,每隔50 s测定一次装置中的压强,实验结果如图2所示。回答下列问题。
图1
图2
(1)本实验的自变量为　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　,可用于验证酶的催化具有　　　　性。
(2)若用上述装置和试剂探究温度对酶活性的影响是否严谨　　　(填“是”或“否”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)如果在50 s时,向Ⅰ组反应体系中增加1倍量的肝脏提取液(不考虑提取液体积的影响),其他条件保持不变,则该曲线如何变化 请在图3绘出变化后曲线。
图3
(4)有研究表明抑制剂a会降低肝脏中过氧化氢酶的活性,如图4所示。图5中B和C是推测的两种机理,结合图4曲线分析,抑制剂a的作用机理应为　　　　(填“B”或“C”),判断理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
图4
图5
重难微专题加强练(一)　探究性实验设计的拓展分析
一、选择题
1.C　解析 在“探究不同温度对酶活性的影响”实验中,温度属于自变量,pH属于无关变量,C项正确。
2.A　解析 由于过氧化氢高温会分解,因此本实验装置不能用于探究温度对酶活性的影响,A项错误;实验过程中量筒灌满水后应竖直倒置,不可倾斜,否则读数不准,B项正确;实验过程中增加滤纸片数量只能加快反应速率,不能提高氧气的最大产量,C项正确;每次实验完后,应充分冲洗,然后用相应的缓冲液再冲洗一遍,D项正确。
3.C　解析 AB时间段内,酶促反应速率保持稳定,此时底物充足,限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量,A项错误;随着反应的进行,底物越来越少,B点剩余的淀粉量比C点多,B项错误;B点前底物足够,若增加α-淀粉酶的用量重复实验,反应速率增大,达到最大速率的时间缩短,B点会向左上方移动,C项正确;由题意可知,该实验是在最适温度下进行的,适当提高反应温度,酶活性降低,A点会下移,D点会右移,D项错误。
4.C　解析 说明酶具有高效性的是2号和3号试管,酶与无机催化剂相比具有高效性,A项错误;唾液中有唾液淀粉酶,不含过氧化氢酶,所以几乎无气泡,而生土豆块中含过氧化氢酶,所以产生大量气泡,因此1号和3号试管对照能说明酶有专一性,B项错误;5号试管加入的是生土豆块、稀盐酸,与3号试管对照,几乎无气泡,所以3号和5号试管对照可以说明酶的活性受pH的影响,C项正确;3号和4号试管对照可说明酶的活性与温度有关,D项错误。
二、非选择题
5.解析 (1)淀粉酶可催化淀粉水解产生麦芽糖,麦芽糖是还原糖,淀粉酶不能催化蔗糖水解,蔗糖是非还原糖,还原糖与本尼迪特试剂在水浴加热条件下可生成红黄色的沉淀。(2)1号和2号试管现象表明淀粉酶只能催化淀粉水解,不能催化蔗糖水解,说明酶具有专一性。(3)本实验用淀粉酶催化淀粉和蔗糖水解,自变量是底物种类,因变量是还原糖的产生与否,因变量的观察指标是是否产生红黄色的沉淀,通过是否产生红黄色沉淀来检测底物是否发生了水解。(4)淀粉溶液和蔗糖溶液都不含有还原糖,但某同学的实验中,2号试管溶液也出现了红黄色沉淀,可能的原因是加入的淀粉酶溶液含有还原糖。
答案 (1)淀粉酶　水浴加热
(2)专一性
(3)底物种类　是否产生红黄色沉淀
(4)淀粉酶溶液含有还原糖
6.解析 (1)本实验的自变量是不同品种发芽小麦种子的提取液(不含淀粉)中淀粉酶的活性,步骤③中甲、乙两组应分别加入不同品种的小麦种子的提取液,向甲组的每支试管中加入了0.5 mL A品种小麦种子提取液,向乙组的每支试管中加入0.5 mL B品种小麦种子提取液,丙组可加入等量的蒸馏水作为空白对照;加入一定浓度的淀粉溶液作为底物,要在相同且适宜的条件下反应相同时间;淀粉遇碘变蓝,因此,处理相同时间后,终止反应,冷却至常温,分别加入适量碘-碘化钾溶液,观察记录颜色变化情况。(2)淀粉遇碘变蓝,蓝色深浅与淀粉酶活性有关,若三组试管均变蓝,且蓝色由深到浅依次为丙组>乙组>甲组,说明试管中淀粉的余量关系为丙组>乙组>甲组,乙组中淀粉酶的活性低于甲组,即B品种小麦的淀粉酶活性低于A品种;处理相同的时间,A品种小麦的麦穗发芽率高于B品种,结合两组实验,可推测淀粉酶活性越高,麦穗发芽率越高。(3)若某同学按(1)中方案进行了实验,实验结果却是甲、乙两组都没有变蓝,而丙组显示蓝色,可能是因为选用了浓度较小的淀粉溶液,导致甲、乙两组淀粉被消耗完,遇碘不再变蓝。
答案 (1)③0.5 mL B品种小麦种子提取液　④一定浓度的淀粉溶液　⑤碘-碘化钾溶液
(2)B品种小麦的淀粉酶活性低于A品种　淀粉酶活性越高,麦穗发芽率越高
(3)使用的淀粉溶液浓度偏小,淀粉被消耗完
7.解析 (1)为探究酶的性质,某同学采用如图1所示装置进行实验,甲管中盛放3%的H2O2溶液,乙管中分别盛放等量的新鲜的20%的肝脏提取液、3.5%的FeCl3溶液、蒸馏水,所以本实验的自变量为有无催化剂、催化剂的种类,可用于验证酶的催化具有高效性。(2)若用上述装置和试剂探究温度对酶活性的影响不严谨,原因是温度改变对H2O2分解有显著影响,因此不同温度下H2O2的分解速率不能精确反映酶活性。(3)由图2可知,在50 s时肝脏提取液催化过氧化氢分解产生氧气的速率达到最大,此时的限制因素可能是酶的量,所以在50 s时,向Ⅰ组反应体系中增加1倍量的肝脏提取液(不考虑提取液体积的影响),其他条件保持不变,氧气的产生量会增加,导致相对压强的值也增加,之后不变。(4)结合图4曲线分析,抑制剂a的作用机理应为C,理由是C的作用机理为非竞争性抑制剂与酶结合后导致酶的空间结构发生改变,进而使底物无法与酶发生结合,此种抑制不可以通过增加底物浓度而缓解(或B图显示的作用机理为底物和抑制剂竞争酶上的活性位点,从而减少了底物与酶的结合概率,进而使酶促反应速率下降,此种抑制可以通过增加底物浓度而缓解)。
答案 (1)有无催化剂　催化剂的种类　高效
(2)否　温度改变对H2O2分解有显著影响,因此不同温度下H2O2的分解速率不能精确反映酶活性
(3)
(4)C　C的作用机理为非竞争性抑制剂与酶结合后导致酶的空间结构发生改变,进而使底物无法与酶发生结合,此种抑制不可以通过增加底物浓度而缓解(或B的作用机理为底物和抑制剂竞争酶上的活性位点,从而减少了底物与酶的结合概率,进而使酶促反应速率下降,此种抑制可以通过增加底物浓度而缓解)
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