Question

18．某校生物研究性学习小组通过使用三种生物的淀粉酶提取液（提取液中酶浓度相同）进行实验，比较这三种生物所产生的淀粉酶的活性大小．
【实验步骤】

步骤		试管1	试管2	试管3	试管4
加蒸馏水		2mL	2mL	2mL	①
加pH=8的缓冲液		0.5mL	0.5mL	0.5mL	0.5mL
加淀粉溶液		2mL	2mL	2mL	2mL
加酶 提取 液	甲生物淀粉酶提取液	1mL
	乙生物淀粉酶提取液		1mL
	丙生物淀粉酶提取液			1mL
37℃水浴保温		30min	30min	30min	30min
滴加碘液		5滴	5滴	5滴	5滴

【实验结果】

编号	试管1	试管2	试管3	试管4
颜色深浅程度	++	-	+	②

（注：“+”显色，“++”显深色，“-”不显色）

请根据实验步骤和实验结果回答下列问题：
（1）表中①处应为3mL
（2）该实验的自变量是不同生物的淀粉酶提取液．
（3）根据上述结果得出的结论是：不同生物的淀粉酶，虽然酶浓度相同，但活性不同．造成实验中三种酶活性不同的根本原因是决定这3种酶的DNA（或基因）不同．
（4）该小组同学还做了反应速率与底物浓度关系的实验．如图1示的坐标中已根据实验结果画出了试管3中酶活性的曲线，请在坐标中画出试管2中酶活性的曲线．
（5）蛙的红细胞合成酶时所需要的ATP主要由有氧呼吸（过程）产生．
（6）为了探究原生质层和渗透装置中半透膜特性的不同，某兴趣小组做了以下实验．
实验材料：紫色洋葱．
实验器具：如图2的渗透装置（不含溶液），光学显微镜，载玻片，盖玻片，镊子，刀片，吸水纸，擦镜纸，滴管，记号笔等．
实验试剂：蒸馏水，0.3g/mL的蔗糖溶液和与其等渗的KNO₃溶液．部分实验步骤和结果如下：
①选两套渗透装置，标上代号X和Y．在两个烧杯里均加入一定量的蒸馏水，分别在装置X 和Y的漏斗内加入适量的蔗糖溶液和KNO₃溶液，均调节漏斗内外液面高度一致．渗透平衡时出现液面差的装置有X（填代号）
②选两片洁净的载玻片，编号，在载玻片中央分别滴加蒸馏水，制作洋葱鳞片叶外表皮临时装片并分别观察装片中细胞的初始状态．
③观察临时装片中浸润在所提供的蔗糖溶液和KNO₃溶液中的洋葱鳞片叶外表皮细胞发生的变化，两者都能出现的现象是质壁分离．
上述实验中最能体现两种膜功能差异的实验现象是KNO₃溶液中的细胞质壁分离后会自动复原．

Answer 1

分析 1、酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，极少数酶是RNA．
2、酶的特性：高效性、专一性和作用条件温和的特性．
3、影响酶活性的因素主要是温度和pH，在最适温度（pH）前，随着温度（pH）的升高，酶活性增强；到达最适温度（pH）时，酶活性最强；超过最适温度（pH）后，随着温度（pH）的升高，酶活性降低．另外低温酶不会变性失活，但高温、pH过高或过低都会使酶变性失活．
4、生物实验中的变量：实验过程中可以变化的因素称为变量，包括自变量、因变量和无关变量；自变量是想研究且可人为改变的变量称为自变量；因变量是随着自变量的变化而变化的变量称为因变量； 无关变量是在实验中，除了自变量外，实验过程中存在一些可变因素，能对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量．
5、分析题干中的表格：题干中的表格是某校生物研究性学习小组通过使用三种生物的淀粉酶提取液（提取液中酶浓度相同）进行实验，比较这三种生物所产生的淀粉酶的活性大小的相关数据和实验结果的数据图，比较表格中数据可知，该实验的目的是比较三种生物所产生的淀粉酶的活性大小，因而实验的自变量是不同生物所产生的淀粉酶，其他如pH、温度、提取液的量和浓度都为无关变量、应相同或一定；实验结果是用碘液检测分解后的淀粉剩余量，四组实验中试管4为对照，从结果可推测试管2中淀粉酶的活性最高，其次是试管3、试管1，试管4的颜色最深应为+++（或多于+++），三种酶的活性大小的关系为乙＞丙＞甲；淀粉酶的化学本质是蛋白质，是由基因决定的．

解答 解：（1）试管4是对照组，故试管内溶液含量与其他三支试管内的应相同，故①处蒸馏水的体积是2mL+1mL=3mL．
（2）该实验的目的是比较三种生物所产生的淀粉酶的活性大小，因而实验的自变量是不同生物的淀粉酶提取液．
（3）根据上述结果得出的结论是：不同生物的淀粉酶，虽然酶浓度相同，但活性不同；造成实验中三种酶活性不同的根本原因是决定这3种酶的DNA（或基因）不同．
（4）由以上分析知，试管2中酶的活性高于试管3中酶的活性，其它条件相同其催化反应的速率较试管3中酶的催化反应速率高，则试管2和试管3反应速率与底物浓度关系的曲线如图所示：．
（5）线粒体是有氧呼吸的主要场所，蛙的红细胞含有线粒体等细胞器，红细胞合成酶时所需要的ATP主要由有氧呼吸产生．
（6）图中半透膜模拟植物细胞的原生质层，从功能上，半透膜只是利用孔径大小控制物质进出，而原生质层是选择透过性膜，靠能量和载体控制物质出入，具有生物活性，可以完成逆浓度梯度的主动运输．
①蔗糖分子不能通过半透膜，而KNO₃能够通过半透膜，所以渗透平衡时装置X能出现液面差，装置Y不能出现液面差．
②观察洋葱鳞片叶表皮细胞发生质壁分离和复原现象，选洁净的载玻片分别编号，在载玻片中央分别滴加蒸馏水，制作临时装片后观察洋葱表皮细胞的初始状态．
③蔗糖分子不能透过原生质层，所以蔗糖溶液中的细胞质壁分离后不会自动复原，而KNO₃能被细胞吸收，导致细胞液和外界溶液的浓度差被消除，从而发生质壁分离自动复原的现象．
故答案为：
（1）3mL     
（2）不同生物的淀粉酶提取液
（3）决定这3种酶的DNA（或基因）不同
（4）
（5）有氧呼吸
（6）①X    ②蒸馏水  ③质壁分离     KNO₃溶液中的细胞质壁分离后会自动复原

点评 本题以两幅图形及表格为载体考查了酶的特性、影响酶活性的因素、渗透现象等基础知识，考生识记酶的特性、明确生物实验设计的方法、掌握渗透现象的发生条件是解题的关键．