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第四章代谢与平衡经典探究题精选
1.实验研究喝1L水和1L 0.96%的盐水对A、B两组男性尿液产生量的影响,实验要求实验对象排空膀胱内的尿液,实验过程中,尿液每30min收集一次,结果如下表(表中时间为一小时,饮入水或盐水)。
时间(h)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
尿量
mL/30min
A组
0
40
40
350
500
150
50
90
60
30
40
B组
0
40
40
50
90
60
50
40
40
40
40
(1)为什么实验前要求实验对象排空膀胱内的尿液? ;
(2)A、B两组中,喝盐水的是 组。
(3)根据表中数据,可以看出A、B两组男性喝水或盐水后相同的反应是 ;
(4)正常人在较长时间(如12h)不喝水,也会产生少量尿液,可能是为了 。
2.植物细胞壁的化学成分主要是果胶和纤维素,果胶酶能够分解果胶,进而破坏细胞壁,使细胞内容物得以释放。工业生产苹果汁时,常常利用果胶酶处理苹果泥,以提高苹果汁产量。为了探究温度对果胶酶催化作用的影响,小科进行如下步骤进行实验。
①如图甲:将2mL果胶酶与20g苹果泥分装于不同的试管,10℃水浴恒温处理10分钟。
②如图乙:将甲处理后的果胶酶和苹果泥混合在一支试管中,再次10℃水浴恒温处理10分钟。
③如图丙:将图乙试管中处理后的混合物进行过滤,用量筒测量苹果汁体积。
④在不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录数据,结果如图丁。请回答
(1)设置实验步骤①的目的是 。
(2)本实验是通过 来反映不同温度下果胶酶催化作用的。
(3)本实验能得出的实验结论是 。(写出一点即可)
(4)小科发现:温度超过60℃,实验过滤所得的苹果汁很少,根据所学知识解释其中的原因: 。
3.某研究性学习小组的同学利用奶粉罐将书本中“探究食物所含能量”的实验装置图甲改成图乙,并按如下实验步骤进行实验:
步骤一:取出试管,注入蒸馏水,塞上带温度计的胶塞,固定在圆筒形奶粉罐上。
步骤二:将1克花生仁放在燃烧匙上用酒精灯点燃后移入样品架上。
步骤三:换1克核桃仁做上述实验进行对比。重复上述实验3次。
(1)从实验的准确性来考虑,乙装置相比甲装置的优点主要是 。
(2)该奶粉罐内置样品架由网状细铁丝构成,悬空固定在支架上,食物燃烧更加充分。请从可燃物的条件分析若奶粉罐上方的通气孔堵塞对实验造成的影响是 。
(3)小科同学在实验中发现,1克花生仁充分燃烧后温度计的温度升高,最高温度都低于1克核桃仁燃烧后温度计的最高温度,于是他就得出结论:1克花生仁燃烧放出的能量比1克核桃仁要少。小雪同学认为要对该实验的主要变量进行控制才能得出上述结论,请分析花生仁和核桃仁燃烧实验对试管中注入蒸馏水的要求是 (写出2点)。
4.专家表示,人在感染新冠病毒时,比较常见的症状是发烧。发烧时,身体中的酶的活性会降低,从而导致食欲不振。为验证该说法,小舟配制乳白色蛋白液和“胃蛋白液”(内含胃蛋白酶)备用。已知乳白色蛋白质液中含有不溶于水的物质,该物质可以被“胃蛋白液”催化分解为可溶性的氨基酸(变澄清)。具体实验方案如下。
①利用37℃水浴装置完成以下实验。
②分别改变水浴温度为38℃、39℃、40℃、41℃、42℃,重复上述实验,并记录现象。
(1)结合实验方案分析,本实验研究的问题是 ?
(2)本次实验中滴加1滴稀盐酸目的是 。
(3)实验中先将酸化的“胃蛋白液”和乳白色蛋白液水浴加热2分钟,然后将其混合后水浴加热的原因是 。
(4)实验结果显示,所有温度下的乳白色蛋白液都变澄清了。为使不同组的实验结果出现差异,在不改变温度设置的前提下,可调整的措施有 。
5.生活中食用菠萝前用食盐水浸泡是一种习惯做法,其目的是使菠萝中的菠萝蛋白酶受到破坏。菠萝中有一种酶,如果直接食用,可能会引发过敏反应,出现腹泻、呕吐或头痛等症状,还可能对口腔黏膜和嘴唇的幼嫩表皮产生刺激。某研究小组查找文献得到以下资料。资料1:菠萝蛋白酶还可以把蛋白质分解成氨基酸,起到分解消化的作用。
资料2:削皮的菠萝100g放入榨汁机破碎打浆后用4层纱布过滤得菠萝汁.菠萝汁用滤纸过滤得粗酶液,为探究影响菠萝蛋白酶适性的因素,小科设计了如下实验。
编号
A
B
C
D
E
F
加入
物质
5mL粗酶
5mL粗酶液
5mL粗酶液
5mL粗酶液
5mL粗酶液
5mL粗酶液
水
1%氯化钠液
3%氯化钠液
5%氯化钠液
7%氯化钠液
9%氯化钠液
水温
37°℃水浴
时间
20min
根据以上实验,回答下列问题:
(1)该研究小组实验基于的假设是 .
(2)根据实验设计,小科将粗酶液混合氯化钠溶液后置于37℃下水浴的目的是 .
(3)实验结果如图所示.小科认为菠萝蛋白酶的活性与氯化钠的质量分数有关,你认为小柯的判断依据是 .
6.为了探究唾液淀粉酶的活性与温度的关系,小明进行了如图甲实验。请分析回答:
步骤1:取10支试管,分为5组。每组2支试管中分别加入1mL 唾液淀粉酶溶液和2mL浓度为2%的淀粉溶液。
步骤2:将每组唾液淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并振荡。
步骤3: 将装有混合溶液的5支试管(编号1、2、3、4、5)分别置于 15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中。
反应过程中,每隔1min从各支试管中取出一滴反应液,滴在多孔瓷板上,加1滴碘液显色。已知碘液的颜色为棕黄色。
(1)该实验的自变量是 。
(2)小明发现该实验过程有一个明显的不足,应在步骤2前 (填操作过程)。
(3)纠正该实验错误步骤后,进行正确操作。第1min时,1-5 号试管取出的反应液与碘液混合后均呈蓝色,其原因是 。
(4)多次取样观察,记录各组实验试管中的反应物与碘液混合物开始呈棕黄色所需要的时间,结果如图乙所示。分析上述实验结果,从中可以得出的结论是 。
7.为探究温度对唾液淀粉酶催化效果的影响,小明进行了如下实验:
①在甲、乙2支洁净的试管中分别加入2毫升1%的淀粉溶液和1毫升新鲜的唾液淀粉酶溶液。
②将甲、乙试管分别在10℃下水浴5分钟。
③将乙试管中的唾液淀粉酶倒入甲试管的淀粉溶液中,再放回10℃水中水浴5分钟。
④往甲试管中滴入1 滴碘液,摇匀后记录现象。
⑤改变水浴温度分别为37℃和60℃,重复上述实验步骤。
(1)步骤②中将甲、乙试管分别在 10℃下水浴5分钟再将其内物质混合的目的是 。
(2)实验中观察到只有37℃组试管中碘液不变蓝,其他两组均变蓝色,可得出的结论是 。
(3)若低温对唾液淀粉酶活性的抑制是可恢复的,则将第1次实验后的甲试管继续在37℃的水中水浴5分钟,将观察到的现象是 。
(4)小明继续探究酸性环境对唾液淀粉酶催化效果的影响。他在洁净的试管中依次加入2毫升1%的淀粉溶液、1毫升5%的盐酸和1 毫升新鲜的唾液,……。请补充完整该实验的操作。
8.酵母菌在无氧环境下将有机物分解成酒精与二氧化碳。酵母菌无氧呼吸产生的酒精会对其造成伤害,从而抑制其呼吸作用的强度吗?为此,科学小组的同学进行了如下探究活动。
提出假设:酒精对酵母菌的无氧呼吸有抑制作用,且浓度越高抑制作用越大。
实验器材:烧杯6个,气球6个,酵母菌培养液,体积分数为20%、40%、60%、80%的酒精,蒸馏水,量筒,刻度尺等。
实验原理:装置如图所示,气球的体积会因酵母菌的无氧呼吸而变大,从而导致烧杯中的液面上升,根据单位时间内液面上升的高度反映酵母菌无氧呼吸的强度。
实验过程:①将6个气球分别编号1~6,向1号气球中加入10 mL已杀死的酵母菌培养液,其余气球中分别加入含有等量酵母菌的培养液10 mL;
②在1、2号气球中加入10 mL蒸馏水,3至6号气球中分别加入10 mL不同浓度的酒精,然后将6个气球分别置于对应编号的6个烧杯中,保温一段时间,将观察结果记录于下表中(忽略酒精的蒸发)。
实验设置
酵母菌培养液
不同浓度的酒精
液面上升的高度
装置编号
1
10 mL,加热杀死
蒸馏水
2
10 mL
蒸馏水
3
10 mL
20%
4
10 mL
40%
5
10 mL
60%
6
10 mL
80%
(1)设置第2组实验的目的是___________________________________________。
预期结果:
(2)若假设成立,则1号烧杯内的液面不变;2至6号烧杯内的液面高低情况是__________________________________________________________________。
实验反思:
(3)由于开始时气球中存在一定量的氧气,酵母菌首先进行有氧呼吸,有氧呼吸消耗的氧气与产生的二氧化碳体积相同。那么,酵母菌的有氧呼吸会对实验结论产生影响吗?________(填“会”或“不会”)。
(4)实验中必须让气球处于浸没状态,但随着气球的膨胀,气球会露出水面,从而影响实验结果。为防止气球露出水面,装置的改进方法是______________。
9.酵母菌是一种单细胞真菌。右图是小明同学研究酵母菌在无氧条件下,吸收溶液中的葡萄糖分解为酒精和二氧化碳的实验装置。实验时,首先将溶质质量分数为2%的葡萄糖溶液煮沸,除去氧气和灭菌,冷却后待用,然后在洁净的锥形瓶中装满葡萄糖溶液和一定量的酵母菌,实验过程中液体从细玻璃管口滴出,统计细玻璃管口滴下的液滴数,表中是该同学在不同的温度条件下进行实验时所记录的液滴数。
时间
液滴数
温度
第1 分钟
第2分钟
第3分钟
第4分钟
第5分钟
15℃
6
16
22
22
22
35℃
10
24
32
32
12
55℃
0
2
2
2
2
(1)(3分)该实验是探究温度对酵母菌无氧呼吸产生二氧化碳的影响。
实验时,先将2%的葡萄糖溶液煮沸,其目的是除去葡萄糖溶液中残留的氧气和 。
(2)(3分)55℃时,酵母菌的呼吸作用比较弱原因是细胞内 的催化作用受到了温度影响。
(3)(3分)35℃时,第5分钟细玻璃管口滴下的液滴数比第4分钟少可能是 的原因。
10.酶的催化效率不仅与温度、酸碱度有关,还与离子种类有关,如氯离子(Cl-)能提高唾液淀粉酶的催化效率,铜离子(Cu2+) 能降低唾液淀粉酶的催化效率,钠离子(Na+)对唾液淀粉酶的催化效率没有影响。
为了进一步探究硫酸根离子(SO42-) 能否提高唾液淀粉酶的催化效率,小科设计了如下实验方案:
试管号
1%淀粉溶液
1%稀硫酸
蒸馏水
碘液
1号
2毫升
0
1毫升
2滴
2号
2亳升
1毫升
0
2滴
①取2支洁净的试管,按表中从左到右的顺序,将药品加入到相应的试管中。
②在2支试管中各加入1毫升稀释唾液后摇匀。
③将两只试管放入37℃的水浴中加热5分钟,观察并记录现象。
(1)小明认为步骤③中温度不需要37℃也可以,只要相同即可,小明的想法正确吗? 。
(2)小衢认真阅读了小科的实验方案,指出该方案还不能确定硫酸根离子能否提高唾液淀粉酶的催化效率,需作如何改进?
(3)如果硫酸根离子能提高唾液淀粉酶的催化效率,则实验改进后观察到的现象应该是 。
11.酿酒用的酵母菌在有氧情况下能进行有氧呼吸,消耗氧气的同时在同温同压下能产生等体积二氧化碳。而在无氧情况下能进行无氧呼吸。科学兴趣小组运用如图实验装置验证酵母菌呼吸作用的类型。实验开始时,关闭活塞,观察甲、乙两个装置中着色液位置的变化,实验环境温度恒定5℃,实验数据记录如表,请分析回答:
实验时间t/h
0
1
2
3
4
5
6
7
8
甲中着色液移动距离x/mm
0
10
20
25
30
33
35
35
35
乙中着色液移动距离y/mm
0
0
0
2
6
12
15
20
30
(1)图乙中液体A应是 ;
(2)实验中,图甲中的着色液会向 (选填“左”或“右”)移动;
(3)对比实验数据分析得出结论 。甲、乙两种装置均可验证酵母菌呼吸作用的类型。
12.人体代谢产生的过氧化氢,对人体有毒害作用。人体肝脏中的过氧化氢酶能催化过氧化氢分解产生氧气和水。某同学查阅资料发现,FeCl3也能催化过氧化氢分解。为比较过氧化氢酶和FeCl3催化效率的高低,该同学在28℃环境下进行了如下探究:
提出问题:过氧化氢酶和FeCl3催化效率哪个更高?
猜想与假设: 。
实验材料:适宜浓度的FeCl3溶液,适宜浓度的新鲜猪肝研磨液(含有过氧化氢酶),适宜浓度的过氧化氢溶液等。
实验步骤:
①取2支洁净的试管,编号为1、2,并各注入3mL适宜浓度的过氧化氢溶液;
②向1号试管内滴入2滴适宜浓度的FeCl3溶液,向2号试管内 ;
③观察并记录两支试管产生气泡的情况。
预测实验结果:
请写出一种可能的实验结果: 。
在以上探究的基础上,该同学又完成了“探究温度对猪肝研磨液和FeCl3催化效率的影响”实验。实验结果如图所示。图中代表猪肝研磨液催化效率的曲线是 ,判断的理由是 。
答案
1. 为保证尿液输出量是喝水或盐水的结果 B 在喝清水或盐水后,两组尿量都在开始时增加,随后减少,2h后尿量达到最高峰 将生命活动产生的废物溶解在水中以便排出体外
2.(1)使果胶酶和苹果泥达到相同的温度,避免因二者温度不同导致混合后温度发生变化
(2)测量过滤后得到的苹果汁体积
(3)在一定温度范围内,随着温度的升高,果胶酶的催化作用增强;但当温度过高时,果胶酶的活性会受到抑制,甚至失活
(4)高温导致果胶酶失活,无法继续分解果胶(高温也可能导致苹果泥中的其他成分发生变性或破坏,影响苹果汁的过滤和提取)
3. 减少热量散失(保温作用) 不能形成对流,氧气无法及时补充,造成食物燃烧不充分 质量相同,初温相同
4.(1)温度影响淀粉酶的活性吗?
(2)模拟胃中的酸性环境
(3)水浴达到所需温度且不易降低酶活性
(4)增加乳白色蛋白液
5.(1)盐水会影响菠萝蛋白酶的活性
(2)模拟人体口腔温度
(3)不同浓度的盐水对菠萝蛋白酶的活性的抑制作用是不同的
6.(1)温度
(2)先将每组试管分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃的水浴中加热5分钟
(3)淀粉酶的催化时间较短,部分未催化分解的淀粉遇碘变蓝色
(4)在15℃~55℃之间,唾液淀粉酶的活性随着温度的升高先增大后减小,35℃左右的时候酶的活性最强
7.(1)防止淀粉溶液和唾液淀粉酶溶液未达到10℃就催化分解,影响实验效果
(2)在10-60℃内,唾液淀粉酶的催化效果随温度的升高先上升后下降,在37℃时催化效果最好。
(3)试管内溶液变蓝色
(4)将试管在37℃时水浴5分钟后,滴入1滴碘液观察现象
8.(1)作对照 (2)依次降低
(3)不会
(4)在气球下方系一个金属块(合理即可)转化法:将产生的二氧化碳气体的体积转化为液面上升的高度。
9.(1)杂菌
(2)酶
(3)葡萄糖减少
10.(1)不正确
(2)硫酸改为硫酸钠
(3)2号试管颜色褪去时间少于1号试管。
11.(1)蒸馏水5mL
(2)左
(3)甲图中的酵母菌先进行有氧呼吸,后无氧呼吸,乙中先进行无氧呼吸
12.过氧化氢酶的催化效率更高;滴入2滴适宜浓度的新鲜猪肝研磨液;1号试管产生气泡的速度比2号试管快(或“慢”或“基本相等”);乙;酶的活性受温度影响,在一定温度范围内,随着温度的升高,酶的活性增强超过最适温度后,随着温度的升高,酶的活性下降。或“在一定温度范围内,过氧化氢酶的催化效率高于FeCl3的催化效率“(答出酶的活性有最适温度或酶具有高效性其中一点即可)
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