题目内容
(18分)纳米银由于抗菌性能良好而被广泛应用于食物容器、个人护理品等商品中,但其释放到水环境中的风险也引起了研究者的重视。用单细胞小球藻研究纳米银的毒性,开展了如下实验。请回答:
![]()
(1)用计数法研究“纳米银”对小球藻生长的抑制情况,结果如图甲,据图可知纳米银在 条件下的毒性更强。实验中需要使用 和显微镜对小球藻进行计数。
(2)用溶氧法进一步探究不同浓度纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响,进行了如下实验,结果如图乙。
①材料用具:不同浓度的纳米银溶液、培养液、小球藻若干、密闭锥形瓶若干、溶氧测定仪、蒸馏水等。
②实验步骤:
第一步:将小球藻平均分为A、B两组,A、B组又各分为________个小组并编号,分别放入密闭锥形瓶中培养。
第二步:A、B组中的实验组都分别加________________ ,对照组加等量蒸馏水。
第三步:A组全部放在4000lx光照条件下培养,B组全部放在黑暗条件下培养,温度等其他条件________,
培养10 min后,检测各个锥形瓶中 的变化。
③实验结果:如图乙其中系列1表示水体中的初始溶氧量,则系列________表示A组实验数据。若不加纳
米银,小球藻的总光合作用速率约为 mg/L·min溶解氧。
④综上研究,可得出实验结论: 。
(1)黑暗 血细胞(血球)计数板
(2)② 6 等量的不同浓度的纳米银溶液 相同且适宜 溶氧量 ③2 0.95
④纳米银能抑制光合作用和呼吸作用,且对呼吸作用的抑制更为显著。
【解析】
试题分析:(1)由图甲可知,在相同纳米银浓度下,小球藻生长状况在黑暗条件下的抑制率比光照条件下更高,所以黑暗条件下纳米银毒性更高;由于小球藻是单细胞植物,统计方法可以用血细胞计数板和显微镜对小球藻进行计数。
(2)②该实验的目的是探究不同浓度纳米银对小球藻光合作用和呼吸作用的影响,因此实验分为两大组,一组是黑暗条件下探究纳米银的浓度对呼吸作用的影响,另一组是光照条件下探究纳米银浓度对光合作用的影响;实验的自变量是不同浓度的纳米银溶液,因变量是培养液中氧气的增加量或减少量;曲线中有5个浓度的纳米银溶液,加上空白对照,每一组应有6个实验试管;实验设计的原则是单一变量原则和对照原则,可进行实验步骤设计,实验组都分别加等量的不同浓度的纳米银溶液,对照组加等量蒸馏水。对照实验中各组的无关变量要相同且适宜。
③A组是在光照条件下进行的,若初始培养液中氧气浓度是系列1,光合作用过程释放氧气,因此系列2为A组条件下的实验结果,系列3是B组,是黑暗条件下的实验结果;小球藻的光合作用强度是指实际光合作用的强度,实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度,分析题图可知,10分钟后,不加纳米银的情况下氧气浓度增加了14-6=8mg/L,即净光合作用强度是每分钟为0.8mg/L,黑暗条件下,10分钟后,不加纳米银的氧气浓度约为4.5mg/L,即呼吸作用强度是每分钟(6-4.5)mg/L÷10=0.15mg/L,因此实际光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度=0.8+0.15=0.95mg/L。
④分析题图曲线可知,纳米银既能抑制小球藻的呼吸作用也能抑制小球藻的光合作用,而且对呼吸作用的抑制作用更显著.
考点:本题考查纳米银浓度对光合作用与呼吸作用的影响,意在考查考生能理解所学知识的要点,把握知识间的内在联系,能从图形中获取有效信息,运用所学知识与观点,通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理,做出合理判断或得出正确结论的能力。
考点分析: 考点1:光合作用 试题属性- 题型:
- 难度:
- 考核:
- 年级:
(16分)阅读材料:
材料1:“温度对唾液淀粉酶活性影响”的实验:将盛有2 mL唾液淀粉酶溶液的试管和盛有2 mL可溶性淀粉溶液的试管编为一组,共四组。在0℃、20℃、37℃和100℃水浴中各放入一组,维持各自的温度5 min。然后,将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉溶液中,摇匀后继续放回原来的温度下保温。
材料2:在生物化学反应中,当底物与酶的活性位点形成互补结构时,可催化底物发生变化,如下图Ⅰ所示。酶的抑制剂是与酶结合并降低酶活性的分子。竞争性抑制剂与底物竞争酶的活性位点,非竞争性抑制剂和酶活性位点以外的其他位点结合,从而抑制酶的活性,如图Ⅱ、Ⅲ所示。
![]()
材料3:科研人员通过蛋白质工程来设计改变酶的构想。在研究溶菌酶的过程中,得到了多种突变酶,测得酶50%发生变性时的温度(Tm),部分结果见下表:
酶 | 半胱氨酸(Cys)的位置和数目 | 二硫键数目 | Tm/℃ |
野生型T0 溶菌酶 | Cys51,Cys97 | 无 | 41.9 |
突变酶1 | Cys21,Cys143 | 1 | 52.9 |
突变酶2 | Cys3,Cys9,Cys21,Cys142,Cys164 | 3 | 65.5 |
(注:Cys上角的数字表示半胱氨酸在肽链的位置)
(1)根据材料1回答下列问题:
①记录实验的起始时间从____________________开始。再每隔1 min,取一滴混合液滴在盛有碘液的点滴板上进行观察,记录每种混合液蓝色消失的时间。通过比较混合液中________(物质)消失所需时间的长短来推知酶的活性。
②温度对酶活性的影响主要体现在两个方面。其一,随温度的升高会使__ ______接触的机会增多,反应速率变快。其二,因为大多数酶是蛋白质,本身随温度升高而发生分子结构(空间结构)的改变,温度升到一定程度,酶将完全失活。这两种作用叠加在一起,使酶促反应在某一温度下最快,这一温度就是该酶的___ _____。
(2)癌症化疗时应用的烷化剂(如二氯甲二乙胺)能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。此类药品作用于癌细胞分裂周期的间期,它的作用机制与材料2中的图________相符。
(3)从材料3中可以看出溶菌酶热稳定性的提高是通过改变______、_______和_______得以实现的。