题目内容
(7分)回答下题:右图表示的是测定保湿桶内温度变化实验装置。某研究小组以该装置探究酵母菌在不同条件下呼吸作用的情况。
材料用具:保温桶(500mL)、温度计活性干酵母、质量浓度0.1g/mL的葡萄糖溶液、棉花、石蜡油。
实验假设:酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多。![]()
取A、B两装置设计实验如下,请补充下表中内容:![]()
(2)B装置葡萄糖溶液煮沸的主要目的是 ,这是控制实验的 变量。
(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个装置C。请写出装置C的实验步骤:![]()
(4)实验预期:在适宜条件下实验,30分钟后记录实验结果,若装置A、B、C温度大小关系是: (用“<、=、>”表示),则假设成立。
(1)①不加入石蜡油 ②加入10g活性干酵母 (2)去除氧气 自 (3)③加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液 ④不加入10g活性干酵母 (4)A>B>C
解析试题分析:(1)据题意分析,该实验自变量为氧气,无关变量要等量相同控制,故①不加入石蜡油,有氧气;②加入10g活性干酵母与A组相同。(2)葡萄糖溶液煮沸的主要目的是去除氧气,控制自变量。(3)要测定B装置因呼吸作用引起的温度变化量,还需要增加一个对照装置C,无氧情况下无活性干酵母,判断葡萄糖溶液是否引起温度变化。故③加入240ml煮沸后冷却的葡萄糖溶液去除氧气,④不加入10g活性干酵母。(5)酵母菌在有氧条件下呼吸作用比无氧条件下呼吸作用放出热量更多,在自然情况下,葡萄糖溶液几乎不产生热量。故A、B、C温度大小关系是:A>B>C。
考点:本题考查细胞呼吸相关知识,意在考查考生具有对一些生物学问题进行初步探究的能力,包括运用观察、实验与调查、假说演绎、建立模型与系统分析等科学研究方法能力。
(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 |
(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。