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三、实验与探究题(本题有5小题,每空2分,共38分)
23.大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。小科尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究,请分析并回答下列问题:
(1)如图甲所示为$18°C$时大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性随pH变化的图像,由图甲可知,在各自最适pH下,三种蛋白酶中催化效率最低的酶是,最适宜在酸性环境中起催化作用的酶是。
(2)查资料:大菱鲆人工养殖的温度常年在$15～18°C$。小科假设:大菱鲆蛋白酶的最适温度在$15～18°C$。他设置$15°C$、$16°C$、$17°C$、$18°C$的实验温度,探究三种酶的最适温度。
①探究中以蛋白质为分解对象,因为酶具有性。
②小科将实验结果绘制成图乙所示的图像,你认为此图像能否支持他的假设?请作出判断并说明理由。 。
23.大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。小科尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究,请分析并回答下列问题:
(1)如图甲所示为$18°C$时大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性随pH变化的图像,由图甲可知,在各自最适pH下,三种蛋白酶中催化效率最低的酶是,最适宜在酸性环境中起催化作用的酶是。
(2)查资料:大菱鲆人工养殖的温度常年在$15～18°C$。小科假设:大菱鲆蛋白酶的最适温度在$15～18°C$。他设置$15°C$、$16°C$、$17°C$、$18°C$的实验温度,探究三种酶的最适温度。
①探究中以蛋白质为分解对象,因为酶具有性。
②小科将实验结果绘制成图乙所示的图像,你认为此图像能否支持他的假设?请作出判断并说明理由。 。
答案
肠蛋白酶
胃蛋白酶
专一
不能；从图乙可以看出，在15~18℃，随着温度的上升，三种酶的催化效率都呈现增大的趋势，实验没有设置高于18℃的实验组，所以不能确定最适温度是否在15~18℃
胃蛋白酶
专一
不能；从图乙可以看出，在15~18℃，随着温度的上升，三种酶的催化效率都呈现增大的趋势，实验没有设置高于18℃的实验组，所以不能确定最适温度是否在15~18℃
解析
【分析】
首先分析图甲：横坐标为pH，纵坐标为酶活性，三种蛋白酶的最适pH分别为胃蛋白酶（酸性，约pH=2）、肠蛋白酶（约pH=8）、幽门盲囊蛋白酶（约pH=8）。在各自最适pH下，对比三者的酶活性，肠蛋白酶的活性最低，因此催化效率最低；胃蛋白酶的最适pH处于酸性范围，故最适宜在酸性环境起作用。
再分析问题（2）：①酶的作用具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质水解，所以实验以蛋白质为分解对象；②观察图乙，15~18℃范围内，三种酶的催化效率随温度升高持续上升，未出现峰值，无法确定最适温度是否在15~18℃，因此不能支持假设。
【解析】
（1）从图甲可知，三种蛋白酶在各自最适pH下，肠蛋白酶的酶活性数值最小，故催化效率最低；胃蛋白酶的最适pH为酸性（约2），因此最适宜在酸性环境中起催化作用。
（2）①酶具有专一性，蛋白酶只能特异性催化蛋白质的分解，所以实验选择蛋白质作为分解对象。
②图乙显示，在15~18℃区间内，三种蛋白酶的催化效率随温度升高一直呈上升趋势，未出现最大值（峰值），无法确定最适温度是否在15~18℃，因此不能支持假设。
【答案】
肠蛋白酶；胃蛋白酶；专一；不能；在15~18℃范围内，三种酶的催化效率随温度升高持续上升，未出现峰值，无法确定最适温度是否在15~18℃
【知识点】
酶的专一性；pH对酶活性的影响；温度对酶活性的影响
【点评】
本题结合坐标图考查酶活性的影响因素，需准确分析图中变量关系，理解酶的特性，属于基础的图表分析类题目，侧重考查学生的识图能力和逻辑分析能力。
【难度系数】
0.6
首先分析图甲：横坐标为pH，纵坐标为酶活性，三种蛋白酶的最适pH分别为胃蛋白酶（酸性，约pH=2）、肠蛋白酶（约pH=8）、幽门盲囊蛋白酶（约pH=8）。在各自最适pH下，对比三者的酶活性，肠蛋白酶的活性最低，因此催化效率最低；胃蛋白酶的最适pH处于酸性范围，故最适宜在酸性环境起作用。
再分析问题（2）：①酶的作用具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质水解，所以实验以蛋白质为分解对象；②观察图乙，15~18℃范围内，三种酶的催化效率随温度升高持续上升，未出现峰值，无法确定最适温度是否在15~18℃，因此不能支持假设。
【解析】
（1）从图甲可知，三种蛋白酶在各自最适pH下，肠蛋白酶的酶活性数值最小，故催化效率最低；胃蛋白酶的最适pH为酸性（约2），因此最适宜在酸性环境中起催化作用。
（2）①酶具有专一性，蛋白酶只能特异性催化蛋白质的分解，所以实验选择蛋白质作为分解对象。
②图乙显示，在15~18℃区间内，三种蛋白酶的催化效率随温度升高一直呈上升趋势，未出现最大值（峰值），无法确定最适温度是否在15~18℃，因此不能支持假设。
【答案】
肠蛋白酶；胃蛋白酶；专一；不能；在15~18℃范围内，三种酶的催化效率随温度升高持续上升，未出现峰值，无法确定最适温度是否在15~18℃
【知识点】
酶的专一性；pH对酶活性的影响；温度对酶活性的影响
【点评】
本题结合坐标图考查酶活性的影响因素，需准确分析图中变量关系，理解酶的特性，属于基础的图表分析类题目，侧重考查学生的识图能力和逻辑分析能力。
【难度系数】
0.6
24.某兴趣小组对光合作用进行进一步探究：
【提出问题】不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响？
【实验探究】①取三个相同的无色透明玻璃瓶，设置 A、B、C 三组实验，分别加入等量且适量的新鲜菠菜叶片和$\ce{CO_{2}}$缓冲液（维持瓶中$\ce{CO_{2}}$含量稳定）；
②分别在导管中注入一滴红墨水，塞上橡胶塞，关闭活塞，控制红墨水初始位置相同；③分别将装置放在相同强度的红光、绿光和黄光下照射（如图所示）；
④光照相同时间后，红墨水均向左移动，测得红墨水移动的距离分别为$l_{\mathrm{红}}$、$l_{\mathrm{绿}}$、$l_{\mathrm{黄}}$，且$l_{\mathrm{红}}＞l_{\mathrm{黄}}＞l_{\mathrm{绿}}$，多次重复实验后，结果相同（忽略温度对实验的影响）。
（第 24 题）
【得出结论】$\underline{\hspace{10cm}}$。
【交流拓展】
(1)实验中通过比较$\underline{\hspace{5cm}}$来比较不同颜色的光对植物光合作用强度的影响。
(2)为进一步得出光合作用强度，设置了实验 D，将相同装置放于黑暗环境中，其他条件不变，测得红墨水移动的距离为$l_{\mathrm{黑}}$。
①装置 D中的红墨水向$\underline{\hspace{2cm}}$（填“左”或“右”）移动。
②实验中红光条件下，光合作用的强度值可表示为$\underline{\hspace{5cm}}$（用$l_{\mathrm{红}}$和$l_{\mathrm{黑}}$表示）。
【提出问题】不同颜色的光对植物光合作用强度是否有影响？
【实验探究】①取三个相同的无色透明玻璃瓶，设置 A、B、C 三组实验，分别加入等量且适量的新鲜菠菜叶片和$\ce{CO_{2}}$缓冲液（维持瓶中$\ce{CO_{2}}$含量稳定）；
②分别在导管中注入一滴红墨水，塞上橡胶塞，关闭活塞，控制红墨水初始位置相同；③分别将装置放在相同强度的红光、绿光和黄光下照射（如图所示）；
④光照相同时间后，红墨水均向左移动，测得红墨水移动的距离分别为$l_{\mathrm{红}}$、$l_{\mathrm{绿}}$、$l_{\mathrm{黄}}$，且$l_{\mathrm{红}}＞l_{\mathrm{黄}}＞l_{\mathrm{绿}}$，多次重复实验后，结果相同（忽略温度对实验的影响）。
（第 24 题）
【得出结论】$\underline{\hspace{10cm}}$。
【交流拓展】
(1)实验中通过比较$\underline{\hspace{5cm}}$来比较不同颜色的光对植物光合作用强度的影响。
(2)为进一步得出光合作用强度，设置了实验 D，将相同装置放于黑暗环境中，其他条件不变，测得红墨水移动的距离为$l_{\mathrm{黑}}$。
①装置 D中的红墨水向$\underline{\hspace{2cm}}$（填“左”或“右”）移动。
②实验中红光条件下，光合作用的强度值可表示为$\underline{\hspace{5cm}}$（用$l_{\mathrm{红}}$和$l_{\mathrm{黑}}$表示）。
答案
不同颜色的光对植物光合作用强度有影响，红光、黄光、绿光对光合作用强度的影响依次减小
红墨水移动的距离
右
l_红+l_黑
红墨水移动的距离
右
l_红+l_黑
解析
【分析】
要解决本题，需结合光合作用和呼吸作用的气体变化分析实验逻辑：实验中$\ce{CO_{2}}$缓冲液维持瓶内$\ce{CO_{2}}$稳定，瓶内气体变化仅由$\ce{O_{2}}$的产生（光合作用）和消耗（呼吸作用）导致。不同光质下植物光合强度不同，光照时光合强度大于呼吸强度，净光合释放$\ce{O_{2}}$使瓶内气压增大，红墨水左移；黑暗中仅呼吸消耗$\ce{O_{2}}$，瓶内气压减小，红墨水右移。通过红墨水移动距离可反映光合强度，结合净光合与总光合的关系推导结果。
【解析】
【得出结论】根据实验中红墨水移动距离$l_{\mathrm{红}}＞l_{\mathrm{黄}}＞l_{\mathrm{绿}}$，可知不同颜色的光对植物光合作用强度有影响，且红光、黄光、绿光对光合作用强度的影响依次减小。
【交流拓展】
(1) 实验中，红墨水移动距离越大，说明净光合释放$\ce{O_{2}}$越多，光合作用强度越大，因此通过比较红墨水移动的距离来反映不同光对光合强度的影响。
(2) ①装置D处于黑暗环境，菠菜叶片只进行呼吸作用，消耗$\ce{O_{2}}$，瓶内气体减少、气压降低，红墨水向右移动。
②光照下红墨水移动距离$l_{\mathrm{红}}$是净光合释放$\ce{O_{2}}$的量（净光合=总光合-呼吸），黑暗中$l_{\mathrm{黑}}$是呼吸消耗$\ce{O_{2}}$的量，因此总光合强度=净光合+呼吸，即$l_{\mathrm{红}}+l_{\mathrm{黑}}$。
【答案】
不同颜色的光对植物光合作用强度有影响，红光、黄光、绿光对光合作用强度的影响依次减小；红墨水移动的距离；右；$l_{\mathrm{红}}+l_{\mathrm{黑}}$
【知识点】
光合作用、呼吸作用、影响光合作用的因素
【点评】
本题通过对照实验探究不同光质对光合作用强度的影响，需结合光合与呼吸的气体变化分析实验现象，明确净光合与总光合的关系，考查学生的实验分析和逻辑推导能力。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需结合光合作用和呼吸作用的气体变化分析实验逻辑：实验中$\ce{CO_{2}}$缓冲液维持瓶内$\ce{CO_{2}}$稳定，瓶内气体变化仅由$\ce{O_{2}}$的产生（光合作用）和消耗（呼吸作用）导致。不同光质下植物光合强度不同，光照时光合强度大于呼吸强度，净光合释放$\ce{O_{2}}$使瓶内气压增大，红墨水左移；黑暗中仅呼吸消耗$\ce{O_{2}}$，瓶内气压减小，红墨水右移。通过红墨水移动距离可反映光合强度，结合净光合与总光合的关系推导结果。
【解析】
【得出结论】根据实验中红墨水移动距离$l_{\mathrm{红}}＞l_{\mathrm{黄}}＞l_{\mathrm{绿}}$，可知不同颜色的光对植物光合作用强度有影响，且红光、黄光、绿光对光合作用强度的影响依次减小。
【交流拓展】
(1) 实验中，红墨水移动距离越大，说明净光合释放$\ce{O_{2}}$越多，光合作用强度越大，因此通过比较红墨水移动的距离来反映不同光对光合强度的影响。
(2) ①装置D处于黑暗环境，菠菜叶片只进行呼吸作用，消耗$\ce{O_{2}}$，瓶内气体减少、气压降低，红墨水向右移动。
②光照下红墨水移动距离$l_{\mathrm{红}}$是净光合释放$\ce{O_{2}}$的量（净光合=总光合-呼吸），黑暗中$l_{\mathrm{黑}}$是呼吸消耗$\ce{O_{2}}$的量，因此总光合强度=净光合+呼吸，即$l_{\mathrm{红}}+l_{\mathrm{黑}}$。
【答案】
不同颜色的光对植物光合作用强度有影响，红光、黄光、绿光对光合作用强度的影响依次减小；红墨水移动的距离；右；$l_{\mathrm{红}}+l_{\mathrm{黑}}$
【知识点】
光合作用、呼吸作用、影响光合作用的因素
【点评】
本题通过对照实验探究不同光质对光合作用强度的影响，需结合光合与呼吸的气体变化分析实验现象，明确净光合与总光合的关系，考查学生的实验分析和逻辑推导能力。
【难度系数】
0.5
25.小科学习了“空气中氧气含量测定”实验后，发现用图甲装置进行实验误差大且生成的五氧化二磷有毒，于是他对课本装置进行改进，如图乙所示。实
验时先在酒精灯上加热玻璃棒，然后迅速插入瓶塞中来加热白磷，实验过程中气压变化如图丙所示。
(1)白磷燃烧的化学方程式为。
(2)如果按照原来的方式点燃红磷，若瓶塞塞得较慢，将导致测量结果(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(3)在图乙中，$a$、$b$分别表示实验中先后测定的量。$a$为瓶中原有水的体积；$b$为反应后冷却至室温，打开止水夹，集气瓶中水的体积；$c$为集气瓶的容积。若集气瓶中氧气耗尽，请写出$a$、$b$、$c$三个数据应满足的等式关系：。
(4)简要解释图丙中$C$点后气压上升的原因：。
验时先在酒精灯上加热玻璃棒，然后迅速插入瓶塞中来加热白磷，实验过程中气压变化如图丙所示。
(1)白磷燃烧的化学方程式为。
(2)如果按照原来的方式点燃红磷，若瓶塞塞得较慢，将导致测量结果(填“偏大”“不变”或“偏小”)。
(3)在图乙中，$a$、$b$分别表示实验中先后测定的量。$a$为瓶中原有水的体积；$b$为反应后冷却至室温，打开止水夹，集气瓶中水的体积；$c$为集气瓶的容积。若集气瓶中氧气耗尽，请写出$a$、$b$、$c$三个数据应满足的等式关系：。
(4)简要解释图丙中$C$点后气压上升的原因：。
答案
$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃} 2P_{2}O_{5}}$
偏大
$\frac{b-a}{c-a}=\frac{1}{5}$
打开止水夹之后，烧杯内的水会倒吸进入集气瓶内，导致瓶内气压增大至标准大气压
偏大
$\frac{b-a}{c-a}=\frac{1}{5}$
打开止水夹之后，烧杯内的水会倒吸进入集气瓶内，导致瓶内气压增大至标准大气压
解析
【分析】
1. 白磷燃烧是磷与氧气在点燃条件下的反应，需正确书写并配平化学方程式；
2. 点燃红磷时瓶塞塞得较慢，瓶内空气受热逸出，冷却后瓶内压强差增大，进入的水更多，会影响测量结果；
3. 集气瓶内空气体积为集气瓶容积减去原有水的体积，氧气约占空气体积的1/5，反应后进入集气瓶的水体积等于消耗的氧气体积，据此推导等式；
4. 图丙中C点后，打开止水夹，烧杯中的水倒吸入集气瓶，瓶内气压会随水的进入而变化。
【解析】
(1) 白磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，化学方程式为：$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃} 2P_{2}O_{5}}$；
(2) 若瓶塞塞得较慢，红磷燃烧放热使瓶内部分空气受热逸出，冷却后瓶内压强减小程度更大，进入集气瓶的水体积偏大，导致测量结果偏大；
(3) 集气瓶内空气体积为$c - a$，氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$，则氧气体积为$\frac{c - a}{5}$；反应后进入集气瓶的水体积为$b - a$，等于消耗的氧气体积，因此$\frac{b - a}{c - a} = \frac{1}{5}$；
(4) C点时温度已冷却至室温，打开止水夹后，烧杯中的水在大气压作用下倒吸入集气瓶，瓶内气体体积减小，气压逐渐上升至标准大气压。
【答案】
$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃} 2P_{2}O_{5}}$；偏大；$\frac{b - a}{c - a} = \frac{1}{5}$；打开止水夹之后，烧杯内的水会倒吸进入集气瓶内，导致瓶内气压增大至标准大气压
【知识点】
空气中氧气含量测定、化学方程式书写、实验误差分析
【点评】
本题围绕空气中氧气含量测定实验，考查化学方程式书写、实验误差分析、数据推导及气压变化解释，体现实验原理的应用，改进装置更环保且减少误差，考查学生对实验的理解与应用能力。
【难度系数】
0.6
1. 白磷燃烧是磷与氧气在点燃条件下的反应，需正确书写并配平化学方程式；
2. 点燃红磷时瓶塞塞得较慢，瓶内空气受热逸出，冷却后瓶内压强差增大，进入的水更多，会影响测量结果；
3. 集气瓶内空气体积为集气瓶容积减去原有水的体积，氧气约占空气体积的1/5，反应后进入集气瓶的水体积等于消耗的氧气体积，据此推导等式；
4. 图丙中C点后，打开止水夹，烧杯中的水倒吸入集气瓶，瓶内气压会随水的进入而变化。
【解析】
(1) 白磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，化学方程式为：$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃} 2P_{2}O_{5}}$；
(2) 若瓶塞塞得较慢，红磷燃烧放热使瓶内部分空气受热逸出，冷却后瓶内压强减小程度更大，进入集气瓶的水体积偏大，导致测量结果偏大；
(3) 集气瓶内空气体积为$c - a$，氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$，则氧气体积为$\frac{c - a}{5}$；反应后进入集气瓶的水体积为$b - a$，等于消耗的氧气体积，因此$\frac{b - a}{c - a} = \frac{1}{5}$；
(4) C点时温度已冷却至室温，打开止水夹后，烧杯中的水在大气压作用下倒吸入集气瓶，瓶内气体体积减小，气压逐渐上升至标准大气压。
【答案】
$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃} 2P_{2}O_{5}}$；偏大；$\frac{b - a}{c - a} = \frac{1}{5}$；打开止水夹之后，烧杯内的水会倒吸进入集气瓶内，导致瓶内气压增大至标准大气压
【知识点】
空气中氧气含量测定、化学方程式书写、实验误差分析
【点评】
本题围绕空气中氧气含量测定实验，考查化学方程式书写、实验误差分析、数据推导及气压变化解释，体现实验原理的应用，改进装置更环保且减少误差，考查学生对实验的理解与应用能力。
【难度系数】
0.6
