分子與細胞實驗復習（二）

知識梳理

實驗七 探究影響酶活性的因素

一、比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率

（一）實驗原理

鮮肝提取液中含有過氧化氫酶，過氧化氫酶和Fe3+都能催化H2O2分解放出O2。經計算，質量分數為3.5%的FeCl3溶液和質量分數為20%的肝臟研磨液相比，每滴FeCl3溶液中的Fe3+數，大約是每滴肝臟研磨液中過氧化氫酶分子數的25萬倍。

（二）方法步驟

1． 取4支潔凈試管，編號，分別加入2mL H2O2溶液

2． 將2號試管放在90℃左右的水浴中加熱，觀察氣泡冒出情況，與1號對照；

3． 向3號、4號試管內分別滴入2滴FeCl3溶液和2滴肝臟研磨液，觀察氣泡產生情況；

4． 2～3min后，將帶余燼的衛生香分別放入3號和4號試管內液面的上方，觀察復燃情況。

二、溫度對酶活性的影響

（一）實驗原理

1． 淀粉遇碘后，形成紫藍色的復合物。

2． 淀粉酶可以使淀粉逐步水解成麥芽糖和葡萄糖（淀粉水解過程中，不同階段的中間產物遇碘后，會呈現紅褐色或紅棕色）麥芽糖和葡萄糖遇碘后不顯色。

（二）方法步驟

1． 取3支試管，編上號，然后分別注入2mL可溶性淀粉溶液；

2． 另取3支試管，編上號，然后分別注入1mL新鮮淀粉酶溶液；

3． 將裝有淀粉溶液和酶溶液的試管分成3組，分別放入熱水（約60℃）、沸水和冰塊中，維持各自的溫度5min；

4． 分別將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中，搖勻后，維持各自的溫度5min；

5． 在3支試管中各滴入1~2滴碘液，搖勻后觀察這3支試管中溶液顏色變化并記錄。

三、pH值對酶活性的影響

（一）實驗原理

淀粉酶的最合適pH值是中性，在過量酸、過量堿性的環境中酶的結構被破壞而失活。

（二）方法步驟

1． 取3支試管，編上號，然后分別注入2mL可溶性淀粉溶液；

2． 在3支試管中分別注入1mL蒸餾水、鹽酸、氫氧化鈉溶液，放入熱水（約60℃）保溫5min；

3． 加入斐林試劑，水浴加熱煮沸1min，觀察這3支試管中溶液顏色變化并記錄。

實驗八 葉綠體色素的提取和分離

一、實驗原理

1． 葉綠體中的色素是有機物，不溶于水，易溶于丙酮等有機溶劑中，所以用丙酮、乙醇等能提取色素。

2． 層析液是一種脂溶性很強的有機溶劑。葉綠體色素在層析液中的溶解度不同，分子量小的溶解度高，隨層析液在濾紙上擴散得快，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴散得慢。所以用層析法來分離四種色素。

二、實驗步驟

1． 提取色素。5克綠葉剪碎，放入研缽，加入SiO2、CaCO3和5mL丙酮（或10mL無水乙醇）迅速、充分研磨；

2． 收集濾液。漏斗基部放一單層尼龍布，研磨倒入漏斗內擠壓，將濾液收集到小試管中，用棉花塞住試管口；

3． 制備濾紙條。將干燥的濾紙，順著紙紋剪成長10cm，寬1cm的紙條，一端剪去二個角，并在距這一端1cm處劃一鉛筆線；

4． 劃濾液細線。用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線劃出細、齊、直的一條濾液細線，干后重復三次；

5． 紙層析法分離色素。將3mL層析液倒入燒杯中，將濾紙條（劃線一端朝下）插入層析液中，用培養皿蓋蓋上燒杯；

6． 觀察實驗結果。

實驗九 探究酵母菌的呼吸方式

一、實驗原理

1． 酵母菌是一種單細胞真菌，在有氧和無氧的條件下都能生存，屬于兼性厭氧菌，因此便于用來研究細胞呼吸的不同方式。

2． CO2可使澄清石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。根據石灰水混濁程度或溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的時間長短，可以檢測酵母菌培養CO2的產生情況。

3． 橙色的重鉻酸鉀溶液，在酸性條件下與乙醇（酒精）發生化學反應，在酸性條件下，變成灰綠色。

二、方法步驟

1． 酵母菌培養液的配制。取20g新鮮的食用酵母菌，分成兩等份，分別放入錐形瓶A（500mL）和錐形瓶B（500mL）中 ，再分別向瓶中注入240mL質量分數為5%的葡萄糖溶液

2． 檢測CO2的產生。用錐形瓶和其他材料用具組裝好實驗裝置（如圖），并連通橡皮球（或氣泵），讓空氣間斷而持續地依次通過3個錐形瓶（約50min）。然后將實驗裝置放到25～35℃的環境中培養8～10h。

3． 檢測灑精的產生。各取2mL酵母菌培養液的濾液，分別注入2支干凈的試管中。向試管中分別滴加0.5mL溶有0.1g重鉻酸鉀的濃硫酸溶液（體積分數為95-97%）并輕輕振蕩，使它們混合均勻，觀察試管中溶液的顏色變化。

實驗十 觀察細胞的有絲分裂

一、實驗原理

1． 在高等植物體內，有絲分裂常見于根尖、芽尖等分生區細胞。由于各個細胞的分裂是獨立進行的，因此在同一分生組織中可以看到處于不同分裂時期的細胞。

2． 染色體容易被堿性染料（如龍膽紫溶液）著色，通過在高倍顯微鏡下觀察各個時期細胞內染色體（或染色質）的存在狀態，就可判斷這些細胞處于有絲分裂的哪個時期，進而認識有絲分裂的完整過程。

二、實驗步驟

1． 根尖的培養。實驗前3～4天，讓洋蔥放在廣口瓶上，底部接觸清水，根長約5cm時可用；

2． 解離：上午10時至下午2時，剪取洋蔥根尖2~3mm，立即放入盛有質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精溶液的混合液（1∶1）的玻璃皿中，室溫下解離3~5min；

3． 漂洗：待根尖酥軟后，用鑷子取出，放入盛有清水的玻璃皿中漂洗約10 min；

4． 染色：把洋蔥根尖放進盛有質量濃度為0.01g/mL或0.02g/mL的龍膽紫溶液的玻璃皿中染色3～5min；

5． 制片：用鑷子將這段洋蔥根尖取出來，放在載玻片上，加一滴清水，并用鑷子尖把洋蔥根尖弄碎，蓋上蓋玻片，在蓋玻片上再加一片載玻片。然后，用拇指輕輕地壓載玻片，使細胞分散開來；

6． 觀察：低倍鏡觀察：把裝片放在低倍鏡下，慢慢移動裝片，找到分生區細胞。高倍鏡觀察：移走低倍鏡，換上高倍鏡，用細準焦螺旋和反光鏡把視野調整清晰，仔細觀察，找出處于細胞分裂期中期的細胞，再找出前期、后期、末期的細胞。

實驗十一

模擬探究細胞表面積與體積的關系

一、實驗原理

用瓊脂塊模擬細胞。瓊脂塊越小，其表面積越大，則其與外界效換物質的表面積越大，經交換進來的物質在瓊脂塊中擴散的速度快；瓊脂塊中含有酚酞，與NaOH相遇，呈紫紅色，可顯示物質（NaOH）在瓊脂塊中的擴散速度。

二、操作步驟

1． 用塑料餐刀將含酚酞的瓊脂塊切成三塊邊長分別為3cm、2cm、1cm的正方體

2． 將3塊瓊脂塊放在燒杯內，加入NaOH溶液，將瓊脂塊淹沒，浸泡10min。用塑料勺不時翻動瓊脂塊。

3． 戴上手套，用塑料勺將瓊脂塊從NaOH溶液中取出。用紙巾把它們吸干，用塑料刀把瓊脂塊切成兩半。仔細觀察切面的顏色變化，變成紅色的部分代表NaOH擴散的深度，測量每一塊上NaOH擴散后著色的濃度。記錄測量結果

4． 記錄測量結果

5． 根據測量結果進行計算，并將結果填在記錄表中

例題精析

[例1]（2007·山東理綜）用高倍顯微鏡觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂。下列敘述正確的是

A. 處于分裂間期和中期的細胞數目大致相等

B. 視野中不同細胞的染色體數目可能不相等

C. 觀察處于分裂中期的細胞，可清晰的看到赤道板和染色體

D. 細胞是獨力分裂的，因此可選一個細胞持續觀察它的整個分裂過程

[解析]考查植物細胞有絲分裂各個不同時期時間的長短和染色體等有關變化。一般情況下分裂間期的細胞數目較多；赤道板是指相當于細胞中央的一個位置，不是一個結構，所以看不到；在進行觀察洋蔥根尖細胞的有絲分裂的制片時，已經使細胞固定，此時細胞不可能繼續分裂。

[答案]B

[點評]此題考查的知識范圍較全面，需要學生對有絲分裂過程的各個階段有相當的了解。

[例2]將4片等重的牛肉分別置于下列等量的不同消化液中，消化速度最快的是

A． 20mL胃液 B． 10mL胃液和10mL胰液

C． 20mL胰液 D． 10mL膽汁和10mL胰液

[解析]這是對實驗結果進行綜合分析，并作出預測的試題。等量的胰液和胃液中胰液的蛋白酶數量比胃液多，消化能力也較強。所以牛肉在20mL胰液中的消化速度比在20mL胃液中的消化速度快；胃液的pH值約為2，胰液的pH值約為8，當兩者等量混合后pH值將發生改變，故酶的催化能力受到影響。C選項中胰液量多，蛋白酶的量也較多，故消化蛋白質的速率快。D選項中， pH值不會有大變化，但膽汁中無蛋白酶，所以蛋白酶的總量較少，對牛肉片的消化速度也就不快了。

[答案]C

[點評]了解消化道各個部位的正常pH值，了解各種酶催化作用時的最適pH值，是解答這道試題的關鍵。

[例3]下列有關“葉綠體色素的提取和分離”實驗的敘述正確的是

A． 加入碳酸鈣防止濾液揮發

B． 用NaCl溶液提取葉片中的色素

C． 用無水酒精或丙酮分離濾液中的色素

D． 加入二氧化硅有利于充分研磨

[解析]要熟悉各種器材、試劑在實驗中的作用。在這個實驗中使用碳酸鈣是為了保護色素不被破壞；提取色素時要用無水乙醇或丙酮；分離色素時所用的試劑是層析液；而二氧化硅可以增加研磨的效率，使研磨快速而充分。

[答案]D

[點評]實驗器材和試劑的使用也是實驗考查的一個重要方面。

[例4]（2007·上海生物）圖示不同溫度下酵母菌發酵時氣體產生量與反應時間的關系。由圖可知

①有多種酶參與

②最適合pH是7

③最適溫度是40℃

④50℃時酶逐漸失活

⑤0℃時酶逐漸失活

A． ①③

B． ②⑤

C． ③④

D． ④⑤

[解析]審圖可以得知，在不同的溫度下，氣體產生量不同；而隨著反應時間的增加，在不同溫度下氣體產生量有一些比較變化。50℃時，因為溫度過高酶逐漸失活，氣體產生量減少；0℃時，酶活性較低，氣體產生量少；而其余溫度下酶的活性基本不變。從圖中看不出酶的催化活性與pH值的關系。

[答案]C

[點評]本題考查學生關于酶的作用特點的知識，并且考查從圖中獲取信息用于解決問題的能力。

[例5]下列圖形中曲線不能表示

A． 細胞中氧氣濃度與細胞呼吸作用強度的關系

B． 酶促反應中產物的生成速率與時間的關系

C． 反應物的濃度與酶的催化反應速率的關系

D． 植物根細胞呼吸強度與根對礦質元素吸收速率的關系

[解析]這是一道綜合性的習題，需要綜合運用有關酶、呼吸作用、物質跨膜運輸的知識，對其各種反應的關系靈活運用。細胞的呼吸作用包括有氧呼吸和無氧呼吸，因此在沒有氧的情況下，細胞進行無氧呼吸，呼吸作用強度不為零。

[答案]A

[點評]考察綜合運用能力和分析圖形的能力。

[例6]現有一瓶葡萄糖液，內置有適量的酵母菌，經測定瓶中放出CO2 的體積與吸收O2 的體積比為5 ∶ 4，這是因為（假設兩種呼吸作用的速率相等）

A． 有1／5的酵母菌在進行有氧呼吸

B． 有4／5的酵母菌在進行有氧呼吸

C． 有4／7的酵母菌在進行有氧呼吸

D． 有3／7的酵母菌在進行有氧呼吸

[解析] 酵母菌是兼性厭氧菌，既可以進行有氧呼吸，又可以進行無氧呼吸。在進行有氧呼吸時有：C6H12O6＋6O2＋6H2O 6CO2＋12H2O＋能量。

進行無氧呼吸時有：C6H12O6 CH3CH2OH ＋ 2CO2＋能量。

根據題意可知瓶中有4/5的CO2是由有氧呼吸產生，1/5的CO2由無氧呼吸產生。依據公式可以推算出進行有氧呼吸的酵母菌占4／5。

[答案]B

[點評]需要對酵母菌呼吸作用進行全面了解，對有氧呼吸和無氧呼吸兩個反應式能深刻理解，并靈活運用。

模擬操練

1． 用純唾液和用稀釋10倍的唾液做唾液淀粉酶的催化實驗，其效果完全相同，這說明酶具有

A． 催化性

B． 專一性

C． 高效性

D． 穩定性

2. 圖為4種不同的酶（分別以a、b、c、d表示）在不同溫度下酶活性變化的曲線。在37℃時酶活性最高的是

A． a

B． b

C． c

D． d

3． 下列哪項不是葉綠體色素的提取和分離的實驗目的

A． 提取高等植物葉綠體中的色素

B． 用紙層析法將色素進行分離

C． 觀察各種色素的吸收光譜

D． 驗證綠葉中色素的種類和顏色

4. 某同學通過正確的步驟后得到載有四條色素帶的濾紙條，干燥后分別從距剪去兩角的一端依次標號為①②③④，下列敘述中正確的是

A． ①為橙黃色，②為黃色，③為黃綠色，④為藍綠色

B． ①與②之間的距離比其他任兩條相鄰色素帶之間的距離都要大

C． ①最窄，④最寬

D． ①和②主要吸收紅光和藍紫光，③和④主要吸收藍紫光

5． 葉綠體中的色素能夠在濾紙上彼此分離的原因是

A． 色素提取液中色素已經分層

B． 色素在層析液中溶解度不同，在濾紙上擴散的速度不同

C. 無水乙醇有使色素溶解并彼此分離的特性

D． 各種色素對濾紙的吸附力不同

6． 葡萄糖是細胞進行有氧呼吸最常利用的物質。在培養酵母菌的培養基中充入含有放射性18O2的氣體，18O2進入細胞后，最先出現的放射性化合物是

A． 丙酮酸 B． 乳酸

C． 二氧化碳D． 水

7． 圖為某學生所繪制的植物細胞有絲分裂過程中染色體行為的簡圖，其中不正確的是

8． 在顯微鏡下觀察到的洋蔥根尖生長點細胞的形態是圖中的

9. 在高倍顯微鏡下觀察處于有絲分裂中期的植物細胞，都能看到的結構是

A． 染色體、細胞壁、紡錘體

B． 細胞壁、細胞膜、核膜

C． 染色體、赤道板、細胞膜

D． 染色體、紡錘體、赤道板

10． 下列關于觀察植物細胞有絲分裂實驗的敘述，正確的一組是：①解離的目的是將組織細胞殺死，以利于固定細胞的形態，②漂洗的目的是為了洗去根尖上的酸，避免與堿性染料發生中和③用龍膽紫染色是為了將細胞核染成紫色，④壓片可將根尖細胞壓成單層，使之不互相重疊，⑤高倍鏡下視野明亮，看到的細胞數目少，⑥當看到一前期細胞時，要注意觀察到它如何進入到中期、后期、末期的過程，以理解從中期到末期發生的變化。

A． ①②B． ③④⑤

C． ②④D． ②③⑥

答案點撥

1． C[實驗中“用純唾液和用稀釋10倍的唾液做實驗，其效果完全相同”。說明唾液淀粉酶的催化效率非常高]

2． D[識圖題，仔細觀察在37℃時，各曲線中，酶活性的最高點]

3． C[該實驗無法了解色素的吸收光譜]

4． D[考查實驗細節]

5． B[對實驗原理的理解是做好實驗的關鍵，這里需了解不同試劑在實驗中的作用]

6． D[酵母菌是兼性厭氧菌，當氧氣充足是進行有氧呼吸，此時氧結合H+生成水]

7． C[細胞有絲分裂后期，染色體在紡錘絲的牽引下向細胞的兩極移動，由于染色體非常柔軟，因此在向兩極移動的過程中表現為，著絲點在前，染色體臂在后]

8． C[生長點細胞排列緊密，呈正方形]

9． A[在光學顯微鏡下看不到生物膜，因此BC項錯誤；赤道板是并不存在的結構]

10． C[了解觀察植物細胞有絲分裂實驗各步驟的意義]

責任編校 李平安

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”