《2025年创新设计高考总复习生物》

[典例1] (2024·河南名校联盟)实验设计应注重科学性、遵循实验设计原则。下列有关生物学实验的叙述，正确的是 （ ）
A.“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，自变量为催化剂，因变量为O₂生成量
B.探究“温度对酶活性的影响”实验，可选用唾液淀粉酶，并且需要设计空白对照组
C.探究“pH影响酶活性”的实验，可选用胃蛋白酶，在pH为6～8范围设置不同实验组
D.探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖

答案： D [“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，自变量为催化剂的种类和有无，因变量为O₂生成速率，A错误；探究“温度对酶活性的影响”实验，可选用唾液淀粉酶，不需要设计空白对照组，不同温度可以形成相互对照，B错误；胃蛋白酶在pH为6～8范围内失活，C错误；探究“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验，可用斐林试剂鉴定产物中有无还原糖来证明，D正确。]

[典例2] (2024·重庆南开中学调研)脲酶能够将尿素分解成二氧化碳和氨(氨溶于水后形成铵根离子)。某研究人员利用一定浓度的尿素溶液进行了铜离子对脲酶活性的影响实验，得到如图所示结果。请回答下列问题：

(1)科学家萨姆纳从刀豆种子中提取到脲酶的结晶，并用多种方法证明了脲酶的化学本质是____。
(2)图示实验的自变量为______________________；实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，脲酶的活性________。图中显示，脲酶作用的最适温度范围是________℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，请写出实验设计的基本思路：______。
(3)幽门螺杆菌是导致胃炎的罪魁祸首，该微生物也可以产生脲酶，并分泌到细胞外发挥作用，该微生物合成脲酶的过程中参与的细胞器是________________。¹³C呼气试验检测系统是检测幽门螺杆菌的有效方法，被测者先口服用¹³C标记的尿素，然后向专用的呼气卡中吹气留取样本，即可以准确地检测出被测者是否被幽门螺杆菌感染。请简要说明¹³C呼气试验检测的原理：______________________。

答案：
(1)蛋白质
(2)温度和铜离子浓度 降低 40～60 在不加入铜离子(或铜离子浓度一定)的情况下，在温度为40～60℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率
(3)核糖体 幽门螺杆菌会产生脲酶，脲酶能将尿素分解成NH₃和¹²CO₂，如果检测到被测者呼出的气体中含有¹²CO₂，则说明被测者被幽门螺杆菌感染
解析
(1)萨姆纳从刀豆种子中提取出脲酶结晶，并用多种方法证明脲酶是蛋白质。
(2)题图中温度和铜离子浓度是实验中人为改变的量，属于自变量，实验结果表明，随着铜离子浓度的升高，产生的铵根离子减少，说明脲酶的活性降低。图中显示，脲酶在50℃时活性最高，所以脲酶作用的最适温度范围是40～60℃。为了进一步探究脲酶作用的最适温度，在不加入铜离子(或铜离子浓度一定)的情况下，在温度为40～60℃范围内设置更小的温度梯度进行实验，测定尿素分解速率，尿素分解速率最高时的温度为脲酶作用的最适温度。
(3)幽门螺杆菌是原核生物，脲酶是蛋白质，其合成场所是核糖体。被测者口服用¹⁴C标记的尿素，如果感染幽门螺杆菌，幽门螺杆菌会产生脲酶，则尿素会被分解成NH₃和¹²CO₂，则其呼出的气体中含有¹²CO₂。