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A-Level 生物 9700 Paper 5 模擬卷（規劃、分析與評價）｜30 分、1 小時 15 分、附答案及評分準則
TutorZone 原創模擬卷 · CIE A-Level 生物 9700 Paper 5（規劃、分析與評價）
2 題 10 個部分 · 30 分 · 1 小時 15 分 · 准用計算機
卷制對照
| 試卷 | 時間 | 分數 | 性質 |
|---|---|---|---|
| Paper 5（規劃、分析與評價） | 1 小時 15 分 | 30 分 | 本卷 |
| Paper 4（A Level 結構題） | 2 小時 | 100 分 | A Level 另一卷 |
| Paper 3（AS 實驗技巧） | 2 小時 | 40 分 | AS 卷 |
| Paper 2（AS 結構題） | 1 小時 15 分 | 60 分 | AS 卷 |
| Paper 1（多項選擇） | 1 小時 | 40 分 | AS 卷 |
資料表（Data and formulae）
| 量 | 數值 |
|---|---|
| 重力加速度 g | 9.81 m s⁻² |
| 室溫摩爾體積 | 24.0 dm³ mol⁻¹ |
| 氧氣摩爾質量 | 32.0 g mol⁻¹ |
| 葡萄糖 Mr | 180 |
| 標準大氣壓 | 101 kPa |
| 20 °C 水蒸氣壓 | 2.3 kPa |
題目
Total: 30 marks · 1 h 15 min · calculator allowed
第 1 · 實驗規劃：溫度對過氧化氫酶活性的影響 [15]
(a) 一名學生要研究溫度對馬鈴薯過氧化氫酶活性的影響，以過氧化氫分解時釋出氧氣的速率作為量度。指出自變量、因變量，以及兩個需要控制的變量。 [2]
(b) 描述如何把反應混合物保持在 10 °C 至 50 °C 的指定溫度，並說明如何準確確定混合物的溫度。 [3]
(c) 描述如何準確量度氧氣釋放的速率。 [4]
(d) 說明應繪畫哪一條圖線顯示溫度與速率的關係，指出預期的形狀，並解釋如何由速率計算 Q₁₀。 [3]
(e) 指出兩項令實驗更可靠或更安全的措施，並各說明原因。 [3]
第 2 · 數據分析與評價：光強與光合作用速率 [15]
(a) 一名學生研究光強對水草（Elodea）光合作用的影響。他以氣密的量氣管收集水草在 5 分鐘內釋出的氧氣，並改變燈與水草之間的距離 d；假設水草位置的光強與 1/d² 成正比。結果列於下表。完成下表，計算每個距離下每分鐘的氧氣釋放速率（cm³ min⁻¹），並以 2 位小數表示。 [3]
(b) 以速率（cm³ min⁻¹）為縱軸、1/d²（cm⁻²）為橫軸作圖，描述所得的關係，並說明梯度的意義。 [4]
(c) 用圖線的梯度預測 d = 25 cm 時的速率，並與由原始數據推算的結果比較。 [3]
(d) 計算 d = 50 cm 時速率的百分比不確定度（量氣管讀數 ±0.05 cm³、計時 ±1 s）。 [2]
(e) 指出兩項影響結果的限制或誤差，並各提出改善方法。 [3]
答案及評分準則
| 第 | 部分 | 答案 | 評分要點 | 分 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | (a) | 自變量：溫度（10、20、30、40、50 °C）。因變量：氧氣釋放的速率（cm³ s⁻¹）。控制變量：過氧化氫的濃度與體積（20 cm³ 的 2.0% w/v 溶液）、馬鈴薯圓片的數目與總表面積（5 片、厚 2 mm、用同一打孔器切出）、酸鹼度（同一緩衝液），以及收集氣體的時間長度。 | 1 分：自變量為溫度、因變量為氧氣釋放速率 1 分：兩個控制變量（過氧化氫濃度／體積、圓片數目與大小、pH、收集時間） |
2 |
| 1 | (b) | 用五個水浴分別設在 10、20、30、40、50 °C，以溫度計確認水浴讀數穩定。把盛有 20 cm³ 2.0% 過氧化氫的試管放入水浴 5 分鐘，馬鈴薯圓片亦在同一水浴預熱 5 分鐘，令兩者都達至水浴溫度。混合前用溫度計量出試管內液體的實際溫度並記錄，不可假設等於水浴設定值；實際溫度應在目標 ±0.5 °C 之內。 | 1 分：五個水浴分別設在 10–50 °C 1 分：過氧化氫與圓片先在水浴預熱 5 分鐘達溫 1 分：用量出的液體實際溫度而非假設等於水浴設定 |
3 |
| 1 | (c) | 加入圓片後立即塞緊並接上氣密注射器（或在水面上倒置量氣管），同時開始計時。每 10 秒記錄氣體體積一次，共 120 秒。取最初 30 秒體積對時間圖的最陡切線斜率作為初速率（cm³ s⁻¹），因為後段底物濃度下降、速率會減慢。每個溫度重複三次取平均；每次用新鮮圓片與新鮮過氧化氫，並用濾紙吸乾圓片表面的水。 | 1 分：氣密裝置（注射器／倒置量氣管）不漏氣 1 分：每 10 秒讀體積，共記錄 120 秒 1 分：用最初 30 秒最陡切線求初速率，不用全程平均 1 分：重複三次取平均／每次用新圓片與新鮮試劑 |
4 |
| 1 | (d) | 以初速率（cm³ s⁻¹）為縱軸、溫度（°C）為橫軸作圖。預期由 10 °C 升至約 40 °C 時速率平穩上升（每升 10 °C 約加倍），在 40 °C 附近達最高點，之後急降，因為酶在高溫變性、活性位點失去形狀。Q₁₀ 等於 (T + 10) °C 的速率除以 T °C 的速率，例如 30 °C 與 20 °C 速率之比。 | 1 分：速率對溫度作圖，兩軸標明單位 1 分：預期先升後急降，約 40 °C 最高，之後因酶變性 1 分：Q₁₀ = rate(T + 10) ÷ rate(T) |
3 |
| 1 | (e) | ① 每個溫度重複三次並取平均，減少隨機誤差。② 全部圓片用同一打孔器切出、厚薄一致並吸乾表面水，令表面積與酶量相同，屬控制變量。③ 過氧化氫對皮膚與眼睛有刺激性，須戴護目鏡及手套並在通風處操作；50 °C 水浴有燙傷風險，用夾子取試管。 | 1 分：重複三次取平均（減隨機誤差） 1 分：同一打孔器／厚薄一致／吸乾（控制表面積與酶量） 1 分：護目鏡手套、通風、用夾子取熱試管（安全理由） |
3 |
| 2 | (a) | 速率 = 5 分鐘體積 ÷ 5：d = 10 cm → 20.0 ÷ 5 = 4.00；20 cm → 5.00 ÷ 5 = 1.00；30 cm → 2.22 ÷ 5 = 0.44；40 cm → 1.25 ÷ 5 = 0.25；50 cm → 0.80 ÷ 5 = 0.16 cm³ min⁻¹。 | 1 分：五個值全部除以 5 分鐘（4.00、1.00、0.44、0.25、0.16） 1 分：單位 cm³ min⁻¹ 1 分：全部以 2 位小數一致表示 |
3 |
| 2 | (b) | 五點大致落在通過原點的直線上：1.00 × 10⁻² → 4.00；2.50 × 10⁻³ → 1.00；1.11 × 10⁻³ → 0.44；6.25 × 10⁻⁴ → 0.25；4.00 × 10⁻⁴ → 0.16。最小二乘梯度約 4.0 × 10² cm³ min⁻¹ cm²。直線通過原點表示速率與光強成正比，即在整個範圍內光是限制因子；梯度代表每增加一單位 1/d² 所增加的速率。 | 1 分：兩軸標明變量與單位 1 分：五點正確描繪 1 分：關係為通過原點的直線 1 分：梯度約 4.0 × 10² cm³ min⁻¹ cm²，並指出成正比／光為限制因子 |
4 |
| 2 | (c) | d = 25 cm 時 1/d² = 1 ÷ 625 = 1.60 × 10⁻³ cm⁻²，速率 = 4.0 × 10² × 1.60 × 10⁻³ = 0.64 cm³ min⁻¹。由原始數據：5 分鐘體積 = 2000 ÷ 625 = 3.20 cm³，速率 = 3.20 ÷ 5 = 0.64 cm³ min⁻¹。兩者一致（相差小於 1%），支持速率與光強成正比的結論。 | 1 分：1/d² = 1.60 × 10⁻³ cm⁻² 1 分：用梯度乘得 0.64 cm³ min⁻¹ 1 分：與數據推算值比較並作結論 |
3 |
| 2 | (d) | 體積不確定度：0.05 ÷ 0.80 × 100% = 6.25%；時間不確定度：1 ÷ 300 × 100% = 0.33%；合計 6.58%，約 6.6%（或取 7%）。50 cm 時體積最小，所以相對不確定度最大，該點在圖上最不可靠。 | 1 分：6.25% + 0.33% = 6.6% 1 分：指出 50 cm 體積最小、相對不確定度最大 |
2 |
| 2 | (e) | ① 用間尺量燈與水草的距離，光源位置（燈絲）不易界定，而且燈泡發熱會令水溫上升、改變酶的活性 → 用光源箱或 LED、固定燈與水草的距離，並用水浴把水溫維持在 25 °C。② 部分氧氣溶於水或附在水草表面而沒有進入量氣管 → 先讓水草適應 5 分鐘、輕敲量氣管令氣泡上升，或用溶解氧電極直接量度。③ 只用水中溶解的二氧化碳，5 分鐘內可能耗盡而成限制因子 → 改用固定濃度的碳酸氫鈉溶液。 | 1 分：第一項限制（距離／光源位置、燈泡發熱）及改善（光源箱、固定距離、水浴控溫） 1 分：第二項限制（氧氣溶解／附著、二氧化碳耗盡）及改善（適應 5 分鐘、輕敲、碳酸氫鈉溶液） 1 分：改善方法須能針對所指出的誤差 |
3 |
課題分佈
| 題號 | 課題 | 分數 |
|---|---|---|
| 1 | 實驗規劃：溫度對過氧化氫酶活性的影響 | 15 |
| 2 | 數據分析與評價：光強與光合作用速率 | 15 |
常見失分位
- 規劃題只寫「量度氧氣」，沒有說明如何求初速率（例如最初 30 秒的最陡切線），方法分全部失掉。
- 把 5 分鐘的總體積當成速率，忘記除以時間，單位寫成 cm³ 而不是 cm³ min⁻¹。
- 作圖時橫軸用 d 而不是 1/d²，得出一條曲線，無法判斷是否成正比。
- 評價誤差只寫「人為錯誤」，沒有指出具體來源（燈絲位置、燈泡發熱、氧氣溶解）及改善方法。
常見問題
Paper 5 考甚麼？
Paper 5 是 A Level 的規劃、分析與評價卷：1 小時 15 分、30 分。第一題要求你設計一個實驗（變量、方法、數據處理、安全），第二題給你一組數據，要你完成表格、作圖、求梯度和不確定度，並評價誤差。
沒有做過該實驗也可以做嗎？
可以。Paper 5 考的是實驗設計與數據處理的思路，不需要親手做過該實驗；但一定要熟習控制變量、求初速率、作圖求梯度及百分比不確定度這幾項技巧。
為甚麼用 1/d² 而不用 d 作橫軸？
光強與距離平方成反比，所以 1/d² 才是真正的自變量。速率對 1/d² 作圖若得通過原點的直線，就證明速率與光強成正比；用 d 作圖只會得曲線，無法判定關係。
本卷由 TutorZone 導師依公開課程大綱自行編寫，題目與數據均為原創，與 CIE 官方無關。
答案卷附評分要點，只供學習用途；轉載請註明出處。
