中四生物练习卷：细胞、酶与代谢（100 分）

练习卷 · 中四生物 · 细胞、酶与代谢

中四生物练习卷：6 题 22 部分、100 分、75 分钟。按香港中四生物课程编写，涵盖酶动力学、渗透与水势、光合作用与呼吸作用、细胞分裂、能量流与显微量度，并包括数据处理与实验设计题型，另附答案与常见失分位，适合校内考试前操练。

卷面资料　年级：中四　｜　科目：生物　｜　时限：75 分钟　｜　总分：100 分　｜　题数：22

第一部分：酶与反应速率（18 分）

某酶的 Vmax 为 120 µmol min⁻¹，Km 为 4.0 mM。全部小题须列出算式。

#	题目	答案与评分要点
1	当底物浓度为 4.0 mM 时，按米氏方程计算反应速率。	答案：速率 = 120 × 4.0 ÷ (4.0 + 4.0) = 60 µmol min⁻¹，即 Vmax 的一半。
2	当底物浓度升至 36 mM 时，反应速率为多少？	答案：速率 = 120 × 36 ÷ 40 = 108 µmol min⁻¹，等于 Vmax 的九成。
3	底物浓度由 4.0 mM 增至 12 mM 时，反应速率增加多少倍？此时速率占 Vmax 百分之几？	答案：12 mM 时速率 = 90 µmol min⁻¹，倍数 = 90 ÷ 60 = 1.5 倍；占 Vmax = 90 ÷ 120 × 100 = 75.0%。
4	写出 Vmax 与 Km 的数值及单位，并说明 Km 反映酶的哪一种特性。	答案：Vmax = 120 µmol min⁻¹，Km = 4.0 mM。Km 是速率达 Vmax 一半时的底物浓度，反映酶与底物的亲和力：Km 越小亲和力越大。
5	以双倒数作图时，直线斜率等于 Km 除以 Vmax。计算该斜率并写出单位。	答案：斜率 = 4.0 ÷ 120 = 0.033 min µmol⁻¹，即 1/30；单位为分钟乘以 µmol 的倒数。
6	加入竞争性抑制剂后，Km 升至 12 mM 而 Vmax 不变。计算新的斜率，并说明图形怎样改变。	答案：新斜率 = 12 ÷ 120 = 0.10 min µmol⁻¹。直线变斜，但纵轴截距 1/Vmax 不变，故仍交于同一点。

一片植物组织初始质量 2.40 g，置于 0.35 M 蔗糖溶液 30 分钟后质量为 2.16 g。温度 298 K，气体常数取 8.31 J mol⁻¹ K⁻¹。

#	题目	答案与评分要点
7	计算组织的质量变化百分比。	答案：变化 = (2.16 − 2.40) ÷ 2.40 × 100 = −10.0%，即质量减少一成。
8	计算 0.35 M 蔗糖溶液在 298 K 的水势，答案以 MPa 表示。	答案：水势 = −(0.35 × 1000 × 8.31 × 298) ÷ 10⁶ = −0.867 MPa。溶液浓度 0.35 mol dm⁻³ 即 350 mol m⁻³。
9	同一组织在 0.15 M 蔗糖溶液中质量不变。推算该溶液的水势，并估计细胞液的水势。	答案：水势 = −(150 × 8.31 × 298) ÷ 10⁶ = −0.371 MPa。质量不变代表两者等渗，故细胞液水势约为 −0.371 MPa。
10	把动物细胞放入蒸馏水会胀破，而植物细胞不会。用水势与细胞结构解释。	答案：蒸馏水水势为 0，高于细胞液，水由外渗入。动物细胞只有细胞膜，无细胞壁限制，体积不断增大而破裂；植物细胞吸水后液泡膨胀，细胞壁提供压力势抵抗，故不会破裂。

一片面积 0.025 m² 的叶片在光下 30 分钟吸收 1.50 mmol 二氧化碳；在黑暗中 30 分钟释放 0.30 mmol 二氧化碳。

#	题目	答案与评分要点
11	计算光下的净光合速率，单位为 mmol m⁻² h⁻¹。	答案：净速率 = 1.50 ÷ 0.025 ÷ 0.5 = 120 mmol m⁻² h⁻¹。30 分钟即 0.5 小时。
12	计算暗中的呼吸速率，单位为 mmol m⁻² h⁻¹。	答案：呼吸速率 = 0.30 ÷ 0.025 ÷ 0.5 = 24 mmol m⁻² h⁻¹。
13	推算光下的总光合速率，并说明为何要用净速率加上呼吸速率。	答案：总速率 = 120 + 24 = 144 mmol m⁻² h⁻¹。光下叶片同时进行光合作用与呼吸作用，吸收的二氧化碳量只是两者相减后的净值。
14	假设全部碳都用来合成葡萄糖，每 6 mol 二氧化碳产生 1 mol 葡萄糖，摩尔质量 180.16 g mol⁻¹。计算每小时每平方米的葡萄糖产量。	答案：葡萄糖 = 144 ÷ 6 = 24 mmol m⁻² h⁻¹；质量 = 24 × 180.16 ÷ 1000 = 4.32 g m⁻² h⁻¹。

某细胞的细胞周期长 20 小时，其中合成期 6 小时、分裂期 1.5 小时。

#	题目	答案与评分要点
15	计算合成期与分裂期分别占细胞周期的百分比。	答案：合成期 = 6 ÷ 20 × 100 = 30.0%；分裂期 = 1.5 ÷ 20 × 100 = 7.5%。
16	某生物体细胞染色体数目为 8。写出一个配子可能有的染色体组合数目，以及两个配子结合后可形成的基因型组合数目。	答案：配子染色体组合 = 2⁴ = 16 种；两个配子结合的组合 = 16 × 16 = 256 种。
17	人类体细胞有 46 条染色体。若不计互换，一个精子可有的染色体组合数目是多少？	答案：染色体组合 = 2²³ = 8 388 608 种。
18	比较有丝分裂与减数分裂完成后，子细胞的 DNA 含量与染色体数目，并各举一个例子说明其功能。	答案：有丝分裂由 2C 复制后分成两个 2C 子细胞，染色体数目与母细胞相同，用于生长与修补；减数分裂由 2C 经两次分裂产生四个 1C 配子，染色体数目减半，用于产生遗传多样性。

某生态系统的生产者每年每平方米固定 48 000 kJ 能量，其后每一营养级的总能量只有一成传到下一级。

#	题目	答案与评分要点
19	计算初级消费者、次级消费者与三级消费者每年每平方米可得的总能量，并写出每一级的能量传递效率。	答案：初级消费者 = 48 000 × 0.1 = 4 800 kJ；次级 = 480 kJ；三级 = 48 kJ。每一级效率均为 10%。
20	某初级消费者摄入 6 000 kJ，其中同化 4 800 kJ、呼吸 3 840 kJ。计算其净生产量，以及净生产占同化量的百分比。	答案：净生产 = 4 800 − 3 840 = 960 kJ；百分比 = 960 ÷ 4 800 × 100 = 20.0%。其余八成以呼吸热形式散失。

某显微镜的目镜为 10 倍。用 10 倍物镜时视野直径量得 1.8 mm；改用 40 倍物镜观察同一标本。

#	题目	答案与评分要点
21	计算改用 40 倍物镜后的总放大率与视野直径，直径以毫米及微米表示。	答案：总放大率 = 10 × 40 = 400 倍；视野直径 = 1.8 × 10 ÷ 40 = 0.45 mm，即 450 µm。放大率增至四倍，视野直径缩至四分之一。
22	在 400 倍下量得某细胞的影像长度为 90 mm。计算细胞的实际长度，并指出这种量度方法两个可能的误差来源。	答案：实际长度 = 90 ÷ 400 = 0.225 mm = 225 µm。误差来源：细胞边界在光学下模糊，难以确定起点与终点；影像量度时未有校正比例尺或目镜测微尺，以及细胞并非完全平放，令长度被高估。

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