高考生物一轮复习 重点实验课(四)探究温度和pH对酶活性的影响 浙教版必修1
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整理ppt
1．变量的种类 变量是实验设计中可以变化的因素或条件，依据变量间的
相互关系，可分为以下两类： (1)自变量与因变量：自变量是实验中由实验者所操纵的
因素，该因素的改变将引起实验结果的相应改变，是实验要研
究的因素。因变量是因自变量不同而导致的不同的实验结果。
它们之间是因果关系，自变量是原因，因变量是结果。 (2)无关变量与额外变量：无关变量是指实验中除自变量
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外也能影响实验现象或结果的其他因素。由无关变量引起的实
验结果就是额外变量。它们之间也是因果关系。
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2．自变量的确定和控制 根据实验目的，确定实验变量，进而确定控制的措施。 例如：“探究淀粉酶的最适温度”的实验。 (1)变量的确定： 自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯度，即要“探究 什么”，则“什么”就是自变量。 (2)自变量的控制： 在确定了自变量是温度梯度后，应将淀粉酶置于温度梯度 下，如：25℃、26℃、27℃…… 控制变量的方法，常用的有“施加”“改变”“去除”等。
a．________________________；
b．____________________________________________。
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[答案] (1)①质量分数为 3%的淀粉溶液、质量分数为 2%的淀 粉酶溶液
③淀粉溶液的颜色变化 溶液不变蓝(或蓝色最浅) (2)①体积分数为 3%的过氧化氢溶液、新鲜的质量分数为 20% 的猪肝研磨液(或质量分数为 3%的淀粉溶液、质量分数为 2%的淀 粉酶溶液) ②新鲜的质量分数为 20%的猪肝研磨液→质量分数为 5%的 NaOH 溶液(或盐酸)或蒸馏水→体积分数为 3%的过氧化氢溶液[或 质量分数为 2%的淀粉酶溶液→质量分数为 5%的 NaOH 溶液(或盐酸) 或蒸馏水→质量分数为 3%的淀粉溶液](前两步颠倒顺序也可) ③缺少 pH＝7 的对照组 加入 NaOH 和 HCl 的时间顺序不合 理，应在加入 H2O2 酶前改变溶液的 pH
2．设置实验步骤时，应注意：①根据试题要求，确定单一 变量，依据实验变量进行合理分组；②根据实验材料，结合实验 原理，确定实验现象的观测手段；③除单一变量外，确保其他实 验条件相同且适宜；④合理确定操作程序，确保程序合理、表达 准确。
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高考对本实验的常考角度如下：
1
补充完善实验步骤，并对实验设计进 行评价
整理ppt
②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的 pH 应分别控 制在______________。 ③为了控制试验温度，装有酶和底物的试管应置于 ___________中以保持恒温。单位时间内________________ 可以表示蛋白酶催化效率高低。 ④实验结果如图 2，据此能否确认该假设成立？________。 理由是：____________________________________________ ___________________________________________________。
(2)探究 pH 对酶活性的影响。 ①本实验选用的反应物和酶制剂分别是_________________。 ②在每组试管中加入药品或试剂的顺序是：_____________ _______________________________________________________。
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③下表为某同学做的探究 pH 对酶活性影响的实验：
速率的影响
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解析：分析曲线，无论在哪种温度条件下，当 pH＝8 时，反 应速率都最大，故该酶的最适 pH 为 8；在一定 pH 的范围内， 随 pH 升高，35 ℃时酶催化反应的速率都最大，故该酶的最 适温度是 35 ℃左右。当 pH 为 8 时，影响反应速率的主要因 素是温度而不是底物浓度和酶浓度；从四条曲线的两端可见， 当 pH 过高或过低时，四种曲线会重叠，即不同温度下的反 应速率相同，此时无法证明温度对反应速率的影响。 答案：A
结合所学知识回答下列问题： (1)探究温度对酶活性的影响。
①本实验选用的反应物和酶制剂分别是_______________。
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②用带有标注文字的装置简图呈现分组情况。
③本实验的观测指标是______________________________， 酶活性最高的一组的现象是______________________________。
试管编号
A
B
加入2 mL体积分数为 加入2 mL体积分数为
实 1 3%的H2O2溶液
3%的H2O2溶液
Baidu Nhomakorabea
验 2 5滴猪肝研磨液
5滴猪肝研磨液
步
0.5 mL质量分数为5% 0.5 mL质量分数为5%
骤 3 的NaOH溶液
的HCl溶液
4 观察气泡的产生速率 观察气泡的产生速率
上述实验设计中有两处不妥之处，请指出：
第三单元 细胞的代谢
重点实验课(四) 探究温度和 pH 对酶活性的影响
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一、探究温度对酶活性的影响 1．材料的选择 (1)
(2)温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘-碘化 钾溶液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
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2.实验程序的设计
淀粉
淀粉酶
↓
↓
各自在所控制的温度下处理一段时间
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1.某同学研究温度和 pH 对某酶促反应速 率的影响，得到如右图所示的曲线。下列
分析正确的是
()
A．该酶催化反应的最适温度为 35℃左
右，最适 pH 为 8
B．当 pH 为 8 时，影响反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度
C．随 pH 升高，该酶催化反应的最适温度也逐渐升高
D．当 pH 为任何一固定值时，实验结果都可以证明温度对反应
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解析：(1)从图一可知，三种蛋白酶在各自最适 PH 值下，幽门 盲囊蛋白酶对应的酶活性值最大，所以催化效率最高。 (2)①酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，故干酪素 为蛋白质类化合物，可用双缩脲试剂检测；②要验证大菱鲆蛋 白酶的最适温度，要遵循单一变量、对照、重复等原则，并控 制其他无关变量相同，由题意可知，此实验温度为自变量，pH 值等为无关变量，为了得到准确的结果，pH 应与相对应的蛋白 酶的最适值，由图 1 可知，胃蛋白酶最适 pH 值为 2，幽门盲囊 蛋白酶最适 pH 值为 8；③为了控制温度保持不变，底物和酶都 应放在恒温箱中保温，酶的催化效率可以用单位时间内底物的
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消耗量或产物的生成量来表示；④由图 2 可以看出，当温度从
15～18 ℃梯度变化过程中，随着温度的升高，蛋白酶的活性一
直在增强，没有出现下降的拐点，因此，不能得出大菱鲆蛋白
酶的最适温度在 15 ℃到 18 ℃。
答案：(1)幽门盲囊蛋白酶
(2)①蛋白质 双缩脲试剂 ②2、8 ③恒温箱 底物消耗量
2 以坐标图为载体进行考查
3 结合生产实际进行考查
4
与酶的其他特性的探究相结合，进行 综合考查
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如“典例”
如“强化训 练”T1 如“强化训 练”T2 如“强化训 练”T3
[典例] 某生物课外活动小组在探究酶的特性时，实验员 为其提供了如下材料用具：
质量分数为 3%的淀粉溶液、质量分数为 5%的 NaOH 溶 液、质量分数为 5%的盐酸、质量分数为 2%的淀粉酶溶液、 体积分数为 3%的过氧化氢溶液、新鲜的质量分数为 20%的猪 肝研磨液、碘-碘化钾溶液、蒸馏水、90℃热水、冰水，试管、 量筒、小烧杯、大烧杯、胶头滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、 石棉网、温度计、pH 试纸、火柴、标签纸等。
(或产物生成量)
④不能 在 15～18 ℃范围内，随着温度的升高，酶活性一直
在增强，没有出现下降的拐点，所以不能得出大菱鲆蛋白酶的
最适温度
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3．请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗 糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、 补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。 实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、 淀粉四种溶液，本尼迪特试剂、试管、37 ℃恒温水浴锅、 80～100℃水浴锅。 (1)若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液， 甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。
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2．(2012·福建高考)大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性 学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究。
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(1)查询资料得知，18 ℃时，在不同 pH 条件下大菱鲆消化道 各部位蛋白酶活性如图 1。由图可知，在各自最适 pH 下， 三种蛋白酶催化效率最高的是_______________________。 (2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在 15～18 ℃之间，学 习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在 15～18℃间。他们 设置 15 ℃、16 ℃、17 ℃、18 ℃的实验温度，探究三种酶的 最适温度。 ①探究试验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是 ________，可用____________________试剂鉴定。
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3．无关变量的确定与控制 例如：请指出探究 pH 对唾液淀粉酶活性的影响实验中的无 关变量是什么。应如何控制？ 分析：在该实验中，自变量是“pH 的大小”。无关变量有 温度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反应时间、加入碘-碘化 钾溶液的量及时间等，在做实验时，对照组和实验组的以上因素 都要相同且适宜。
H2O2 溶液＋pH1 酶液
H2O2 H2O2
溶液＋pH2 酶液 ⋮
溶液＋pHn 酶液
―检―测→O2
的产生速率
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1．探究温度(pH)对酶活性的影响时，应设置不同温度(pH) 处理进行对照，并确保变量控制的有效性，即应在底物与酶混合 之前，先进行同温处理(或先用 pH 缓冲液调节酶和底物的 pH)， 后混合酶和底物。
↓
淀粉与相应温度的淀粉酶混合
↓
在各自所控制的温度下保温一段时间
↓
滴加碘-碘化钾溶液，观察颜色变化
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二、探究 pH 对酶的活性的影响
1．材料的选择
过氧化氢酶 (1)H2O2―――――→H2O＋O2↑。
(2)pH 影响酶的活性，从而影响 O2 的生成量，可用点燃但无
火焰的卫生香燃烧的情况来检验 O2 生成量的多少。 2．实验程序的设计
1．变量的种类 变量是实验设计中可以变化的因素或条件，依据变量间的
相互关系，可分为以下两类： (1)自变量与因变量：自变量是实验中由实验者所操纵的
因素，该因素的改变将引起实验结果的相应改变，是实验要研
究的因素。因变量是因自变量不同而导致的不同的实验结果。
它们之间是因果关系，自变量是原因，因变量是结果。 (2)无关变量与额外变量：无关变量是指实验中除自变量
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外也能影响实验现象或结果的其他因素。由无关变量引起的实
验结果就是额外变量。它们之间也是因果关系。
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2．自变量的确定和控制 根据实验目的，确定实验变量，进而确定控制的措施。 例如：“探究淀粉酶的最适温度”的实验。 (1)变量的确定： 自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯度，即要“探究 什么”，则“什么”就是自变量。 (2)自变量的控制： 在确定了自变量是温度梯度后，应将淀粉酶置于温度梯度 下，如：25℃、26℃、27℃…… 控制变量的方法，常用的有“施加”“改变”“去除”等。
a．________________________；
b．____________________________________________。
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[答案] (1)①质量分数为 3%的淀粉溶液、质量分数为 2%的淀 粉酶溶液
③淀粉溶液的颜色变化 溶液不变蓝(或蓝色最浅) (2)①体积分数为 3%的过氧化氢溶液、新鲜的质量分数为 20% 的猪肝研磨液(或质量分数为 3%的淀粉溶液、质量分数为 2%的淀 粉酶溶液) ②新鲜的质量分数为 20%的猪肝研磨液→质量分数为 5%的 NaOH 溶液(或盐酸)或蒸馏水→体积分数为 3%的过氧化氢溶液[或 质量分数为 2%的淀粉酶溶液→质量分数为 5%的 NaOH 溶液(或盐酸) 或蒸馏水→质量分数为 3%的淀粉溶液](前两步颠倒顺序也可) ③缺少 pH＝7 的对照组 加入 NaOH 和 HCl 的时间顺序不合 理，应在加入 H2O2 酶前改变溶液的 pH
2．设置实验步骤时，应注意：①根据试题要求，确定单一 变量，依据实验变量进行合理分组；②根据实验材料，结合实验 原理，确定实验现象的观测手段；③除单一变量外，确保其他实 验条件相同且适宜；④合理确定操作程序，确保程序合理、表达 准确。
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高考对本实验的常考角度如下：
1
补充完善实验步骤，并对实验设计进 行评价
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②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的 pH 应分别控 制在______________。 ③为了控制试验温度，装有酶和底物的试管应置于 ___________中以保持恒温。单位时间内________________ 可以表示蛋白酶催化效率高低。 ④实验结果如图 2，据此能否确认该假设成立？________。 理由是：____________________________________________ ___________________________________________________。
(2)探究 pH 对酶活性的影响。 ①本实验选用的反应物和酶制剂分别是_________________。 ②在每组试管中加入药品或试剂的顺序是：_____________ _______________________________________________________。
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③下表为某同学做的探究 pH 对酶活性影响的实验：
速率的影响
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解析：分析曲线，无论在哪种温度条件下，当 pH＝8 时，反 应速率都最大，故该酶的最适 pH 为 8；在一定 pH 的范围内， 随 pH 升高，35 ℃时酶催化反应的速率都最大，故该酶的最 适温度是 35 ℃左右。当 pH 为 8 时，影响反应速率的主要因 素是温度而不是底物浓度和酶浓度；从四条曲线的两端可见， 当 pH 过高或过低时，四种曲线会重叠，即不同温度下的反 应速率相同，此时无法证明温度对反应速率的影响。 答案：A
结合所学知识回答下列问题： (1)探究温度对酶活性的影响。
①本实验选用的反应物和酶制剂分别是_______________。
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②用带有标注文字的装置简图呈现分组情况。
③本实验的观测指标是______________________________， 酶活性最高的一组的现象是______________________________。
试管编号
A
B
加入2 mL体积分数为 加入2 mL体积分数为
实 1 3%的H2O2溶液
3%的H2O2溶液
Baidu Nhomakorabea
验 2 5滴猪肝研磨液
5滴猪肝研磨液
步
0.5 mL质量分数为5% 0.5 mL质量分数为5%
骤 3 的NaOH溶液
的HCl溶液
4 观察气泡的产生速率 观察气泡的产生速率
上述实验设计中有两处不妥之处，请指出：
第三单元 细胞的代谢
重点实验课(四) 探究温度和 pH 对酶活性的影响
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一、探究温度对酶活性的影响 1．材料的选择 (1)
(2)温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘-碘化 钾溶液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。
整理ppt
2.实验程序的设计
淀粉
淀粉酶
↓
↓
各自在所控制的温度下处理一段时间
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1.某同学研究温度和 pH 对某酶促反应速 率的影响，得到如右图所示的曲线。下列
分析正确的是
()
A．该酶催化反应的最适温度为 35℃左
右，最适 pH 为 8
B．当 pH 为 8 时，影响反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度
C．随 pH 升高，该酶催化反应的最适温度也逐渐升高
D．当 pH 为任何一固定值时，实验结果都可以证明温度对反应
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解析：(1)从图一可知，三种蛋白酶在各自最适 PH 值下，幽门 盲囊蛋白酶对应的酶活性值最大，所以催化效率最高。 (2)①酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，故干酪素 为蛋白质类化合物，可用双缩脲试剂检测；②要验证大菱鲆蛋 白酶的最适温度，要遵循单一变量、对照、重复等原则，并控 制其他无关变量相同，由题意可知，此实验温度为自变量，pH 值等为无关变量，为了得到准确的结果，pH 应与相对应的蛋白 酶的最适值，由图 1 可知，胃蛋白酶最适 pH 值为 2，幽门盲囊 蛋白酶最适 pH 值为 8；③为了控制温度保持不变，底物和酶都 应放在恒温箱中保温，酶的催化效率可以用单位时间内底物的
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消耗量或产物的生成量来表示；④由图 2 可以看出，当温度从
15～18 ℃梯度变化过程中，随着温度的升高，蛋白酶的活性一
直在增强，没有出现下降的拐点，因此，不能得出大菱鲆蛋白
酶的最适温度在 15 ℃到 18 ℃。
答案：(1)幽门盲囊蛋白酶
(2)①蛋白质 双缩脲试剂 ②2、8 ③恒温箱 底物消耗量
2 以坐标图为载体进行考查
3 结合生产实际进行考查
4
与酶的其他特性的探究相结合，进行 综合考查
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如“典例”
如“强化训 练”T1 如“强化训 练”T2 如“强化训 练”T3
[典例] 某生物课外活动小组在探究酶的特性时，实验员 为其提供了如下材料用具：
质量分数为 3%的淀粉溶液、质量分数为 5%的 NaOH 溶 液、质量分数为 5%的盐酸、质量分数为 2%的淀粉酶溶液、 体积分数为 3%的过氧化氢溶液、新鲜的质量分数为 20%的猪 肝研磨液、碘-碘化钾溶液、蒸馏水、90℃热水、冰水，试管、 量筒、小烧杯、大烧杯、胶头滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、 石棉网、温度计、pH 试纸、火柴、标签纸等。
(或产物生成量)
④不能 在 15～18 ℃范围内，随着温度的升高，酶活性一直
在增强，没有出现下降的拐点，所以不能得出大菱鲆蛋白酶的
最适温度
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3．请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗 糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、 补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。 实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、 淀粉四种溶液，本尼迪特试剂、试管、37 ℃恒温水浴锅、 80～100℃水浴锅。 (1)若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液， 甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。
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2．(2012·福建高考)大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性 学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究。
整理ppt
(1)查询资料得知，18 ℃时，在不同 pH 条件下大菱鲆消化道 各部位蛋白酶活性如图 1。由图可知，在各自最适 pH 下， 三种蛋白酶催化效率最高的是_______________________。 (2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在 15～18 ℃之间，学 习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在 15～18℃间。他们 设置 15 ℃、16 ℃、17 ℃、18 ℃的实验温度，探究三种酶的 最适温度。 ①探究试验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是 ________，可用____________________试剂鉴定。
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3．无关变量的确定与控制 例如：请指出探究 pH 对唾液淀粉酶活性的影响实验中的无 关变量是什么。应如何控制？ 分析：在该实验中，自变量是“pH 的大小”。无关变量有 温度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反应时间、加入碘-碘化 钾溶液的量及时间等，在做实验时，对照组和实验组的以上因素 都要相同且适宜。
H2O2 溶液＋pH1 酶液
H2O2 H2O2
溶液＋pH2 酶液 ⋮
溶液＋pHn 酶液
―检―测→O2
的产生速率
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1．探究温度(pH)对酶活性的影响时，应设置不同温度(pH) 处理进行对照，并确保变量控制的有效性，即应在底物与酶混合 之前，先进行同温处理(或先用 pH 缓冲液调节酶和底物的 pH)， 后混合酶和底物。
↓
淀粉与相应温度的淀粉酶混合
↓
在各自所控制的温度下保温一段时间
↓
滴加碘-碘化钾溶液，观察颜色变化
整理ppt
二、探究 pH 对酶的活性的影响
1．材料的选择
过氧化氢酶 (1)H2O2―――――→H2O＋O2↑。
(2)pH 影响酶的活性，从而影响 O2 的生成量，可用点燃但无
火焰的卫生香燃烧的情况来检验 O2 生成量的多少。 2．实验程序的设计