人教版高中生物必修第1册 微专题1 关于酶的实验设计

生物学 必修1 配人教版
第5章 细胞的能量供应和利用
【解析】(2)根据“在1、3号试管中加入2 mL 2%淀粉溶液”可知 在2、4试管中要加入2 mL 2%蔗糖溶液，形成对照；根据“在1、2号试 管中加入1 mL α淀粉酶”可知在3、4试管中要加入蔗糖酶溶液，形成对 照，利用还原糖与斐林试剂在加热条件下形成砖红色沉淀的原理，来进 行检验。(3)选择斐林试剂，1号试管里的淀粉被水解产生麦芽糖和葡萄 糖，两者是还原糖，会产生砖红色沉淀。2号试管里的蔗糖没有被分 解，呈现斐林试剂的蓝色。3号试管里的淀粉没有被分解，呈现斐林试 剂的蓝色。4号试管里的蔗糖被分解成葡萄糖和果糖，两者均是还原 糖，所以产生砖红色沉淀。
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第5章 细胞的能量供应和利用
为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，
某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述，正确的是( )
方案 ① ② ③ ④
催化剂
底物
胃蛋白酶、胰蛋白酶
蛋白块
淀粉酶
淀粉、蔗糖
蛋白酶
蛋白质
过氧化氢酶、氯化铁溶液 过氧化氢
pH 中性 适宜 适宜 强酸性
第5章 细胞的能量供应和利用
微专题1 关于酶的实验设计
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第5章 细胞的能量供应和利用
“三法”突破酶的实验设计题型
1．“试剂检测法”鉴定酶的本质 (1)设计思路：从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质， 少 数 的 酶 是 RNA 。 在 高 中 教 材 中 常 见 的 一 些 酶 ， 如 淀 粉 酶 、 蛋 白 酶 等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质 的鉴定方法。因此，利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理 设计鉴定方案即可。
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第5章 细胞的能量供应和利用
为验证酶的专一性，选用适当的实验器材和药品进行实 验。
(1) 实 验 器 材 和 药 品 ： 试 管 、 量 筒 、 温 度 计 、 2% 淀 粉 溶 液、2%蔗糖溶液、α淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林试剂、碘液、水 浴锅等。
(2)实验步骤： 步骤一：取4支干净的试管，编号。在1、3号试管中加2 mL 2%淀粉溶液，在2、4号试管中加____________溶液。 步骤二：在1、2号试管中加1 mL α淀粉酶溶液，在3、4号 试管中加1 mL________溶液。
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第5章 细胞的能量供应和利用
②设计方案：
项目
材料
试剂 现象 结论
方案一
方案二
实验组
对照组
实验组
对照组
同种底物(等量)
与酶相对 应的底物
另外一 种底物
与底物相 对应的酶
另外一种酶
同一种酶(等量)
发生反应
不发生反应
Байду номын сангаас
发生反应 不发生反应
酶具有专一性
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第5章 细胞的能量供应和利用
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第5章 细胞的能量供应和利用
(4)通过四支试管的结果可以知道，淀粉酶只分解了淀粉，蔗糖酶 只分解了蔗糖，证明了酶具有专一性。(5)上述实验器材中有水浴锅， 可以利用水浴锅来做到控制温度的变化，探究温度对酶活性的影响。
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第5章 细胞的能量供应和利用
下列有关酶的实验设计思路正确的是( ) A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性 B．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对 酶活性的影响 C．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 D．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效 性 【答案】D
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(2)设计方案
第5章 细胞的能量供应和利用
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第5章 细胞的能量供应和利用
2．“对比法”验证酶的高效性和专一性 (1)验证酶的高效性 ①设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化 相同底物的反应速率进行比较，得出结论。
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第5章 细胞的能量供应和利用
②设计方案：
项目 材料 试剂
现象 结论
实验组
对照组
等量的同一种底物
与底物相对应的酶溶液(如生 物材料研磨液)
等量的无机催化剂
反应速率很快，或反应用时 反应速率缓慢，或反
短
应用时长
酶具有高效性
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第5章 细胞的能量供应和利用
(2)验证酶的专一性 ①设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同 但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行而得出结论。
温度 室温 适宜 不同温度 室温
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第5章 细胞的能量供应和利用
A．方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类 B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测 C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检 测 D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多 【答案】B
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第5章 细胞的能量供应和利用
【解析】在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH；淀粉酶 能将淀粉分解，不能将蔗糖分解，利用斐林试剂检测生成物可以达到目 的；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反 应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解；在高温、过酸、过碱 的条件下，酶的空间结构遭到破坏，导致酶变性失活，因此强酸性条件 下，过氧化氢酶失活，不能用于验证酶的高效性。
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第5章 细胞的能量供应和利用
步骤三：将1、2、3、4号试管分别放置在各自相应的最适温度下的 水浴锅保温10分钟。
步骤四：选择__________(填检验试剂的名称)进行检验。 (3)实验结果：1号试管呈________色，2号试管呈________色，3号 试管呈________色，4号试管呈________色。 (4)实验结论：说明____________________。 (5)还可利用上述实验器材和药品探究________对酶活性的影响。 【答案】(2)2 mL 2% 蔗糖 蔗糖酶 斐林试剂 (3)砖红 蓝 蓝 砖红 (4)酶具有专一性 (5)温度
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第5章 细胞的能量供应和利用
【解析】利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液不能验证酶的专一性，因 为碘液不能与蔗糖反应，也不能与蔗糖的水解产物反应，所以不能检 测，所以A错误；胃蛋白酶的最适pH是1.5左右，在pH为7和11的环境中 变性失活，其pH梯度设置不合理，故无法验证pH对酶活性的影响，所 以B错误；过氧化氢在高温条件下易分解，所以不能利用过氧化氢和过 氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，所以C错误；酶的高效性是指酶与 无机催化剂相比较催化效率高，所以D正确。
3．“梯度法”探究酶的最适温度或最适 pH
(1)设计思路
底物t1温度或pH1下＋酶t1温度或pH1下
底物的分解
底物t2温度或pH2下＋酶t2温度或pH2下
⋮
⋮
⋮
―检―测→量量或或剩产余物
底物tn温度或pHn下＋酶tn温度或pHn下
的生成量
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(2)设计方案
第5章 细胞的能量供应和利用