2019届高考热点题型(一)酶的相关实验学案(含答案)

热点题型一酶的相关实验一、鉴定酶的本质人的唾液中含有唾液淀粉酶，有人说：“唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质”。

请设计一个实验以探究该酶的化学本质是否是蛋白质。

(1)实验材料：质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液、鸡蛋、人的口腔唾液(含有酶)、清水、小烧杯、玻璃棒、试管和滴管。

(2)实验原理：鸡蛋的蛋清的主要成分是蛋白质，在碱性溶液中，蛋白质与CuSO4反应能产生紫色物质，即蛋白质的双缩脲反应。

如果能通过实验证明，酶能发生双缩脲反应，即可证明酶的化学本质是蛋白质。

(3)实验步骤：①制备蛋清液：取生鸡蛋一个，打破蛋壳(不要破坏蛋黄)。

取少许蛋清注入小烧杯中，加入30 mL的清水，用玻璃棒调匀。

②取两支试管，编号，在1号试管中注入第一步得到的________2 mL,2号试管中注入________________。

③向1号和2号试管中各加入1 mL__________________________________，摇匀。

④分别向两试管中注入________________________________，摇匀。

⑤振荡摇匀后，静置一会，观察其颜色变化。

(4)实验结果与结论预测：①若____________________，则________________________________；②若_____________________________，则唾液淀粉酶的化学本质不是蛋白质。

审题关键(1)据题可知该实验的目的是探究唾液淀粉酶的化学本质是否是蛋白质。

(2)确定本实验的自变量为蛋白质和酶，因变量为是否出现紫色反应。

(3)找出本实验的无关变量有：蛋清液和唾液的注入量、双缩脲试剂的使用量和方法等。

(4)联想到鉴定蛋白质的方法：双缩脲试剂使用时，先加入NaOH溶液(1 mL)，振荡摇匀，造成碱性的反应环境，然后再加入4滴CuSO4溶液，振荡摇匀后观察现象。

(5)由题干信息可知本实验属于探究类实验，其结果与结论预测的一般语言表述模型是：若××××××，则××××××；若××××××，则××××××。

答案(3)②蛋清液等量的口腔唾液③质量浓度为0.1 g/mL的NaOH溶液④质量浓度为0.01 g/mL的CuSO4溶液4滴(4)①两支试管中都呈现紫色唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质②1号试管中呈现紫色，2号试管没有呈现紫色鉴定酶本质的“试剂检测法”模型“试剂检测法”——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。

因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应，RNA与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案：某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。

酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。

简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。

审题关键(1)据题干可知，X酶的功能是X酶能将糖原分解为还原糖。

(2)联想到蛋白酶可以改变蛋白质的空间结构从而使其失去功能。

(3)RNA酶可以催化RNA发生水解而失去功能。

(4)若X酶的化学本质是蛋白质，被蛋白酶处理后，则不能将糖原分解为还原糖。

(5)若X酶的化学本质是RNA，被RNA酶处理后，则不能将糖原分解为还原糖。

(6)题干中要求要设计甲、乙两组实验，二者之间要能相互印证，因此联想相互对照。

答案(1)实验思路：甲组：将X酶用蛋白酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖的产生。

乙组：将X酶用RNA酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖的产生。

(2)预期结果及结论：①若甲组有还原糖生成，乙组没有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是RNA；②若甲组没有还原糖生成，乙组有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是蛋白质。

鉴定酶本质的“酶解法”模型“酶解法”——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。

其必须保持正常的结构才能发挥催化作用，因此可以分别利用蛋白酶和RNA酶处理某酶，再观察其功能是否受影响来确定该酶的本质。

设计如右方案：1．食虫植物是一种会捕获并消化动物的植物。

为了验证其分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示。

在适宜温度的水浴中保温一段时间后，试管1、2中加入适量双缩脲试剂，试管3、4不加任何试剂。

下列有关实验的叙述正确的是( )A．如果试管1中出现紫色反应，即能证明分泌液中有蛋白酶B．实验②的观测指标能证明分泌液中有蛋白酶C．由试管2、3构成的对照实验，即可得出实验结论D．实验①是对照组、实验②为实验组，两组一起才能达到实验目的答案 B解析试管1中蛋白液没有分解的话也会出现紫色反应，A项错误；实验②中如果蛋白块变小的话，说明分泌物中含有蛋白酶，B项正确；试管1和2形成对照，试管3和4形成对照，由四支试管构成的实验得出实验结论，C项错误；试管1和2形成对照，试管3和4形成对照，实验①和实验②不符合单一变量原则，不能形成对照，D项错误。

2．研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质，有人认为是一种能促使葡萄糖分解的酶，有人认为是一种能促使蔗糖分解的酶。

对此，研究人员设计并做了一些相关实验。

请回答下列问题：(1)要确定此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了如上图所示的实验过程，实验中“在适宜的温度下”的目的______________________。

请分析可能的实验结果。

在水浴加热后，若两支试管均出现砖红色沉淀，说明____________________，若两支试管均不出现砖红色沉淀，则说明____________________。

(2)若以上实验完成后，已经确定其为催化葡萄糖分解的酶，化学本质是蛋白质，需要确定其催化作用的最适温度，设计实验的基本思路是先确定______________，再参照上图中甲试管的处理方法进行实验。

实验结束后，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度，再________________重复进行实验。

答案(1)避免温度对实验的干扰(或避免无关变量的干扰) 该物质是能催化蔗糖分解的酶该物质是能催化葡萄糖分解的酶(2)系列等温度梯度细化温度梯度解析(1)实验过程中的温度是无关变量，温度控制为最适温度，这样可以避免无关变量对实验结果的干扰。

还原糖可与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀。

葡萄糖是还原糖而蔗糖是非还原糖，但蔗糖的分解产物为还原糖。

两个都出现砖红色，表明该酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解，该物质是能催化蔗糖分解的酶；两个都不出现砖红色，说明蔗糖没有分解而葡萄糖被分解，故该物质是能催化葡萄糖分解的酶。

(2)设计实验的基本思路是：先确定系列等温度梯度，再选择其中砖红色沉淀最少的两支试管所对应的温度之间设置更小温度梯度。

3．现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液(淀粉酶本质是蛋白质，可将淀粉水解成还原糖)各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。

(1)用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是____________，其中稀蛋清和________将发生________色反应。

(2)用________试剂区分不发生显色反应的一组溶液。

产生____________现象的为________溶液。

(3)区分发生显色反应一组溶液的方法、鉴定结果及结论分别是：方法：将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用________试剂在一定条件下分别处理上述两种混合液。

结果：其中一组产生了________________，另一组无明显现象。

结论：发生显色反应的是__________溶液，不发生显色反应的是____________溶液。

答案(1)双缩脲试剂淀粉酶紫(2)斐林砖红色沉淀葡萄糖(3)斐林砖红色沉淀淀粉酶稀蛋清解析(1)由于稀蛋清和淀粉酶溶液的化学本质是蛋白质，蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应，而葡萄糖和淀粉属于糖类，不能与双缩脲试剂发生显色反应，所以可以用双缩脲试剂将4种溶液分为两组，其中稀蛋清和淀粉酶将发生紫色反应。

(2)葡萄糖属于还原糖，可用斐林试剂鉴定，产生砖红色沉淀。

(3)淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖，麦芽糖属于还原糖，所以加入淀粉后，用斐林试剂鉴定后出现砖红色沉淀的则为淀粉酶。

所以可以将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用斐林试剂分别处理上述两种混合液，观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清溶液，出现砖红色的是淀粉酶溶液。

二、验证酶的高效性与专一性已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H2O2分解反应的速率。

请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。

要求写出实验步骤，预测实验结果，得出实验结论，并回答下列问题：实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。

(1)实验步骤：①________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

③________________________________________________________________________。

(2)实验结果预测及结论：整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是______________________________。

由此可得出的结论是______________。

(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80 ℃，重做上述实验，O2释放的速率最快的是________________________________________________________________________，原因是________________________________________。

审题关键(1)据题可知，该实验的目的是同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。

(2)酶的催化作用和高效性是指分别与无催化剂和无机催化剂相对照，加快所催化反应的速率的现象，所以本实验的自变量为无催化剂、酶和无机催化剂(FeCl3)。