高中生物酶的相关拓展实验
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【典例2】 (2020·湖南雅礼中学调研)某同学设计了以新配制的体积分数为3%的H2O2 溶液为反应底物的一组实验，预期实验结果如表所示，请回答下列问题。
组别
1
2
3
4
H2O2
2 mL
2 mL
2 mL
/
FeCl3溶液
/
？
/
/
新鲜的肝
脏研磨液 温度
/ 常温
/ 常温
2滴 常温
2滴 常温
蒸馏水
1 mL
1 mL
4
@《创新设计》
②为了探究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 如图所示的实验过程，请预测可能的实验结果。
水浴加热后，如果______________________________________________________， 说明该物质是能催化蔗糖分解的酶；如果____________________________， 则说明该物质是能催化葡萄糖分解的酶。
10
@《创新设计》
解析 (1)分析表格可知，该实验分为4个组别，其中第1组中只加入2 mLH2O2溶液， 作为对照组。第2组中加入FeCl3溶液，作为无机催化剂，第3组中加入肝脏研磨液，其 中含有过氧化氢酶。第2组和第3组比较，自变量是催化剂的种类，加入的催化剂不同， 酶促反应的速率就不同，即该实验的因变量是酶促反应速率，可以通过气泡的大小及 产生速率来判断。第2组为了保证其他的变量与第3组是一致的，加入FeCl3溶液的量应 该跟新鲜的肝脏研磨液一样，也是2滴。(2)第1组和第3组比较，可得出的实验结论是 肝脏研磨液中的过氧化氢酶具有催化作用，第2组和第3组比较才能得出酶具有高效性。 第3组比第2组释放的气泡大且多，从作用机理上说，是因为酶降低化学反应活化能的 作用更显著。(3)如果该同学按照表格完成实验以后，发现每个组别的实验现象都不明
1 mL
预期实验结果
无明显现象 气泡稍多而小 气泡极多而大
注 表中FeCl3溶液和肝脏研磨液的质量分数为3.5%和20%。
9
1 mL 无明显现象
@《创新设计》
(1)本实验的对照组是________(填序号)，因变量是________；第2组和第3组比较，实 验的自变量是________，第2组中应加入________3.5%的FeCl3溶液。 (2)第1组和第3组比较，可得出的实验结论是___________________________________ ___________________________________________________________________________ ； 第3组比第2组释放的气泡大且多，从作用机理上说，是因为______________________ _______________________________________________________________。 (3)若该同学按照表格完成实验后，发现每个组别的实验现象都不明显，最可能的原因 是__________________________________________________，该同学设计第4组实验的 目的是___________________________________________________________。
12
@《创新设计》
3.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 应能否进行得出结论。 (2)设计方案 方案一 酶相同，底物不同 实验组1 反应物1＋酶溶液→反应物被分解 实验组2 反应物2＋等量相同酶溶液→反应物不被分解
3
@《创新设计》Leabharlann Baidu
【典例1】 (2020·四川质量考评)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，有人认为这是一种能催化葡萄糖分解的酶，有人认为这是一种能催化蔗糖 分解的酶。请回答下列问题： ①写出鉴定此物质的化学本质是否是蛋白质的两种方法： 第一种鉴定方法：______________________________________________________。 第二种鉴定方法：____________________________________________________。
@《创新设计》
微专题4 酶的相关拓展实验
1
@《创新设计》
1.探究酶的本质 (1)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：
2
@《创新设计》
(2)酶解法 酶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酶处理待 鉴定酶，再观察其功能是否受影响来确定该酶的本质，设计方案如下：
11
@《创新设计》
显，最可能的原因是H2O2溶液放置时间过长而分解；新鲜的肝脏研磨液中除了有过氧 化氢酶之外还存在其他的物质，故该同学设计第4组实验的目的是排除肝脏研磨液中的 其他物质对实验结果的影响。 答案 (1)1 过氧化氢的分解速率(或气泡的大小及产生速率) 催化剂的种类 2滴 (2)(肝脏研磨液中的)过氧化氢酶具有催化作用 酶降低化学反应活化能的作用更显著 (3)H2O2溶液放置时间过长而分解 排除肝脏研磨液中的其他物质对实验结果的影响
6
@《创新设计》
2.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)催化底物的反应速率进行比较，得出 结论。 (2)设计方案 实验组：反应物＋酶溶液→反应速率快(反应用时短) 对照组：等量的同一种反应物＋等量无机催化剂→反应速率慢(反应用时长)
7
实例
8
@《创新设计》
@《创新设计》
5
@《创新设计》
解析 ①酶的本质大多数是蛋白质，少数是RNA。若要鉴定此物质的化学本质是否是 蛋白质，可以用双缩脲试剂来鉴定，看是否有紫色反应；也可以用蛋白酶来鉴定，看 该物质是否被水解。②还原性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。如果两支试管都出现砖红色 沉淀，则说明该酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解，故该物质是能催化蔗糖分 解的酶；如果两支试管都不出现砖红色沉淀，则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。 答案 ①用双缩脲试剂 用蛋白酶处理 ②两支试管均出现砖红色沉淀 两支试管均 不出现砖红色沉淀
组别
1
2
3
4
H2O2
2 mL
2 mL
2 mL
/
FeCl3溶液
/
？
/
/
新鲜的肝
脏研磨液 温度
/ 常温
/ 常温
2滴 常温
2滴 常温
蒸馏水
1 mL
1 mL
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@《创新设计》
②为了探究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 如图所示的实验过程，请预测可能的实验结果。
水浴加热后，如果______________________________________________________， 说明该物质是能催化蔗糖分解的酶；如果____________________________， 则说明该物质是能催化葡萄糖分解的酶。
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@《创新设计》
解析 (1)分析表格可知，该实验分为4个组别，其中第1组中只加入2 mLH2O2溶液， 作为对照组。第2组中加入FeCl3溶液，作为无机催化剂，第3组中加入肝脏研磨液，其 中含有过氧化氢酶。第2组和第3组比较，自变量是催化剂的种类，加入的催化剂不同， 酶促反应的速率就不同，即该实验的因变量是酶促反应速率，可以通过气泡的大小及 产生速率来判断。第2组为了保证其他的变量与第3组是一致的，加入FeCl3溶液的量应 该跟新鲜的肝脏研磨液一样，也是2滴。(2)第1组和第3组比较，可得出的实验结论是 肝脏研磨液中的过氧化氢酶具有催化作用，第2组和第3组比较才能得出酶具有高效性。 第3组比第2组释放的气泡大且多，从作用机理上说，是因为酶降低化学反应活化能的 作用更显著。(3)如果该同学按照表格完成实验以后，发现每个组别的实验现象都不明
1 mL
预期实验结果
无明显现象 气泡稍多而小 气泡极多而大
注 表中FeCl3溶液和肝脏研磨液的质量分数为3.5%和20%。
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1 mL 无明显现象
@《创新设计》
(1)本实验的对照组是________(填序号)，因变量是________；第2组和第3组比较，实 验的自变量是________，第2组中应加入________3.5%的FeCl3溶液。 (2)第1组和第3组比较，可得出的实验结论是___________________________________ ___________________________________________________________________________ ； 第3组比第2组释放的气泡大且多，从作用机理上说，是因为______________________ _______________________________________________________________。 (3)若该同学按照表格完成实验后，发现每个组别的实验现象都不明显，最可能的原因 是__________________________________________________，该同学设计第4组实验的 目的是___________________________________________________________。
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@《创新设计》
3.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 应能否进行得出结论。 (2)设计方案 方案一 酶相同，底物不同 实验组1 反应物1＋酶溶液→反应物被分解 实验组2 反应物2＋等量相同酶溶液→反应物不被分解
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@《创新设计》Leabharlann Baidu
【典例1】 (2020·四川质量考评)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，有人认为这是一种能催化葡萄糖分解的酶，有人认为这是一种能催化蔗糖 分解的酶。请回答下列问题： ①写出鉴定此物质的化学本质是否是蛋白质的两种方法： 第一种鉴定方法：______________________________________________________。 第二种鉴定方法：____________________________________________________。
@《创新设计》
微专题4 酶的相关拓展实验
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@《创新设计》
1.探究酶的本质 (1)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：
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@《创新设计》
(2)酶解法 酶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酶处理待 鉴定酶，再观察其功能是否受影响来确定该酶的本质，设计方案如下：
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@《创新设计》
显，最可能的原因是H2O2溶液放置时间过长而分解；新鲜的肝脏研磨液中除了有过氧 化氢酶之外还存在其他的物质，故该同学设计第4组实验的目的是排除肝脏研磨液中的 其他物质对实验结果的影响。 答案 (1)1 过氧化氢的分解速率(或气泡的大小及产生速率) 催化剂的种类 2滴 (2)(肝脏研磨液中的)过氧化氢酶具有催化作用 酶降低化学反应活化能的作用更显著 (3)H2O2溶液放置时间过长而分解 排除肝脏研磨液中的其他物质对实验结果的影响
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@《创新设计》
2.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)催化底物的反应速率进行比较，得出 结论。 (2)设计方案 实验组：反应物＋酶溶液→反应速率快(反应用时短) 对照组：等量的同一种反应物＋等量无机催化剂→反应速率慢(反应用时长)
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实例
8
@《创新设计》
@《创新设计》
5
@《创新设计》
解析 ①酶的本质大多数是蛋白质，少数是RNA。若要鉴定此物质的化学本质是否是 蛋白质，可以用双缩脲试剂来鉴定，看是否有紫色反应；也可以用蛋白酶来鉴定，看 该物质是否被水解。②还原性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。如果两支试管都出现砖红色 沉淀，则说明该酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解，故该物质是能催化蔗糖分 解的酶；如果两支试管都不出现砖红色沉淀，则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。 答案 ①用双缩脲试剂 用蛋白酶处理 ②两支试管均出现砖红色沉淀 两支试管均 不出现砖红色沉淀