《2021高三生物人教版一輪教師用書：必修1 第3單元 素養(yǎng)加強課1 酶的相關實驗設計 Word版含解析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2021高三生物人教版一輪教師用書：必修1 第3單元 素養(yǎng)加強課1 酶的相關實驗設計 Word版含解析（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 酶相關實驗設計中的“酶解法”某科研小組經(jīng)研究得知X酶存在于人的肝細胞中，能將糖原分解為還原糖。酶必須保持正常的結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮催化作用，請利用這一原理設計實驗，探究X酶的化學本質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是RNA。簡要寫出實驗思路，并預期實驗結(jié)果及結(jié)論(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)。審題指導(1)據(jù)題干可知，X酶的功能是能將糖原分解為還原糖。(2)聯(lián)想到蛋白酶可以改變水解蛋白質(zhì)從而使其失去功能。(3)RNA酶可以催化RNA發(fā)生水解而使其失去功能。(4)若X酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，被蛋白酶處理后，則不能將糖原分解為還原糖。(5)若X酶的化學本質(zhì)是RNA，被RNA酶處理后，則不能將糖原分解為還原糖。(

2、6)題干中要求設計甲、乙兩組實驗，二者之間要能相互印證，因此聯(lián)想相互對照。解析實驗設置甲組和乙組，兩組實驗分別用蛋白酶和RNA酶處理X酶，然后與糖原混合檢測兩組實驗中X酶有無活性。檢測X酶是否有活性可用斐林試劑與產(chǎn)物反應是否產(chǎn)生了顏色變化來完成。答案實驗思路：甲組：將X酶用蛋白酶處理，再與糖原溶液混合，在適宜條件下保持一段時間后，檢測是否有還原糖產(chǎn)生。乙組：將X酶用RNA酶處理，再與糖原溶液混合，在適宜條件下保持一段時間后，檢測是否有還原糖產(chǎn)生。預期結(jié)果及結(jié)論：若甲組有還原糖生成，乙組沒有還原糖生成，則說明X酶的化學本質(zhì)是RNA；若甲組沒有還原糖生成，乙組有還原糖生成，則說明X酶的化學本質(zhì)是蛋

3、白質(zhì)。1鑒定酶本質(zhì)的“酶解法”模型“酶解法”從酶的化學本質(zhì)上來講，絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。其必須保持正常的空間結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮催化作用，因此可以分別利用蛋白酶和RNA酶處理某酶，再觀察其功能是否受影響來確定該酶的本質(zhì)。設計如圖方案。2實驗設計中可用酶催化底物分解，根據(jù)酶處理后的變化或底物的變化，來證明底物的成分或酶的作用。1某校研究性學習小組從芍藥中提取出一種酶，為探究該酶催化分解的底物是葡萄糖還是蔗糖，該研究性學習小組的同學們設計并做了如圖所示的實驗。下列相關敘述正確的是()甲 乙 甲 乙甲 乙A與無機催化劑不同的是，該酶能通過降低活化能來提高化學反應速率B圖中的斐林試劑是用0.

4、1 g/mL的NaOH溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液配制的C若兩支試管均出現(xiàn)磚紅色沉淀，則說明該酶催化的底物是蔗糖D若該酶催化的底物是葡萄糖，則只有一支試管會出現(xiàn)磚紅色沉淀C無機催化劑與酶都能通過降低活化能來提高化學反應速率，與無機催化劑相比，酶降低活化能的作用更顯著，A項錯誤；斐林試劑是用0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液配制的，B項錯誤；葡萄糖屬于還原糖，蔗糖不屬于還原糖，若兩支試管均出現(xiàn)磚紅色沉淀，則說明該酶催化的底物是蔗糖，若兩支試管均不出現(xiàn)磚紅色沉淀，則說明該酶催化的底物是葡萄糖，C項正確、D項錯誤。2(2019廣東深圳調(diào)研)將甲細菌提取物(

5、含A、B、C、D四種有機物的混合物)和活的乙細菌混合培養(yǎng)一段時間后，從培養(yǎng)基中分離出了活的甲細菌。在無法對上述四種物質(zhì)進行分離和提純的前提下，為確定AD中是哪種物質(zhì)能使乙細菌轉(zhuǎn)化為甲細菌，請根據(jù)題意設計相關實驗，要求寫出實驗設計思路、預期結(jié)果及結(jié)論。(1)設計思路：_。(2)預期結(jié)果：_。(3)結(jié)論：_。解析該實驗的目的是探究甲細菌中含有的A、B、C、D四種有機物，哪種化合物可使乙細菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。由于A、B、C、D四種有機物無法分離和提純，故只能將其分成4份，再向其中分別加入分解A的酶、分解B的酶、分解C的酶、分解D的酶。再將處理后組別中加入乙細菌，觀察其轉(zhuǎn)化情況。若其中某一個組別沒有分離出活的

6、甲細菌，表明該物質(zhì)是促進乙細菌轉(zhuǎn)化為甲細菌的物質(zhì)。答案(1)取適量的甲細菌的細胞提取物分成4等份，分別放入4支試管并編號，再分別加入可分解A、B、C、D的酶，一段時間后，分別和有乙細菌的培養(yǎng)基混合培養(yǎng)并觀察結(jié)果(2)其中有一組混合培養(yǎng)基中沒有分離出活的甲細菌(3)加酶后沒有分離出活的甲細菌的實驗組中所含對應的有機物為轉(zhuǎn)化物質(zhì) 酶實驗設計中的“對比法”(2019衡水金卷)某同學進行了如下有關酶的實驗：甲組：淀粉溶液新鮮唾液加入斐林試劑出現(xiàn)磚紅色沉淀乙組：蔗糖溶液新鮮唾液加入斐林試劑不出現(xiàn)磚紅色沉淀丙組：蔗糖溶液蔗糖酶溶液加入斐林試劑？下列敘述正確的是()A丙組的實驗結(jié)果是“不出現(xiàn)磚紅色沉淀”B三

7、組實驗中，底物的用量屬于自變量C該同學的實驗目的是驗證酶的專一性D可用碘液代替斐林試劑進行檢測審題指導(1)根據(jù)三組實驗條件分析，甲組和乙組形成對照，自變量是底物的種類；乙組和丙組形成對照，自變量是酶的種類。(2)兩組對照實驗都是利用的實驗設計中的“對比法”。(3)唾液中含有淀粉酶，能催化淀粉水解為麥芽糖；蔗糖酶能催化蔗糖水解為葡萄糖和果糖。C蔗糖酶能催化一分子蔗糖水解成一分子果糖和一分子葡萄糖，果糖和葡萄糖是還原糖，加入斐林試劑水浴加熱會使還原糖生成磚紅色沉淀，A項錯誤；底物的用量屬于無關變量，B項錯誤；從實驗所用的底物和酶的種類分析可知，該實驗的目的是驗證酶的專一性，C項正確；唾液淀粉酶能

8、催化甲組淀粉水解成還原糖，不能催化蔗糖水解，碘液使淀粉呈現(xiàn)藍色，不能使還原糖和蔗糖呈現(xiàn)藍色，使用碘液無法檢測乙、丙組的反應，無法得出結(jié)論，D項錯誤。1驗證酶的高效性設計思路：將用酶催化的反應與用無機催化劑催化的反應進行對照，驗證酶的催化效率比無機催化劑高。設計方案示例：2驗證酶的專一性設計思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。設計方案示例：結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有專一性。說明：若驗證某種具體酶的專一性，設計思路應該是該種酶作用于不同種底物。1(2019成都二診)“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗如圖所示，3號試管滴加兩滴質(zhì)量分數(shù)為3.5%的FeCl3溶

9、液，4號試管滴加新鮮的肝臟研磨液，下列分析錯誤的是()A2、4號試管加快反應的原理不同B1、4號試管進行對照實驗，不能證明酶的高效性C該實驗可以證明催化劑能通過降低活化能加速反應D2、3、4號試管底物反應完畢釋放的O2量應相同C本實驗可以證明催化劑可以加速反應，但不能證明是通過降低活化能實現(xiàn)的。2(2019青島檢測)小麥種子中含有、兩種淀粉酶，某學習小組對這兩種淀粉酶活性進行探究實驗，步驟如下：將等量的淀粉酶(70 活性不受影響，100 高溫下失活)與淀粉酶(70 處理15 min即失活)加適量蒸餾水混合，分為甲、乙、丙三組；甲組25 下處理，乙組70 水浴處理15 min后取出，丙組100

10、下處理15 min后取出；甲、乙、丙三組分別在25 條件下加入等量且足量的淀粉溶液；一段時間后，測得甲、乙、丙三組淀粉剩余量分別為a、b、c。請回答下列相關問題：(1)上述兩種酶存在差異的直接原因是_。(2)三組淀粉剩余量最多的是_組(填“甲”“乙”或“丙”)，原因是_。(3)利用上述實驗結(jié)果，如何大致比較25 條件下淀粉酶和淀粉酶活性的大?。縚。解析(3)甲組25 下處理，淀粉酶和淀粉酶均發(fā)揮作用。乙組70 水浴處理15 min后，淀粉酶失活，只有淀粉酶發(fā)揮作用，丙組100 下處理15 min，兩種淀粉酶均失活。因此，ba代表淀粉酶分解淀粉的量，cb代表淀粉酶分解淀粉的量。答案(1)氨基酸的

11、種類、數(shù)目、排列順序及肽鏈的空間結(jié)構(gòu)不同(2)丙兩種淀粉酶在100 條件下均失去活性，且降到25 活性不能恢復(3)比較ba(淀粉酶的活性)與cb(淀粉酶的活性)數(shù)值的大小 酶實驗設計中的“梯度法”37 時，測量不同pH條件下人體兩種消化酶的活性，結(jié)果如表所示。下列有關敘述正確的是()pH1.02.03.04.05.06.07.08.0淀粉酶活性mg/(g30 min)200203250300350490450200蛋白酶活性g/(g30 min)1 5201 7501 5001 4001 020980700500A.該實驗的自變量是淀粉酶活性和蛋白酶活性B為進一步確定該淀粉酶的最適pH，應該

12、在4.0到6.0間細化梯度C由表可知不同酶的最適pH不同D表中蛋白酶活性可以表示胰蛋白酶的活性審題指導(1)實驗探究的內(nèi)容是37 條件下，pH對兩種消化酶活性的影響，自變量是pH及酶的種類。(2)要在適宜溫度和利用“梯度法”設置的不同pH下分別測定酶的活性。(3)根據(jù)pH梯度設置下的酶活性的測定結(jié)果判斷淀粉酶的適宜pH在5.07.0之間，蛋白酶的適宜pH在1.03.0之間。(4)胃蛋白酶的適宜pH為1.5左右。C根據(jù)表格分析，該實驗的自變量是pH和酶的種類，因變量是淀粉酶活性和蛋白酶活性，A項錯誤；為進一步確定該淀粉酶的最適pH，應該在5.0到7.0間細化梯度，B項錯誤；表格顯示，兩種酶活性最

13、高對應的pH不同，說明不同酶的最適pH不同，C項正確；表格中蛋白酶的活性最適宜pH在2.0左右，可以代表胃蛋白酶，而胰蛋白酶的最適宜pH是偏堿性的，D項錯誤。1探究酶的最適溫度(1)設計思路(2)設計方案2探究酶的最適pH(1)設計思路(2)設計方案1如圖表示酶X的活性與溫度的關系示意圖。下列有關分析錯誤的是()A在實際生產(chǎn)中，酶X制劑幾乎在所有的季節(jié)都能使用B酶X的化學本質(zhì)是有機物，具有高效性和專一性的特點C測定酶X的活性時，實驗對pH、底物量和酶量沒有要求D在2040 范圍內(nèi)設置更小的溫度梯度，可進一步探究酶X的最適溫度C據(jù)圖可知，酶X在1070 條件下的活性都較高，由此可推知在實際生產(chǎn)中

14、，酶X制劑幾乎在所有的季節(jié)都能使用，A項正確；酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，酶具有高效性和專一性的特點，B項正確；本題研究的是酶X的活性與溫度的關系，自變量是溫度，pH、底物量和酶量均屬于無關變量，所以測定酶X的活性時，pH、底物量和酶量都應保持相同且適宜，C項錯誤；本實驗可確定酶X的最適溫度在2040 之間，但由于溫度梯度較大，所以要進一步探究酶X的最適溫度，可在2040 范圍內(nèi)設置更小的溫度梯度，D項正確。2普通淀粉酶的最適溫度在4060 之間，而極端耐熱淀粉酶在100 仍能保持較高的活性，因此在生產(chǎn)上具有更為廣泛的應用前景。請回答有關問題：(1)要鑒定該酶的化學本質(zhì)，可將該酶液與

15、_混合，若反應液呈_色，則該酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)。(2)測定淀粉酶活性時，應選擇_作為該酶作用的底物，反應液中應加入_溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。(3)設計實驗測定極端耐熱淀粉酶起催化作用的最適溫度。此實驗中除自變量和因變量外，還需要考慮_(答出兩點即可)等因素。結(jié)合題目信息，簡要寫出測定該酶催化作用最適溫度的實驗思路：_。解析(1)酶大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA，要鑒定該酶的化學本質(zhì)，可將該酶液與雙縮脲試劑混合，若反應液呈紫色，則該酶的化學本質(zhì)為蛋白質(zhì)。(2)測定淀粉酶活性時，根據(jù)酶的專一性，應選擇淀粉作為該酶作用的底物，反應液中應加入(酸堿)緩沖溶液以維持其酸堿度穩(wěn)定。(3)此實驗中除自變量和因變量外，無關變量需要保持相同且適宜，因此還需要考慮底物淀粉溶液的濃度和用量、pH及添加試劑的量、實驗操作順序等因素。測定該酶催化作用最適溫度的實驗思路：在40 和100 之間每隔一定溫度設置一個實驗組，其他實驗條件適宜且保持一致。以反應液和碘液發(fā)生顏色反應的程度為指標確定最適溫度。答案(1)雙縮脲試劑紫(2)淀粉(酸堿)緩沖(3)底物淀粉溶液的濃度和用量、pH及添加試劑的量、實驗操作順序在40 和100 之間每隔一定溫度設置一個實驗組，其他實驗條件適宜且保持一致。以反應液和碘液發(fā)生顏色反應的程度為指標確定最適溫度