2022年高三生物一輪復(fù)習(xí) 專題培優(yōu)課 破解酶實驗難題的三種方法 新人教版

2022年高三生物一輪復(fù)習(xí) 專題培優(yōu)課 破解酶實驗難題的三種方法 新人教版一、試劑檢測法鑒定酶的本質(zhì)1設(shè)計思路從酶的化學(xué)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。在高中教材中常見的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本質(zhì)都是蛋白質(zhì)，所以對酶本質(zhì)的鑒定常常是變相地考查蛋白質(zhì)的鑒定方法。因此，使用雙縮脲試劑產(chǎn)生紫色反應(yīng)的鑒定方案即可。2設(shè)計方案項目實驗組對照組材料待測酶溶液已知蛋白液(等量)試劑分別加入等量的雙縮脲試劑現(xiàn)象是否呈現(xiàn)紫色呈現(xiàn)紫色結(jié)論呈現(xiàn)紫色說明該酶為蛋白質(zhì)類；否則該酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)二、對比法探究或驗證酶的高效性、專一性及影響酶活性的因素1驗證酶的高效性(1)設(shè)計思路：驗證酶高效性的方法是“對比法”，即通過對不同類型催化劑(主要是與無機催化劑作比較)催化底物反應(yīng)速率進行比較，得出結(jié)論。(2)設(shè)計方案：項目實驗組對照組材料等量的同一種底物試劑與底物相對應(yīng)的酶溶液等量的無機催化劑現(xiàn)象反應(yīng)速率很快；或反應(yīng)用時短反應(yīng)速率緩慢；或反應(yīng)用時長結(jié)論酶具有高效性2.驗證酶的專一性(1)設(shè)計思路：驗證酶專一性的方法也是“對比法”，常見的有兩種方案：底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通過觀察酶促反應(yīng)能否進行得出結(jié)論。(2)設(shè)計方案：項目方案一方案二實驗組對照組實驗組對照組材料底物相同(等量)與酶相對應(yīng)的底物另外一種底物 試劑與底物相對應(yīng)的酶另外一種酶同一種酶(等量)現(xiàn)象發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)發(fā)生反應(yīng)不發(fā)生反應(yīng)結(jié)論酶具有專一性酶具有專一性3探究不同環(huán)境因素對酶活性的影響(1)設(shè)計思路：采取對比的手段，將待探究的環(huán)境因素施加到實驗組上，將其與對照組比較，觀察酶促反應(yīng)速率的變化，就可確定該環(huán)境因素對酶活性的影響。(2)設(shè)計方案：項目實驗組對照組材料等量的同一種底物和等量的同種酶試劑待測的自變量蒸餾水或其他無關(guān)變量現(xiàn)象反應(yīng)速率快或慢為正常的反應(yīng)速率結(jié)論反應(yīng)速率快對酶活性有促進作用；反應(yīng)速率慢對酶活性有抑制作用；反應(yīng)速率沒有變化無影響三、梯度法確定酶的最適溫度和pH1設(shè)計思路常用“梯度法”來探究酶的最適溫度(或pH)，設(shè)計實驗時需設(shè)置一系列不同溫度(或pH)的實驗組進行相互對照，最后根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：酶促反應(yīng)時間最短的一組所處的溫度(或pH)即最適溫度(或pH)。相鄰組間的差值(即梯度值)越小，測定的最適溫度(或pH)就越精確。特別注意：在設(shè)計實驗過程中，根據(jù)“單一變量原則”，除自變量(如溫度或pH等)成等差數(shù)列相互對照外，其他所有無關(guān)變量都必須相同(包括材料的大小、質(zhì)量、生長狀況等)。2一般步驟組別編號12n實驗材料等量的同種底物pHa1a2an溫度T1T2Tn衡量指標(biāo)相同時間內(nèi) ，各組酶促反應(yīng)中生成物量的多少，或底物剩余的多少實驗結(jié)論生成物量最多的一組，或底物剩余最少的一組所處溫度(或pH)為最適溫度(或pH)1.(xx·新課標(biāo)全國卷)甲、乙兩種酶用同一種蛋白酶處理，酶活性與處理時間的關(guān)系如右圖所示。下列分析錯誤的是()A甲酶能夠抗該種蛋白酶降解B甲酶不可能是具有催化功能的RNAC乙酶的化學(xué)本質(zhì)為蛋白質(zhì)D乙酶活性的改變是因為其分子結(jié)構(gòu)的改變解析：選B酶具有專一性，蛋白酶能催化蛋白質(zhì)降解。因在蛋白酶的作用下，甲酶活性沒有變化而乙酶活性逐漸下降，故甲酶的本質(zhì)不是蛋白質(zhì)，有可能是RNA；而乙酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在蛋白酶的作用下其空間結(jié)構(gòu)被改變。2為驗證酶的專一性，采用的最佳實驗方案是()選項等量的底物分別加入等量的酶分別加入等量的試劑a組b組A.麥芽糖葡萄糖麥芽糖酶斐林試劑B.蔗糖麥芽糖蔗糖酶斐林試劑C.淀粉蔗糖淀粉酶斐林試劑D.淀粉蔗糖淀粉酶碘液解析：選C由于麥芽糖和葡萄糖都是還原糖，因此使用斐林試劑鑒定，a、b兩組都會有磚紅色沉淀生成。蔗糖雖然沒有還原性，但是被蔗糖酶水解后會有還原糖生成，因此也不合理。淀粉可被淀粉酶催化水解，因此，反應(yīng)完成后，a、b兩組都沒有淀粉存在，用碘液檢測也不合理。淀粉和蔗糖都不具有還原性，在淀粉酶的催化下，淀粉水解生成麥芽糖和葡萄糖，因此可用斐林試劑進行檢測。3下列是有關(guān)某種淀粉酶的實驗，處理方式及結(jié)果如下表及圖所示。根據(jù)結(jié)果判斷，敘述正確的是()試管編號試管試管試管pH887溫度604040淀粉酶1 mL1 mL1 mL淀粉1 mL1 mL1 mLA該淀粉酶在作用40 min后便會失去活性B在60的環(huán)境中此種淀粉酶已失去活性C此種淀粉酶在中性環(huán)境中的催化效率比偏堿性中的高D物質(zhì)甲對試管中淀粉酶活性的促進作用大于試管解析：選B由圖中試管、的相應(yīng)處理及其淀粉含量的改變情況可知：試管與試管僅有溫度不同，導(dǎo)致試管中淀粉含量不下降的原因可能是溫度過高導(dǎo)致酶變性失活；試管(pH8)、試管(pH7)內(nèi)的淀粉都減少了，但是試管減少得更快，說明此淀粉酶在堿性環(huán)境中的催化效率比在中性環(huán)境中高。4甲、乙、丙三位同學(xué)圍繞酶的特性進行了如下探究實驗，請你運用所學(xué)知識，指出三位同學(xué)實驗中存在的問題，并提出修正方案。(1)甲同學(xué)探究酶具催化作用：取一支試管，加入2 mL H2O2溶液，再加2滴新鮮土豆研磨液(研磨液中含過氧化氫酶)，觀察到大量氣泡產(chǎn)生，用帶火星的衛(wèi)生香檢測，衛(wèi)生香猛烈燃燒，說明酶具有催化作用。存在問題：_。修正方案：_。(2)乙同學(xué)探究pH對酶活性的影響：取12支試管并編號為112，各加入0.3 cm3蛋白塊，調(diào)節(jié)各試管的pH分別為112；同時向12支試管內(nèi)各加入等量的胰蛋白酶；均放入盛有冰水的大燒杯內(nèi)一段時間；觀察并記錄各試管中蛋白塊消失的時間。存在問題：_。修正方案：_。(3)丙同學(xué)探究溫度對酶活性的影響：取6支試管并編號為A、A1、B、B1、C、C1。在試管A、B、C中都加入等量的淀粉溶液，在試管A1、B1、C1中都加入等量淀粉酶溶液。將試管A、A1放入60水中，試管B、B，放入100水中，試管C、C1放入冰水中，維持5 min。分別將等量的淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液中，搖勻后，維持5 min。取出試管，用斐林試劑檢測實驗結(jié)果。存在問題：_。修正方案：_。解析：(1)從“實驗?zāi)康摹敝姓页觥白宰兞俊?，然后根?jù)自變量設(shè)置分組進行探究，是解答本小題的突破口。“探究酶具催化作用”是實驗?zāi)康?，其自變量是有無酶。由于新鮮土豆研磨液中含有過氧化氫酶，因此，應(yīng)設(shè)置一個空白對照組添加等量的蒸餾水。(2)“探究pH對酶活性的影響”是實驗?zāi)康?，但是必須要保證其他無關(guān)變量適宜，不能影響酶的活性。本題中將各組置于冰水中不合理。(3)對于實驗結(jié)果的觀察，有些可以不借助試劑，如第(2)小題，有些需要借助試劑，如本小題。使用斐林試劑檢測時要用熱水浴加熱處理，放入冰水中的那組在加熱過程中，可能仍會有酶促反應(yīng)進行，因此可改用碘液檢測，再根據(jù)顏色深淺，判定酶促反應(yīng)進行的程度。答案：(1)缺少對照組應(yīng)再取一支試管，滴加2滴蒸餾水，其余條件都相同，觀察不到氣泡產(chǎn)生(2)無關(guān)變量(或溫度)不適宜應(yīng)把12支試管放入37的水浴中保溫相同時間(3)檢測結(jié)果的試劑不合適應(yīng)該是取出試管恢復(fù)至室溫后各加入等量的碘液