資源簡介

新人教生物學一輪復習素養加強課
1　對酶相關實驗的基本思想和方法的遷移應用
提升點1　酶相關實驗設計中的“酶解法”
1．實驗設計中可用酶催化底物分解，根據酶處理后的變化，來證明酶的作用或底物的成分。
2．鑒定酶本質的“酶解法”模型
“酶解法”——從酶的化學本質上來講，絕大多數的酶是蛋白質，少數的酶是RNA。酶必須保持正常的空間結構才能發揮催化作用，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。設計方案如圖。
1．(2022·華中師大一附中模擬)某興趣小組在生物實驗室中發現一酶試劑，由于標簽受損，無法確定該酶的具體種類，已知其可能是淀粉酶或蔗糖酶。為判斷該酶的具體種類和作用條件，該小組成員給出了以下建議，其中不合理的是(　　)
A．取部分酶和少量淀粉溶液混合，一定時間后，滴加碘液檢測
B．取部分酶和少量蔗糖溶液混合，一定時間后，利用斐林試劑檢測
C．若已確定該酶是淀粉酶，可使用斐林試劑作檢測試劑探究溫度對酶活性的影響
D．若已確定該酶是蔗糖酶，可利用蔗糖來研究pH對酶活性的影響
C　[取部分酶和少量淀粉溶液混合，若該酶為淀粉酶，則淀粉被水解，一定時間后，滴加碘液后溶液不變藍色；若該酶為蔗糖酶，則淀粉不被水解，一定時間后，滴加碘液后溶液變藍色，A合理。取部分酶和少量蔗糖溶液混合，若該酶為蔗糖酶，則蔗糖被水解，利用斐林試劑檢測會出現磚紅色沉淀；若該酶為淀粉酶，則不出現磚紅色沉淀，B合理。使用斐林試劑檢測時需要水浴加熱，因此在探究溫度對酶活性的影響時不能使用斐林試劑作檢測試劑，C不合理。可用蔗糖作為底物來探究pH對蔗糖酶活性的影響，D合理。]
2．某科研小組經研究得知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構才能發揮催化作用，請利用這一原理設計實驗，探究X酶的化學本質究竟是蛋白質還是RNA。簡要寫出實驗思路，并預期實驗結果及結論(要求：實驗包含可相互印證的甲、乙兩個組)。
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[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物反應是否產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生。預期結果及結論：①若甲組有還原糖生成，乙組沒有還原糖生成，則說明X酶的化學本質是RNA；②若甲組沒有還原糖生成，乙組有還原糖生成，則說明X酶的化學本質是蛋白質
提升點2　酶實驗設計中的“對比法”
1．對比法驗證酶的高效性
(1)設計思路：通過將不同類型催化劑(主要是酶與無機催化劑)催化底物的反應速率進行比較，得出結論。
(2)設計方案
項目 實驗組 對照組
材料 等量的同一種底物
試劑 與底物相對應的酶溶液(如生物材料研磨液) 等量的無機催化劑
現象 反應速率很快，或反應用時短 反應速率緩慢，或反應用時長
結論 酶具有高效性
2．對比法驗證酶的專一性
(1)設計思路：常見的方案有兩種，即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能否進行得出結論。
(2)設計方案
項目 方案一 方案二
實驗組 對照組 實驗組 對照組
材料 同種底物(等量) 與酶相對應的底物 另外一種底物
試劑 與底物相對應的酶 另外一種酶 同一種酶(等量)
現象 發生反應 不發生反應 發生反應 不發生反應
結論 酶具有專一性
1．下表是過氧化氫分解實驗的過程和結果，下列分析錯誤的是(　　)
試管 a b c d
3%過氧化氫溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL
處理措施 不作任何處理 置于90 ℃水浴杯中 加2滴3.5%的FeCl3 加2滴20%的新鮮肝臟研磨液
實驗結果 － ＋ ＋＋ ＋＋＋＋
注：“－”表示無氣泡產生；“＋”的數量表示氣泡產生的多少。
A．a和d對照說明酶具有高效性
B．c和d是對比實驗，自變量是催化劑的種類
C．a、c對照說明FeCl3具有催化作用
D．a、c、d對照可以說明酶的催化具有高效性
A　[a和d對照，只能說明酶能催化化學反應的進行，要證明酶具有高效性，需要將有酶和有無機催化劑參與的反應進行比較，即a、c、d對照能說明酶的催化具有高效性；c和d都是實驗組，二者形成對比，自變量是催化劑的種類；a和c對照說明無機催化劑能促進化學反應的進行，即具有催化作用。]
2．(2023·遼寧名校聯考)據表分析，下列說法正確的是(　　)
組別 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
質量分數為3%的淀粉溶液(mL) 2 2 2 2 2 2
質量分數為2%的蔗糖酶溶液(mL) — 1 — 1 — 1
質量分數為2%的α 淀粉酶溶液(mL) 1 — 1 — 1 —
反應溫度(℃) 0 0 60 60 100 100
碘液 2滴 2滴 2滴 2滴 2滴 2滴
注：表中“—”表示沒有添加。
A．淀粉溶液的用量是無關變量
B．①②兩組實驗可用于驗證酶的專一性
C．②④⑥三組實驗可說明溫度能影響酶活性
D．設計上述實驗的目的是驗證酶的專一性
A　[根據表格數據可知，該實驗的自變量是酶的種類和溫度，所以淀粉溶液的用量是無關變量，A正確；①②兩組實驗的溫度不是適宜溫度，此溫度下酶不能正常發揮作用，所以不能用于驗證酶的專一性，B錯誤；蔗糖酶不能催化淀粉水解，故②④⑥不能說明溫度能影響酶活性，C錯誤；該實驗的目的是探究溫度對酶活性的影響以及驗證酶的專一性，D錯誤。]
(教師用書獨具)
(2022·湖北黃岡高三調研)下表表示探究“酶的特性和影響因素”的實驗設計，下列相關敘述錯誤的是(　　)
試管編號 加入的試劑
1號 2 mL H2O2溶液、2滴蒸餾水
2號 2 mL H2O2溶液、2滴FeCl3溶液
3號 2 mL H2O2溶液、2滴新鮮肝臟研磨液
4號 2 mL H2O2溶液、2滴新鮮肝臟研磨液、質量分數為5%的鹽酸
5號 2 mL H2O2溶液、2滴新鮮肝臟研磨液、質量分數為5%的氫氧化鈉
A．若要驗證酶具有催化作用，應設置1號與3號試管對比
B．若要驗證酶具有高效性，應設置2號與3號試管對比
C．若要研究pH對酶活性的影響，應設置4號與5號試管對比
D．各試管反應時設置的溫度應該一致
C　[1和3試管自變量為是否加入酶，實驗結果可以驗證酶的催化作用，A正確；2和3試管是加入催化劑的種類不同，一個是無機催化劑，一個是酶，可以驗證酶的高效性，B正確；3號試管做對照，4和5分別調節酸性和堿性狀態，才能探究pH對酶活性的影響，C錯誤；溫度是這些實驗的無關變量，因此在各試管要保持相同且適宜，D正確。]
提升點3　探究酶最適溫度或pH中的“梯度法”
1．探究酶的最適溫度
(1)設計思路
在一定范圍內，設計一系列溫度梯度實驗，其他條件相同且適宜，可得出最適溫度的大致范圍，再在此范圍內減小梯度，進一步進行實驗，直至得出最適溫度。
(2)設計方案
2．探究酶的最適pH
(1)設計思路
在一定范圍內，設計一系列pH梯度實驗，其他條件相同且適宜，可得出最適pH的大致范圍，再在此范圍內縮小梯度，進一步進行實驗，直至得出最適pH。
(2)設計方案
1．(2021·湖北選擇性考試模擬)甲同學從某哺乳動物的胃液中分離到了一種酶。為探討該酶的最適pH，設計了如下實驗方案，其中最合理的是(　　)
方案 pH范圍 溫度 酶活性測定 最適pH
A 1～6 25 ℃ 每間隔一個pH梯度進行酶活性測定 以pH對酶活性作圖，酶活性最高時對應的pH為最適pH
B 1～14 25 ℃
C 1～6 37 ℃
D 1～14 37 ℃
C　[哺乳動物的胃中存在胃酸，pH都是呈酸性，故選取的pH范圍應該是1～6。哺乳動物的體溫一般為40 ℃上下和人類的體溫差不多，作為本實驗無關變量中的溫度應選擇較適宜的溫度37 ℃，綜上所述，C合理，A、B、D不合理。]
2．(2022·江蘇百校聯考)小張查閱資料得知，α 淀粉酶的最適溫度是55 ℃。下表是他為此進行的驗證實驗，但因各組結果相同而不能達到實驗目的。以下改進措施中可行的是(　　)
試管 實驗溫度 3%淀粉溶液 1%α 淀粉酶溶液 1 min后碘液檢測
1 50 ℃ 2 mL 1 mL 溶液呈棕黃色
2 55 ℃ 2 mL 1 mL 溶液呈棕黃色
3 60 ℃ 2 mL 1 mL 溶液呈棕黃色
A．將實驗溫度改為0 ℃、55 ℃、100 ℃
B．將淀粉溶液體積改為4 mL
C．將α 淀粉酶溶液濃度改為2%
D．將碘液改為斐林試劑
B　[驗證α 淀粉酶的最適溫度是55 ℃，如果將實驗溫度設置為0 ℃、55 ℃、100 ℃，因為溫度梯度過大，實驗結果不能說明酶的最適溫度就是55 ℃，A錯誤；分析實驗結果可知，三組實驗反應一段時間后，滴加碘液都不變藍色，說明淀粉都完全水解，因此可以通過增加淀粉溶液的濃度、減小酶的濃度或用量、縮短反應時間進行改進，B正確；若將α 淀粉酶溶液濃度改為2%，淀粉會在更短時間內完全水解，滴加碘液都不變藍色，C錯誤；斐林試劑檢測還原糖需要水浴加熱，會破壞設置的溫度條件，D錯誤。]
(教師用書獨具)
(2022·安徽合肥質檢)甘薯富含淀粉，但吃起來較甜，為探究其原因，某興趣小組以甘薯塊莖為材料，在不同溫度、其他條件相同的情況下處理30 min后，測定還原糖含量，結果見下表：
處理溫 度(℃) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
甘薯還 原糖含 量(mg/g) 22.1 23.3 25.8 37.6 40.58 47.4 54.7 68.9 45.3 28.6
根據上述實驗結果，可初步推測下列敘述正確的是(　　)
A．還原糖的產生是酶作用的結果，且酶具有最適溫度
B．加熱為淀粉提供了活化能，促進了淀粉的水解
C．0 ℃時酶無活性，甘薯還原糖是細胞中原有的儲存量
D．分解淀粉的酶具有專一性，其作用條件較溫和
A　[甘薯中的淀粉不是還原糖，實驗檢測出的還原糖推測是甘薯含淀粉酶，能催化淀粉水解為還原糖；表格中隨著溫度的升高，還原糖的含量先增加后減少，說明酶的催化具有最適溫度，A正確。加熱、加壓通常能使反應物分子獲得足夠的活化能，該實驗中淀粉的水解推測是酶催化的結果，溫度影響酶的活性從而影響淀粉的水解，B錯誤。表格中，0 ℃時還原糖含量是淀粉水解的結果，不是細胞中原有的儲存量，說明此時酶有活性，C錯誤。該實驗的自變量是溫度，不能說明酶的專一性，D錯誤。]
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