2016高考生物一轮复习重点实验课(四)探究温度和pH对酶活性的影响课件浙教版必修1.

重点实验课(四)探究温度和pH对酶活性的影响第三单元细胞的代谢一、探究温度对酶活性的影响1．材料的选择(1)(2)温度影响酶的活性，从而影响淀粉的水解，滴加碘­碘化钾溶液，根据是否出现蓝色及蓝色的深浅来判断酶的活性。2.实验程序的设计淀粉淀粉酶↓↓各自在所控制的温度下处理一段时间↓淀粉与相应温度的淀粉酶混合在各自所控制的温度下保温一段时间↓↓滴加碘­碘化钾溶液，观察颜色变化二、探究pH对酶的活性的影响1．材料的选择(1)H2O2―――――→过氧化氢酶H2O＋O2↑。(2)pH影响酶的活性，从而影响O2的生成量，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验O2生成量的多少。2．实验程序的设计H2O2溶液＋pH1酶液H2O2溶液＋pH2酶液H2O2溶液＋pHn酶液⋮――→检测O2的产生速率1．探究温度(pH)对酶活性的影响时，应设置不同温度(pH)处理进行对照，并确保变量控制的有效性，即应在底物与酶混合之前，先进行同温处理(或先用pH缓冲液调节酶和底物的pH)，后混合酶和底物。2．设置实验步骤时，应注意：①根据试题要求，确定单一变量，依据实验变量进行合理分组；②根据实验材料，结合实验原理，确定实验现象的观测手段；③除单一变量外，确保其他实验条件相同且适宜；④合理确定操作程序，确保程序合理、表达准确。高考对本实验的常考角度如下：如“强化训练”T3与酶的其他特性的探究相结合，进行综合考查4如“强化训练”T2结合生产实际进行考查3如“强化训练”T1以坐标图为载体进行考查2如“典例”补充完善实验步骤，并对实验设计进行评价1[典例]某生物课外活动小组在探究酶的特性时，实验员为其提供了如下材料用具：质量分数为3%的淀粉溶液、质量分数为5%的NaOH溶液、质量分数为5%的盐酸、质量分数为2%的淀粉酶溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液、碘­碘化钾溶液、蒸馏水、90℃热水、冰水，试管、量筒、小烧杯、大烧杯、胶头滴管、试管夹、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、pH试纸、火柴、标签纸等。结合所学知识回答下列问题：(1)探究温度对酶活性的影响。①本实验选用的反应物和酶制剂分别是_______________。②用带有标注文字的装置简图呈现分组情况。③本实验的观测指标是______________________________，酶活性最高的一组的现象是______________________________。(2)探究pH对酶活性的影响。①本实验选用的反应物和酶制剂分别是_________________。②在每组试管中加入药品或试剂的顺序是：____________________________________________________________________。③下表为某同学做的探究pH对酶活性影响的实验：试管编号AB实验步骤1加入2mL体积分数为3%的H2O2溶液加入2mL体积分数为3%的H2O2溶液25滴猪肝研磨液5滴猪肝研磨液30.5mL质量分数为5%的NaOH溶液0.5mL质量分数为5%的HCl溶液4观察气泡的产生速率观察气泡的产生速率上述实验设计中有两处不妥之处，请指出：a．________________________；b．____________________________________________。[答案](1)①质量分数为3%的淀粉溶液、质量分数为2%的淀粉酶溶液③淀粉溶液的颜色变化溶液不变蓝(或蓝色最浅)(2)①体积分数为3%的过氧化氢溶液、新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液(或质量分数为3%的淀粉溶液、质量分数为2%的淀粉酶溶液)②新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液→质量分数为5%的NaOH溶液(或盐酸)或蒸馏水→体积分数为3%的过氧化氢溶液[或质量分数为2%的淀粉酶溶液→质量分数为5%的NaOH溶液(或盐酸)或蒸馏水→质量分数为3%的淀粉溶液](前两步颠倒顺序也可)③缺少pH＝7的对照组加入NaOH和HCl的时间顺序不合理，应在加入H2O2酶前改变溶液的pH1．变量的种类变量是实验设计中可以变化的因素或条件，依据变量间的相互关系，可分为以下两类：(1)自变量与因变量：自变量是实验中由实验者所操纵的因素，该因素的改变将引起实验结果的相应改变，是实验要研究的因素。因变量是因自变量不同而导致的不同的实验结果。它们之间是因果关系，自变量是原因，因变量是结果。(2)无关变量与额外变量：无关变量是指实验中除自变量外也能影响实验现象或结果的其他因素。由无关变量引起的实验结果就是额外变量。它们之间也是因果关系。2．自变量的确定和控制根据实验目的，确定实验变量，进而确定控制的措施。例如：“探究淀粉酶的最适温度”的实验。(1)变量的确定：自变量是相同的酶处在不同温度下即温度梯度，即要“探究什么”，则“什么”就是自变量。(2)自变量的控制：在确定了自变量是温度梯度后，应将淀粉酶置于温度梯度下，如：25℃、26℃、27℃……控制变量的方法，常用的有“施加”“改变”“去除”等。3．无关变量的确定与控制例如：请指出探究pH对唾液淀粉酶活性的影响实验中的无关变量是什么。应如何控制？分析：在该实验中，自变量是“pH的大小”。无关变量有温度、唾液淀粉酶的量、淀粉溶液的量、反应时间、加入碘­碘化钾溶液的量及时间等，在做实验时，对照组和实验组的以上因素都要相同且适宜。1.某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响，得到如右图所示的曲线。下列分析正确的是()A．该酶催化反应的最适温度为35℃左右，最适pH为8B．当pH为8时，影响反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度C．随pH升高，该酶催化反应的最适温度也逐渐升高D．当pH为任何一固定值时，实验结果都可以证明温度对反应速率的影响解析：分析曲线，无论在哪种温度条件下，当pH＝8时，反应速率都最大，故该酶的最适pH为8；在一定pH的范围内，随pH升高，35℃时酶催化反应的速率都最大，故该酶的最适温度是35℃左右。当pH为8时，影响反应速率的主要因素是温度而不是底物浓度和酶浓度；从四条曲线的两端可见，当pH过高或过低时，四种曲线会重叠，即不同温度下的反应速率相同，此时无法证明温度对反应速率的影响。答案：A2．(2012·福建高考)大菱鲆是我国重要的海水经济鱼类。研究性学习小组尝试对大菱鲆消化道中的蛋白酶的活性进行研究。(1)查询资料得知，18℃时，在不同pH条件下大菱鲆消化道各部位蛋白酶活性如图1。由图可知，在各自最适pH下，三种蛋白酶催化效率最高的是_______________________。(2)资料表明大菱鲆人工养殖温度常年在15～18℃之间，学习小组假设：大菱鲆蛋白酶的最适温度在15～18℃间。他们设置15℃、16℃、17℃、18℃的实验温度，探究三种酶的最适温度。①探究试验中以干酪素为底物。干酪素的化学本质是________，可用____________________试剂鉴定。②胃蛋白酶实验组和幽门盲囊蛋白酶实验组的pH应分别控制在______________。③为了控制试验温度，装有酶和底物的试管应置于___________中以保持恒温。单位时间内________________可以表示蛋白酶催化效率高低。④实验结果如图2，据此能否确认该假设成立？________。理由是：_______________________________________________________________________________________________。解析：(1)从图一可知，三种蛋白酶在各自最适PH值下，幽门盲囊蛋白酶对应的酶活性值最大，所以催化效率最高。(2)①酶具有专一性，蛋白酶只能催化蛋白质的水解，故干酪素为蛋白质类化合物，可用双缩脲试剂检测；②要验证大菱鲆蛋白酶的最适温度，要遵循单一变量、对照、重复等原则，并控制其他无关变量相同，由题意可知，此实验温度为自变量，pH值等为无关变量，为了得到准确的结果，pH应与相对应的蛋白酶的最适值，由图1可知，胃蛋白酶最适pH值为2，幽门盲囊蛋白酶最适pH值为8；③为了控制温度保持不变，底物和酶都应放在恒温箱中保温，酶的催化效率可以用单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示；④由图2可以看出，当温度从15～18℃梯度变化过程中，随着温度的升高，蛋白酶的活性一直在增强，没有出现下降的拐点，因此，不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度在15℃到18℃。答案：(1)幽门盲囊蛋白酶(2)①蛋白质双缩脲试剂②2、8③恒温箱底物消耗量(或产物生成量)④不能在15～18℃范围内，随着温度的升高，酶活性一直在增强，没有出现下降的拐点，所以不能得出大菱鲆蛋白酶的最适温度3．请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。实验材料与用具：适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉四种溶液，本尼迪特试剂、试管、37℃恒温水浴锅、80～100℃水浴锅。(1)若“＋”代表加入适量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计。溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－(2)实验步骤：①按照上表中的设计，取试管、加溶液。②______________________________________________。③______________________________________________。④______________________________________________。(3)结果预测：_________________________________________________________________________________________________。(4)结论：______________________________________________。(5)在上述实验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃，而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现红黄色试管中的颜色会比37℃时的浅，其原因是_______________________________________________________________________________。答案：(1)如下表：溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液唾液淀粉酶溶液甲＋－＋－乙－＋－＋丙＋－－＋丁－＋＋－(2)②混匀，37℃恒温水浴一段时间③取出试管，分别加入适量的本尼迪特试剂，混匀，80～100℃水浴加热一段时间④观察实验现象并记录实验结果(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的试管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的试管中出现红黄色沉淀，其他试管中不出现红黄色沉淀(4)酶的催化作用有专一性(5)20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少