2020版高三生物总复习 专题 热点题型一 酶的相关实验课件

热点题型一酶的相关实验一、鉴定酶的本质人的唾液中含有唾液淀粉酶，有人说：“唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质”。请设计一个实验以探究该酶的化学本质是否是蛋白质。(1)实验材料：质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液、质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液、鸡蛋、人的口腔唾液(含有酶)、清水、小烧杯、玻璃棒、试管和滴管。(2)实验原理：鸡蛋的蛋清的主要成分是蛋白质，在碱性溶液中，蛋白质与CuSO4反应能产生紫色物质，即蛋白质的双缩脲反应。如果能通过实验证明，酶能发生双缩脲反应，即可证明酶的化学本质是蛋白质。(3)实验步骤：①制备蛋清液：取生鸡蛋一个，打破蛋壳(不要破坏蛋黄)。取少许蛋清注入小烧杯中，加入30mL的清水，用玻璃棒调匀。②取两支试管，编号，在1号试管中注入第一步得到的________2mL，2号试管中注入________。③向1号和2号试管中各加入1mL________，摇匀。④分别向两试管中注入________，摇匀。⑤振荡摇匀后，静置一会，观察其颜色变化。(4)实验结果与结论预测：①若________，则________；②若________，则唾液淀粉酶的化学本质不是蛋白质。【审题关键】(1)据题可知该实验的目的是探究唾液淀粉酶的化学本质是否是蛋白质。(2)确定本实验的自变量为蛋白质和酶，因变量为是否出现紫色反应。(3)找出本实验的无关变量有：蛋清液和唾液的注入量、双缩脲试剂的使用量和方法等。(4)联想到鉴定蛋白质的方法：双缩脲试剂使用时，先加入NaOH溶液(1mL)，振荡摇匀，造成碱性的反应环境，然后再加入4滴CuSO4溶液，振荡摇匀后观察现象。(5)由题干信息可知本实验属于探究类实验，其结果与结论预测的一般语言表述模型是：若××××××，则××××××；若××××××，则××××××。【答案】(3)②蛋清液等量的口腔唾液③质量浓度为0.1g/mL的NaOH溶液④质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液4滴(4)①两支试管中都呈现紫色唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质②1号试管中呈现紫色，2号试管没有呈现紫色归纳总结鉴定酶本质的两种方法：(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)“酶解法”——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。其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酶处理某酶，再观察其功能是否受影响来确定该酶的本质。设计如下方案：二、验证酶的高效性与专一性已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速率(即气泡从溶液中释放的速率)来判断H2O2分解反应的速率。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果，得出实验结论，并回答下列问题：实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。(1)实验步骤：①_______________________________________________。②_______________________________________________。③_______________________________________________。(2)实验结果预测及结论：整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是________。由此可得出的结论是________。(3)如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O2释放的速率最快的是______________________________，原因是________________________________________。【审题关键】(1)据题可知，该实验的目的是同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。(2)酶的催化作用和高效性是指分别与无催化剂和无机催化剂相对照，加快所催化反应的速率的现象，所以本实验的自变量为无催化剂、酶和无机催化剂(FeCl3)。(3)由题干可知，本实验的因变量为H2O2分解反应的速率，表观因变量为气泡从溶液中释放的速率。无关变量有H2O2溶液量、温度设定及保温时间和蒸馏水、FeCl3溶液、过氧化氢酶溶液等液体的使用量。(4)80℃恒温水浴条件下FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性。【答案】(1)①取3支试管，各加入等量且适量的H2O2溶液，放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间②分别向上述3支试管中加入等量且适量的蒸馏水、FeCl3溶液和过氧化氢酶溶液③观察各试管中释放气泡的快慢(2)加酶溶液的试管、加FeCl3溶液的试管、加蒸馏水的试管过氧化氢酶具有催化作用和高效性(3)加FeCl3溶液的试管在此温度下，FeCl3催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性归纳总结验证酶的高效性的实验设计模型：(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：项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂现象反应速率很快，或反应用时短反应速率缓慢，或反应用时长结论酶具有高效性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、得出实验结论，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4种溶液，斐林试剂、试管、恒温水浴锅。(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(把答案填在相应的表格中)。溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液淀粉酶溶液甲＋－＋－(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，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时的浅，其原因是___________________。【审题关键】(1)酶专一性的内涵是每一种酶只能催化一种或一类化学反应。唾液淀粉酶只能将淀粉水解成还原糖，而对蔗糖不起作用；蔗糖酶只能将蔗糖水解成还原糖，而对淀粉不起作用。(2)在可溶性还原糖溶液中加入适量的斐林试剂，在50～65℃恒温水浴条件下会出现砖红色沉淀。(3)据题可知该实验的目的是验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。因此要设计两组对照实验：第一组是先分别在两支试管中加入等量的蔗糖溶液，再分别向这两支试管中滴加等量且适量的蔗糖酶溶液和淀粉酶溶液；另一组是分别在两支试管中加入等量的淀粉溶液，并分别向这两支试管中滴加等量且适量的蔗糖酶溶液和淀粉酶溶液。(4)温度为37℃左右是哺乳动物细胞中酶的最适温度，待上述溶液充分混合后，要37℃恒温水浴一段时间，分别加入适量的斐林试剂，进行检测。若改为20℃恒温水浴，则其低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少。【答案】(1)如下表所示：溶液试管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液淀粉酶溶液甲＋－＋－乙＋－－＋丙－＋－＋丁－＋＋－(2)②混匀，37℃恒温水浴一段时间③取出试管，分别加入适量的斐林试剂，混匀，50～65℃恒温水浴一段时间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砖红色沉淀，其他试管中不出现砖红色沉淀(4)酶的催化作用具有专一性(5)20℃低于酶的最适温度，酶活性低，水解产生的还原糖少归纳总结验证酶的专一性的实验设计模型：(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：方案一方案二项目实验组对照组实验组对照组材料同种底物(等量)与酶相对应的底物另外一种底物试剂与底物相对应的酶另外一种酶同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应结论酶具有专一性酶具有专一性三、探究酶的最适温度或最适pH某同学为了研究pH对人唾液淀粉酶活性的影响，设计了如下实验步骤：①在A、B、C、D、E5支试管中分别加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的适宜浓度缓冲液5mL。再分别加入质量分数为1%的淀粉溶液1mL。②各试管中分别加入适当浓度的唾液稀释液1mL，摇匀。③将5支试管放入70℃恒温水浴中，保温时间相同且适宜。④取出各试管，分别加入斐林试剂2mL，摇匀。⑤观察各试管溶液的颜色，通过颜色深浅判断唾液淀粉酶作用的最适pH。上述实验步骤中有2处错误，请更正并说明更正理由(不考虑试剂的浓度和加入量、pH梯度以及实验重复次数)，以便实验能得到正确的预期结果。(1)____________________________________________。(2)____________________________________________。【审题关键】(1)本实验的目的是探究pH对人唾液淀粉酶活性的影响。(2)自变量为pH，因变量为唾液淀粉酶活性，表观因变量为各试管溶液颜色的深浅情况，温度则为无关变量，其应控制在唾液淀粉酶的最适温度37℃。(3)唾液淀粉酶可以催化淀粉水解为可溶性还原糖，与斐林试剂混合需要在50～65℃恒温水浴加热条件下相互作用生成砖红色的Cu2O沉淀。【答案】(1)③中70℃应改为37℃，因为人唾液淀粉酶作用的最适温度为37℃(2)在观察各试管中溶液的颜色之前应将各试管放在50～65℃恒温水浴中一段时间，因为在加热条件下斐林试剂才与还原糖反应显色归纳总结“梯度法”探究酶的最适pH：(1)设计思路：(2)设计方案：【特别提醒】此方法中的单一变量是pH，即自变量是pH，因变量是反应物分解的速率或剩余量，也可以是产生生成物的速率或生成物的产生量。为了探究某种淀粉酶的最适温度，某同学进行了如图所示的实验操作。实验步骤如下：步骤①：取10支试管，分为五组。每组两支试管中分别加入1mL某种淀粉酶溶液和2mL质量分数为5%的淀粉溶液。步骤②：将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并摇匀。步骤③：将装有混合溶液的五支试管(编号1、2、3、4、5)分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中。反应过程中每隔1分钟从各支试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加1滴碘液显色。回答下列问题：(1)实验原理：淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成还原糖；淀粉酶的活性受温度影响；用碘液可检测淀粉，因为淀粉遇碘液变蓝，根据蓝色深浅来推断淀粉酶的活性。(2)该实验的设计存在一个明显的错误，即步骤②前应__________________________________________________。(3)在本实验中，各组溶液的pH要保证________，该实验能否选用斐林试剂检测实验结果？________，理由是___________________________________________________。(4)纠正实验步骤后，进行操作。一段时间后，当第3组试管中的反应物与碘液混合开始呈棕黄色时，各组实验现象如下表所示(“＋”表示蓝色程度)：组别12345处理温度/℃1525354555结果＋＋＋棕黄色＋＋＋分析上述实验结果，可以得出该淀粉酶的最适温度在________之间。某同学在进行本实验的过程中，发现反应时间过长。为缩短反应时间，请你提