2019-2020学年高中生物 第4章 素能提升课 酶的相关实验设计教案 苏教版必修1

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.酶的相关实验设计[核心精要]1．试剂检测法——鉴定酶的本质(1)设计思路：从酶的化学本质上来讲，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以，对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。因此，利用双缩脲试剂可与蛋白质产生紫色反应的原理制订实验方案即可。(2)设计方案①探究酶的本质是否为蛋白质项目实验组对照组材料待测酶溶液已知蛋白液(等量)试剂分别加入等量的双缩脲试剂现象是否呈现紫色呈现紫色结论实验组呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质，否则该酶的化学本质不是蛋白质②探究酶的本质是否为RNA2．对比法——探究或验证酶的高效性、专一性及影响酶活性的因素(1)验证酶的高效性①设计思路：验证酶高效性的方法是对比法，即通过对不同类型催化剂(主要是与无机催化剂进行比较)催化反应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反应物试剂与反应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说明：实验中自变量是催化剂的种类(酶与无机催化剂)，因变量是反应物的反应速度。-2-(2)验证酶的专一性①设计思路：验证酶的专一性的方法也是对比法，常见的方案：反应物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行而得出结论。②设计方案项目方案实验组对照组材料与酶相对应的反应物另外一种反应物(等量)试剂同一种酶(等量)现象发生反应不发生反应结论酶具有专一性(3)探究不同环境因素对酶活性的影响①设计思路：采取对比的手段，将待探究的环境因素施加到实验组上，将其与对照组比较，观察酶促反应速率的变化，就可确定该环境因素对酶活性的影响。②设计方案项目实验组对照组材料等量的同一种反应物和等量的同种酶试剂待探究的环境因素蒸馏水或其他无关变量现象反应速率快或慢为正常的反应速率结论实验组反应速率快→该环境因素对酶活性有促进作用；实验组反应速率慢→该环境因素对酶活性有抑制作用；实验组反应速率没有变化→该环境因素对酶活性无影响3.梯度法——确定酶的最适温度和pH(1)设计思路：常用“梯度法”来探究酶的最适温度(或pH)，设计实验时需设置一系列不同温度(或pH)的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。(2)一般步骤组别编号12…n实验材料等量的同种反应物和等量的同种酶温度(或pH)T1(a1)T2(a2)…Tn(an)衡量指标测定相同时间内，各组生成物的量，或反应物的剩余量实验结论生成物最多的一组，或反应物剩余量最少的一组所处的温度(或pH)最接近最适温度(或pH)说明：探究酶最适温度(或pH)的实验过程中，应注意在反应物和酶混合之前，应让反应物和酶首先达到实验温度(或pH)，如果先混合再调整温度(或pH)，则在达到实验温度(或pH)之前，反应已经进行，实验结果不准确。探究酶催化作用的最适温度(pH)实验中，选择反应物和对应的酶时应注意温度(pH)本身是否会影响反应物的反应速率。如探究酶的最适温度时，-3-不能选用H2O2作反应物，因为温度会影响H2O2的分解速率。[对点练习]1．瑞典研究人员发现一种促进脂肪细胞生成的蛋白质——抗酒石酸酸性磷酸酶。这一发现有望为治疗肥胖症开辟新途径。下列有关叙述不正确的是()A．抗酒石酸酸性磷酸酶与脂肪的共有元素有C、H、OB．在适宜条件下，蛋白酶可以将抗酒石酸酸性磷酸酶水解C．抗酒石酸酸性磷酸酶遇双缩脲试剂呈现紫色D．理论上可以通过促进抗酒石酸酸性磷酸酶的功能来治疗肥胖症D[抗酒石酸酸性磷酸酶的本质是蛋白质，和脂肪共有的元素有C、H、O，A正确；在适宜条件下，该酶可被蛋白酶分解，可与双缩脲试剂发生紫色反应，B、C正确；抗酒石酸酸性磷酸酶能促进脂肪细胞生成，若促进其功能，则会使脂肪细胞增多，不能用来治疗肥胖症，D错误。]2．下列与酶相关实验的叙述中，正确的是()A．探究酶的高效性时，自变量可以是酶的种类B．探究淀粉酶的专一性时，自变量只能是酶的种类C．探究pH对酶活性的影响时，自变量不止一种D．探究温度对酶活性的影响时，因变量不止一种D[探究酶的高效性时，自变量是催化剂的种类，A错误；探究淀粉酶的专一性时，自变量也可以是底物种类，B错误；探究pH对酶活性的影响时，自变量只有pH，C错误；探究温度对酶活性的影响时，因变量可以是产物的生成速率或底物的消耗速率，D正确。]3．下列有关酶的实验设计思路正确的是()A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性B．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响C．利用过氧化氢、鲜肝匀浆和FeCl研究酶的高效性D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为5、7、9的缓冲液验证pH对酶活性的影响C[碘液不能检测蔗糖，A项错误；温度会影响H2O2的分解，不宜用H2O2和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，B项错误；胃蛋白酶的适宜pH约为1.8，pH分别为5、7、9的设置不合理，D项错误。]4．某同学为验证pH值对酶活性的影响，设计了如下表中的方法步骤。下列不合理的评价有()序号项目试管1试管21新鲜淀粉酶溶液1mL1mL2可溶性淀粉液2mL2mL337℃水浴5min5min-4-41mol/LHCl1mL/51mol/LNaOH/1mL6碘液2滴2滴7结果预期均不变蓝A.缺少正常pH的对照组B．实验结果预期不正确C．检验实验结果的试剂选择不恰当D．实验操作步骤的安排不合理C[实验只设置了加HCl和加NaOH的实验组，还应设置加蒸馏水的正常pH的对照组；在加酸和加碱的情况下，酶失去活性，淀粉不被分解，遇碘液变蓝；实验结果可以用碘液检验；实验步骤的安排应在第2、3步加HCl和NaOH。]5．某同学利用浓度相同的唾液淀粉酶和蔗糖酶溶液，以可溶性淀粉溶液为底物来验证酶的专一性和温度可影响酶的活性。相关试剂均已在各自体系温度下预保温，然后利用甲、乙、丙三支试管做如下实验：试管编号甲乙丙体系温度37℃37℃100℃步骤1加入2mL可溶性淀粉溶液加入2mL可溶性淀粉溶液加入2mL可溶性淀粉溶液步骤2加入1mL唾液淀粉酶溶液？？步骤3保持各自温度至反应完成步骤4检测请分析回答下列问题：(1)根据实验目的，在步骤2中，应向乙试管加入________________，向丙试管加入________________。(2)实验中的自变量是________________。用斐林试剂检测时，若仅在________试管中有明显的砖红色沉淀生成，则可验证酶的专一性和温度影响酶的活性。若该同学在操作中错用了双缩脲试剂，则三支试管出现的颜色变化依次是________________，原因是_______________。(3)有同学认为所用试剂不必做预保温处理。这种观点________(填“正确”或“不正确”)，理由是__________________。[解析](1)实验表格中所加底物的种类相同，验证酶的专一性的实验中，实验的自变量为酶的种类，温度则为无关变量，因此甲和乙为一组对照实验，则在步骤2中，乙试管应加入1mL蔗糖酶溶液；验证温度可影响酶的活性的实验中，实验的自变量为温度，则酶的种类-5-和用量属于无关变量，因此甲和丙为一组对照实验，故丙试管应加入1mL唾液淀粉酶溶液。(2)实验中的自变量是酶的种类、温度。乙试管中蔗糖酶不能水解淀粉，丙试管中酶在高温下失活，因此用斐林试剂检测时，若仅在甲试管中有明显的砖红色沉淀生成，则可验证酶的专一性和温度影响酶的活性；双缩脲试剂能与蛋白质或多肽发生紫色反应，淀粉酶和蔗糖酶的本质为蛋白质，故三支试管中的酶均可与双缩脲试剂呈现紫色反应。(3)酶具有高效性，若不做预保温处理，一旦与底物结合，唾液淀粉酶就会与淀粉发生反应，从而影响实验结果，因此所用试剂都需要做预保温处理。[答案](1)1mL蔗糖酶溶液1mL唾液淀粉酶溶液(2)酶的种类、温度甲(浅)紫色、(浅)紫色、(浅)紫色三支试管中均含有酶，其本质均为蛋白质，均可与双缩脲试剂反应呈现紫色(3)不正确酶具有高效性，若不做预保温处理，唾液淀粉酶一旦与底物接触就会催化淀粉发生水解反应，从而影响实验结果