2020版高考生物新導(dǎo)學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第三單元 細(xì)胞的能量代謝 熱點(diǎn)題型一 酶的相關(guān)實(shí)驗(yàn)講義（含解析）北師大版.docx

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酶的相關(guān)實(shí)驗(yàn)一、鑒定酶的本質(zhì)人的唾液中含有唾液淀粉酶，有人說：“唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)”。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)以探究該酶的化學(xué)本質(zhì)是否是蛋白質(zhì)。(1)實(shí)驗(yàn)材料：質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液、質(zhì)量濃度為0.01 g/mL的CuSO4溶液、雞蛋、人的口腔唾液(含有酶)、清水、小燒杯、玻璃棒、試管和滴管。(2)實(shí)驗(yàn)原理：雞蛋的蛋清的主要成分是蛋白質(zhì)，在堿性溶液中，蛋白質(zhì)與CuSO4反應(yīng)能產(chǎn)生紫色物質(zhì)，即蛋白質(zhì)的雙縮脲反應(yīng)。如果能通過實(shí)驗(yàn)證明，酶能發(fā)生雙縮脲反應(yīng)，即可證明酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。(3)實(shí)驗(yàn)步驟：制備蛋清液：取生雞蛋一個(gè)，打破蛋殼(不要破壞蛋黃)。取少許蛋清注入小燒杯中，加入30mL的清水，用玻璃棒調(diào)勻。取兩支試管，編號(hào)，在1號(hào)試管中注入第一步得到的_2mL,2號(hào)試管中注入_。向1號(hào)和2號(hào)試管中各加入2mL_，搖勻。分別向兩試管中注入_，搖勻。振蕩搖勻后，靜置一會(huì)，觀察其顏色變化。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論預(yù)測(cè)：若_，則_；若_，則唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì)。審題關(guān)鍵(1)據(jù)題可知該實(shí)驗(yàn)的目的是探究唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是否是蛋白質(zhì)。(2)確定本實(shí)驗(yàn)的自變量為蛋白質(zhì)和酶，因變量為是否出現(xiàn)紫色反應(yīng)。(3)找出本實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量有：蛋清液和唾液的注入量、雙縮脲試劑的使用量和方法等。(4)聯(lián)想到鑒定蛋白質(zhì)的方法：雙縮脲試劑使用時(shí)，先加入NaOH溶液(2mL)，振蕩搖勻，造成堿性的反應(yīng)環(huán)境，然后再加入34滴CuSO4溶液，振蕩搖勻后觀察現(xiàn)象。(5)由題干信息可知本實(shí)驗(yàn)屬于探究類實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果與結(jié)論預(yù)測(cè)的一般語(yǔ)言表述模型是：若，則；若，則。答案(3)蛋清液等量的口腔唾液質(zhì)量濃度為0.1g/mL的NaOH溶液質(zhì)量濃度為0.01 g/mL的CuSO4溶液4滴(4)兩支試管中都呈現(xiàn)紫色唾液淀粉酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)1號(hào)試管中呈現(xiàn)紫色，2號(hào)試管沒有呈現(xiàn)紫色鑒定酶本質(zhì)的“試劑檢測(cè)法”模型“試劑檢測(cè)法”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(或DNA)。因此可利用雙縮脲試劑與蛋白質(zhì)作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)，RNA與吡羅紅染液作用顯紅色的原理設(shè)計(jì)鑒定方案：某科研小組經(jīng)研究得知X酶存在于人的肝細(xì)胞中，能將糖原分解為還原糖。酶必須保持正常的結(jié)構(gòu)才能發(fā)揮催化作用，請(qǐng)利用這一原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究X酶的化學(xué)本質(zhì)究竟是蛋白質(zhì)還是RNA。簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)思路，并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論(要求：實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個(gè)組)。審題關(guān)鍵(1)據(jù)題干可知，X酶的功能是X酶能將糖原分解為還原糖。(2)聯(lián)想到蛋白酶可以改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)從而使其失去功能。(3)RNA酶可以催化RNA發(fā)生水解而失去功能。(4)若X酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，被蛋白酶處理后，則不能將糖原分解為還原糖。(5)若X酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA，被RNA酶處理后，則不能將糖原分解為還原糖。(6)題干中要求要設(shè)計(jì)甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)，二者之間要能相互印證，因此聯(lián)想相互對(duì)照。答案(1)實(shí)驗(yàn)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(shí)間后，檢測(cè)是否有還原糖的產(chǎn)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(shí)間后，檢測(cè)是否有還原糖的產(chǎn)生。(2)預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：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(xué)本質(zhì)是RNA；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(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)。鑒定酶本質(zhì)的“酶解法”模型“酶解法”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(或DNA)。其必須保持正常的結(jié)構(gòu)才能發(fā)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(zhì)，設(shè)計(jì)方案如圖所示。1食蟲植物是一種會(huì)捕獲并消化動(dòng)物的植物。為了驗(yàn)證其分泌液中有蛋白酶，某學(xué)生設(shè)計(jì)了兩組實(shí)驗(yàn)，如圖所示。在適宜溫度的水浴中保溫一段時(shí)間后，向試管1、2中加入適量雙縮脲試劑，試管3、4中不加任何試劑。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的敘述正確的是()A如果試管1中出現(xiàn)紫色反應(yīng)，即能證明分泌液中有蛋白酶B實(shí)驗(yàn)的觀測(cè)指標(biāo)能證明分泌液中有蛋白酶C由試管2、3構(gòu)成的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即可得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論D實(shí)驗(yàn)是對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)為實(shí)驗(yàn)組，兩組一起才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇鸢窧解析試管1中蛋白液沒有分解的話也會(huì)出現(xiàn)紫色反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中如果蛋白塊變小的話，說明分泌物中含有蛋白酶，B項(xiàng)正確；試管1和2形成對(duì)照，試管3和4形成對(duì)照，由四支試管構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，C項(xiàng)錯(cuò)誤；試管1和2形成對(duì)照，試管3和4形成對(duì)照，實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)不符合單一變量原則，不能形成對(duì)照，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2研究人員從一種野生植物的貯藏根中提取出一種化學(xué)物質(zhì)，有人認(rèn)為是一種能促使葡萄糖分解的酶，有人認(rèn)為是一種能促使蔗糖分解的酶。對(duì)此，研究人員設(shè)計(jì)并做了一些相關(guān)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答下列問題：(1)要確定此物質(zhì)是催化葡萄糖分解的酶還是催化蔗糖分解的酶，研究人員設(shè)計(jì)了如上圖所示的實(shí)驗(yàn)過程，實(shí)驗(yàn)中“在適宜的溫度下”的目的是_。請(qǐng)分析可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在水浴加熱后，若兩支試管均出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明_，若兩支試管均不出現(xiàn)磚紅色沉淀，則說明_。(2)若以上實(shí)驗(yàn)完成后，已經(jīng)確定其為催化葡萄糖分解的酶，化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，需要確定其催化作用的最適溫度，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本思路是先確定_，再參照上圖中甲試管的處理方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，再選擇其中磚紅色沉淀最少的兩支試管所對(duì)應(yīng)的溫度，再_重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。答案(1)避免溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾(或避免無關(guān)變量的干擾)該物質(zhì)是能催化蔗糖分解的酶該物質(zhì)是能催化葡萄糖分解的酶(2)系列等溫度梯度細(xì)化溫度梯度解析(1)實(shí)驗(yàn)過程中的溫度是無關(guān)變量，溫度控制為最適溫度，這樣可以避免無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。還原糖可與斐林試劑發(fā)生作用生成磚紅色沉淀。葡萄糖是還原糖而蔗糖是非還原糖，但蔗糖的分解產(chǎn)物為還原糖。兩個(gè)都出現(xiàn)磚紅色，表明該酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解，該物質(zhì)是能催化蔗糖分解的酶；兩個(gè)都不出現(xiàn)磚紅色，說明蔗糖沒有分解而葡萄糖被分解，故該物質(zhì)是能催化葡萄糖分解的酶。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本思路是：先確定系列等溫度梯度，再選擇其中磚紅色沉淀最少的兩支試管所對(duì)應(yīng)的溫度之間設(shè)置更小溫度梯度。3現(xiàn)有無標(biāo)簽的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液(淀粉酶本質(zhì)是蛋白質(zhì)，可將淀粉水解成還原糖)各一瓶，可用雙縮脲試劑、斐林試劑和淀粉溶液將它們鑒定出來。(1)用一種試劑將上述4種溶液區(qū)分為兩組，這種試劑是_，其中稀蛋清和_將發(fā)生_色反應(yīng)。(2)用_試劑區(qū)分不發(fā)生顯色反應(yīng)的一組溶液。產(chǎn)生_現(xiàn)象的為_溶液。(3)區(qū)分發(fā)生顯色反應(yīng)一組溶液的方法、鑒定結(jié)果及結(jié)論分別是：方法：將淀粉溶液分別與發(fā)生顯色反應(yīng)的兩種溶液混合，一段時(shí)間后，用_試劑在一定條件下分別處理上述兩種混合液。結(jié)果：其中一組產(chǎn)生了_，另一組無明顯現(xiàn)象。結(jié)論：發(fā)生顯色反應(yīng)的是_溶液，不發(fā)生顯色反應(yīng)的是_溶液。答案(1)雙縮脲試劑淀粉酶紫(2)斐林磚紅色沉淀葡萄糖(3)斐林磚紅色沉淀淀粉酶稀蛋清解析(1)由于稀蛋清和淀粉酶溶液的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)能與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應(yīng)，而葡萄糖和淀粉屬于糖類，不能與雙縮脲試劑發(fā)生顯色反應(yīng)，所以可以用雙縮脲試劑將4種溶液分為兩組，其中稀蛋清和淀粉酶將發(fā)生紫色反應(yīng)。(2)葡萄糖屬于還原糖，可用斐林試劑鑒定，產(chǎn)生磚紅色沉淀。(3)淀粉酶能將淀粉分解為麥芽糖，麥芽糖屬于還原糖，所以加入淀粉后，用斐林試劑鑒定后出現(xiàn)磚紅色沉淀的則為淀粉酶。所以可以將淀粉溶液分別與發(fā)生顯色反應(yīng)的兩種溶液混合，一段時(shí)間后，用斐林試劑分別處理上述兩種混合液，觀察到無顏色變化的溶液是稀蛋清溶液，出現(xiàn)磚紅色沉淀的是淀粉酶溶液。二、驗(yàn)證酶的高效性與專一性已知2H2O2=2H2OO2，可以通過觀察反應(yīng)過程中O2的生成速率(即氣泡從溶液中釋放的速率)來判斷H2O2分解反應(yīng)的速率。請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使其能同時(shí)驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并回答下列問題：實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的H2O2溶液，蒸餾水，3.5%FeCl3溶液，0.01%過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管。(1)實(shí)驗(yàn)步驟：_。_。_。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論：整個(gè)實(shí)驗(yàn)中，不同處理的試管中O2的釋放速率從快到慢依次是_。由此可得出的結(jié)論是_。(3)如果僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80，重做上述實(shí)驗(yàn)，O2釋放的速率最快的是_，原因是_。審題關(guān)鍵(1)據(jù)題可知，該實(shí)驗(yàn)的目的是同時(shí)驗(yàn)證過氧化氫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別與無催化劑和無機(jī)催化劑相對(duì)照，加快所催化反應(yīng)的速率的現(xiàn)象，所以本實(shí)驗(yàn)的自變量為無催化劑、酶和無機(jī)催化劑(FeCl3)。(3)由題干可知，本實(shí)驗(yàn)的因變量為H2O2分解反應(yīng)的速率，表觀因變量為氣泡從溶液中釋放的速率。無關(guān)變量有H2O2溶液量、溫度設(shè)定及保溫時(shí)間和蒸餾水、FeCl3溶液、過氧化氫酶溶液等液體的使用量。(4)80恒溫水浴條件下FeCl3催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性。答案(1)取3支試管，各加入等量且適量的H2O2溶液，放入37恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時(shí)間分別向上述3支試管中加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液觀察各試管中釋放氣泡的快慢(2)加酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管過氧化氫酶具有催化作用和高效性(3)加FeCl3溶液的試管在此溫度下，F(xiàn)eCl3催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性驗(yàn)證酶的高效性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型(1)設(shè)計(jì)思路：通過將不同類型催化劑(主要是酶與無機(jī)催化劑)催化底物的反應(yīng)速率進(jìn)行比較，得出結(jié)論。(2)設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組材料等量的同一種底物試劑與底物相對(duì)應(yīng)的酶溶液等量的無機(jī)催化劑現(xiàn)象反應(yīng)速率很快，或反應(yīng)用時(shí)短反應(yīng)速率緩慢，或反應(yīng)用時(shí)長(zhǎng)結(jié)論酶具有高效性請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證哺乳動(dòng)物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并回答問題：實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液，斐林試劑、試管、恒溫水浴鍋。(1)若“”代表加入適量的溶液，“”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標(biāo)號(hào)，請(qǐng)用這些符號(hào)完成下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(把答案填在相應(yīng)的表格中)。溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液淀粉酶溶液甲(2)實(shí)驗(yàn)步驟：按照上表中的設(shè)計(jì)，取試管、加溶液。_。_。_。(3)結(jié)果預(yù)測(cè)：_。(4)結(jié)論：_。(5)在上述實(shí)驗(yàn)中，如果僅將37恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20，而在其他條件不變的情況下重做上述實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色會(huì)比37時(shí)的淺，其原因是_。審題關(guān)鍵(1)酶專一性的內(nèi)涵是每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng)。唾液淀粉酶只能將淀粉水解成還原糖，而對(duì)蔗糖不起作用；蔗糖酶只能將蔗糖水解成還原糖，而對(duì)淀粉不起作用。(2)在可溶性還原糖溶液中加入適量的斐林試劑，在恒溫水浴條件下會(huì)出現(xiàn)磚紅色沉淀。(3)據(jù)題可知該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證哺乳動(dòng)物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。因此要設(shè)計(jì)兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)：第一組是先分別在兩支試管中加入等量的蔗糖溶液，再分別向這兩支試管中滴加等量且適量的蔗糖酶溶液和淀粉酶溶液；另一組是分別在兩支試管中加入等量的淀粉溶液，并分別向這兩支試管中滴加等量且適量的蔗糖酶溶液和淀粉酶溶液。(4)溫度為37左右是哺乳動(dòng)物細(xì)胞中酶的最適溫度，待上述溶液充分混合后，要在37恒溫水浴一段時(shí)間，分別加入適量的斐林試劑，進(jìn)行檢測(cè)。若改為20恒溫水浴，則其低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少。答案(1)如下表所示溶液試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液淀粉酶溶液甲乙丙丁(2)混勻，37恒溫水浴一段時(shí)間取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混勻，恒溫水浴一段時(shí)間觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果(3)含有蔗糖和蔗糖酶溶液的試管，以及含淀粉和淀粉酶溶液的試管中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀(4)酶的催化作用具有專一性(5)20低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少驗(yàn)證酶的專一性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型(1)設(shè)計(jì)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(yīng)能否進(jìn)行得出結(jié)論。(2)設(shè)計(jì)方案項(xiàng)目方案一方案二實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組材料同種底物(等量)與酶相對(duì)應(yīng)的底物另外一種底物試劑與底物相對(duì)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4下表是過氧化氫分解實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果，下列分析錯(cuò)誤的是()試管abcd3%過氧化氫溶液2mL2mL2mL2mL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(shí)驗(yàn)結(jié)果注：“”表示無氣泡產(chǎn)生；“”的數(shù)量表示氣泡產(chǎn)生的多少。Aa和d對(duì)照說明酶具有高效性Bc和d是對(duì)比實(shí)驗(yàn)，自變量是催化劑類型Ca、c對(duì)照說明FeCl3具有催化作用Da、c、d不能說明酶的催化具有專一性答案A解析a和d對(duì)照，只能說明酶能促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，要證明酶具有高效性，需要將有酶和無機(jī)催化劑參與的反應(yīng)進(jìn)行比較，A項(xiàng)錯(cuò)誤；c和d都是實(shí)驗(yàn)組，二者形成對(duì)比，自變量是催化劑的類型，B項(xiàng)正確；a和c對(duì)照說明無機(jī)催化劑能促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，即具有催化作用，C項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)中只有過氧化氫一種底物和過氧化氫酶一種酶，因而a、c、d不能說明酶的催化具有專一性，D項(xiàng)正確。5研究小組利用下列實(shí)驗(yàn)材料、試劑及實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“驗(yàn)證酶具有專一性”的實(shí)驗(yàn)。材料與試劑：豬小腸蔗糖酶(最適溫度50)、唾液淀粉酶(最適溫度37)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的麥芽糖溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的蔗糖溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的淀粉溶液等。實(shí)驗(yàn)裝置：注：二糖、單糖不能透過所用半透膜，水可以透過。(1)實(shí)驗(yàn)步驟：U形管A側(cè)加入20mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的麥芽糖溶液，B側(cè)加入20mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的_溶液，一段時(shí)間后觀察到A、B兩側(cè)液面齊平。A、B兩側(cè)均加入等量且適量的豬小腸蔗糖酶，水浴鍋設(shè)為_，一段時(shí)間后觀察A、B兩側(cè)液面變化。(2)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：A側(cè)液面_，B側(cè)液面_。(3)實(shí)驗(yàn)步驟中，一段時(shí)間后分別取U形管A、B側(cè)溶液，加入斐林試劑水浴加熱，則A側(cè)溶液呈_色，B側(cè)溶液呈_色；該結(jié)果_(填“能”或“不能”)驗(yàn)證酶具有專一性。答案(1)蔗糖50(2)下降上升(3)磚紅磚紅不能6甲、乙兩位同學(xué)圍繞酶的特性，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)運(yùn)用你所學(xué)的知識(shí)，指出該兩位同學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中存在的問題并提出修改方案。(1)甲同學(xué)探究酶的高效性：取一支試管，加入2mLH2O2，再加2滴新鮮土豆研磨液，觀察到產(chǎn)生大量氣泡，用帶火星的衛(wèi)生香檢測(cè)，衛(wèi)生香猛烈燃燒，說明酶的催化作用具有高效性。存在問題：_。修訂方案：_。(2)乙同學(xué)利用下列相應(yīng)的材料和用具設(shè)計(jì)驗(yàn)證酶具有催化性和專一性的實(shí)驗(yàn)。備選材料用具：蛋白質(zhì)塊，脂肪塊，牛胰蛋白酶溶液，牛胰淀粉酶溶液，蒸餾水，雙縮脲試劑，試管若干，恒溫水浴鍋，時(shí)鐘等。實(shí)驗(yàn)步驟：取兩支潔凈的相同試管，編號(hào)為甲、乙。取5mL牛胰蛋白酶溶液加到甲試管中，再取等量牛胰淀粉酶溶液加到乙試管中。將兩支試管置于恒溫水浴鍋中，保溫(37)5分鐘。分別加入等體積等質(zhì)量的蛋白質(zhì)塊，其他條件相同且適宜。一段時(shí)間后，分別加入等量的雙縮脲試劑進(jìn)行檢測(cè)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。上述實(shí)驗(yàn)步驟中，有兩處明顯錯(cuò)誤，請(qǐng)找出這兩處錯(cuò)誤并更正第一處錯(cuò)誤：_。修訂方案：_。第二處錯(cuò)誤：_。修訂方案：_。答案(1)存在問題：甲同學(xué)缺少對(duì)照實(shí)驗(yàn)修訂方案：增加對(duì)照組，用FeCl3溶液做對(duì)照(2)第一處錯(cuò)誤：缺少對(duì)照組修訂方案：增設(shè)一組加5mL蒸餾水和同體積同質(zhì)量蛋白質(zhì)塊的試管第二處錯(cuò)誤：不能用雙縮脲試劑檢測(cè)修訂方案：應(yīng)直接觀測(cè)蛋白質(zhì)塊體積的大小三、探究酶的最適溫度或最適pH某同學(xué)為了研究pH為對(duì)人唾液淀粉酶活性的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟：在A、B、C、D、E5支試管中分別加入pH5.0、6.0、7.0、8.0、9.0的適宜濃度緩沖液5mL。再分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉溶液1mL。各試管中分別加入適當(dāng)濃度的唾液稀釋液1mL，搖勻。將5支試管放入70恒溫水浴中，保溫時(shí)間相同且適宜。取出各試管，分別加入斐林試劑2mL，搖勻。觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。上述實(shí)驗(yàn)步驟中有2處錯(cuò)誤，請(qǐng)更正并說明更正理由(不考慮試劑的濃度和加入量、pH梯度以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)次數(shù))，以便實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫秸_的預(yù)期結(jié)果。(1)_。(2)_。審題關(guān)鍵(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究pH對(duì)人唾液淀粉酶活性的影響。(2)自變量為pH，因變量為唾液淀粉酶活性，表觀因變量為各試管溶液顏色的深淺情況，溫度則為無關(guān)變量，其應(yīng)控制在唾液淀粉酶的最適溫度37。(3)唾液淀粉酶可以催化淀粉水解為可溶性還原糖，與斐林試劑混合需要在恒溫水浴加熱條件下相互作用生成磚紅色的Cu2O沉淀。答案(1)中70應(yīng)改為37，因?yàn)槿送僖旱矸勖缸饔玫淖钸m溫度為37(2)在觀察各試管中溶液的顏色之前應(yīng)將各試管放在恒溫水浴中一段時(shí)間。因?yàn)樵诩訜釛l件下斐林試劑與還原糖反應(yīng)顯色“梯度法”探究酶的最適pH(1)設(shè)計(jì)思路(2)設(shè)計(jì)方案特別提醒此方法中的單一變量是pH，即自變量是pH，因變量是反應(yīng)物分解的速率或剩余量，也可以是產(chǎn)生生成物的速率或生成物的產(chǎn)生量。為了探究某種淀粉酶的最適溫度，某同學(xué)進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟：取10支試管，分為五組。每組兩支試管中分別加入1mL某種淀粉酶溶液和2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的淀粉溶液。步驟：將每組淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并搖勻。步驟：將裝有混合溶液的五支試管(編號(hào)1、2、3、4、5)分別置于15、25、35、45、55水浴中。反應(yīng)過程中每隔1分鐘從各支試管中取出一滴反應(yīng)液，滴在比色板上，加1滴碘液顯色?；卮鹣铝袉栴}：(1)實(shí)驗(yàn)原理：淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成還原糖；淀粉酶的活性受溫度影響；用碘液可檢測(cè)淀粉，因?yàn)榈矸塾龅庖鹤兯{(lán)，根據(jù)藍(lán)色深淺來推斷淀粉酶的活性。(2)該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)存在一個(gè)明顯的錯(cuò)誤，即步驟前應(yīng)_。(3)在本實(shí)驗(yàn)中，各組溶液的pH要保證_，該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊襁x用斐林試劑檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果？_，理由是_。(4)糾正實(shí)驗(yàn)步驟后，進(jìn)行操作。一段時(shí)間后，當(dāng)?shù)?組試管中的反應(yīng)物與碘液混合開始呈棕黃色時(shí)，各組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表所示(“”表示藍(lán)色程度)：組別12345處理溫度/1525354555結(jié)果棕黃色分析上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得出該淀粉酶的最適溫度在_之間。某同學(xué)在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)。為縮短反應(yīng)時(shí)間，請(qǐng)你提出合理的改進(jìn)措施：_。審題關(guān)鍵(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是探究某種淀粉酶的最適溫度。(2)該實(shí)驗(yàn)中在酶溶液和反應(yīng)物混合之前，需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時(shí)間。(3)本實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度，因變量為酶的活性變化，本實(shí)驗(yàn)通過淀粉遇碘液變藍(lán)深淺來推斷其變化，而各溶液pH屬于無關(guān)變量，其要保證相同且適宜。(4)低溫抑制了酶的活性，但結(jié)構(gòu)未被破壞，溫度恢復(fù)升高時(shí)仍會(huì)有催化功能，所以該實(shí)驗(yàn)不能選用斐林試劑檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(5)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，第3組試管開始呈棕黃色，說明此試管中已經(jīng)沒有淀粉了，因此淀粉酶的最適溫度介于25和45之間。為了加快反應(yīng)，在不改變自變量的情況下，可適當(dāng)增加酶量或適當(dāng)降低底物的濃度。答案(2)先將五組試管分別在15、25、35、45、55的水浴中保溫一段時(shí)間(3)相同且適宜不能利用斐林試劑檢測(cè)時(shí)需要水浴加熱，會(huì)改變各試管的溫度，最終影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果(4)2545增加淀粉酶的量或濃度(或降低底物的量或濃度)“梯度法”探究酶的最適溫度(1)設(shè)計(jì)思路(2)設(shè)計(jì)方案特別提醒此方法中的單一變量是溫度，即自變量是溫度，因變量是反應(yīng)物分解的速率或剩余量，也可以是產(chǎn)生生成物的速率或生成物的產(chǎn)生量。在此方法中要注意：在酶溶液和反應(yīng)物混合之前，需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時(shí)間。若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的試劑宜選用碘液，不應(yīng)該選用斐林試劑，因斐林試劑需水浴加熱，而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。7下面的表格分別是某興趣小組探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)步驟和探究過氧化氫酶作用的最適pH的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。據(jù)此回答下列問題：探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)一)實(shí)驗(yàn)步驟分組甲組乙組丙組淀粉酶溶液1mL1mL1mL可溶性淀粉溶液5mL5mL5mL控制溫度06090將新鮮淀粉酶溶液與可溶性淀粉溶液混合后分別恒溫測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)淀粉的_探究過氧化氫酶作用的最適pH的實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)二)組別A組B組C組D組pH5678H2O2完全分解所需時(shí)間(秒)30018090192(1)pH在實(shí)驗(yàn)一中屬于_變量，而在實(shí)驗(yàn)二中屬于_變量。(2)實(shí)驗(yàn)一的步驟為錯(cuò)誤操作，正確的操作應(yīng)該是_。實(shí)驗(yàn)一的第步最好選用_(試劑)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)淀粉的_。(3)如將實(shí)驗(yàn)一的新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液，你認(rèn)為是否科學(xué)？_。為什么？_。(4)分析實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果，可得到的結(jié)論是：_；在該預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上要進(jìn)一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為_之間設(shè)置梯度。答案(1)無關(guān)自(2)使新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液分別達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后再混合(其他合理答案也可)碘液剩余量(3)不科學(xué)因?yàn)闇囟葧?huì)直接影響H2O2的分解(4)該過氧化氫酶的最適pH約為7，pH降低或升高酶活性均降低(或在pH為57的范圍內(nèi)，隨pH的升高該過氧化氫酶活性升高；在pH為79的范圍內(nèi)，隨pH的升高該過氧化氫酶活性降低)68解析(1)實(shí)驗(yàn)一探究的是溫度對(duì)酶活性的影響，因此自變量是溫度，因變量是酶活性，pH屬于無關(guān)變量；而實(shí)驗(yàn)二是探究過氧化氫酶作用的最適pH，自變量是pH。(2)探究溫度對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該先使酶和底物分別達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，然后再將底物和酶混合進(jìn)行反應(yīng)，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，實(shí)驗(yàn)一的步驟為錯(cuò)誤操作。淀粉遇碘液變藍(lán)，因此實(shí)驗(yàn)一的第步最好選用碘液測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)淀粉的剩余量，單位時(shí)間內(nèi)淀粉的剩余量越多，說明酶活性越低。(3)溫度會(huì)直接影響H2O2的分解，因此實(shí)驗(yàn)一的新鮮淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液不能換為新鮮肝臟研磨液和H2O2溶液。(4)由實(shí)驗(yàn)二的結(jié)果可知：在pH為57的范圍內(nèi)，隨pH的升高該過氧化氫酶活性升高；在pH為79的范圍內(nèi)，隨pH的升高該過氧化氫酶活性降低；該過氧化氫酶作用的最適pH約為7，pH降低或升高酶活性均降低。在該預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上要進(jìn)一步探究該過氧化氫酶的最適pH，可在pH為68之間設(shè)置梯度。8某同學(xué)將新鮮馬鈴薯磨碎、過濾得到提取液進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。.在30的條件下，取等量提取液分別加到4支盛有等量過氧化氫溶液，pH分別為3、5、7、9的試管中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每支試管都產(chǎn)生氣體。請(qǐng)回答下列問題：(1)該實(shí)驗(yàn)的目的是_。(2)該實(shí)驗(yàn)中的自變量是_。(3)各實(shí)驗(yàn)組均在30的恒定溫度下進(jìn)行的原因是：_；_。.將加入4支試管中的馬鈴薯提取液的量減半，重復(fù)實(shí)驗(yàn)。分別測(cè)定實(shí)驗(yàn)、中過氧化氫的含量在相同時(shí)間內(nèi)的變化，繪制成如圖所示曲線，請(qǐng)回答下列問題：(4)曲線a是實(shí)驗(yàn)_(填“”或“”)的結(jié)果。(5)曲線a和b中，過氧化氫含量的最低點(diǎn)基本位于橫坐標(biāo)同一位置的原因是_。答案(1)探究不同pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響(2)pH(3)30是過氧化氫酶的適宜溫度排除溫度變化(無關(guān)變量)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響(4)(5)同一種酶的最適pH是一定的，不會(huì)由于酶濃度的不同而改變解析(1)由題干信息可知，該實(shí)驗(yàn)的單一變量是pH，因變量是過氧化氫的含量，因此該實(shí)驗(yàn)的目的是探究不同pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響。(2)由以上分析可知，該實(shí)驗(yàn)的自變量是pH。(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要遵循單一變量原則和對(duì)照原則，該實(shí)驗(yàn)的單一變量是pH，而溫度等其他無關(guān)變量都應(yīng)相同且適宜。各實(shí)驗(yàn)組均在30 的恒定溫度下進(jìn)行是因?yàn)?0 是過氧化氫酶的適宜溫度，同時(shí)可以排除溫度變化(無關(guān)變量)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。(4)馬鈴薯提取液中含有過氧化氫酶，所以馬鈴薯提取液的量減半，即酶的數(shù)量減半，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)速率減慢，在相同時(shí)間內(nèi)底物剩余量增加，即對(duì)應(yīng)于曲線a。(5)過氧化氫的含量的最低點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的pH值是過氧化氫酶的最適pH，同一種酶的最適pH是一定的，不會(huì)由于酶濃度的不同而改變，所以曲線a和b中，過氧化氫的含量的最低點(diǎn)位于橫坐標(biāo)同一位置。9下圖是某課題組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(注：A酶和B酶分別是兩種微生物分泌的纖維素酶)。請(qǐng)分析回答下列問題：(1)A酶與無機(jī)催化劑相比，A酶可通過_來提高催化反應(yīng)效率。(2)分析圖示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，本實(shí)驗(yàn)研究的課題是_。在80條件下，B酶活性為0，原因是_。(3)如果要探究pH對(duì)A酶和B酶活性的影響，應(yīng)將溫度控制_左右，其中因變量為_。(4)適宜條件下，取一支試管加入A酶和蛋白酶溶液并搖勻，一段時(shí)間后加入纖維素，幾分鐘后加入新配制的斐林試劑并水浴加熱，結(jié)果試管中沒有產(chǎn)生磚紅色沉淀，原因是_。答案(1)顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能(2)探究(研究)溫度對(duì)A酶和B酶活性的影響高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞(3)50A酶和B酶的活性(4)A酶(纖維素酶)已被蛋白酶催化分解解析(1)與無機(jī)催化劑相比，酶可通過顯著降低化學(xué)反應(yīng)的活化能來提高催化反應(yīng)效率。(2)分析圖示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，該曲線的橫坐標(biāo)是溫度，縱坐標(biāo)是酶活性，故本實(shí)驗(yàn)研究的課題是探究(研究)溫度對(duì)A酶和B酶活性的影響。在80 條件下，B酶活性為0，原因是高溫使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞。(3)如果要探究pH對(duì)A酶和B酶活性的影響，應(yīng)將溫度控制在最適，即50 左右，其中自變量為pH，因變量為A酶和B酶的活性。(4)適宜條件下，取一支試管加入A酶和蛋白酶溶液并搖勻，一段時(shí)間后加入纖維素，幾分鐘后加入新配制的斐林試劑并水浴加熱，結(jié)果試管中沒有產(chǎn)生磚紅色沉淀，原因是A酶(纖維素酶)已被蛋白酶催化分解。