2023版高三一轮总复习生物人教版必修1 第3单元 素养加强课1对酶相关实验的基本思想和方法的迁移应用

考点1酶相关实验设计中的“酶解法”1．实验设计中可用酶催化底物分解，根据酶处理后的变化，来证明酶的作用或底物的成分。2．鉴定酶本质的“酶解法”模型“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。酶必须保持正常的空间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。设计方案如图。1．(2021·华中师大一附中模拟)某兴趣小组在生物实验室中发现一酶试剂，由于标签受损，无法确定该酶的具体种类，已知其可能是淀粉酶或蔗糖酶。为判断该酶的具体种类和作用条件，该小组成员给出了以下建议，其中不合理的是()A．取部分酶和少量淀粉溶液混合，一定时间后，滴加碘液检测B．取部分酶和少量蔗糖溶液混合，一定时间后，利用斐林试剂检测C．若已确定该酶是淀粉酶，可使用斐林试剂作检测试剂探究温度对酶活性的影响D．若已确定该酶是蔗糖酶，可利用蔗糖来研究pH对酶活性的影响C[取部分酶和少量淀粉溶液混合，若该酶为淀粉酶，则淀粉被水解，一定时间后，滴加碘液溶液不变蓝色；若该酶为蔗糖酶，则淀粉不被水解，一定时间后，滴加碘液后溶液变蓝色，A合理。取部分酶和少量蔗糖溶液混合，若该酶为蔗糖酶，则蔗糖被水解，利用斐林试剂检测会出现砖红色沉淀；若该酶为淀粉酶，则不出现砖红色沉淀，B合理。使用斐林试剂检测时需要水浴加热，因此在探究温度对酶活性的影响时不能使用斐林试剂作检测试剂，C不合理。可用蔗糖作为底物来探究pH对蔗糖酶活性的影响，D合理。]2．某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结果及结论(要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。_______________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析]实验设置甲组和乙组，两组实验分别用蛋白酶和RNA酶处理X酶，然后与糖原混合检测两组实验中X酶有无活性。检测X酶是否有活性可用斐林试剂与产物反应是否产生了颜色变化来完成。[答案]实验思路：甲组：将X酶用蛋白酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖产生。乙组：将X酶用RNA酶处理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖产生。预期结果及结论：①若甲组有还原糖生成，乙组没有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是RNA；②若甲组没有还原糖生成，乙组有还原糖生成，则说明X酶的化学本质是蛋白质考点2酶实验设计中的“对比法”1．对比法验证酶的高效性(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(如生物材料研磨液)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2．对比法验证酶的专一性(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)设计方案项目方案一方案二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1．下表是过氧化氢分解实验的过程和结果，下列分析错误的是()试管abcd3%过氧化氢溶液2mL2mL2mL2mL处理措施不作任何处理置于90℃加2滴3．5%的FeCl3加2滴20%的新鲜肝脏研磨液实验结果－＋＋＋＋＋＋＋注：“－”表示无气泡产生；“＋”的数量表示气泡产生的多少。A．a和d对照说明酶具有高效性B．c和d是对比实验，自变量是催化剂的种类C．a、c对照说明FeCl3具有催化作用D．a、c、d对照可以说明酶的催化具有高效性A[a和d对照，只能说明酶能催化化学反应的进行，要证明酶具有高效性，需要将有酶和有无机催化剂参与的反应进行比较，即a、c、d对照能说明酶的催化具有高效性；c和d都是实验组，二者形成对比，自变量是催化剂的种类；a和c对照说明无机催化剂能促进化学反应的进行，即具有催化作用。]2．某同学进行了如下有关酶的实验：甲组：淀粉溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂eq\o(→,\s\UP8(水浴加热))出现砖红色沉淀乙组：蔗糖溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂eq\o(→,\s\UP8(水浴加热))不出现砖红色沉淀丙组：蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林试剂eq\o(→,\s\UP8(水浴加热))？下列叙述正确的是()A．丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀”B．三组实验中，底物的用量属于自变量C．该同学的实验目的是验证酶的专一性D．可用碘液代替斐林试剂进行检测C[蔗糖酶能催化一分子蔗糖水解成一分子果糖和一分子葡萄糖，果糖和葡萄糖是还原糖，加入斐林试剂水浴加热会使还原糖生成砖红色沉淀，A项错误；底物的用量属于无关变量，B项错误；从实验所用的底物和酶的种类分析可知，该实验的目的是验证酶的专一性，C项正确；唾液淀粉酶能催化甲组淀粉水解成还原糖，不能催化蔗糖水解，碘液使淀粉呈现蓝色，不能使还原糖和蔗糖呈现蓝色，使用碘液无法检测乙、丙组的反应，无法得出结论，D项错误。]3．(2021·辽宁名校联考)据表分析，下列说法正确的是()组别①②③④⑤⑥质量分数为3%的淀粉溶液(mL)222222质量分数为2%的蔗糖酶溶液(mL)—1—1—1质量分数为2%的α­淀粉酶溶液(mL)1—1—1—反应温度(℃)006060100100碘液2滴2滴2滴2滴2滴2滴注：表中“—”表示没有添加。A．淀粉溶液的用量是无关变量B．①②两组实验可用于验证酶的专一性C．②④⑥三组实验可说明温度能影响酶活性D．设计上述实验的目的是验证酶的专一性A[根据表格数据可知，该实验的自变量是酶的种类和温度，所以淀粉溶液的用量是无关变量，A正确；①②两组实验的温度不是适宜温度，此温度下酶不能正常发挥作用，所以不能用于验证酶的专一性，B错误；蔗糖酶不能催化淀粉水解，故②④⑥不能说明温度能影响酶活性，C错误；该实验的目的是探究温度对酶活性的影响以及验证酶的专一性，D错误。]考点3探究酶最适温度或pH中的“梯度法”1．探究酶的最适温度(1)设计思路在一定范围内，设计一系列温度梯度实验，其他条件相同且适宜，可得出最适温度的大致范围，再在此范围内减小梯度，进一步进行实验，直至得出最适温度。(2)设计方案2．探究酶的最适pH(1)设计思路在一定范围内，设计一系列pH梯度实验，其他条件相同且适宜，可得出最适pH的大致范围，再在此范围内缩小梯度，进一步进行实验，直至得出最适pH。(2)设计方案1．(2021·湖北选择性考试模拟)甲同学从某哺乳动物的胃液中分离到了一种酶。为探讨该酶的最适pH，设计了如下实验方案，其中最合理的是()方案pH范围温度酶活性测定最适pHA1～625每间隔一个pH梯度进行酶活性测定以pH对酶活性作图，酶活性最高时对应的pH为最适pHB1～1425C1～637D1～1437C[哺乳动物的胃中存在胃酸，pH都是呈酸性，故选取的pH范围应该是1～6。哺乳动物的体温一般为40℃上下和人类的体温差不多，作为本实验无关变量中的温度应选择较适宜的温度372．(2021·江苏百校联考)小张查阅资料得知，α­淀粉酶的最适温度是55℃。下表是他为此进行的验证实验，但因各组结果相同而不能达到实验目的。试管实验温度3%淀粉溶液1%α­淀粉酶溶液1min后碘液检测1502mL1mL溶液呈棕黄色2552mL1mL溶液呈棕黄色3602mL1mL溶液呈棕黄色A．将实验温度改为0℃、55℃B．将淀粉溶液体积改为4mLC．将α­淀粉酶溶液浓度改为2%D．将碘液改为斐林试剂B[验证α­淀粉酶的最适温度是55℃，如果将实验温度设置为0℃、55℃、1003．普通淀粉酶的最适温度在40℃～60℃之间，而极端耐热淀粉酶在100℃仍能保持较高的活性，(1)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与______混合，若反应液呈______色，则该酶的化学本质为蛋白质。(2)测定淀粉酶活性时，应选择________作为该酶作用的底物，反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。(3)设计实验测定极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度。①此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑________(答出两点即可)等因素。②结合题目信息，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)酶大多数是蛋白质，少数是RNA，要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为蛋白质。(2)测定淀粉酶活性时，根据酶的专一性，应选择淀粉作为该酶作用的底物，反应液中应加入(酸碱)缓冲溶液以维持其酸碱