专题01 酶的相关实验拓展(原卷版)

2020届高考生物难点及易错题精讲精练专题01酶的相关实验拓展【难点精讲】一、酶的本质鉴定例题：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。⑴实验材料：质量浓度为0.1g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。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。实验步骤：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。取两支试管，编号，在1号试管中注入第一步得到的 2mL,2号试管中注入向1号和2号试管中各加入1mL ，摇匀。分别向两试管中注入 ，摇匀。振荡摇匀后，静置一会，观察其颜色变化。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。【难点突破】鉴定酶本质的两种常用方法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。酶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。设计鉴定方案：变式训练：现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液(淀粉酶的化学本质是蛋白质，可将淀粉水解成还原糖)各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是 ，其中稀蛋清和 将发生 色反应。用 试剂区分不发生显色反应的一组溶液。产生 现象的为 溶液区分发生显色反应一组溶液的方法、鉴定结果及结论分别是：方法：将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用 试剂在一定条件下分别处理上述两种混合液。结果：其中一组产生了 ，另一组无明显现象。结论：发生显色反应的是 溶液，不发生显色反应的是 溶液。二、验证酶的高效性和专一性例题：已知2H2O2===2H,O+O2T，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。实验步骤：。③ 。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如果仅将实验中的恒温水浴改为 80°C,重做上述实验，O2释放的速率最快的是原因是 。【难点突破】验证酶的高效性的实验设计设计思路：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。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咼效性变式训练：甲、乙两位同学围绕酶的特性，设计了如下实验，请运用你所学的知识，指出该两位同学实验设计中存在的问题并提出修改方案。甲同学探究酶的高效性：取一支试管，加入2mLH2O2，再加2滴新鲜土豆研磨液，观察到产生大量气泡，用带火星的卫生香检测，卫生香猛烈燃烧，说明酶的催化作用具有高效性。存在问题： 修订方案： 。乙同学利用下列相应的材料和用具设计验证酶具有催化性和专一性的实验。备选材料用具：蛋白质块，脂肪块，牛胰蛋白酶溶液，牛胰淀粉酶溶液，蒸馏水，双缩脲试剂，试管若干，恒温水浴锅，时钟等。实验步骤：①取两支洁净的相同试管，编号为甲、乙。②取5mL牛胰蛋白酶溶液加到甲试管中，再取等量牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中。③将两支试管置于恒温水浴锅中，保温(37C)5分钟。④分别加入等体积等质量的蛋白质块,其他条件相同且适宜。⑤一段时间后，分别加入等量的双缩脲试剂进行检测，记录实验结果。上述实验步骤中，有二处明显错误，请找出这二处错误并更正第一处错误： 修订方案： 第二处错误： 修订方案： 三、探究酶的最适温度或最适pH例题：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°C、25°C、35°C、45°C、55C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：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。该实验的设计存在一个明显的错误，即步骤②前应 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 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/°c1525354555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，请你提出合理的改进措施：【难点突破】“梯度法”探究酶的最适温度或pH探究酶的最适温度①设计思路底物的分解量竺出(或剩余量｝或产物的生成量底物&温度下+底物的分解量竺出(或剩余量｝或产物的生成量底物匚温度下十酶斯温度下,②设计方案(2)探究酶的最适②设计方案(2)探究酶的最适pH①设计思路底物pH,①设计思路底物pH,下+酶pHj下'底物pH?下+酶pH总下底物pIX下+酶pFU下”底物的分解糧竺J(或剰余量)或产物的生成量②设计方案②设计方案变式训练：下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。据此回答下列问题：探究温度对酶活性影响的实验（实验一）实验步骤分组甲组乙组丙组①a淀粉酶溶液1mL1mL1mL②可溶性淀粉溶液5mL5mL5mL③控制温度0°C60C90C④将新鲜a淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温⑤测定单位时间内淀粉的探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验（实验二）组别A组B组C组D组E组pH56789h2o2完全分解所需时间（秒）30018090192284（1）pH在实验一中属于 变量，而在实验二中属于 变量。（2） 实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是 。实验一的第⑤步最好选用 （试剂）测定单位时间内淀粉的 。（3） 如将实验一的新鲜a淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？ 。为什么？ 。（4） 分析实验二的结果，可得到的结论是： 在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH,可在pH为 之间设置梯度。【真题回顾】一、单选题（2016・全国高考真题）若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是加入酶—加入底物—加入缓冲液—保温并计时—一段时间后检测产物的量加入底物—加入酶—计时—加入缓冲液—保温—一段时间后检测产物的量加入缓冲液—加入底物—加入酶—保温并计时—一段时间后检测产物的量加入底物—计时—加入酶—加入缓冲液—保温并计时—一段时间后检测产物的量

（2008・上海高考真题）卩-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖，但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。这表明卩-半乳糖苷酶的催化作用具有（）高效性 B.专一性C.稳定性D.多样性3.（2019・浙江省高考真题）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示:步骤基本过程试管A试管B1加入2%过氧化氢溶液3mL3mL2加入马铃薯匀浆少许一3加入二氧化锰一少许4检测据此分析，下列叙述错误的是实验的可变因素是催化剂的种类可用产生气泡的速率作检测指标该实验能说明酶的作用具有高效性不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验4.（2011・江苏省高考真题）下列示意图中，能正确反映唾液淀粉酶的催化活性与温度关系（2016・浙江省高考真题）某同学进行有关酶的实验：组1：1%淀粉溶液+新鲜唾液+本尼迪特试剂—红黄色沉淀组2：2%蔗糖溶液+新鲜唾液+本尼迪特试剂-无红黄色沉淀组3：2%蔗糖溶液+蔗糖酶溶液+本尼迪特试剂-下列叙述错误的是A.自变量是底物和酶 B.组3的结果是红黄色沉淀C.指示剂可用碘-碘化钾溶液替代D.实验结果证明酶具有专一性（2017・浙江省高考真题）为验证酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示，据表分析,下列叙述正确的是单位：mL试管3-6需在沸水浴中保温2-3min以利于酶的催化作用试管3和6的实验结果说明酶的作用具有专一性若试管5中出现阳性反应说明蔗糖酶也能分解淀粉（2007•上海高考真题）下图表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系。由图可知（）①有多种酶参与 ②最适合pH是7③最适温度是40°C ④50°C时酶逐渐失活⑤0°C时酶逐渐失活A.①③ B.②⑤C.③④ D.④⑤（2013・上海高考真题）在酶的催化水解过程中，酶与底物会形成复合物，最终把底物水解，形成产物。已知酶催化水解的反应时间和产物生成量的关系如图。那么，在反应过程中酶•底物复合物浓度变化曲线正确的是殛由［min)D.二、多选题（2013・江苏省高考真题）为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计不合理的是实验编号探究课题选用材料与试剂

① 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液②温度对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液③pH对酶活性的影响新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液④pH对酶活性的影响新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂A.实验① B.实验②C.实验③ D.实验④三、非选择题（2016・全国高考真题）为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组:A组（20。0、B组（40°C、和C组（60°C）,测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。回答下列问题:TOC\o"1-5"\h\z（1）三个温度条件下，该酶活性最高的是 组。（2）在时间t1之前，如果A组温度提高10C,那么A组酶催化反应的速度会 。（3） 如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量 ，原因是 。（4）生物体内酶的化学本质是 ，其特性有 （答出两点即可）。

（2008・上海高考真题）利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。请完善实验方案，并回答相关问题。（实验目的）比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。（实验原理）纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖，用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小；用呈色反应表示葡萄糖的生成量。（实验材料）三种微生物（A〜C）培养物的纤维素酶提取液，提取液中酶蛋白浓度相同。（实验步骤）（1）取四支试管，分别编号。2）在下表各列的一个适当位置，填写相应试剂的体积量，并按表内要求完成相关操作。管号工34 U 】.41.41,4PH7.5的耀冲裁 10.20.2Q2庚瑩浮施0.3U.30.3a饪取液QA議生轴U揺麻換 111ft生摄匸盧龍液ttl “页T2.0202j0（3）将上述四支试管放入37°C的水浴，保温1小时。4）在上述四支试管中分别加入 试剂，摇匀后，进行 处理5） 观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。实验结果）颜色深浅程度微生物A提取物颜色深浅程度微生物A提取物微生物B提取物++++微生物C提取物十十分析讨论）1）该实验中的对照组是 号试管。2）实验组试管均呈现的颜色是 ，但深浅不同TOC\o"1-5"\h\z(3)上述结果表明：不同来源的纤维素酶，虽然酶蛋白浓度相同，但活性不同。若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异，其可能原因是 。你认为上述三种微生物中，最具有应用开发价值的是 。从解决能源问题的角度，开发这种纤维素酶的意义在于 。(2011・全国高考真题)某同学从温度为55〜65"C的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。回答问题：测定脂肪酶活性时，应选择 作为该酶作用的物质，反应液中应加入 溶液以维持其酸碱度稳定。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 。根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路 。(2015・重庆高考真题)小麦的穗发芽影响其产量和品质。某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液(去淀粉)，并在适宜条件下进行实验。实验分组、步骤及结果如下：步廩红施管①加样砧胞掲取掖0.5ml,握取掖C②加端抻鞭(ml)111③加淀粉蓿掖伽L)111④帀叱保温适当时间终止誨促反应特却至常温，加世量験液显色显色第廉++4-+步骤①中加入的C是____，步骤②中加缓冲液的目的是 。显色结果表明：淀粉酶活性较低的品种是；据此推测：淀粉酶活性越低，穗发芽率越__。若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应 。小麦淀粉酶包括a—淀粉酶和卩一淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：I•红粒管、白粒管各加入相应提取淹O.SmL-fta—淀粉酶失活如上法实殓操作并显色测定II紅粒亀白粒菅答加入相应提取液HmLrX处理X处理的作用是使—。若I中两管显色结果无明显差异，且II中的显色结果为红粒管颜色显著_白粒管（填“深于”或“浅于”），则表明a—淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。（2009・全国高考真题）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，菲林试剂、试管、37°C恒温水浴锅，沸水浴锅。（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，请在答题卡上作答。（2）实验步骤：①按照上表中的设计，取试管、加溶液。 TOC\o"1-5"\h\z（3）结果预测： 。（4）结论： 。（5）在上述试验中，如果仅将3代恒温水浴锅的温度调到20°C。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37C时的浅，其原因是 。（2009・全国高考真题）已知2H2O2=2H2O+O2f,可以通过观察反映过程中O2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。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，得出结论，并回答问题。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%牛过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。实验步骤：（2）实验结果预测及结论：整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是 。由此可TOC\o"1-5"\h\z得出的结论是 。（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为800C，重做上述实验,02释放的速度最快的是 ，原因是 。【新题精练】一、单选题（2020・天水市第一中学高三二模）甲图表示反应物浓度对酶促反应速率的影响；乙图表示将A、B两种物质混合，再在T］时加入某种酶后，A、B两种物质的浓度变化曲线。实验均在最适温度和最适pH条件下完成，下列叙述错误的是（）

浓度°反应物浓度oT1Tz时间°反应物浓度甲图中反应速率达到最大后，限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量若乙图中的物质A是淀粉，则B可以是麦芽糖，该酶可以是唾液淀粉酶乙图中t2时刻后限制酶促反应速率的主要因素是酶的活性甲、乙两图所示的实验中，温度和pH都属于无关变量（2020・江苏省高三三模）某同学为验证酶的特性，进行了如下表所示实验。下列有关叙述正确的是（）试管号1234561%淀粉溶液（mL）3332%蔗糖溶液（mL）333稀释的人新鲜唾液（mL）11蔗糖酶溶液（mL）11斐林试剂（mL）222222试管1和2的作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖试管3〜6需在沸水浴中保温2-3min，以利于酶的催化作用试管3和6的实验结果说明酶的作用具有专一性加入斐林试剂后，应立即观察试管中溶液颜色的变化，获取实验结果（2020・肥东县第一中学高三一模）下列关于酶的实验设计，正确的是（ ）用过氧化氢溶液、肝脏研磨液作材料探究温度对酶活性的影响用淀粉和蔗糖溶液、淀粉酶，反应后滴加碘液验证酶的专一性用蛋白酶、蛋白块作实验材料，验证蛋白酶能够催化蛋白质分解设置pH为2、7、12的条件，探究pH对胃蛋白酶活性的影响（2020•上海高三二模）将新鲜猪肝匀浆，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液的实验装置中，每隔5分钟收集一次数据，绘制出气体产生量与反应时间的关系曲线图（图中实线）。若其他条件都不变，适当增加新鲜猪肝匀浆溶液浓度，下列选项中能正确表示实验结果（图中虚线）的是（）A10B.a11aA10B.a11aU5fU«.inL20CD14诃ml20CD14诃ml0（2019・江西省高一期末）在“探究不同温度对酶活性的影响”实验中，温度和pH值分别属于自变量和因变量 B.自变量和无关变量C.因变量和无关变量 D.自变量和自变量（2020・北京八中高三二模）为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组（20°C）、B组（40°C）和C组（60°C）,测定各组在不同反应时间内的产物浓度（其他条件相同），结果如图。下列说法错误的是（）

在q之前，如果A组温度提高10C，其催化反应的速度会加快如果在t2时，将C组反应温度降至40C，产物总量会继续上升此实验不需要专门设置对照组7.（2020•上海高三一模）下图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是（ ）当反应温度由q调到最适温度时，酶活性上升当反应温度由t2调到最适温度时，酶活性下降酶活性在t2时比q高，故t2时更适合酶的保存酶活性在q时比t2低，表明q时酶的空间结构破坏更严重（2020・浙江省高三其他）用棉签蘸取不同液体分别涂抹在淀粉-琼脂块的5个圆点位置，然后将其放入37°C恒温箱中保温。24h后取出加入碘液（棕黄色）处理，观察圆点的颜色变化如下表：圆点①②③④⑤

处理圆点的液体清水煮沸的新鲜唾液与盐酸混合的新鲜唾液新鲜唾液2%蔗糖酶溶液碘液处理后的颜色蓝黑1111.色蓝黑色蓝黑色红棕色?下列叙述错．误．的是（ ）A•圆点④处含有糊精引起圆点②③显色反应的原因是不同的圆点⑤处的颜色为蓝黑色该实验验证了淀粉酶的催化具有专一性和高效性（2019・湖北省高一月考）要探究pH对酶活性的影响，下表的实验设计中，应选择的试管是（）试管添加物质条件①1mL质量分数为10%的鸡蛋清溶液+1mL清水35〜38°C水浴，pH=5②1mL质量分数为10%的鸡蛋清溶液+1mL胰蛋白酶35〜38°C水浴，pH=5③1mL质量分数为10%的鸡蛋清溶液+1mL胰蛋白酶35~38C水浴，pH=9④1mL质量分数为10%的鸡蛋清溶液+1mL胰蛋白酶4°C水浴，pH=9A.①和② B.②和③ C.③和④ D.②和④（2019・湖北省高一月考）某研究性学习小组按下表进行了实验操作发现试管2比试管1产生的气泡明显多，该实验说明了操作顺序具体操作试管12①加入体积分数为3%的H202溶液2m12m1②滴加质量分数为3.5%的FeCl3溶液2滴——

滴加质量分数为20%的肝脏研磨液（含过氧化氢酶）——2滴A.酶具有专一性 B.酶具有多样性C.酶具有高效性 D.酶是蛋白质二、非选择题（2020・陕西省高三二模）无机盐离子对酶活性有影响。为探究NaCl和CuSO4对唾液淀粉酶活性的影响，某实验小组进行了实验，实验步骤和结果见表。请回答：实验步骤试管编号12341%NaC1溶液（mL）11%CuSO4溶液（mL）11%Na2SO4溶液（mL）1蒸馏水（mL）1pH6.8缓冲液（mL）11111%淀粉溶液（mL）111I唾液淀粉酶溶液（mL）1111各试管放入37°C恒温水浴保温适宜时间取出试管，加入1%碘溶液0.1mL观察结果无色深蓝色浅蓝色1）本实验的对照实验是 （填试管编号），实验中加入缓冲液的作用是2）该实验的自变量是 ，因变量是 3）设置3号试管的目的是 。

（4）分析实验结果可知：对酶活性有影响的离子是 ，其中对酶活性有抑制作用的离子是 ，对酶活性有促进作用的离子是 。（5）根据上述实验结果，在操作过程中，保温之前不能加入斐林试剂，其原因是 （2020・天津高三其他）研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种酶，有人认为这是一种能催化葡萄糖分解的酶，有人认为是一种能催化蔗糖分解的酶。请回答问题。（1）为了探究此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了下图的实验过程，请预测可能的实验结果。等琏的现配制釐椭濟液筑尊糖溶液的斐林试渕s打沖I同山s宜的黠温度卜侏镒曲n水浴加热后，如果 ，说明该物质是能催化蔗糖分解的酶；如果 ，则说明该物质是能