必修1 第3单元 素养加强课1 酶的相关实验设计方法-2022高考生物一轮复习【名师导航】配套Word教参(苏教版·老教材老高考)

类型一　酶的相关实验设计中的“酶解法” 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)。 [审题指导]　(1)据题干可知，X酶的功能是能将糖原分解为还原糖。(2)联想到蛋白酶可以水解蛋白质从而使其失去功能。(3)RNA酶可以催化RNA发生水解而使其失去功能。(4)若X酶的化学本质是蛋白质，被蛋白酶处理后，则不能将糖原分解为还原糖。(5)若X酶的化学本质是RNA，被RNA酶处理后，则不能将糖原分解为还原糖。(6)题干中要求设计甲、乙两组实验，二者之间要能相互印证，因此联想相互对照。 [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。 1．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。其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。设计如图方案。 2．实验设计中可用酶催化底物分解，根据酶处理后的变化或底物的变化，来证明底物的成分或酶的作用。 1．某校研究性学习小组从芍药中提取出一种酶，为探究该酶催化分解的底物是葡萄糖还是蔗糖，该研究性学习小组的同学们设计并做了如图所示的实验。下列相关叙述正确的是(　　) 甲 乙　 甲 乙　　 甲 乙 A．与无机催化剂不同的是，该酶能通过降低活化能来提高化学反应速率 B．图中的斐林试剂是用0.1 g/mL的NaOH溶液和0.01 g/mL的CuSO4溶液配制的 C．若两支试管均出现砖红色沉淀，则说明该酶催化的底物是蔗糖 D．若该酶催化的底物是葡萄糖，则只有一支试管会出现砖红色沉淀 C　[无机催化剂与酶都能通过降低活化能来提高化学反应速率，与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，A项错误；斐林试剂是用0.1 g/mL的NaOH溶液和0.05 g/mL的CuSO4溶液配制的，B项错误；葡萄糖属于还原糖，蔗糖不属于还原糖，若两支试管均出现砖红色沉淀，则说明该酶催化的底物是蔗糖，若两支试管均不出现砖红色沉淀，则说明该酶催化的底物是葡萄糖，C项正确、D项错误。] 2．酶是活细胞产生的一类有机物，在细胞代谢中发挥重要的作用。请回答与酶有关的问题： (1)真核细胞内酶的合成场所有__________________________，细胞内酶的合成________(填“能”或“不能”)影响生物的性状。 (2)酶的特性可通过实验进行验证。现有质量分数为10%淀粉溶液、质量分数为10%蔗糖溶液、质量分数为10%麦芽糖溶液、蔗糖酶溶液、清水；半透膜(只允许水分子通过)；长颈漏斗、烧杯、底部中央可放置半透膜的U形管各一个。请根据渗透作用的原理、选用一套装置设计实验，实验现象能支持酶的催化作用具有专一性，要体现等量原则等实验设计的基本原则。请写出最合理的实验思路及实验预期。 ________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 [解析]　(1)绝大多数酶是蛋白质，少数是RNA，蛋白质的合成场所是核糖体，化学本质为RNA的酶合成场所是细胞核。细胞内酶的合成能影响生物的代谢过程，进而影响生物的性状。(2)本实验要证实酶具有专一性，可以用麦芽糖和蔗糖做底物，蔗糖酶能催化蔗糖水解，不能催化麦芽糖水解。蔗糖水解后，物质的量浓度增大，渗透装置中液面会升高，由此设计实验即可。 [答案]　(1)细胞核、核糖体　能　(2)实验思路：在底部中央放置半透膜的U形管两侧分别加入等量的蔗糖溶液和麦芽糖溶液，再在两侧各加等量的蔗糖酶溶液，适宜温度下一段时间后，观察两侧液面的变化。实验预期：蔗糖溶液一侧液面明显升高，则支持酶的催化作用具有专一性(或麦芽糖溶液一侧液面明显降低