3.1 素能提升课 酶的相关实验设计和分析-2021-2022学年新教材高中生物必修1分子与细胞【名师导航】同步Word教参(苏教版)

　酶相关实验设计中的“酶解法” [素能建构] 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。设计方案如右图： 2．实验设计中也可用酶催化底物分解，根据底物的变化来证明酶的作用。 [对点训练] 1．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)。 实验思路：__________________________ 预期结果及结论：___________________________ [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。 　酶相关实验设计中的“对比法” [素能建构] 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 [对点训练] 2．下列有关酶的实验设计思路，正确的是(　　) A．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响 B．在验证酶的专一性实验中，酶的浓度为无关变量，底物的浓度为自变量 C．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性 D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响 C　[因为过氧化氢不稳定，在高温下会自行分解成水和氧气，所以不能探究温度对酶活性的影响，A错误；在验证酶的专一性实验中，酶的浓度和底物的浓度均为无关变量，B错误；胃蛋白酶的最适pH为1.5，验证pH对酶活性的影响应将pH设置在最适pH左右，D错误。] 3．取经过编号的5支试管分别加入2 mL 0.5 mol/L的过氧化氢溶液，进行如下实验，根据实验内容，下列说法正确的是(　　) 试管编号 1 2 3 4 5 加入物质 适量唾液 锈铁钉 生土豆块 熟土豆块 生土豆块＋稀盐酸 实验结果 几乎无气泡 少量气泡 大量气泡 几乎无气泡 几乎无气泡 A．说明酶具有高效性的是3号和4号实验 B．1号和3号对照不能说明酶具有专一性 C．各组实验都不能体现酶的活性与温度之间的关系 D．3号和5号对照可以说明酶的活性受pH的影响 D　[证明酶具有高效性需对比无机催化剂与酶的催化作用，2号和3号实验可证明酶具有高效性，A错误；1号和3号分别用唾液淀粉酶和过氧化氢酶与过氧化氢溶液反应，两组实验结果对照可说明酶具有专一性，B错误；3号和4号的实验结果说明高温会使酶活性降低，C错误；3号和5号的实验结果可以说明pH降低会使酶活性降低，D正确。] 　酶相关实验设计中的“梯度法” [素能建构] “梯度法”探究酶的最适温度或最适pH (1)设计思路 (2)设计方案 [对点训练] 4．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，因此在生产上具有更为广泛的应用前景。请回答下列问题： (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