内容正文:
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、乙两组)。
典例引领
学科素养提升
热点题型一 酶的相关探究实验
一、鉴定酶的本质
答案 (1)实验思路:甲组:将X酶用蛋白酶处理,再与适量糖原溶液混合,在适宜条件下保持一段时间后,检测是否有还原糖的产生。乙组:将X酶用RNA酶处理,再与相同且等量糖原溶液混合,在适宜条件下保持相同一段时间后,检测是否有还原糖的产生。
(2)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。
审题关键
(1)据题干可知,X酶的功能是将糖原分解为还原糖。
(2)联想到蛋白酶可以改变蛋白质的空间结构从而使其失去功能。
(3)RNA酶可以催化RNA发生水解从而使其失去功能。
(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。
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,极少数的酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶,如淀粉酶、蛋白酶等,其化学本质都是蛋白质,所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。设计鉴定方案如下:
归纳总结
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项目 实验组 对照组
材料 待测酶溶液 已知蛋白液(等量)
试剂 分别加入等量的双缩脲试剂
现象 是否呈现紫色 呈现紫色
结论 呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质,否则该酶的化学本质不是蛋白质
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(2)酶解法
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。设计鉴定方案如下:
1.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。
(1)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。
解析 由于稀蛋清和淀粉酶的化学本质是蛋白质,蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应,而葡萄糖和淀粉属于糖类,不能与双缩脲试剂发生显色反应,所以可以用双缩脲试剂将4种溶液分为两组。
跟踪训练
双缩脲试剂
淀粉酶溶液
紫
(2)用______试剂区分不发生显色反应的一组溶液。产生___________现象的溶液为________。
解析 葡萄糖属于还原糖,可用斐林试剂鉴定,产生砖红色沉淀。
斐林
砖红色沉淀
葡萄糖
(3)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________。
解析 淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖,麦芽糖属于还原糖,所以加入淀粉后,用斐林试剂鉴定后出现砖红色沉淀的为淀粉酶。因此可以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,用斐林试剂分别处理上述两种混合液,观察到无颜色变化的溶液是稀蛋清,出现砖红色沉淀的溶液是淀粉酶溶液。
斐林
砖红色沉淀
淀粉酶
稀蛋清
已知2H2O2===2H2O+O2↑,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。
典例引领
二、验证酶的高效性与专一性
(1)实验步骤:
①_____________________________________________________________
________________。
②_____________________________________________________________
__________。
③____________________________。
(2)实验结果预测及结论:整个实验中,不同处理的试管中