第5章 素能提升课 酶的相关设计和分析-2021-2022学年高中生物必修1【名师导航】同步Word教参(人教版)

(教师独具) [核心精要] 一、酶相关实验设计中的“酶解法” 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。设计如图方案： 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。 二、酶相关实验设计中的“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 三、酶相关实验设计中的“梯度法” “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] 1．下列有关酶特性的实验设计思路，正确的是(　　) A．用淀粉酶和淀粉、蔗糖验证酶的专一性时，选用碘液作为检测试剂 B．用过氧化氢和新鲜的猪肝研磨液、氯化铁溶液来验证酶的高效性 C．以过氧化氢为底物，探究温度对过氧化氢酶活性的影响 D．探究胃蛋白酶的最适pH时，先将其加入蛋清中再加入缓冲液 B　[用淀粉酶和淀粉、蔗糖验证酶的专一性时，不宜选用碘液作为检测试剂，因为碘液不能与蔗糖产生显色反应，应用斐林试剂检测，A项错误；不能以过氧化氢为底物，探究温度对过氧化氢酶活性的影响，因为过氧化氢在加热时分解加快，自变量控制不准确，C项错误；探究胃蛋白酶的最适pH时，将其加入蛋清中再加入缓冲液，酶与底物一旦混合，反应就开始了，应先加缓冲液再加入蛋清，D项错误。] 2．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。] 3．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。 4．现有两种淀粉酶A与B，某生物兴趣小组为探究不同温度条件下这两种淀粉酶的活性，设计如下探究实验： 1 2 3 4 5 6 7 8 Ⅰ.设置水浴缸温度(℃) 20 30 40 50 20 30 40 50 Ⅱ.取8支试管各加入淀粉溶液10 mL，分别保温5分钟 Ⅲ.另取8支试管各加入等量淀粉酶溶液，分别保温5分钟 酶A