内容正文:
对酶相关实验的基本思想和方法的迁移应用
1.酶相关实验设计中的“酶解法”
(1)实验设计中可用酶催化底物分解,根据酶处理后的变化,来证明酶的作用。
(2)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。酶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。
2.酶实验设计中的“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
3.酶实验设计中的“梯度法”
(1)“梯度法”探究酶的最适温度
①设计思路
②设计方案
(2)“梯度法”探究酶的最适pH
①设计思路
②设计方案
1.(经典高考)甲、乙两种酶用同一种蛋白酶处理,酶活性与处理时间的关系如图所示。下列分析错误的是( B )
A.甲酶能够抗该种蛋白酶降解
B.甲酶不可能是具有催化功能的RNA
C.乙酶的化学本质为蛋白质
D.乙酶活性的改变是因为其分子结构的改变
解析:观察曲线图看出,甲酶的活性始终保持不变,说明甲酶能抗该种蛋白酶的降解;从酶的化学成分上来看,绝大多数是蛋白质,极少数是RNA,甲酶可能是具有生物催化作用的RNA;乙酶的活性不断降低,说明其能被该种蛋白酶降解,其本质为蛋白质;乙酶被降解的过程中其分子结构会发生改变。
2.如图表示酶X的活性与温度的关系示意图。下列有关分析错误的是( C )
A.在实际生产中,酶X制剂几乎在所有的季节都能使用
B.酶X的化学本质是有机物,具有高效性和专一性的特点
C.测定酶X的活性时,实验对pH、底物量和酶量没有要求
D.在20~40 ℃范围内设置更小的温度梯度,可进一步探究酶X的最适温度
解析:据图可知,酶X从10~70 ℃条件下的活性都较高,由此可推知在实际生产中,酶X制剂几乎在所有的季节都能使用;酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,酶具有高效性和专一性的特点;本题研究的是酶X的活性与温度的关系,自变量是温度,pH、底物量和酶量均属于无关变量,所以测定酶X的活性时,pH、底物量和酶量都应保持相同且适宜;本实验可确定酶X的最适温度在 20~40 ℃,但由于温度梯度较大,所以要进一步探究酶X的最适温度,可在20~40 ℃范围内设置更小的温度梯度。
3.(不定项)(2021·山东日照二模)某小组为研究温度对酶活性的影响,在t1、t2、t3温度下,分别用淀粉酶水解淀粉,保温相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c,且b>a>c,温度各升高相同幅度,重复上述实验,测定生成物的量分别为a′、b′、c′,且a′>a,b′>b,c>c′。下列相关分析正确的是( AD )
A.该淀粉酶的最适温度在t2~t3之间
B.当温度为t1时,可通过提高淀粉浓度来提高酶的活性
C.当温度在t2~t3之间时,随温度升高酶的活性降低
D.b>c是因为温度为t3时部分酶的空间结构可能发生改变
解析:t1、t2、t3温度下保温相同时间后测定生成物的量分别为a、b、c,且b>a>c,说明t2在三个温度中最接近最适温度;升高相同温度后,a′>a,b′>b,说明升高温度后酶活性上升了,t1、t2温度均低于最适温度,且t2更接近最适温度;而c>c′,说明升高温度后t3酶活性反倒降低了,则t3温度应高于最适温度,故最适温度在t2~t3之间;酶的活性受温度和pH影响,与淀粉浓度无关;根据分析可知,t2~t3之间,随温度升高,酶活性先升高后降低;与t1、t2相比,t3时温度最高且酶活性最低,部分酶的空间结构可能发生变化。
4.(经典高考)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 ℃)、B组(40 ℃)和C组 (60 ℃),测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同),结果如下图所示。回答下列问题。
(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