第三单元 拓展提升1 与酶相关实验的设计思想和方法（教师word）-2023新教材新高考生物【导学教程】新编大一轮总复习（人教版）

1．“酶解法”鉴定酶的本质 (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。设计方案如上图。 2．用“对比法实验法”探究酶的高效性和专一性 (1)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)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.“梯度法”探究酶的最适温度和最适PH (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 [针对训练] 1．猪笼草是一种食虫植物，为了验证猪笼草分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在35 ℃水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入适量的双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂，下列对实验现象的预测正确的是(　　) A．甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块消失 B．甲中溶液呈紫色，乙中溶液不呈紫色；丙中蛋白块消失，丁中蛋白块不消失 C．甲和乙中溶液都呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失 D．甲和乙中溶液都不呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失 解析　本实验属于验证性实验，分泌液中含有蛋白酶，蛋白酶的化学本质是蛋白质。鉴定蛋白质常用的试剂是双缩脲试剂，反应后溶液呈紫色。实验①中的甲和乙试管始终显示紫色，不能形成对照；而实验②改用观察蛋白块的存在情况(丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失)，形成鲜明的对照，说明了猪笼草的分泌液中含有蛋白酶。 答案　C 2．(2022·济南模拟)某科研小组将新鲜的黄瓜磨碎、过滤制得提取液，以等体积等浓度的H2O2作为底物，对提取液中过氧化氢酶的活性进行了相关研究，分别做了两个实验，得到如图所示的实验结果。下列相关叙述正确的是(　　) A．实验一中，催化剂种类虽然不同，但其作用原理相同 B．实验一中黄瓜提取液过氧化氢酶的浓度必须与Fe3＋的浓度相等 C．实验二中A曲线对应的是Fe3＋溶液，B曲线对应的是过氧化氢酶溶液 D．将实验二中pH为3的实验组与pH为11的实验组溶液混合，酶的活性将会恢复 解析　实验一中，催化剂种类虽然不同，但其作用原理相同，都是降低化学反应的活化能，进而加快反应速率，A正确；因为酶具有高效性，故实验一中黄瓜提取液过氧化氢酶的浓度未必需要与Fe3＋的浓度相等，B错误；实验二中探究的是pH对酶活性的影响，故A曲线与B曲线的差异可能是酶量的影响，不是催化剂种类造成的，C错误；图中过氧化氢酶的最适pH为7左右，pH为3的实验组与pH为11的实验组中酶的空间结构已经受到破坏，故即使二者混合，酶的活性也无法恢复，D错误。 答案　A 3．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)，结果如图。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组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速度会________。 (3)如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量____________，原因是____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)生物体内酶的化学本质是______________，其特性有________________(答出两点即可)。 解析　(1)在60 ℃条件下，反应的最终产物浓度比20 ℃和40 ℃条件下小很多，说明酶在60 ℃条件下最终失活；20