第四章 实验4.2 探究温度对淀粉酶活性的影响(无答案)-高中生物学合格考学案等级考预备（新教材必修 第2版）

· 110 · 实验 4.2 探究温度对淀粉酶活性的影响 一、探究酶的高效性 1. 实验原理：酶是生物催化剂，通常情况下，催化效率远比无机催化剂效率高。鲜肝提取液中含有 H2O2酶，H2O2酶和 Fe 3＋ 都能催化 H2O2分解放出 O2。 2. 实验材料：新鲜猪肝匀浆、3.5% FeCl3溶液、高温处理过的猪肝匀浆、经过高温处理的 3.5%FeCl3。 3. 仪器和试剂：试管、试管架、3% H2O2、蒸馏水、量筒、滴管、线香（或细薄木条）、火柴。 4. 实验过程 （1）在 1～5号试管内各加入 3% H2O2 5 mL。 （2）在各试管内按要求分别加入有关实验材料各 0.5 mL（下表）。 加入材料（mL） 试管号 1 2 3 4 5 3% H2O2溶液 5 5 5 5 5 蒸馏水 0.5 新鲜猪肝匀浆 0.5 3.5% FeCl3溶液 0.5 经过高温处理的猪肝匀浆 0.5 经过高温处理的 3.5%FeCl3溶液 0.5 （3）观察各试管内气泡发生情况，并以点燃的线香（或有余烬的细薄木条）插入各试管测试其火光 亮度变化。需要注意的是 3% H2O2溶液中加入 0.5% mL新鲜猪肝匀浆后，可见夹杂着猪肝浮沫的气泡大量 冒出，此时应立即除去试管内上部气泡，然后插入点燃的线香，即可见到复燃。 5. 实验结果：1号试管和 4号试管产生的气泡小，2号试管产生的气泡大且多，能使线香产生很强明 亮的火光，3号试管和 5号试管产生的气泡较大，能使线香产生明亮的光。 6. 实验结论：有机催化剂的效率远超无机催化剂，但是有机催化剂容易受到温度等因素的影响而失 活。 7. 实验注意点 （1）实验时，必须用新鲜的刚从活体动物体内取出的肝脏做实验材料。因为酶是蛋白质，如果取材过 早，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生细菌的作用下分解，使组织中酶的数量减少且活性降低。 （2）滴加氯化铁溶液和肝脏研磨液不能合用一支滴管。原因是酶的催化效率具有高效性，少量酶带入 氯化铁溶液中也会影响实验结果的准确性，导致得出错误的结论。 （3）由于反应速率快，实验时要特别注意观察比较产生气泡的多少，冒气泡时间的长短，卫生香的 燃烧情况。 （4）H2O2具有一定的腐蚀性，使用时不要让其接触皮肤。 二、探究酶的专一性 1. 实验原理：用唾液淀粉酶分别催化淀粉和蔗糖后，再用班氏试剂鉴定，根据是否有砖红色沉淀来判 定淀粉酶是否对两者都有催化作用，从而探索酶的专一性。 2. 实验材料、试剂与仪器：质量分数分别为 3%的可溶性淀粉溶液和蔗糖溶液；质量分数为 2%的新鲜 3% H2O2 点燃的线香 检测装置 · 111 · 淀粉酶溶液。班氏试剂试管、大烧杯、量筒、滴管、温度计、试管夹、三脚架、石棉网、酒精灯、火柴。 3. 实验流程（部分过程省略） 序号 项目 试管号 1 2 1 注入可溶性淀粉溶液 2mL 2 注入蔗糖溶液 2mL 3 注入新鲜的淀粉酶溶液 2mL 震荡 2mL 震荡 4 60℃热水保温 5min 5min 5 加班氏试剂 2mL 震荡 2mL 震荡 6 将试管下半部放入热水中加热 2min 2min 结论 淀粉酶只能催化淀粉的水解，不能催化蔗糖的水解 4. 实验注意点 （1）保证蔗糖的纯度和新鲜程度是做好实验的关键。在实验中质量分数为 3%的蔗糖溶液要现用现配如 果蔗糖中混有少量的葡萄糖或果糖或蔗糖放置久了受细菌作用部分分解成单糖，则与班氏试剂共热时能生 成砖红色沉淀，而得不到正确的实验结论。为了确保实验的成功，实验之前应先检验一下蔗糖的纯度。 （2）制备的可溶性淀粉溶液，一定要完全冷却后才能使用，因为温度过高会使酶活性降低，甚至失去 催化能力。 （3）实验中所用酶的来源不同，则所需最适温度也不同。若淀粉酶为市售的α淀粉酶，其最适温度为 50～75℃；若淀粉酶来自人体或生物组织，则最适温度为 37℃左右。 三、探究影响酶活性的条件 1. 实验原理：温度与 pH 等因素都会使酶失活。 2. 实验流程（部分过程省略） （1）温度对酶活性的影响 序号 实验操作内容 试管 1 试管 2 试管 3 1 加等量可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 控制不同温度条件 37℃水（5 分钟） 60℃热水（5 分钟） 沸水（5 分钟） 3 加等量新鲜淀粉酶溶液 1 mL（5 分钟） 1 mL（5 分钟） 1 mL（5 分钟） 4 加等量碘 1 滴 1 滴 1 滴 5 观察实验现象 不出现蓝色呈现碘液颜色 蓝色 蓝色 （2）pH对酶活性的影响 序号 实验操作内容 试管 1 试管 2 试管 3 1 注入等量的新鲜淀粉酶溶液 1 mL 1 mL 1 mL 2 注入等量的不同 pH 的溶液 1 mL 蒸馏水 1 mL NaOH 1 mL HCl 3 注入等量的可溶性淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 4 放 60℃热水中相等时间 5 分钟 5 分钟 5 分钟 5 加等量班氏试剂并摇匀 2 mL 2 mL 2 mL 6 水浴加热 2 分钟 2 分钟 2 分钟 7 观察实验现象 出现砖红 色沉淀 无变化 无变化 · 112 · 3 0 1 5 7 9 11 13 pH 5 10 1h 后淀粉剩余量相对值 3. 实验结论：酶的活性需要适宜的温度和 pH，高温、低温以及过酸、过碱都将影响酶的活性。 4. 实验注意点：在探索温度与酶活性实验中，操作 2 与操作 3 一定不能颠倒顺序；在探索 pH 与酶活 性实验中，操作 2与操作 3顺序不能颠倒。 例 1 欲测定某种酶的催化反应速率，人们设计了如下几种方案，其中最可行的是（ ）。 A．其他条件最适，改变温度，观察反应生成物的量 B．其他条件最适，改变反应时间，观察反应生成物的量 C．其他条件最适，改变酶的浓度，观察反应生成物的量 D. 其他条件最适，改变反应物浓度，观察反应生成物的量 例 2 把混有反应物的液体，加到捣碎的土豆汁液中（酶液），在 37℃下观察到某些反应现象。在这种 情况下，学生甲设计的对照实验是用蒸馏水代替反应物，加入酶液中，也可观察到该反应现象；学生乙 设计的对照实验是用蒸馏水代替酶液，加入反应物中，则观察不到该反应现象。下面是对此问题的解 释，其中可能性最大的一项是（ ）。 A. 酶催化的反应即使完全没有反应物，也可缓慢进行 B. 酶由于被蒸馏水溶解出来，因而能进行反应 C. 由于该酶液中混有与反应物相同的物质 D. 由于该酶液中混有催化同一反应的多种酶 例 3 在“探究影响酶活性的因素”的下列实验中正确的操作是（ ）。 A．若探究 pH对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物 B．若探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物 C．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可将淀粉与淀粉酶两溶液混合后再调控温度 D．若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择班氏试剂对实验结果进行检测 例 4 探索温度对酶活性影响的实验，需进行如下步骤： ①取 3支试管，编号并注入 2mL淀粉溶液 ②向各试管注入 1mL淀粉酶溶液 ③向各试管滴 1滴碘液； ④将 3支试管分别放在 40℃的热水、沸水和冰块中维持温度 5min ⑤观察实验现象。 最合理的实验顺序为（ ）。 A．①②③④⑤ B. ①③②④⑤ C．①③④②⑤ D．①④②③⑤ 例 5 下列关于影响酶促反应速率（v）因素的研究中，条件控制和预期结果的关系合理的是（ ）。 A．有足够的底物，温度、pH等条件适宜且恒定——v与酶浓度成正比 B．酶浓度恒定，温度、pH等条件适宜且恒定——v与底物浓度成反比 C．酶浓度和底物一定，在 pH适宜的条件下——v与温度成反比 D．酶浓度和底物一定，在温度适宜的条件下——v与 pH成正比 例 6 右图为不同 pH值条件下唾液淀粉酶对淀粉的分解作用结果，下列相关分析中正确的是（ ）。 A. 该实验可用碘液来准确测定淀粉分解的量 B. pH值为 4和 pH值为 8时该淀粉酶的活性相同 C. pH值由 13调节到 7，淀粉酶的活性迅速升高 D. 弱酸环境对酶活性的影响小于弱碱环境的影响 · 113 · 例 7 为了验证温度对酶活性的影响，某同学设计了如下实验方案和步骤：取三支大小相同的试管，编 号为甲、乙、丙，分别向三支试管中加入 3mL浆糊，再各加入 2mL新鲜的淀粉酶溶液，振荡后，将甲、乙、 丙三支试管分别置于 0℃、35℃、100℃下约 5min，取出试管，各加入 2mL班氏试剂（边加边振荡），用热 水浴检验，观察试管内物质颜色的变化。下列对实验的评价中正确的是（ ）。 ①实验步骤不正确 ②温度设置不合理 ③不能用班氏试剂检验 A．只有①正确 B．只有②正确 C．①和②正确 D．①②③都正确 例 8 在证明酶的催化作用受温度影响的实验时，有学生取两支试管分别将淀粉溶液与唾液混合后，分 别将试管放在冰水、沸水中 5min 后，待试管冷却后分别加入 3滴碘液，结果两支试管都变蓝，证明酶的催 化作用需要适宜的温度。此实验的不足之处是（多选）（ ）。 A．酶与淀粉不能在设置各自温度之前接触 B．缺少温度为 37℃的对照实验 C．这两支试管都不应变蓝 D．不能用碘液检验是否存在淀粉 例 9 王明同学提出了“低温会使酶的活性降低”的假设并设计实验进行验证。他在 1、2、3 号试管中 依次分别加入了 3%H2O2溶液 5mL 和蒸馏水 0.5mL，3%H2O2溶液 5mL 和常温的新鲜猪肝匀浆 0.5mL，3%H2O2溶 液 5mL 和冷藏的猪肝匀浆 0.5mL，观察到实验现象是 1 号试管没有气泡产生，2 号和 3 号试管中都产生了 大量气泡。下列说法中正确的是（ ）。 A. 小王的假设不成立 B. 应该把 1号试管中的 3%H2O2溶液换成清水 C. 应该把 2号试管中的新鲜猪肝匀浆换成煮熟的猪肝匀浆 D. 应该把 3号试管中 3%H2O2溶液换成冷藏的 3%H2O2溶液 5mL 例 10 探索淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用的实验中，加入淀粉酶后一定要在 60℃的温度下保温 5min，原因是（ ）。 A．试管温度太低，加入物质不溶解 B．淀粉酶催化需适宜的温度 C．杀死试管内的微生物 D．加速化学反应的进程 例 11 将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量水混合装入一容器内，调整 pH至 2.0，保存于 37℃的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（ ）。 A．淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B．胃蛋白酶、唾液淀粉酶、多肽、水 C．胃蛋白酶、麦芽糖、唾液淀粉酶、多肽、水 D．淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶、水 例 12 蔗糖酶能够催化蔗糖水解。下表是在同一温度下研究蔗糖酶和蔗糖浓度对水解反应速率影响的 系列实验结果。 实验组 实验一 实验二 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 蔗糖酶浓度（%） 0 1 2 4 5 2 2 2 2 2 蔗糖浓度（%） 10 10 10 10 10 0 5 10 20 30 相对反应速率 0 25 50 100 200 0 25 50 65 65 · 114 · 下列有关该实验说法中不正确的是（ ）。 A. 实验一中，酶浓度低于 5%时限制反应速率的因素是蔗糖浓度 B. 实验二中，蔗糖浓度高于 20%后限制反应速率的因素是酶浓度 C. 两组实验的自变量不同，无关变量有差异，因变量相同 D. 如果系列实验条件温度升高 5℃，相对反应速率可能降低 例 13 某兴趣小组为探究酶浓度和乳糖浓度对乳糖水解速率的影响，进行了相关的实验（其他条件均 为最适）。实验结果如下表： 实验 实验一（乳糖浓度为 10%） 实验二（乳糖酶浓度为 2%） 自变量 酶浓度（%） 相对反应速率 乳糖浓度（%） 相对反应速率 组别 1 0 0 0 0 组别 2 1 25 5 25 组别 3 2 50 10 50 组别 4 3 100 15 65 组别 5 4 200 20 65 下列分析中正确的是（ ）。 A. 实验一中，限制组别 4相对反应速率的主要原因是乳糖浓度 B. 实验二中，限制组别 4相对反应速率的主要原因是酶浓度 C. 实验一中，若适当提高温度则各组别相对反应速率均将增加 D. 实验二中，若提高乳糖浓度则各组别相对反应速率均将增加 例 14 过氧化物酶能分解 H2O2，氧化焦性没食子酸呈橙黄色。为探究白菜梗中是否存在过氧化物酶，设 计实验如下表。下列相关叙述中正确的是（ ）。 管号 1%焦性没 食子酸/mL 2% H2O2/mL 缓冲液/mL 过氧化物 酶溶液/mL 白菜梗提取液/mL 煮沸冷却后的 白菜梗提取液/mL 1 2 2 2 — — — 2 2 2 — 2 — — 3 2 2 — — 2 — 4 2 2 — — — 2 A. 1号管为对照组，其余不都是实验组 B. 2号管为对照组，其余都为实验组 C. 若 3号管显橙红色，无需对照就能证明白菜梗中存在过氧化物酶 D. 若 4号管不显橙红色，可证明白菜梗中无氧化物酶