第3章 第2节 第2课时 酶的实验探究-【金版教程】2024-2025学年高中生物必修1创新导学案课件PPT（浙科版2019）

　　　　　　　　　　　　　 第三章　细胞的代谢 第二节　酶是生物催化剂 第二课时　酶的实验探究 学习目标 核心素养 1.通过对有关酶实验的分析，学会控制变量和设计对照实验。 2.分析酶的高效性和专一性实验。 3.探究影响酶活性的条件。 科学探究：能够根据实验目的，设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验，分析结果得出结论；合理设计探究温度、pH对酶活性影响的实验步骤，规范实施实验，探究影响的规律。 2 目录 CONTENTS 01 知识点 02 效果当堂检测 03 课后课时作业 知识点 01 麦芽 葡萄 果 知识点一　探究酶的专一性 本尼迪特 红黄 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 5 2．材料用具 稀释200倍的新鲜唾液，质量分数为2%的蔗糖溶液，溶于质量分数为0.3%的氯化钠溶液中的淀粉溶液(其中淀粉含量为1%)，本尼迪特试剂，蔗糖酶溶液，试管，试管架等。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 6 试管 1 2 3 4 5 6 1%淀粉溶液 3 mL — 3 mL — 3 mL — 2%蔗糖溶液 — 3 mL — 3 mL — 3 mL 新鲜唾液 — — ————— ————— — — 蔗糖酶溶液 — — — — ————— ————— 温度处理 无 混匀，________℃恒温水浴保温15 min 本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 3．方法步骤及实验结果(见下表) 1 mL 1 mL 1 mL 1 mL 37 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 7 4．实验结论：酶的作用具有______性，一种酶只能催化_________________ _______相似底物的反应。 水浴加热 摇匀，热水浴中加热2～3 min 实验结果 ________红黄色沉淀 ________红黄色沉淀 ________红黄色沉淀　 ________红黄色沉淀 ________红黄色沉淀 ________红黄色沉淀　 结果分析 说明___________________ ________，这是为后面实验排除_______变量的影响 说明唾液淀粉酶只能催化__________水解，而不能催化__________水解 说明蔗糖酶只能催化__________水解，而不能催化__________水解 不出现 不出现 出现 不出现 不出现 出现 淀粉和蔗糖不是还原糖 无关 淀粉 蔗糖 蔗糖 淀粉 专一 一种底物或少数几种 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 8 问题思考 1　为什么淀粉要溶解在质量分数为0.3%的氯化钠溶液中？ 2　本实验能否使用碘液来进行颜色鉴定？ 3　刚刚配制的可溶性淀粉溶液为什么要冷却到37 ℃以下再用？ 4　若含蔗糖溶液但不含蔗糖酶的试管也产生红黄色沉淀，原因可能是什么？ 提示：氯离子是唾液淀粉酶的激活剂。 提示：不能。因蔗糖无论是否水解都不会与碘液产生特定颜色。 提示：防止温度过高，破坏淀粉酶的活性。 提示：(1)试管不干净，残留有还原糖。(2)蔗糖不纯净，混杂有还原糖。(3)蔗糖放置过久，被微生物分解成还原糖。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 9 试管 1 2 3 4 5 6 本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 1%淀粉溶液 3 mL 3 mL 3 mL 2%蔗糖溶液 3 mL 3 mL 新鲜唾液 1 mL 1 mL 蔗糖酶溶液 1 mL 实验结果 [例1]　如图是“探究酶的专一性”实验的实验记录表，请回答下列问题： 实验记录表 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 10 (1)上述表格记录中加入的试剂需要补充完善的是________________________ _____________________________________。 (2)试管1和2在本实验中可以说明_______________________________________ ______________。 (3)蔗糖酶的活性大小可用___________________________________表示。 (4)表格不能反映实验的具体操作，实验过程中本尼迪特试剂在使用上需要注意的是__________________________________________________________________ (写出2点)。 (5)其他条件不变，若将实验中的淀粉溶液和唾液分别换成麦芽糖溶液和麦芽糖酶溶液，实验不能成功的原因是_________________________________________ ________________________________。 4号试管添加3 mL 2%蔗糖溶液，6号试管添加1 mL蔗糖酶溶液 淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂不发生特异性颜色反应 1 g蔗糖酶在1 min内水解蔗糖的克数 先让底物和酶液混合充分作用，再加本尼迪特试剂，接着需要热水浴加热 麦芽糖本身是还原性糖，无论水解与否，本尼迪特试剂检测都显红黄色沉淀 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 11 解题分析　(1)生物实验遵循单一变量原则，上述表格记录中需要补充完善的是4号试管添加3 mL 2%的蔗糖溶液，6号试管添加1 mL蔗糖酶溶液。 (2)淀粉、蔗糖都是非还原性糖，试管1和2在本实验中可以说明淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂不发生特异性颜色反应。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 12 题后反思 探究酶专一性实验的两种对照分析 (1)空白对照 对照组为不作任何处理的对象组。这里的不作处理，并非什么因素都不给予，而是针对实验所要研究的因素不给予，以体现实验因素的有无对实验结果的影响。如上题中的1、2试管，可说明淀粉、蔗糖与本尼迪特试剂不发生特异性颜色反应，排除淀粉和蔗糖对实验结果的干扰。 (2)相互对照 相互对照不单设对照组，而是设置两个或两个以上的实验组，通过对结果的比较分析，来探究某种因素与实验对象的关系，这样的实验组本身是实验组的同时又互为对照组。如上题(表格已补充完善)中的3、4试管与5、6试管，通过对比3、4试管与5、6试管之间的结果即可得出酶具有专一性的结论。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 13 1．目的要求 比较过氧化氢酶和二氧化锰在过氧化氢分解中的催化效率。 2．实验原理 (1)______________________________。 (2)实验室中，我们也可以使用___________作为催化剂完成上面的化学反应。 3．材料用具 2%过氧化氢溶液，新鲜的鸡肝匀浆(或马铃薯匀浆)，二氧化锰，试管，试管架，橡胶塞，卫生香，火柴等。 二氧化锰 知识点二　探究酶催化的高效性 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 14 4．方法步骤及实验结果 5.实验结论：过氧化氢酶催化H2O2分解的效率高于二氧化锰，说明酶具有_________。 步骤 试管1 试管2 实验步骤 第一步 2%过氧化氢溶液 3 mL 3 mL 第二步 鸡肝匀浆(或马铃薯匀浆)，试管口塞上橡胶塞 少许 — 第三步 二氧化锰，试管口塞上橡胶塞 — __________ 实验结果 观察试管中发生的变化 气泡产生较多 气泡产生较少 打开橡胶塞，将点燃后无明火的卫生香放在试管口处，观察现象 卫生香复燃剧烈 卫生香复燃 高效性 少许 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 15 问题思考 1　实验时为什么要选用新鲜的肝脏？ 2　实验中可用哪些方法检测过氧化氢分解的速率大小？ 提示：肝脏如果不新鲜，肝细胞内的过氧化氢酶等有机物就会在腐生菌的作用下分解，过氧化氢就不能被分解成水和氧气。 提示： (1)气泡目测法：可以通过反应时单位时间内产生气泡的多少来判定H2O2分解速率的大小。 (2)卫生香复燃法：可以通过点燃后无明火的卫生香复燃剧烈程度来判定H2O2分解速率的大小。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 16 [例2]　将少许的二氧化锰和新鲜土豆匀浆分别加入到等量过氧化氢溶液中，检测两者产生的气体量。下列有关该实验结果的预测，正确的是(注：实线为加入二氧化锰产生的气体量，虚线为加入土豆匀浆产生的气体量)(　) 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 17 解题分析　两个反应中加入的过氧化氢的量相同，所以两个反应中相对气体的产量也相同，新鲜土豆匀浆中含有过氧化氢酶，但酶的催化效率更高，达到平衡所需要的时间更短，C正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 18 [例3]　某同学探究酶特性的实验设计如下表所示。相关叙述错误的是(　) A．鸡肝制成匀浆是为了使过氧化氢酶充分接触底物 B．实验结果甲试管气泡释放速度快于乙试管 C．根据实验结果得出的结论是酶具有催化作用 D．该实验过程温度属于无关变量但会影响实验结果 步骤 操作方法 试管 甲 乙 1 注入2% H2O2 3 mL 3 mL 2 注入新鲜鸡肝匀浆 少许 — 3 二氧化锰 — 少许 4 实验结果 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 19 解题分析　过氧化氢酶存在于肝细胞内，鸡肝制成匀浆是为了使过氧化氢酶充分接触底物，A正确；因为酶能显著降低化学反应的活化能，具有高效性，实验结果甲试管气泡释放速度快于乙试管，B正确；根据实验结果得出的结论是酶具有高效性，C错误；温度属于该实验的无关变量，会影响实验结果，各组要求相同且适宜，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 20 知识拓展 实验中的变量(以“探究酶催化的高效性为例”) ①一般实验中“验证××”“探究××”，其中“××”就是自变量。 ②自变量与因变量具有前因后果关系，实验的目的往往是探究或验证自变量对因变量的影响。 ③无关变量的判断技巧：一是外界环境，如温度、pH等；二是材料本身，比如本实验的过氧化氢浓度等。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 21 1．目的要求 说明pH对酶活性的影响。 2．实验原理 肝脏细胞 血细胞 知识点三　探究影响酶催化功能的因素——pH对过氧化氢酶的影响 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 22 3．材料用具 新鲜肝脏匀浆(过氧化氢酶溶液)，3%过氧化氢溶液，缓冲液(pH 5.0、pH 6.0、pH 7.0、pH 8.0)，清水，滤纸片，水槽，25 mL量筒，培养皿，记号笔，反应小室，吸管，镊子，试管架等。 4．方法步骤 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 23 (1)水槽加水至快满为止。 (2)取大小相同的8片滤纸片放在盛有新鲜肝脏匀浆的培养皿中(肝脏匀浆中含有_____________)浸泡1 min，然后用镊子夹起滤纸片，贴靠在培养皿壁上，使多余的匀浆流尽。 (3)将3片含有酶的滤纸片小心放入反应小室的一侧内壁上，使滤纸片粘在内壁上。 注意：放入滤纸片时，滤纸片不要碰到反应小室的瓶口。 过氧化氢酶 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 24 (4)将反应小室稍立起，使贴有滤纸片的一侧在上面，小心加入pH 5.0的缓冲液2 mL，然后再加入2 mL 3%的过氧化氢溶液。将小室塞紧。 注意：加入溶液时，切勿使溶液接触贴在内壁上的滤纸片。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 25 (5)将25 mL量筒横放于水槽中使之灌满水，若有气泡，将其轻轻倾斜，小心排出气泡。然后将量筒__________ ，使筒口一直处于_____中。 (6)将反应小室小心平放在水槽的水里，然后将量筒移至反应小室口伸出的玻璃管上方。实验过程中，小组的一个成员要一直扶着量筒，保证量筒的位置不动。 注意：此时反应小室贴有滤纸片的内壁应在__________ 。 (7)将反应小室小心旋转180°，使过氧化氢溶液接触__________，同时开始计时。每隔30 s读取量筒中水平面的刻度一次，共进行4次，记录结果。 倒立 水 上面 滤纸片 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 26 (8)该实验完成后，反复________反应小室，再重复上述实验过程，测量在pH 6.0、pH 7.0、pH 8.0下过氧化氢在酶的催化下所释放的__________。 注意：(1)所有的实验都要保证实验用品不混淆，不应该有上一次反应后的剩余溶液。每次实验后，先用水充分冲洗反应小室，然后用相应缓冲液再冲洗一遍。 (2)进行本实验时，应将底物溶液调节pH后再与酶溶液混合，不可将酶溶液和底物混合后再调节pH，以免调节pH前酶已发挥作用。实验中所设置的溶液pH应有一定的酸碱梯度，以便从实验结果中发现pH对酶活性的影响规律。 (9)记录实验结果。 冲洗 气体量 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 27 5．实验结果：pH在7.0时，收集的气体量__________；低于或高于7.0时，收集的气体量减少。 6．实验结论：过氧化氢酶在最适pH 7.0时，活性__________，低于最适pH时，随pH升高酶活性升高，高于最适pH时，随pH升高酶活性下降。 最多 最强 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 28 问题思考 能否用淀粉酶催化淀粉的反应来做探究pH对酶活性的影响。 提示：探究pH对酶活性的影响时，不宜采用淀粉酶催化淀粉的反应，因为用作鉴定试剂的碘液会和NaOH发生化学反应，使碘与淀粉生成蓝色络合物的机会大大减少，而且在酸性条件下淀粉也会水解，从而影响实验的观察效果。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 29 [例4]　在“探究pH对过氧化氢酶的影响”活动中，加入反应小室的物质或试剂如下表所示。 含有过氧化氢酶的滤纸片 2片 2片 2片 2片 缓冲液(pH值) 5.0 6.0 7.0 8.0 3%的H2O2溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 收集气 体体积 0.5分钟 1分钟 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 30 下列叙述错误的是(　) A．实验采用一套反应装置依次操作，也可用四套装置 B．滤纸片用新鲜的鸡肝匀浆浸泡，也可用马铃薯匀浆 C．先加入pH缓冲液浸没滤纸片，然后加入H2O2溶液 D．用量筒进行排水法收集气体，可直接读取气体体积 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 31 解题分析　实验采用一套反应装置依次操作，也可用四套装置，要求实验前将装置冲洗干净，A正确；鸡肝匀浆和马铃薯匀浆中都含有过氧化氢酶，故滤纸片用新鲜的鸡肝匀浆浸泡，也可用马铃薯匀浆，B正确；先在反应小室上侧内壁贴上滤纸片，然后小心加入pH缓冲液2毫升，然后再加入2毫升3% H2O2溶液，然后转动反应小室使混合液接触到贴在内壁上的滤纸片，C错误；用量筒进行排水法收集气体的好处是可以直接读取气体体积，D正确。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 32 1．实验设计方案 知识点四　与酶相关的实验设计及注意事项 实验目的 实验组 对照组 自变量 因变量 无关变量 验证某种酶是蛋白质 待测酶液＋双缩脲试剂 已知蛋白液＋双缩脲 试剂 待测酶液和已知蛋白液 是否出现紫色 温度、pH、试剂量等 验证某种酶具有催化作用 底物＋相应 酶液 底物＋等量蒸馏水 相应酶液的有无 底物是否被分解 底物量、温度、pH、试剂量等 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 33 验证某种酶具有专一性 底物＋相应酶液 另一底物＋相同酶液(或同一底物＋另一酶液) 不同底物(或不同酶液) 底物是否被分解 酶的量、底物的量、温度、pH、试剂量等 验证某种酶具有高效性 底物＋相应酶液 底物＋无机 催化剂 无机催化剂和酶 底物分解速率 底物量、温度、pH、试剂量等 探究某种酶的最适温度 梯度温度下的同一温度处理后的底物和酶混合 一系列梯度温度 底物的分解速率 底物量、酶的量、pH、试剂量等 探究某种酶的最适pH 梯度pH下底物和酶混合 一系列梯度pH 底物的分解速率 底物量、酶的量、温度、试剂量等 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 34 2.注意事项 (1)在探究酶的最适温度的实验中，不能选择过氧化氢和过氧化氢酶作实验材料。因为过氧化氢在常温常压时就能分解，加热条件下分解会加快，从而影响实验结果。 (2)用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂不能选用碘－碘化钾溶液，若用碘－碘化钾溶液作为检测试剂，则无法检测蔗糖是否被分解，无法得出科学合理的实验结论。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 35 (3)选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂亦不能用本尼迪特试剂。因为用本尼迪特试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度，所以检测试剂宜选择碘－碘化钾溶液。 (4)酶的专一性实验中淀粉不能用清水配制。氯离子能增强淀粉酶活性，所以淀粉一般用氯化钠溶液配制。 (5)在酶的高效性实验中，鸡肝需做研磨处理。过氧化氢酶在细胞中，若鸡肝没有被制成匀浆，则过氧化氢酶无法与外界的过氧化氢接触发生催化作用。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 36 实验编号 探究课题 选用材料与试剂 ① 温度对酶活性的影响 过氧化氢溶液，新鲜的肝脏研磨液 ② 温度对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液，可溶性淀粉溶液，碘液 ③ pH对酶活性的影响 新制的蔗糖酶溶液，可溶性淀粉溶液，碘液 ④ pH对酶活性的影响 新制的淀粉酶溶液，可溶性淀粉溶液，本尼迪特试剂 [例5]　为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计合理的是(　) A.实验① B．实验② C．实验③ D．实验④ 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 37 解题分析　过氧化氢在高温下易分解，因此不能以过氧化氢为底物来探究温度对酶活性的影响，A错误；可以利用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液来探究温度对酶活性的影响，B正确；根据酶的专一性，蔗糖酶不能使淀粉水解，C错误；淀粉在酸性条件下易分解，因此不能以淀粉为底物探究pH对酶活性的影响，而且盐酸会与本尼迪特试剂中的Cu(OH)2发生中和反应，使本尼迪特试剂失去作用，因此在探究pH对酶活性的影响时，不能用本尼迪特试剂作指示剂，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 38 [例6]　为了证明酶的作用具有专一性，某同学设计了如下5组实验，分别选择一定的试剂进行检测，合理的实验方案是(　) A．①和③对比，用双缩脲试剂检测 B．②和④对比，用碘液检测 C．④和⑤对比，用本尼迪特试剂检测 D．③和④对比，用本尼迪特试剂检测 组别 ① ② ③ ④ ⑤ 酶 蛋白酶 蛋白酶 淀粉酶 淀粉酶 淀粉酶 反应物 蛋白质 淀粉 蛋白质 淀粉 麦芽糖 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 39 解题分析　蛋白酶和淀粉酶的化学本质都是蛋白质，①和③对比，加入双缩脲试剂都会变紫色，A错误；②和④对比，自变量是酶的种类，可用碘液检测淀粉是否可被所加入的酶水解，B正确；淀粉酶水解淀粉后产生还原糖，麦芽糖也属于还原性糖，用本尼迪特试剂检测，④⑤中都会出现红黄色沉淀，C错误；本尼迪特试剂不能检测蛋白质是否被水解，D错误。 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 40 课堂小结 学习目标 自主检测 　 XUE XI MU BIAO　ZI ZHU JIAN CE 知识点 41 效果当堂检测 02 1.分别用10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃的水加入加酶洗衣粉洗涤衣物，发现40 ℃时洗涤效果最好，且不同温度的洗涤效果不同，这说明(　) A．酶具有专一性 B．酶的活性受温度影响 C．酶具有高效性 D．酶的活性受pH影响 解析　加酶洗衣粉在温水中的洗涤效果更好，是因为酶发挥催化活性需要适宜的温度，未体现酶的其他特性。综上所述，A、C、D不符合题意，B符合题意。 效果当堂检测 1 2 3 4 43 2．某同学进行有关酶的实验： 组1：2% H2O2溶液3 mL 组2：2% H2O2溶液3 mL＋少许马铃薯匀浆 组3：2% H2O2溶液3 mL＋少许MnO2 下列叙述正确的是(　) A．实验的自变量是催化剂的种类 B．该实验可说明酶的作用具有专一性 C．马铃薯不制成匀浆对实验结果无影响 D．实验结果可用点燃后无明火的卫生香放在试管口检测 效果当堂检测 1 2 3 4 44 解析　实验的组1没有催化剂，组2和组3的自变量是催化剂的种类，A错误；组2和组3自变量是加入催化剂的种类，一个是酶一个是无机催化剂，可以说明酶的作用具有高效性，B错误；马铃薯不制成匀浆，与H2O2溶液的接触面积小，对实验结果有影响，C错误。 效果当堂检测 1 2 3 4 45 3．如图为用同一种酶进行的不同实验结果，下列有关叙述正确的是(　) A．图1曲线可以证明酶具有高效性 B．实验结果表明，该酶活性在30 ℃左右、pH为7时 比较高 C．pH＝2与温度为20 ℃条件下酶活性减弱的原因相同 D．本实验研究的酶是淀粉酶 效果当堂检测 1 2 3 4 46 解析　图1曲线研究温度对酶活性的影响，而酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶的催化效率更高，A错误；图1中30 ℃、图2中pH为7时反应速率最快，表明该酶活性的最适温度是30 ℃左右、最适pH是7，B正确；过酸会导致酶的空间结构破坏而失活，低温时能抑制酶的活性，但不失活，C错误；图3中麦芽糖在酶的作用下水解，判断本实验研究的酶是麦芽糖酶，D错误。 效果当堂检测 1 2 3 4 47 4．某同学将新鲜马铃薯磨碎、过滤得到提取液进行以下实验。 实验Ⅰ.在30 ℃的条件下，取等量提取液分别加到4支盛有等量过氧化氢溶液，pH分别为3、5、7、9的试管中，结果发现每支试管都产生气体。请回答下列问题： (1)该实验的目的是______________________________________。 (2)该实验中的自变量是____________。 (3)各实验组均在30 ℃的恒定温度下进行的原因是： ①____________________________________________； ②____________________________________________。 探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响 pH 30 ℃是过氧化氢酶的适宜温度 排除温度变化(无关变量)对实验结果的影响 效果当堂检测 1 2 3 4 48 实验Ⅱ.将加入4支试管中的马铃薯提取液的量减半，重复实验Ⅰ。分别测定实验Ⅰ、Ⅱ中过氧化氢的含量在相同时间内的变化，绘制成如图所示曲线，请回答下列问题： (4)曲线a是实验_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的结果。 (5)曲线a和b中，过氧化氢含量的最低点基本位于横坐标同一位置的原因是________________________________________________________。 Ⅱ 同一种酶的最适pH是一定的，不会由于酶浓度的不同而改变 效果当堂检测 1 2 3 4 49 解析　(1)由题干信息可知，该实验的单一变量是pH，因变量是过氧化氢分解的速率，因此该实验的目的是探究不同pH对过氧化氢酶活性的影响。 (3)实验设计要遵循单一变量原则和对照原则，该实验的单一变量是pH，而温度等其他无关变量都应相同且适宜。 (4)马铃薯提取液中含有过氧化氢酶，所以马铃薯提取液的量减半，即酶的数量减半，导致化学反应速率减慢，在相同时间内底物剩余量增加，即对应于曲线a。 (5)过氧化氢含量的最低点所对应的pH值是过氧化氢酶的最适pH，同一种酶的最适pH是一定的，不会由于酶浓度的不同而改变，所以曲线a和b中，过氧化氢的含量的最低点基本位于横坐标同一位置。 效果当堂检测 1 2 3 4 50 课后课时作业 03 组别 1 2 3 4 5 6 1%淀粉溶液 3 mL — 3 mL — 3 mL — 2%蔗糖溶液 — 3 mL — 3 mL — 3 mL 新鲜唾液 — — 1 mL 1 mL — — 蔗糖酶溶液 — — — — 1 mL 1 mL 本尼迪特试剂 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL 知识点一　探究酶的专一性 1．下表为某同学进行的“探究酶的专一性”的实验过程。据此分析，下列叙述正确的是(　) 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 52 解析　根据图表得知，表中起对照作用的是1、2组，A错误；1组和2组的溶液与本尼迪特试剂不发生颜色反应，如果发生反应，说明底物不纯，需要更换底物，B错误；仅进行1～4组的实验可得出唾液淀粉酶的专一性，C错误；淀粉遇I2－KI变蓝色，但该试剂与蔗糖及其水解产物无颜色反应，D正确。 A．起空白对照作用的是1、2、4和6组 B．若1、2组的溶液呈红黄色，则需要更换检测试剂 C．仅进行1～4组的实验不能探究酶的专一性 D．该实验不用I2－KI进行检测的原因是该试剂无法检测蔗糖及其水解产物 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 53 知识点二　探究酶催化的高效性 2．如图表示“探究酶催化的高效性实验”。相关分析不合理的是(　) A．本实验的自变量是不同的催化剂 B．本实验的无关变量有温度和酶的用量等 C．可以通过气泡量比较催化效率 D．肝脏是否研磨对实验没有影响 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 54 3．在小型圆底烧瓶内盛等量的H2O2，并向瓶中迅速加入等量的下列图示中的物质，烧瓶口紧包着一个小气球，使烧瓶沉于烧杯底部的同一位置。下列装置中，沉入底部的烧瓶最先浮起的是(　) 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 55 解析　新鲜鸡肝匀浆中有新鲜过氧化氢酶，其活性很强，久置鸡肝匀浆中过氧化氢酶被微生物分解，其活性大大降低，MnO2为无机催化剂，其催化效率较低，过氧化氢酶在37 ℃时活性高于5 ℃时，所以在图中所示的4个烧瓶中，C项中H2O2分解速率最快，单位时间内产生O2最多，小气球最先浮起。 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 56 知识点三　探究影响酶催化功能的因素——pH对过氧化氢酶的影响 4．将一个土豆切成大小和厚薄相同的若干片，放入盛有一定体积和浓度的过氧化氢溶液和不同pH(5.0、6.0、7.0、8.0)的缓冲液的混合溶液的下列装置中，如图所示。产生的现象及推测错误的是(　) A．温度会影响酶活性，进而影响实验结果，需要严格控制 B．pH为6.0时酶活性最大 C．可用浸过新鲜肝脏研磨液的滤纸片代替土豆片 D．可用单位时间内产生气体的量表示反应速率 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 57 解析　温度会影响酶活性，为保证实验的严谨性，需要控制温度等无关变量，A正确；pH为7.0时酶活性最大，B错误；新鲜肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，因此可用浸过新鲜肝脏研磨液的滤纸片代替土豆片，C正确。 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 58 5．某同学用淀粉酶代替酸来分解淀粉。下图为该同学探究不同pH值下淀粉酶分解淀粉作用的实验结果。下列说法正确的是(　) A．无关变量温度、淀粉分解量等应控制相同且适宜 B．pH为3和9的两支试管中淀粉酶的活性相同 C．淀粉用量、酶的浓度属于本实验的因变量 D．将pH为13的溶液调到pH为7后试管中淀粉含量基本不变 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 59 解析　淀粉分解量与淀粉剩余量相同，都为因变量，A错误；在pH为3和9时两支试管中的淀粉剩余量相同，但pH为3时，酶可以催化淀粉水解，酸也会促进淀粉水解，而pH为9时只有酶的催化作用，所以两种pH下酶的催化效率应该是不同的，即pH为3和9时酶的活性不同，B错误；淀粉用量、酶的浓度属于本实验的无关变量，C错误；pH为13时，酶已经变性失活，因此再将pH调为7时，反应速率不变，即淀粉含量基本不变，D正确。 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 60 知识点四　与酶相关的实验设计方案及注意事项 6．为探究酶的相关特性，某班同学开展了一系列实验，下列相关实验设计正确的是(　) A．为探究酶的高效性，甲同学用H2O2做底物，一组加H2O2酶，一组不加酶 B．为探究酶的专一性，乙同学分别用淀粉、蔗糖做底物，均加入淀粉酶，然后用碘－碘化钾溶液进行检测 C．为探究温度对酶活性的影响，丙同学将H2O2放在不同温度下处理后，再加入H2O2酶 D．为探究pH对酶活性的影响，丁同学将肝脏研磨液用不同pH的缓冲液处理后，再加入H2O2 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 61 解析　用H2O2做底物，一组加H2O2酶，一组不加酶，只能探究酶具有催化作用，若要探究酶的高效性，需要将酶与无机催化剂对比，A错误；淀粉遇碘变蓝，用碘－碘化钾溶液可以检测淀粉是否分解，但是不能检测蔗糖是否发生分解，B错误；H2O2受热易分解，一般不能用H2O2作为底物探究温度对酶活性的影响，C错误；肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，探究pH对酶活性的影响时，用不同pH的缓冲液处理肝脏研磨液可以使酶处于指定pH条件下，达到对自变量的控制，D正确。 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 62 7．探究温度对酶活性影响最合理的实验步骤是(　) ①取3支试管编号，各注入2 mL淀粉液；另取3支试管编号，各注入1 mL新鲜的淀粉酶溶液　②将淀粉酶溶液注入相同温度下的淀粉液试管中，维持各自的温度5 min　③向各试管滴两滴碘液，摇匀　④将6支试管分成三组，每组各有一份淀粉液和一份淀粉酶溶液，分别放在60 ℃的热水、沸水和冰水中　⑤观察实验现象 A．①→②→④→③→⑤ B．①→③→②→④→⑤ C．①→③→④→②→⑤ D．①→④→②→③→⑤ 解析　探究温度对酶活性影响的实验，关键是先分别将酶和底物处理到所需温度，然后再混合，最后滴加碘液并观察实验现象。 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 63 8．在淀粉­琼脂块上的5个圆点位置(如右图)分别用蘸有不同液体的棉签涂抹，然后将其放入37 ℃恒温箱中保温。2 h后取出该淀粉­琼脂块，加入碘液处理1 min，洗掉碘液后，观察圆点的颜色变化(如下表)。下列叙述错误的是(　) 位置 处理圆点的液体 碘液处理后的颜色反应 ① 新鲜唾液 红棕色 ② 煮沸的新鲜唾液 蓝黑色 ③ 与盐酸混合的新鲜唾液 蓝黑色 ④ 接种面包霉 红棕色 ⑤ 2%的蔗糖酶溶液 ？ 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 64 A．放在37 ℃恒温箱的原因是酶催化需要适宜的温度 B．圆点②③中的唾液淀粉酶空间结构发生不可逆改变 C．此实验说明面包霉会分泌催化淀粉水解的酶 D．若圆点①和⑤出现相同的颜色反应，可说明酶的作用具有专一性 解析　高温、过酸、过碱都会使酶的空间结构遭到破坏，发生不可逆改变，使酶永久失活，引起圆点②③显色反应的原因是不同的，②是高温导致淀粉酶变性失活，③是过酸导致淀粉酶变性失活，B正确；④接种面包霉出现红棕色的原因是面包霉分泌淀粉酶使淀粉水解，C正确；该实验圆点①是用新鲜唾液处理，唾液中含有唾液淀粉酶，而⑤是用2%的蔗糖酶溶液处理，故若圆点①和⑤出现相同的颜色反应，不能说明酶的作用具有专一性，D错误。 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 65 9．为研究Cu2＋和Cl－对唾液淀粉酶活性的影响，某小组设计了如下操作顺序的实验方案： 甲组：CuSO4溶液—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测 乙组：NaCl溶液—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测 丙组：蒸馏水—缓冲液—淀粉酶溶液—淀粉溶液—保温—检测 各组试剂量均适宜，下列对该实验方案的评价，不合理的是(　) A．缓冲液的pH应控制为最适pH B．保温的温度应控制在37 ℃左右 C．宜选用碘液来检测淀粉的剩余量 D．设置的对照实验合理，能达成实验目的 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 66 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 67 10．某同学在验证酶的高效性实验时，发现铁离子和肝细胞中的过氧化氢酶都能催化H2O2分解，请根据上述原理和下列所提供的条件，设计如下一组实验：比较铁离子和过氧化氢酶的催化效率。实验用品：试管、烧杯、水槽、5 mL量杯、酒精灯、H2O2溶液、蒸馏水、捣碎的新鲜猪肝。 试管A 试管B 试管C 步骤一 H2O2＋锈铁钉 H2O2＋____________ H2O2＋蒸馏水 步骤二 37 ℃水浴恒温 步骤三 观察试管中气泡产生的速度和数量 现象：气泡产生的速度和数量 较快、较多 ____________ 没有 结果分析 ____________ 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 68 根据上述实验设计方案，回答以下问题： (1)步骤一的试管B中，在横线上应加入的物质是：________________________。 (2)为什么要设计37 ℃水浴恒温：______________________________________ _____________________________。 (3)试管B中的现象，在横线上应填写：________________________。 (4)请完成结果分析：_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 捣碎的新鲜猪肝 37 ℃是消化酶活性发挥的最适温度；且排除温度对反应速率的影响 更快、更多 铁离子和肝细胞中的过氧化氢酶都能催化H2O2分解，过氧化氢酶的催化效率比铁离子的催化效率高 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 69 解析　(1)实验目的是比较铁离子和过氧化氢酶的催化效率，试管A是H2O2和铁锈钉，试管B中是H2O2和捣碎的新鲜猪肝。 (4)两组都比对照分解快，且第二组比第一组分解快，所以铁离子和肝细胞中的过氧化氢酶都能催化H2O2分解，过氧化氢酶的催化效率比铁离子的催化效率高。 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 70 11．某生物小组探究pH对过氧化氢酶活性的影响，实验过程如下： (一)材料用具：新鲜肝脏研磨液、pH分别为5.0、6.0、7.0、8.0的缓冲液、恒温培养箱、10%过氧化氢溶液、试管等。 (二)实验步骤： 步骤 试管编号 A B C D ①加入血浆或缓冲液各2mL pH 5.0缓冲液 pH 6.0缓冲液 pH 7.0缓冲液 pH 8.0缓冲液 ②10%过氧化氢溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL ③加入新鲜肝脏研磨液 2滴 2滴 2滴 2滴 ④观察、记录各组气泡数量 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 71 请回答有关问题： (1)自变量为______________，因变量为_______________________。 (2)如果如图表示是在pH＝7.0的试管中过氧化氢的量随时间的变化，请在图中画出氧气生成总量随时间的变化曲线(标注曲线1)和酶量增加一倍时过氧化氢的量随时间的变化曲线(标注曲线2)。 不同的pH值 酶的活性(气泡数量) 答案　 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 72 (3)如果用淀粉代替过氧化氢，并用本尼迪特试剂检测结果，你认为是否可行？____________。请说明理由：____________________________。 不可行 因肝脏研磨液中无淀粉酶 解析　(2)随着时间推知，氧气产生量逐渐增加，但最后达到平衡，如图中曲线1；酶的数量能影响化学反应的速率，增加酶的数量会加快化学反应速率，更快地将过氧化氢分解完如答案图曲线2。 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 73 　　　　　　　　　　　　　 R 1．实验原理 (1)反应原理 淀粉(非还原性糖)eq \o(――→,\s\up17(淀粉酶))________糖(有还原性) 蔗糖(非还原性糖)eq \o(――→,\s\up17(蔗糖酶))________糖＋________糖(都有还原性) (2)检测原理 可溶性还原糖＋____________试剂eq \o(――→,\s\up17(热水浴))________色沉淀。 2H2O2eq \o(―――――――→,\s\up17(过氧化氢酶))2H2O＋O2 (1)过氧化氢酶在动物的_______________和___________中浓度很高，过氧化氢酶能及时清除机体代谢过程中产生的过氧化氢。2H2O2eq \o(―――――――→,\s\up17(过氧化氢酶))2H2O＋O2。 (2)酶通常在一定pH范围内才起作用，过酸或过碱都会使酶失去活性，在某一pH下作用最强。 解析　实验设计要遵循对照原则和单一变量原则，该实验的目的是探究Cu2＋和Cl－对唾液淀粉酶活性的影响，因此自变量是离子的种类，因变量是唾液淀粉酶活性，除此之外，其他条件都要相同且适宜。缓冲液的pH是无关变量，无关变量应保持适宜，A正确；温度是无关变量，无关变量应该保持适宜，唾液淀粉酶的最适宜温度是37 ℃左右，B正确；淀粉遇碘变蓝色，淀粉水解后遇碘不变蓝色，因此可以用碘液来检测淀粉的剩余量，C正确；还应该设置加入硫酸钠的对照实验才能达成实验目的，以排除SOeq \o\al(2－,4)、Na＋对唾液淀粉酶活性的影响，D错误。 $$