专题01 酶的相关实验拓展原卷版.docx
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专题01酶的相关实验拓展原卷版
2020届高考生物难点及易错题精讲精练
专题01酶的相关实验拓展
【难点精讲】
一、酶的本质鉴定
例题：
人的唾液中含有唾液淀粉酶，有人说：
“唾液淀粉酶的化学本质是蛋白质”。
请设计一个实验以探究该酶的化学本质是否是蛋白质。
（1）实验材料：
质量浓度为0.1g的NaOH溶液、质量浓度为0.01g/mL的CuSO4溶液、鸡蛋、人的口腔唾液（含有酶）、清水、小烧杯、玻璃棒、试管和滴管。
（2）实验原理：
鸡蛋的蛋清的主要成分是蛋白质，在碱性溶液中，蛋白质与CuSO4反应能产生紫色物质，即蛋白质的双缩脲反应。
如果能通过实验证明，酶能发生双缩脲反应，即可证明酶的化学本质是蛋白质。
（3）实验步骤：
①制备蛋清液：
取生鸡蛋一个，打破蛋壳（不要破坏蛋黄）。
取少许蛋清注入小烧杯中，加入30mL的清水，用玻璃棒调匀。
②取两支试管，编号，在1号试管中注入第一步得到的________2mL,2号试管中注入________________。
③向1号和2号试管中各加入1mL__________________________________，摇匀。
④分别向两试管中注入________________________________，摇匀。
⑤振荡摇匀后，静置一会，观察其颜色变化。
（4）实验结果与结论预测：
①若____________________，则________________________________；②若_____________________________，则唾液淀粉酶的化学本质不是蛋白质。
【难点突破】
鉴定酶本质的两种常用方法
1．试剂检测法
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。
因此可利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应，RNA与吡罗红染液作用显红色的原理设计鉴定方案：
2．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。
设计鉴定方案：
变式训练：
现有无标签的稀蛋清、葡萄糖、淀粉和淀粉酶溶液（淀粉酶的化学本质是蛋白质，可将淀粉水解成还原糖）各一瓶，可用双缩脲试剂、斐林试剂和淀粉溶液将它们鉴定出来。
（1）用一种试剂将上述4种溶液区分为两组，这种试剂是____________，其中稀蛋清和________将发生________色反应。
（2）用________试剂区分不发生显色反应的一组溶液。
产生_________现象的为________溶液。
（3）区分发生显色反应一组溶液的方法、鉴定结果及结论分别是：
方法：
将淀粉溶液分别与发生显色反应的两种溶液混合，一段时间后，用________试剂在一定条件下分别处理上述两种混合液。
结果：
其中一组产生了________________，另一组无明显现象。
结论：
发生显色反应的是__________溶液，不发生显色反应的是____________溶液。
2、验证酶的高效性和专一性
例题：
已知2H2O2===2H2O＋O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速率（即气泡从溶液中释放的速率）来判断H2O2分解反应的速率。
请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。
要求写出实验步骤，预测实验结果，得出实验结论，并回答下列问题：
实验材料与用具：
适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。
（1）实验步骤：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
（2）实验结果预测及结论：
整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速率从快到慢依次是_____________________________________________________________，由此可得出的结论是_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O2释放的速率最快的是______________________________________________________________________________，
原因是________________________________________________________________________。
【难点突破】
验证酶的高效性的实验设计
（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
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
变式训练：
甲、乙两位同学围绕酶的特性，设计了如下实验，请运用你所学的知识，指出该两位同学实验设计中存在的问题并提出修改方案。
（1）甲同学探究酶的高效性：
取一支试管，加入2mLH2O2，再加2滴新鲜土豆研磨液，观察到产生大量气泡，用带火星的卫生香检测，卫生香猛烈燃烧，说明酶的催化作用具有高效性。
存在问题：
______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
修订方案：
______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
（2）乙同学利用下列相应的材料和用具设计验证酶具有催化性和专一性的实验。
备选材料用具：
蛋白质块，脂肪块，牛胰蛋白酶溶液，牛胰淀粉酶溶液，蒸馏水，双缩脲试剂，试管若干，恒温水浴锅，时钟等。
实验步骤：
①取两支洁净的相同试管，编号为甲、乙。
②取5mL牛胰蛋白酶溶液加到甲试管中，再取等量牛胰淀粉酶溶液加到乙试管中。
③将两支试管置于恒温水浴锅中，保温（37℃）5分钟。
④分别加入等体积等质量的蛋白质块，其他条件相同且适宜。
⑤一段时间后，分别加入等量的双缩脲试剂进行检测，记录实验结果。
上述实验步骤中，有二处明显错误，请找出这二处错误并更正
第一处错误：
__________________________________________________________________。
修订方案：
____________________________________________________________________。
第二处错误：
__________________________________________________________________。
修订方案：
____________________________________________________________________。
3、探究酶的最适温度或最适pH
例题：
为了探究某种淀粉酶的最适温度，某同学进行了如图所示的实验操作。
实验步骤如下：
步骤①：
取10支试管，分为五组。
每组两支试管中分别加入1mL某种淀粉酶溶液和2mL质量分数为5%的淀粉溶液。
步骤②：
将每组淀粉酶溶液和淀粉溶液混合并摇匀。
步骤③：
将装有混合溶液的五支试管（编号1、2、3、4、5）分别置于15℃、25℃、35℃、45℃、55℃水浴中。
反应过程中每隔1分钟从各支试管中取出一滴反应液，滴在比色板上，加1滴碘液显色。
回答下列问题：
（1）实验原理：
淀粉在淀粉酶的催化作用下分解成还原糖；淀粉酶的活性受温度影响；用碘液可检测淀粉，因为淀粉遇碘液变蓝，根据蓝色深浅来推断淀粉酶的活性。
（2）该实验的设计存在一个明显的错误，即步骤②前应__________________________
________________________________________________________________________。
（3）在本实验中，各组溶液的pH要保证______________，该实验能否选用斐林试剂检测实验结果？
__________，理由是________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）纠正实验步骤后，进行操作。
一段时间后，当第3组试管中的反应物与碘液混合开始呈棕黄色时，各组实验现象如下表所示（“＋”表示蓝色程度）：
组别
1
2
3
4
5
处理温度/℃
15
25
35
45
55
结果
＋＋
＋
棕黄色
＋
＋＋
分析上述实验结果，可以得出该淀粉酶的最适温度在____________之间。
某同学在进行本实验的过程中，发现反应时间过长。
为缩短反应时间，请你提出合理的改进措施：
_______________________________。
【难点突破】
“梯度法”探究酶的最适温度或pH
（1）探究酶的最适温度
①设计思路
②设计方案
（2）探究酶的最适pH
①设计思路
②设计方案
变式训练：
下面的表格分别是某兴趣小组探究温度对酶活性影响的实验步骤和探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验结果。
据此回答下列问题：
探究温度对酶活性影响的实验（实验一）
实
验
步
骤
分组
甲组
乙组
丙组
①α淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
②可溶性淀粉溶液
5mL
5mL
5mL
③控制温度
0℃
60℃
90℃
④将新鲜α淀粉酶溶液与可溶性淀粉溶液混合后分别恒温
⑤测定单位时间内淀粉的____________
探究过氧化氢酶作用的最适pH的实验（实验二）
组别
A组
B组
C组
D组
E组
pH
5
6
7
8
9
H2O2完全分解所需时间（秒）
300
180
90
192
284
（1）pH在实验一中属于________变量，而在实验二中属于________变量。
（2）实验一的①②③步骤为错误操作，正确的操作应该是______________________。
实验一的第⑤步最好选用________（试剂）测定单位时间内淀粉的________________。
（3）如将实验一的新鲜α淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液换为新鲜肝脏研磨液和H2O2溶液，你认为是否科学？
________。
为什么？
__________________________________________。
（4）分析实验二的结果，可得到的结论是：
_____________________________________
________________________________________________________________________；
在该预实验的基础上要进一步探究该过氧化氢酶的最适pH，可在pH为________之间设置梯度。
【真题回顾】
一、单选题
1．（2016·全国高考真题）若除酶外所有试剂均已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是
A．加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
B．加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量
C．加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量
D．加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量
2．（2008·上海高考真题）β-半乳糖苷酶能催化乳糖生成半乳糖和葡萄糖，但不能催化麦芽糖分解为葡萄糖。
这表明β-半乳糖苷酶的催化作用具有（）
A．高效性B．专一性C．稳定性D．多样性
3．（2019·浙江省高考真题）为研究酶的特性，进行了实验，基本过程如下表所示：
步骤
基本过程
试管A
试管B
1
加入2%过氧化氢溶液
3mL
3mL
2
加入马铃薯匀浆
少许
－
3
加入二氧化锰
－
少许
4
检测
据此分析，下列叙述错误的是
A．实验的可变因素是催化剂的种类
B．可用产生气泡的速率作检测指标
C．该实验能说明酶的作用具有高效性
D．不能用鸡肝匀浆代替马铃薯匀浆进行实验
4．（2011·江苏省高考真题）下列示意图中，能正确反映唾液淀粉酶的催化活性与温度关系的是
A．
B．
C．
D．
5．（2016·浙江省高考真题）某同学进行有关酶的实验：
组1：
1%淀粉溶液+新鲜唾液+本尼迪特试剂→红黄色沉淀
组2：
2%蔗糖溶液+新鲜唾液+本尼迪特试剂→无红黄色沉淀
组3：
2%蔗糖溶液+蔗糖酶溶液+本尼迪特试剂→
下列叙述错误的是
A．自变量是底物和酶B．组3的结果是红黄色沉淀
C．指示剂可用碘-碘化钾溶液替代D．实验结果证明酶具有专一性
6．（2017·浙江省高考真题）为验证酶的特性,进行了实验,基本过程如下表所示，据表分析,下列叙述正确的是
单位：
mL
A．试管1和2的作用是检测淀粉和蔗糖中是否含有还原糖
B．试管3-6需在沸水浴中保温2-3min以利于酶的催化作用
C．试管3和6的实验结果说明酶的作用具有专一性
D．若试管5中出现阳性反应说明蔗糖酶也能分解淀粉
7．（2007·上海高考真题）下图表示不同温度下酵母菌发酵时气体产生量与反应时间的关系。
由图可知（ ）
①有多种酶参与 ②最适合pH是7
③最适温度是40℃ ④50℃时酶逐渐失活
⑤0℃时酶逐渐失活
A．①③B．②⑤
C．③④D．④⑤
8．（2013·上海高考真题）在酶的催化水解过程中，酶与底物会形成复合物，最终把底物水解，形成产物。
已知酶催化水解的反应时间和产物生成量的关系如图。
那么，在反应过程中酶·底物复合物浓度变化曲线正确的是
A．
B．
C．
D．
二、多选题
9．（2013·江苏省高考真题）为了探究温度、pH对酶活性的影响，下列实验设计不合理的是
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、斐林试剂
A．实验①B．实验②
C．实验③D．实验④
三、非选择题
10．（2016·全国高考真题）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）。
11．（2008·上海高考真题）利用纤维素解决能源问题的关键是高性能纤维素酶的获取。
请完善实验方案，并回答相关问题。
（实验目的）比较三种微生物所产生的纤维素酶的活性。
（实验原理）纤维素酶催化纤维素分解为葡萄糖，用葡萄糖的产生速率表示酶活性大小；用呈色反应表示葡萄糖的生成量。
（实验材料）三种微生物（A～C）培养物的纤维素酶提取液，提取液中酶蛋白浓度相同。
（实验步骤）
（1）取四支试管，分别编号。
（2）在下表各列的一个适当位置，填写相应试剂的体积量，并按表内要求完成相关操作。
__________
（3）将上述四支试管放入37℃的水浴，保温1小时。
（4）在上述四支试管中分别加入_______试剂，摇匀后，进行_____________处理。
（5）观察比较实验组的三支试管与对照组试管的颜色及其深浅。
（实验结果）
微生物A提取物
微生物B提取物
微生物C提取物
颜色深浅程度
＋
＋＋＋
＋＋
（分析讨论）
（1）该实验中的对照组是______号试管。
（2）实验组试管均呈现的颜色是____________，但深浅不同。
（3）上述结果表明：
不同来源的纤维素酶，虽然酶蛋白浓度相同，但活性不同。
若不考虑酶的最适pH和最适温度的差异，其可能原因是____________________________________。
（4）你认为上述三种微生物中，最具有应用开发价值的是________。
（5）从解决能源问题的角度，开发这种纤维素酶的意义在于_____________________。
12．（2011·全国高考真题）某同学从温度为55～65"C的泉水中筛选出能合成脂肪酶的细菌，并从该细菌中提取了脂肪酶。
回答问题：
（1）测定脂肪酶活性时，应选择____作为该酶作用的物质，反应液中应加入____溶液以维持其酸碱度稳定。
（2）要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与双缩脲试剂混合，若反应液呈紫色，则该酶的化学本质为____。
（3）根据该细菌的生活环境，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路____。
13．（2015·重庆高考真题）小麦的穗发芽影响其产量和品质。
某地引种的红粒小麦的穗发芽率明显低于当地白粒小麦。
为探究淀粉酶活性与穗发芽率的关系，进行了如下实验。
（1）取穗发芽时间相同、质量相等的红、白粒小麦种子，分别加蒸馏水研磨、制成提取液（去淀粉），并在适宜条件下进行实验。
实验分组、步骤及结果如下：
步骤①中加入的C是____，步骤②中加缓冲液的目的是______。
显色结果表明：
淀粉酶活性较低的品种是____；据此推测：
淀粉酶活性越低，穗发芽率越__。
若步骤③中的淀粉溶液浓度适当减小，为保持显色结果不变，则保温时间应____。
（2）小麦淀粉酶包括α－淀粉酶和β－淀粉酶，为进一步探究其活性在穗发芽率差异中的作用，设计了如下实验方案：
X处理的作用是使____。
若Ⅰ中两管显色结果无明显差异，且Ⅱ中的显色结果为红粒管颜色显著____白粒管（填“深于”或“浅于”），则表明α－淀粉酶活性是引起这两种小麦穗发芽率差异的主要原因。
14．（2009·全国高考真题）请用所给的实验材料和用具，设计实验来验证哺乳动物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有专一性。
要求完成实验设计、补充实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：
适宜浓度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉四种溶液，菲林试剂、试管、37℃恒温水浴锅，沸水浴锅。
（1）若“+”代表加入适量的溶液，“—”代表不加溶液，甲、乙等代表试管标号，请用这些符号完成下表实验设计，请在答题卡上作答。
溶液
试管
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶溶液
唾液淀粉酶溶液
甲
+
—
+
—
___________________。
（2）实验步骤：
①按照上表中的设计，取试管、加溶液。
②______________________________________________________________________
③______________________________________________________________________
④______________________________________________________________________
（3）结果预测：
____________________________。
（4）结论：
__________________________________。
（5）在上述试验中，如果仅将37℃恒温水浴锅的温度调到20℃。
而在其他条件不变的情况下重做上述实验，出现砖红色试管中的颜色会比37℃时的浅，其原因是_______________。
15．（2009·全国高考真题）已知2H2O2=2H2O+O2↑,可以通过观察反映过程中O2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。
请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。
要求写出实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：
适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，3.5%FeCL3溶液，0.01%牛过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管。
实验步骤：
（2）实验结果预测及结论：
整个实验中不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是__________________。
由此可得出的结论是_________________________。
（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为800C,重做上述实验，O2释放的速度最快的是_______，原因是_______________________。
【新题精练】
一、单选题
1．（2020·天水市第一中学高三二模）甲图表示反应物浓度对酶促反应速率的影响；乙图表示将A、B两种物质混合，再在T1时加入某种酶后，A、B两种物质的浓度变化曲线。
实验均在最适温度和最适pH条件下完成，下列叙述错误的是（）
A．甲图中反应速率达到最大后，限制酶促反应速率的主要因素是酶的数量
B．若乙图中的物质A是淀粉，则B可以是麦芽糖，该酶可以是唾液淀粉酶
C．乙图中T2时刻后限制酶促反应速率的主要因素是酶的活性
D．甲、乙两图所示的实验中，温度和pH都属于无关变量
2．（2020·江苏省高三三模）某同
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