届高考生物二轮复习热点05关于酶的本质和特性的探究教案适用全国.docx
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届高考生物二轮复习热点05关于酶的本质和特性的探究教案适用全国
热点05关于酶的本质和特性的探究
探究酶的催化作用、专一性、高效性及影响酶活性的因素，是近年高考的热点。
该类实验要注意的问题：
①分清实验组和对照组；
②分析实验设计中的单一变量和因变量；
③注意实验操作步骤的前后顺序要有逻辑性（前因后果），步步有理，环环相扣，各操作步骤要严密、完整；④注意实验用具与试剂的选用及需要控制的实验条件；
⑤注意实验结果的观察（确定观察内容和观察方法）、记录和分析，最后对实验结果作出科学的解释并得出正确的结论。
考向1酶本质的探究——试剂检测法
用“试剂检测法”探究酶的本质
（1）实验原理和方法：
（2）实验设计方案
项目
实验组
对照组
材料
待测酶溶液
已知蛋白液（等量）或RNA
试剂
分别加入等量的双缩脲试剂（吡罗红染液）
现象
是否呈现紫色（红色）
呈现紫色（红色）
结论
实验组呈现紫色（红色）说明该酶的化学本质是蛋白质（RNA）；否则该酶的化学本质不是蛋白质（RNA）
1．猪笼草是一种食虫植物，其分泌液中含有蛋白酶。
为了验证此结论，某学生设计了两组实验，如图所示。
在适宜温度水浴中保温一段时间后，甲、乙试管中加入双缩脲试剂，丙、丁试管中不加任何试剂。
下列对实验现象的预测最可能的是
A．甲和乙中溶液都呈紫色；丙和丁中蛋白块都消失
B．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
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．甲中溶液不呈紫色、乙中溶液呈紫色；丙中蛋白块消失、丁中蛋白块不消失
【答案】C
考向2酶的高效性和专一性——对照实验的设置
1．在与酶有关的探究实验中要特别注意实验步骤的顺序。
（1）在探究温度对酶活性影响实验中，应先将底物和酶溶液分别在预设的温度下保温一定时间，再混合并保温一段时间，再对结果进行检测。
（2）在探究pH对酶活性的影响实验中，必须先将酶置于不同pH条件下（加蒸馏水、加氢氧化钠溶液、加盐酸），然后再加入反应物，否则，反应物会在未调节好pH的情况下就与酶发生反应，影响实验准确度。
2．酶的高效性相关实验的设计思路和方案
（1）实验设计思路：
通过比较不同类型催化剂（主要是酶与无机催化剂）对同一种底物的催化反应速率，得出结论。
（2）实验设计方案
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”（如等量
肝脏研磨液）
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
3．酶的专一性相关实验的设计思路和方案
（1）实验设计思路：
底物不同（自变量为底物的种类），但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
（2）实验设计方案
项目
实验组
对照组
材料
与酶相对应的底物
另外一种底物（等量）
试剂
与底物相对应的酶
同一种酶（等量）
现象
发生反应
不发生反应
结论
酶具有专一性
2．在甲、乙、丙三支试管中加入下列物质，保温一段时间。
下列有关分析不正确的是
A．该实验是为了验证酶具有专一性
B．温度在本实验中属于无关变量
C．甲乙丙三支试管的最终产物分别是麦芽糖、葡萄糖和葡萄糖
D．碘液或本尼迪特试剂均可作为本实验的检测试剂
【答案】C
3．下列与酶相关实验的叙述，正确的是
A．探究性实验和验证性实验的实验结果都是未知的
B．低温能够降低酶活性的原因是低温破坏了酶的空间结构
C．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性时，可以用碘液进行鉴定
D．探究温度对酶活性的影响时，为确保实验结果的准确性，应将酶与底物溶液分别在相应的实验温度下保温后再混合
【答案】D
【解析】探究性实验的实验结果是未知的，验证性实验的实验结果是已知的，A错误；低温能够降低酶活性，但是低温条件下，酶的空间结构稳定，高温会破坏酶的空间结构，B错误；探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性时，不能用碘液进行鉴定，因为蔗糖不管能否被淀粉酶分解，都不能用碘液检测出来，C错误；酶具有高效性，故探究温度对酶活性的影响时，应将酶与底物溶液在不同温度下分别保温后，再将相同温度条件下的酶和底物混合，保证反应是在特定温度下进行的，D正确。
考向3温度和pH对酶活性影响的探究——变量的确定与控制
探究酶的最适温度（或pH）的实验设计思路和方案
（1）实验设计思路：
设计探究酶的最适温度（或pH）实验时需设置一系列不同温度（或pH）的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。
相同时间内，酶促反应中生成物量最多或底物剩余量最少的一组所处的温度（或pH）即最适温度（或pH）。
相邻组间的差值（即梯度值）越小，测得的最适温度（或pH）就越精确。
（2）实验设计方案
组别编号
1
2
····
n
实验材料
等量的相同材料
温度或pH
T1（a1）
T2（a2）
····
Tn（an）
衡量指标
相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少
实验结论
生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组对应的温度（或pH）最接近最适
温度（或pH）
技巧点拨
变量的确定和控制是实验设计中极其重要的环节。
自变量是实验过程中由实验者所操纵的因素或条件，是作用于实验对象的刺激变量。
自变量需以实验目的为依据，应具有可变性和可操作性。
无关变量是实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件（即与研究目标无关，但影响研究结果的变量）。
（1）在探究温度对酶活性影响的实验中，自变量是温度（设置一系列不同梯度的温度，至少三组以上），而pH、试剂的用量等是无关变量（应相同且适宜）。
（2）在探究pH对酶活性影响的实验中，自变量是pH（设置一系列不同梯度的pH，至少三组以上），而温度、各种试剂的用量等是无关变量（应相同且适宜）。
（3）在探究温度对酶活性影响的实验中，把盛有适量且等量的可溶性淀粉溶液的1、2、3号试管，分别放入冰水浴、37℃水浴及沸水浴中处理5min，同时，把盛有适量且等量的淀粉酶溶液的1'、2’、3’号试管放入冰水浴、37℃水浴及沸水浴中处理5min。
将1、2、3号试管分别与1’、2’、3’号试管中的溶液混合，这样做的目的是严格控制自变量，保证每一组实验中的酶所发挥作用的温度是先前预设的温度。
（4）每一个对照实验中，只允许有一个自变量，所有的无关变量应相同且适宜。
知识拓展
（1）若底物选择淀粉和蔗糖，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宜选用斐林试剂，不宜选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
（2）若选择淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控温度。
（3）在探究温度对酶活性的影响实验中，不宜选择过氧化氢（H2O2）和过氧化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢（H2O2）在常温常压时就能分解，在加热的条件下分解速率会加快，从而影响实验结果。
4．取3支试管分别加入等量唾液淀粉酶溶液，标注为A、B、C三组，并分别调整到0℃、37℃、100℃，然后在每支试管中加入温度分别为0℃、37℃、100℃的等量淀粉，保持各组温度10分钟后，继续进行检测实验。
下列关于该实验的说法，合理的是
A．若向三只试管中各加入等量的碘液，试管内液体颜色都可能出现蓝色
B．若向三只试管中各加入等量的斐林试剂，水浴加热一段时间，试管都不出现砖红色沉淀
C．该实验的对照组是A组，实验组是B、C组
D．只要在0℃和100℃之间每隔10℃设置一个实验组，就可确定该反应的最适温度
【答案】A
5．如图为某生物兴趣小组测定的不同pH测定条件下淀粉酶对淀粉的分解作用的实验结果。
下列有关叙述正确的是
A．pH为11时，淀粉酶的活性完全丧失
B．pH为3和9时，淀粉酶的活性不同
C．试管中溶液的ph有13调为7后，淀粉含量明显减少
D．先将淀粉与淀粉酶溶混合后，再调节各组混合液的pH
【答案】B
1．下列有关探究温度、pH对酶活性影响的实验设计合理的是
试验编号
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①
B．实验②
C．实验③
D．实验④
【答案】B
【解析】过氧化氢受热会加快分解，不宜用于探究温度对酶活性的影响；溶液的pH会影响淀粉的水解，并且碘液可与碱反应，斐林试剂可与酸反应，不宜用淀粉酶探究pH对酶活性的影响；因此一般用过氧化氢酶探究pH对酶活性的影响，用淀粉酶探究温度对酶活性的影响。
2．食品种类多，酸碱度范围广。
生物兴趣小组拟探究在食品生产中应用范围较广的蛋白酶，查阅相关文献得知：
pH对不同蛋白酶的活性影响有差异。
据图分析，下列说法错误的是
A．在过酸或过碱条件下酶的空间结构遭到破坏，活性会丧失
B．蛋白酶的活力可用单位时间内产物增加量或反应物减少量来表示
C．把胃蛋白酶的pH所处的环境由10调到2，该酶活性会升高
D．在pH为4〜9范围内，木瓜蛋白酶的活力高、稳定，更适合作为食品添加剂
【答案】C
3．某实验小组利用过氧化氢做了如下实验，则相关说法正确的是
试管编号及组别
a
b
c
d
e
加入试剂
2mL体积分数为3%的H2O2溶液
2mL体积分数为3%的H2O2溶液
2mL体积分数为3%的H2O2溶液
2mL体积分数为3%的H2O2溶液
2mLH2O
试剂、剂
量以及处
理措施
90℃水浴加热
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
2滴煮熟的肝脏研磨液
2滴肝脏研磨液
温度
—
常温
常温
常温
常温
气泡多少
多
较多
最多
无
无
A．a组和c组对照，说明酶具有催化作用
B．b组和c组对照，说明酶具有高效性和专一性
C．c组和d组对照，说明高温会破坏酶的结构使酶失活
D．c组和e组对照，可排除肝脏研磨液中其他物质的影响
【答案】D
4．某同学将不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁，观察混合物15min，看其是否会凝固，结果如下表。
根据姜汁使牛奶凝固的结果，下列表述不正确的是
A．可证明新鲜姜汁含有一种酶，该酶能促使牛奶凝固
B．20℃和100℃时酶的活性低，是因为酶的分子结构遭到破坏而失去活性
C．将等量姜汁在不同温度保温后再与对应温度的牛奶混合，能够提高实验的准确度
D．60℃和80℃不一定是酶最适温度，在这范围内增加一定梯度的实验组可以确定最适温度
【答案】B
【解析】分析题图信息可知，不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁，随温度不同凝固时间不同，又由注解可知用曾煮沸的姜汁重复这项实验，牛奶在任何温度下均不能凝固，这说明新鲜姜汁含有一种酶，该酶能将可溶状态的牛奶蛋白质转化成不溶状态，A正确；20℃酶的活性降低酶的分子结构没有遭到破坏而失去活性，当温度升高后酶的活性会恢复，B错误；将等量姜汁在不同温度下保温后再与对应温度的牛奶混合，能保证反应起始就是在预设的温度下进行的，能够提高实验的准确度，C正确；60℃和80℃时酶的活性较高，但不一定是酶的最适温度，题干中温度梯度太大，缩小温度范围，增加温度梯度才可得到最适温度，D正确。
5．如图所示，曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。
据图分析正确的是
A．酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B．酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示
C．升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示
D．减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变
【答案】B
6．从淀粉、麦芽糖、蔗糖、碘液、斐林试剂、淀粉酶等几种实验材料中选取合适的材料，设计“酶具有专一性”的探究实验。
下列有关操作或实验设计思路错误的是
A．可设置两组实验装置，将它们均置于适宜且相同的条件下一段时间
B．底物只能选用淀粉和蔗糖，麦芽糖不适宜作为实验材料
C．斐林试剂和碘液可用来检测装置中是否发生了水解反应
D．淀粉酶不能降低麦芽糖和蔗糖水解反应的活化能
【答案】C
【解析】实验过程中，除自变量外，其他条件应保持相同且适宜，A正确；由于实验材料中仅仅提供了一种酶——淀粉酶，所以底物之一是淀粉；又由于麦芽糖是还原糖，且不与碘液发生反应，所以既不能用碘液检测，也不能用斐林试剂检测，因此，另一种底物只能是蔗糖，B正确；蔗糖及蔗糖的水解产物都不与碘液发生显色反应，故碘液不能用来检测蔗糖是否发生了水解，C错误；由于酶具有专一性，所以淀粉酶不能降低麦芽糖和蔗糖水解反应的活化能，D正确。
7．下列有关酶特性的实验设计中，最科学、最严谨的一项是
选项
实验目的
主要实验步骤
A
酶催化具有高效性
实验组：
2mL3%H2O2+1mL过氧化氢酶保温5min
对照组：
2mL3%H2O2+1mL蒸馏水保温5min
B
酶催化具有专一性
实验组：
2mL3%可溶性淀粉+1mL新鲜唾液保温5min碘液检验对照组：
2mL3%蔗糖+1mL新鲜唾液保温5min碘液检验
C
探究酶作用的适宜温度
5mL3%可溶性淀粉+2mL新鲜唾液+碘液→每隔5min将溶液温度升高10°C，观察溶液蓝色变化
D
pH影响酶的催化活性
向三支试管中依次各加入：
2mL3%可溶性淀粉、1mL不同pH缓冲溶液和1mL新鲜唾液，在适宜温度下保持5min用斐林试剂检测
【答案】D
8．下列有关实验设计的叙述，不正确的是
A．在酶的专一性实验中，温度和时间是无关变量
B．各种实验中都必须设置空白对照，确保单一变量
C．数据测量应力求精确，一般需要多次测量求平均值
D．探究实验设计中，实验结果与提出的假设不一定一致
【答案】B
【解析】实验的变量是指在实验中可发生变化的因素，无关变量是除自变量以外，可能对实验结果造成影响的一些可变因素。
在酶的专一性实验中，自变量是底物种类，温度和时间是无关变量，A正确；设置对照实验的目的在于确保单一自变量，但不是所有的实验均需要设置空白对照，如“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，该实验属于前后自身对照实验，不需要设置空白对照，B错误；在测量实验数据时，需要遵循重复原则，多次测量求平均值，以提高实验数据的准确性，C正确；探究实验的假设可能是正确的，也可能是错误的，因此，实验结果不一定与提出的假设一致，D正确。
9．如图是验证“酶的催化效率”活动的示意图。
甲、乙两试管中发生的现象可用于证明酶具有
A．高效性
B．专一性
C．多样性
D．易变性
【答案】A
10．某实验小组利用H2O2溶液做了如下实验，则相关说法正确的是
A．a组和c组对照，说明酶具有催化作用
B．b组和c组对照，说明酶具有高效性和专一性
C．c组和d组对照，说明高温会破坏酶的结构使酶失活
D．c组和e组对照，可排除肝脏研磨液中其他物质的影响
【答案】D
【解析】由题表可知，a组和c组对照，自变量有2个，a组高温也会加快H2O2分解，不能与c组对照说明酶具有催化作用，A错误；b组和c组唯一变量是催化剂种类不同，所以二者对照可以说明酶具有高效性，但不能说明酶具有专一性，B错误；c组和d组对照，说明酶的活性受温度影响，高温会使酶失活，但不能说明高温会破坏酶的结构，C错误；c组和e组对照，说明气泡来自H2O2的分解，可以排除肝脏研磨液中其他物质的影响，D正确。
11．下列列出的材料供任意选用，实验用具充足。
请回答有关问题。
供选：
2%淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%Fecl3溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、5%HCl、5%NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂。
（1）利用所供材料，__________（填“能”或“否”）通过实验验证“酶具有高效性”。
（2）要证明pH对酶活性的影响，为避免酸碱对反应物本身水解的影响，选用的反应物最好是____________。
（3）研究淀粉酶的专一性，选用的反应物最好是____________，最好用“加入_________（试剂）观察________（颜色变化）”的方法来获得实验结果。
（4）要证明温度对酶活性的影响，选用的反应物最好是__________，获得实验结果的方法是：
______。
【答案】
（1）能
（2）过氧化氢溶液
（3）淀粉溶液和蔗糖溶液斐林试剂是否出现砖红色
（4）淀粉溶液加入碘液观察蓝色褪去的程度
12．将新鲜萝卜磨碎、过滤得到提取液。
在温度为30℃的条件下，取等量提取液分别加到四个盛有pH分别为3、5、7、9的100mL体积分数为3%的过氧化氢溶液的烧杯中，结果每一个烧杯都产生气体，然后，将加入四个烧杯中提取液的量减半，重复上述实验。
在相同时间内，分别测得两次实验中过氧化氢的含量变化并绘制成如下图所示曲线，请回答：
（1）该实验的目的是__________________________________________。
（2）该实验中的自变量是__________________________________________。
（3）曲线A和B中，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是__________________________________________。
（4）曲线A是第__________________________________________次实验的结果，原因最可能是__________________________________________。
（5）下图表示萝卜的过氧化氢酶在体外的最适条件下，底物浓度对酶所催化反应的速率的影响。
请在图上画出：
①如果在A点时，将温度提高5℃时的曲线变化；
②如果在B点时，向反应混合物中加入少量同种酶的曲线变化；
③如果在C点时加入大量pH为1.8的盐酸的曲线变化。
【答案】
（1）探究过氧化氢在不同pH条件及不同量的提取液条件下分解的快慢（或探究等量的提取液在不同pH条件下对过氧化氢分解的影响及同种不同量提取液在相同pH条件下对过氧化氢分解的影响）
（2）pH的大小和提取液的量
（3）同一种酶的最适pH不变
（4）二A中含酶量较少，相同时间分解的过氧化氢量较少
（5）见图：
（4）曲线A与曲线B相比，在单位时间内分解的过氧化氢的量较少，可能是由于提取液的含量减少导致酶的含量减少所致，所以曲线A有可能表示的是第二次实验的结果。
（5）①图2表示萝卜的过氧化氢酶在体外的最适条件下，底物浓度对酶所催化反应的速率的影响。
若A点时，将温度提高5℃，温度高于最适温度，酶促反应速率减慢；②酶的含量增加，酶促反应速率也相应加快；③过低的pH，有可能导致酶失去活性。
据此作图。
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