高考生物一轮复习练习：专项突破《破解有关酶实验的三种方法》（含详解）

这是一份高考生物一轮复习练习：专项突破《破解有关酶实验的三种方法》（含详解），共8页。试卷主要包含了试剂检测法鉴定酶的本质等内容，欢迎下载使用。

(1)实验设计思路。
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。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。因此，使用双缩脲试剂产生紫色反应的鉴定方案即可。
(2)实验设计方案。
2.对比法验证酶的作用及高效性与专一性
(1)酶的催化作用实验探究。
对照组：反应物＋清水eq \(――→,\s\up7(检测))反应物不被分解；
实验组：反应物＋等量的相应酶溶液eq \(――→,\s\up7(检测))反应物被分解。
(2)酶的专一性实验探究：此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。
①设计思路一：换反应物不换酶。
实验组：反应物＋相应酶溶液eq \(――→,\s\up7(检测))反应物被分解；
对照组：另一反应物＋等量相同酶溶液eq \(――→,\s\up7(检测))反应物不被分解。
②设计思路二：换酶不换反应物。
实验组：反应物＋相应酶溶液eq \(――→,\s\up7(检测))反应物被分解；
对照组：相同反应物＋等量另一种酶溶液eq \(――→,\s\up7(检测))反应物不被分解。
(3)酶的高效性实验探究。
对照组：反应物＋无机催化剂eq \(――→,\s\up7(检测))底物分解速率；
实验组：反应物＋等量酶溶液eq \(――→,\s\up7(检测))底物分解速率。
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。
3．梯度法探究酶的最适温度或最适pH
(1)实验设计思路。
eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\c1(底物t1温度（或pH1）下＋酶t1温度（或pH1）下,底物t2温度（或pH2）下＋酶t2温度（或pH2）下,   ,底物tn温度（或pHn）下＋酶tn温度（或pHn）下))eq \(――→,\s\up7(检测))底物的分解量(或剩余量)或产物的生成量
(2)实验设计程序。
[例题] 下列有关酶特性的实验设计中，最科学、严谨的一项是( )
解析：A选项是为了证明酶的高效性，而酶的高效性是通过和无机催化剂的对比体现出来的，对照组应加入FeCl3溶液；B选项中变量的设计是正确的，但用碘液只能检测淀粉的存在，对于蔗糖溶液是否反应无法检测，应用斐林试剂检测；C选项前后温度的变化对实验有影响，应设计多组装置控制在不同温度下进行实验。
答案：D
1．下列与酶相关的叙述中，正确的是( )
A．探究酶的专一性时，自变量一定是酶的种类
B．探究酶的高效性时，自变量可以是酶的种类
C．探究温度对酶活性的影响时，因变量可能不止一种
D．探究pH对酶活性的影响时，自变量不止一种
解析：酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类物质的化学反应，若验证酶的专一性，自变量是酶的种类或底物的种类，A错误；酶的高效性是指与无机催化剂相比，酶的催化效率高，若验证酶的高效性，自变量是催化剂的种类，B错误；探究温度对酶活性影响时，因变量可以是单位时间内底物的消耗量，也可以是单位时间内产物的生成量，C正确；探究pH对酶活性的影响，自变量是pH不同，D错误。
答案：C
2．(厦门质检)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，用斐林试剂检测
D．③和④对比，用斐林试剂检测
解析：①和③中蛋白酶和淀粉酶均是蛋白质，不能用双缩脲试剂检测；蛋白酶不能催化淀粉水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，所以②和④对比，可用碘液检测；淀粉酶能催化淀粉水解，产生还原糖，淀粉酶虽不能催化麦芽糖水解，但麦芽糖为还原糖，所以④和⑤均能与斐林试剂反应，形成砖红色沉淀；蛋白质及其水解产物均不能与斐林试剂反应。
答案：B
3．(泰安二模)将牛奶和姜汁混合，能使牛奶凝固。某同学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。将不同温度的等量牛奶中混入一些新鲜姜汁，观察结果如下表：
根据以上结果，下列表述中错误的是( )
A．新鲜姜汁中含有能使可溶状态的牛奶凝固的酶
B．进一步测定最适温度，可设置60 ℃、65 ℃、75 ℃、80 ℃四个温度梯度
C．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，能够提高实验的准确度
D．该实验说明酶需要适宜的温度，100 ℃时未凝固，是因为酶的活性已经丧失
解析：新鲜姜汁能使牛奶凝固，且凝固时间受温度影响，可能是由于新鲜姜汁中含有使牛奶凝固的酶，A正确；由表格信息可知，60 ℃、80 ℃牛奶凝固的时间较短，因此最适宜温度应该在40 ℃～100 ℃之间，因此如果进一步测定最适温度，设置的温度梯度应该有小于60℃、大于80 ℃的温度，B错误；为了保证实验的准确性，应该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，C正确；该实验说明酶需要适宜的温度，100 ℃时未凝固，是因为酶的活性已经丧失，D正确。
答案：B
4．(武汉调研)萌发的大麦种子中存在着两种淀粉酶：α－淀粉酶和β－淀粉酶。α－淀粉酶耐热不耐酸；β－淀粉酶耐酸不耐热，70 ℃处理15 min即变性失活。为测定萌发种子中α－淀粉酶和β－淀粉酶活性的差异，将发芽3天的大麦种子加蒸馏水研磨匀浆、离心取上清液得到淀粉酶提取液，进行如下实验。
回答下列问题：
(1)步骤⑦中加入的试剂X为________________。
(2)上述实验操作步骤中，步骤②中对1号试管进行操作的目的是______________________；为达成实验目的，设置的1、2、3号试管中，为对照组的一组是________号试管。
(3)通过上述实验，能大致比较萌发3天时种子的α－淀粉酶和β－淀粉酶活性的大小。比较的方法是___________________________
_______________________________________________________
_____________________________________________________。
解析：(1)本实验的目的是测定萌发种子中α－淀粉酶和β－淀粉酶活性的差异，淀粉酶分解淀粉为还原糖，还原糖可以用斐林试剂进行鉴定，步骤⑦中加入的试剂X为斐林试剂。
(2)β－淀粉酶耐酸不耐热，70 ℃处理15 min即变性失活，上述实验操作步骤中，步骤②中对1号试管进行操作的目的是使β－淀粉酶变性失活，测定大麦种子中α－淀粉酶催化效率，为达成实验目的，设置的1、2、3号试管中，为对照组的一组是2号试管(2号试管α－淀粉酶和β－淀粉酶均失活，不能将淀粉分解为还原糖，2号和1号对比能测定α－淀粉酶催化效率)。
(3)通过上述实验，可以测定各试管沉淀物的量，1、2号试管的差值代表α－淀粉酶的活性，3、1号试管的差值代表β－淀粉酶的活性，差值大的表示该酶的活性大，从而能大致比较萌发3天时种子的α－淀粉酶和β－淀粉酶活性的大小。
答案：(1)斐林试剂
(2)使β－淀粉酶变性失活 2
(3)测定各试管沉淀物的量，1、2号试管的差值代表α－淀粉酶的活性，3、1号试管的差值代表β－淀粉酶的活性，差值大的表示该酶的活性大
项目
实验组
对照组
材料
待测酶溶液
已知蛋白液(等量)
试剂
分别加入等量的双缩脲试剂
现象
是否呈现紫色
呈现紫色
结论
呈现紫色说明该酶化学本质为蛋白质，否则该酶的化学本质不是蛋白质
选项
实验目的
实验设计
A
验证酶的催化作用具有高效性
实验组：2 mL 3%的H2O2溶液＋1 mL过氧化氢酶，保温5 min后观察
对照组：2 mL 3%的H2O2溶液＋1 mL蒸馏水，保温5 min后观察
B
验证酶的催化作用具有专一性
实验组：2 mL 3%的可溶性淀粉溶液＋1 mL新鲜唾液，保温5 min后，碘液检验
对照组：2 mL 3%的蔗糖溶液＋1 mL新鲜唾液，保温5 min后，碘液检验
C
探究酶作用的适宜温度
5 mL 3%的可溶性淀粉溶液＋2 mL新鲜唾液＋碘液，每隔5 min将溶液温度升高10 ℃，观察溶液颜色变化
D
验证pH对酶的催化速率的影响
向三支试管分别加入1 mL不同pH的缓冲液，再依次加入1 mL H2O2酶溶液、2 mL H2O2溶液，用带火星的卫生香检测
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
温度/℃
20
40
60
80
100
结果
15 min后仍未凝固
14 min内全部凝固
1 min内全部凝固
1 min内全部凝固
15 min后仍未凝固
操作步骤
1号试管
2号试管
3号试管
①
加淀粉酶提取液
1 mL
1 mL
1 mL
②
预处理
70 ℃恒温水浴15 min，取出冰浴中冷却
高温使α－淀粉酶和β－淀粉酶失活
不处理
③
加缓冲液
2 mL
2 mL
2 mL
④
预保温
40 ℃恒温水浴10 min
⑤
加40 ℃预热的淀粉溶液
2 mL
2 mL
2 mL
⑥
保温
40 ℃恒温水浴5 min
⑦
测定
加入试剂X，50～65 ℃水浴5 min，测定砖红色沉淀物的量