2023版高三一轮总复习生物（苏教版）教案：必修1第3单元素养加强课1对酶相关实验的基本思想和方法的迁移应用

索翦施思原1对酶相关实验的基本思想和方法的迁移应用

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考点1酶相关实验设计中的“酶解法”

［素养建构】

1.实验设计中可用酶催化底物分解，根据酶处理后的变化，来证明酶的作

用或底物的成分。

2.鉴定酶本质的“酶解法”模型

“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。酶必须保持正常的空间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

计方案如图。

待测陶液

蛋白酶RNA

处理薛处理

检测所催化的反

应是否能够发生

［素能训练】

1.（2021•华中师大一附中模拟）某兴趣小组在生物实验室中发现一酶试剂，

由于标签受损，无法确定该酶的具体种类，已知其可能是淀粉酶或蔗糖酶。为

判断该酶的具体种类和作用条件，该小组成员给出了以下建议，其中不合理的

是（）

A.取部分酶和少量淀粉溶液混合，一定时间后，滴加碘液检测

B.取部分酶和少量蔗糖溶液混合，一定时间后，利用斐林试剂检测

C.若已确定该酶是淀粉酶，可使用斐林试剂作检测试剂探究温度对酶活性

的影响

D.若已确定该酶是蔗糖酶，可利用蔗糖来研究pH对酶活性的影响

C［取部分酶和少量淀粉溶液混合，若该酶为淀粉酶，则

淀粉被水解，一定时间后，滴加碘液溶液不变蓝色；若该酶为蔗糖酶，则

淀粉不被水解，一定时间后，滴加碘液后溶液变蓝色，A合理。取部分酶和少量

蔗糖溶液混合，若该酶为蔗糖酶，则蔗糖被水解，利用斐林试剂检测会由现砖

红色沉淀；若该酶为淀粉酶，则不出现烤红色沉淀，B合理。使用斐林试剂检测

时需要水浴加热，因此在探究温度对酶活性的影响时不能使用斐林试剂作检测

试剂，C不合理。可用蔗糖作为底物来探究pH对蔗糖酶活性的影响，D合理。］

2.某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中，能将糖原分解为还原

糖。酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，请利用这一原理设计实验，探

究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。简要写出实验思路，并预期实验结

果及结论（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）。

［解析］实验设置甲组和乙组，两组实验分别用蛋白酶和RNA酶处理X酶，

然后与糖原混合检测两组实验中X酶有无活性。检测X酶是否有活性可用斐林

试剂与产物反应是否产生了颜色变化来完成。

［答案］实验思路：甲组：将X酶用蛋白酶处理，再与糖原溶液混合，在适

宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖产生。乙组：将X酶用RNA酶处

理，再与糖原溶液混合，在适宜条件下保持一段时间后，检测是否有还原糖产

生。预期结果及结论：①若甲组有还原糖生成，乙组没有还原糖生成，则说

明X酶的化学本质是RNA；②若甲组没有还原糖生成，乙组有还原糖生成，则

说明X酶的化学本质是蛋白质

考点2酶实验设计中的“对比法”

［素养建构】

1.对比法验证酶的高效性

（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（如生物材料研磨等量的无机催化剂

液）

反应速率缓慢，或反

现象反应速率很快，或反应用时短

应用时长

结论酶具有高效性

2.对比法验证酶的专一性

⑴设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相

同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。

（2）设计方案

方案一方案二

项目

实验组对照组实验组对照组

材料同种底物（等量）与酶相对应的底物另外一种底物

与底物相对另外一

试剂同一种酶（等量）

应的酶种酶

现象发生反应不发生反应发生反应不发生反应

结论酶具有专一性

［素能训练］

1.下表是过氧化氢分解实验的过程和结果，下列分析错误的是（）

试管abCd

3%过氧化氢溶液2mL2mL2mL2mL

置于加2滴加2滴20%的

不作任何

处理措施90℃水浴3.5%的新鲜肝脏研磨

处理

杯中FeCh液

实验结果—+++++++

注：“一”表示无气泡产生；“十”的数量表示气泡产生的多少。

A.a和d对照说明酶具有高效性

B.c和d是对比实验，自变量是催化剂的种类

C.a、c对照说明FeCh具有催化作用

D.a、c、d对照可以说明酶的催化具有高效性

A［a和d对照，只能说明酶能催化化学反应的进行，要证明酶具有高效性,

需要将有酶和有无机催化剂参与的反应进行比较，即a、c、d对照能说明酶的

催化具有高效性；c和d都是实验组，二者形成对比，自变量是催化剂的种类;

a和c对照说明无机催化剂能促进化学反应的进行，即具有催化作用。］

2.某同学进行了如下有关酶的实验：

甲组：淀粉溶液+新鲜唾液一加入斐林试剂主笆避出现砖红色沉淀

水浴力口热

乙组：蔗糖溶液+新鲜唾液一加入斐林试剂------^不出现砖红色沉淀

丙组：蔗糖溶液+蔗糖酶溶液一加入斐林试剂检螂？

下列叙述正确的是()

A.丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀”

B.三组实验中，底物的用量属于自变量

C.该同学的实验目的是验证酶的专一性

D.可用碘液代替斐林试剂进行检测

C［蔗糖酶能催化一分子蔗糖水解成一分子果糖和一分子葡萄糖，果糖和

葡萄糖是还原糖，加入斐林试剂水浴加热会使还原糖生成砖红色沉淀,A项错误;

底物的用量属于无关变量，B项错误；从实验所用的底物和酶的种类分析可知，

该实验的目的是验证酶的专一性，C项正确；唾液淀粉酶能催化甲组淀粉水解成

还原糖，不能催化蔗糖水解，碘液使淀粉呈现蓝色，不能使还原糖和蔗糖呈现

蓝色，使用碘液无法检测乙、丙组的反应，无法得出结论，D项错误。］

3.(2021•辽宁名校联考)据表分析，下列说法正确的是()

组别①②③④⑤⑥

质量分数为3%的淀粉溶液(mL)222222

质量分数为2%的蔗糖酶溶液

—1—1—1

(mL)

质量分数为2%的a-淀粉酶溶液

1—1—1—

(mL)

反应温度(℃)006060100100

碘液2滴2滴2滴2滴2滴2滴

注：表中“一”表示没有添加。

A.淀粉溶液的用量是无关变量

B.①②两组实验可用于验证酶的专一性

C.②④⑥三组实验可说明温度能影响酶活性

D.设计上述实验的目的是验证酶的专一性

A［根据表格数据可知，该实验的自变量是酶的种类和温度，所以淀粉溶

液的用量是无关变量，A正确；①②两组实验的温度不是适宜温度，此温度下酶

不能正常发挥作用，所以不能用于验证酶的专一性，B错误；蔗糖酶不能催化淀

粉水解，故②④⑥不能说明温度能影响酶活性，C错误；该实验的目的是探究温

度对酶活性的影响以及验证酶的专一性，D错误。］

考点3探究酶的最适温度或pH中的“梯度法”

［素养建构】

1.探究酶的最适温度

(1)设计思路

在一定范围内，设计一系列温度梯度实验，其他条件相同且适宜，可得出

最适温度的大致范围，再在此范围内减小梯度，进一步进行实验，直至得出最

适温度。

(2)设计方案

酶液酶液金国)梅液

|温7,|温12…“：［温

|分别保温二段时间~］

|相同温度的旃液和底物混合保温一段时间］

2.探究酶的最适pH

(1)设计思路

在一定范围内，设计一系列pH梯度实验，其他条件相同且适宜，可得出最

适pH的大致范围，再在此范围内缩小梯度，进一步进行实验，直至得出最适

pH。

(2)设计方案

I各自与等量底物混合］

」号应一段时间

［素能训练】

1.（2021•湖北选择性考试模拟）甲同学从某哺乳动物的胃液中分离到了一种

酶。为探讨该酶的最适pH,设计了如下实验方案，其中最合理的是（）

方案pH范围温度酶活性测定最适pH

A1-625℃

以pH对酶活性作图，

B1-1425℃每间隔一个pH梯

酶活性最高时对应的

C1-637℃度进行酶活性测定

pH为最适pH

D1-1437℃

C［哺乳动物的胃中存在胃酸，pH都是呈酸性，故选取的pH范围应该是

1〜6。哺乳动物的体温一般为40°C上下和人类的体温差不多，作为本实验无关

变量中的温度应选择较适宜的温度37℃,综上所述，C合理，A、B、D不合理。］

2.（2021•江苏百校联考）小张查阅资料得知，a-淀粉酶的最适温度是55

下表是他为此进行的验证实验，但因各组结果相同而不能达到实验目的。以下

改进措施中可行的是（）

3%淀粉溶l%a-淀粉酶溶1min后碘液检

试管实验温度

液<*

150℃2mL1mL溶液呈棕黄色

255℃2mL1mL溶液呈棕黄色

360℃2mL1mL溶液呈棕黄色

A.将实验温度改为0℃、55°C、100℃

B.将淀粉溶液体积改为4mL

C.将a-淀粉酶溶液浓度改为2%

D.将碘液改为斐林试剂

B［验证a-淀粉酶的最适温度是55°C,如果将实验温度设置为0℃、55°C、

100℃,因为温度梯度过大，实验结果不能说明酶的最适温度就是55C,A错

误；分析实验结果可知，三组实验反应一段时间后，滴加碘液都不变蓝色，说

明淀粉都完全水解，因此可以通过增加淀粉溶液的浓度、减小酶的浓度或用量、

缩短反应时间进行改进，B正确；若将a-淀粉酶溶液浓度改为2%,淀粉会在更

短时间内完全水解，滴加碘液都不变蓝色，C错误；斐林试剂检测还原糖需要水

浴加热，会破坏设置的温度条件，D错误。］

3.普通淀粉酶的最适温度在40℃~60C之间，而极端耐热淀粉酶在100℃

仍能保持较高的活性，因此在生产上具有更为广泛的应用前景。请回答有关问

题：

(1)要鉴定该酶的化学本质，可将该酶液与混合，若反应液呈

________色，则该酶的化学本质为蛋白质。

(2)测定淀粉酶活性时，应选择作为该酶作用的底物，反应液中应

加入溶液以维持其酸碱度稳定。

(3)设计实验