1、1培优点三 设计酶的相关实验一、 “对照实验法”设计酶的相关实验应用 1：“对比实验法”探究酶的催化作用典例 1.食虫植物是一种会捕获并消化动物的植物，为了验证其分泌液中有蛋白酶，某学生设计了两组实验，如图所示，在适宜温度的水浴中保温一段时间后，试管 1、2 中加入适量双缩脲试剂，试管 3、4 不加任何试剂，下列有关实验的叙述正确的是（ ）A如果试管 1 中出现紫色反应，即能证明分泌液中有蛋白酶B实验的观测指标能证明分泌液中有蛋白酶C由试管 2、3 构成的对照实验，即可得出实验结论D实验是对照组、实验为实验组，两组一起才能达到实验目的【解析】试管 1 中蛋白液没有分解的话也会出现紫色反应，A
2、错误；实验中如果蛋白块变小的话，说明分泌物中含有蛋白酶，B 正确；试管 1 和 2 形成对照，试管 3 和 4 形成对照，由四支试管构成的实验得出实验结论，C 错误；试管 1 和 2 形成对照，试管 3 和 4 形成对照，实验和实验不符合单一变量原则，不能形成对照，D 错误。【答案】B应用 2：“对比实验法”探究酶的高效性典例 2.在“比较过氧化氢在不同条件下的分解实验”中，对实验的处理如表所示。实验处理试管组别 加入 3%H2O2 (mL) 温度 加入试剂试管 1 2 常温 /试管 2 2 90 /试管 3 2 常温 2 滴 3.5%FeCl3溶液试管 4 2 常温 2 滴 20%肝脏研磨液
3、对该实验的有关分析不正确的是（ ）A在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量B试管 2 中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组2C若试管 4 和试管 1 组成对照实验，可说明酶具有催化作用D若要研究酶的高效性，可选用的实验组合是试管 4 和试管 3【解析】根据表格信息，试管 1 和试管 2 的变量为温度，试管 3 和试管 4 的变量为催化剂种类，二者均是自变量，其他因素如反应物浓度、pH 等为无关变量；试管 2 虽没有添加任何试剂，但是温度与试管 1 不同，因此也是实验组；试管 1 和试管 4 的不同点为是否添加了酶，由此可以证明酶具有催化作用；试管 3 和试管 4 的不同点是催化
4、剂的种类、酶或无机催化剂，因此可以证明酶的高效性，综上所述，B 正确。【答案】B应用 3：“对比实验法”探究酶的专一性典例 3.某同学进行了下列有关酶的实验：甲组：淀粉溶液+新鲜唾液加入斐林试剂出现砖红色沉淀乙组：蔗糖溶液+新鲜唾液加入斐林试剂不出现砖红色沉淀丙组：蔗糖溶液+蔗糖酶溶液加入斐林试剂？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三组实验都应该在 37条件下进行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【解析】因为蔗糖被蔗糖酶催化水解生成葡萄糖和果糖，有还原性，加入斐林试剂出现砖红色沉淀，A 错误；加入斐林试剂必须水浴加热至 5065，B 错
5、误；唾液淀粉酶只能水解淀粉，不能水解蔗糖，蔗糖酶才能水解蔗糖，故该实验能验证酶的专一性，C 正确；如用碘液代替斐林试剂，则三个组都不会出现蓝色，无法检测，D 错误。【答案】C应用 4：“梯度法”探究影响酶活性的因素（温度或 pH）典例 4. 小张查阅资料得知，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( )试管 实验温度 3%淀粉溶液 2%淀粉酶溶液 1 min 后碘液检测1 50 2 mL 1 mL 溶液呈棕黄色32 55 2 mL 1 mL 溶液呈棕黄色3 60 2 mL 1 mL 溶液呈棕黄色注：溶液呈棕黄色即表示没
6、有检测出淀粉。A将实验温度改为 0 、55 、100 B将淀粉溶液体积改为 1 mLC将 淀粉酶溶液浓度改为 1%D将碘液改为斐林试剂【解析】各组实验温度下实验结果溶液均呈棕黄色，说明淀粉均被分解完毕，反应速度过快。证明 淀粉酶的最适温度是 55 ，可将实验温度改为 0 、55 、100 ，0 和 100 温度下，淀粉酶变性失活，反应后溶液均为蓝色，A 正确；将淀粉溶液体积改为 1 mL，反应会更快的完成，B 错误；将 淀粉酶溶液浓度改为 1%，可减慢反应，但不确定 1 min 后 0 和 55 下淀粉是否会有剩余，C 错误；该实验的自变量为温度，斐林试剂使用时需要加热，会改变自变量，D 错误
7、。【答案】A二、对点增分集训1关于探究酶特性的实验叙述中，正确的是（ ）A若探究温度对酶活性的影响，可选择过氧化氢溶液为底物B若探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照C若探究温度对淀粉酶活性的影响，可选择斐林试剂对实验结果进行检测D若用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，可用碘液对实验结果进行检测【解析】若探究 pH 对过氧化氢酶活性的影响，自变量是 pH 值，因变量是酶活性，应该选择过氧化氢做底物，A 错误；酶的高效性是和无机催化剂相对而言的，因此如果探究过氧化氢酶的高效性，可选择无机催化剂作为对照，B 正确；斐林试剂检测还原糖需要水浴加热，会改变反应的温度，因此如果究温度对淀粉酶
8、活性的影响，选择碘液检测实验结果，C 错误；因为蔗糖是否发生水解，都不与碘液反应，因此如果用淀粉、蔗糖和淀粉酶来探究酶的专一性，不能用碘液检测实验结果，D 错误。【答案】B2下列有关酶特性的实验相关表述有错误的是 4选项 实验目的 相关实验A 酶催化具有 高效性 比较过氧化氢酶和 Fe3的催化 H202分解可用带火星卫生香复燃程度为观察指标B 酶催化具有 专一性 比较淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用用碘液检测淀粉和蔗糖是否 被水解C 探究酶作用的适宜温度 可用温度对淀粉酶活性的影响，自变量为温度，无关变量为 PH、淀粉酶的量等，可用碘液检测D pH 影响酶的催化活性 可用 pH 对过氧化氢酶活性的
9、影响，因变量为过氧化氢分解速率【解析】验证酶催化具有高效性可通过比较过氧化氢酶和 Fe3+的催化效率，自变量是过氧化氢酶、Fe 3+，因变量是点燃但无火焰的卫生香燃烧的猛烈程度表示或气泡产生速度表示，A 正确；验证酶催化具有专一性可通过比较淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用，自变量是淀粉、蔗糖，因变量是加斐林试剂水浴，有无砖红色（沉淀）出现，不能用碘液检测，碘液不能检测蔗糖是否水解，B 错误；探究温度对淀粉酶活性的影响，自变量是温度（60热水、沸水、冰块） ，无关变量为 PH、淀粉酶的量等，因变量是加碘后溶液颜色的变化，C 正确；探究 PH 对酶活性的影响，可用不同 pH 处理过氧化氢酶，观察过氧化
10、氢分解速率的变化，D 正确。【答案】B3为了认识酶作用的特性，以 3%过氧化氢溶液为反应底物的一组实验结果如下表所示。通过分析实验结果，能够得出相应的结论。在下列有关结论的描述中，从表中找不到实验依据的一项是方法 观察结果1 常温下自然分解 氧气泡少而小2 常温下加入 Fe3 氧气泡稍多而小3 常温下加入鲜肝提取液 氧气泡极多而大4 加入煮沸后冷却的鲜肝提取液 氧气泡少而小A酶的作用条件温和 B酶变性后就失活C酶有专一性 D酶有高效性【解析】鲜肝提取液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶和 Fe3 均能催化过氧化氢水解产生水和氧气。比较 1、3 组的观察结果，常温下，加入鲜肝提取液，氧气泡产生量远远多
11、于自然分解，说明酶的作用条件温和，A 错误；3、4 组对比，加入煮沸后冷却的鲜肝提取液，氧气泡少而小，说明高温使酶变性失活，B 错误；酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一5类物质的化学反应，若证明酶的专一性，自变量应是酶的种类不同或底物的不同，而该实验只涉及一种过氧化氢酶和 一种过氧化氢底物，因而不能说明酶有专一性，C 正确；2、3组对比，加入鲜肝提取液的一组氧气泡的产生量明显高于加入 Fe3 的一组，说明酶有高效性，D 错误。【答案】C4下列实验设计的思路，正确的是（ ）A淀粉酶催化淀粉和蔗糖水解的实验用碘液检测可验证酶的专一性B用新鲜的猪肝研磨液和 FeCl3溶液催化 H2O2水解可研究酶
12、的高效性C进行过氧化氢酶催化 H2O2水解实验可探究温度对酶活性的影响D胃蛋白酶在 pH 为 3、7、11 的溶液中水解蛋清可验证 pH 对酶活性的影响【解析】碘液不能检测蔗糖是否被水解，所以淀粉酶催化淀粉和蔗糖水解的实验应该用斐林试剂检测，A 错误；新鲜的猪肝研磨液含有淀粉酶，属于生物催化剂，FeCl 3溶液属于无机催化剂，两者对比可以证明酶的催化作用具有高效性，B 正确；过氧化氢的分解受温度的影响，所以不能用过氧化氢酶催化 H2O2水解实验探究温度对酶活性的影响，C 错误；胃蛋白酶的适宜 pH 为 2 左右，所以设计的 pH 取值不合理，D 错误。【答案】B5下图新鲜土豆片 H2O2接触后
13、，产生的现象及推测不正确的是（ ）A量筒中短时间内有大量气体产生，推测新鲜土豆片中含有过氧化氢酶B若增加新鲜土豆片的数量，量筒中产生气体的速度加快C一段时间后，气体量不再增加是因为土豆片的数量有限D若适当提高反应温度，量筒中最终生成的气体量不变【解析】根据图示装置，新鲜土豆片提供过氧化氢酶。若有气体大量产生，说明化学反应速率快，由此可推测新鲜土豆片中含有催化过氧化氢分解的过氧化氢酶， A 正确；新鲜土豆片中含过氧化氢酶，增加新鲜土豆片的数量即增加酶的数目，这样会加快化学反应速率，6使量筒中产生的气体速率加快，B 正确；一段时间后气体量不再增加是因为底物（H 2O2）已经消耗完，C 错误；若适当
14、提高反应温度，量筒中由于底物没有增加，所以最终生成的气体量不变，D 正确。【答案】C6下表所示是探究温度对纤维素酶活性影响的实验设计及结果试管 纤维素悬液(mL) 2 2 2纤维素酶液(mL) 1 1 1反应温度() 30 40 50斐林试剂(mL) 2 2 2砖红色深浅 + + +根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是( )A该实验的自变量为温度B该实验检测的因变量是还原糖的生成量C纤维素被水解成了还原糖D该纤维素酶的最适温度为 40【解析】该实验的目的是探究温度对纤维素酶活性的影响，所以实验的自变量是温度。从表格中处理的方法可知，该实验的因变量是检测还原糖的生成量。该实验只设置了三个温
15、度，40 下酶的活性相对较高，但不能说明 40 就是该纤维素酶的最适温度，D 错误。【答案】D7.为了探究温度、pH 对酶活性的影响，下列实验设计合理的是 ( )【解析】过氧化氢在高温下易分解，因此不能用过氧化氢作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，因此不能用淀粉作为底物探究 pH 对酶活性的影响，D 错误。7【答案】B8某同学欲通过如图所示的装置进行与酶有关的实验研究，下列分析正确的是（ ）A不同滤纸上分别附有等量过氧化氢酶、Fe 3
16、+，可用于探究酶的专一性B该装置可用于探究温度对酶活性的影响C该装置不能用于探究 pH 对酶活性的影响D酶促反应速率可用滤纸片进入烧杯液面到浮出液面的时间（t 3-t1）来表示【解析】不同滤纸上分别附有等量过氧化氢酶、Fe 3+，可用于探究酶的高效性，A 错误；由于高温条件下，过氧化氢也会分解，所以探究温度对酶活性的影响不能用过氧化氢为实验对象，即该装置不可用于探究温度对酶活性的影响，B 错误；探究 pH 对酶活性影响的实验中的自变量是 pH，若将装置中的过氧化氢溶液设置成不同 pH，该装置能用于探究 pH 对酶活性的影响，C 错误；酶促反应在酶与底物接触时开始，其速率可用滤纸片从进入液面之时
17、到浮出液面的时间（即 t3-t1）来表示，D 正确。【答案】D9为探究“影响酶活性的因素”，某同学设计了一个实验方案，见下表：试管 底物和试剂 实验条件1 1 cm3瘦肉块 4 mL 蒸馏水 37 水浴；pH1.52 1 cm3瘦肉块 4 mL 胃蛋白酶 37 水浴；pH83 1 cm3瘦肉块 4 mL 胃蛋白酶 4 1 cm3瘦肉块 4 mL 胃蛋白酶 0 水浴；pH1.5（1）请完成实验设计：应为_。（2）2、3 号试管为一组对照实验，本实验中要探究的自变量是_。请为该组实验拟定一个课题名称_。（3）本实验的因变量可以通过观察 来确定。（4）在 1、2 号试管所研究的问题中，温度属于_变量
18、。8【解析】（1）根据单一变量原则，应为 37 水浴 pH1.5。（2）2、3 号试管作对照实验，自变量是 pH，课题名称可为探究 pH 对胃蛋白酶活性的影响。（3）因变量为相同时间内瘦肉块的体积变化。（4）1、2 号试管所研究的问题中，温度一致，则温度为无关变量。【答案】（1）37 水浴；pH1.5（2）pH 探究 pH 对胃蛋白酶活性的影响（3）相同时间内瘦肉块的体积变化(或记录瘦肉块消失所用的时间)（4）无关10已知淀粉酶可以水解淀粉为麦芽糖，蛋白酶可以水解蛋白质为多肽。为了研究酶之间的相互影响，某同学设计如下实验(实验中所涉及酶的化学本质都是蛋白质)，请分析回答：试管号加入的物质 1
19、2 3 4质量分数为 1%的淀粉溶液 2 mL 2 mL 2 mL 2 mL淀粉酶溶液 2 mL 2 mL淀粉酶蛋白酶(等量混合) 4 mL 4 mL蒸馏水 2 mL 2 mL碘液 2 滴 2 滴双缩脲试剂 2 mL 2 mL预期颜色变化 不变蓝 紫色 （1）该实验所依据的两个颜色变化原理是：a. ；b. 。（2）请简述双缩脲试剂的使用方法 。（3）实验过程中，试管 1、2 还要分别加入 2 mL 的蒸馏水，其目的是_。（4）处预期的颜色变化为_，理由是 。【解析】 （1）该实验运用了碘液和双缩脲试剂，淀粉遇碘液变蓝色，蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应。 （2）在使用双缩脲试剂鉴定蛋白质
20、时，先向试管中注入双缩脲试剂 A 液 1mL，摇匀；再向试管中注入双缩脲试剂 B 液 4 滴，摇匀；最后观察试管内的颜色9变化。 （3）在对照实验中，要遵循单一变量和对照性原则，即无关变量要保持相同且适宜，因此为了保证各试管中液体的体积相同，防止液体体积的差异影响对颜色的观察，在实验过程中，试管 1、2 还要分别加入 2mL 的蒸馏水。 （4）试管 3 中同时加入了淀粉酶和蛋白酶，由于淀粉酶的化学本质就是蛋白质，因此淀粉酶被蛋白酶分解，淀粉没有被水解，因此淀粉遇碘变蓝，即处预期的颜色变化为蓝色。【答案】 （1）淀粉遇碘液变蓝色 蛋白质与双缩脲试剂发生作用产生紫色反应（2）先向试管中注入双缩脲试剂 A 液 1mL，摇匀；再向试管中注入双缩脲试剂 B 液 4 滴，摇匀；最后观察试管内的颜色变化（3）保证各试管中液体的体积相同，防止液体体积的差异影响对颜色的观察（4）蓝色 淀粉酶被蛋白酶分解，淀粉没有被水解
