實驗8-探究酶的專一性、高效性和影響酶活性的因素(解析版)

實驗8探究酶的專一性、高效性和影響酶活性的因素核心知識回顧1、酶的催化作用和高效性的驗證實驗分析(1)實驗原理①新鮮肝臟研磨液中含有酶；②過氧化氫酶和Fe3+都能催化分解，放出；③比較H2O2在常溫、高溫、過氧化氫酶、Fe3＋等不同條件下產(chǎn)生多少或衛(wèi)生香燃燒劇烈程度，了解過氧化氫酶的作用和意義。(2)實驗過程和現(xiàn)象(3)實驗結(jié)果分析①通過觀察單位時間內(nèi)的多少或觀察帶火星的衛(wèi)生香的復燃情況來判斷過氧化氫被分解的快慢；②與1號試管相比，2號試管產(chǎn)生的氣泡多，這一現(xiàn)象說明了。③4號試管和1號試管相比較，說明過氧化氫酶具有作用；④4號試管和3號試管相比較，說明了過氧化氫酶具有。⑤本實驗中自變量是對過氧化氫溶液的，因變量是過氧化氫的，無關(guān)變量有過氧化氫溶液的性質(zhì)和、，肝臟的新鮮程度，溫度等。⑥本實驗的對照組是號試管，實驗組是號試管。2、探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用(1)實驗步驟(2)實驗結(jié)果和結(jié)論：1號試管有磚紅色沉淀生成，說明產(chǎn)生了，淀粉被水解，2號試管不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說明蔗糖沒有被水解。結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶的作用具有。(3)上述實驗中(填“能”或“不能”)用碘液代替斐林試劑作為鑒定試劑，因為碘液只能檢測淀粉是否被水解，而蔗糖分子無論是否被水解都不會使碘液變色。(4)該實驗的自變量是；因變量是。本實驗還有其他設計思路嗎。答案：1、(1)①過氧化氫②H2O2O2③氣泡(2)大量(3)①產(chǎn)生氣泡②加熱能促進H2O2的分解，提高反應速率③催化④高效性⑤不同處理分解速率濃度用量⑥12、3、42、(2)還原糖專一性(3)不能(4)底物的種類底物是否被淀粉酶水解探究不同種類的酶能否催化一種底物的水解3、探究溫度對酶活性的影響(1)實驗原理①反應原理②鑒定原理：溫度影響酶的活性，從而影響淀粉的水解，滴加碘液，根據(jù)是否出現(xiàn)藍色及藍色的深淺來判斷酶的活性。(2)實驗步驟和結(jié)果取6支試管，分別編號為1與1′、2與2′、3與3′，并分別進行以下操作。4、探究pH對酶活性的影響(1)實驗原理①反應原理(用反應式表示)：②鑒定原理：pH影響酶的活性，從而影響O2的生成速率，可用帶火星的衛(wèi)生香燃燒的情況來檢驗O2的生成速率。(2)實驗步驟和結(jié)果5、酶的探究實驗問題歸納(1)在探究溫度對酶活性的影響實驗中，(填“能”或“不能”)選擇過氧化氫(H2O2)和過氧化氫酶作為實驗材料，因為過氧化氫(H2O2)在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結(jié)果。(2)若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度，檢測底物被分解的試劑宜選用，不能選用。因為用斐林試劑鑒定時需要水浴加熱，而該實驗中需嚴格控制溫度。(3)若底物選擇淀粉和蔗糖，酶溶液為淀粉酶，驗證酶的專一性，檢測底物是否被分解的試劑宜選用試劑，不能選用。因為碘液無法檢測蔗糖是否被分解。(4)在探究溫度和pH對酶活性的影響實驗時，能否先將酶和反應物混合后再分別放置在不同條件下處理。(5)在探究pH對酶活性的影響實驗中，(填“能”或“不能”)用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，因為在酸性條件下淀粉分解也會加快，從而影響實驗結(jié)果。(6)在探究影響酶活性的條件時如何表示酶活性大小。(7)驗證或探究酶具有高效性：高效性是一種比較性概念，是指與_________相比具有高效性，因此應設置酶與_________對同一反應的催化效率的對照。用酶和蒸餾水作對照，可用來驗證酶具有_______功能。(8)驗證或探究酶具有專一性：專一性是指一種酶只能催化______或_______化學反應。因此驗證或探究酶具有專一性應設置一種酶對不同化學反應的催化效果的對照?？捎猛坏孜?、兩種不同酶，也可用不同底物、同一種酶來驗證或探究。(9)實驗中的變化因素稱為。實驗過程中，人為控制的對實驗對象進行處理的因素叫作。因自變量改變而變化的變量叫作。實驗中除因變量外的一些對因變量造成影響的可變因素，叫作。(10)實驗設計原則：原則、原則：原則(指除單一變量可以變化外，其他的實驗條件應是一樣的，如所用試劑量要相同、放在相同條件下培養(yǎng)、取長勢相同的植物培養(yǎng)等)。答案：(1)不能(2)碘液斐林(3)斐林碘液(4)不能(5)不能(6)單位時間內(nèi)底物的消耗量或產(chǎn)物的生成量(7)無機催化劑無機催化劑催化(8)一種一類(9)變量自變量因變量無關(guān)變量(10)對照單一變量等量性核心知識辨析1、無關(guān)變量是與實驗結(jié)果無關(guān)的變量(×)辨析：無關(guān)變量是指除自變量外，對實驗結(jié)果造成影響的其他可變因素。2、在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中，加熱、Fe3+和過氧化氫酶促使過氧化氫分解的原因都是降低了過氧化氫分解反應的活化能(×)辨析：加熱能提高過氧化氫的分解速率，但不能降低活化能。3、在“探究溫度對酶活性的影響”實驗中，先將淀粉液與淀粉酶液混合后，再分別置于不同溫度條件下5分鐘(×)辨析：在“溫度對酶活性的影響”實驗中，關(guān)鍵步驟是先將淀粉液和酶溶液在不同溫度條件下保溫5分鐘，然后將對應的溫度保溫下的酶溶液和淀粉溶液混合。4、探究溫度對酶活性的影響時，可選用H2O2作為底物(×)辨析：在探究溫度對酶活性的影響實驗中，不能選擇H2O2和過氧化氫酶作為實驗材料，因為H2O2在常溫下就能分解，加熱的條件下分解會加快，從而影響實驗結(jié)果。5、探究pH對酶活性的影響時，可選用淀粉作為底物(×)辨析：在探究pH對酶活性的影響實驗中，不能用淀粉和淀粉酶作為實驗材料，因為在酸性條件下淀粉分解也會加快，從而影響實驗結(jié)果。6、探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用時，可用碘液檢測實驗結(jié)果(×)辨析：探究淀粉酶對淀粉和蔗糖作用時，不能用碘液檢測實驗結(jié)果，因為碘液對蔗糖或蔗糖水解的產(chǎn)物都沒有顏色反應7、利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為5、7、9的緩沖液，驗證pH對酶活性的影響(×)辨析：胃蛋白酶催化蛋白質(zhì)分解的最適pH是1.5左右，因此不能利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為5、7、9的緩沖液驗證pH對酶活性的影響。高考真題剖析1、(2022·浙江)下列關(guān)于研究淀粉酶的催化作用及特性實驗的敘述，正確的是()A、低溫主要通過改變淀粉酶的氨基酸組成，導致酶變性失活B、稀釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力，是因為酶的作用具高效性C、淀粉酶在一定pH范圍內(nèi)起作用，酶活性隨pH升高而不斷升高D、若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會加快淀粉的水解速率參考答案：B解析：低溫可以抑制酶的活性，不會改變淀粉酶的氨基酸組成，也不會導致酶變性失活，A錯誤；酶具有高效性，故稀釋100萬倍的淀粉酶仍有催化能力，B正確；酶活性的發(fā)揮需要適宜條件，在一定pH范圍內(nèi)，隨著pH升高，酶活性升高，超過最適pH后，隨pH增加，酶活性降低甚至失活，C錯誤；淀粉酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，若在淀粉和淀粉酶混合液中加入蛋白酶，會將淀粉酶水解，則淀粉的水解速率會變慢，D錯誤。2、(2019·浙江)為研究酶的特性，進行了實驗，基本過程如下表所示：據(jù)此分析，下列敘述錯誤的是()A、實驗的可變因素是催化劑的種類B、可用產(chǎn)生氣泡的速率作檢測指標C、該實驗能說明酶的作用具有高效性D、不能用雞肝勻漿代替馬鈴薯勻漿進行實驗參考答案：D解析：實驗中的可改變的自變量為催化劑的種類，A選項正確；過氧化氫分解產(chǎn)生水和氧氣，故可以通過產(chǎn)生氣泡的速率作為判斷反應速率的指標，B選項正確；該實驗通過比較酶的催化速率和二氧化錳的催化速率來驗證酶的高效性，C選項正確；雞肝勻漿和馬鈴薯勻漿中均含有過氧化氫酶，均可用作過氧化氫酶的性質(zhì)的探究實驗，D選項錯誤。故錯誤的選項選擇D。3、(2020·北京)用新鮮制備的含過氧化氫酶的馬鈴薯懸液進行分解H2O2的實驗，兩組實驗結(jié)果如圖。第1組曲線是在pH＝7.0、20℃條件下，向5mL1%的H2O2溶液中加入0.5mL酶懸液的結(jié)果。與第1組相比，第2組實驗只做了一個改變。第2組實驗提高了()A、懸液中酶的濃度 B、H2O2溶液的濃度C、反應體系的溫度 D、反應體系的pH參考答案：B解析：提高酶的濃度能夠提高反應速率，不能提高生成氧氣的量，A錯誤；提高H2O2溶液的濃度，就是提高底物濃度，可使產(chǎn)物的量增加，B正確；適度的提高溫度可以加快反應速率，不能提高產(chǎn)物的量，C錯誤；改變反應體系的pH，可以改變反應速率，不能提高產(chǎn)物的量，4、(2016·全國Ⅰ)若除酶外所有試劑已預保溫，則在測定酶活力的實驗中，下列操作順序合理的是()A、加入酶→加入底物→加入緩沖液→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量B、加入底物→加入酶→計時→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量C、加入緩沖液→加入底物→加入酶→保溫并計時→一段時間后檢測產(chǎn)物的量D、加入底物→計時→加入酶→加入緩沖液→保溫→一段時間后檢測產(chǎn)物的量參考答案：C解析：測定酶活力的影響因素時，在改變被探究因素之前，務必防止酶與底物混合，C項所述操作順序正確。限時訓練A組(選擇題為單選)1、探索溫度對酶活性影響最合理的實驗步驟是()①取3支試管編號，注入2mL淀粉溶液；另取3支試管編號，各注入1mL新鮮的淀粉酶溶液②將淀粉酶溶液注入相同溫度下的淀粉溶液試管中，維持各自的溫度5min③向各試管滴一滴碘液④將6支試管分成三組，每組各有一份淀粉溶液和一份淀粉酶溶液，分別放在60℃的熱水、沸水和冰水中5min⑤觀察實驗現(xiàn)象A、①②④③⑤B、①③②④⑤C、①③④②⑤ D、①④②③⑤參考答案：D解析：根據(jù)實驗目的可知，實驗的自變量為溫度，由于實驗需要嚴格控制單一變量，在淀粉溶液和淀粉酶溶液混合之前首先需要將它們各自保溫到一定溫度，然后再混合，并且混合后還需要在相應的溫度條件下保溫讓其充分反應。因此最合理的實驗順序應為①④②③⑤。2、下圖表示“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗，下列有關(guān)分析合理的是()A、本實驗的自變量只是催化劑的不同B、本實驗的無關(guān)變量有溫度和酶的用量等C、1號與2號、1號與4號可分別構(gòu)成對照實驗D、分析1號、2號試管的實驗結(jié)果可知加熱能降低反應的活化能參考答案：C解析：1號試管是對照組，2號、3號和4號試管分別進行的操作是加熱、加無機催化劑、加酶，這些處理就是自變量，因此該實驗的自變量是溫度和催化劑的種類，A項錯誤；除自變量外，實驗過程中存在的會影響實驗現(xiàn)象或結(jié)果的因素或條件稱為無關(guān)變量，過氧化氫的濃度、溶液體積、反應時間、酶的用量等是無關(guān)變量，而溫度是自變量之一，B項錯誤；1號與2號對照可說明加熱能促進過氧化氫分解，1號與4號對照，可得出過氧化氫酶能催化過3、下列實驗中，溫度屬于無關(guān)變量的是()①證明酶具有專一性的實驗中，將實驗溫度設置為酶的最適溫度②比較過氧化氫在不同條件下分解的實驗，其中一支試管的溫度設置為90℃③探究溫度對唾液淀粉酶活性影響的實驗，設置0℃、37℃、100℃三種溫度④用過氧化氫作為底物驗證酶具有催化作用時，兩組實驗均在室溫下進行A、①②B、①②③C、①④D、①③④參考答案：C解析：②比較過氧化氫在不同條件下分解的實驗，其中一支試管的溫度設置為90℃，此時的溫度屬于自變量，②錯誤；③探究溫度對唾液淀粉酶活性影響的實驗，溫度屬于自變量，③錯誤。4、圖1是某種淀粉酶的活性與溫度的關(guān)系曲線，圖2是不同pH下，淀粉酶對淀粉作用1h后淀粉的剩余量。下列有關(guān)敘述正確的是()A、圖1中b、c兩點通過改變溫度條件均可明顯提高反應速率B、pH為3和9的兩支試管中的淀粉酶的活性相同C、圖1的實驗最好是在pH為7的條件下進行研究D、應將淀粉酶保存在溫度為40℃、pH為7的條件下參考答案：C解析：低溫時酶的活性暫時受到抑制，溫度逐漸升高的過程中，活性會恢復，化學反應速率提高，而高溫條件下，酶已經(jīng)變性，失去活性，改變溫度，化學反應速率也不會提高，A錯誤；酸性條件也可促進淀粉水解，所以pH為3和9條件下，淀粉酶的活性不同，B錯誤；酶應該保存在低溫和pH為7的條件下，D錯誤。5、下列關(guān)于“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗的敘述，正確的是()A、實驗所用肝臟研磨液和FeCl3溶液的質(zhì)量分數(shù)相同B、肝臟研磨液和FeCI3溶液的滴加量屬于自變量C、試管中過氧化氫分解速率屬于自變量D、各試管中的過氧化氫溶液量屬于無關(guān)變量參考答案：D解析：實驗用的肝臟研磨液和FeCl3溶液的質(zhì)量分數(shù)不同，A項錯誤；肝臟研磨液和FeCl3溶液即加入的催化劑種類屬于自變量，但滴加量不是自變量，而是無關(guān)變量，B項錯誤；過氧化氫分解速率屬于因變量，C項錯誤；過氧化氫溶液量屬于無關(guān)變量，D項正確。6、為驗證酶的特性，進行了實驗，基本過程如下表所示。(表中數(shù)據(jù)單位：mL)，據(jù)表分析，下列敘述正確的是()A、試管1和試管2的作用是檢測淀粉和蔗糖中是否混有還原糖B、預期的實驗結(jié)果中，4、5號試管應為無色C、試管3和6的實驗結(jié)果說明酶的作用具有專一性D、只進行上述實驗，能驗證酶的高效性參考答案：A解析：預期的實驗結(jié)果中，4、5號試管中都加入了斐林試劑，因沒有還原糖，不能產(chǎn)生磚紅色沉淀，但斐林試劑應為藍色，故4、5號試管應為藍色，B錯誤；3號和6號試管的反應物種類、酶種類都不同，沒有遵循單一變量原則，不能說明酶具有專一性，C錯誤；與無機催化劑相比，酶的催化具有高效性，上述實驗中沒有加入無機催化劑，故不能驗證酶的高效性，D錯誤。7、為探究影響酶活性的因素、驗證酶的專一性和高效性等，某同學設計了4套方案，如表所示。下列相關(guān)敘述正確的是()方案催化劑底物pH溫度①胃蛋白酶、胰蛋白酶蛋白塊中性室溫②淀粉酶淀粉、蔗糖適宜適宜③蛋白酶蛋白質(zhì)適宜不同溫度④過氧化氫酶、氯化鐵溶液過氧化氫強酸性室溫A、方案①的目的是探究pH對酶活性的影響，自變量是酶的種類B、方案②的目的是驗證淀粉酶的專一性，可用斐林試劑檢測C、方案③的目的是驗證溫度對酶活性的影響，可用雙縮脲試劑檢測D、方案④的目的是驗證酶的高效性，加酶的一組產(chǎn)生氣泡數(shù)較多參考答案：B解析：在探究pH對酶活性的影響實驗中，自變量是pH，A錯誤；淀粉酶能將淀粉分解，不能將蔗糖分解，利用斐林試劑檢測生成物可以達到目的，B正確；由于蛋白酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，能夠與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應，故不能用雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)是否被分解，C錯誤；在高溫、過酸、過堿的條件下，酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，導致酶變性失活，因此強酸性條件下，過氧化氫酶失活，不能用于驗證酶的高效性，D錯誤。8、列關(guān)于酶的敘述正確的是()①酶具有催化作用，并都能與雙縮脲試劑反應呈紫色；②酶通過提供反應所需的活化能提高反應速率；③蛋白酶能催化不同的蛋白質(zhì)水解，因此酶不具有專一性；④細胞代謝能夠有條不紊地進行，主要由酶的高效性決定；⑤酶是由具有分泌功能的細胞產(chǎn)生的；⑥酶既可作為催化劑，也可以作為另一個反應的底物A、③⑤⑥B、②③⑥C、③⑥D(zhuǎn)、⑥參考答案：D解析：酶大部分是蛋白質(zhì)、少量是RNA，蛋白質(zhì)類的酶能與雙縮脲試劑反應呈紫色，RNA類的酶不能，①錯誤；酶的作用原理是降低化學反應的活化能，②錯誤；酶的專一性是指：酶能催化一種或一類化學反應，③錯誤；細胞代謝能夠有條不紊地進行與酶的專一性有關(guān)，④錯誤；幾乎所有活細胞均能產(chǎn)生酶，⑤錯誤；酶催化相應的化學反應時屬于催化劑，酶被分解時作為反應的底物，⑥正確。B組(選擇題為不定項)1、下列關(guān)于比較過氧化氫在不同條件下分解的實驗描述，不正確的是()A、分別往試管中加入兩滴肝臟研磨液、FeCl3溶液，保證了催化劑用量相等B、該實驗的自變量是高溫、FeCl3溶液和肝臟研磨液，因變量是H2O2的分解速率C、實驗的溫度、底物的量等都能影響實驗的結(jié)果，都是該實驗的自變量D、通過該對比實驗，證明酶具有高效性參考答案：ACD解析：每滴FeCl3溶液中的Fe3+數(shù)大約是每滴肝臟研磨液中的過氧化氫酶分子數(shù)的25萬倍，分別往試管中加入兩滴肝臟研磨液、FeCl3溶液，保證了加入溶液的量相等，但催化劑的用量并不等，A錯誤；該實驗的自變量是高溫、FeCl3溶液和肝臟研磨液等處理條件，因變量是H2O2的分解速率，B正確；實驗的溫度、底物的量等都能影響實驗的結(jié)果，都是該實驗的無關(guān)變量，C錯誤；該實驗并不都是實驗組，還設置有對照組，不是對比實驗，D錯誤；

2、在小型圓底燒瓶內(nèi)盛等量的H2O2，并向瓶中迅速加入等量的如圖中的物質(zhì)，燒瓶口緊包著一個小氣球，使燒瓶沉于燒杯底部的同一位置。下列相關(guān)分析正確的是()A、實驗中的自變量是溫度B、肝臟研磨液中的H2O2酶通過降低化學反應的活化能而起催化作用C、上述裝置中，沉入底部的燒瓶最先浮起的是圖3D、圖1與圖2對照或圖2與圖3對照，均能說明酶具有高效性參考答案：BC解析：由圖可知，實驗中的自變量是溫度、催化劑的種類和肝臟研磨液的新鮮程度，A錯誤；酶的催化作用機