第30講-與酶的特性有關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究

1、第30講 與酶的特性有關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究1. 探究影響酶活性的因素1歸納對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟2指出本實(shí)驗(yàn)中的自變量和無關(guān)變量3指出本實(shí)驗(yàn)中的因變量及其檢測指標(biāo)4歸納實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原那么1.酶的高效性的實(shí)驗(yàn)探究 酶的高效性是指與無機(jī)催化劑相比，酶的催化效應(yīng)更高。以Fe3+和過氧化氫酶催化 HQ分解為例： 變量分析：實(shí)驗(yàn)過程中可以變化的因素稱為變量。其中人為改變的變量稱為自變量。隨著自變量的變化而變化的變量稱為因變量。實(shí)驗(yàn)過程中可能還會(huì)存在一些可變因素，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，這些變量稱為無關(guān)變量。無機(jī)催化齊M FcC1;l 和過軟化氧酶底物HOJ的分解速那M用產(chǎn)牛的氣泡的和和禺心卷示參加比0的疑：實(shí)驗(yàn)

2、室的HA/g ;FeCl,和肝臟師粹液的 新鮮程度對于自變量，要操縱其變化，對于因變量要觀察或測量其變化，對于無關(guān)變量要加以控制，做到相同且適宜。嚇嚴(yán)催化過氧:化氫分僻I牽幗滴停:FeCh溶液；LJ 2 mL3%HVl;Y化凰i容淞 一iifll衛(wèi)生襦:L產(chǎn)生氣泡小、如慢1 1比擬過報(bào)化氯囊和Fe弭的催:化效率 ：-帶火星的卩生香發(fā)亮OH MLIBUM 1肝臟研脾進(jìn)-化過解- 球化分_ -過催鬢 I t 1 I *I2 mL：眇過氧 化氫溶鍛衛(wèi)生香:過程rti.11產(chǎn)生氣泡大、多*快*-現(xiàn)象-帯火星的衛(wèi)生香復(fù)煽根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)，我們可以總結(jié)和理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原那么：1、科學(xué)性原那么：所謂科學(xué)性，是指

3、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鞔_，實(shí)驗(yàn)原理要正確，實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)手段的選擇要恰 當(dāng)，整個(gè)設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)方法確實(shí)定都不能偏離生物學(xué)根本知識和根本原理以及其他學(xué)科領(lǐng)域的根本原 那么。分析問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的全面性和科學(xué)性表達(dá)了邏輯思維的嚴(yán)密性?？茖W(xué)性原那么：包括實(shí)驗(yàn)原理的科學(xué)性、實(shí)驗(yàn)材料選擇的科學(xué)性、實(shí)驗(yàn)方法的科學(xué)性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理的科學(xué) 性。 實(shí)驗(yàn)原理的科學(xué)性實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)，也是用來檢驗(yàn)和修正實(shí)驗(yàn)過程中失誤的依據(jù)，因此它必須是經(jīng)前人總結(jié)或經(jīng) 科學(xué)檢驗(yàn)得出的科學(xué)理論。 實(shí)驗(yàn)材料選擇的科學(xué)性根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理選擇恰當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)材料，是保證實(shí)驗(yàn)到達(dá)預(yù)期結(jié)果的關(guān)鍵因素之一。如孟德爾選擇 豌豆為實(shí)驗(yàn)材料，“復(fù)原性糖鑒定

4、實(shí)驗(yàn)中以蘋果或雪梨細(xì)胞組織液為材料，以及“植物細(xì)胞質(zhì)壁別離與 復(fù)原實(shí)驗(yàn)中以紫色洋蔥為實(shí)驗(yàn)材料等實(shí)驗(yàn)都是一些經(jīng)典的成功選材的范例。 實(shí)驗(yàn)方法的科學(xué)性只有科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法，才能得出正確而可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如在光合作用強(qiáng)度的檢測實(shí)驗(yàn)中用綠光燈 照射可看成是黑暗條件，在鑒定光合作用產(chǎn)物實(shí)驗(yàn)中，要對植物進(jìn)行饑餓處理。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理的科學(xué)性對于實(shí)驗(yàn)過程中得到的一些數(shù)據(jù)，現(xiàn)象或其它信息，不能簡單處理，應(yīng)首先整理后仔細(xì)分析，找出它們所 能夠透露給我們的最大信息量。2. 對照性原那么：科學(xué)、合理的設(shè)置對照可以使實(shí)驗(yàn)方案簡潔、明了，且使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更有說服力。實(shí)驗(yàn)中的 無關(guān)變量很多同一種實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能會(huì)被多種不同的實(shí)

5、驗(yàn)因素所引起，必須嚴(yán)格控制，要平衡和消除無 關(guān)變量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，對照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是消除無關(guān)變量影響的有效方法。1如何設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)：所謂對照實(shí)驗(yàn)是指除所控因素外其它條件與被對照實(shí)驗(yàn)完全相等的實(shí)驗(yàn)。對照 實(shí)驗(yàn)設(shè)置的正確與否，關(guān)鍵就在于如何盡量去保證“其它條件的完全相等。具體來說有如下四個(gè)方面： 所有用生物材料要相同：所用生物材料的數(shù)量、質(zhì)量、長度、體積、來源和生理狀況等方面特點(diǎn)要盡量 相同或至少大致相同。 所用實(shí)驗(yàn)器具要相同：試管、燒杯、水槽、廣口瓶等器具的大小型號要完全一樣。 所用實(shí)驗(yàn)試劑要相同：試劑的成分、濃度、體積要相同。尤其要注意體積上等量的問題。 所用處理方法要相同如：保溫或冷卻：光照

6、或黑暗；攪拌或振蕩都要一致。有時(shí)盡管某種處理對對照實(shí)驗(yàn)來說，看起來似乎是毫無意義的，但最好還是要作同樣的處理。2設(shè)置對照組有4種方法： 空白對照：即不給對照組做任何處理。例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉水解的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)組滴加了 唾液淀粉酶液，而對照組只加了等量的蒸餾水，起空白對照。 條件對照：即雖給對照組施以局部實(shí)驗(yàn)因素，但不是所研究的實(shí)驗(yàn)處理因素。這種對照方法是指不管實(shí) 驗(yàn)組還是對照組的對象都作不同條件的處理，目的是通過得出兩種相對立的結(jié)論，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的正確 性。 自身對照：指對照組和實(shí)驗(yàn)組都在同一研究對象上進(jìn)行，不再另外設(shè)置對照組， 例如“質(zhì)壁別離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)。自身對照簡便，但關(guān)鍵要看清楚

7、實(shí)驗(yàn)處理前后的現(xiàn)象及變化差異。 相互對照比照：不單獨(dú)設(shè)置對照組，而是幾個(gè)實(shí)驗(yàn)相互為對照。即實(shí)驗(yàn)與對照在同一對象上進(jìn)行。 這種方法常用于等組實(shí)驗(yàn)中?！爸参锵蚬庑詫?shí)驗(yàn)中，利用假設(shè)干組燕麥胚芽的不同條件處理的實(shí)驗(yàn)組之 間的對照，說明了生長素與植物生長彎曲的關(guān)系。本實(shí)驗(yàn)用的就是相互對照，也稱比照實(shí)驗(yàn)。3. 單因素變量原那么單因素變量原那么，強(qiáng)調(diào)的是實(shí)驗(yàn)組和對照組相比只能有一個(gè)變量，只有這樣當(dāng)實(shí)驗(yàn)組和對照組出現(xiàn)不同結(jié) 果時(shí)，才能確定造成這種不同結(jié)果的原因肯定是這個(gè)變量造成的，從而證明實(shí)驗(yàn)組所給實(shí)驗(yàn)因素的作用， 因此在設(shè)計(jì)對照組實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要確定變量并加以正確設(shè)置，所要驗(yàn)證的中心條件即為變量。如要驗(yàn)證光合

8、作用需要光那么應(yīng)將光作為變量；要驗(yàn)證光合作用需二氧化碳那么把二氧化碳作為變量等等。4. 等量性原那么等量性原那么強(qiáng)調(diào)的是除了實(shí)驗(yàn)變量之外的一切對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的無關(guān)變量必須嚴(yán)格控制等量即相同，以 平衡和消除無關(guān)變量對結(jié)果的影響，需要強(qiáng)調(diào)的是這些無關(guān)變量在進(jìn)行嚴(yán)格控制時(shí)，不但要等量，而且是 在適宜條件下的等量，常態(tài)條件下的等量。如在探索PH對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，單一變量是PH,除PH之外的其他一切對酶活性有影響的無關(guān)變量不但要嚴(yán)格控制等量，而且要適宜的量，如對溫度的控制不但要 相冋，而且要適宜，即要給予酶活性所需的適宜的溫度，而不能控制在低溫或高溫條件下的等量。2.酶的專一性的實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)方案方

9、耒-1宴臉組：底物1相應(yīng)的袱一底物披分解對照組：另-底物+相同耐液4 底物不被分解 物t HI應(yīng)誨ft展物被分祥方案二時(shí)照組用同底物+另一種酚注凹底物不被分解3.溫度對酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)探究步驟1工程參加可溶性淀粉溶液試管12 mL試管1試管22 mL試管2試管32 mL試管32參加新配制的a -淀粉酶溶液1 mL1 mL1 mL3放置在不同溫度環(huán)境中0 C0 C100C100 C60 C60C4淀粉溶液與a -淀粉酶 溶液混合混合混合混合5完成反響5 min5 min5 min6滴入碘液2滴2滴2滴7觀察結(jié)果變監(jiān)變監(jiān)不變監(jiān)思考：1為什么不宜選用過氧化氫酶催化過氧化氫分解?2為什么不選用斐林試

10、劑進(jìn)行檢測？對P酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)探究步驟工程試管1試管2試管31注入等量過氧化氫酶溶液2滴2滴2注入不同pH的溶液1 mL蒸餾水1 mL鹽酸1 mLNaOH溶 液3注入等量的HO溶液2 mL2 mL2 mL4觀察現(xiàn)象有大量氣泡產(chǎn)生幾乎無氣泡產(chǎn)生幾乎無氣泡產(chǎn)生思考：1為什么不選用淀粉酶催化淀粉的水解1.酸會(huì)使淀粉水解，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。NAOH反響，Cu(0H)2會(huì)和HCI反響影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的檢測。 2步驟2和步驟3能不能顛倒順序？根據(jù)上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)總結(jié)這類實(shí)驗(yàn)的操作步驟。第一，分組、編號，加底物；第二，自變量處理；第三，等量處理加酶、加檢測試劑等；第四，觀察記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象；第五，分析結(jié)果，得出結(jié)

11、論。【例1】2022 江蘇卷，8過氧化物酶能分解 HbQ,氧化焦性沒食子酸呈橙紅色。為探究白菜梗中是否存 在過氧化物酶，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下表。以下相關(guān)表達(dá)正確的選項(xiàng)是AvV 口呂號1%焦性沒食子酸/mL2%HbQ/mL緩沖液/mL過氧化物酶溶液/mL白菜梗提取液/mL煮沸冷卻后的白菜 梗提取液/mL1222一一一222一2一一322一一2一422一一一2號管為對照組，其余不都是實(shí)驗(yàn)組號管為對照組，其余都為實(shí)驗(yàn)組C. 假設(shè)3號管顯橙紅色，無需對照就能證明白菜梗中存在過氧化物酶D. 假設(shè)4號管不顯橙紅色，說明白菜梗中無過氧化物酶【例2】2022 全國課標(biāo)卷I, 3假設(shè)除酶外所有試劑已預(yù)保溫，那么在測定酶

12、活力的試驗(yàn)中，以下操作 順序合理的是A. 參加酶t參加底物t參加緩沖液t保溫并計(jì)時(shí)t一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量B. 參加底物T參加酶T計(jì)時(shí)T參加緩沖液T保溫T一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量C. 參加緩沖液t參加底物T參加酶T保溫并計(jì)時(shí)T一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量D. 參加底物T計(jì)時(shí)T參加酶T參加緩沖液T保溫T一段時(shí)間后檢測產(chǎn)物的量【例3】2022 全國卷某同學(xué)為了探究pH對人唾液淀粉酶活性的影響，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟： 在A、B C D E 5支試管中分別參加、的適宜濃度緩沖液5 mL ,再分別參加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%勺淀粉液1 mL。 各試管中分別參加適當(dāng)濃度的唾液稀釋液1 mL,搖勻。 將5支試管放入70 C恒溫

13、水浴中，保溫時(shí)間相同且適宜。 取出各試管，分別參加斐林試劑2 mL,搖勻。 觀察各試管溶液的顏色，通過顏色深淺判斷唾液淀粉酶作用的最適pH。上述實(shí)驗(yàn)步驟中有 2處錯(cuò)誤，請更正并說明更正的理由不考慮試劑的濃度和參加量、pH梯度以及實(shí)驗(yàn)重復(fù)次數(shù)，以便實(shí)驗(yàn)?zāi)艿玫秸_的預(yù)期結(jié)果。1。2?！纠?】2022 課標(biāo)H, 29大麥在萌發(fā)過程中可以產(chǎn)生a淀粉酶，用GA赤霉素溶液處理大麥可使其不用發(fā)芽就產(chǎn)生a淀粉酶。為驗(yàn)證這一結(jié)論，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：試呂號GA溶液緩沖液水半粒種子10個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)結(jié)果步驟1步驟21011帶胚25C保溫24 h后去除種子，在各 試管中分別參加1 mL淀粉液25C保溫10 min后各試管 中分別參加1 mL碘液，混 勻后觀察溶 液顏色深淺+ +2011去胚+ + + +31去胚+ +41去胚+51不加種子+ + + +注：實(shí)驗(yàn)結(jié)果中“ + 越多表示顏色越深，表中液體量的單位均為mb答復(fù)以下問題：(1) a淀粉酶催化 水解可生成二糖，該二糖是 。(2) 綜合分析試管1和2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以判斷反響后試管1溶液中的淀粉量比試管2中的，這兩支試管中淀粉量不同的原因是。(3) 綜合分析試管2、3和5的實(shí)驗(yàn)結(jié)