2019年高考生物 熱點(diǎn)題型提分策略 專題02 與酶相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)學(xué)案.doc

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2019年高考生物 熱點(diǎn)題型提分策略 專題02 與酶相關(guān)的實(shí)驗(yàn)分析與設(shè)計(jì)學(xué)案 1．探究酶的化學(xué)本質(zhì) 2．驗(yàn)證酶的專一性 （1）設(shè)計(jì)思路：酶相同，底物不同(或底物相同，酶不同)。 （2）設(shè)計(jì)方案示例 （3）結(jié)論：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有專一性。 3．驗(yàn)證酶的高效性 （1）設(shè)計(jì)思路：將用酶催化的反應(yīng)與用無(wú)機(jī)催化劑催化的反應(yīng)進(jìn)行對(duì)照，即酶的催化效率比無(wú)機(jī)催化劑高。 （2）設(shè)計(jì)方案示例 4．探究酶的最適溫度或最適pH （1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路 底物的分解速率或存在量 （2）操作步驟 易錯(cuò)警示 （1）不能用過(guò)氧化氫酶來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響，因?yàn)榧訜岜旧硪材苁惯^(guò)氧化氫分解加快。 （2）必須在達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度條件后，再讓反應(yīng)物與酶接觸，避免在未達(dá)到預(yù)設(shè)的溫度時(shí)反應(yīng)物與酶接觸發(fā)生反應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 （3）在探究溫度對(duì)淀粉酶活性影響的實(shí)驗(yàn)時(shí)，最好不用斐林試劑來(lái)檢測(cè)淀粉是否在淀粉酶的催化下水解生成麥芽糖等還原糖，因?yàn)榧尤腱沉衷噭┖笮枰〖訜岵拍艹霈F(xiàn)磚紅色沉淀，這樣原處于低溫條件下的淀粉酶的活性會(huì)慢慢恢復(fù)，催化淀粉水解產(chǎn)生還原糖，導(dǎo)致形成錯(cuò)覺，從而得出錯(cuò)誤的結(jié)論。 （4）用不同底物、同種酶來(lái)探究酶的專一性時(shí)，若是用淀粉酶作用于淀粉、蔗糖兩種底物，則應(yīng)用斐林試劑作為檢測(cè)試劑，不能選用碘液作為檢測(cè)試劑，因?yàn)榈庖簾o(wú)法檢測(cè)蔗糖是否發(fā)生了水解。 1．下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，正確的是 A．利用過(guò)氧化氫和過(guò)氧化氫酶研究溫度對(duì)酶活性的影響 B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液驗(yàn)證酶的專一性 C．利用過(guò)氧化氫、新鮮的豬肝研磨液和氯化鐵溶液研究酶的高效性 D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分別為3、7、11的緩沖液驗(yàn)證pH對(duì)酶活性的影響 【答案】C 2．下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的敘述，錯(cuò)誤的是 A．實(shí)驗(yàn)材料的數(shù)量、溫度和時(shí)間都可能是實(shí)驗(yàn)的變量 B．各種實(shí)驗(yàn)中都必須設(shè)置空白對(duì)照組，確保單一變量 C．?dāng)?shù)據(jù)測(cè)量應(yīng)力求精確，因而需要多次測(cè)量求平均值 D．探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一定與提出的假設(shè)一致 【答案】B 【解析】實(shí)驗(yàn)材料的數(shù)量、溫度和時(shí)間都可能是實(shí)驗(yàn)的變量，A正確；各種實(shí)驗(yàn)中要確保單一變量，但不一定都要設(shè)置空白對(duì)照組，有些是自身前后對(duì)照，如植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)等，B錯(cuò)誤；數(shù)據(jù)測(cè)量應(yīng)力求精確，因而需要多次測(cè)量求平均值，C正確；實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與假設(shè)出現(xiàn)矛盾，可能是假設(shè)不正確，也可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的某一環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，因此探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一定與提出的假設(shè)一致，D正確。 3．下列有關(guān)酶的實(shí)驗(yàn)，敘述正確的是 A．斯帕蘭札尼將肉塊放入金屬籠內(nèi)，然后讓鷹吞下去，一段時(shí)間后，籠內(nèi)肉塊消失了，這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了胃具有物理性消化的作用 B．在“比較過(guò)氧化氫酶和Fe3＋催化效率”實(shí)驗(yàn)中，可先用滴管滴加氯化鐵溶液后，再用此滴管滴加肝臟研磨液，不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 C．在“探索淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的作用”實(shí)驗(yàn)中，可通過(guò)檢測(cè)是否有還原糖產(chǎn)生來(lái)說(shuō)明酶的作用具有專一性 D．在“溫度對(duì)酶活性的影響”實(shí)驗(yàn)中，關(guān)鍵步驟是先將淀粉液在不同溫度條件下保溫5分鐘，然后分別向其中加入等量的淀粉酶液 【答案】C 4．如圖表示某研究小組探究果膠酶的用量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 A．在ab段限制反應(yīng)速率的主要因素是酶的用量 B．在bc段限制反應(yīng)速率的因素是溫度、pH、反應(yīng)物濃度等 C．在ac段增加反應(yīng)物濃度，可以明顯加快反應(yīng)速率 D．在該實(shí)驗(yàn)給定條件下，果膠酶的最佳用量是b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值 【答案】C 【解析】由曲線圖可以看出，在ab段，隨著酶的用量的增大，酶促反應(yīng)速率加快，說(shuō)明此階段限制反應(yīng)速率的主要因素是酶的用量，A正確；在bc段，隨著酶的用量的增大，酶促反應(yīng)速率不再加快，此時(shí)反應(yīng)物濃度成為限制反應(yīng)速率的因素之一，溫度、pH也是限制反應(yīng)速率的因素，B正確；在ab段增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率不會(huì)明顯加快，在bc段增加反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率會(huì)加快，C錯(cuò)誤；由圖可知，在該實(shí)驗(yàn)給定條件下，果膠酶的最佳用量是b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值，D正確。 5．取3支試管分別加入等量唾液淀粉酶溶液，標(biāo)注為A、B、C三組，并分別調(diào)整到0 ℃、37 ℃、100 ℃，然后在每支試管中加入溫度分別為0 ℃、37 ℃、100 ℃的等量淀粉，保持各組溫度10分鐘后，繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法，合理的是 A．若向三只試管中各加入等量的碘液，試管內(nèi)液體顏色都可能出現(xiàn)藍(lán)色 B．若向三只試管中各加入等量的斐林試劑，水浴加熱一段時(shí)間，試管都不出現(xiàn)磚紅色沉淀 C．該實(shí)驗(yàn)的對(duì)照組是A組，實(shí)驗(yàn)組是B、C組 D．只要在0 ℃和100 ℃之間每隔10 ℃設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)組，就可確定該反應(yīng)的最適溫度 【答案】A 6．在研究不同金屬離子對(duì)某水解酶活性的影響時(shí)，得到如表結(jié)果。下列分析不正確的是 金屬離子(mmol/L) 對(duì)照組 Mn2＋ Co2＋ Mg2＋ 相對(duì)活性(%) 100 123 79 74 A．Mn2＋降低了反應(yīng)過(guò)程所必需的活化能 B．Co2＋或Mg2＋可能導(dǎo)致酶結(jié)構(gòu)的改變使其活性降低 C．不同離子對(duì)酶的活性有提高或降低作用 D．該水解酶的用量是實(shí)驗(yàn)的無(wú)關(guān)變量 【答案】A 【解析】實(shí)驗(yàn)的自變量是不同的金屬離子，其他包括該水解酶的用量等均為無(wú)關(guān)變量；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同離子對(duì)酶的活性有提高或降低作用；與對(duì)照組對(duì)比分析，其中Co2＋或Mg2＋對(duì)酶的活性有降低作用；Mn2＋對(duì)酶的活性有提高作用，而不是Mn2＋直接降低了反應(yīng)過(guò)程所需要的活化能。 7．下列有關(guān)探究溫度、pH對(duì)酶活性影響的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)合理的是 試驗(yàn)編號(hào) 探究課題 選用材料與試劑 ① 溫度對(duì)酶活性的影響 過(guò)氧化氫溶液、新鮮的肝臟研磨液 ② 溫度對(duì)酶活性的影響 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 ③ pH對(duì)酶活性的影響 新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液 ④ pH對(duì)酶活性的影響 新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林試劑 A．實(shí)驗(yàn)① B．實(shí)驗(yàn)② C．實(shí)驗(yàn)③ D．實(shí)驗(yàn)④ 【答案】B 【解析】過(guò)氧化氫受熱會(huì)加快分解，不宜用于探究溫度對(duì)酶活性的影響；溶液的pH會(huì)影響淀粉的水解，并且碘液可與堿反應(yīng)，斐林試劑可與酸反應(yīng)，不宜用淀粉酶探究pH對(duì)酶活性的影響；因此一般用過(guò)氧化氫酶探究pH對(duì)酶活性的影響，用淀粉酶探究溫度對(duì)酶活性的影響。 8．如圖是淀粉酶催化淀粉水解的相關(guān)曲線。下列敘述正確的是 A．若增加酶濃度，則曲線可由b→a B．若增加底物濃度，則曲線可由c→b C．若該圖為在不同pH條件下的水解曲線，則a對(duì)應(yīng)的pH為最適 D．若該圖為在不同溫度條件下的水解曲線，則c對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度低于a 【答案】A 【解析】若增加酶濃度，反應(yīng)速率加快，則曲線可由b→a，A正確；若增加底物濃度，反應(yīng)速率不變，但是生成物的量會(huì)增加，圖中沒(méi)有曲線可以表示，B錯(cuò)誤；若該圖為在不同pH條件下的水解曲線，則a對(duì)應(yīng)的pH在三條曲線中是最好的，但是不一定是最適的，C錯(cuò)誤；溫度過(guò)高或過(guò)低，酶的活性都會(huì)降低甚至失活，所以若該圖為在不同溫度條件下的水解曲線，則c對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度不一定低于a，D錯(cuò)誤。 9．如圖實(shí)線表示向淀粉溶液中加入一定量的唾液淀粉酶后，還原糖的產(chǎn)生量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。某同學(xué)現(xiàn)取三支試管，均加入等量的淀粉溶液和唾液淀粉酶后，再分別加入一定量的淀粉、適量的蛋白酶和適量的唾液淀粉酶，三支試管中的反應(yīng)曲線依次為 A．②③① B．②①③ C．①②③ D．③②① 【答案】B 10．乳糖酶催化乳糖水解。有兩項(xiàng)與此相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，其他實(shí)驗(yàn)條件均設(shè)置為最適條件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 實(shí)驗(yàn)一 酶濃度 0% 1% 2% 4% 5% （乳糖濃度為10%） 相對(duì)反應(yīng)速率 0 25 20 100 200 實(shí)驗(yàn)二 乳糖濃度 0% 5% 10% 20% 30% （酶濃度為2%） 相對(duì)反應(yīng)速率 0 25 50 65 65 以下分析正確的是 A．實(shí)驗(yàn)一若增加乳糖濃度，相對(duì)反應(yīng)速率將降低 B．實(shí)驗(yàn)二若繼續(xù)增大乳糖濃度，相對(duì)反應(yīng)速率不再加大 C．實(shí)驗(yàn)一如果繼續(xù)增加酶濃度，相對(duì)反應(yīng)速率不再加大 D．實(shí)驗(yàn)二若溫度升高10℃，相對(duì)反應(yīng)速率將增大 【答案】B 11．研究人員從一種野生植物的貯藏根中提取出一種化學(xué)物質(zhì)，有人認(rèn)為這是一種能催化葡萄糖分解的酶，有人認(rèn)為是一種能催化蔗糖分解的酶。請(qǐng)回答以下問(wèn)題： （1）寫出鑒定此物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)是否是蛋白質(zhì)的兩種方法： 第一種鑒定方法：__________________________________________________。 第二種鑒定方法：__________________________________________________。 （2）為了探究此物質(zhì)是催化葡萄糖分解的酶還是催化蔗糖分解的酶，研究人員設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，請(qǐng)預(yù)測(cè)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 水浴加熱后，如果________________________________，說(shuō)明該物質(zhì)是能催化蔗糖分解的酶；如果____________________________________，則說(shuō)明該物質(zhì)是能催化葡萄糖分解的酶。 （3）若以上實(shí)驗(yàn)完成后，已經(jīng)確定其為催化葡萄糖分解的酶，且化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，現(xiàn)需要確定其催化作用的最適溫度，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本思路是先確定______________________，再參照上圖中甲試管的處理方法進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，再在其中磚紅色沉淀最少的兩支試管所對(duì)應(yīng)的溫度區(qū)間內(nèi)，設(shè)置__________________________________，重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 【答案】（1）用雙縮脲試劑　用蛋白酶處理 （2）兩支試管均出現(xiàn)磚紅色沉淀　兩支試管均不出現(xiàn)磚紅色沉淀 （3）系列溫度梯度　差值較小的系列溫度梯度 【解析】（1）蛋白質(zhì)與雙縮脲試劑發(fā)生作用，會(huì)產(chǎn)生紫色反應(yīng)；不溶于水的蛋白質(zhì)在蛋白酶的催化下可以水解為溶于水的多肽、氨基酸。（2）葡萄糖是還原糖而蔗糖是非還原糖，但蔗糖分解的產(chǎn)物為還原糖，若兩支試管都出現(xiàn)磚紅色沉淀，則該物質(zhì)是能催化蔗糖分解的酶；若兩支試管都不出現(xiàn)磚紅色沉淀，說(shuō)明蔗糖沒(méi)有分解而葡萄糖被分解，故該物質(zhì)是能催化葡萄糖分解的酶。（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的基本思路：先確定系列溫度梯度，再找出其中磚紅色沉淀最少的兩支試管，根據(jù)它們所對(duì)應(yīng)的溫度，在這兩個(gè)溫度值之間設(shè)置差值更小的系列溫度梯度。 12．耐熱脂肪酶在工業(yè)上具有廣泛應(yīng)用，科研人員從小籠包蒸籠的墊布中分離到脂肪酶高產(chǎn)菌株，大量培養(yǎng)后提取獲得脂肪酶液，以橄欖油為底物設(shè)置系列實(shí)驗(yàn)以研究該酶特性，回答下列問(wèn)題： （1）脂肪酶能水解橄欖油但不能水解淀粉,說(shuō)明酶具有________。 （2）實(shí)驗(yàn)①：每組試管中加入等量的酶和底物，分別置于30、35、40、45、50、55、60 ℃水浴環(huán)境中20分鐘后，測(cè)量底物量的變化，該實(shí)驗(yàn)的目的是___________。 （3）實(shí)驗(yàn)②：因工業(yè)上需要在不同溫度條件下應(yīng)用該酶，若要測(cè)定酶液分別在40、50、60 ℃溫度下保存2小時(shí)后的酶活性變化，實(shí)驗(yàn)思路是________________________________________________。 （4） 實(shí)驗(yàn)③：研究一定濃度的Mg2+（10－4mol/L）對(duì)酶的活性影響，已知該酶的最適pH范圍為7.0～8.0，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下，結(jié)果說(shuō)明：_________________________________________________。 【答案】（1）專一性 （2）確定脂肪酶的最適溫度 （3）設(shè)置三組實(shí)驗(yàn)，每組加入等量脂肪（橄欖油），分別加入在40、50、60 ℃溫度下保存2小時(shí)后的脂肪酶，在適宜條件進(jìn)行反應(yīng)，一定時(shí)間后測(cè)量各組酶活性 （4）在pH為7.0~8.0范圍內(nèi)，一定濃度的Mg2+能提高該脂肪酶的活性 【解析】（1）酶具有專一性，橄欖油的主要成分是脂肪，所以脂肪酶能水解橄欖油但不能水解淀粉。（2）實(shí)驗(yàn)①中每組試管中加入等量的酶和底物，而溫度不同，說(shuō)明該實(shí)驗(yàn)的目的是確定脂肪酶的最適溫度。（3）實(shí)驗(yàn)②的目的是測(cè)定酶液分別在40、50、60 ℃溫度下保存2小時(shí)后的酶活性變化，所以應(yīng)該設(shè)置三組實(shí)驗(yàn)，每組加入等量脂肪（橄欖油），分別加入在40、50、60 ℃溫度下保存2小時(shí)后的脂肪酶，在適宜條件進(jìn)行反應(yīng)，一定時(shí)間后測(cè)量各組酶活性。（4）根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析，在三種不同的pH條件下，對(duì)照組酶的活性相對(duì)值基本相同，而實(shí)驗(yàn)組酶活性的相對(duì)值都增加了，說(shuō)明在pH為7.0~8.0范圍內(nèi)，一定濃度的Mg2+能提高該脂肪酶的活性。