热点05+关于酶的本质和特性的探究备战高考之聚焦生物实验热点.docx
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热点05+关于酶的本质和特性的探究备战高考之聚焦生物实验热点
热点05关于酶的本质和特性的探究
探究酶的催化作用、专一性、高效性及影响酶活性的因素，是近年高考的热点。
该类实验要注意的问题：
①分清实验组和对照组；
②分析实验设计中的单一变量和因变量；
③注意实验操作步骤的前后顺序要有逻辑性（前因后果），步步有理，环环相扣，各操作步骤要严密、完整；④注意实验用具与试剂的选用及需要控制的实验条件；
⑤注意实验结果的观察（确定观察内容和观察方法）、记录和分析，最后对实验结果作出科学的解释并得出正确的结论。
考向1酶本质的探究——试剂检测法
用“试剂检测法”探究酶的本质
（1）实验原理和方法：
（2）实验设计方案
项目
实验组
对照组
材料
待测酶溶液
已知蛋白液（等量）或RNA
试剂
分别加入等量的双缩脲试剂（吡罗红染液）
现象
是否呈现紫色（红色）
呈现紫色（红色）
结论
实验组呈现紫色（红色）说明该酶的化学本质是蛋白质（RNA）；否则该酶的化学本质不是蛋白质（RNA）
1．下列关于酶的叙述，正确的是
A．酶提供了反应过程所必需的活化能从而提高了化学反应速率
B．活细胞能通过转录、翻译产生酶，或通过转录产生酶
C．人体中酶的活性受温度、pH的影响，并只能在人体的内环境中起作用
D．酶的形成都要经过核糖体的合成、内质网和高尔基体的加工等几个阶段
【答案】B
考向2酶的高效性和专一性——对照实验的设置
1．在与酶有关的探究实验中要特别注意实验步骤的顺序。
（1）在探究温度对酶活性影响实验中，应先将底物和酶溶液分别在预设的温度下保温一定时间，再混合并保温一段时间，再对结果进行检测。
（2）在探究pH对酶活性的影响实验中，必须先将酶置于不同pH条件下（加蒸馏
水、加氢氧化钠溶液、加盐酸），然后再加入反应物，否则，反应物会在未调节好pH的情况下就与酶发生反应，影响实验准确度。
2．酶的高效性相关实验的设计思路和方案
（1）实验设计思路：
通过比较不同类型催化剂（主要是酶与无机催化剂）对同一种底
物的催化反应速率，得出结论。
（2）实验设计方案
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”（如等量
肝脏研磨液）
等量的“无机催化剂”
现象
反应速率很快，或反应用时短
反应速率缓慢，或反应用时长
结论
酶具有高效性
3．酶的专一性相关实验的设计思路和方案
（1）实验设计思路：
底物不同（自变量为底物的种类），但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行得出结论。
（2）实验设计方案
项目
实验组
对照组
材料
与酶相对应的底物
另外一种底物（等量）
试剂
与底物相对应的酶
同一种酶（等量）
现象
发生反应
不发生反应
结论
酶具有专一性
2．下列有关酶的实验设计思路，正确的是
A．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
B．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
C．利用过氧化氢、新鲜的猪肝研磨液和氯化铁溶液研究酶的高效性
D．利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响
【答案】C
3．下列与酶相关实验的叙述，正确的是
A．探究性实验和验证性实验的实验结果都是未知的
B．低温能够降低酶活性的原因是低温破坏了酶的空间结构
C．探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的专一性时，可以用碘液进行鉴定
D．探究温度对酶活性的影响时，为确保实验结果的准确性，应将酶与底物溶液分别在相应的实验温度下保温后再混合
【答案】D
考向3温度和pH对酶活性影响的探究——变量的确定与控制
探究酶的最适温度（或pH）的实验设计思路和方案
（1）实验设计思路：
设计探究酶的最适温度（或pH）实验时需设置一系列不同温度（或pH）的实验组进行相互对照，最后根据实验现象得出结论。
相同时间内，酶促反应中生成物量最多或底物剩余量最少的一组所处的温度（或pH）即最适温度（或pH）。
相邻组间的差值（即梯度值）越小，测得的最适温度（或pH）就越精确。
（2）实验设计方案
组别编号
1
2
····
n
实验材料
等量的相同材料
温度或pH
T1（a1）
T2（a2）
····
Tn（an）
衡量指标
相同时间内，各组酶促反应中生成物量的多少，或底物剩余量的多少
实验结论
生成物量最多的一组，或底物剩余量最少的一组对应的温度（或pH）最接近最适
温度（或pH）
技巧点拨
变量的确定和控制是实验设计中极其重要的环节。
自变量是实验过程中由实验者所操纵的因素或条件，是作用于实验对象的刺激变量。
自变量需以实验目的为依据，应具有可变性和可操作性。
无关变量是实验中除自变量以外的影响实验现象或结果的因素或条件（即与研究目标无关，但影响研究结果的变量）。
（1）在探究温度对酶活性影响的实验中，自变量是温度（设置一系
列不同梯度的温度，至少三组以上），而pH、试剂的用量等是无关变量（应相同且适宜）。
（2）在探究pH对酶活性影响的实验中，自变量是pH（设置一系列不同梯度的pH，至少三组以上），而温度、各种试剂的用量等是无关变量（应相同且适宜）。
（3）在探究温度对酶活性影响的实验中，把盛有适量且等量的可溶性淀粉溶液的1、2、3号试管，分别放入冰水浴
、37℃水浴及沸水浴中处理5min，同时，把盛有适量且等量的淀粉酶溶液的1'、2’、3’号试管放入冰水浴、37℃水浴及沸水浴中处理5min。
将1、2、3号试管分别与1’、2’、3’号试管中的溶液混合，这样做的目的是严格控制自变量，保证每一组实验中的酶所发挥作用的温度是先前预设的温度。
（4）每一个对照实验中，只允许有一个自变量，所有的无关变量应相同且适宜。
知识拓展
（1）若底物选择淀粉和蔗糖，用淀粉酶来验证酶的专一性时，检测底物是否被分解的试剂宜选用斐林试剂，不宜选用碘液，因为碘液无法检测蔗糖是否被分解。
（2）若选择淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响，检测底物被分解的试剂宜选用碘液，不宜选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时
需水浴加热，而该实验中需严格控温度。
（3）在探究温度对酶活性的影响实验中，不宜选择过氧化氢（H2O2）和过氧化氢酶作为实验材料，因为过氧化氢（H2O2）在常温常压时就能分解，在加热的条件下分解速率会加快，从而影响实验结果。
4．取3支试管分别加入等量唾液淀粉酶溶液，标注为A、B、C三组，并分别调整到0℃、37℃、100℃，然后在每支试管中加入温度分别为0℃、37℃、100℃的等量淀粉，保持各组温度10分钟后，继续进行检测实验。
下列关于该实验的说法
，合理的是
A．
若向三只试管
中各加入等量的碘液，试管内液体颜色都可能出现蓝色
B．若向三只试管中各加入等量的斐林试剂，水浴加热一段时间，试管都不出现砖红色沉淀
C．该实验的对照组是A组，实验组是B、C组
D．只要在0℃和100℃之间每隔10℃设置一个实验组，就可确定该反应的最适温度
【答案】A
【解析】若向三支试管中加入碘液，A试管由于酶活性降低、C试管由于酶活性丧失，有淀粉存在会出现蓝色，B试管也有可能因淀粉没有完全分解而出现蓝色，A正确；加入斐林试剂水浴加热后，由于改变了温度，A管酶活性升高，有还原糖产生，试管出现砖红色沉淀，B管本来就有还原糖存在，试管出现砖红
色沉淀，但C管酶空间结构已经破坏，不能恢复，
故C管不会出现砖红色沉淀，B错误；实验的对照组应该是在适宜温度条件下的实验装置，所以对照组是B组，实验组是A、C组，C错误；每隔10℃设置一个实验组，只能确定该反应的最适温度范围，而不能确定最适温度，D错误。
5．如图是某课外活动小组探究酶活性影响因素时绘制的实验结果图（实验中用盐酸创设酸性条件，盐酸能催化淀粉水解）。
下列有关叙述正确的是
A．实验的自变量是1h后淀粉剩
余量，因变量是pH
B．pH为1时有淀粉水解，则过酸条件下酶没有失活
C．pH为3时酶的活性小于pH为9时酶的活性
D．与盐酸相比，淀粉酶降低反应活化能的作用要弱
【答案】C
1．抗体酶又称催化抗体，是一种具有催化功能的抗体分子。
在其可变区赋予酶的特性，是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物。
下列有关该酶的叙述正确的是
A．该酶可以为其所催化的化学反应提供活化能
B．该酶彻底水解后的产物是氨基酸
C．探究该酶最适温度时，需将酶与底物先混合，然后置于一系列温度梯度条件下
D．高温和低温均会使抗体酶失
去活性
【答案】B
【解析】酶的作用原理是降低化学反应的活化能，A项错误；该酶是
一种具有催化功能的抗体分子，为蛋白质，彻底水解后的产物是氨基酸，B项正确；探究该酶最适温度时，应先将酶和底物分别在一系列温度梯度下保温，然后再将相同温度下的酶和底物混合，若将酶与底物先混合，会导致底物分解而影响实验结果，C项错误；低温不会使抗体酶失活，D项错误。
2．下列有关探究温度、pH对酶活性影响的实验设计合理的是
试验编号
探究课题
选用材料与试剂
①
温度对酶活性的影响
过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液
②
温度对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
③
pH对酶活性的影响
新制的蔗糖酶溶液、可溶性淀粉溶液、碘液
④
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液、斐林试剂
A．实验①
B．实验②
C．实验③
D．实验④
【答案】B
3．下图曲线表示物质A生成物质P的化学反应，在无催化条件和有酶催化条件下的能量变化过程。
下列相关叙述中正确的是
A．ab段表示在有酶催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化
能
B．bd段表示在无催化剂催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化能
C．若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向下移动
D．酶可通过降低反应的活化能来加快反应的进行
【答案】D
【解析】ac段表示在无催化剂条件下，物质A生成物质P需要的活化能；ab段表示在有酶催化条件下，降低的活化能，A错误；ac段表示在无催化剂催化条件下，使物质A生成物质P反应发生需要的活化
能，B错误；由于酶比无机催化剂降低化学反应的活化能更显著，所以若将酶催化改为无机催化剂催化该反应，则b在纵轴上将向上移动，C错误；酶可通过降低反应的活化能来加快反应的进行，D正确。
4．某实验小组利用过氧化氢做了如下实验，则相关说法正确的是
试管编号及组别
a
b
c
d
e
加入试剂
2mL体积分数为3%的H2O2溶液
2mL体积分数为3%的H2O2溶液
2mL体积分数为3%的H2O2溶液
2mL体积分数为3%的H2O2溶液
2mLH2O
试剂、剂
量以及处
理措施
90℃水浴加热
2滴FeCl3溶液
2滴肝脏研磨液
2滴煮熟的肝脏研磨液
2滴肝脏研磨液
温度
—
常温
常温
常温
常温
气泡多少
多
较多
最多
无
无
A．a组和c组对照，说明酶具有催化作用
B．b组和c组对照，说明酶具有高效性和专一性
C．c组和d组对照，说明高温会破坏酶的结构使酶失活
D．c组和e组对照，可排除肝脏研磨液中其他物质的影响
【答案】D
5．如图所示，曲线b表示在最适温度、最适pH条件下，反应物浓度与酶促反应速率的关系。
据图分析正确的是
A．酶量是限制曲线AB段反应速率的主要因素
B．酶量减少后，图示反应速率可用曲线a表示
C．升高温度后，图示反应速率可用曲线c表示
D．减小pH，重复该实验，A、B点位置都不变
【答案】B
【解析】AB段随着反应物浓度升高，反应速率加快，限制因素是反应物浓度，A项错误；酶量减少，在反应物浓度一定的条件下，反应速率下降，可用曲线a表示，B项正确；图中曲线b是在最适温度、最适pH下的曲线图，因此，升高温度，减小pH，酶活性下降，反应速率下降，应为曲线a，C、D项错误。
6．探究“温度对酶活性的影响”的实验，需进行如下步骤：
①取3支试管，编号并注入2mL淀粉溶液
②向各试管注入相应温度的lmL淀粉酶溶液
③向各试管滴l滴碘液
④将3支试管分别放在60℃的热水、沸水和冰块中维持温度5min
⑤观察实验现象
最合理的实验顺序应为
A．①→②→③→④→⑤
B．①→③→②→④→⑤
C．①→③→④→②→⑤
D．①→④→②→③→⑤
【答案】D
7．将少许的二氧化锰和新鲜土豆匀浆分别加入到等量过氧化氢溶液中，检测两者产生的气体量。
下列有关该实验结果的预测图（实线为加入二氧化锰产生的气体量，虚线为加入土豆匀浆产生的气体量），正确的是
A．
B．
C．
D．
【答案】C
8．下列有关酶特性的实验设计中，最科学、最严谨的一项是
选项
实验目的
主要实验步骤
A
酶催化具有高效性
实验组：
2mL3%H2O2+1mL过氧化氢酶保温5min
对照组：
2mL3%H2O2+1mL蒸馏水保温5min
B
酶催化具有专一性
实验组：
2mL3%可溶性淀粉+1mL新鲜唾液保温5min碘液检验
对照组：
2mL3%蔗糖+1mL新鲜唾液保温5min碘液检验
C
探究酶作用的适宜温度
5mL3%可溶性淀粉+2mL新鲜唾液+碘液→每隔5min将溶液温度升高10°C，观察溶液蓝色变化
D
pH影响酶的催化活性
向三支试管中依次各加入：
2mL3%可溶性淀粉、1mL不同pH缓冲溶液和1mL新鲜唾液，在适宜温度下保持5min
斐林试剂实验
【答案】D
【解析】酶的高效性是指酶的催化效率比无机催化剂的催化效率高，因此实验的对照组的蒸馏水应换成FeCl3溶液，A错误；验证酶的专一性，需要鉴定淀粉和蔗糖是否被唾液分解，用碘液只能检测淀粉的存在，而无法检测蔗糖是否被分解，故检验实验结果时，需使用斐林试剂，B错误；探究酶作用的适宜温度，虽然设置温度为单一变量，但每隔5分钟将溶液温度升高10℃，无法探究酶作用的适宜温度，C错误；探究pH影响酶的催化活性实验中，pH为自变量，D正确。
9．下列列出的材料供任意选用，实验用具充足。
请回答有关问题。
供选：
2%淀粉酶溶液、20%肝脏研磨液、3%Fecl3溶液、3%淀粉溶液、3%蔗糖溶液、体积分数为3%的过氧化氢溶液、5%HCl、5%NaOH、热水、蒸馏水、冰块、碘液、斐林试剂。
（1）利用所供材料，__________（填“能”或“否”）通过实验验证“酶具有高效性”。
（2）要证明pH对酶活性的影响，为避免酸碱对反应物本身水解的影响，选用的反应物最好是____________。
（3）研究淀粉酶的专一性，选用的反应物最好是____________，最好用“加入_________（试剂）观察________（颜色变化）”的方法来获得实验结果。
（4）要证明温度对酶活性的影响，选用的反应物最好是__________，获得实验结果的方法是：
______。
【答案】
（1）能
（2）过氧化氢溶液
（3）淀粉溶液和蔗糖溶液斐林试剂是否出现砖红色
（4）淀粉溶液加入碘液观察蓝色褪去的程度
10．将新鲜萝卜磨碎、过滤得到提取液。
在温度为30℃的条件下，取等量提取液分别加到四个盛有pH分别为3、5、7、9的100mL体积分数为3%的过氧化氢溶液的烧杯中，结果每一个烧杯都产生气体，然后，将加入四个烧杯中提取液的量减半，重复上述实验。
在相同时间内，分别测得两次实验中过氧化氢的含量变化并绘制成如下图所示曲线，请回答：
（1）该实验的目的是__________________________________________。
（2）该实验中的自变量是__________________________________________。
（3）曲线A和B中，过氧化氢含量的最低点位于横坐标同一位置的原因是__________________________________________。
（4）曲线A是第__________________________________________次实验的结果，原因最可能是_______________________________
___________。
（5）下图表示萝卜的过氧化氢酶在体外的最适条件下，底物浓度对酶所催化反应的速率的影响。
请在图上画出：
①如果在A点时，将温度提高5℃时的曲线变化；
②如果在B点时，向反应混合物中加入少量同种酶的曲线变化；
③如果在C点时加入大量pH为1．8的盐酸的曲线变化。
【答案】
（1）探究过氧化氢在不同pH条件及不同量的提取液条件下分解的快慢（或探究等量的提取液在不同pH条件下对过氧化氢分解的影响及同种不同量提取液在相同pH条件下对过氧化氢分解的影响）
（2）pH的大小和提取液的量
（3）同一种酶的最适pH不变
（4）二A中含酶量较少，相同时间分解的过氧化氢量较少
（5）见图：
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