版高考生物苏教版复习素养加强课1酶的相关实验设计含答案.docx
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版高考生物苏教版复习素养加强课1酶的相关实验设计含答案
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2021版高考生物(苏教版)复习:
素养加强课1酶的相关实验设计含答案
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(20xx·全国卷Ⅰ29题改编)根据遗传物质的化学组成、可将病毒分成RNA病毒和DNA病毒两种类型。
现发现一种病毒能导致老鼠死亡、研究者要确定该病毒的类型。
请用含这种病毒的组织提取液、DNA酶溶液和RNA酶溶液以及一批活老鼠作实验材料、设计实验确定这种新病毒的类型。
简要写出:
①实验思路:
②预测实验结果及结论。
(要求:
实验包括可相互印证的甲、乙两个组)
[审题指导]
(1)根据题干信息可知:
①该病毒能导致老鼠死亡;②该病毒的遗传物质是DNA或RNA。
(2)题目信息中给了DNA酶溶液和RNA酶溶液、因此要确定该病毒是DNA病毒、不是RNA病毒、应采用“酶解法”用两种酶分别处理该病毒、然后检测病毒的活性。
[解析] 将老鼠分为两组、两组老鼠体内分别注入DNA酶溶液和RNA酶溶液处理的含病毒的组织液、观察老鼠的生活情况。
[答案] ①实验思路:
先将活老鼠随机分成A、B两组;将含该种病毒的生物提取液平均分成两份、分别装入甲、乙两支试管中、向甲试管中加入一定量的DNA酶溶液、向乙试管中加入一定量的RNA酶溶液;处理相同的一段时间后、将甲试管中的溶液注入A组活老鼠体内、将乙试管中的溶液注入B组活老鼠体内。
观察老鼠的生存情况。
②实验结果与结论:
若A组老鼠死亡、而B组老鼠存活、则说明该病毒是RNA病毒;若A组老鼠存活、而B组老鼠死亡、则说明该病毒是DNA病毒。
1.鉴定酶本质的“酶解法”模型
“酶解法”——从酶的化学本质上来讲、绝大多数的酶是蛋白质、少数的酶是RNA。
其必须保持正常的空间结构才能发挥催化作用、因此可以分别利用蛋白酶和RNA酶处理某酶、再观察其功能是否受影响来确定该酶的本质。
设计如图方案。
2.实验设计中可用酶催化底物分解、根据酶处理后的变化或底物的变化、来证明底物的成分或酶的作用。
1.(20xx·邢台高三质检)为了验证狗的胰腺分泌液中含有蛋白酶、某生物兴趣小组设计了如图所示的甲乙两组实验。
在37℃水浴中保温一段时间后、1、2烧杯中不加任何试剂、3、4烧杯中加双缩脲试剂。
下列实验组能达到实验目的的是( )
A.甲组 B.乙组
C.两组都能D.两组都不能
A [1、2烧杯中不加任何试剂、但可以根据蛋白块的变化判断狗的胰腺分泌液中含有蛋白酶。
由于胰蛋白酶也是蛋白质、3、4烧杯中加双缩脲试剂后、都显示紫色、不能达到实验目的。
]
2.某校研究性学习小组从芍药中提取出一种酶、为探究该酶催化分解的底物是葡萄糖还是蔗糖、该研究性学习小组的同学们设计并做了如图所示的实验。
下列相关叙述正确的是( )
甲乙 甲乙 甲乙
A.与无机催化剂不同的是、该酶能通过降低活化能来提高化学反应速率
B.图中的斐林试剂是用0.1g/mL的NaOH溶液和0.01g/mL的CuSO4溶液配制的
C.若两支试管均出现砖红色沉淀、则说明该酶催化的底物是蔗糖
D.若该酶催化的底物是葡萄糖、则只有一支试管会出现砖红色沉淀
C [无机催化剂与酶都能通过降低活化能来提高化学反应速率、与无机催化剂相比、酶降低活化能的作用更显著、A项错误;斐林试剂是用0.1g/mL的NaOH溶液和0.05g/mL的CuSO4溶液配制的、B项错误;葡萄糖属于还原糖、蔗糖不属于还原糖、若两支试管均出现砖红色沉淀、则说明该酶催化的底物是蔗糖、若两支试管均不出现砖红色沉淀、则说明该酶催化的底物是葡萄糖、C项正确、D项错误。
]
3.某科研小组经研究得知X酶存在于人的肝细胞中、能将糖原分解为还原糖。
酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用、请利用这一原理设计实验、探究X酶的化学本质究竟是蛋白质还是RNA。
简要写出实验思路、并预期实验结果及结论(要求:
实验包含可相互印证的甲、乙两个组)。
[解析] 实验设置甲组和乙组、两组实验分别用蛋白酶和RNA酶处理X酶、然后与糖原混合检测两组实验中X酶有无活性。
检测X酶是否有活性可用斐林试剂与产物反应是否产生了颜色变化来完成。
[答案] 实验思路:
甲组:
将X酶用蛋白酶处理、再与糖原溶液混合、在适宜条件下保持一段时间后、检测是否有还原糖产生。
乙组:
将X酶用RNA酶处理、再与糖原溶液混合、在适宜条件下保持一段时间后、检测是否有还原糖产生。
预期结果及结论:
①若甲组有还原糖生成、乙组没有还原糖生成、则说明X酶的化学本质是RNA;②若甲组没有还原糖生成、乙组有还原糖生成、则说明X酶的化学本质是蛋白质。
酶实验设计中的“对比法”
(20xx·衡水金卷)某同学进行了如下有关酶的实验:
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.三组实验中、底物的用量属于自变量
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
[审题指导]
(1)根据三组实验条件分析、甲组和乙组形成对照、自变量是底物的种类;乙组和丙组形成对照、自变量是酶的种类。
(2)两组对照实验都是利用的实验设计中的“对比法”。
(3)唾液中含有淀粉酶、能催化淀粉水解为麦芽糖;蔗糖酶能催化蔗糖水解为葡萄糖和果糖。
C [蔗糖酶能催化一分子蔗糖水解成一分子果糖和一分子葡萄糖、果糖和葡萄糖是还原糖、加入斐林试剂水浴加热会使还原糖生成砖红色沉淀、A项错误;底物的用量属于无关变量、B项错误;从实验所用的底物和酶的种类分析可知、该实验的目的是验证酶的专一性、C项正确;唾液淀粉酶能催化甲组淀粉水解成还原糖、不能催化蔗糖水解、碘液使淀粉呈现蓝色、不能使还原糖和蔗糖呈现蓝色、使用碘液无法检测乙、丙组的反应、无法得出结论、D项错误。
]
1.验证酶的高效性
设计思路:
将用酶催化的反应与用无机催化剂催化的反应进行对照、验证酶的催化效率比无机催化剂高。
设计方案示例:
2.验证酶的专一性
设计思路:
酶相同、底物不同(或底物相同、酶不同)。
设计方案示例:
结论:
淀粉酶只能催化淀粉水解、不能催化蔗糖水解、酶具有专一性。
说明:
若验证某种具体酶的专一性、设计思路应该是该种酶作用于不同种底物。
1.(20xx·成都二诊)“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验如图所示、3号试管滴加两滴质量分数为3.5%的FeCl3溶液、4号试管滴加新鲜的肝脏研磨液、下列分析错误的是( )
A.2、4号试管加快反应的原理不同
B.1、4号试管进行对照实验、不能证明酶的高效性
C.该实验可以证明催化剂能通过降低活化能加速反应
D.2、3、4号试管底物反应完毕释放的O2量应相同
C [本实验可以证明催化剂可以加速反应、但不能证明是通过降低活化能实现的。
]
2.(20xx·青岛检测)小麦种子中含有α、β两种淀粉酶、某学习小组对这两种淀粉酶活性进行探究实验、步骤如下:
①将等量的α淀粉酶(70℃活性不受影响、100℃高温下失活)与β淀粉酶(70℃处理15min即失活)加适量蒸馏水混合、分为甲、乙、丙三组;
②甲组25℃下处理、乙组70℃水浴处理15min后取出、丙组100℃下处理15min后取出;
③甲、乙、丙三组分别在25℃条件下加入等量且足量的淀粉溶液;
④一段时间后、测得甲、乙、丙三组淀粉剩余量分别为a、b、c。
请回答下列相关问题:
(1)上述两种酶存在差异的直接原因是__________________
____________________。
(2)三组淀粉剩余量最多的是________组(填“甲”“乙”或“丙”)、原因是________________________________。
(3)利用上述实验结果、如何大致比较25℃条件下α淀粉酶和β淀粉酶活性的大小?
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
[解析] (3)甲组25℃下处理、α淀粉酶和β淀粉酶均发挥作用。
乙组70℃水浴处理15min后、β淀粉酶失活、只有α淀粉酶发挥作用、丙组100℃下处理15min、两种淀粉酶均失活。
因此、b-a代表β淀粉酶分解淀粉的量、c-b代表α淀粉酶分解淀粉的量。
[答案]
(1)氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构不同
(2)丙 两种淀粉酶在100℃条件下均失去活性、且降到25℃活性不能恢复
(3)比较b-a(β淀粉酶的活性)与c-b(α淀粉酶的活性)数值的大小
酶实验设计中的“梯度法”
37℃时、测量不同pH条件下人体两种消化酶的活性、结果如表所示。
下列有关叙述正确的是( )
pH
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
淀粉酶活性[mg/(g·30min)]
200
203
250
300
350
490
450
200
蛋白酶活性[μg/(g·30min)]
1520
1750
1500
1400
1020
980
700
500
A.该实验的自变量是淀粉酶活性和蛋白酶活性
B.为进一步确定该淀粉酶的最适pH、应该在4.0到6.0间细化梯度
C.由表可知不同酶的最适pH不同
D.表中蛋白酶活性可以表示胰蛋白酶的活性
[审题指导]
(1)实验探究的内容是37℃条件下、pH对两种消化酶活性的影响、自变量是pH及酶的种类。
(2)要在适宜温度和利用“梯度法”设置的不同pH下分别测定酶的活性。
(3)根据pH梯度设置下的酶活性的测定结果判断淀粉酶的适宜pH在5.0~7.0之间、蛋白酶的适宜pH在1.0~3.0之间。
(4)胃蛋白酶的适宜pH为1.5左右。
C [根据表格分析、该实验的自变量是pH和酶的种类、因变量是淀粉酶活性和蛋白酶活性、A项错误;为进一步确定该淀粉酶的最适pH、应该在5.0到7.0间细化梯度、B项错误;表格显示、两种酶活性最高对应的pH不同、说明不同酶的最适pH不同、C项正确;表格中蛋白酶的活性最适宜pH在2.0左右、可以代表胃蛋白酶、而胰蛋白酶的最适宜pH是偏碱性的、D项错误。
]
1.探究酶的最适温度
(1)设计思路
(2)设计方案
2.探究酶的最适pH
(1)设计思路
(2)设计方案
1.如图表示酶X的活性与温度的关系示意图。
下列有关分析错误的是( )
A.在实际生产中、酶X制剂几乎在所有的季节都能使用
B.酶X的化学本质是有机物、具有高效性和专一性的特点
C.测定酶X的活性时、实验对pH、底物量和酶量没有要求
D.在20~40℃范围内设置更小的温度梯度、可进一步探究酶X的最适温度
C [据图可知、酶X在10~70℃条件下的活性都较高、由此可推知在实际生产中、酶X制剂几乎在所有的季节都能使用、A项正确;酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物、酶具有高效性和专一性的特点、B项正确;本题研究的是酶X的活性与温度的关系、自变量是温度、pH、底物量和酶量均属于无关变量、所以测定酶X的活性时、pH、底物量和酶量都应保持相同且适宜、C项错误;本实验可确定酶X的最适温度在20~40℃之间、但由于温度梯度较大、所以要进一步探究酶X的最适温度、可在20~40℃范围内设置更小的温度梯度、D项正确。
]
2.普通淀粉酶的最适温度在40~60℃之间、而极端耐热淀粉酶在100℃仍能保持较高的活性、因此在生产上具有更为广泛的应用前景。
请回答有关问题:
(1)要鉴定该酶的化学本质、可将该酶液与________混合、若反应液呈________色、则该酶的化学本质为蛋白质。
(2)测定淀粉酶活性时、应选择________作为该酶作用的底物、反应液中应加入________溶液以维持其酸碱度稳定。
(3)设计实验测定极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度。
①此实验中除自变量和因变量外、还需要考虑_____________(答出两点即可)等因素。
②结合题目信息、简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路:
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________。
[解析]
(1)酶大多数是蛋白质、少数是RNA、要鉴定该酶的化学本质、可将该酶液与双缩脲试剂混合、若反应液呈紫色、则该酶的化学本质为蛋白质。
(2)测定淀粉酶活性时、根据酶的专一性、应选择淀粉作为该酶作用的底物、反应液中应加入(酸碱)缓冲溶液以维持其酸碱度稳定。
(3)①此实验中除自变量和因变量外、无关变量需要保持相同且适宜、因此还需要考虑底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序等因素。
②测定该酶催化作用最适温度的实验思路:
在40℃和100℃之间每隔一定温度设置一个实验组、其他实验条件适宜且保持一致。
以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。
[答案]
(1)双缩脲试剂 紫
(2)淀粉 (酸碱)缓冲
(3)①底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序 ②在40℃和100℃之间每隔一定温度设置一个实验组、其他实验条件适宜且保持一致。
以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度
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- 高考 生物 苏教版 复习 素养 加强 相关 实验设计 答案