细胞代谢专题强化1：关于酶的实验设计(课件共18张PPT)

(共18张PPT)
第5章　细胞的能量供应和利用
1．“试剂检测法”鉴定酶的本质
(1)设计思路：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。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以对酶本质的鉴定常常是变相地考查蛋白质的鉴定方法。因此，利用双缩脲试剂与蛋白质作用产生紫色反应的原理设计鉴定方案即可。
“三法”突破酶的实验设计题型
(2)设计方案
2．“对比法”验证酶的高效性和专一性
(1)验证酶的高效性
①设计思路：通过将不同类型催化剂(主要是酶与无机催化剂)催化相同底物的反应速率进行比较，得出结论。
②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(如生物材料研磨液) 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
(2)验证酶的专一性
①设计思路：常见的方案有两种，即底物相同但酶不同或底物不同但酶相同，最后通过观察酶促反应能否进行而得出结论。
②设计方案：
项目 方案一 方案二
实验组 对照组 实验组 对照组
材料 同种底物(等量) 与酶相对
应的底物 另外一
种底物
试剂 与底物相
对应的酶 另外一种酶 同一种酶(等量)
现象 发生反应 不发生反应 发生反应 不发生反应
结论 酶具有专一性
(2)设计方案
为探究影响酶活性的因素、验证酶的专一性和高效性等，某同学设计了4套方案，如表所示。下列相关叙述，正确的是(　　)
方案 催化剂 底物 pH 温度
① 胃蛋白酶、胰蛋白酶 蛋白块 中性 室温
② 淀粉酶 淀粉、蔗糖 适宜 适宜
③ 蛋白酶 蛋白质 适宜 不同温度
④ 过氧化氢酶、氯化铁溶液 过氧化氢 强酸性 室温
A．方案①的目的是探究pH对酶活性的影响，自变量是酶的种类
B．方案②的目的是验证淀粉酶的专一性，可用斐林试剂检测
C．方案③的目的是验证温度对酶活性的影响，可用双缩脲试剂检测
D．方案④的目的是验证酶的高效性，加酶的一组产生气泡数较多
【答案】B　
【解析】在探究pH对酶活性的影响实验中，自变量是pH；淀粉酶能将淀粉分解，不能将蔗糖分解，利用斐林试剂检测生成物可以达到目的；由于蛋白酶的化学本质是蛋白质，能够与双缩脲试剂发生紫色反应，故不能用双缩脲试剂检测蛋白质是否被分解；在高温、过酸、过碱的条件下，酶的空间结构遭到破坏，导致酶变性失活，因此强酸性条件下，过氧化氢酶失活，不能用于验证酶的高效性。
　下列有关酶的实验设计思路正确的是(　　)
A．利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性
B．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
C．利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响
D．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
【答案】D　
【解析】利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液不能验证酶的专一性，因为碘液不能与蔗糖反应，也不能与蔗糖的水解产物反应，所以不能检测，所以A错误；胃蛋白酶的最适pH是1.5左右，在pH为7和11的环境中变性失活，其pH梯度设置不合理，故无法验证pH对酶活性的影响，所以B错误；过氧化氢在高温条件下易分解，所以不能利用过氧化氢和过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响，所以C错误；酶的高效性是指酶与无机催化剂相比较催化效率高，所以D正确。
为验证酶的专一性，选用适当的实验器材和药品进行实验。
(1)实验器材和药品：试管、量筒、温度计、2%淀粉溶液、2%蔗糖溶液、α 淀粉酶溶液、蔗糖酶溶液、斐林试剂、碘液、水浴锅等。
(2)实验步骤：
步骤一：取4支干净的试管，编号。在1、3号试管中加2 mL 2%淀粉溶液，在2、4号试管中加____________溶液。
步骤二：在1、2号试管中加1 mL α 淀粉酶溶液，在3、4号试管中加1 mL________溶液。
步骤三：将1、2、3、4号试管分别放置在各自相应的最适温度下的水浴锅保温10分钟。
步骤四：选择__________(填检验试剂的名称)进行检验。
(3)实验结果：1号试管呈________色，2号试管呈________色，3号试管呈________色，4号试管呈________色。
(4)实验结论：说明____________________。
(5)还可利用上述实验器材和药品探究________对酶活性的影响。
【答案】(2)2 mL 2% 蔗糖　蔗糖酶　斐林试剂　(3)砖红　蓝　蓝　砖红　(4)酶具有专一性　(5)温度
【解析】(2)根据“在1、3号试管中加入2 mL 2%淀粉溶液”可知在2、4试管中要加入2 mL 2%蔗糖溶液，形成对照；根据“在1、2号试管中加入1 mL α 淀粉酶”可知在3、4试管中要加入蔗糖酶溶液，形成对照，利用还原糖与斐林试剂在加热条件下形成砖红色沉淀的原理，来进行检验。(3)选择斐林试剂，1号试管里的淀粉被水解产生麦芽糖和葡萄糖，两者是还原糖，会产生砖红色沉淀。2号试管里的蔗糖没有被分解，呈现斐林试剂的蓝色。3号试管里的淀粉没有被分解，呈现斐林试剂的蓝色。4号试管里的蔗糖被分解成葡萄糖和果糖，两者均是还原糖，所以产生砖红色沉淀。
(4)通过四支试管的结果可以知道，淀粉酶只分解了淀粉，蔗糖酶只分解了蔗糖，证明了酶具有专一性。(5)上述实验器材中有水浴锅，可以利用水浴锅来做到控制温度的变化，探究温度对酶活性的影响。