高考生物一輪復習第5章細胞的能量供應和利用2探究影響酶活性的條件課件新人教版必修1

第2講探究影響酶活性的條件

【實驗知識梳理】

【實驗原理】1.酶活性：酶對化學反應的_________稱為酶活性。2.溫度對酶活性的影響：(1)反應原理：催化效率(2)鑒定原理：滴加碘液，根據(jù)淀粉遇碘___________________來判斷酶的活性。3.pH對酶活性的影響：(1)反應原理：(2)鑒定原理：可根據(jù)氣泡產生快慢的情況來檢驗__產生量的多少。變藍色及藍色的深淺O2【實驗步驟】1.實驗設計思路：2.實驗方案設計和結果預期：探究溫度對酶活性的影響探究pH對酶活性的影響實驗材料淀粉溶液、淀粉酶溶液H2O2溶液、過氧化氫酶溶液變量控制無關變量反應物與酶的量、溶液pH等_____________________等自變量先將反應物溶液與酶溶液在各_________下分別保溫，然后混合先將反應物溶液與酶溶液分別調至各_______，然后混合因變量檢測滴加碘液，觀察溶液的_____變化觀察氣泡產生的快慢預期結果酶活性較低時，溶液變?yōu)樗{色酶活性較低時，氣泡產生較___反應物與酶的量、溫度梯度溫度梯度pH顏色慢【實驗要點探究】

1.在探究影響酶活性的條件時如何表示酶活性大?。刻崾荆和ǔＲ詥挝粫r間內底物的消耗量或產物的生成量來表示。2.試分析在探究溫度對酶活性的影響實驗中，能否先將淀粉和淀粉酶混合后再分別放在不同溫度下處理？提示：不能。因為酶具有高效性，把淀粉與淀粉酶混合后立即就會發(fā)生催化反應。3.在探究溫度對酶活性影響的實驗中，為什么不宜選用過氧化氫酶催化過氧化氫分解？在選用淀粉酶分解淀粉時，為什么不選用斐林試劑進行檢測？提示：過氧化氫在加熱的條件下自身會加快分解。斐林試劑與還原糖只有在加熱的條件下，才能生成磚紅色沉淀，但該實驗需要控制溫度。4.探究pH影響酶活性的一般思路是什么？提示：pH為自變量，其他條件如溫度、底物、酶等無關變量應該保持一致，實驗成功的關鍵是為酶設置不同的pH環(huán)境?！緦嶒瀯?chuàng)新探究】

探究點1實驗材料創(chuàng)新在探究pH對酶活性的影響的實驗中，可以用___________代替過氧化氫酶溶液。探究點2實驗過程創(chuàng)新為探究“影響酶活性的條件”，某同學設計了一個實驗方案，見下表：肝臟研磨液試管底物和試劑實驗條件11mL10%雞蛋清溶液37℃水浴21mL10%雞蛋清溶液+1mL胰蛋白酶溶液37℃水?。籶H=531mL10%雞蛋清溶液+1mL胰蛋白酶溶液？41mL10%雞蛋清溶液+1mL胰蛋白酶溶液5℃水浴；pH為8(1)實驗需要探究影響酶活性的條件是_________。(2)1號試管若為空白對照組，試劑應加___________，條件還應滿足_______。

(3)3號試管的實驗條件是_____水溫，pH為__。(4)雞蛋清溶液和酶液應如何加熱？提示：雞蛋清溶液和酶液應在調節(jié)到預設的溫度或pH后，再混合均勻進行水浴加熱。溫度和pH1mL蒸餾水適宜pH37℃8

【實驗提升演練】

【回扣教材題組】1.為了證明酶的作用具有專一性，某同學設計了如下5組實驗，分別選擇一定的試劑進行檢測，合理的實驗方案是 (

)組別①②③④⑤酶蛋白酶蛋白酶淀粉酶淀粉酶淀粉酶反應物蛋白質淀粉蛋白質淀粉麥芽糖A.①和③對比，用雙縮脲試劑檢測B.②和④對比，用碘液檢測C.④和⑤對比，用斐林試劑檢測D.③和④對比，用斐林試劑檢測【解析】選B。①和③中蛋白酶和淀粉酶均是蛋白質，不能用雙縮脲試劑檢測；蛋白酶不能催化淀粉水解，淀粉酶可以催化淀粉水解，所以②和④對比，可用碘液檢測；淀粉酶能催化淀粉水解，產生還原糖，淀粉酶雖不能催化麥芽糖水解，但麥芽糖為還原糖，所以④和⑤均能與斐林試劑反應，形成磚紅色沉淀，所以無法檢驗麥芽糖是否分解；③和④對比，蛋白質及其水解產物均不能與斐林試劑反應，無法證實蛋白質是否被水解。2.下列與酶相關的敘述中，正確的是 (

)A.探究酶的專一性時，自變量一定是酶的種類B.探究酶的高效性時，自變量可以是酶的種類C.探究溫度對酶活性的影響時，因變量可能不止一種D.探究pH對酶活性的影響時，自變量不止一種【解析】選C。酶的專一性是指一種酶只能催化一種或一類物質的化學反應，若驗證酶的專一性，自變量是酶的種類或底物的種類，A錯誤；酶的高效性是指與無機催化劑相比，酶的催化效率高，若驗證酶的高效性，自變量是催化劑的種類，B錯誤；探究溫度對酶活性的影響時，因變量可以是單位時間內底物的消耗量，也可以是單位時間內產物的生成量，C正確；探究pH對酶活性的影響，自變量只能是pH，D錯誤。3.(2019·武漢模擬)通過實驗研究溫度對a、b、c三種酶活性的影響，結果如表。下列說法錯誤的是 (

)溫度酶種類40℃30℃20℃10℃a酶的相對活性(%)75956540b酶的相對活性(%)25976015c酶的相對活性(%)90502510A.a酶和b酶的最適溫度為30℃左右B.不論溫度為多少，酶的用量一定會影響實驗結果C.該實驗中，自變量有兩個，分別為溫度和酶的種類D.三種酶中較適宜高溫環(huán)境的是c酶【解析】選B。從題表中信息可知，a酶和b酶在30℃時的相對酶活性分別為95%和97%，可見這兩種酶的最適溫度為30℃左右，A項正確；在一個能使酶失活的高溫條件下，酶的用量不會影響實驗結果，B項錯誤；該實驗中溫度和酶的種類均為自變量，C項正確；由表中數(shù)據(jù)可知，三種酶最適宜高溫環(huán)境的是c酶，D項正確?！就卣箘?chuàng)新題組】1.利用麥芽釀造啤酒時，麥芽中多酚氧化酶(PPO)會降低啤酒質量。如圖為不同pH和溫度對PPO活性影響的曲線，下列有關敘述正確的是 (

)A.PPO能使茶多酚物質氧化分解，形成茶多酚的單體B.相同溫度時，pH7.8時比pH8.4時的酶促反應產物多C.在制備麥芽過程中應將反應控制在80℃、pH=8.4條件下D.在啤酒釀造過程中，酵母菌將麥芽發(fā)酵為酒精、CO2和其他產物【解析】選D。PPO是多酚氧化酶，催化多酚類物質的氧化分解，形成茶黃素，A錯誤；由圖可知，pH為8.4時酶活性最強，催化效率最高，故相同溫度時，pH為7.8時比pH為8.4時的酶促反應產物少，B錯誤；在溫度為80℃、pH為8.4的條件下，PPO的活性最高，降低啤酒質量，C錯誤；在啤酒釀造過程中，酵母菌將麥芽發(fā)酵為酒精、CO2和其他產物，D正確。2.(2020·太原模擬)某同學將馬鈴薯磨碎、過濾得到的提取液進行了二次實驗：實驗Ⅰ：每支試管控制在30℃條件下，按下表操作：試管編號ABCD設定pH3579振蕩后加入馬鈴薯提取液1mL1mL1mL1mL加入過氧化氫溶液2mL2mL2mL2mL實驗結果：每支試管都產生氣體。請回答：(1)該實驗的主要目的是________________。

(2)該實驗中的因變量是________________。

(3)實驗在30℃下進行的原因是________________。

實驗Ⅱ：將加入四支試管中的馬鈴薯提取液的量減半，重復實驗Ⅰ，分別測定實驗Ⅰ、Ⅱ中過氧化氫在相同時間內的含量變化，繪制成如圖所示的曲線，請回答：(4)曲線A是實驗_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的結果，理由是___________________________________。

(5)曲線A和B中，過氧化氫含量的最低點位于橫坐標同一位置的原因是_________________________。

【解析】(1)根據(jù)題干信息可知，本實驗的自變量是pH，因此該實驗的主要目的是探究不同pH對過氧化氫酶活性的影響。(2)根據(jù)本實驗的自變量和主要目的判斷，本實驗的因變量是過氧化氫酶的活性(或過氧化氫含量、產生氣泡的數(shù)目)。(3)溫度在本實驗中屬于無關變量，實驗要求各組的無關變量要相同且適宜，故該實驗在30℃下進行的原因是30℃下過氧化氫酶的活性較高。(4)將加入四支試管中的馬鈴薯提取液的量減半，即過氧化氫酶的含量減半，則曲線A是實驗Ⅱ的結果，理由是反應相同時間后曲線A顯示的過氧化氫剩余量較多，說明加入的馬鈴薯提取液較少。(5)由于同一種酶的最適pH是一定的，不會因濃度的不同而改變，因此曲線A和B中，過氧化氫含量的最低點應位于橫坐標同一位置。答案：(1)探究不同pH對酶活性的影響(2)過氧化氫酶的活性(或過氧化氫含量、產生氣泡的數(shù)目)(3)30℃下過氧化氫酶的活性比較高(4)Ⅱ曲線A顯示的過氧化氫剩余量較多，說明加入的馬鈴薯提取液較少(合理即可)(5)同一種酶的最適pH是一定的，不會因濃度的不同而改變【實驗技能積累】一、解讀生物實驗設計原則1.對照原則：實驗組是接受實驗變量處理的對象組，對照組是不接受實驗變量處理的對象組。按照對照內容和形式不同，通常分為四種類型：(1)空白對照：不給對照組做任何處理。例如，在“唾液淀粉酶催化淀粉分解”的實驗中，實驗組滴加了唾液淀粉酶液，而對照組只加了等量的蒸餾水。(2)自身對照：對照組和實驗組都在同一研究對象上進行，不另設對照。例如，“植物細胞的吸水和失水”實驗，就是典型的自身對照。(3)相互對照：不另設對照組，而是幾個實驗組相互對比，其中每一組既是實驗組也是其他組別的對照組。例如，“植物向光性”實驗中，利用若干組燕麥胚芽鞘的不同條件處理的實驗組之間的對照，說明了生長素與植物生長彎曲的關系。(4)條件對照：施以條件因素的對象組為對照組，施以實驗因素的對象組為實驗組。例如，“動物激素飼喂小動物”實驗，設計方案是甲組飼喂甲狀腺激素(實驗組)；乙組飼喂甲狀腺抑制劑(條件對照組)；乙組為條件對照，通過比較、對照，更能充分說明實驗變量——甲狀腺激素有促進動物生長發(fā)育的作用。2.單一變量原則：所謂單一變量原則，就是要盡可能控制無關變量的作用，以確保實驗變量的唯一性。(1)實驗變量與反應變量。①實驗變量也稱自變量，是研究者主動操縱的條件和因子，是作用于實驗對象的刺激變量。②反應變量又稱因變量或應變量，是隨自變量變化而產生反應或發(fā)生變化的變量，應具可測性和客觀性。(2)無關變量：無關變量又稱干擾變量、控制變量，是指與研究目標無關，但卻影響研究結果的變量。3.等量原則：實驗中要做到“單一變量”(即實驗變量唯一)外，其他變量需注意等量原則，即：(1)生物材料要相同。(2)實驗器具要相同。(3)實驗試劑要相同。(4)處理方法要相同。二、實驗方法：探究性實驗的設計思路1.探究性實驗概述：探究性實驗是實驗者在不知曉實驗結果的前提下，通過自己進行實驗完成的探究活動。實驗目的是探究研究對象的未知屬性、特征及與其他因素的關系。因為實驗的結果及結論都是未知的，故需要對探究問題作出假設。2.探究性實驗的設計思路：(1)明確實驗目的：實驗目的是實驗的核心，通過思考要明確“探究什么”，其中把握三個要素，即①探究的因素；②探究的對象；③觀察的指標。(2)理清實驗原理：實驗原理是完成實驗所用到的