2015届《世纪金榜》高考一轮生物复习5.探究.ppt

探 究,影响酶活性的条件,考纲,考情,三年,5,考高考指数：,探究影响酶活性的因素,【,实验原理,】,1.,温度对酶活性的影响：,(1),反应原理：淀粉,淀粉酶,麦芽糖,碘 液 碘 液,_ _,(2),鉴定原理：温度影响酶的活性，从而影响,_,，,滴加碘液，根据是否出现,_,及,_,来判断酶的,活性。,蓝色,无蓝色出现,淀粉的水解,蓝色,蓝色的深浅,2.pH,对酶活性的影响：,(1),反应原理：,2H,2,O,2,过氧化氢酶,_,。,(2),鉴定原理：,pH,影响酶的活性，从而影响,_,，,可用带火星的卫生香燃烧的情况来检验,O,2,产生量的多少。,2H,2,O+O,2,氧气的生成量,【,实验步骤,】,1.,温度对酶活性的影响：,步骤,实验操作内容,试管,1,试管,2,试管,3,1,加等量可溶性淀粉溶液,2,mL,2,mL,2,mL,2,控制不同温度条件,_,(5,分钟,),沸水,(5,分钟,),_,(5,分钟,),3,加等量相同温度的新鲜淀粉酶溶液,1,mL,(5,分钟,),1,mL,(5,分钟,),1,mL,(5,分钟,),4,加等量,_,1,滴,1,滴,1,滴,5,观察实验现象,不出现蓝色,(,呈现碘液颜色,),_,_,结论,温度能影响酶的活性,60,热水,冰块,蓝色,碘液,蓝色,2.pH,对酶活性的影响：,步骤,实验操作内容,试管,1,试管,2,试管,3,1,注入等量过氧,化氢酶溶液,2,滴,2,滴,2,滴,2,注入不同,pH,的溶液,1,mL,蒸,馏水,1,mL,5%,的,HCl,_,_,3,注入等量,3%,的过氧化氢溶液,2,mL,2,mL,2,mL,4,观察现象,_,_,_,_,无气泡,产生,结论,pH,能影响酶的活性,1,mL,5%,的,NaOH,有大量气,泡产生,无气泡,产生,1.,在探究影响酶活性的条件时如何表示酶活性大小？,提示：,通常以单位时间内底物的消耗量或产物的生成量来表示。,2.,在探究温度对酶活性的影响实验中，为什么一般不用斐林试剂来检测实验产物？,提示：,斐林试剂与还原糖只有在加热的条件下才有砖红色沉淀生成，而该实验需严格控制不同的温度。,3.,为什么不用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响？,提示：,过氧化氢酶催化的底物是,H,2,O,2,，,H,2,O,2,在高温时分解，这样实验中就存在两个变量，使实验结果受到干扰。,4.,试分析在探究温度和,pH,对酶活性的影响实验时，能否先将酶和反应物混合后再分别放置在不同条件下处理,(,即将两个实验步骤中的,2,、,3,顺序颠倒,),。,提示：,不能。因为酶具有高效性，把酶和反应物混合后就会立即发生催化反应。,5.,探究温度、,pH,对酶活性的影响实验中，自变量和因变量分别是什么？,提示：,探究温度对酶活性的影响实验中，自变量是温度，因变量是淀粉水解程度。探究,pH,对酶活性的影响实验中，自变量是,pH,，因变量是过氧化氢的分解速率。,1.(2014,安徽模拟,),下表是探究温度对纤维素酶活性的影响实验设计及结果：,注：,“,+,”,的多少，代表颜色深浅。,试管,反应温度,/,30,40,50,纤维素酶液,/,mL,1,1,1,纤维素悬液,/,mL,2,2,2,斐林试剂,/,mL,2,2,2,砖红色深浅,+,+,+,根据以上实验设计及结果，以下说法不正确的是,(,),A.,该实验的自变量为温度,B.,该实验检测的因变量是还原糖的生成量,C.,纤维素被水解成了还原糖,D.,该纤维素酶的最适温度为,40,【,解析,】,选,D,。由表格数据可看出，只设置了,3,个不同温度，温度区间少，温差大，无法判断该纤维素酶的最适温度。要想判断该纤维素酶的最适温度，还需增加温度梯度来进行实验。,2.,在,“,比较过氧化氢在不同条件下的分解,”,实验中，对实验的处理如表所示：,试管,组别,实验处理,加入,3%H,2,O,2,(mL),温度,加入试剂,试管,1,2,常温,/,试管,2,2,90,/,试管,3,2,常温,2,滴,3.5%FeCl,3,溶液,试管,4,2,常温,2,滴,20%,肝脏研磨液,对该实验的有关分析不正确的是,(,),A.,在上表的实验处理中，研究了温度和催化剂两个自变量,B.,试管,2,中因为没有加入任何试剂，所以应为空白对照组,C.,若试管,4,和试管,1,组成对照实验，可说明酶具有催化作用,D.,若要研究酶的高效性，可选用的实验组合是试管,4,和试管,3,【,解析,】,选,B,。根据表格信息，试管,1,和试管,2,的变量为温度，试管,3,和试管,4,的变量为催化剂种类，二者均是自变量，其他因素，如反应物浓度、,pH,等为无关变量；试管,2,虽没有添加任何试剂，但是温度与试管,1,不同，因此也是实验组；试管,1,和试管,4,的差异为是否添加了酶，由此可以证明酶具有催化作用；试管,3,和试管,4,的不同点是催化剂为酶或无机催化剂，可以证明酶的高效性。,3.(2013,江苏高考,),为了探究温度、,pH,对酶活性的影响，下列实验设计合理的是,(,),A.,实验,B.,实验,C.,实验,D.,实验,实验编号,探究课题,选用材料与试剂,温度对酶活性的影响,过氧化氢溶液、新鲜的肝脏研磨液,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,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,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,【,解析,】,选,B,。本题考查实验鉴定试剂的选择。实验中，过氧化氢受热会分解，所以不适合探究温度对酶活性的影响，故错误。实验中，在不同温度下，根据蓝色的深浅或是否变蓝，来确定淀粉在淀粉酶作用下的分解速率，故正确。实验中，淀粉不能被蔗糖酶分解，该实验不能鉴定,pH,对酶活性的影响，故错误。实验中，酸性环境会破坏斐林试剂，因此斐林试剂不适合作探究,pH,对酶活性影响实验的鉴定试剂。,4.,将,1,mL,体积分数为,5%,的胃液稀释液倒入装有,10,mL,蛋白质胶体的试管内，置于,25,的温水中水浴，研究其对蛋白质的消化情况。下列方法中能提高酶活性的是,(,),A.,把实验温度提高到,37,B.,在试管内再加入,1,mL,体积分数为,5%,的胃液稀释液,C.,将,pH,由,2,调为,7,D.,在试管内加入,1,mL,唾液,【,解析,】,选,A,。,37,比,25,时更适于胃蛋白酶催化作用的发挥。,B,项虽然能够提高反应速率，但没有改变酶的活性。胃蛋白酶的最适,pH,为,1.5,，故,C,项中将,pH,由,2,调为,7,时，酶可能变性失活。,D,项加入,1,mL,唾液，因唾液中无蛋白酶，且唾液的,pH,接近中性，反而会使溶液的,pH,变大，酶活性下降。,5.(2014,滁,州模拟,),把混有反应物的液体，加到捣碎的土豆汁液中,(,酶液,),，在,37,下观察到某些反应现象。在这种情况下，学生甲设计的对照实验是用蒸馏水代替反应物，加入酶液中，也可观察到该反应现象；学生乙设计的对照实验是用蒸馏水代替酶液，加入反应物中，则观察不到该反应现象。下面是对此问题的解释，其中可能性最大的一项是,(,),A.,酶催化的反应即使完全没有反应物，也可缓慢进行,B.,蒸馏水溶解了酶，因而能进行反应,C.,该酶液中混有与反应物相同的物质,D.,该酶液中混有催化同一反应的多种酶,【,解析,】,选,C,。分析题干中信息：反应物,+,土豆汁有某些现象出现；蒸馏水,+,土豆汁有某些现象出现；反应物,+,蒸馏水无某些现象出现。三者相互对比，可推知土豆汁中可能含有与反应物相同的物质，在自身酶的作用下能发生相同的反应。酶的催化作用是对反应物的催化，无反应底物时催化作用不能进行；酶液中无论含有几种酶，必须有底物才能体现它们的催化作用。,6.,某同学画了一坐标曲线图，但是没有写出横纵坐标的意义，下列关于此曲线的描述正确的是,(,),A.,横坐标表示温度，纵坐标表示酶促反应的速率，曲线可表示酶促反应的速率随着温度的升高而变化的趋势,B.,横坐标表示温度，纵坐标表示生成物的积累量，曲线可表示生成物的积累量随着温度的升高而变化的趋势,C.,横坐标表示,pH,，纵坐标表示酶的活性，曲线可表示酶活性随着,pH,的升高而变化的趋势,D.,横坐标表示,pH,，纵坐标表示酶的活性，曲线可表示,pH,由,10,逐渐降低到,1,过程中酶活性变化的趋势,【,解析,】,选,A,。酶促反应速率的变化与酶活性的变化是一致的；生成物的积累量随反应的进行而逐渐增大，当反应停止时生成物的积累量达到最大值；,pH,过低或过高都会使酶变性失活，所以此图不能表示酶活性随,pH,变化的趋势；温度升高，酶的活性增强，酶促反应速率增大，温度过高，酶的活性丧失，酶促反应速率降为零，故,A,项正确。,7.(2014,宿州模拟,),从猪唾液、胰液和新鲜肝脏细胞中分别提取到酶,E,1,、,E,2,、,E,3,，它们分别与三种物质混合后情况如表一，且,S,3,与,E,3,混合后产生较多气泡，产生的气体能使带火星的卫生香复燃。表二为有关的颜色反应实验。据表回答,(,表中,“,+,”,表示有反应，,“,-,”,表示无反应,),：,表一,表二,酶,物质,E,1,E,2,E,3,S,1,+,-,-,S,2,-,+,-,S,3,-,-,+,试管,物质,碘液,斐林试剂,双缩脲试剂,1,S,1,+,-,-,2,S,2,-,-,+,3,S,3,-,-,-,4,S,1,+E,1,-,+,+,5,S,2,+E,2,-,-,+,6,S,3,+E,3,-,-,+,(1),依据表中的信息，可以说明酶具有的特性是,，,E,2,是,。,(2),在酶,E,1,、,E,2,、,E,3,中，不能用于探究温度对酶活性影响的是,，理由是,_,。,(3),表二试管,4,、,5,、,6,中液体都能与双缩脲试剂反应的原因是,。,【,解析,】,(1),根据表一结果，不同的酶只能对相应的物质发生催化作用，体现了酶的专一性；表二中能用碘液检测的物质，可能是淀粉；用双缩脲试剂检测的可能是蛋白质，则,E,1,应为唾液淀粉酶，,E,2,为胰蛋白酶。,(2)S,3,与,E,3,混合后产生较多气泡，产生的气体能使带火星的卫生香复燃，由此推测,S,3,可能为,H,2,O,2,，,H,2,O,2,在高温下分解，不能用于探究温度对酶活性的影响。,(3)E,1,、,E,2,、,E,3,三种酶的化学本质都是蛋白质，可与双缩脲试剂发生紫色反应。,答案：,(1),专一性,(,特异性,),胰蛋白酶,(,蛋白酶,),(2),酶,E,3,温度影响过氧化氢的分解，不能分清过氧化氢分解速率的变化是温度变化引起的，还是由酶的作用引起的,(,温度会影响过氧化氢的分解，对实验结果产生干扰,),(3),试管中的酶,E,1,、,E,2,、,E,3,的化学本质均为蛋白质,【,加固训练,】,(2014,武汉模拟,),下面是某同学所做的有关过氧化氢在不同条件下分解的验证性实验。,一、实验材料和用具：新鲜的质量分数为,20%,的肝脏研磨液、体积分数为,3%,的过氧化氢溶液、质量分数为,3.5%,的,FeCl,3,溶液、新鲜的马铃薯泥、蒸馏水、酒精灯、温度计等。,二、实验步骤：,步骤,试管编号,a,b,c,d,e,加入,试剂,3%H,2,O,2,2,mL,3%H,2,O,2,2,mL,3%H,2,O,2,2,mL,3%H,2,O,2,2,mL,H,2,O,2,mL,设置反,应条件,常温,常温,常温,0,常温,蒸馏水,FeCl,3,溶液,肝脏,研磨液,煮熟的肝,脏研磨液,肝脏,研磨液,剂量,2,滴,2,滴,2,滴,2,滴,2,滴,观察气,泡产生,请根据该实验回答下列问题。,(1),在上述实验中，产生气泡最多的试管是,号，原因是：,。,(2),如果仅将上述实验条件由常温改为,90,水浴，重复实验，气泡产生最多的试管是,号。,(3),假如,b,、,c,两试管的实验现象均不明显，从所给的实验材料分析，原因可能是,。该同学设计,e,组实验的目的是：,。,(4),假若,a,d,号的实验都是为了验证酶的某项特性而设置的对照，那么，实验组设置不科学的是,号，主要违背了,原则，应如何改进？,。,(5),假若要证明马铃薯中也含有过氧化氢酶，你的实验设计思路是,。,【,解析,】,(1),由于酶在适宜条件下具有高效性，因此滴加新鲜肝脏研磨液的,c,试管产生气泡最多。,(2)90,时酶活性丧失，加,FeCl,3,溶液的,b,试管在高温下产生气泡最多。,(3)b,、,c,两试管加了催化剂而实验现象却均不明显，从实验材料分析，可能是,H,2,O,2,溶液放置时间过长而分解所致。,(4)d,试管的设计存在两个变量，即温度和酶的活性。将,0,改成常温即可。,(5),要证明马铃薯中也含有过氧化氢酶，需再增设两组实验，处理方法参考,c,试管。如果,f,试管,(,含马铃薯泥,),产生大量气泡而经高温处理过的马铃薯泥产生的气泡很少，说明马铃薯中也含有过氧化氢酶。,答案：,(1)c,酶在适宜条件下具有高效性,(2)b,(3)H,2,O,2,溶液放置时间过长而分解排除肝脏研磨液中其他物质对实验结果的影响,(,合理即可,),(4)d,单一变量将,0,改为常温,(5),再增设两组实验，分别编号为,f,、,g,，实验处理方法同,c,组，只是将滴加肝脏研磨液分别改为马铃薯泥和高温处理过的马铃薯泥,(,对,g,组设置可不作要求,),【,应用点拨,】,细胞内几乎所有的代谢反应都是由酶催化的，酶的活性受外部环境条件的影响，温度、,pH,的改变会影响酶的活性，从而影响机体的代谢。根据这一原理可以研究温度对光合作用、细胞呼吸速率的影响，也可通过改变温度或,pH,降低细胞内酶的活性，从而延长果实的保鲜期等。,热点应用一,温度对酶活性的影响在植物光合作用与呼吸作用中的应用,原理解读,同种植物叶肉细胞,+,不同温度分析各温度条件下呼吸、光合强度判断呼吸、光合作用的最适温度或光合速率的变化,【,典例,1】,(2014,芜湖模拟,),研究人员以,25,片直径为,3 mm,的猕猴桃圆形叶片为材料，在一定光照强度下测量其在,30,、,40,和,45,恒温环境下的净光合速率,(,呼吸速率已知,),，结果如下表：,处理温度,(),30,40,45,净光合速率,(O,2,mol,100mm,-2,h,-1,),2.03,1.94,0,呼吸速率,(O,2,mol,100mm,-2,h,-1,),0.31,0.50,0.32,下列有关说法中，不正确的是,(,),A.,实验准备阶段需抽除叶圆片中的空气,B.,实验中不能推测细胞呼吸的最适温度比光合作用的高,C.,实验结果表明，叶光合酶的最适温度为,30,D.,实验结果表明，,45,时光合作用仍可进行,【,解题指南,】,解答本题的关键是分析表中数据：,(1),表中所设温度下，,40,时呼吸速率最高，,30,时净光合速率最高。,(2),净光合速率为,0,时，光合作用强度与呼吸作用强度相等。,【,解析,】,选,C,。实验准备阶段需抽除叶圆片中的空气，以排除干扰；实验中可知随温度升高总光合作用速率,(2.03+0.31=2.341.94+0.50=2.440.32),与呼吸速率,(0.310.500.32),都是先升高后降低，不能推测细胞呼吸最适温度比光合作用的高；由于仅有三个温度，不能说明其他温度时的情况，不能说明叶光合酶的最适温度为,30,；实验结果表明，,45,时净光合速率为,0,，说明此时光合作用强度与呼吸作用强度相等。,热点应用二,pH,对酶活性的影响在果实储存中的应用,原理解读,pH,升高或降低，使酶活性下降，抑制了代谢反应，使果实的保鲜期延长,【,典例,2】,(2014,安庆模拟,),荔枝果皮褐变是限制长期储运、降低品质的主要因素。经研究，,pH,是影响果皮褐变的环境因素之一，其作用机理如下图所示。,(1),不法商贩对已经褐化的荔枝使用硫酸处理能够欺骗消费者，其原理是：,。,(2),有人认为酸性溶液可能会抑制多酚氧化酶的活性，某同学设计了如下实验方案进行探究。请完善实验方案。,实验材料：新鲜荔枝若干、,pH,为,1.7,的缓冲液、清水、恒温设备等。,实验步骤：,第一步：将同种的新鲜荔枝随机分为,2,组，其中,A,组加,_,，,B,组加清水，两组都在,(,填,“,常温,”,或,“,低温,”,),条件下保存。,第二步：,3,天后将,B,组的清水换成,，,20,分钟后观察,A,、,B,组的褐化程度。,实验结果和结论：,若,A,组的褐化程度,(,填,“,明显大于,”“,明显小于,”,或,“,基本等于,”,)B,组，说明酸性溶液能通过抑制多酚氧化酶的活性达到降低褐化的作用。,若,A,组的褐化程度,(,填,“,明显大于,”“,明显小于,”,或,“,基本等于,”,)B,组，说明酸性溶液不能通过抑制多酚氧化酶的活性达到降低褐化的作用。,【,解析,】,(1),从作用机理上看，,pH,较小时，花色素苷甲和乙由褐色变为棕红色。,(2),研究酸性溶液可能会抑制多酚氧化酶的活性，需在常温下进行，设置两组实验，单一变量是酸性溶液，处理一段时间后，需将实验组经相同酸性溶液处理，消除酸性溶液对花色素苷甲和乙的影响，通过对比两组褐化程度的高低作出判断。,答案：,(1),硫酸溶液,pH,较低，使褐色的花色素苷转变为棕红色,(2)pH,为,1.7,的缓冲液常温,pH,为,1.7,的缓冲液明显小于基本等于,变量梯度设置的实验应用,1.,变量梯度设置的含义：,对自变量设置一系列变化梯度的数值，观察自变量在不同变化梯度下实验结果的差异，确定反应所需的最佳自变量的数值。例如，探究酶作用的最适温度,(,最适酸碱度等,),。,2.,变量梯度设置的要求：,(1),在适宜的范围内取值：生物体或细胞生活在特定的环境中，研究某因素对生物或细胞的影响时，自变量应在它能发挥作用的范围内取值。例如，研究唾液淀粉酶的最适温度，预测其数值应在,36.5,左右，所设置的温度范围宜在,30,40,之间。,(2),梯度大小设置要合适。,若要进行定量分析，则梯度设置应小些，但梯度如果过小，则变化不明显，实验组增多，增加了实验操作的难度。例如，研究唾液淀粉酶的最适,pH,，预测其数值应在,7.0,左右，可将,pH,梯度设置为,0.4,，共做,5,组实验，其缓冲溶液的,pH,分别为,6.2,、,6.6,、,7.0,、,7.4,、,7.8,。,若进行定性分析，梯度设置可稍大些，但若梯度过大，实验结果会不准确。例如，研究温度升高或降低时光合作用的变化，温度梯度设置如下：,0,、,10,、,20,、,30,、,40,。,