酶作為生物催化劑，不僅具有一般無機(jī)催化劑的特點(diǎn)，還具有專一性、高效性和溫和性等特點(diǎn)，所有這些內(nèi)容都是生物實(shí)驗(yàn)的好素材。以酶的特性為知識背景，可以較好的測試學(xué)生的實(shí)驗(yàn)知識及操作能力。下面結(jié)合高考試題談?wù)剬ο嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)的考查。
一、以酶的專一性為背景，遵循科學(xué)原則，完善實(shí)驗(yàn)方案
[例1] (2009年全國理綜Ⅱ)請用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題。
實(shí)驗(yàn)材料與用具：適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液，斐林試劑、試管、37 ℃恒溫水浴鍋、沸水浴鍋。
(1)若“＋”代表加入適量的溶液，“－”代表不加溶液，甲、乙等代表試管標(biāo)號，請用這些符號完成下表實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(把答案填在下面的表格中)。
溶液
試管
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶溶液
唾液淀粉酶溶液
甲
+
—
+
—
(2)實(shí)驗(yàn)步驟：
①按照上表中的設(shè)計(jì)，取試管、加溶液。
②______________________________________________________________________。
③______________________________________________________________________。
④______________________________________________________________________。
(3)結(jié)果預(yù)測：_________________________________________________ _____。
(4)結(jié)論：__________________________________________________________ ___。
(5)在上述實(shí)驗(yàn)中，如果僅將37 ℃恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20 ℃，而在其他條件不變的情況下重做上述實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色會比37 ℃時的淺，其原因是_________。
【分析】本題以驗(yàn)證蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性為背景，旨在考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本技能。依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯Ρ葘?shí)驗(yàn)的思想，應(yīng)該設(shè)計(jì)兩組對照實(shí)驗(yàn)：一組是用蔗糖作為底物，分別在兩支試管中加入等量的蔗糖溶液，并分別向這兩支試管中滴加等量且適量的蔗糖酶溶液和唾液淀粉酶溶液；另一組是用淀粉作為底物，分別在兩支試管中加入等量的淀粉溶液，并分別向這兩支試管中滴加等量且適量的蔗糖酶溶液和唾液淀粉酶溶液。承接表格補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟時，要注意底物和酶在適應(yīng)的條件下，充分反應(yīng)后再向各試管加入斐林試劑檢測其中是否有還原糖的生成，還應(yīng)注意斐林試劑的使用，最后觀察現(xiàn)象并記錄。對于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果預(yù)測，實(shí)際上是對已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期過程，正常操作的情況下，一定會出現(xiàn)已知的結(jié)果，不然就是實(shí)驗(yàn)誤差所致。針對驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，對應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖鞒隹隙ǖ幕卮鸺纯�。根�?jù)酶的特性，這兩種酶的最適溫度是37 ℃，而20 ℃酶的活性較低，由反應(yīng)物生成的還原糖較少，因而磚紅色會淺些。
答案：
（1）
溶液
試管
蔗糖溶液
淀粉溶液
蔗糖酶溶液
唾液淀粉酶溶液
甲
+
—
+
—
乙
—
+
—
+
丙
+
—
—
+
丁
—
+
+
—
（2）②混勻， 37 ℃ 恒溫水浴一段時間；③取出試管，分別加入適量的斐林試劑，混勻，沸水浴一段時間；④觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果�！ �
（3）含有蔗糖和淀粉酶溶液的試管（試管甲），以及含有淀粉和淀粉酶溶液的試管（試管乙）中出現(xiàn)磚紅色沉淀，其他試管中不出現(xiàn)磚紅色沉淀；（4）（哺乳動物的蔗糖酶和淀粉酶）酶的催化作用具有專一性；（5） 20 ℃ 低于酶的最適溫度，酶活性低，水解產(chǎn)生的還原糖少。
二、以酶的高效性為背景，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，評價實(shí)驗(yàn)操作
[例2]（2008江蘇卷）為了研究酶的有關(guān)特性，取兩支潔凈的試管并編號為A、B，各注入2 L體積分?jǐn)?shù)為3%的H2O2溶液；再向A管滴入2滴3．5%FeCl3溶液，向B管滴入2滴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的肝臟研磨液；堵住管口，輕輕振蕩；用帶火星的衛(wèi)生香檢驗(yàn)；觀察并記錄結(jié)果。
（1）本實(shí)驗(yàn)的主要目的是探索 。
（2）如果兩支試管的現(xiàn)象均不明顯，從實(shí)驗(yàn)材料分析，原因可能是 。
（3）過氧化氫酶能催化H2O2的分解，產(chǎn)生的[O]能使溶于水的無色焦性沒食子酸氧化生成橙紅色沉淀。為了鑒定馬鈴薯塊莖是否含有過氧化氫酶，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。
參照上圖所給信息，回答下列問題：
①３號試管內(nèi)加入的物質(zhì)是 。
②設(shè)計(jì)２號試管作為對照的具體目的是 。?
③如果２號試管未產(chǎn)生顏色反應(yīng)，則出現(xiàn)橙紅色沉淀的是第 號試管。
【分析】：本試題的要求是驗(yàn)證馬鈴薯塊莖中是否含有過氧化氫酶，且與無機(jī)催化劑相比探索催化效率，故目的為探究酶高效性。通過分析題目圖示可知，圖1為檢驗(yàn)蒸餾水能否使過氧化氫分解；圖2為檢驗(yàn)馬鈴薯塊莖提取液能否使焦性沒食子酸溶液發(fā)生沉淀；圖4為檢驗(yàn)煮沸的馬鈴薯塊莖提取液能否使過氧化氫分解；結(jié)合第三小題題意，可知還缺少“鑒定馬鈴薯塊莖是否含有過氧化氫酶”的實(shí)驗(yàn)組。從H202溶液、肝臟研磨液等材料分析，可能是H202溶液放置時問過長而分解，或肝臟腐敗變質(zhì)，過氧化氫酶失活，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中兩支試管的現(xiàn)象均不明顯。為排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質(zhì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，設(shè)置2號實(shí)驗(yàn)組，為排除馬鈴薯塊莖提取液以外的其他物質(zhì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，設(shè)置1號實(shí)驗(yàn)組。依據(jù)對照原則，不難分析得出，只有３號試管出現(xiàn)橙紅色沉淀。
答案 ⑴酶的高效性（過氧化氫酶和Fe3+催化效率的高低） ⑵H2O2溶液放置時間過長而分解 ⑶①2 L焦性沒食子酸溶液，2滴H2O2溶液，2 L馬鈴薯塊莖提取液 ②排除馬鈴薯塊莖提取液中的其他物質(zhì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 ③3?
三、以酶的溫和性為背景，進(jìn)行變量控制，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[例3]（2008廣東卷）生產(chǎn)中使用的普通淀粉酶的最適溫度在40 ℃～60 ℃之間，而極端耐熱淀粉酶在100 ℃仍能保持較高的活性。因此具有更為廣泛的應(yīng)用前景。某同學(xué)正在設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)以探究溫度對兩種淀粉酶活性的影響，其中有些問題需要你的幫助。
（1）此實(shí)驗(yàn)中除自變量和因變量外，還需要考慮 、 及 等因素。
（2）在此實(shí)驗(yàn)中，因變量可以用碘液和斐林試劑檢測，兩種試劑各與何種物質(zhì)反應(yīng)生色？檢測的是底物還是產(chǎn)物？
（3）假設(shè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表，請?jiān)诮o出的坐標(biāo)紙上繪圖反映實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
溫度/ ℃
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
普通淀粉酶相對活性/%
6
25
43
67
83
65
22
2
0
0
耐熱淀粉酶
相對活性/%
6
15
25
48
76
92
100
98
82
65
【分析】本題考查的是酶的作用以及影響酶活性的因素等知識，首先要關(guān)注實(shí)驗(yàn)中變量控制的基本原則與規(guī)律。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的，可確定自變量是不同的溫度條件，因變量是對兩種淀粉酶活性的影響，通�？梢酝ㄟ^產(chǎn)物的生成或底物的分解進(jìn)行觀察和檢測。此外，還要需要排除或平衡影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的無關(guān)變量，如底物淀粉液的濃度和數(shù)量、pH及添加試劑的量、實(shí)驗(yàn)操作順序等。本題中的第三小問在提供相關(guān)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考查了分析、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和正確運(yùn)用圖表描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。但在繪圖的過程中應(yīng)注意以下問題：①縱、橫坐標(biāo)的含義和單位要標(biāo)注，其中橫坐標(biāo)是自變量，縱坐標(biāo)是因變量。②連貫的內(nèi)容不宜用柱型圖。③不同的曲線要標(biāo)識清楚，如本題的普通淀粉酶和耐熱淀粉酶。④曲線必須嚴(yán)格在所測出的數(shù)據(jù)范圍內(nèi)作圖，不能隨意延伸。
答案：（1）pH、酶濃度、底物濃度、產(chǎn)物濃度（任選3個） （2）碘液與淀粉反應(yīng)生色，檢測的是底物；斐林試劑與還原性糖反應(yīng)生色，檢測的是產(chǎn)物 （3）正確繪圖
本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoer/171901.html
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